(57)【要約】  【課題】  ＣＣＤ等の固体撮像素子からの出力信号から高調波成分を効果的に除去してＳ／Ｎ比の高い信号を獲得できる固体撮像素子の信号処理装置及びその信号処理装置を用いたフィルムスキャナを提供する。  【解決手段】  設定された周波数ｆ０の転送クロックに同期して固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段５０と、前記Ａ／Ｄ変換手段５０から出力されるデジタル信号に基づいて信号処理する信号処理手段５１を備えてなる固体撮像素子の信号処理装置であって、前記Ａ／Ｄ変換手段５０による前記アナログ信号のサンプリング周波数が、前記アナログ信号に含まれる前記周波数ｆ０の高調波成分を低減させるような周波数応答特性を示す周波数に設定されている。【選択図】  図１
2007104229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された周波数ｆ０の転送クロックに同期して固体撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号に基づいて信号処理する信号処理手段を備えてなる固体撮像素子の信号処理装置であって、
前記Ａ／Ｄ変換手段による前記アナログ信号のサンプリング周波数が、前記アナログ信号に含まれる前記周波数ｆ０の高調波成分を低減させるような周波数応答特性を示す周波数に設定されている固体撮像素子の信号処理装置。
【請求項２】
前記Ａ／Ｄ変換手段による前記アナログ信号のサンプリング周波数が（４ｎ＋２）・ｆ０（ｎは１以上の整数）に設定されている請求項１記載の固体撮像素子の信号処理装置。
【請求項３】
前記転送クロックの一周期の間に前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された（４ｎ＋２）個のデジタル信号を記憶する記憶手段と、記憶されたデジタル信号に対してフィードスルー期間の変換データとそれに対応する信号期間の変換データの差分和を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段を備えている請求項２記載の固体撮像素子の信号処理装置。
【請求項４】
前記転送クロックと前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリングクロックが同期され、前記転送クロックの一周期の間に前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された（４ｎ＋２）個のデジタル信号Ｄｍ（ｍ＝１，２，・・・，４ｎ＋２）を記憶する記憶手段と、記憶されたデジタル信号Ｄｍに対して夫々、以下の係数Ｃ、
Ｃ＝０（ｉｆ  ｍ＝１  ｏｒ  （４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝−１（ｉｆ  １＜ｍ＜（４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝１（ｉｆ  （４ｎ＋２）／２＋１＜ｍ≦４ｎ＋２）；
を乗じた加算値を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段を備えている請求項２記載の固体撮像素子の信号処理装置。
【請求項５】
光源から照射されたフィルムの透過光または反射光に基づいて前記フィルムに担持された画像を読み取る固体撮像素子と請求項１から４の何れかに記載の固体撮像素子の信号処理装置を備えてなるフィルムスキャナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設定された周波数ｆ０の転送クロックに同期して固体撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号に基づいて信号処理する信号処理手段を備えてなる固体撮像素子の信号処理装置及びフィルムスキャナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ等の固体撮像素子により光電変換された電荷を検出して出力する回路方式としてフローティングディフュージョンアンプ（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）を用いるものがある。図１６に示すようにＣＣＤと同一チップ上に構成されたＭＯＳ  ＦＥＴのゲートがＣＣＤの浮遊拡散層ＦＤ（ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）に接続されたものである。      
