[發明專利]模數轉換器、圖像傳感器、及操作模數轉換器的方法

在審

• 申請號: 202011061325.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112770068A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 李赫鐘
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745;H04N5/378
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 李娜;王凱霞

提供了模數轉換器、包括模數轉換器的圖像傳感器、及操作模數轉換器的方法。所述模數轉換器用于將從感測到的光產生的像素信號轉換成數字信號，所述模數轉換器包括：比較器，被配置為將所述像素信號與具有恒定斜率的斜坡信號進行比較以產生比較信號；延遲電路，被配置為產生與所述比較信號相對應的第一信號，所述延遲電路包括多個延遲元件，所述多個延遲元件被配置為通過將所述第一信號延遲第一時間段來產生第二信號；以及補償器電路，被配置為測量所述比較信號的周期，以基于所測得的周期向所述延遲電路輸出延遲選擇信號，所述延遲選擇信號用于將所述第一信號延遲所述第一時間段，其中，所述第一時間段是通過劃分所述比較信號的所述周期獲得的。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年10月21日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2019-0130811的優先權的權益，其全部公開內容通過引用合并于此。

技術領域

本發明構思涉及模數轉換器(ADC)，并且更具體地，涉及包括數字相關雙采樣(CDS)電路的ADC和包括ADC的圖像傳感器，以及操作ADC的方法。

背景技術

圖像傳感器是檢測并傳送用于制作圖像的信息的設備。兩種主要類型的圖像傳感器包括電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器和互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。集成在小型消費產品(例如，智能電話)中的相機通常包括用于捕獲圖像的CMOS圖像傳感器。CMOS圖像傳感器可以被布置成像素的陣列(例如，像素陣列)。

從像素陣列輸出的模擬像素信號可能包括由于像素的固有特性(例如，固定模式噪聲(FPN))之間的差異而引起的差別。此外，從模擬像素信號生成的數字像素信號可能具有由于分別布置在像素陣列的列處的模數轉換元件的特性之間的差異而引起的差別。包括計數器的CDS電路可以用于補償這樣的差別。但是，使用CDS電路執行該補償可能需要計數器以非常高的速度運行，這會增加功耗。

發明內容

本發明構思的至少一個實施例提供了一種在不增加圖像傳感器的時鐘速度的情況下提高圖像傳感器的操作速度的模數轉換器(ADC)和包括該ADC的圖像傳感器，以及操作ADC的方法。

根據本發明構思的示例性實施例，提供了一種ADC，用于將從感測到的光產生的像素信號(例如，模擬信號)轉換成數字信號。所述ADC包括：比較器，被配置為將所述像素信號與具有恒定斜率的斜坡信號進行比較以產生比較信號；延遲電路，被配置為產生與所述比較信號相對應的第一信號，所述延遲電路包括多個延遲元件，所述多個延遲元件被配置為通過將所述第一信號延遲第一時間段來產生第二信號；以及補償器電路，被配置為測量所述比較信號的周期，以基于所測得的周期向所述延遲電路輸出延遲選擇信號，所述延遲選擇信號用于將所述第一信號延遲所述第一時間段，其中，所述第一時間段是通過劃分所述比較信號的所述周期獲得的。

根據本發明構思的示例性實施例，提供了一種圖像傳感器，包括：像素陣列，包括以矩陣布置的多個像素，所述多個像素中的每個像素被配置為產生像素信號；斜坡發生器，被配置為響應于斜坡使能信號產生斜坡信號，所述斜坡信號具有恒定的斜率；比較器，被配置為將所述像素信號與所述斜坡信號進行比較以產生比較信號；多個延遲電路，均包括被配置為延遲所述比較信號的多個延遲元件，所述多個延遲電路中的每個延遲電路被配置為產生與所述比較信號相對應的第一信號，并且通過將所述第一信號延遲第一時間段來產生第二信號；補償器電路，被配置為測量所述比較信號的周期并基于所測得的周期向所述多個延遲電路輸出延遲選擇信號，所述延遲選擇信號用于將所述第一信號延遲所述第一時間段；相位發生器，被配置為基于時鐘信號產生多個相移碼；定時發生器，被配置為產生所述時鐘信號和所述斜坡使能信號；鎖存電路，被配置為基于所述第一信號和所述第二信號鎖存所述多個相移碼；以及列計數器，被配置為基于從所述鎖存電路輸出的數字碼產生二進制碼，并逐位順序地輸出所述二進制碼，其中，所述第一時間段是通過劃分所述比較信號的所述周期獲得的。