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JP2003228360A - 映像表示方法及び映像表示装置 - Google Patents

映像表示方法及び映像表示装置

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JP2003228360A
JP2003228360A JP2002300121A JP2002300121A JP2003228360A JP 2003228360 A JP2003228360 A JP 2003228360A JP 2002300121 A JP2002300121 A JP 2002300121A JP 2002300121 A JP2002300121 A JP 2002300121A JP 2003228360 A JP2003228360 A JP 2003228360A
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JP
Japan
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color
primary
light
chromaticity
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JP2002300121A
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Hideto Motomura
秀人 本村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to PCT/JP2002/010991 priority patent/WO2003036610A1/ja
Priority to CNB028042271A priority patent/CN1293407C/zh
Priority to US10/474,462 priority patent/US7129955B2/en
Priority to EP02770249A priority patent/EP1443491B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4原色以上で映像を表示する映像表示装置に
おいて、既存のRGBシステムとの互換性を保持して色
域を拡大することを目的とする。 【解決手段】 4つ以上の原色を混色して映像を表示す
る際に、xy色度として(x,y)=(0.150,
0.060)を持ち、かつ最も輝度の低いB原色を生成
するB原色生成部と、xy色度として(x,y)=
(0.300,0.600)を持ち、かつ最も輝度の高
いG原色を生成するG原色生成部と、xy色度で(x,
y)=(0.640,0.330)を持ち、かつ前記B
原色よりも高い輝度を持ち、前記G原色より低い輝度を
持つR原色を生成するR原色生成部とを具備すること
で、3つの原色を標準ディスプレイsRGBの原色Rec.
709に一致させことによって、3原色映像信号との互換
性を保証して色域を広げる有利な効果が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は4以上の原色を有す
るコンピュータディスプレイやテレビ放送を受信する映
像表示装置での映像の表示方法及びそれを用いた映像表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】映像機器のディジタル化とインターネッ
トを中心としたネットワーク技術の進歩により、様々な
映像機器がオープンシステム上で接続されるクロスメデ
ィアシステムが本格的に普及してきた。オープンシステ
ムでは、個々の映像機器、アプリケーションが共通イン
ターフェイスを持ち、汎用性、拡張性の高い構成を取る
必要がある。色再現の観点から見ると、色情報を発信す
る映像機器、つまりカメラやスキャナは取り込んだ色情
報を正確にオープンシステムへ配信する必要があり、一
方、色情報を受信し表示する映像機器、つまりディスプ
レイやプリンタは受け取った色情報を正確に表示する必
要がある。たとえばカメラが正確に色情報を取得したと
しても、ディスプレイが不適切な色情報を表示すること
により、システム全体の色再現性は劣化する。
【0003】このような課題を解決するために、IEC(In
ternational Electro−technical Commission)は標準デ
ィスプレイの規格sRGBを策定した。RGBの3つの
原色の色度点をITU-R(International Telecommunicati
on Union Radio communication)が推奨するRec.709の
測色パラメータに一致させることによって、ビデオ信号
RGBと測色値の関係を明確に定義した。したがって、
この標準ディスプレイの規格に従うディスプレイは、同
じビデオ信号RGBを与えれば、測色的に同じ色を表示
できる。ディスプレイは映像を表示して鑑賞するのみで
なく、映像編集の表示装置として広く用いられ、たとえ
ばカタログ印刷用の原稿を作成する際などに活用されて
いる。そこで、測色的に管理できる標準ディスプレイ
「sRGBディスプレイ」は、印刷などのハードコピー
系を含めてカラーマネジメントの要となる。
【0004】しかしながら上記の従来の映像表示装置に
おいて以下のような課題を残す。
【0005】自然界に存在する代表的な反射物体の色分
布をまとめたデータベースに「Pointer色域」と
「SOCS色域」がある。これらはカメラに入力される
測色値のダイナミックレンジを表わすと同時に、ディス
プレイ色域の設計基準になる。すなわち、自然反射物体
の色を正確に表示するには、少なくとも「Pointe
r色域」と「SOCS色域」の和(以下、「(Poin
ter+SOCS)色域」という。)を包含する色域が必
要になる。
【0006】ところが、CIELAB空間に広がる色域立体の
切断面を表す図3(a)は、L*=50等輝度a*−b
*面におけるsRGBディスプレイの色域と自然反射物
体の色分布データベース(Pointer+SOCS)色
域の関係を示すが、sRGBディスプレイの色域200
1が (Pointer+SOCS)色域2002よりも小
さく、sRGBディスプレイが自然反射物体の一部を表
示できないことを表わしている。CIELAB空間で色域体積
を計算すると、sRGBディスプレイは(Pointe
r+SOCS)色域を約76%包含し、(Pointer+
SOCS)色域の24%がsRGBディスプレイ上で表
示できないことがわかる。従って、たとえカメラが自然
反射物体の色分布をカバーできるように広いダイナミッ
クレンジを確保して正確に撮影を行ったとしても、その
約24%はsRGBディスプレイで表示できない。
【0007】これを解決する映像装置として従来より、
例えば、特許文献1に記載されているようなものがあっ