【０００３】
このように、信号出力部に浮遊拡散層を備えた固体撮像素子では、信号出力時に浮遊拡散層を電源電圧にチャージするリセット動作を実行する必要があり、図１７に示すように、このリセット動作に起因するノイズであるリセットノイズが出力信号に含まれる。
【０００４】
このようなリセットノイズを除去するため、特許文献１に示すような相関二重サンプリング法（ＣＤＳ）が提案されており、具体的には、図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、遅延回路と差動増幅器を用いてフィードスルー時の出力レベルと信号期間の出力レベルの差分をとり、双方に含まれる同相のリセットノイズを相殺する信号処理装置が提案されている。このようにして差動増幅されたアナログ信号が、Ａ／Ｄ変換器によりＣＣＤの転送クロックと同一の周波数でサンプリングされてデジタル画像データとなる。
【特許文献１】特許第２５２２０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の相関二重サンプリング法（ＣＤＳ）において、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、固体撮像素子から出力されるアナログ信号に対して、フィードスルー時の出力レベルと信号期間の出力レベルの夫々を直接Ａ／Ｄ変換した後に、差分演算するデジタル信号処理方法も考えられる。ここに、サンプリング周波数は、ＣＣＤに対する転送クロック周波数の２倍に設定される。
【０００６】
このような離散時間信号として取得される信号の周波数応答はフーリエ変換によって〔数１〕に示すように求まり、この結果をグラフに表すと図２０（ｂ）に示すようになる。
【０００７】
【数１】
2007104229.tif 000003
【０００８】
一方、ＣＣＤの出力信号の周波数スペクトラムの特徴は、図２０（ａ）に示すように、転送クロックの周波数ｆ０の整数次高調波成分にピークを持つ。
【０００９】
従って、図２０（ａ）に示す特徴を有するＣＣＤの出力信号を図２０（ｂ）に示す特徴を有するサンプリング回路でサンプリングすると、両者を乗算した図２０（ｃ）に示すデータが得られる。図２０（ｃ）によれば、Ａ／Ｄ変換の結果得られたデジタルデータは、ＣＣＤの出力信号に含まれている偶数次の高調波成分が除去され、基本波に加えて第３次高調波、第５次高調波等の奇数次の高調波成分が含まれていることが示される。
【００１０】
基本波成分は画像情報を含んでおり必要な情報であるが、高調波成分はエリアシングノイズ（折返し雑音）となりＳ／Ｎ比を劣化させることとなるため、一般的にはＡ／Ｄ変換器の前段にローパスフィルタを設けて高調波成分を減衰させる必要がある。
【００１１】
しかし、従来のローパスフィルタでは基本波に近接する周波数に対して十分な減衰効果が得られず、上述の例では第３次高調波成分が十分に減衰されないため、Ｓ／Ｎ比を劣化させる大きな要因となっていた。
【００１２】
本発明は、上述の従来欠点に鑑み、ＣＣＤ等の固体撮像素子からの出力信号から高調波成分を効果的に除去してＳ／Ｎ比の高い信号を獲得できる固体撮像素子の信号処理装置及びその信号処理装置を用いたフィルムスキャナを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の目的を達成するため、本発明による固体撮像素子の信号処理装置の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、設定された周波数ｆ０の転送クロックに同期して固体撮像素子から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記Ａ／Ｄ変換手段から出力されるデジタル信号に基づいて信号処理する信号処理手段を備えてなる固体撮像素子の信号処理装置であって、前記Ａ／Ｄ変換手段による前記アナログ信号のサンプリング周波数が、前記アナログ信号に含まれる前記周波数ｆ０の高調波成分を低減させるような周波数応答特性を示す周波数に設定されている点にある。
【００１４】
上述の構成によれば、Ａ／Ｄ変換手段によって変換されたデジタル信号の周波数成分から、固体撮像素子に対する転送クロックの周波数の近傍の高調波成分をも効果的に減衰させることができるようになり、Ｓ／Ｎ比の高い画像データを獲得することができるようになるのである。
