[发明专利]一种用于图像传感器的模数转换器

权利要求书

1.一种用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，包括：

像元模块，将光信号转换为电信号后输送至相关双采样；

相关双采样模块，采样图像信号并消除像素级固定模式噪声，将所采集的信号输出至可变增益放大模块；

可变增益放大模块，对图像信号进行可配置增益的放大，输出信号保持输出送至第一比较器和余量产生模块；

第一比较器，将可变增益放大模块输出信号与多路选择器模块发送来的信号进行多次比较，直到第一比较器输出信号翻转，并将所对应的数字信号发送给数字合成模块；

多路选择器模块，在主时钟的控制下依次向第一比较器输出参考电压信号，并将触发第一比较器翻转的电压信号发送给余量产生模块；

余量产生模块，在第一比较器输出信号翻转后，将多路选择器模块发送的电压信号与可变增益放大模块发送来的信号做差，得到余量信号并将其发送给第二比较器；

第二比较器，将余量产生模块的输出信号与固定的斜坡信号进行比较，直到第二比较器输出信号翻转，并将对应的数字信号发送给数字合成模块；

数字合成模块，第一比较器的翻转信号触发数字合成模块产生对应的高P位数字信号，第二比较器的翻转信号触发数字合成模块产生相应的低Q位数字信号，数字合成模块合成产生完整的P+Q位数字信号输出。

2.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，所述的可变增益放大的信号通过第一比较器实现对模拟信号区间的第一次定位，同时经余量产生模块使得所有的余量均处于同样的范围，再通过第二比较器继续进行比较，最后通过数字合成模块将第一比较器与第二比较器的结果合成为转换后的数字信号。

3.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，所述的可变增益放大模块输出的信号通过第一比较器进行2^P-1次比较，其中P为数字信号高P位的宽度，且比较的参考电压在主时钟的切换下依次选通其中V_R为模数转换器的量化范围，直到第一比较器翻转，将第一比较器的结果送入数字合成模块，同时将翻转点的参考电压送入余量产生电路，实现对图像信号的高P位数字信号转换。

4.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，余量产生模块的输出信号在之间；

第二比较器将余量产生模块输出的信号与之间的基准信号比较，直到第二比较器输出发生跳变。

5.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，所述的第一比较器在进行比较时，多路选择器发送来的信号首先与0做比较，如果比较器未翻转，则继续比较，直到第i列在多路选择器输出为nV_R/2^P翻转，此时的翻转信号会触发余量产生模块进行减法运算，将nV_R/2^P与可变增益放大模块发送的需要量化的信号进行做差计算，得到余量信号；同时，第一比较器的翻转点会触发数字合成模块产生对应的高P位数字信号。

6.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，所述的第二比较器在进行比较时，所有余量产生模块的输出信号与固定的斜坡信号0-V_R/2^P进行比较，步长为V_R/(2^Q2^P)，直到第二比较器翻转；第二比较器的翻转信号将触发数字合成模块产生相应的低Q位数字信号。

7.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，第一比较器在翻转后处于闲置状态，则将处于闲置状态的第一比较器在此阶段复用。

8.如权利要求1所述的用于图像传感器的模数转换器，其特征在于，第一比较器在翻转后处于闲置状态，则将第一比较器与第二比较器的处理过程实现流水线输出，提高列读出电路的速度。