[发明专利]自适应多转换斜坡模/数转换器

权利要求书

1.一种用于产生数字信号的至少一个位的自适应模/数转换器ADC，所述自适应模/数转换器ADC包括：

经修改斜坡信号产生器，其经耦合以接收斜坡信号并响应于所述斜坡信号而产生经修改斜坡信号；

比较器，其经耦合以将模拟输入与所述经修改斜坡信号进行比较；及

控制电路，其经耦合以控制所述经修改斜坡信号产生器，使得针对所述斜坡信号的每一周期所述模拟输入被转换可变的M数目次，其中所述数目M取决于所述模拟输入的量值，其中针对所述斜坡信号的每一周期所述经修改斜坡信号包含M数目个完整周期，且其中所述经修改斜坡信号具有恒定的电压-时间斜率。

2.根据权利要求1所述的自适应模/数转换器ADC，其中针对较低量值的模拟输入所述数目M较大，使得所述较低量值的模拟输入比较高量值的模拟输入被转换更多次。

3.根据权利要求1所述的自适应模/数转换器ADC，其中所述经修改斜坡信号产生器包括：

电容器，其用以将所述斜坡信号电容性地耦合到所述比较器的输入；及

开关，其经耦合以响应于所述控制电路而控制所述电容器的充电及放电。

4.根据权利要求3所述的自适应模/数转换器ADC，其中所述控制电路使得所述开关能够响应于所述比较器的输出指示所述经修改斜坡信号的量值已达到所述模拟输入的所述量值而使所述电容器放电。

5.根据权利要求4所述的自适应模/数转换器ADC，其进一步包括第一计数器，所述第一计数器耦合到所述比较器以对针对所述斜坡信号的每一周期所述比较器的所述输出指示所述经修改斜坡信号的所述量值已达到所述模拟输入的所述量值的所述M数目次进行计数。

6.根据权利要求5所述的自适应模/数转换器ADC，其进一步包括第二计数器，所述第二计数器耦合到所述控制电路以在所述经修改斜坡信号的每一周期在所述比较器的所述输出指示所述经修改斜坡信号的所述量值小于所述模拟输入的所述量值时被启用，其中当被启用时，所述第二计数器对时钟信号的循环进行计数使得所述第二计数器的计数表示所述模拟输入的所述量值。

7.根据权利要求6所述的自适应模/数转换器ADC，其进一步包括算术运算符，所述算术运算符经耦合以将所述第二计数器的所述计数除以所述第一计数器的所述计数以产生表示在所述斜坡信号的所述周期内模拟信号的所述量值的平均值的数字输出。

8.一种用于产生数字图像数据的图像传感器，所述图像传感器包括：

像素阵列，其包含布置成若干行及列以用于捕获模拟图像数据的多个像素单元；

位线，其耦合到所述像素阵列的一列内的所述像素中的至少一者；及

读出电路，其耦合到所述位线以从所述至少一个像素读出所述模拟图像数据，所述读出电路包含用于产生所述数字图像数据的至少一个位的至少一个自适应模/数转换器ADC，所述自适应模/数转换器ADC包含：

经修改斜坡信号产生器，其经耦合以接收斜坡信号并响应于所述斜坡信号而产生经修改斜坡信号；

比较器，其经耦合以将模拟输入与所述经修改斜坡信号进行比较；及

控制电路，其经耦合以控制所述经修改斜坡信号产生器，使得针对所述斜坡信号的每一周期所述模拟输入被转换可变的M数目次，其中所述数目M取决于所述模拟输入的量值，其中针对所述斜坡信号的每一周期所述经修改斜坡信号包含M数目个完整周期，且其中所述经修改斜坡信号具有恒定的电压-时间斜率。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中针对较低量值的模拟图像数据所述数目M较大，使得所述较低量值的模拟图像数据比较高量值的模拟图像数据被转换更多次。

10.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述经修改斜坡信号产生器包括：

电容器，其用以将所述斜坡信号电容性地耦合到所述比较器的输入；及

开关，其经耦合以响应于所述控制电路而控制所述电容器的充电及放电。

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述控制电路使得所述开关能够响应于所述比较器的输出指示所述经修改斜坡信号的量值已达到所述模拟图像数据的所述量值而使所述电容器放电。