模数转换器、传感器和电子设备的制作方法

本实施例的方面涉及模数转换器、传感器和使用该传感器的电子设备，并且更具体地涉及使用δσ调制的模数转换技术。

背景技术：

1、近年来，在cmos图像传感器中，像素数量已经增加，并且读出速度也已经增加。因此，通过并行排列和操作大量模数转换器(adc)，可以增加像素数量并提高读出速度。然而，传统使用的斜率型adc由于大量adc的并行排列而具有电路规模和功耗的增加的问题。

2、因此，已提出一种使用δσadc的cmos图像传感器，其中该δσadc在电路规模上小于斜率型adc，在各个adc中需要较低的电压，并且能够进行高速a/d转换。例如，日本专利3904111公开了在a/d转换电路中使用δσ调制的cmos图像传感器的配置。

3、在斜率型adc中，可以在a/d转换期间通过改变转换中所使用的参考电压的斜率来施加增益，但在具有日本专利3904111所示的结构的δσadc中，无法在a/d转换期间施加增益。因此，在δσadc中，在a/d转换之后，在信号处理单元中施加数字增益，但是随着数字增益增加，来自信号处理单元的输出的位精度降低。

技术实现思路

1、根据本实施例的方面，提供了一种模数转换器，包括：模数转换单元，用于对从像素输出的图像信号进行使用δσ调制的模数转换；设置单元，用于设置所述模数转换单元的操作频率；以及生成单元，用于生成具有所述操作频率的时钟信号，并将所述时钟信号供给至所述模数转换单元，其中，所述设置单元基于如下项中的至少一个来设置所述操作频率：要施加到从所述模数转换单元输出的信号的数字增益；以及拍摄模式。

2、此外，根据本实施例的方面，提供了一种传感器，包括：多个像素；以及模数转换器，包括：模数转换单元，用于对从所述像素输出的图像信号进行使用δσ调制的模数转换；设置单元，用于设置所述模数转换单元的操作频率；以及生成单元，用于生成具有所述操作频率的时钟信号，并将所述时钟信号供给至所述模数转换单元，以及其中，所述设置单元基于如下项中的至少一个来设置所述操作频率：要施加到从所述模数转换单元输出的信号的数字增益；以及拍摄模式。

3、此外，根据本实施例的另一方面，提供了一种电子设备，包括：传感器，其包括：多个像素；以及模数转换器，包括：模数转换单元，用于对从所述像素输出的图像信号进行使用δσ调制的模数转换；设置单元，用于设置所述模数转换单元的操作频率；以及生成单元，用于生成具有所述操作频率的时钟信号，并将所述时钟信号供给至所述模数转换单元；以及信号处理单元，用于处理由所述模数转换器转换的图像信号，其中，所述设置单元基于如下项中的至少一个来设置所述操作频率：要施加到从所述模数转换单元输出的信号的数字增益；以及拍摄模式。

4、根据以下(参照附图)对示例性实施例的描述，本公开的其他特征将变得明显。

技术特征：

1.一种模数转换器，包括：

2.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述生成单元对预定时钟信号的频率进行分频和倍频，以生成具有所述操作频率的时钟信号。

3.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述设置单元设置所述操作频率，使得通过将数字增益施加到已经由所述模数转换单元进行了模数转换的图像信号所获得的信号的位精度是恒定的，而与所述数字增益的大小无关。

4.根据权利要求3所述的模数转换器，其中，假定预定数字增益为m，在要施加到所述图像信号的数字增益为n的情况下，所述设置单元通过将预定频率乘以m/n来获得所述操作频率。

5.根据权利要求3所述的模数转换器，其中，所述数字增益是基于以下项中的至少一个来确定的：iso感光度；以及包括周边照明校正的校正方法。

6.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述拍摄模式是多个拍摄模式中的一个拍摄模式，所述多个拍摄模式包括高质量静止图像模式、静止图像模式、log运动图像模式、运动图像模式、实时取景模式、高动态范围模式即hdr模式的混合对数伽马方法即hlg方法、以及所述hdr模式的感知量化方法即pq方法中的至少一个。

