JPH11510980A - ホワイトバランスをとる方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、カラー原稿（２）を画素毎乃至ライン毎に走査するためのカラー走査装置の光電カラー走査機構（３）のホワイトバランスをとる方法に関する。カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度と所定の白色度とから、電圧目標値が算出される。露光装置（４，７）を用いて、カラー原稿（２）の光学濃度ゼロを示す走査光がシミュレートされ、光電変換器（１６，１７）で電圧実際値に変換される。光電変換器（１６，１７）の増幅度は、電圧実際値が、算出された電圧目標値と等しいように調整されて、後続の原稿走査の期間中一定に保持され、そうすることによって、事後の原稿走査の際に、白色画素の色信号が白色度に相応するようになる。シミュレートされた走査光の光減衰のために、付加的にバランス用アパーチャとして使用される、アパーチャホイール（１２）の走査アパーチャ（１１）が、走査光のビーム路内に導入される。

Description

【発明の詳細な説明】 ホワイトバランスをとる方法 本発明は電子再現技術の領域に関し、光電カラー走査機構によってカラー原稿 を画素状に及びライン状に走査するためのカラースキャナとも呼ばれるカラー走 査装置に関する。 カラースキャナでは、カラー原稿から来る走査光はまずダイクロイックフィル タによって色成分「赤」、「緑」及び「青」に分解され、個々の色チャネルに供 給される。次いでこれらの色チャネルにおいて走査光の３つの色成分は光電変換 器によって「赤」、「緑」及び「青」に対する色信号に変換される。 色信号は光電変換器に後置接続された信号処理段で後続処理される。この信号 処理段は所定の信号入力範囲を有し、この所定の信号入力範囲の信号エッジ値は 白色値及び黒色値と呼ばれる。 走査開始の前のカラースキャナのホワイトバランスによってその都度走査され るカラー原画の濃度範囲は信号処理段の所定の信号入力範囲に適合される。これ によって、走査されるカラー原稿の最も明るい箇所、白色画素から来る走査光が 光電変換器で白色値に相応する色信号値に変換される。 カラー原稿の最も明るい箇所から来る走査光はカラ ー原画毎に変化し、光電変換器の感度も長い時間一定ではないので、実際には各 原画走査の前に相応のホワイトバランスが実施される。このホワイトバランスは 高価である。というのも、少なくとも３つの光電変換器を調整しなくてはならな いからである。 ＤＥ−Ａ−２５４５９６１からすでにスキャナの自動的なホワイトバランスを とる方法が提出されている。較正フェーズにおいて黒色／白色スキャナのカラー 走査機構はそれぞれの画像原稿の白色画素に位置決めされ、捉えられた白色画素 から来る走査光は光電変換器で画像信号実際値に変換される。この画像信号実際 値は制御装置において白色値に相応する画像信号目標値と比較される。制御信号 が光電変換器の感度を変化させ及び／又は後置接続された増幅器の増幅度を制御 偏差がゼロになるまで変化させる。このために必要な制御信号値は較正フェーズ に続く原稿走査の持続時間の間記憶されている。カラースキャナにおけるホワイ トバランスのために制御装置は３つの色チャネルに拡張される。 この公知の方法は次のような不利な点を有する。すなわち、ホワイトバランス の際にいつも再現すべき画像原稿上の相応の白色画素を走査機構で捉える必要が ある。これは時間がかかり、さらに例えばホワイトバランスの繰り返しの際には 不正確である。さらに、カラー画像原稿においてしばしば白色画素として適当な 明るい画像箇所が存在しないことも生じる。 ＥＰ−Ａ−０２８１６５９からスキャナのホワイトバランスをとるさらに別の 方法が提出されている。この方法では、再現すべき画像原稿上でカラー走査機構 によって白色画素を繰り返し捉えることが回避される。このため、最初のホワイ トバランスの際に白色画素の光電走査によって光減衰係数を算出する。ホワイト バランスの繰り返しの際には画像原稿の白色画素を改めて走査することなしに白 色画素から来る走査光を算出された光減衰係数に従って減衰された光源の光によ ってシミュレートし、この場合制御されたアイリスアパーチャを用いて光減衰を 実施する。 この公知の方法は高価でありさらにカラーニュートラルな濃度シミュレーショ ンに基づいている。これは必ずしも行われず、従って時により不満足な結果に終 わりうる。さらにこの公知の方法では反射原稿の走査における濃度シミュレーシ ョンができない。というのも、アイリスアパーチャは正確な焦点深度の調整に必 要だからである。 よって、本発明の課題は、カラー原稿の画素状の及びライン状の光電走査のた めのカラー走査装置おけるホワイトバランスをとる方法を次のように改善するこ とである。すなわち、カラー原稿の白色画素の光学的濃度の簡単でコスト安でカ ラーニュートラルなシミュレーション及び高い再現品質が達成されるように改善 することである。 この課題は請求項１の特徴部分記載の構成によって解決される。有利な実施形 態及び改良実施形態は従属請求項から得られる。 本発明を次に図１及び２に基づいて詳しく説明する。 図１はホワイトバランスの実施のための装置を有するカラースキャナの原理的 なブロック回路図である。 図２はホワイトバランスの説明のためのグラフィックな線図である。 図１は、ホワイトバランスのための装置を有するカラースキャナの原理的なブ ロック回路図である。部分的に図示されたクリアガラスから構成される走査ドラ ム（１）の上には反射カラー原稿又は透過カラー原稿の形式のカラー原稿（２） が配置されている。