た。図10は、特許文献1に記載された従来の映像表示
装置を示すものである。
【0008】図10において、映像表示装置はマトリッ
クス状に配列された複数の画素36で構成されており、
その画素は赤色光のサブ画素36R、緑色光のサブ画素
36G、青色光のサブ画素36Bと、シアン色光、マゼ
ンタ色光、黄色光のいずれかの光を射出するサブ画素3
6Cとから構成されている。そして、このサブ画素36
Cは、図11に示す色度図上の赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の各点を結んで形成される三角形状
の領域以外の、色度図上の点として規定されている。
【0009】
【特許文献1】特開2001−306023号公報(第
3−5頁、第1図、第3図)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、輝度に関する制約を設けていないため、
輝度が変わると色表示範囲も変わってしまうので、第4
の原色を追加した場合、sRGBディスプレイとの互換
性を保つことが難しいという課題があった。
【0011】すなわち、ディスプレイの色域形状と大き
さは原色点の位置によって決まるが、色空間は3次元空
間であるため、原色点は3次元座標を持つことになる。
sRGBディスプレイの場合、R原色(赤色原色)、G
原色(緑色原色)、B原色(青色原色)のそれぞれが、
2次元の色度座標(x、y)と1次元の輝度値Yを持
つ。(Pointer+SOCS)色域も3次元立体で
あり、自然反射物体の色を正確に表示するには、ディス
プレイの色域立体ができるだけ(Pointer+SO
CS)色域立体を包含できるように、ディスプレイ原色
の2次元の色度座標と1次元の輝度値を決める必要があ
るからである。
【0012】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、現行のsRGBディスプレイとの互換性を保ち、か
つ広い色域を持つ映像表示装置を提供することを目的と
する。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記従来の課題を解決す
る本発明に係る映像表示装置は、4以上の原色を生成す
るものであって、xy色度として(x,y)=(0.1
50,0.060)を持ち、かつ最も輝度の低いB原色
を生成するB原色生成部と、xy色度として(x,y)
=(0.300,0.600)を持ち、かつ最も輝度の
高いG原色を生成するG原色生成部と、xy色度として
(x,y)=(0.640,0.330)を持ち、かつ
前記B原色よりも高い輝度を持ち、前記G原色より低い
輝度を持つR原色を生成するR原色生成部を具備してい
る。これによって、sRGBディスプレイとの互換性を
保ち、かつ色域を拡大することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の映像表示方法は、4以上
の原色の光を有する映像表示方法において、R原色、G
原色、B原色の各xy色度及び各輝度の比がsRGBデ
ィスプレイと同一の3原色の光と、xy色度図上の可視
域内で、かつR原色とG原色とB原色とで形成される3
角形の領域外にxy色度を有し、G原色より低い輝度を
持つ第4の原色の光とを少なくとも混色して表示するこ
とを特徴としている。これによって、sRGBディスプ
レイとの互換性を保ち、かつ色域を拡大することができ
る。
【0015】また、本発明の映像表示方法は、4以上の
原色の光を有する映像表示方法において、xy色度とし
て(x,y)=(0.150,0.060)を持ち、か
つ最も輝度の低いB原色の光と、xy色度として(x,
y)=(0.300,0.600)を持ち、かつ最も輝
度の高いG原色の光と、xy色度として(x,y)=
(0.640,0.330)を持ち、かつB原色よりも
高い輝度を持ち、G原色より低い輝度を持つR原色の光
と、xy色度図上の可視域内で、かつR原色とG原色と
B原色とで形成される3角形の領域外にxy色度を有
し、G原色より低い輝度を持つ第4の原色の光とを少な
くとも混色して表示することを特徴としている。これに
よって、sRGBディスプレイとの互換性を保ち、かつ
色域を拡大することができる。
【0016】また、本発明の映像表示方法の第4の原色
は、可視域内でR原色からG原色へ延ばした半直線とR
原色からB原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ3角形
の領域外のxy色度を有している。これによって、1原
色のみを追加する場合において、最も有効に色域を広げ
ることができるまた、本発明の映像表示方法の第4の原
色のxy色度が(x,y)=(0.046,0.53
5)を持ち、かつR原色、G原色、B原色、及び第4原
色の輝度値を100に正規化した場合において、B原色
の輝度値が6.78、G原色の輝度値が56.25、R
原色の輝度値が25.25、第4の原色の輝度値が1
1.72であることを特徴としている。これによって、
sRGBディスプレイとの互換性を保ち、かつ緑や青領
域に色域を拡大することができる。
【0017】また、本発明の映像表示方法の混色は、並
置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれか
である。これによって、並置加法混色では、4以上の原
色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成して混色
することができ、重畳加法混色では、4以上の原色を空
間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成して混
色することができ、時分割加法混色では4以上の原色を
時間的に分割表示して画素を構成し、混色することがで
きる。
【0018】本発明の映像表示装置は、4以上の原色を
生成するものであって、R原色、G原色、B原色の各x
y色度及び各輝度の比がsRGBディスプレイと同一の
3原色の光を生成するR原色生成部、G原色生成部、及
びB原色生成部と、xy色度図上の可視域内でR原色と
G原色とB原色とで形成される3角形の領域外にxy色
度を有し、かつG原色より低い輝度を持つ第4の原色の
光を生成する第4原色生成部と、これら生成部からの各
原色光を、入力された各原色用ビデオ信号により変調す
る各原色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部から
の各映像光を混色する映像光混色部とを具備している。
これによって、sRGBディスプレイとの互換性を保
ち、かつ色域を拡大することができる。
【0019】また、本発明の映像表示装置は、4以上の
原色を生成するものであって、xy色度として(x,
y)=(0.150,0.060)を持ち、かつ最も輝
度の低いB原色の光を生成するB原色生成部と、xy色
度として(x,y)=(0.300,0.600)を持
ち、かつ最も輝度の高いG原色の光を生成するG原色生
