[發明專利]具有高分辨率模數轉換器的圖像傳感器

有效

• 申請號: 202111005536.9
• 申請日: 2021-08-30
• 公開（公告）號: CN113660438B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 楊超;馬修·鮑威爾
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: H04N25/70
• 分類號: H04N25/70;H04N25/79;H04N25/78
• 代理公司: 北京合智同創知識產權代理有限公司 11545
• 代理人: 李杰

一種圖像傳感器包括ADC，每個ADC包括接收斜坡信號和圖像信號并生成比較器輸出的比較器。每個ADC還包括計數器，該計數器響應于比較器輸出的變化而停止改變數字計數值。數字計數值具有第一分辨率。每個ADC還包括延遲線電路，該延遲線電路包括延遲線，該延遲線生成對計數器時鐘周期的持續時間進行編碼的第一數字值，并生成對計數器時鐘周期的第一部分進行編碼的第二數字值。每個ADC還包括基于第一數字值和第二數字值來生成數字輸出值的數字延遲電路。數字輸出值對斜坡信號的第二模擬值進行編碼，其中數字計數值具有大于第一分辨率的第二分辨率。

交叉引用

本申請要求于2020年9月29日提交的美國專利申請No.US17/037,428，發明名稱為“IMAGE?SENSOR?HAVING?HIGH?RESOLUTION?ANALOG?TO?DIGITAL?CONVERTER”的優先權，該美國專利申請的全部內容通過引用合并至本申請中。

技術領域

本申請描述的主題涉及圖像傳感器，并且更具體地涉及具有高分辨率模數轉換器(ADC)的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器分辨率受到用于將感測到的數據電壓轉換為數字信號的ADC的分辨率影響。本領域中需要用于實現緊湊型ADC的電路技術。

發明內容

本發明一方面是提供一種圖像傳感器。該圖像傳感器包括：多個圖像傳感器單元，每個圖像傳感器單元被配置為生成圖像信號；和多個模數轉換器(ADC)，每個ADC被配置為接收所述圖像傳感器單元中的一個的圖像信號。每個ADC包括：比較器，被配置為接收斜坡信號和所述圖像傳感器單元中的一個的所述圖像信號，并生成指示所述斜坡信號是否大于所述圖像信號的比較器輸出信號。每個ADC還包括計數器，被配置為響應于計數器時鐘信號而改變數字計數值，并且被配置為響應于所述比較器輸出信號的變化而停止改變所述數字計數值，其中所述數字計數值對所述斜坡信號的第一模擬值進行編碼，并且其中所述數字計數值具有第一分辨率。每個ADC還包括延遲線電路，包括一個或多個延遲線，其中所述延遲線電路被配置為生成對所述計數器時鐘信號的周期的持續時間進行編碼的第一數字值，并生成對計數器時鐘信號的周期的第一部分進行編碼的第二數字值。每個ADC還包括數字延遲電路，被配置為基于所述第一數字值和所述第二數字值來生成數字輸出值，其中所述數字輸出值對所述斜坡信號的第二模擬值進行編碼，其中所述數字計數值具有第二分辨率，并且其中所述第二分辨率大于所述第一分辨率。

在一些實施例中，所述延遲線電路包括單個延遲線，其中所述單個延遲線被用于生成所述第一數字值和所述第二數字值兩者。

在一些實施例中，所述數字延遲電路被配置為確定對所述計數器時鐘信號的周期的第二部分進行編碼的第三數字值，其中所述計數器時鐘信號的周期的第二部分的持續時間與所述計數器時鐘信號的周期的第一部分的持續時間之和等于所述計數器時鐘信號的周期的持續時間，并且其中數字延遲電路被配置為基于所述第一數字值和所述第三數字值來生成所述數字輸出值。

在一些實施例中，所述延遲線電路包括單個延遲線，其中所述單個延遲線被用于生成所述第一數字值和所述第三數字值兩者的結果。

在一些實施例中，所述數字延遲電路被配置為存儲所述第一數字值和所述第二數字值，并且基于所述第一數字值和所述第二數字值來生成所述第三數字值。

在一些實施例中，所述數字延遲電路被配置為通過從所述第三數字值中連續地減去特定值來生成所述數字輸出值。

在一些實施例中，所述特定值是第一數字值除以2n，其中n＝所述第二分辨率的比特數。

在一些實施例中，基于生成具有小于或等于零的值的結果所需的減法運算的次數來確定所述數字輸出值。

在一些實施例中，所述數字延遲電路包括算術電路，其被配置為通過從先前減法運算的結果中連續地減去所述特定值來從所述第三數字值中連續地減去所述特定值。