このカラー原稿（２）は光電カラー走査機構（３）によって 画素状に及びライン状に走査される。 透過カラー原稿（２）の画素状露光のために走査ドラム（１）の内部空間に光 源（５）及び光学系（６）を有する透過露光装置（４）が設けられている。反射 カラー原稿（２）の画素状露光のためには光電カラー走査機構（３）に２つの光 源（８）及び２つの光学系（９）を有する反射露光装置（７）がある。 透過カラー原稿（２）を透過する又は反射カラー原稿（２）によって反射され る走査光は、このカラー原 稿（２）の走査される画素の輝度に相応して輝度変調されており、この走査光は 光電カラー走査機構（３）に到達する。この走査光はそこで走査対物レンズ（１ ０）によってアパーチャホイール（１２）の走査アパーチャ（１１）に集束され る。このアパーチャホイール（１２）は異なる直径を有する多数の走査アパーチ ャ（１１）を有する。このアパーチャホイール（１２）は回転可能に支承されて おり、アパーチャ制御部（１３）によって次のように位置決めされる。すなわち 、その都度所望の走査精度に従って選択されるアパーチャホイール（１２）の走 査アパーチャ（１１）がビーム路に存在するように位置決めされる。このアパー チャホイール（１２）の後ろには色分解フィルタ（１４）が配置されている。こ の色分解フィルタ（１４）は走査光を３つの色成分「赤（Ｒ）」、「緑（Ｇ）」 及び「青（Ｂ）」に分解し、３つの別個の色チャネル「赤」、「緑」及び「青」 に供給する。この色分解フィルタは例えば色選択性ミラーから構成されている。 ここでは色チャネル「緑」しか図示されていないが、３つの色チャネル「赤」、 「緑」及び「青」では色成分「赤」、「緑」及び「青」が３つのアナログ色信号 （Ｒ，Ｇ，Ｂ）に変換される。 ここに図示された色チャネル「緑」では相応の色成分がコリメーション光学系 （１５）を通過して光／電圧変換器に導かれる。この光／電圧変換器はこの実施 例では後置接続された電流／電圧変換器（１７）を有するフォトマルチプライヤ （１６）から構成されている。この電流／電圧変換器（１７）はフォトマルチプ ライヤ（１６）の出力電流をアナログ色信号（Ｇ）に変換する。このフォトマル チプライヤ（１６）はゼロから最大境界値Ｕ_GRまでの制御範囲を有する。このフ ォトマルチプライヤ（１６）の動作に必要な高電圧Ｕ_Hは高電圧発生器（１８） で発生され、この高電圧発生器（１８）は制御信号Ｓ₁によって制御される。電 流／電圧変換器（１７）で発生されるアナログ色信号（Ｇ）はＡ／Ｄ変換器（１ ９）でデジタル色値（Ｇ）に変換される。 Ａ／Ｄ変換器（１９）にはスイッチ位置「バランス」及び「走査」を有するス イッチ（２０）が後置接続されている。カラースキャナのホワイトバランスの間 にこのスイッチ（２０）はスイッチ位置「バランス」にある。このスイッチ位置 「バランス」においてホワイトバランスのための代表的な色値（Ｇ）が電圧実際 値Ｕ_ISTとして制御信号段（２１）に供給される。原稿走査中にはこのスイッチ （２０）はスイッチ位置「走査」にある。このスイッチ位置「走査」においてカ ラー原稿の色値（Ｇ）が後続処理のために画像処理段（２２）に供給される。 ここに図示されていない色チャネル「赤」及び「青」も同様に構成されており 、それぞれフォトマルチプ ライヤ、電流／電圧変換器、Ａ／Ｄ変換器、スイッチ及び制御信号段を有する。 色チャネル「赤」及び「青」で発生される色値（Ｒ，Ｂ）は同様に画像処理段（ ２２）に後続処理のために供給される。 対数化された色値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）はカラー原稿（２）において走査された画素 の色成分の光学的濃度を表す。 原稿走査の前にホワイトバランスが実施される。このホワイトバランスによっ て次のことが達成される。すなわち、カラー走査機構（３）がこのカラー原稿（ ２）の白色画素の走査の際の原稿走査中に色値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を生成し、これら 色値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は個々の色チャネルに対して設けられた白色度又は個々の色 チャネルに対して設けられた共通白色度に相応する。ホワイトバランスの際には 、白色画素の光学的濃度Ｄ_WPがシミュレートされる。しかもこの場合このホワイ トバランスの間カラー原稿（２）の純白色画素をカラー走査機構（３）によって 捉えて走査する必要がない。本発明では、カラー原稿（２）の白色画素の光学的 濃度Ｄ_WPのシミュレーションは、光／電圧変換器（１６、１７）の増幅度を相応 に調整することによって行われる（「電気的濃度シミュレーション」）及び／又 は露光装置（４、７）でシミュレートされた走査光をバランスアパーチャとして 使用されるアパーチャホイール（１２）のスキャンアパーチャ（１１）によ って相応に減衰することによって行われる（「光学的濃度シミュレーション」） 。 本発明のホワイトバランスをとる方法を次に３つの色チャネルのうちの１つに 対する方法ステップ［Ａ］，［Ｂ］及び［Ｃ］に基づいて詳しく説明する。 ホワイトバランスの第１の方法ステップ［Ａ］では、個々の光／電圧変換器（ １６、１７）の増幅度の調整による「電気的濃度シミュレーション」のために、 当該色チャネルの電圧目標値Ｕ_SOLLが、カラー原稿（２）の白色画素の予め検出 された光学的濃度Ｄ_WP及び予め設定された白色度Ｕ_WPから求められる。