成部と、xy色度として(x,y)=(0.640,
0.330)を持ち、かつB原色よりも高い輝度を持
ち、G原色より低い輝度を持つR原色の光を生成するR
原色生成部と、xy色度図上の可視域内でR原色とG原
色とB原色とで形成される3角形の領域外にxy色度を
有し、かつG原色より低い輝度を持つ第4の原色の光を
生成する第4原色生成部と、これら生成部からの各原色
光を入力された原色用のビデオ信号により変調する各原
色毎に設けた空間変調部と、この空間変調部からの各映
像光を混色する映像光混色部とを具備している。これに
よって、sRGBディスプレイとの互換性を保ち、かつ
色域を拡大することができる。
【0020】また、本発明の映像表示装置の第4原色生
成部は、xy色度図の可視域内で、R原色からG原色へ
延ばした半直線とR原色からB原色へ延ばした半直線に
挟まれ、かつ3角形の領域外のxy色度を有する光を生
成する。これによって、1原色のみを追加する場合にお
いて、最も有効に色域を広げることができる また、本
発明の映像表示装置の第4原色生成部で生成される光の
xy色度が(x,y)=(0.046,0.535)を
持ち、かつR原色生成部、G原色生成部、B原色生成
部、及び第4原色生成部で生成される光の輝度値を10
0に正規化した場合において、B原色の輝度値が6.7
8、G原色の輝度値が56.25、R原色の輝度値が2
5.25、第4の原色の輝度値が11.72である。こ
れによって、sRGBディスプレイとの互換性を保ち、
かつ緑や青領域に色域を拡大することができる。
【0021】本発明の映像表示装置の映像光混色部が、
並置加法混色、重畳加法混色、時分割加法混色のいずれ
かを実行する。これによって、並置加法混色では、4以
上の原色を空間的に互いに隣接する配置で画素を構成し
て混色することができ、重畳加法混色では、4以上の原
色を空間的に同一位置に重ね合わせる配置で画素を構成
して混色することができ、時分割加法混色では4以上の
原色を時間的に分割表示して画素を構成し、混色するこ
とができる。
【0022】また、本発明の映像表示装置の各原色の生
成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を反射し、
残りの光を透過するダイクロイックミラーにより各原色
の光を生成する。これによって、光源からの光をもとに
複数の原色を生成することができる。
【0023】また、本発明の映像表示装置の各原色の生
成部は、光源からの光の内分光的に一部の光を吸収し、
残りの光を透過するフィルタにより各原色の光を生成す
る。これによって、光源からの光をもとに複数の原色を
生成することができる。
【0024】また、本発明の映像表示装置は光が直接ま
たは間接的に発せられる光源と、入力されたビデオ信号
で前記光源からの光を変調する液晶パネルと、B原色の
xy色度座標が(x,y)=(0.150,0.06
0)、G原色のxy色度座標が(x,y)=(0.30
0,0.600)、R原色のxy色度座標が(x,y)
=(0.640,0.330)、第4の原色のxy色度
座標が(x,y)=(0.046,0.535)となる
ような分光透過率で変調された各原色の光を出力する色
フィルタパネルとを具備している。これによって、sR
GBディスプレイとの互換性を保ちつつ、色域を拡大す
ることができる。
【0025】また、本発明の映像表示装置は、sRGB
ディスプレイ用の3原色のビデオ信号をスケーリングす
るスケーリング回路を更に有し、第4の原色用ビデオ信
号が入力されない場合に、このスケーリング回路の出力
信号を空間変調部へ出力する。これによって、sRGB
ディスプレイとの変換をスケーリング操作のみで実行で
き、4つの原色の色度と輝度を規定したディスプレイを
容易に作成することできる。
【0026】以下、本発明の実施の形態について図を参
照して説明する。
【0027】なお、実施の形態においては、第4の原色
としてC原色(シアン原色)を用いて説明する。
【0028】(実施の形態1)図1は、本発明の第1の
実施の形態における映像表示システムの構成図を示すも
のである。
【0029】図1において、駆動回路101は映像入力
信号を入力し、映像表示するための変調素子駆動信号を
生成する回路であり、映像表示装置102は光源103
の光から各RGBCの原色光を生成し、空間変調素子に
それぞれ供給し、そして変調素子駆動信号により変調さ
れた各映像光を合成し出力表示するものである。
【0030】図2は、本発明の第1の実施の形態におけ
る4つの原色を持つ映像表示装置(以下「4原色ディス
プレイ」という。)の構成例を示すものである。
【0031】光源1001からの光1002は、B原色
生成部1036により第1ダイクロイックミラー100
3に入射して、短波長成分を反射してB原色光1004
を生成する。なお、B原色光1004は、xy色度が
(x,y)=(0.150,0.060)となるように
生成される。第1ダイクロイックミラー1003の反射
特性のみでxy色度の調整が困難である場合は、B原色
用調整フィルタ1020を用いて分光特性を調整する。
【0032】B原色光1004は、B原色ビデオ信号1
101で制御されたB原色用空間変調素子1005に入
射し、映像の階調情報を付加されてBチャネル映像光1
006に変調される。
【0033】一方、第1ダイクロイックミラー1003
を透過した光1007は、R原色生成部1037により
第2ダイクロイックミラー1008に入射して、長波長
成分を反射してR原色光1009を生成する。なお、R
原色光1009は、xy色度が(x,y)=(0.30
0,0.600)となるように生成される。第2ダイク
ロイックミラー1008の反射特性のみでxy色度の調
整が困難である場合は、R原色用調整フィルタ1021
を用いて分光特性を調整する。
【0034】R原色光1009はR原色ビデオ信号11
02で制御されたR原色用空間変調素子1010に入射
し、映像の階調情報を付加されてRチャネル映像光10
11に変調される。
【0035】さらに、第2ダイクロイックミラー100
8を透過した光1012は、G原色生成部1038によ
り第3ダイクロイックミラー1013に入射して、長波
長成分を反射してG原色光1014を生成する。なお、
G原色光1014は、xy色度が(x,y)=(0.6
40,0.330)となるように生成される。第3ダイ
クロイックミラー1013の反射特性のみでxy色度の
調整が困難である場合は、G原色用調整フィルタ102
2を用いて分光特性を調整する。
【0036】G原色光1014は、G原色ビデオ信号1
103で制御されたG原色用空間変調素子1015に入
射し、映像の階調情報を付加されてGチャネル映像光1
016に変調される。
【0037】第3ダイクロイックミラー1013を透過
した光は、C原色生成部1039によりC原色光101
7を生成する。なお、C原色光1017は、xy色度が
(x,y)=(0.046,0.535)となるように
