[发明专利]模数转换器、图像传感器、及操作模数转换器的方法

说明书

提供了模数转换器、包括模数转换器的图像传感器、及操作模数转换器的方法。所述模数转换器用于将从感测到的光产生的像素信号转换成数字信号，所述模数转换器包括：比较器，被配置为将所述像素信号与具有恒定斜率的斜坡信号进行比较以产生比较信号；延迟电路，被配置为产生与所述比较信号相对应的第一信号，所述延迟电路包括多个延迟元件，所述多个延迟元件被配置为通过将所述第一信号延迟第一时间段来产生第二信号；以及补偿器电路，被配置为测量所述比较信号的周期，以基于所测得的周期向所述延迟电路输出延迟选择信号，所述延迟选择信号用于将所述第一信号延迟所述第一时间段，其中，所述第一时间段是通过划分所述比较信号的所述周期获得的。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2019-0130811的优先权的权益，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明构思涉及模数转换器(ADC)，并且更具体地，涉及包括数字相关双采样(CDS)电路的ADC和包括ADC的图像传感器，以及操作ADC的方法。

背景技术

图像传感器是检测并传送用于制作图像的信息的设备。两种主要类型的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。集成在小型消费产品(例如，智能电话)中的相机通常包括用于捕获图像的CMOS图像传感器。CMOS图像传感器可以被布置成像素的阵列(例如，像素阵列)。

从像素阵列输出的模拟像素信号可能包括由于像素的固有特性(例如，固定模式噪声(FPN))之间的差异而引起的差别。此外，从模拟像素信号生成的数字像素信号可能具有由于分别布置在像素阵列的列处的模数转换元件的特性之间的差异而引起的差别。包括计数器的CDS电路可以用于补偿这样的差别。但是，使用CDS电路执行该补偿可能需要计数器以非常高的速度运行，这会增加功耗。

发明内容

本发明构思的至少一个实施例提供了一种在不增加图像传感器的时钟速度的情况下提高图像传感器的操作速度的模数转换器(ADC)和包括该ADC的图像传感器，以及操作ADC的方法。

根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种ADC，用于将从感测到的光产生的像素信号(例如，模拟信号)转换成数字信号。所述ADC包括：比较器，被配置为将所述像素信号与具有恒定斜率的斜坡信号进行比较以产生比较信号；延迟电路，被配置为产生与所述比较信号相对应的第一信号，所述延迟电路包括多个延迟元件，所述多个延迟元件被配置为通过将所述第一信号延迟第一时间段来产生第二信号；以及补偿器电路，被配置为测量所述比较信号的周期，以基于所测得的周期向所述延迟电路输出延迟选择信号，所述延迟选择信号用于将所述第一信号延迟所述第一时间段，其中，所述第一时间段是通过划分所述比较信号的所述周期获得的。

根据本发明构思的示例性实施例，提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，包括以矩阵布置的多个像素，所述多个像素中的每个像素被配置为产生像素信号；斜坡发生器，被配置为响应于斜坡使能信号产生斜坡信号，所述斜坡信号具有恒定的斜率；比较器，被配置为将所述像素信号与所述斜坡信号进行比较以产生比较信号；多个延迟电路，均包括被配置为延迟所述比较信号的多个延迟元件，所述多个延迟电路中的每个延迟电路被配置为产生与所述比较信号相对应的第一信号，并且通过将所述第一信号延迟第一时间段来产生第二信号；补偿器电路，被配置为测量所述比较信号的周期并基于所测得的周期向所述多个延迟电路输出延迟选择信号，所述延迟选择信号用于将所述第一信号延迟所述第一时间段；相位发生器，被配置为基于时钟信号产生多个相移码；定时发生器，被配置为产生所述时钟信号和所述斜坡使能信号；锁存电路，被配置为基于所述第一信号和所述第二信号锁存所述多个相移码；以及列计数器，被配置为基于从所述锁存电路输出的数字码产生二进制码，并逐位顺序地输出所述二进制码，其中，所述第一时间段是通过划分所述比较信号的所述周期获得的。