【００１５】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記Ａ／Ｄ変換手段による前記アナログ信号のサンプリング周波数が（４ｎ＋２）・ｆ０（ｎは１以上の整数）に設定されている点にある。
【００１６】
具体的には、サンプリング周波数を（４ｎ＋２）・ｆ０（ｎは１以上の整数）に設定することによって、固体撮像素子に対する転送クロックの周波数の近傍の高調波成分をも効果的に減衰させることができるようになり、Ｓ／Ｎ比の高い画像データを獲得することができるようになるのである。
【００１７】
同第三の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記転送クロックの一周期の間に前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された（４ｎ＋２）個のデジタル信号を記憶する記憶手段と、記憶されたデジタル信号に対してフィードスルー期間の変換データとそれに対応する信号期間の変換データの差分和を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段を備えている点にある。
【００１８】
上述の構成によれば、フィードスルー期間と信号期間の夫々においてサンプリングされた複数のデジタル信号が記憶手段に記憶され、それら記憶されたデータ間でＣＤＳ演算されるので、リセットノイズが精度良く除去されるばかりでなく、転送クロック周波数の高調波成分が十分に低減されたＳ／Ｎ比の高い画像データが獲得されるようになるのである。
【００１９】
同第四の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、上述の第二特徴構成に加えて、前記転送クロックと前記Ａ／Ｄ変換手段のサンプリングクロックが同期され、前記転送クロックの一周期の間に前記Ａ／Ｄ変換手段により変換された（４ｎ＋２）個のデジタル信号Ｄｍ（ｍ＝１，２，・・・，４ｎ＋２）を記憶する記憶手段と、記憶されたデジタル信号Ｄｍに対して夫々、以下の係数Ｃ、
Ｃ＝０（ｉｆ  ｍ＝１  ｏｒ  （４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝−１（ｉｆ  １＜ｍ＜（４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝１（ｉｆ  （４ｎ＋２）／２＋１＜ｍ≦４ｎ＋２）；
を乗じた加算値を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段を備えている点にあり、このように構成することにより、フィードスルー期間と信号期間の夫々において適切にサンプリングされ、適切にＣＤＳ演算処理されるようになるのである。
【００２０】
本発明によるフィルムスキャナの特徴構成は、同請求項５に記載した通り、光源から照射されたフィルムの透過光または反射光に基づいて前記フィルムに担持された画像を読み取る固体撮像素子と請求項１から４の何れかに記載の固体撮像素子の信号処理装置を備えてなる点にあり、本発明による固体撮像素子の信号処理装置が好適に活用できるようになる。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明した通り、本発明によれば、ＣＣＤ等の固体撮像素子からの出力信号から高調波成分を効果的に除去してＳ／Ｎ比の高い信号を獲得できる固体撮像素子の信号処理装置及びその信号処理装置を用いたフィルムスキャナを提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明による固体撮像素子の信号処理装置を備えたフィルムスキャナを写真処理装置に適用した実施の形態について説明する。写真処理装置は、図２及び図３に示すように、供給される印画紙Ｐに露光及び現像処理を行ない出力する写真プリンタＡと、前記写真プリンタＡで処理されるプリントデータを生成、編集するとともに、前記写真プリンタＡを制御する操作部Ｂとを備えて構成される。      
【００２３】