生成される。第3ダイクロイックミラー1013の透過
特性のみでxy色度の調整が困難である場合は、C原色
用調整フィルタ1023を用いて分光特性を調整する。
【0038】C原色光1017は、C原色ビデオ信号1
104で制御されたC原色用空間変調素子1018に入
射し、映像の階調情報を付加されてCチャネル映像光1
019に変調される。
【0039】映像光混色部1035は、Bチャネル映像
光1006、Rチャネル映像光1011、Gチャネル映
像光1016、Cチャネル映像光1019の各映像光を
反射型ミラー1030及びハーフミラー1032乃至ハ
ーフミラー1034を用いて混色し、混色された映像光
は表示面1040(スクリーン)にて映像表示される。
この混色の方式としては、並置加法混色と、重畳加法混
色と、時分割加法混色とがあり、それぞれ、4以上の原
色を空間的に互いに隣接して画素を構成したり、4以上
の原色を空間的に同一位置に重ね合わせて画素を構成し
たり、あるいは4以上の原色を時間的に分割表示して画
素を構成することで混色を実現できる。
【0040】また、B原色用調整フィルタ1020の出
力光、R原色用調整フィルタ1021の出力光、G原色
用調整フィルタ1022の出力光、C原色用調整フィル
タ1023の出力光はそれぞれ、B原色用NDフィルタ
1024、R原色用NDフィルタ1025、G原色用N
Dフィルタ1026、C原色用NDフィルタ1027に
よって分光特性を変えずに光強度のみが調整される。そ
の調整により、各NDフィルタの出力光の輝度の和を1
00としたとき、B原色用NDフィルタ1024の出力
光の輝度が6.78、R原色用NDフィルタ1025の
出力光の輝度が25.25、G原色用NDフィルタ10
26の出力光の輝度が56.25、C原色用NDフィル
タ1027の出力光の輝度が11.72となる。
【0041】なお、B原色用空間変調素子1005、R
原色用空間変調素子1010、G原色用空間変調素子1
015、およびC原色用空間変調素子1018が、空間
変調部に相当する。
【0042】また、B原色ビデオ信号1101、R原色
ビデオ信号1102、G原色ビデオ信号1103、およ
びC原色ビデオ信号1104は図1に示した変調素子駆
動信号に相当する。
【0043】図3(b)は、本実施の形態の4原色ディ
スプレイのCIELAB空間に広がる色域の切断図である。CI
ELAB空間でL*=50の均等面で切断した場合であり、
sRGBディスプレイの色域2001が4原色ディスプ
レイの色域3001の一部となっていることがわかる。
これはB原色光1004、R原色光1009、B原色光
1014をsRGBディスプレイのRGB原色に一致さ
せているためである。
【0044】一方、図2の4原色ディスプレイはさらに
4番目の原色としてC原色光1017を有し、このxy
色度点を(x,y)=(0.046,0.535)とす
ることで、緑から青の領域へ大きく色域が広がっている
ことが理解できる。4原色ディスプレイの色域3001
を自然反射物体の色分布データベースである(Poin
ter+SOCS)色域の色域2002と比較すると、
sRGBディスプレイでは包含できない緑と青の領域で
は(Pointer+SOCS)色域2002を完全に
包含し、一部オレンジから黄色の領域で(Pointe
r+SOCS)色域の色域2002の方が広いことがわ
かる。以上より、4原色ディスプレイはほぼ(Poin
ter+SOCS)色域の色域2002を包含し、かつ
sRGBディスプレイの色域2001をも包含している
ことが理解できる。
【0045】次に色域全体が把握できるように明るさ情
報を無視して色度図へ射影する。図4は本実施の形態の
4原色ディスプレイのxy色度図である。
【0046】図4において、馬蹄形4007が可視域で
あり、B原色4001は(x,y)=(0.150,
0.060)、G原色4002は(x,y)=(0.3
00,0.600)、R原色4003は(x,y)=
(0.640,0.330)、C原色4004は(x,
y)=(0.046,0.535)である。従ってB原
色4001、G原色4002、R原色4003はRec.70
9に一致し、これらで形成される三角形4005はsR
GBディスプレイの色域にあたる。C原色4004、B
原色4001、G原色4002で形成される三角形40
06は4つ目の原色Cの導入によって広がった色域に相
当する。すなわち、青、青緑、緑などの色名が与えられ
る色に対して表示範囲が広がったことが理解できる。特
に、R原色4003からG原色4002への半直線と馬
蹄形4007との交点4008、及びR原色4003か
らB原色4001への半直線と馬蹄形4007との交点
4009、B原色4001、及びG原色4002との4
点で囲む領域に第4の原色を選択することは、最も効率
よく色域を拡張できることがわかる。B原色4001、
G原色4002、R原色4003、C原色4004の4
つの原色で形成される色域は、自然反射物体(Poin
ter+SOCS)色域を95%カバーする。一方、s
RGBディスプレイの色域4005の包含率は76%で
あり、C原色4004の導入で4原色ディスプレイの色
域が飛躍的に拡大したことが理解できる。
【0047】以下、自然反射物体の色分布と4原色ディ
スプレイの色域の包含率について説明する。
【0048】自然反射物体の色分布には、Pointe
rガマットデータベース(Color Research and Applica
tion)とSOCSガマットデータベース(ISO)が有効
である。前者は標準の光Cを基準白色としたCIELAB値、
あるいはCIELUV値で与えられ、後者は分光反射率で与え
られる。そこで、後者を前者に合わせて、CIELAB値に変
換する。自然反射物体は無彩色軸を含む閉領域内に分布
し、ディスプレイ色域がこの閉領域をカバーできれば、
自然反射物体の色をすべてディスプレイ上で表示できる
ことになる。
【0049】ディスプレイの色域は、4つの原色のXY
Z三刺激値をもとに定義できる。すなわち、ディスプレ
イの色域は、図5に示すように、1次色と呼ばれる4つ
の原色(B、C、G、R)と2次色と呼ばれる1次色の
和の色(B+C、C+G、G+R、R+B)、3次色と
呼ばれる2次色の和の色(B+C+G、C+G+R、G
+R+B、R+B+C)、そして黒と白(W=B+C+
G+R)の計14点の頂点で張られる立体になる。この
ディスプレイ色域の立体を図3(b)のようにL*均等
面で切断して自然反射物体の色分布と比較すれば、2つ
の包含関係が理解できる。
【0050】xy色度とXYZ三刺激値の関係は(式
1)で示される。
【0051】
【数1】
【0052】4つの原色点の輝度Yは100で正規化し
た相対値で、B原色が6.78、G原色が56.25、
R原色が25.25、C原色が11.72であるから、
4つの原色のXYZ三刺激値は、B原色が(X,Y,
Z)=(16.94,6.78,89.24)、G原色
が(X,Y,Z)=(28.13,56.25,9.3
8)、R原色が(X,Y,Z)=(48.97,25.