場合によ っては、透過露光装置（４）によってシミュレートされた走査光を相応に減衰す ることによる「光学的的濃度シミュレーション」のために、アパーチャホイール （１２）に設けられたスキャンアパーチャ（１１）のうちの１つが選択され、ホ ワイトバランスの持続時間中バランスアパーチャとしてカラー走査機構（３）の ビーム路に位置決めされる。 走査すべきカラー原稿（２）の白色画素の光学的濃度Ｄ_WPは、ホワイトバラン スの前にこのカラー原稿（２）の白色画素の手動による濃度計測によって又は例 えばＤＥ−Ａ−４３０９８７９によるこのカラー原稿（２）の画像範囲の自動解 析によって検出される。この検出された白色画素の光学的濃度Ｄ_WPは較正値とも 呼ばれ、入力段（２４）の較正値メモリ（２３） に記憶される。この較正値メモリ（２３）には次々と走査される複数のカラー原 稿の白色画素の光学的濃度が呼び出し可能な状態で記憶される。入力段（２４） はさらにパラメータメモリ（２５）を有し、このパラメータメモリ（２５）には アパーチャホイール（１２）のスキャンアパーチャ（１１）のためのアパーチャ パラメータが記憶されている。カラー原稿（２）の走査の際に使用されるアパー チャホイール（１２）のスキャンアパーチャ（１１）のアパーチャパラメータは 、スキャンアパーチャ設定部（２６）で相応の制御信号Ｓ₂に変換され、この制 御信号Ｓ₂はスイッチ位置「走査」にあるスイッチ（３２）を介してアパーチャ 制御部（１３）に供給される。このアパーチャ制御部（１３）は次いでアパーチ ャホイール（１２）の選択されたスキャンアパーチャ（１１）を走査過程の持続 時間の間カラー走査機構（３）のビーム路に位置決めする。 テーブルメモリ（２８）には、アパーチャホイール（１２）の各スキャンアパ ーチャ（１１）に対するアパーチャ濃度テーブルの形式で３つの色チャネル「赤 」、「緑」及び「青」のための予め求められた相対的な３つのアパーチャ濃度が 記憶されている。スキャンアパーチャ（１１）はアパーチャ識別番号によって示 されている。スキャンアパーチャ（１１）のアパーチャ濃度Ｄ_BLはそれぞれ当該 スキャンアパーチャ（１ １）によって達成される光減衰の尺度である。 アパーチャ濃度テーブルの相対アパーチャ濃度Ｄ_BLは、ホワイトバランスの前 に、アパーチャホイール（１２）の異なるスキャンアパーチャ（１１）のアパー チャ濃度と基準アパーチャとして選択されるスキャンアパーチャ（１１）との比 から定められる。これらアパーチャ濃度を求めるためには、まず最初に高電圧Ｕ_H を介して僅かに調整されるフォトマルチプライヤ（１６）の増幅度によってア パーチャホイール（１２）の個々のスキャンアパーチャ（１１）において電流／ 電圧変換器（１７）の出力側で得られる電圧を測定し、比較的大きな電圧を発生 したスキャンアパーチャ（１１）を基準アパーチャと決定する。基準アパーチャ として定められたスキャンアパーチャ（１１）はカラー走査機構（３）のビーム 路に配置される。後ほど方法ステップ［Ｃ］で記述されるように、この基準アパ ーチャによって装置調整が行われる。これは、出力電圧が予め設定された目標値 に相応するようにフォトマルチプライヤ（１６）の増幅度を制御過程によって調 整することにより行われる。この調整によってアパーチャホイール（１２）の全 スキャンアパーチャ（１１）に対してアパーチャ濃度値が対数化された出力電圧 として測定され、さらに基準アパーチャのアパーチャ濃度との比率をとられて、 結果的にアパーチャ濃度テーブルの相対アパーチャ濃度Ｄ_BLを得る。 絶対アパーチャ濃度の代わりに相対アパーチャ濃度を使用することによって、 高いバランス調整精度が得られる。フォトマルチプライヤのフォトカソード及び 走査露光部の予想される不均質性ならびに色のにじみ又は不精確な濃度シミュレ ーションの原因となる他の障害的な効果が有利には同時に検出される。 アパーチャ濃度テーブルの例を次に再現する： カラー原稿（２）の白色画素の実際の光学的濃度Ｄ_WPは、当該色チャネルに対 して入力段（２４）の較正値メモリ（２３）から計算段（２９）に伝達される。 この計算段（２９）にはさらに入力段（２４）のパ ラメータメモリ（２５）に記憶されたアパーチャパラメータ及びテーブルメモリ （２８）に記憶されたアパーチャホイール（１２）の様々なスキャンアパーチャ （１１）の相対アパーチャ濃度Ｄ_BLが供給される。 計算段（２９）では「電気的濃度シミュレーション」のための当該色チャネル の電圧目標値Ｕ_SOLLが算出される。この電圧目標値Ｕ_SOLLは制御段（２１）のデ ジタル比較器（３０）に供給される。同時に計算段（２９）では「光学的濃度シ ミュレーション」のための光減衰に必要なバランスアパーチャが定められる。バ ランスアパーチャとして求められたアパーチャホイール（１２）のスキャンアパ ーチャ（１１）のアパーチャ識別番号はバランスアパーチャ設定部（３１）に伝 達され、このバランスアパーチャ設定部（３１）はこのアパーチャ識別番号を相 応の制御信号Ｓ₃に変換する。この制御信号Ｓ₃はスイッチ位置「バランス」にあ るスイッチ（２７）を介してアパーチャ制御部（１３）に供給される。このアパ ーチャ制御部（１３）はアパーチャホイール（１２）の相応するスキャンアパー チャ（１１）をバランスアパーチャとしてホワイトバランスの持続時間の間カラ ー走査機構（３）のビーム路に位置決めする。 計算段（２９）では次のような計算が実施される。 当該色チャネルに対するカラー原稿（２）の白色画素の光学的濃度Ｄ_WPはまず 最初に境界濃度Ｄ_GRと 比較される。この境界濃度Ｄ_GRは白色画素の最大光学的濃度Ｄ_WPを定める。この 最大光学的濃度Ｄ_WPに対してまさに「電気的濃度シミュレーション」がフォトマ ルチプライヤ（１５）の増幅度の調整によって実施される。