模数转换电路、图像传感器、电子设备及模数转换方法与流程

本申请属于摄像，具体涉及一种模数转换电路、图像传感器、电子设备及模数转换方法。

背景技术：

1、随着电子设备的发展，电子设备的摄像性能越来越好，用户对拍摄图像的图像质量要求也越来越高。通常，在拍摄图像之后，可以将该图像以数字化信号的形式读出。其中，在对图像进行数据读出的过程中，可以通过固定光电二极管像素(pinned photodiodepixel，ppd)结构的像素电路进行数据读出，然后将得到的信号经过模拟放大和模数转换之后，最终以数字化信号的形式输出。

2、然而，上述对图像进行数据读出的过程中，由于模数转换的转换速度较慢，因此导致图像的读出时间过程较长，噪声较大。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种模数转换电路、图像传感器、电子设备及模数转换方法，能够提高模数转换电路的读取速度，且能达到降噪的目的。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种模数转换电路，该模数转换电路包括：依次连接的积分模块，采样保持模块和转换模块，转换模块包括m个转换支路，每个转换支路均与采样保持模块连接；积分模块，用于对像素单元输出的电压信号进行第一次积分处理，得到第一积分信号，并基于参考电压信号对第一积分信号进行第二次积分处理，并向采样保持模块输出电平信号；采样保持模块，用于对积分模块输出的电平信号进行采样处理，输出采样信号；转换模块，用于通过m个转换支路，基于采样保持模块输出的采样信号得到m个支路数字信号；m个支路数字信号用于合成得到像素单元输出的电压信号对应的数字信号，m为大于或等于2的整数，参考电压的大小与转换支路的数量具有关联关系。

3、第二方面，本申请实施例提供了一种图像传感器，该图像传感器包括如第一方面的模数转换电路。

4、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如第二方面的图像传感器。

5、第四方面，本申请实施例提供了一种模数转换方法，应用于如第一方面的模数转换电路，该方法包括：控制模数转换电路的积分模块对像素单元输出的电压信号进行第一次积分处理，得到第一积分信号，并控制积分模块基于参考电压信号对第一积分信号进行第二次积分处理，并向采样保持模块输出电平信号；控制模数转换电路中的采样保持模块对电平信号进行采样处理，输出采样信号；控制模数转换电路中转换模块的m个转换支路基于采样信号得到m个支路数字信号；其中，m个支路数字信号用于合成得到像素单元输出的电压信号对应的数字信号，m为大于或等于2的整数，参考电压的大小与转换支路的数量具有关联关系。

6、第五方面，本申请实施例提供了一种模数转换装置，该装置包括如第一方面的模数转换电路，该装置包括：处理模块。处理模块，用于控制模数转换电路的积分模块对像素单元输出的电压信号进行第一次积分处理，得到第一积分信号，并控制积分模块基于参考电压信号对第一积分信号进行第二次积分处理，并向采样保持模块输出电平信号；以及，用于控制模数转换电路中的采样保持模块对电平信号进行采样处理，输出采样信号；以及，还用于控制模数转换电路中转换模块的m个转换支路基于采样信号得到m个支路数字信号；其中，m个支路数字信号用于合成得到像素单元输出的电压信号对应的数字信号，m为大于或等于2的整数，参考电压的大小与转换支路的数量具有关联关系。

7、第六方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第四方面所述的方法的步骤。

8、第七方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第四方面所述的方法的步骤。

9、第八方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第四方面所述的方法。

10、第九方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第四方面所述的方法。

11、在本申请实施例提供的模数转换电路、图像传感器、电子设备及模数转换方法中，通过依次连接的积分模块，采样保持模块和转换模块，一方面，可以在积分模块对像素单元输出的电压信号进行积分，并在采样保持模块对该积分模块输出的电平信号进行采样和保持，使得采样保持模块采集的采样信号的瞬时值在转换模块进行模数转换期间保持不变，从而可以提高转换模块的转换结果的可靠性。另一方面，在模数转换的过程中，参考电压的大小与转换支路的数量具有关联关系，通过控制参考电压的大小可以控制积分模块的第二次积分处理的速度，并且通过转换模块中的m个转换支路同时进行转换，从而可以在提高模数转换电路的读取速度的同时，达到降噪的目的。

技术特征：

1.一种模数转换电路，其特征在于，包括依次连接的积分模块，采样保持模块和转换模块，所述转换模块包括m个转换支路，每个转换支路均与所述采样保持模块连接；

2.根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述每个转换支路包括一个比较器和一个计数器，所述比较器的第一输入端与所述采样保持模块的输出端连接，所述比较器的第二输入端接地，所述比较器的输出端与所述计数器的输入端连接；

3.根据权利要求2所述的模数转换电路，其特征在于，所述时钟模块向每个所述转换支路中的计数器输出的时钟信号之间相位互补。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的模数转换电路，其特征在于，所述采样保持模块包括：第一放大器、采样保持器和第一电容；

5.根据权利要求4所述的模数转换电路，其特征在于，所述采样保持模块还包括：第二电容、第一电阻和第二电阻；

6.根据权利要求1所述的模数转换电路，其特征在于，所述积分模块包括积分器、n个相互并联的调节支路、第三电阻、第四电阻和控制模块；每个所述调节支路包括一个控制开关和一个调节电容，所述控制开关的第一端与所述调节电容的一端连接，所述控制开关的第二端与所述积分器的负输入端连接，所述控制开关的控制端与所述控制模块连接，所述调节电容的另一端与所述积分器的输出端连接，n为正整数；

7.一种图像传感器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的模数转换电路。

8.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的图像传感器。

9.一种模数转换方法，应用于如权利要求1至6任一项所述的模数转换电路，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述控制所述模数转换电路中转换模块的m个转换支路基于所述采样信号得到m个支路数字信号之后，所述方法还包括：

11.一种模数转换装置，包括如权利要求1至7任一项所述的模数转换电路，其特征在于，包括：处理模块；

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于在控制所述模数转换电路中转换模块的m个转换支路基于所述采样信号得到m个支路数字信号之后，将所述m个支路数字信号相加，得到所述电压信号对应的数字信号。

13.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求9或10所述的模数转换方法的步骤。

14.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求9或10所述的模数转换方法的步骤。

15.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被存储在存储介质中，所述计算机程序产品被至少一个处理器执行以实现如权利要求9或10所述的模数转换方法步骤。

技术总结本申请公开了一种模数转换电路、图像传感器、电子设备及模数转换方法，属于摄像技术领域，该模数转换电路包括：依次连接的积分模块，采样保持模块和转换模块，转换模块包括M个转换支路，每个转换支路均与采样保持模块连接；积分模块，用于对像素单元输出的电压信号进行第一次积分处理，得到第一积分信号，并基于参考电压信号对第一积分信号进行第二次积分处理，并向采样保持模块输出电平信号；采样保持模块，用于对积分模块输出的电平信号进行采样处理，输出采样信号；转换模块，用于通过M个转换支路，基于采样保持模块输出的采样信号得到M个支路数字信号；M个支路数字信号用于合成得到电压信号对应的数字信号，M为大于或等于2的整数。技术研发人员：年嵩受保护的技术使用者：维沃移动通信有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23