25,2.30)、C原色が(X,Y,Z)=(1.0
0,11.72,9.17)となる。
【0053】次に、3原色システムと4原色システムの
互換性について説明する。4原色のうち、3つの原色、
R原色、G原色、B原色の色度座標をRec.709と一致さ
せることで2つの利点が生まれる。
【0054】第一の利点は、ディスプレイの設計を簡素
化できる点である。つまり、4つの原色のうち、3つは
既存のRGB3原色ディスプレイの材料がそのまま流用
できる。なぜならば、B原色、G原色、R原色の色度座
標は同一で、輝度Yのみが異なるため、4原色ディスプ
レイでは図2のB原色用NDフィルタ1024、R原色
用NDフィルタ1025、G原色用NDフィルタ102
6によるゲイン調整のみでB原色、G原色、R原色を設
定できるからである。仮に、B原色、G原色、R原色の
色度座標をRec.709色度座標と別にすると、ディスプレ
イの材料を4原色分すべて再設計する必要があり、開発
期間、開発コスト、信頼性などあらゆる点で既存のRec.
709原色を用いる方の利点が多い。
【0055】第二の利点は、ビデオインターフェイスの
互換性である。4原色ディスプレイの場合、Rd4
d4、Bd4、Cd4の4つのビデオ信号が入力されるが、
このうちRd4、Gd4、Bd4の3つのビデオ信号に対する
原色のxy色度座標がRec.709と同一であればスケーリ
ング回路の導入で3原色ディスプレイ用のビデオ信号と
の互換性をとることができる。3原色ディスプレイの場
合、CRTガンマ補正を行った輝度Yに線形なビデオ信
号Rd3’、Gd3’、Bd3’は(式2)によってディスプ
レイの表示色[Xd3d3d3tに変換できる。
【0056】
【数2】
【0057】ここで[XB3B3B3tはB原色の
XYZ三刺激値、[XG3G3G 3tはG原色のX
YZ三刺激値、[XR3R3R3tはR原色のXY
Z三刺激値である。(式1)を利用して(式2)を書き
換えると、(式3)となる。
【0058】
【数3】
【0059】ここでxB3、yB3、zB3はB原色のxyz
色度座標、xG3、yG3、zG3はG原色のxyz色度座
標、xR3、yR3、zR3はR原色のxyz色度座標を表わ
す。
【0060】一方、4原色ディスプレイの場合、CRT
ガンマ補正を行った輝度Yに線形なビデオ信号Rd4’、
d4’、Bd4’、Cd4’は(式4)によってディスプレ
イの表示色[Xd4d4d4tに変換できる。
【0061】
【数4】
【0062】ここで[XB4B4B4tはB原色の
XYZ三刺激値、[XG4G4G 4tはG原色のX
YZ三刺激値、[XR4R4R4tはR原色のXY
Z三刺激値、[XC4C4C4tはC原色のXYZ
三刺激値である。(式1)を利用して(式4)を書き換
えると、(式5)となる。
【0063】
【数5】
【0064】ここでxB4、yB4、zB4はB原色のxyz
色度座標、xG4、yG4、zG4はG原色のxyz色度座
標、xR4、yR4、zR4はR原色のxyz色度座標、
C4、yC4、zC4はC原色のxyz色度座標を表わす。
【0065】ここで、4原色ディスプレイのB原色、G
原色、R原色の色度座標が3原色ディスプレイのB原
色、G原色、R原色と同一である場合、(式3)と(式
5)は(式6)で同時に表現できる。
【0066】
【数6】
【0067】つまり、3原色ディスプレイ用のビデオ信
号Rd3’、Gd3’、Bd3’が入力した場合は、wc=0
によってC原色の表示色への関与を遮断し、さらにB原
色、G原色、R原色の輝度の違いをwR,wG,wBで吸
収することができる。
【0068】図6は(式6)に対応する映像表示装置の
駆動回路101の構成を示すものである。
【0069】図6において、4原色ディスプレイはビデ
オインターフェイス6001と処理回路6002から構
成されている。Rチャネル映像信号6003、Gチャネ
ル映像信号6004、Bチャネル映像信号6005、C
チャネル映像信号6006はビデオインターフェイス6
001から処理回路6002に入力され、各チャネルご
とにデガンマ回路(6007乃至6010)で輝度リニ
ア信号R’、G’、B’、C’に変換される。C’信号
はC信号検出器6011に入力し、Cチャネル映像信号
6006の有無を検出する。もし、Cチャネル映像信号
6006を検出した場合(C=0の場合も含む)、Cチ
ャネル映像信号6006は4原色ディスプレイ用の信号
であるため、C信号検出器6011がRチャネル、Gチ
ャネル、Bチャネルのそれぞれに用意されたスケーリン
グ回路(6012乃至6014)にスケーリング処理を
行わず、R’信号、G’信号、B’信号をそのままそれ
ぞれの空間変調素子駆動回路(6015乃至6017)
に与えるように指示する。同時にC’信号もC原色用デ
ガンマ回路からC原色用空間変調素子駆動回路6018
に与えられて、4原色ディスプレイは4原色の混色で映
像を表示する。
【0070】一方、ビデオインターフェイス6001に
3原色ディスプレイ用のRGB信号をRチャネル映像信
号6003、Gチャネル映像信号6004、Bチャネル
映像信号6005として入力し、Cチャネル映像信号6
006に入力がない場合、C信号検出器6011はこれ
を検出して、スケーリング回路(6012乃至601
4)にスケーリング処理の実行を指示する。この指示に
従って、R原色用スケーリング回路6012は(式6)
のwRに相当するスケーリングを実行する。同様にG原
色用スケーリング回路6013は(式6)のwGに相当
するスケーリングを、B原色用スケーリング回路601
4は(式6)のwBに相当するスケーリングを実行して
3原色ディスプレイ用の駆動信号に変換し、それらを空
間変調素子駆動回路(6015乃至6017)へ供給す
る。
【0071】また、Cチャネル映像信号6006の入力
がないため、C原色用空間変調素子駆動回路6018へ
の信号入力はない。このため、映像表示装置103のC
原色の光はC原色用空間変調素子ですべて消光され、R
GB3つの原色の混色で映像を表示する。
【0072】一方、前述した従来例のようにCIELAB空間
でL*=50におけるB原色の色度(x,y)=(0.