境界濃度Ｄ_GRは、式 ［１］に従って、フォトマルチプライヤ（１５）の制御範囲の最大電圧値Ｕ_GRと 白色度Ｕ_WPとの対数比から得られる。 Ｄ_GR＝ｌｏｇＵ_GR／Ｕ_WP ［１］ ただしここで Ｄ_GR＝色チャネルの境界濃度 Ｕ_GR＝色チャネルの制御範囲の最大電圧値 Ｕ_WP＝色チャネルの白色度 である。 「電気的濃度シミュレーション」における当該色チャネルの電圧目標値Ｕ_SOLL は次の一般式［２］によって得られる。 Ｕ_SOLL ＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ［Ｄ_WP−（Ｄ_AB− Ｄ_sc）］ ［２］ ただしここで Ｕ_SOLL＝色チャネルの電圧目標値 Ｕ_WP＝色チャネルの白色度 Ｄ_WP＝色チャネルの白色画素の光学的濃度 Ｄ_AB＝色チャネルのバランスアパーチャ濃度 Ｄ_SC＝スキャンアパーチャ濃度 である。 カラー原稿（２）の白色画素の光学的濃度Ｄ_WPが境界濃度Ｄ_GRよりも小さい場 合、まさに「電気的濃度シミュレーション」が実施される。付加的な「光学的濃 度シミュレーション」は行われない。ホワイトバランスのバランスアパーチャは 走査過程のスキャンアパーチャに相応する。よって、Ｄ_AB＝Ｄ_SCであり、式［２ ］は次式［３］へと簡略化される。 Ｕ_SOLL ＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ［Ｄ_WP］ 但し、Ｄ_WP＜Ｄ_GR ［３］ 第１の実施例では、制御領域の最大電圧Ｕ_GR＝１０Ｖ、白色度Ｕ_WP＝６Ｖ、カ ラー原稿の白色画素の光学濃度Ｄ_WP＝０．１５である。 式［１］によると、境界濃度Ｄ_GR＝ｌｏｇＵ_GR／Ｕ_WP＝ｌｏｇ１０／６＝０． ２２であり、白色画素の光学濃度Ｄ_WP＝０．１５（境界濃度Ｄ_GR＝０．２２より も小さい）である。 この場合には、式［３］により、「電気的な濃度シミュレーション」に必要な 電圧目標値Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP ×１０ｅｘｐ［Ｄ_WP］＝６×１０ｅｘｐ［０．１５］＝８．４７５Ｖが得られ る。 白色画素の光学濃度Ｄ_WPが境界濃度Ｄ_GRよりも大きい場合、「電気的な濃度シ ミュレーション」の他に、付加的な「光学的な濃度シミュレーション」を、境界 濃度Ｄ_GRを超過する、カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度Ｄ_WPに対して実行 する必要がある。 白色度Ｕ_WPが、制御領域の最大電圧値Ｕ_maxの近傍に位置していればいる程、 「電気的な濃度シミュレーション」の場合の境界濃度Ｄ_GR及び「光学的な濃度シ ミュレーション」の成分は、僅かしか上昇せず、白色度Ｕ_WPと最大電圧Ｕ_GRとが 等しくなって、専ら「光学的な濃度シミュレーション」しか実行されないように なる。 「光学的な濃度シミュレーション」の場合のバランス濃度Ｄ_Oは、白色画素の 光学濃度Ｄ_WPと境界濃度Ｄ_GRとの差から、つまり、以下の式［３］により得られ る。 Ｄ_O＝Ｄ_WP−Ｄ_GR ［３］ テーブルメモリ（２８）に記憶されたアパーチャ濃度テーブルから、各色チャネ ル「赤」「緑」「青」に対して、それぞれ、所属の、比較的大きな相対的なアパ ーチャ濃度Ｄ_BLが、それぞれ少なくとも１つの、バランス濃度Ｄ_Oの大きさと実 際の走査アパーチャ（１１）のアパーチャ濃度Ｄ_BLとの濃度間隔を有してい るようなバランス用アパーチャが選択される。 ３つの色チャネル用の所要の相対的なアパーチャ濃度Ｄ_BLが、常にアパーチャ 濃度テーブル内にあるとは限らないので、３つの色チャネルに対して、補正され た電圧目標値Ｕ_SOLL（式［４］により算出される）を介して正確な適合化が行わ れる。 Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ［Ｄ_WP−（Ｄ_AB −Ｄ_SC）］ 但し、Ｄ_WP＞Ｄ_GR ［４］ その際、 Ｕ_SOLL＝所定色チャネル用の電圧目標値 Ｕ_WP＝色チャネルの白色度 Ｄ_WP＝色チャネル用の白色画素の光学濃度 Ｄ_AB＝色チャネルのバランス用アパーチャ濃度 Ｄ_SC＝走査アパーチャ濃度 とする。 色チャネル「緑」に対して算出された電圧目標値Ｕ_SOLLは、制御段（２１）の 比較器（３０）に伝送され、バランスアパーチャ設定部（３１）を介して、バラ ンスアパーチャとして使用されるべき、カラー走査機構（３）の走査アパーチャ （１１）がビーム路内に回動される。 第２の実施例では、制御領域の最大電圧Ｕ_GR＝１０Ｖ、白色度Ｕ_WP＝６Ｖであ る。それに対して、カラー原稿の白色画素の光学濃度は、第１の実施例に対して 、Ｄ_WP＝０．３５であり、従って、境界濃度Ｄ_GR ＝０．２２よりも大きい。実際の走査アパーチャとしては、アパーチャ濃度テ ーブル内に、色チャネル「赤」のＤ_BL＝０．１３３７、色チャネル「緑」のＤ_BL ＝０．１３３５、及び色チャネル「青」のＤ_BL＝０．１３３９の、識別番号「６ 」で示された走査アパーチャが使用される。 式［３］によると、アパーチャ濃度Ｄ_O＝０．３５−０．２２＝０．１３であ る。この場合には、バランス用アパーチャとして、色チャネル「赤」のＤ_BL＝０ ．３０８１、色チャネル「緑」のＤ_BL＝０．３０８８、及び色チャネル「青」の Ｄ_BL＝０．３０８５の識別番号「４」で示された走査アパーチャが、アパーチャ 濃度テーブルから選択される。と言うのは、バランス用アパーチャの相対的なア パーチャ濃度Ｄ_BLは、走査アパーチャに対するＤ_O＝０．１３の最小濃度間隔を 有している。 