7.根据权利要求6所述的模数转换器，其中，所述设置单元通过如下操作来获得所述操作频率：在所述pq方法的情况下将预定频率乘以第一倍率、在所述log运动图像模式或所述hlg方法的情况下将所述预定频率乘以小于所述第一倍率的第二倍率、在所述高质量静止图像模式的情况下将所述预定频率乘以小于所述第二倍率的第三倍率、在所述静止图像模式的情况下将所述预定频率乘以比所述第三倍率低的第四倍率、在所述运动图像模式的情况下将所述预定频率乘以比所述第四倍率低的第五倍率、以及在所述实时取景模式的情况下将所述预定频率乘以比所述第五倍率低的第六倍率。

8.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述设置单元基于所述数字增益和所述拍摄模式中的至少一个来获得所述操作频率，并且在所获得的操作频率是能够由所述生成单元生成的频率的情况下，在不改变所获得的操作频率的情况下设置该操作频率。

9.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述设置单元基于所述数字增益和所述拍摄模式中的至少一个来获得所述操作频率，并且在所获得的操作频率超过能够由所述生成单元生成的频率的上限的情况下，设置该频率的上限。

10.根据权利要求1所述的模数转换器，其中，所述设置单元基于所述数字增益和所述拍摄模式中的至少一个来获得所述操作频率，并且在所获得的操作频率低于能够由所述生成单元生成的频率的下限的情况下，设置该频率的下限。

11.一种传感器，包括：

12.根据权利要求11所述的传感器，其中，所述生成单元对预定时钟信号的频率进行分频和倍频，以生成具有所述操作频率的时钟信号。

13.根据权利要求11所述的传感器，其中，所述设置单元设置所述操作频率，使得通过将数字增益施加到已经由所述模数转换单元进行了模数转换的图像信号所获得的信号的位精度是恒定的，而与所述数字增益的大小无关。

14.根据权利要求11所述的传感器，其中，所述拍摄模式是多个拍摄模式中的一个拍摄模式，所述多个拍摄模式包括高质量静止图像模式、静止图像模式、log运动图像模式、运动图像模式、实时取景模式、高动态范围模式即hdr模式的混合对数伽马方法即hlg方法、以及所述hdr模式的感知量化方法即pq方法中的至少一个。

15.根据权利要求11所述的传感器，其中，所述设置单元基于所述数字增益和所述拍摄模式中的至少一个来获得所述操作频率，并且在所获得的操作频率是能够由所述生成单元生成的频率的情况下，在不改变所获得的操作频率的情况下设置该操作频率。

16.一种电子设备，包括：

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述生成单元对预定时钟信号的频率进行分频和倍频，以生成具有所述操作频率的时钟信号。

18.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述设置单元设置所述操作频率，使得通过将数字增益施加到已经由所述模数转换单元进行了模数转换的图像信号所获得的信号的位精度是恒定的，而与所述数字增益的大小无关。

19.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述拍摄模式是多个拍摄模式中的一个拍摄模式，所述多个拍摄模式包括高质量静止图像模式、静止图像模式、log运动图像模式、运动图像模式、实时取景模式、高动态范围模式即hdr模式的混合对数伽马方法即hlg方法、以及所述hdr模式的感知量化方法即pq方法中的至少一个。

20.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述设置单元基于所述数字增益和所述拍摄模式中的至少一个来获得所述操作频率，并且在所获得的操作频率是能够由所述生成单元生成的频率的情况下，在不改变所获得的操作频率的情况下设置该操作频率。

技术总结
本发明公开了一种模数转换器、传感器和电子设备。该模数转换器包括：模数转换单元，用于对从像素输出的图像信号进行使用ΔΣ调制的模数转换；设置单元，用于设置所述模数转换单元的操作频率；以及生成单元，用于生成具有所述操作频率的时钟信号，并将所述时钟信号供给至所述模数转换单元。所述设置单元基于如下项中的至少一个来设置所述操作频率：要施加到从所述模数转换单元输出的信号的数字增益；以及拍摄模式。

技术研发人员：那须准
受保护的技术使用者：佳能株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27