150,0.060)、G原色の色度(x,y)=
(0.300,0.600)、R原色の色度(x,y)
=(0.640,0.330)、C原色の色度(x,
y)=(0.046,0.535)と規定せず、色度座
標をRec.709と一致させない場合は、sRGB入力のs
RGB信号と測色的に等価な4原色ディスプレイ用の
R’G’B’信号に変換する必要がある。
【0073】まず入力信号であるsRGB信号の表示色
の測色値[Xd3d3d3tは(式3)によって与
えられ、Rec.709のRGB原色点の色度座標(R原色
(xR3,yR3)=(0.640,0.330)、G原色
(xG3,yG3)=(0.300,0.600)、B原色
(xB3,yB3)=(0.150,0.060))と相対
輝度(YR3,YG3,YB3)=(21.25,71.5
4,7.21)によって計算できる。
【0074】4原色ディスプレイでC原色を除いたRG
B原色による表示色の測色値[Xd4d4d4t
(式7)で与えられる。
【0075】
【数7】
【0076】入力のsRGB信号と測色的に等価な4原
色ディスプレイ用のR’G’B’信号は(式8)で与え
られる。
【0077】
【数8】
【0078】図7は、R原色、G原色、B原色の色度座
標をRec.709と一致させていない4原色ディスプレイの
駆動回路の構成を示すものである。
【0079】図6に示したR原色、G原色、B原色の色
度座標をRec.709と一致させた4原色ディスプレイの駆
動回路とは、RGB各原色用スケーリング回路の替わり
にマトリクス演算回路7001が必要になる点が異な
る。このマトリックス演算回路は、(式8)に示した3
行3列のマトリクス演算を行う。このため、このマトリ
クス演算回路はスケーリング演算回路に比べると規模が
大きく、また、スケーリング回路に比べ高価になる。
【0080】以上のように、本実施の形態の4原色ディ
スプレイは、R原色、G原色、B原色の色度座標をRec.
709と一致させ、1次元の輝度値Yを特定するため、既存
のRGB3原色ディスプレイの材料を使用でき、かつ駆
動回路は簡単なスケーリング演算で3原色ビデオ信号と
の互換性を確保することができる。そして、自然反射物
体の色分布をほぼ包含できる色域の広い4原色ディスプ
レイが実現できる。
【0081】図2の構成はプロジェクタに適し、大画面
に実物と同じ大きさで再現映像を表示する際に、より実
物に近い映像を表示できる効果がある。
【0082】なお、本発明は原色の生成順に制限を与え
るものでなく、原色の生成順は任意であることを特筆し
ておく。
【0083】(実施の形態2)図8は、本発明の第2の
実施の形態における4原色の液晶ディスプレイの構成図
を示すものである。
【0084】図8において、光源8001から発せられ
た光は反射板8002で反射されて液晶パネル8003
に入射する。液晶パネル8003は、ビデオメモリ80
04から与えられるビデオ信号で駆動された液晶パネル
駆動回路8005の動作に従って変調され、映像の階調
が光強度として表現される。液晶パネル8003を透過
した光は色フィルタパネル8006へ入り、色材の分光
吸収特性に基づいて光の分光エネルギー分布が変化して
出力される。
【0085】色フィルタパネル8006の構造を示すた
めに一部を拡大して図示した色フィルタパネル8007
は、Bフィルタ8008、Gフィルタ8009、Rフィ
ルタ8010、Cフィルタ8011の4種類の色フィル
タからなる。これら4種類の色フィルタは2×2セル単
位で配置され、ビデオ信号がこの2×2セルを1画素と
して与えられる。原色数が4つであるため、コンピュー
タディスプレイとして要望される「正方画素」を容易に
実現できる。
【0086】4つの原色、B、G、R、Cは第1の実施
の形態と同様に図4に示すような色度座標(B原色
(x,y)=(0.150,0.060)、G原色
(x,y)=(0.300,0.600)、R原色
(x,y)=(0.640,0.330)、C原色
(x,y)=(0.046,0.535))を持つ。色
フィルタ1つ1つの大きさが十分小さく、視覚的な解像
限界を下回る場合、各色フィルタを透過した光は混色さ
れて、三角形4005と三角形4006を合わせた色域
を持つことができる。
【0087】以上のように、本実施の形態の液晶ディス
プレイも実施の形態1と同様に、R原色、G原色、B原
色の色度座標をRec.709と一致させ、1次元の輝度値Yを
特定するため、既存のRGB3原色の液晶ディスプレイ
の材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリング
演算で3原色ビデオ信号との互換性を確保することがで
きる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含できる
色域の広い4原色ディスプレイが実現できる。
【0088】本実施の形態の構成は卓上型のディスプレ
イなどに適し、DTP(Desk Top Publishing)におけ
る原稿の編集などで、より実物に近い映像を表示できる
効果がある。
【0089】なお、本発明は色フィルタの空間的配置条
件を拘束するものではなく、図8においてBフィルタ8
008、Gフィルタ8009、Rフィルタ8010、C
フィルタ8011の配置は任意であることを特筆してお
く。
【0090】(実施の形態3)図9は本発明の第3の実
施の形態における5つの原色を持つ液晶ディスプレイの
構成図を示すものである。
【0091】第2の実施の形態である図8とは、色フィ
ルタパネル9006が異なる。色フィルタパネル900
6の一部を拡大して図示した色フィルタ9007は、B
フィルタ9008、Gフィルタ9009、Rフィルタ9
010、C1フィルタ9011、C2フィルタ9012
の5種類の色フィルタを1画素としている。第2の実施
の形態と同様にBフィルタ9008、Gフィルタ900
9、Rフィルタ9010を透過した光がRec.709のB原
色、G原色、R原色の色度座標を持つように分光透過率
が設計されている。C1原色とC2原色は図4のC原色
4004と同じ機能を果たし、青、青緑、緑といった色
名を持つ領域に配置されて、色域の拡大に貢献してい
る。
【0092】このような構成をとることにより、5原色
ディスプレイ用に新たに開発するディスプレイ材料は、
C1原色とC2原色の2つだけになり、かつ3原色ビデ
オ信号との互換性も第1の実施の形態と同様に実現でき
る。
