[发明专利]逐次逼近型A/D转换器及其控制方法、固体摄像器件和摄像装置

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与2008年9月8日向日本专利局提交的日本在先专利申 请JP 2008-229360的公开内容相关的主题，在此将该在先申请的全部内 容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及逐次逼近型模拟/数字(analog/digital，A/D)转换器、该逐 次逼近型A/D转换器的控制方法、固体摄像器件和摄像装置。

背景技术

存在一种称作逐次逼近型A/D转换器的A/D转换器(ADC)。在逐次 逼近型A/D转换器中，通过单个比较器多次重复对大小的比较。更具体 地，使振幅为最大振幅(满度(full scale，FS))一半的电压与输入电压相比 较。此时获得的比较结果对应于数字值的最高有效位(most significant bit， MSB)。

根据最高有效位的值，随后在输入电压与电压FS/4或者3FS/4之间 进行另一比较，所述电压FS/4或者3FS/4的振幅比第一电压的振幅高或 者低第一电压振幅的一半，即比第一电压的振幅高或者低(1/4)FS。此时 的比较结果构成下一位的值。然后重复相同的步骤，并且通过执行上述 步骤N次来完成A/D转换过程。

用于减少这种类型的逐次逼近型A/D转换器的转换时间的已知技术 包括这样的技术，该技术含有如下步骤：检测在前面A/D转换(i≥2)的全 部i个周期中已获得的相同值的较高位，并且将那些位的固定值用于当 前周期的逐次逼近(例如，见JP-A-2006-108893(专利文献1))。

在逐次逼近型A/D转换器中，能够通过基于过采样(oversampling) 的求平均来使输入信号中所包含的噪声分量减小。过采样是通过执行多 次A/D转换过程来获得多个数字数据的操作，其中，所述转换过程包括 含有被重复N次以完成此过程的步骤。求平均是从利用过采样获得的多 个数据的总和获得平均值的操作。当使n个数据相加时，信号分量的总 量将是每个数据的信号分量的n倍，并且噪声分量的总量将是每个数据 的噪声分量的倍。因此，能够通过求出这些分量的平均值来实现信噪 比(signal-to-noise ratio)的提高。

下面讨论通过逐次逼近型A/D转换器进行的普通A/D转换操作，该 操作包括进行N位的A/D转换和M次的过采样。例如，假设进行10位 (N＝10)A/D转换，并且进行4次(M＝4)过采样。首先，如图13所示，进 行具有10个周期的A/D转换过程，每个周期(期间T)处理1位。随后， 重复4次该A/D转换过程，并且与第一次操作相同，在10个周期的转换 过程中处理上述10位。

如上所述，在相关技术的普通逐次逼近型A/D转换器中，必须在N 位的A/D转换过程中进行N次比较。因此，当对输入信号进行M次过 采样时，必须进行N×(M+1)次比较操作，因而A/D转换所需的时间较长。 在专利文献1中公开的用于缩短转换时间的技术不是基于利用过采样来 求平均的假设。也就是说，当将在专利文献1中公开的用于缩短转换时 间的技术毫无变化地直接用于利用过采样来求平均时，该技术将不会使 包括过采样的过程所需要的时间有任何缩短，因此也不会使A/D转换所 需要的时间缩短。

发明内容

鉴于上述问题，期望提供一种逐次逼近型A/D转换器、该逐次逼近 型A/D转换器的控制方法以及装配有该转换器的固体摄像器件和摄像装 置，在所述逐次逼近型A/D转换器中，能够缩短包括过采样的过程所需 要的时间，从而缩短A/D转换所需要的时间。

本发明实施例提供一种逐次逼近型A/D转换器，所述逐次逼近型 A/D转换器包括：生成基准信号的基准信号生成部；以及比较器，所述 比较器使输入至所述比较器中的模拟信号与所述基准信号相比较，并且 将所述模拟信号转换为数字信号，其中，控制所述基准信号，通过在所 述比较器处对所述模拟信号执行多次A/D转换过程来进行过采样，使得 所述模拟信号在第一次A/D转换过程中被A/D转换为N位数字值，并且 在所述第一次A/D转换过程中得到的所述N位数字值的较高n位是固定 的情况下，从第(N-n)位开始对较低位进行第二次及后续的A/D转换过程。