前記写真プリンタＡは、ロール状に巻回された印画紙Ｐを収容する２つの印画紙マガジン１０と、印画紙マガジン１０から引き出し搬送された印画紙Ｐを所定のプリントサイズに切断するカッター１１と、切断された印画紙Ｐを露光するプリントヘッドが収容された露光部１２と、露光後の印画紙Ｐを現像処理する複数の現像処理槽を備えた現像処理部１３と、現像処理後に乾燥された印画紙Ｐを排出するべく装置上部に配置された横送りコンベア１４と、横送りコンベア１４に排出されたオーダ単位の印画紙Ｐ、つまり写真プリントが搬送される複数のトレイ１５ａを備えたソータ１５を備えて構成され、各トレイ１５ａにオーダ単位で仕分けられるように構成される。
【００２４】
前記露光部１２は、所定速度で副走査方向に搬送される印画紙Ｐに対して、当該搬送速度に同期して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光線束を主走査方向に照射するプリントヘッドを設けて構成してあり、当該プリントヘッドから出力される光線束は、前記操作部Ｂから送られてくるプリントデータに基づいて変調制御される。プリントヘッドは、レーザビーム方式、蛍光ビーム方式、液晶シャッター方式、ＤＭＤ方式等の各種の方式を採用することが可能であり、本実施形態ではレーザビーム方式を採用している。
【００２５】
前記操作部Ｂは、写真フィルムＦに記録されているコマ画像をデジタルデータとして読み取るフィルムスキャナ２と、所定のアプリケーションプログラムがインストールされた汎用のコンピュータ３と、撮影された画像データが格納されたメモリカード等の画像データ記憶メディアから画像データを読み取るメディアリーダ３２と、前記コンピュータ３に接続されたモニタ３０と、キーボードやマウスでなる操作入力部３１と、仕上りプリントの発色度合いや濃度の変動を補正するためのセットアップ作業等に用いる測色計４等を備えて構成される。
【００２６】
前記フィルムスキャナ２又は前記メディアリーダ３２により読み取られたコマ画像の画像データは、前記コンピュータ３に内蔵されているメモリに入力され、前記モニタ３０に表示される。前記メモリに格納された前記画像データに対して、前記コンピュータ３が自動操作により、又はオペレータによる前記モニタ３０に表示された前記画像データを参照しながらの手動操作により濃度補正処理等を行なうことにより、前記コンピュータ３は前記写真プリンタＡに出力する最終  のプリントデータを生成する。
【００２７】
前記フィルムスキャナ２は、フィルム搬送部２３と、フィルム搬送部２３の上方に配置された照明光学系２２と、フィルム搬送部２３の下側に配置された結像光学系２７と、結像光学系２７による合焦位置に配置された固体撮像素子２６と、前記固体撮像素子２６からの出力信号を処理する信号処理装置５を備えて構成され、照明光学系２２からの光線束を定速で搬送されるフィルムＦにスリット２４を介して照射することで固体撮像素子２６によりコマ画像が読み取られるように構成されている。
【００２８】
前記照明光学系２２は、光源が互いに異なる波長領域の光を出力する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）夫々のＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂとそれらからの出力光を共通の光軸に導くミラーＭ１，Ｍ２で構成される光源２０とレンズ２１とを備えて構成される。赤（Ｒ）のＬＥＤアレイ２０Ｒから出力された光が赤色成分を透過するミラーＭ１、赤色成分を反射するミラーＭ２を介してレンズ２１により平行光に形成されてスリット２４に照射され、緑（Ｇ）のＬＥＤアレイ２０Ｇから出力された光が緑色成分を透過するミラーＭ２を介してレンズ２１により平行光に形成されてスリット２４に照射され、青（Ｂ）のＬＥＤアレイ２０Ｂから出力された光が青色成分を反射するミラーＭ１、青色成分を反射するミラーＭ２を介してレンズ２１により平行光に形成されてスリット２４に照射される。
【００２９】
前記結像光学系２７は、スリット２４の間隙からフィルムＦを透過した各波長域の光線束を集光する集光レンズ２５と固体撮像素子２６に向けて反射する反射ミラー２７を備えて構成され、前記固体撮像素子２６で読み取られた画像データは、信号処理装置５を介してコンピュータ３に内蔵されているメモリに取り込まれる。
【００３０】
また、前記フィルムスキャナ２は、フィルムＦに記録された画像を低解像度ではあるものの高速で読み取るプレスキャンモードと、低速ではあるものの高解像度で読み取る本スキャンモードの２モードで作動するように構成されており、プレスキャンモードで読み込まれた低解像度の画像に対して階調性補正、カラー補正、歪み補正、拡縮処理等の各種処理が行なわれる。このような低解像度の画像に対して試行錯誤され、決定された各種処理に対する補正パラメータがメモリに記憶され、当該補正パラメータに基づいて、本スキャンモードで読み込まれた高解像度の画像に対する最終の処理が実行されて前記写真プリンタＡに出力される。