【0093】以上のように、本実施の形態の液晶ディス
プレイも実施の形態1と同様に、R原色、G原色、B原
色の色度座標をRec.709と一致させ、1次元の輝度値Y
を特定するため、既存のRGB3原色の液晶ディスプレ
イの材料を使用でき、かつ駆動回路は簡単なスケーリン
グ演算で3原色ビデオ信号との互換性を確保することが
できる。そして、自然反射物体の色分布をほぼ包含でき
る色域の広い5原色ディスプレイが実現できる。
【0094】なお、本発明は、色フィルタの空間的配置
条件を拘束するものではなく、図9において、Bフィル
タ9008、Gフィルタ9009、Rフィルタ901
0、C1フィルタ9011、C2フィルタ9012の配
置は任意であることを特筆しておく。
【0095】
【発明の効果】本発明により、現行のsRGBディスプ
レイとの互換性を保ち、かつ4つ以上の原色を用いた、
立体的により広い色域を持つ映像表示装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における映像表示システ
ムの構成図
【図2】本発明の実施の形態1における4原色の映像表
示装置の構成図
【図3】(a)従来のsRGBディスプレイ等のCIELAB
空間に広がる色域を示す切断図 (b)本発明の実施の形態1における4原色ディスプレ
イ等のCIELAB空間に広がる色域の切断図
【図4】本発明の実施の形態1におけるsRGBディス
プレイの色域と4原色ディスプレイの色域を示す色度図
【図5】本発明の実施の形態1における1次色、2次
色、3次色、黒、白の関係を説明する図
【図6】本発明の実施の形態1における映像表示システ
ムの駆動回路の構成図
【図7】本発明の実施の形態1におけるマトリクス演算
回路による駆動回路の構成図
【図8】本発明の実施の形態2における4原色の映像表
示装置の構成図
【図9】本発明の実施の形態3における5原色の映像表
示装置の構成図
【図10】従来の映像表示装置の画素を示す図
【図11】従来の映像表示装置の色度図
【符号の説明】
36 画素 36R、36G、36B、36C サブ画素 101 駆動回路 102 映像表示装置 103 光源 1001 光源 1002 光源からの光 1003 第1ダイクロイックミラー 1004 B原色光 1005 B原色用空間変調素子 1006 Bチャネル映像光 1007 第1ダイクロイックミラー1003を透過し
た光 1008 第2ダイクロイックミラー 1009 R原色光 1010 R原色用空間変調素子 1011 Rチャネル映像光 1012 第2ダイクロイックミラー1008を透過し
た光 1013 第3ダイクロイックミラー 1014 G原色光 1015 G原色用空間変調素子 1016 Gチャネル映像光 1017 第3ダイクロイックミラー1013を透過し
た光 1018 C原色用空間変調素子 1019 Cチャネル映像光 1020 B原色用調整フィルタ 1021 R原色用調整フィルタ 1022 G原色用調整フィルタ 1023 C原色用調整フィルタ 1024 B原色用NDフィルタ 1025 R原色用NDフィルタ 1026 G原色用NDフィルタ 1027 C原色用NDフィルタ 1030、1031 反射型ミラー 1032、1033、1034 ハーフミラー 1035 映像光混色部 1036 B原色生成部 1037 R原色生成部 1038 G原色生成部 1039 C原色生成部 1040 表示面 2001 sRGBディスプレイの色域 2002 (Pointer+SOCS)色域 2003 可視域 3001 4原色ディスプレイの色域 4001 B原色 4002 G原色 4003 R原色 4004 C原色 6001 4原色ディスプレイのビデオインターフェイ
ス 6002 4原色ディスプレイの処理回路 6003 Rチャネル映像信号 6004 Gチャネル映像信号 6005 Bチャネル映像信号 6006 Cチャネル映像信号 7001 マトリクス演算回路 7002 4原色ディスプレイのビデオインターフェイ
ス 7003 4原色ディスプレイの処理回路 7004 Rチャネル映像信号 7005 Gチャネル映像信号 7006 Bチャネル映像信号 7007 Cチャネル映像信号 8001 光源 8002 反射板 8003 液晶パネル 8004 ビデオメモリ 8005 液晶パネル駆動回路 8006 色フィルタパネル 8007 色フィルタパネル8006の拡大図 8008 Bフィルタ 8009 Gフィルタ 8010 Rフィルタ 8011 Cフィルタ 9006 色フィルタパネル 9007 色フィルタパネル8006の拡大図 9008 Bフィルタ 9009 Gフィルタ 9010 Rフィルタ 9011 C1フィルタ 9012 C2フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 BA02 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE17 CE18 CH07 CH08 5C060 BA08 BC07 DA01 GA02 HC24 HC26 JA18 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 EE30 JJ02 JJ05 JJ06 KK02 KK43 5C082 BA34 BA35 BD02 BD09 CA12 CA81 MM06 MM10

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4以上の原色の光を有する映像表示方法
    において、R原色、G原色、B原色の各xy色度及び各
    輝度の比がsRGBディスプレイと同一の3原色の光
    と、xy色度図上の可視域内で、かつ前記R原色と前記
    G原色と前記B原色とで形成される3角形の領域外にx
    y色度を有し、前記G原色より低い輝度を持つ第4の原
    色の光とを少なくとも混色して表示することを特徴とす
    る映像表示方法。
  2. 【請求項2】 4以上の原色の光を有する映像表示方法
    において、xy色度として(x,y)=(0.150,
    0.060)を持ち、かつ最も輝度の低いB原色の光
    と、xy色度として(x,y)=(0.300,0.6
    00)を持ち、かつ最も輝度の高いG原色の光と、xy
    色度として(x,y)=(0.640,0.330)を
    持ち、かつ前記B原色よりも高い輝度を持ち、前記G原
    色より低い輝度を持つR原色の光と、xy色度図上の可
