(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージセンサのための相関二重サンプリング回路であって、
前記相関二重サンプリング回路のキャパシタンスは、１以上の周波数に対して前記相関二重サンプリング回路の最適化のためにプログラム可能であり、
該相関二重サンプリング回路は、
（ａ）前記イメージセンサの出力に対し、電気的に並列接続された２つの第１トランジスタと、
（ｂ）それぞれが可変範囲のキャパシタンスを有し、かつ、それぞれ２つの前記第１トランジスタの対応する１つに電気的に接続された２つの第１プログラム可能キャパシタと、
を有し、
前記２つの第１トランジスタのそれぞれは、前記イメージセンサから前記２つの第１プログラム可能キャパシタの対応する１つへ、電圧を転送する相関二重サンプリング回路。
【請求項２】
請求項１に記載の相関二重サンプリング回路において、
それぞれが、前記２つの第１プログラム可能キャパシタのうちの対応する１つの出力に電気的に接続された２つの第２トランジスタと、
それぞれが可変範囲のキャパシタンスを有し、かつ、前記２つの第２トランジスタの対応する１つにそれぞれ接続された、２つの第２プログラム可能キャパシタと、を有し、
前記２つの第２トランジスタのそれぞれは、対応する第１プログラム可能キャパシタから、対応する第２プログラム可能キャパシタへ、前記電圧を転送する相関二重サンプリング回路。
【請求項３】
請求項２に記載の相関二重サンプリング回路において、
前記第２プログラム可能キャパシタから前記電圧を受け、かつ最終的な絶対電圧を決定するために、前記第２プログラム可能キャパシタのそれぞれの出力に電気的に接続された差動増幅器をさらに含む相関二重サンプリング回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、イメージセンサのための相関二重サンプリング回路に関し、より詳細には、プログラム可能なキャパシタンスを有し、バンド幅及び関連するノイズのリアルタイム制御を可能にする、イメージセンサの二重サンプリング回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１及び図２に示され、下記特許文献１に開示されるように、従来の技術に係るイメージセンサ１０のための相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路は、その後の測定のために、イメージセンサ１０からの電荷を保持するキャパシタ２０を含む。時間ＴAにおいて、パルスＳAがトランジスタ３０ａをオンし、キャパシタ２０ａを電圧ＶAに充電する。時間ＴBにおいて、パルスＳBがトランジスタ３０ｂをオンし、キャパシタ２０ｃを電圧ＶBに充電する。キャパシタ２０ａ及び２０ｃは、サンプリングされた電圧ＶA及びＶBを、１画素毎に一定時間保持すべく機能する。時間ＴCにおいて、パルスＳCが２つのトランジスタ３０ｃ及び３０ｄをオンし、キャパシタ２０ａ及び２０ｃに保持されるサンプリングされた電圧を、キャパシタ２０ｂ及び２０ｄにそれぞれ転送する。差動増幅器４０は、キャパシタ２０ｂ及び２０ｄからの電圧をサンプリングし、これら２つの電圧の差分を求め、その特定画素に対する電圧を最終的に決定する。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第４，９８７，３２１号明細書
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在知られかつ利用されている二重サンプリング回路は、納得できるものではあるが、問題もある。すなわち、従来技術のＣＤＳは、１画素周波数においてのみ動作が可能で、周波数が増加すると、サンプリングパルスＳA，ＳB，ＳCが短くなりすぎてキャパシタ２０ａ〜２０ｄを十分に充電できず、周波数が減少すると、ＣＤＳは機能するが、そのノイズ性能が、ＣＤＳをその定格周波数で動作させた場合と同じままである。
【０００５】
したがって、ノイズ性能を１つ以上の周波数に対して最適化できるＣＤＳが求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題を１つ以上解決するものである。簡単にまとめると、本発明の１態様によれば、イメージセンサ用の相関二重サンプリング回路であって、前記相関二重サンプリング回路のキャパシタンスは、１以上の周波数に対して前記相関二重サンプリング回路の最適化のためにプログラム可能であり、該相関二重サンプリング回路は、（ａ）前記イメージセンサの出力に対し、電気的に並列接続された２つの第１トランジスタと、（ｂ）それぞれが可変範囲のキャパシタンスを有し、かつ、それぞれ、２つの前記第１トランジスタの対応する１つに電気的に接続された２つの第１プログラム可能キャパシタと、を有し、前記２つの第１トランジスタのそれぞれは、前記イメージセンサから前記２つの第１プログラム可能キャパシタの対応する１つへ、電圧を転送する。