【００３１】
以下、前記信号処理装置５について説明する。前記信号処理装置５は、図１に示すように、周波数ｆ０の転送クロックに同期して固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号を、予め設定されるサンプリング周波数に基づいたデジタル信号として出力するＡ／Ｄ変換手段５０と、前記Ａ／Ｄ変換手段５０より出力されるデジタル信号に基づいて信号処理を行う信号処理手段５１を備えて構成されている。
【００３２】
前記固体撮像素子２６より出力されるアナログ信号は、図４に示すように、前記固体撮像素子２６における一画素単位の転送クロックに同期して、リセット期間、フィードスルー期間、信号期間の各期間で値の異なる一連の信号として出力され、前記信号期間のレベルが画素に対応したレベルとなる。
【００３３】
前記サンプリング周波数は、前記アナログ信号に含まれる前記周波数ｆ０の高調波成分を低減させるような周波数応答特性を示す周波数に設定され、詳しくは、前記転送クロックの周波数ｆ０の４ｎ＋２倍（ｎは１以上の整数）に設定されている。以下の説明においては、変数ｎをｎ＝１、つまり前記サンプリング周波数を前記周波数ｆ０の６倍に設定した実施形態について説明する。
【００３４】
前記Ａ／Ｄ変換手段５０では、図４に示すように、前記転送クロックの周波数ｆ０の６倍の周波数で、かつｆ０と同期させたサンプリング周波数に基づいて、前記固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号をサンプリングし、デジタル信号として出力するように構成されている。つまり、図４においてサンプル点を丸印として示すように、前記アナログ信号を前記転送クロックの周波数ｆ０の一周期につき、リセットノイズ成分よりリセットノイズデータ１個、フィードスルー成分よりフィードスルーデータ２個、状態遷移成分より状態遷移データ１個、信号成分より信号データ２個の計６個のデジタル信号として出力するのである。
【００３５】
前記信号処理手段５１は、前記Ａ／Ｄ変換手段５０により変換されたデジタル信号を記憶する記憶手段５２と、記憶されたデジタル信号に対して前記フィードスルーデータとそれに対応する前記信号データの差分和を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段５３を備えて構成されている。
【００３６】
前記記憶手段５２は、図１に示すように、４段のＤ型フリップフロップ５２ａ〜５２ｄにて構成されており、前記Ａ／Ｄ変換手段５０より出力されたデジタル信号データを前記Ｄ型フリップフロップ５２ａから５２ｄまでシフトさせながら順番に格納する。つまり、最先の出力デジタル信号データを第四段のＤ型フリップフロップ５２ｄに格納し、最新の出力デジタル信号データを第一段のＤ型フリップフロップ５２ａに格納する。
前記ＣＤＳ演算手段５３は、前記Ａ／Ｄ変換手段５０により変換されたデジタル信号としての前記フィードスルーデータと前記信号データとの差分データを導出するもので、前記記憶手段５２に格納されている夫々２個の前記フィードスルーデータと前記信号データを差分するように構成されている。具体的には、前記デジタル信号データがサンプリングクロックに基づいて前記４段のＤ型フリップフロップ５２ａ〜５２ｄにシフトしながら記憶されていき、前記Ａ／Ｄ変換手段５０と前記第一段のＤ型フリップフロップ５２ａより前記信号データが出力され、第三段のＤ型フリップフロップ５２ｃと前記第四段のＤ型フリップフロップ５２ｄより前記フィードスルーデータが出力されるタイミングで、前記ＣＤＳ演算手段５３を動作させることにより、前記信号データと前記フィードスルーデータのみを前記ＣＤＳ演算手段５３の入力とすることができるように構成されている。
【００３７】
つまり、図４に示すように、前記ＣＤＳ演算手段５３は、前記転送クロックの周波数ｆ０に基づいて、前記信号データを加算して前記フィードスルーデータを減算することで、前記フィードスルーデータと前記信号データの差分データを出力するように構成されている。
【００３８】
