[发明专利]模拟数字变换器以及影像传感器

说明书

本申请主张2014年1月8日申请的日本专利申请号2014－1481的优先权，并在本申请中引用上述日本专利申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及积分型的模拟数字变换器和具备该模拟数字变换器的影像传感器。

背景技术

提出了使用了时间数字变换器(TDC：Time-to-Digital Converter)的积分型模拟数字变换器(ADC：Analog-to-Digital Converter)。在这种积分型ADC中，通过除了进行使用了斜坡信号(ramp signal)的粗的A/D变换以外，还进行使用了TDC的微细的A/D变换，从而提高A/D变换的分辨率，并且实现其高速化。

但是，TDC需要高速时钟信号，如果在进行使用了斜坡信号的粗的A/D变换的期间也要对TDC供给高速时钟信号，则功耗会增大。

另外，在使用了斜坡信号的粗的A/D变换和使用了TDC的微细的A/D变换中，分别使用个别的时钟信号，所以存在由于两个时钟信号之间的相位误差而A/D变换性能降低的担心。

发明内容

一个方式的模拟数字变换器具备：采样器，保持每隔规定时间对输入信号进行采样而得到的采样信号；输入信号预测部，在随着时间的经过而信号电平单调增加或者单调减少的斜坡信号的信号电平与所述采样信号的信号电平交叉之前，生成预测信号；比较器，比较所述斜坡信号和所述采样信号的信号电平，输出表示比较结果的信号；第1计数器，在从所述比较器开始比较动作至生成所述预测信号为止的期间内，与第1时钟信号同步地进行计数动作；以及第2计数器，在生成了所述预测信号以后，与频率比所述第1时钟信号高的第2时钟信号同步地进行计数动作，根据所述比较器的比较结果而使计数值增减。

根据本发明，能够提供能够降低功耗以及提高A/D变换的分辨率的模拟数字变换器以及影像传感器。

附图说明

图1是示出第1实施方式的模拟数字变换器1的概略结构的框图。

图2是示出第1实施方式的模拟数字变换器1的详细的具体例的框图。

图3是图2的模拟数字变换器1的信号波形图。

图4是对图2进行了更具体化的模拟数字变换器1的框图。

图5是图1的一个变形例的模拟数字变换器1的框图。

图6是连接信号切换部9和比较器5的信号路径的等价电路图，图7是该信号路径的信号波形图。

图7是连接信号切换部9和比较器5的信号路径的信号波形图。

图8是将图5的信号切换部9和比较器5置换为三输入比较器13的模拟数字变换器1的框图。

图9是示出三输入比较器13的内部结构的一个例子的电路图。

图10是示出第3实施方式的模拟数字变换器1的概略结构的框图。

图11是图10的模拟数字变换器1的信号波形图。

图12是示出第4实施方式的模拟数字变换器1的概略结构的框图。

图13是示出第5实施方式的模拟数字变换器1的概略结构的框图。

图14是示出高速时钟生成器31的内部结构的一个例子的电路图。

图15是示出在图13中追加了校正部的模拟数字变换器1的概略结构的框图。

图16是示出校正部40的内部结构的一个例子的框图。

图17是图16的时序图。

图18是示出具有第1～第6实施方式的某一个模拟数字变换器1的影像传感器50的概略结构的框图。

图19是内置CCD的影像传感器50的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的一个实施方式。

(第1实施方式)

图1是示出第1实施方式的模拟数字变换器1的概略结构的框图。图1的模拟数字变换器1具备采样器2、斜坡信号发生器3、输入信号预测部4、比较器5、Fine(细)计数器6、以及Coarse(粗)计数器7。

采样器2保持每隔规定时间对输入信号进行采样而得到的采样信号。斜坡信号发生器3生成斜坡信号。斜坡信号是指随着时间的经过而信号电平单调增加或者单调减少的信号。即，斜坡信号是指，在经过某时间Δt的期间输出电压增加Δv的信号、或者在经过Δt的期间输出电压减少Δv的信号。

斜坡信号发生器3能够由积分器构成。在积分器中，Δt是1个时钟期间，Δv意味着1个时钟期间内的积分电压。斜坡信号发生器3在解除了积分器的复位动作之后开始进行斜坡信号的生成动作。