その際、バランス用アパーチャのアパーチャ濃度Ｄ_BLを用いて、３つの色チャ ネルに対する電圧目標値Ｕ_SOLLが、式［４］により得られる。 色チャネル「赤」に対して、 Ｕ_SOLL＝６×１０ｅｘｐ．［０．３５−（０．３０８１−０．１３３７）］＝８ ．９９ 色チャネル「緑」に対して、 Ｕ_SOLL＝６×１０ｅｘｐ．［０．３５−（０．３０８８−０．１３３５）］＝８ ．９７ 色チャネル「青」に対して、 Ｕ_SOLL＝６×１０ｅｘｐ．［０．３５−（０．３０８５−０．１３３９）］＝８ ．９８ ホワイトバランスの第２の方法ステップ［Ｂ］では、カラー走査機構（３）は 、手動により、カラー原稿（２）の外側の所定の位置が走査されるように、走査 ドラム（１）に対して位置決めされる。この位置では、光源（５）によってシミ ュレートされる走査光は、走査ドラム（１）のクリアガラスを通って直接カラー 走査機構（３）内に達し、その際、光源（５）によってシミュレートされる走査 光は、光学濃度ゼロを示す。 「光学的な濃度シミュレーション」を行わない場合には、光源（５）によって シミュレートされる走査光は、走査過程に対して設けられた走査アパーチャ（１ １）を通って、減衰されずにフォトマルチプライヤ（１５）に達する。それに対 して、「光学的な濃度シミュレーション」を行う場合、シミュレートされた走査 光は、先ず、相応の走査アパーチャよりも小さなバランス用アパーチャを通って 、所要の光学濃度に減衰され、減衰された走査光がフォトマルチプライヤ（１５ ）に達する。 ホワイトバランスの第３の方法ステップ［ｃ］では、減衰されていない、又は 、場合によっては、バランス用アパーチャによって減衰された、光源（５）の光 を用いて、フォトマルチプライヤ（１６）の増幅度が、制御信号Ｓ１及び高電圧 Ｕ_Hを介して、カラー原稿（２）の白色画素の事後の走査時の色信号の振幅が白 色度Ｕ_WPに相応するように調整される。 フォトマルチプライヤ（１６）の増幅度の調整のために、色信号実際値Ｕ_IST が、制御信号段（２１）内のデジタル比較器（３０）の第１の入力側に供給され る。デジタル比較器（３０）の第２の入力側には、方法ステップ［Ａ］で算出さ れた電圧目標値Ｕ_SOLLが供給されている。電圧実際値Ｕ_ISTと電圧目標値Ｕ_SOLL との比較によって形成されたデジタル比較値は、後続のＤ／Ａ変換器（３３）で 、高電圧発生器（１８）用のアナログ制御信号Ｓ₁に変換される。制御信号Ｓ₁の 極性に依存して、フォトマルチプライヤ（１６）の増幅度が、高電圧Ｕ_Hを介し て、電圧実際値Ｕ_ISTが制御信号Ｓ₁＝０の場合の電圧目標値Ｕ_SOLLに等しくなる まで上昇又は下降され、それにより、ホワイトバランスが終了される。 ホワイトバランス後に実行されるカラー原稿（２）の走査の期間中、制御信号 Ｓ₁＝０の場合に達成されるフォトマルチプライヤ（１６）の増幅度が、高電圧 発生器（１８）に相応の高電圧値を供給することによって一定に保持される。更 に、所望の走査精度に相応する、アパーチャホイール（１２）の走査アパーチャ （１１）がビーム路内に回動される。 図２には、「電気的な濃度シミュレーション」の説明のための図が示されてい る。横軸には、カラー原稿の白色画素の光学濃度Ｄ_WP及び「電気的な濃度シミュ レーション」用の境界濃度Ｄ_GRのような、特徴的な濃度値Ｄが記載されている。 縦軸には、制御領域の最大電圧Ｕ_GR及び白色度Ｕ_WPのような、フォトマルチプラ イヤの出力側の特徴的な電圧値Ｕが記載されている。Ｄ_O＝０〜Ｄ_O＝Ｄ_GRの濃度 領域は、「電気的な濃度シミュレーション」が行われる領域を示す。白色度Ｕ_WP が、制御領域の最大電圧Ｕ_maxに近傍に位置するようになればなる程、「電気的 な濃度シミュレーション」の場合の境界濃度Ｄ_GRは小さくなり、ついには、白色 度Ｕ_WPと最大電圧Ｕ_maxとが同じとなって、「電気的な濃度シミュレーション」 が最早実行不可能となる。走査ドラムのクリアガラス上でのホワイトバランスの 際、電圧Ｕ₁でバランスがとれた場合には、カラー原稿（２）の白色画素の走査 時のバランス直線（３４）の経過特性により、光学濃度Ｄ_WPで、丁度、所望のよ うに、白色度Ｕ_WPに相応する電圧が得られる。ホワイトバランス時に、制御領域 の最大電圧ＵＧＲでバランスがとれている場合には、境界濃度ＤＧＲに相応する 、白色画素の光学濃度Ｄ_WPで、バランス直線（３５）の経過特性に相応して、丁 度白色度Ｕ_WPを達成することができる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９８年４月２５日 【補正内容】 明細書 ホワイトバランスをとる方法 本発明は電子再現技術の領域に関し、光電カラー走査機構によってカラー原稿 を画素状に及びライン状に走査するためのカラースキャナとも呼ばれるカラー走 査装置に関する。 カラースキャナでは、カラー原稿から来る走査光はまずダイクロイックフィル タによって色成分「赤」、「緑」及び「青」に分解され、個々の色チャネルに供 給される。次いでこれらの色チャネルにおいて走査光の３つの色成分は光電変換 器によって「赤」、「緑」及び「青」に対する色信号に変換される。 色信号は光電変換器に後置接続された信号処理段で後続処理される。この信号 処理段は所定の信号入力範囲を有し、この所定の信号入力範囲の信号エッジ値は 白色値及び黒色値と呼ばれる。 走査開始の前のカラースキャナのホワイトバランスによってその都度走査され るカラー原画の濃度範囲は信号処理段の所定の信号入力範囲に適合される。これ によって、走査されるカラー原稿の最も明るい箇所、白色画素から来る走査光が 光電変換器で白色値に相応する色信号値に変換される。 