ところで、前記Ａ／Ｄ変換手段５０においてサンプリングされて取得される離散時間信号ｘ（ａＴ）は、前記リセットノイズデータ（１個）が不使用データ、前記フィードスルーデータ（２個）が減算データ、前記状態遷移データ（１個）が不使用データ、前記信号データ（２個）が加算データとして取り扱われることから、〔数２〕によって表すことができる。
【００３９】
【数２】
2007104229.tif 000004
【００４０】
前記離散時間信号ｘ（ａＴ）の周波数応答は、前記〔数２〕にフーリエ変換を適用することによって〔数３〕に示すように求まり、この結果をグラフに示すと図１３のａｂｓで示すようになる。尚、図１３はサンプリング周波数６・ｆ０を４０ＭＨｚとした演算結果例である。
【００４１】
【数３】
2007104229.tif 000005
【００４２】
一方、前記固体撮像素子２６より出力されるアナログ信号の周波数スペクトラムの特徴は、図６（ａ）に示すように、転送クロックの周波数ｆ０の整数次高調波成分にピークを持つ。
【００４３】
従って、図６（ａ）に示す特徴を有する前記固体撮像素子２６の出力信号を前記Ａ／Ｄ変換手段５０でサンプリングすると、図６（ａ）に示す周波数特性を有する撮像素子の出力信号と図１３に示す周波数特性を有するサンプリング回路の出力信号とが乗算された図６（ｂ）に示す周波数特性を示す信号が出力される。図６（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換の結果得られたデジタルデータは、前記固体撮像素子２６の出力信号に含まれている第３次高調波成分が除去されていることが示される。
【００４４】
以下、前記信号処理装置５におけるフィルムの画像を１コマ読み取る動作について図５のフローチャートに基づいて説明する。コンピュータ３によりフィルム読取指令が送られることで、固体撮像素子２６により前記フィルム上に記録されたコマ画像の読み取りが開始されると（Ｓ１）、Ａ／Ｄ変換手段５０は、前記固体撮像素子２６より出力される前記コマ画像における最初の画素についてのアナログ信号を前記固体撮像素子２６における一画素の読み取り周波数の６倍の周波数のサンプリング周波数に基づいてサンプリングして（Ｓ２）、１個のデジタル信号データを出力する（Ｓ３）。
【００４５】
前記デジタル信号データが出力されると、４段のＤ型フリップフロップ５２ａ〜５２ｄに格納されているデータは後段のＤ型フリップフロップへシフトされる（Ｓ４）。つまり、前記Ａ／Ｄ変換手段５０より出力された前記デジタル信号データは第一段のＤ型フリップフロップ５２ａに格納され、前記第一段のＤ型フリップフロップ５２ａに格納されていたデータは第二段のＤ型フリップフロップ５２ｂに格納され、前記第二段のＤ型フリップフロップ５２ｂに格納されていたデータは第三段のＤ型フリップフロップ５２ｃに格納され、前記第三段のＤ型フリップフロップ５２ｃに格納されていたデータは第四段のＤ型フリップフロップ５２ｄに格納される。
【００４６】
前記Ａ／Ｄ変換手段５０と前記第一段のＤ型フリップフロップ５２ａよりの出力が信号データであり、かつ前記第三段のＤ型フリップフロップ５２ｃと前記第四段のＤ型フリップフロップ５２ｄよりの出力が前記フィードスルーデータであるという条件を満たさない場合は（Ｓ５）、Ｓ２からＳ４のステップを繰り返す。
【００４７】
一方、前記Ａ／Ｄ変換手段５０と前記第一段のＤ型フリップフロップ５２ａよりの出力が信号データであり、かつ前記第三段のＤ型フリップフロップ５２ｃと前記第四段のＤ型フリップフロップ５２ｄよりの出力が前記フィードスルーデータであるという条件を満たす場合は（Ｓ５）、ＣＤＳ演算手段５３において、前記フィードスルーデータと前記信号データとの差分データを導出して（Ｓ６）、前記差分データを出力する（Ｓ７）。
【００４８】
ここで当該コマ画像の全画素について読み取り動作が完了していなければ（Ｓ８）、前記Ａ／Ｄ変換手段５０は次画素の読み取りを開始して（Ｓ９）、前記次画素についてＳ２のサンプリングからの動作を繰り返す。一方、当該コマ画像の全画素について読み取り動作が完了していれば（Ｓ８）、当該コマ画像についての読み取り動作は終了する。
【００４９】
このようにして、Ａ／Ｄ変換手段５０によって変換されたデジタル信号の周波数成分から、固体撮像素子２６に対する転送クロックの周波数の近傍の高調波成分をも効果的に減衰させることができるようになり、Ｓ／Ｎ比の高い画像データを獲得することができるようになるのである。
【００５０】