【０００７】
また、本発明の１態様によれば、それぞれが可変範囲のキャパシタンスを有し、前記第１の可変キャパシタにそれぞれ電気的に接続されて、前記第２のトランジスタにパルスが印加されると、第１の可変キャパシタからの電圧を受ける、２つの第２キャパシタをさらに含む、集積回路が提供される。
【０００８】
さらに、本発明の１態様によれば、前記２つの第２キャパシタから電圧を受けて結果的な絶対電圧を決定する差動増幅器をさらに含む、集積回路が提供される。
【０００９】
本発明の上記及びその他の態様、目的、特性及び効果は、以下の好ましい実施形態の詳細な記載及び請求の範囲、さらに添付の図面を参照してより明らかに理解及び認識されるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図３及び図４には、電荷に変換された入射光を収集するイメージセンサ５０を有する本発明の概略図が示されている。トランジスタ６０ａと６０ｂの対がイメージセンサ（以下、ＣＣＤを例示して説明する）５０の出力増幅器に電気的に接続され、ＣＣＤ出力増幅器５０からの電圧を伝送する。これに関し、時間ＴAにおいて、パルスＳAがトランジスタ６０ａをオンし、電荷可変キャパシタ７０ａを電圧ＶAに充電する。時間ＴBにおいて、パルスＳBがトランジスタ６０ｂをオンし、電荷可変キャパシタ７０ｂを電圧ＶBに充電する。可変キャパシタ７０ａ及び７０ｂは、サンプリングされた電圧ＶA及びＶBを、１画素毎に一定時間保持すべく機能する。可変キャパシタ７０ａ及び７０ｂは入力８０を有し、詳細は後述するが、キャパシタンスを変えるための信号を受信する。時間ＴCにおいて、パルスＳCが２つのトランジスタ６０ｃ及び６０ｄをオンし、可変キャパシタ７０ａ及び７０ｂに保持されるサンプリングされた電圧を、可変キャパシタ７０ｃ及び７０ｄにそれぞれ伝送する。可変キャパシタ７０ｃ及び７０ｄも同様に、キャパシタンスを変えるための入力８０を備える。差動増幅器９０は、キャパシタ７０ｃ及び７０ｄからの電圧をサンプリングし、これら２つの電圧の差分を求め、その特定画素に対する電圧を最終的に決定する。
【００１１】
図５には、可変キャパシタ７０ａ〜７０ｄを実施するための１実施形態が示されている。可変キャパシタ７０は、個別トランジスタ１１０と適合する複数の個別キャパシタ１００を含む。個別キャパシタ１００は、対応する適合トランジスタ１１０が入力線を介した信号８０を受信すると、充電される。この信号の受信時に、適合するキャパシタ１００により電荷が収集される。入力信号８０は、ユーザによる、キャパシタンスの所望レベルへの変化を目的とする。トランジスタ１１０とキャパシタ１００の適合する対の数は、所望する最大キャパシタンスに基づいてユーザが決定する。ここで、キャパシタ１００は互いに独立し、連続する、または連続しない、所望の配列で作動できる。
【００１２】
図６には、可変キャパシタ７０を実現する別の実施形態が示されている。この実施形態においても、トランジスタ１１０とキャパシタ１００の適合する対が設けられている。しかしながら、ここでは、適合する対どうしが直列に接続されているので、キャパシタ１００ａからキャパシタ１００ｎまで順次作動させなければならない。
【００１３】
【発明の効果】
本発明のＣＤＳは、ノイズ性能を１つ以上の周波数に対して最適化できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来技術のＣＤＳの概略図である。
【図２】  図１に対するタイミング図である。
【図３】  本発明のＣＤＳの概略図である。
【図４】  図３に対するタイミング図である。
【図５】  図４の可変キャパシタを実施するための、本発明の実施形態を示す図である。
【図６】  図５の別の実施形態である。
【符号の説明】
１０  イメージセンサ、２０  キャパシタ、３０  トランジスタ、４０  差動増幅器、５０  イメージセンサ、６０  トランジスタ、７０  可変キャパシタ、８０  可変キャパシタ入力、９０  差動増幅器、１００  キャパシタ、１１０  トランジスタ。
【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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