    視域内で、かつ前記R原色と前記G原色と前記B原色と
    で形成される3角形の領域外にxy色度を有し、前記G
    原色より低い輝度を持つ第4の原色の光とを少なくとも
    混色して表示することを特徴とする映像表示方法。
  3. 【請求項3】 前記第4の原色が前記可視域内で、前記
    R原色から前記G原色へ延ばした半直線と前記R原色か
    ら前記B原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ前記3角
    形の領域外のxy色度を有することを特徴とする請求項
    1または請求項2に記載の映像表示方法。
  4. 【請求項4】 前記第4の原色のxy色度が(x,y)
    =(0.046,0.535)を持ち、かつ前記R原
    色、前記G原色、前記B原色、及び前記第4原色の輝度
    値を100に正規化した場合において、前記B原色の輝
    度値が6.78、前記G原色の輝度値が56.25、前
    記R原色の輝度値が25.25、前記第4の原色の輝度
    値が11.72であることを特徴とする請求項2に記載
    の映像表示方法。
  5. 【請求項5】 前記混色が、並置加法混色、重畳加法混
    色、時分割加法混色のいずれかであることを特徴とする
    請求項3または請求項4に記載の映像表示方法。
  6. 【請求項6】 4以上の原色を生成する映像表示装置に
    おいて、R原色、G原色、B原色の各xy色度及び各輝
    度の比がsRGBディスプレイと同一の3原色の光を生
    成するR原色生成部、G原色生成部、及びB原色生成部
    と、xy色度図上の可視域内で前記R原色と前記G原色
    と前記B原色とで形成される3角形の領域外にxy色度
    を有し、かつ前記G原色より低い輝度を持つ第4の原色
    の光を生成する第4原色生成部と、前記R原色生成部、
    前記G原色生成部、前記B原色生成部、及び前記第4原
    色生成部からの各原色光を、入力された各原色用ビデオ
    信号により変調する各原色毎に設けた空間変調部と、前
    記空間変調部からの各映像光を混色する映像光混色部と
    を具備することを特徴とする映像表示装置。
  7. 【請求項7】 4以上の原色を生成する映像表示装置に
    おいて、xy色度として(x,y)=(0.150,
    0.060)を持ち、かつ最も輝度の低いB原色の光を
    生成するB原色生成部と、xy色度として(x,y)=
    (0.300,0.600)を持ち、かつ最も輝度の高
    いG原色の光を生成するG原色生成部と、xy色度とし
    て(x,y)=(0.640,0.330)を持ち、か
    つ前記B原色よりも高い輝度を持ち、前記G原色より低
    い輝度を持つR原色の光を生成するR原色生成部と、x
    y色度図上の可視域内で前記R原色と前記G原色と前記
    B原色とで形成される3角形の領域外にxy色度を有
    し、かつ前記G原色より低い輝度を持つ第4の原色の光
    を生成する第4原色生成部と、前記R原色生成部、前記
    G原色生成部、前記B原色生成部、及び前記第4原色生
    成部からの各原色光を入力された原色用のビデオ信号に
    より変調する各原色毎に設けた空間変調部と、前記空間
    変調部からの各映像光を混色する映像光混色部とを具備
    することを特徴とする映像表示装置。
  8. 【請求項8】 前記第4原色生成部が前記可視域内で、
    前記R原色から前記G原色へ延ばした半直線と前記R原
    色から前記B原色へ延ばした半直線に挟まれ、かつ前記
    3角形の領域外のxy色度を有する光を生成することを
    特徴とする請求項6または請求項7に記載の映像表示装
    置。
  9. 【請求項9】 前記第4原色生成部で生成される光のx
    y色度が(x,y)=(0.046,0.535)を持
    ち、かつ前記R原色生成部、前記G原色生成部、前記B
    原色生成部、及び前記第4原色生成部で生成される光の
    輝度値を100に正規化した場合において、前記B原色
    の輝度値が6.78、前記G原色の輝度値が56.2
    5、前記R原色の輝度値が25.25、前記第4の原色
    の輝度値が11.72であることを特徴とする請求項8
    に記載の映像表示装置。
  10. 【請求項10】 前記映像光混色部が、並置加法混色、
    重畳加法混色、時分割加法混色のいずれかを実行するこ
    とを特徴とする請求項8または請求項9に記載の映像表
    示装置。
  11. 【請求項11】 各原色の前記生成部は、光源からの光
    の内分光的に一部の光を反射し、残りの光を透過するダ
    イクロイックミラーにより各原色の光を生成することを
    特徴とする請求項6乃至請求項10のいずれかに記載の
    映像表示装置。
  12. 【請求項12】 各原色の前記生成部は、光源からの光
    の内分光的に一部の光を吸収し、残りの光を透過するフ
    ィルタにより各原色の光を生成することを特徴とする請
    求項6乃至請求項10のいずれかに記載の映像表示装
    置。
  13. 【請求項13】 光が直接または間接的に発せられる光
    源と、入力されたビデオ信号で前記光源からの光を変調
    する液晶パネルと、B原色のxy色度座標が(x,y)
    =(0.150,0.060)、G原色のxy色度座標
    が(x,y)=(0.300,0.600)、R原色の
    xy色度座標が(x,y)=(0.640,0.33
    0)、第4の原色のxy色度座標が(x,y)=(0.
    046,0.535)となるような分光透過率で変調さ
    れた各原色の光を出力する色フィルタパネルとを具備す
    ることを特徴とする映像表示装置。
  14. 【請求項14】 sRGBディスプレイ用の3原色のビ
    デオ信号をスケーリングするスケーリング回路を更に有
    し、前記第4の原色用ビデオ信号が入力されない場合
    に、前記スケーリング回路の出力信号を前記空間変調部
    へ出力することを特徴とする請求項6乃至請求項9のい
    ずれかに記載の映像表示装置。
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