[发明专利]模数转换和模数转换的方法

权利要求书

1.一种用于成像设备的模数转换器，包括：

模拟信号输入，其用于从所述成像设备的像素阵列接收模拟信号；

放大级，其被配置为生成一组N个放大的模拟信号，其中，N是≥2的整数，一组N个信号具有不同的增益；

斜坡信号输入，其用于接收斜坡信号；

时钟输入，其用于接收至少一个时钟信号；

比较级，其与所述放大的模拟信号和所述斜坡信号输入相连接，所述比较级包括最少两个比较器，并且被配置为在转换时段期间将所述放大的模拟信号与所述斜坡信号相比较以提供比较输出；

计数器级；以及

控制级，其被配置为在所述转换时段期间基于所述比较输出和指示何时已经达到至少一个移交点的选择输入来控制所述计数器级，其中，所述移交点指示以下点，在该点处，所述放大的模拟信号中的不同的一个与所述斜坡信号的比较能够被用于控制所述计数器级，并且其中，所述控制级被配置为使用最高增益放大的模拟信号的比较输出来从所述转换时段的起始直到第一移交点而控制所述计数器级。

2.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述控制级被配置为：

在所述转换时段期间确定最低增益放大的模拟信号的最低增益比较输出是否在所述第一移交点之前已经改变状态；并且

如果所述最低增益比较输出在所述第一移交点之前尚未改变状态，则使用较低增益放大的模拟信号的比较输出在所述第一移交点之后控制所述计数器级。

3.根据权利要求2所述的模数转换器，其中，所述控制级被配置为：

在所述转换时段期间，确定最低增益放大的模拟信号的最低增益比较输出是否在所述第一移交点之前已经改变状态；并且

如果所述最低增益比较输出在所述第一移交点之前已经改变状态，则使用同一比较输出在所述第一移交点之后继续控制所述计数器级。

4.根据权利要求1所述的模数转换器，还包括输出级，其被配置为输出计数器值，所述计数器值基于在所述转换时段期间哪个放大的模拟信号的比较输出控制所述计数器级而已被缩放。

5.根据权利要求1所述的模数转换器，还包括输出级，其被配置为在所述转换时段期间输出计数器值和对哪个放大的模拟信号的比较输出控制所述计数器级的指示。

6.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述转换器被配置为在所述转换时段期间使用所述计数器级的输出来确定何时已经达到所述移交点。

7.根据权利要求1所述的模数转换器，还包括被连接在所述放大级与所述比较级之间的模拟信号存储级，所述模拟信号存储级被配置为存储一组放大的模拟信号。

8.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述比较级包括N个比较器，其中每个比较器具有与所述N个放大的模拟信号输出中的一个相连接的第一比较器输入、与斜坡信号输入和比较输出相连接的第二输入。

9.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述控制级被配置为：

在所述转换时段期间，确定最低增益放大的模拟信号的最低增益比较输出是否在所述第一移交点之前已经改变状态；并且

如果所述最低增益比较输出在所述第一移交点之前已经改变状态，则使用同一比较输出在所述第一移交点之后继续控制所述计数器级。

10.一种模数转换装置，包括：

多个根据权利要求1所述的模数转换器；

斜坡信号生成器，其被配置为生成斜坡信号；以及

时钟信号生成器，其被配置为生成至少一个时钟信号。

11.一种图像传感器，其包括：

像素阵列；和

根据权利要求10所述的模数转换装置。