[發明專利]控制器、控制方法、AD轉換器以及AD轉換方法

在審

• 申請號: 201580059610.1
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN107078728A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 冨田和壽;丹羽篤親
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04;H03M1/56
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司11290
• 代理人: 曹正建,陳桂香

技術領域

本發明涉及控制器、控制方法、AD轉換器以及AD轉換方法。特別地，本發明涉及能夠減小穩定建立時間(settling time)的控制器、控制方法、AD轉換器以及AD轉換方法。

背景技術

成像設備使用模擬/數字轉換器(AD轉換器)來進行用于將從像素讀取的模擬像素信號轉換為數字數據的處理。在成像設備中使用各種AD轉換器的情況下，在許多情況下使用所謂的單斜率積分型(或斜坡信號比較型)AD轉換器。

通過比較參考信號來進行AD轉換的單斜率積分型AD轉換器包括：參考信號生成部，其生成被稱為斜坡波的參考信號，該斜坡波以預定斜率從預定初始電壓逐漸地變化；比較器，其比較參考信號與像素信號；以及計數器，其用于對從參考信號生成部開始輸出參考信號(或輸出預定初始值)到參考信號和像素信號之間的大小關系發生反轉所花費的時間進行計數。

為了使這種AD轉換器在完成先前的AD轉換之后開始新的AD轉換，轉換器需要一定時間(所謂的穩定建立時間)以將參考信號恢復到初始值。雖然為了加快AD轉換處理而優選地減小穩定建立時間，但是在未仔細考慮在參考信號完全恢復到初始值之前就開始新的AD轉換的情況下減小穩定建立時間可能無法適當地進行AD轉換。

專利文獻1提出了一種用于減小穩定建立時間的電流驅動器。根據專利文獻1的電流驅動器包括用于提供對應于數據信號的數據電流的電流源、用于生成數據線的微分電壓值的微分電路以及將對應于微分值的提升電流提供至數據線的提升電流源。

針對電流驅動器，提出使用微分電路和提升電流源來改善穩定建立建立。其中β是保存數據的電容器，且Cp是寄生電容，來自電流源的數據電流被部分地消耗以對寄生電容Cp充電，從而減慢數據保存電容器β的充電時間。

因此，提出了通過在微分電路中計算數據線的電壓V的微分值dV/dt并從提升電流源提供對應于計算結果的電流來改善充電時間(即穩定建立建立)。

引用文獻列表

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請特開號2009-128756

發明內容

技術問題

在專利文獻1中，微分電路和提升電流源均使用放大器。通常，放大器具有高的電流消耗，并因此可能阻礙功耗的降低。此外，可以增加放大器的增益來提高提升電流的精度，在這種情況下，增益的增加可進一步增加電流消耗，從而從這個角度來看，放大器很可能阻礙功耗的降低。

此外，在專利文獻1中，微分器包括電阻器和電容器。電阻器和電容器通常面積較大，并因此不適于對面積要求嚴格的電路，例如，在圖像傳感器等中廣泛采用的列ADC電路。不僅難以將電阻器和電容器應用至圖像傳感器，也難以將二者應用于對面積要求嚴格的電路，其中，人們期望從對面積要求嚴格的電路中獲益。

AD轉換器不僅廣泛用于成像設備中。穩定建立時間的減小使AD轉換器中的處理時間減小，從而期望進一步減小穩定建立時間。

此外，通常期望在各種裝置中實現低功耗，因而也希望在AD轉換器中實現低功耗。在一些裝置中還期望進一步減小尺寸。

針對這些情況提出本發明，本發明可以減小穩定建立時間并且有助于降低功耗和尺寸。

技術方案

根據本發明的方面的控制器包括：第一電流源，其生成對應于輸入信號的輸出信號；第二電流源，其提供用于對預定電容充電的電流；以及控制部，其控制從第二電流源提供到預定電容的電流，其中，第一電流源和第二電流源均由晶體管形成。

控制器其還包括：供應部，其提供流向第一電流源和第二電流源的電流，其中，流向第一電流源和第二電流源的電流與在供應部中流動的電流成比例。

控制部可以是開關，開關在要減小穩定建立時間時被閉合。

供應部可以包括用于輸出固定電流的電流源。

供應部可以包括用于輸出可變電流的電流源。

供應部可以包括用于向第一電流源提供電流的第一電流供應部和用于向第二電流源提供電流的第二電流供應部。

第一電流供應部可以由第一晶體管和第一電流生成源構成，而第二電流供應部可以由第二晶體管和第二電流生成源構成。

第一電流生成源和第二電流生成源可以獨立地設置。

第一電流生成源和第二電流生成源均可以是用于輸出可變電流的電流源。

第一電流生成源和第二電流生成源均可以是用于輸出固定電流的電流源。