以下、上述の実施形態において別のサンプリング周波数を適用した例を説明する。上述の実施形態では、前記サンプリング周波数を転送クロックの周波数ｆ０の６倍に設定した構成について説明したが、前記サンプリング周波数は４ｎ＋２倍（ｎは１以上の整数）に設定されるものであればよく、上述のｎをｎ＝２、つまり前記サンプリング周波数を前記転送クロックの周波数ｆ０の１０倍に設定した構成であってもよい。
【００５１】
前記サンプリング周波数を前記転送クロックの周波数ｆ０の１０倍に設定した場合には、図７に示すように、信号処理装置５における記憶手段５２のＤ型フリップフロップを８段備えて構成すればよい。
【００５２】
図７に示す実施形態では、図８に示すように、前記転送クロックの周波数ｆ０の１０倍の周波数で、かつ前記周波数ｆ０と同期させたサンプリング周波数に基づいて、固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号として出力するように構成されている。つまり、図８においてサンプル点を丸印として示すように、出力アナログ信号を前記転送クロックの周波数ｆ０の一周期につき、リセットノイズデータ１個、フィードスルーデータ４個、状態遷移データ１個、信号データ４個の計１０個のデジタル信号として出力してから、信号データを加算、フィードスルーデータを減算することで、前記フィードスルーデータと前記信号データの差分データを出力するように構成されている。
【００５３】
図７に示す実施形態での離散時間信号ｘ（ａＴ）の周波数応答は、図１に示す実施形態と同様にしてフーリエ変換を適用することができ、この結果をグラフに示すと図１４のａｂｓに示すようになる。尚、図１４はサンプリング周波数１０・ｆ０を４０ＭＨｚとした演算結果例である。
【００５４】
一方、前記固体撮像素子２６より出力されるアナログ信号の周波数スペクトラムの特徴は、図９（ａ）に示すように、前記転送クロックの周波数ｆ０の整数次高調波成分にピークを持つ。
【００５５】
従って、図９（ａ）に示す特徴を有する前記固体撮像素子２６の出力信号を前記信号処理装置５でサンプリングすると、図９（ａ）に示す周波数特性を有する撮像素子の出力信号と図１４に示す周波数特性を有するサンプリング回路の出力信号とが乗算された図９（ｂ）に示す周波数特性を示す信号が出力される。
【００５６】
上述の実施形態では、サンプリング周波数を転送クロックの周波数ｆ０の６倍及び１０倍に設定した構成について説明したが、前記サンプリング周波数は４ｎ＋２倍（ｎは１以上の整数）に設定されるものであればよく、上述のｎをｎ＝３、つまり前記サンプリング周波数を前記転送クロックの周波数ｆ０の１４倍に設定した構成であってもよい。
【００５７】
前記サンプリング周波数を前記転送クロックの周波数ｆ０の１４倍に設定した場合には、図１０に示すように、信号処理装置５における記憶手段５２のＤ型フリップフロップを１２段備えて構成すればよい。
【００５８】
図１０に示す実施形態では、図１１に示すように、前記転送クロックの周波数ｆ０の１４倍の周波数で、かつ前記周波数ｆ０と同期させたサンプリングクロックに基づいて、固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号をサンプリングしてデジタル信号として出力するように構成されている。つまり、図１１においてサンプル点を丸印として示すように、出力アナログ信号を前記転送クロックの周波数ｆ０の一周期につき、リセットノイズデータ１個、フィードスルーデータ６個、状態遷移データ１個、信号データ６個の計１４個のデジタル信号として出力してから、信号データを加算、フィードスルーデータを減算することで、前記フィードスルーデータと前記信号データの差分データを出力するように構成されている。
【００５９】
図１０に示す実施形態での離散時間信号ｘ（ａＴ）の周波数応答は、図１、図７に示す実施形態と同様にしてフーリエ変換を適用することができ、この結果をグラフに示すと図１５のａｂｓに示すようになる。尚、図１５はサンプリング周波数１４・ｆ０を４０ＭＨｚとした演算結果例である。
【００６０】
一方、前記固体撮像素子２６より出力されるアナログ信号の周波数スペクトラムの特徴は、図１２（ａ）に示すように、前記転送クロックの周波数ｆ０の整数次高調波成分にピークを持つ。
【００６１】
従って、図１２（ａ）に示す特徴を有する前記固体撮像素子２６の出力信号を前記信号処理装置５でサンプリングすると、図１２（ａ）に示す周波数特性を有する撮像素子の出力信号と図１５に示す周波数特性を有するサンプリング回路の出力信号とが乗算された図１２（ｂ）に示す周波数特性を示す信号が出力される。