カラー原稿の最も明るい箇所から来る走査光はカラ ー原画毎に変化し、光電変換器の感度も長い時間一定ではないので、実際には各 原画走査の前に相応のホワイトバランスが実施される。このホワイトバランスは 高価である。というのも、少なくとも３つの光電変換器を調整しなくてはならな いからである。 ＤＥ‐Ａ‐２５４５９６１からすでにスキャナの自動的なホワイトバランスを とる方法が提出されている。較正フェーズにおいて黒色／白色スキャナの走査機 構はそれぞれの画像原稿の白色画素に位置決めされ、捉えられた白色画素から来 る走査光は光電変換器で画像信号実際値に変換される。この画像信号実際値は制 御装置において白色値に相応する画像信号目標値と比較される。制御信号が光電 変換器の感度を変化させ及び／又は後置接続された増幅器の増幅度を制御偏差が ゼロになるまで変化させる。このために必要な制御信号値は較正フェーズに続く 原稿走査の持続時間の間記憶されている。カラースキャナにおけるホワイトバラ ンスのために制御装置は３つの色チャネルに拡張される。 この公知の方法は次のような不利な点を有する。すなわち、ホワイトバランス の際にいつも再現すべき画像原稿上の相応の白色画素を走査機構で捉える必要が ある。これは時間がかかり、さらに例えばホワイトバランスの繰り返しの際には 不正確である。さらに、カラー画像原稿においてしばしば白色画素として適当な 請求の範囲 １． カラー走査装置の光電カラー走査機構のホワイトバランスをとる方法で あって、 走査光源によって照射されたカラー原稿を画素毎乃至ライン毎に走査し、 前記走査された画素の光学濃度を変調して、走査アパーチャによって限定された 走査光を、各色チャネル用の色成分に３色分解し、 前記各色チャネルでの光電変換器を用いて、前記色成分を色信号に変換し、該変 換の際、前記各色成分に対して白色度が設定されており、且つ、前記色信号は、 白色画素の走査の際に、走査された前記カラー原稿の最明部が前記所定の白色度 に相当するように調整される、 ホワイトバランスをとる方法において、 −カラー原稿（２）の白色画素の３つの色成分の光学濃度（Ｄ_WP）を測定し、 −前記カラー原稿（２）の前記白色画素の前記測定された光学濃度（Ｄ_WP）と前 記３つの色成分に対する所定の白色度（Ｕ_WP）とから、光電変換器（１６，１７ ）で形成された電圧実際値（Ｕ_IST）が、前記カラー原稿（２）の光学濃度「ゼ ロ」の場合に達成する、前記３つの色チャネルに対する電圧目標値（Ｕ_SOLL）を 以下の式により算出し： Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ．［Ｄ_wp］ −光源を用いて、前記カラー原稿（２）の光学濃度「ゼロ」を示す強度を持った 走査光を発生し、 −前記光学濃度「ゼロ」を示す走査光を、前記光電変換器（１６，１７）で、各 個別色成分に対する電圧実際値（Ｕ_IST）として色信号に変換し、 −前記電圧実際値（Ｕ_IST）を前記算出された電圧目標値（Ｕ_SOLL）と比較し、 −前記３つの色チャネル内の前記光電変換器（１６，１７）の増幅度を、前記カ ラー原稿（２）の光学濃度「ゼロ」を示す走査光を発生する前記電圧実際値（Ｕ_IST ）が、前記算出された電圧目標値（Ｕ_SOLL）に等しいように調整し、且つ、 後続の原稿走査の期間中一定に維持し、該維持により、事後の前記原稿走査の際 に得られた前記カラー原稿（２）の白色画素の前記色信号が、前記所定の白色度 （Ｕ_WP）に相応するようにした ことを特徴とするカラー走査装置の光電カラー走査機構のホワイトバランスをと る方法。 ２． カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）をカラースキャナーの カラー走査機構（３）を用いて測定する請求項１記載の方法。 ３． −カラー原稿（２）を画素毎乃至ライン毎にカラースキャナーのカラー 走査機構（３）を用いて走査し、 −該走査時に得られた色信号をデジタル化して、デジタル化された色値を記憶し 、 −前記カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）を、前記記憶されたデジ タル化された色値を用いた原稿解析によって検出する請求項１記載の方法。 ４． カラー原稿（２）の光学濃度「ゼロ」の走査光を、カラースキャナーの 走査光源（４）によって発生する請求項１〜３までのいずれか１記載の方法。 ５． −種々異なるアパーチャ直径の幾つかのバランス用アパーチャ（１１） に対して、当該各バランス用アパーチャ（１１）を用いて達成することができる 前記走査光の減衰の程度として、各色チャネルに対して、それぞれ１つのアパー チャ濃度（Ｄ_BL）を求めて、前記アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を、アパーチャ濃度テ ーブル内の前記バランス用アパーチャ（１１）に配属し、 −前記各色チャネルに対して、光電変換器（１６，１７）の制御領域の境界を示 す光学境界濃度（Ｄ_GR）を決定し、 −カラー原稿（２）の白色画素の測定された光学濃度（Ｄ_WP）を前記決定された 光学境界濃度（Ｄ_GR）と比較し、 −前記白色画素の前記光学濃度（Ｄ_WP）が前記光学境界濃度（Ｄ_GR）よりも大き い場合、相応の光学バランス濃度（Ｄ_O）を、前記白色画素の前記光学濃度 （Ｄ_WP）と前記境界濃度（Ｄ_GR）との差として求め、 −前記アパーチャ濃度テーブルから、アパーチャ濃度（Ｄ_BL）が、原稿走査時に 使用される走査アパーチャ（１１）のアパーチャ濃度（Ｄ_SC）に対して少なくと も１つの定められた濃度間隔を有するバランス用アパーチャ（１１）を選択して 、該選択されたバランス用アパーチャ（１１）を前記走査光のビーム路内に導入 し、 −光学濃度「ゼロ」を示す走査光を、前記選択されたバランス用アパーチャ（１ １）によって、少なくとも前記光学バランス濃度（Ｄ_O）に減衰し、 −前記光電変換器（１６，１７）の増幅度を、前記減衰された走査光を用いて調 整することによってホワイトバランスをとる 請求項１〜４までのいずれか１記載の方法。 ６． アパーチャ濃度テーブルから、配属された比較的大きなアパーチャ濃度 （Ｄ_BL）が、少なくとも、原稿走査時に使用される走査アパーチャ（１１）とバ ランス濃度（Ｄ_O）の大きさとの濃度間隔を有するようなバランス用アパーチャ （１１）を選択する請求項５記載の方法。 ７． ホワイトバランスの精度を向上するために、 −バランス用アパーチャ（１１）の不正確な濃度適応度を補正された電圧目標値 （Ｕ_SOLL）によって補 償し、 −各色チャネルに対して前記補償された電圧目標値（Ｕ_SOLL）を、所定の白色度 （Ｕ_WP）、白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）、選択されたバランス用アパーチャ（１ １）のアパーチャ濃度（Ｄ_AB）及び走査アパーチャのアパーチャ濃度（Ｄ_SC）か ら、以下の式によって算出する： Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ．［Ｄ_WP−（Ｄ_AB−Ｄ_SC）］ 請求項５又は６記載の方法。 ８． 境界濃度（Ｄ_GR）を、それぞれ、光電変換器（１６，１７）の制御領域 の最大電圧（Ｕ_GR）と配属された白色度（Ｕ_WP）との対数化された商に相応させ る請求項５〜７までのいずれか１記載の方法。 ９． バランス用アパーチャとして、カラースキャナーのアパーチャホイール （１２）の走査アパーチャ（１１）を使用する請求項５〜８までのいずれか１記 載の方法。 １０． アパーチャ濃度テーブルは、それぞれ、相応のバランス用アパーチャ の絶対アパーチャ濃度と、幾つかのバランス用アパーチャ（１１）から選択され た基準アパーチャのアパーチャ濃度との比から求めた相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL ）を有している請求項５〜９までのいずれか１記載の方法。 １１． 相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を求めるた めに、 −バランス用アパーチャ（１１）を、走査光のビーム路内に順次連続して導入し 、 −一方の光電変換器（１６，１７）の増幅度を最小に調節して、前記光電変換器 （１６，１７）の出力電圧（Ｕ）を測定し、 −最大出力電圧（Ｕ）のバランス用アパーチャ（１１）を、基準アパーチャとし て選択して、前記走査光のビーム路内に導入し、 −前記光電変換器（１６，１７）の増幅度を、前記基準アパーチャでの出力電圧 （Ｕ）が所定目標値に相応するように調整し、 −前記バランス用アパーチャ（１１）を、新たに、前記走査光のビーム路内に導 入し、前記出力電圧（Ｕ）を前記調整された増幅度で新たに測定し、該測定の際 、対数化された出力電圧（Ｕ）は、前記バランスアパーチャ乃至基準アパーチャ の絶対アパーチャ濃度とし、 −前記相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を、それぞれ、前記相応のバランスアパーチ ャの前記絶対アパーチャ濃度と、前記基準アパーチャの前記絶対アパーチャ濃度 との比から求める 請求項１０記載の方法。 【図１】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． カラー走査装置の光電カラー走査機構のホワイトバランスをとる方法で あって、 走査光源によって照射されたカラー原稿を画素毎乃至ライン毎に走査し、 前記走査された画素の光学濃度を変調して、走査アパーチャによって限定された 走査光を、各色チャネル用の色成分に３色分解し、 前記各色チャネルでの光電変換器を用いて、前記色成分を色信号に変換し、該変 換の際、前記各色チャネルに対して白色度が設定されており、且つ、前記色信号 は、白色画素の走査の際に、走査された前記カラー原稿の最明部が前記白色度に 相当するように調整される、 ホワイトバランスをとる方法において、 −カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）を３つの色チャネル内で決定 し、 −ホワイトバランスをとるために、前記カラー原稿（２）の前記白色画素の前記 光学濃度（Ｄ_WP）及び所定の白色度（Ｕ_WP）から、前記カラー原稿（２）の光学 濃度ゼロの場合に達成される、前記３つの色チャネルに対する電圧目標値（Ｕ_{SO LL} ）を算出し、 −前記カラー原稿（２）の光学濃度ゼロを示す走査光をシミュレートし、前記シ ミュレートされた走査光を 、光電変換器（１６，１７）で、各個別色チャネルに対する電圧実際値として色 信号に変換し、 −前記電圧実際値（Ｕ_IST）を前記算出された電圧目標値（Ｕ_SOLL）と比較し、 −前記３つの色チャネル内の前記光電変換器（１６，１７）の増幅度を、前記カ ラー原稿（２）の光学濃度ゼロを示す走査光を発生する前記電圧実際値（Ｕ_IST ）が、前記算出された電圧目標値（Ｕ_SOLL）に等しいように調整し、且つ、後続 の原稿走査の期間中一定に維持し、該維持により、事後の前記原稿走査の際、前 記カラー原稿（２）の白色画素の走査時の前記電圧実際値（Ｕ_IST）が前記所定 の白色度（Ｕ_WP）に相応するようにした ことを特徴とするカラー走査装置の光電カラー走査機構のホワイトバランスをと る方法。 ２． カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）をカラー走査機構（３ ）を用いて検出する請求項１記載の方法。 ３． −カラー原稿（２）を画素毎乃至ライン毎にカラー走査機構（３）を用 いて走査し、該走査時に得られた色信号をデジタル化して、デジタル化された色 値を記憶し、 −前記カラー原稿（２）の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）を、前記記憶されたデジ タル化された色値を用いた原稿解析によって検出する請求項１記載の方法。 ４． ３つの色チャネルに対する電圧目標値（Ｕ_SOLL）を、カラー原稿（２） の白色画素の光学濃度（Ｄ_WP）と所定の白色度（Ｕ_WP）とから、以下の式によっ て算出し： Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ．［Ｄ_WP］ 但し、 Ｕ_SOLL＝所定色チャネルに対する電圧目標値 Ｕ_WP＝前記色チャネルの白色度 Ｄ_WP＝前記色チャネルに対する前記白色画素の光学濃度 とする請求項１〜３までのいずれか１記載の方法。 ５． 光学濃度ゼロの走査光を、カラースキャナーの露光装置（４，７）によ ってシミュレートする請求項１〜４までのいずれか１記載の方法。 ６． −種々異なるアパーチャ直径の幾つかのバランス用アパーチャに対して 、当該バランス用アパーチャを用いて達成することができる光減衰の程度として 、各色チャネルに対して、それぞれ１つのアパーチャ濃度（Ｄ_BL）を求めて、前 記アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を、アパーチャ濃度テーブル内の前記バランス用アパ ーチャに配属し、 −カラー原稿（２）の白色画素の決定された光学濃度（Ｄ_WP）を、前記各色チャ ネルに対して予め検出された境界濃度（Ｄ_GR）と比較し、 −前記白色画素の前記光学濃度（Ｄ_WP）が前記境界 濃度（Ｄ_GR）よりも大きい場合、相応のバランス濃度（Ｄ_O）を、前記白色画素 の前記光学濃度（Ｄ_WP）と前記境界濃度（Ｄ_GR）との差として求め、 −前記アパーチャ濃度テーブルから、最適アパーチャ濃度（Ｄ_BL）のバランス用 アパーチャを選択し、 −前記選択されたバランス用アパーチャを、露光装置（４，７）によってシミュ レートされる走査光のビーム路内に導入し、前記シミュレートされた走査光を、 前記選択されたバランス用アパーチャのアパーチャ濃度（Ｄ_BL）に応じて減衰し 、 −光電変換器（１６，１７）の増幅を、前記減衰された走査光を用いて行う 請求項１〜５までのいずれか１記載の方法。 ７． アパーチャ濃度テーブルから、配属された比較的大きなアパーチャ濃度 （Ｄ_BL）が、原稿走査時に使用される走査アパーチャとバランス濃度（Ｄ_O）の 大きさとの少なくとも１つの濃度間隔を有するようなバランスアパーチャを選択 する請求項６記載の方法。 ８． シミュレートされた減衰走査光を、３つの色チャネルに正確に適合する ために、電圧目標値（Ｕ_SOLL）を種々に補正する請求項６又は７記載の方法。 ９． 電圧目標値（Ｕ_SOLL）を以下の式によって補正し： Ｕ_SOLL＝Ｕ_WP×１０ｅｘｐ．［Ｄ_WP−（Ｄ_AB−Ｄ_SC）］ 但し、 Ｕ_SOLL＝所定色チャネル用の電圧目標値 Ｕ_WP＝前記色チャネルの白色度 Ｄ_WP＝前記色チャネル用の前記白色画素の光学濃度 Ｄ_AB＝前記色チャネルのバランス用アパーチャ濃度 Ｄ_SC＝走査アパーチャ濃度 とする 請求項６〜８までのいずれか１記載の方法。 １０． 境界濃度（Ｄ_GR）を、それぞれ、光電変換器（１６，１７）の制御領 域の最大電圧（Ｕ_GR）と配属された白色度（Ｕ_WP）との対数化された商に相応さ せる請求項６〜９までのいずれか１記載の方法。 １１． バランス用アパーチャとして、カラースキャナーのアパーチャホイー ル（１２）の走査アパーチャ（１１）を使用する請求項６〜１０までのいずれか １記載の方法。 １２． アパーチャ濃度テーブルは、それぞれ、相応のバランス用アパーチャ の絶対アパーチャ濃度と、幾つかのバランス用アパーチャから選択された基準ア パーチャのアパーチャ濃度との比から求めた相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を有し ている請求項６〜１１までのいずれか１記載の方法。 １３． 相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を求めるために、 −バランス用アパーチャを、シミュレートされた走査光のビーム路内に順次連続 して導入し、 −一方の光電変換器（１６，１７）の増幅度を最小に調節して、前記光電変換器 （１６，１７）の出力電圧を測定し、 −最大出力電圧のバランス用アパーチャを、基準アパーチャとして選択して、前 記シミュレートされた走査光のビーム路内に導入し、 −前記光電変換器（１６，１７）の増幅度を、前記基準アパーチャでの出力電圧 が所定目標値に相応するように調整し、 −前記バランス用アパーチャを、新たに、前記シミュレートされた走査光のビー ム路内に導入し、前記出力電圧を前記調整された増幅度で新たに測定し、該測定 の際、対数化された出力電圧は、前記バランス用アパーチャ乃至基準アパーチャ の絶対アパーチャ濃度とし、 −前記相対アパーチャ濃度（Ｄ_BL）を、それぞれ、前記相応のバランス用アパー チャの前記絶対アパーチャ濃度と、前記基準アパーチャの前記絶対アパーチャ濃 度との比から求める 請求項１２記載の方法。