【００６２】
上述の実施形態では、サンプリング周波数を転送クロックの周波数ｆ０の６倍、１０倍、１４倍に設定した構成について説明したが、前記サンプリング周波数が４ｎ＋２倍（ｎは１以上の整数）であるときに、固体撮像素子２６から出力されるアナログ信号をＡ／Ｄ変換手段５０においてサンプリングしてデジタル信号として出力される信号は、リセットノイズデータと状態遷移データは各１個であるのに対して、フィードスルーデータと信号データは各２ｎ個（ｎは１以上の整数）である。また、前記サンプリング周波数に関係なく、フィードスルーデータは減算を行い、信号データは加算を行う。よって、信号処理装置５は、前記転送クロックの周波数ｆ０と前記Ａ／Ｄ変換手段５０のサンプリング周波数が同期され、前記転送クロックの周波数ｆ０の一周期の間に前記Ａ／Ｄ変換手段５０により変換された（４ｎ＋２）個のデジタル信号Ｄｍ（ｍ＝１，２，・・・，４ｎ＋２）を記憶する記憶手段５２と、記憶されたデジタル信号Ｄｍに対して夫々、以下の係数Ｃ、
Ｃ＝０（ｉｆ  ｍ＝１  ｏｒ  （４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝−１（ｉｆ  １＜ｍ＜（４ｎ＋２）／２＋１）；
Ｃ＝１（ｉｆ  （４ｎ＋２）／２＋１＜ｍ≦４ｎ＋２）；
を乗じた加算値を当該一周期の画素データとして演算導出するＣＤＳ演算手段５３を備えた構成であってもよい。
【００６３】
上述の実施形態では、固体撮像素子の信号処理装置をフィルムスキャナ及び前記フィルムスキャナを搭載した写真処理装置に適用した構成について説明したが、これら以外の装置、例えばフラットベッドスキャナ等に適用する構成であってもよい。
【００６４】
尚、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】６倍速サンプリングの場合の信号処理装置のブロック構成図
【図２】フィルムスキャナを含む写真処理装置の外観説明図
【図３】フィルムスキャナを含む写真処理装置のブロック構成図
【図４】６倍速サンプリングの説明図
【図５】信号処理装置がフィルム画像を１コマ読み取る処理のフローチャート
【図６】（ａ）は固体撮像素子の出力信号の周波数スペクトラム、（ｂ）は図６（ａ）と図１３の周波数特性を有する信号を乗算した周波数スペクトラムを示す周波数図
【図７】１０倍速サンプリングの場合の信号処理装置のブロック構成図
【図８】１０倍速サンプリングの説明図
【図９】（ａ）は固体撮像素子の出力信号の周波数スペクトラム、（ｂ）は図９（ａ）と図１４の周波数特性を有する信号を乗算した周波数スペクトラムを示す周波数図
【図１０】１４倍速サンプリングの場合の信号処理装置のブロック構成図
【図１１】１４倍速サンプリングの説明図
【図１２】（ａ）は固体撮像素子の出力信号の周波数スペクトラム、（ｂ）は図１２（ａ）と図１５の周波数特性を有する信号を乗算した周波数スペクトラムを示す周波数図
【図１３】６倍速サンプリングにおける周波数応答の演算結果例を示す周波数図
【図１４】１０倍速サンプリングにおける周波数応答の演算結果例を示す周波数図
【図１５】１４倍速サンプリングにおける周波数応答の演算結果例を示す周波数図
【図１６】フローティングディフュージョンアンプの説明図
【図１７】リセットノイズの説明図
【図１８】（ａ）は同相リセットノイズの相殺による相関二重サンプリング法のブロック構成を示し、（ｂ）は図１８（ａ）の相関二重サンプリング法におけるサンプリングの説明を示す説明図
【図１９】（ａ）は異相信号の差分演算による相関二重サンプリング法のブロック構成を示し、（ｂ）は図１９（ａ）の相関二重サンプリング法におけるサンプリングの説明を示す説明図
【図２０】（ａ）は固体撮像素子（ＣＣＤ）の出力信号の周波数スペクトラム、（ｂ）は２倍速サンプリングにおける周波数応答、（ｃ）は図２０（ａ）と図２０（ｂ）の周波数特性を有する信号を乗算した周波数スペクトラムを示す周波数図
【符号の説明】
【００６６】
５：信号処理装置
２６：固体撮像素子
５０：Ａ／Ｄ変換手段
５１：信号処理手段
５２：記憶手段
５３：ＣＤＳ演算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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