模拟数字转换器以及图像传感器的制造方法
【专利说明】模拟数字转换器从及图像传感器
[0001] 对关联申请的交叉引用
[0002] 本申请基于在先日本专利申请第2013-254407号（申请日；2013年12月9日）并 从该在先申请要求优先权，该在先申请的全部内容通过引用而并入本文。
技术领域
[0003] 本发明的实施方式设及积分型的模拟数字转换器和具备该模拟数字转换器的图 像传感器。
【背景技术】
[0004] 提出了一种通过多次进行输入信号与基准信号的信号电平的比较而进行平均化， 来提高模拟数字转换的精度的积分型模拟数字转换器。
[0005] 该种W往的积分型模拟数字转换器在输入信号的噪声小的情况下，存在得不到基 于多次采样的噪声降低的效果，也无法降低A/D转换器的量化噪声该样的问题。目P，基准信 号是使积分器的输出针对每1个时钟信号而每隔规定电压阶梯状变化来生成的，所W在输 入信号的噪声小的情况下，即使进行多次采样，也只能得到相同的数字值，S/N比与仅进行 了 1次采样的情况相同。
[0006] 另外，在输入信号的信号电平大的情况下，还存在A/D转换时间变长该样的问题。 良P，如果输入信号的信号电平大，则直到积分器的输出与输入信号第1次一致为止的时间 变长，在使采样的次数固定的情况下，根据输入信号，A/D转换时间变化。
【发明内容】
[0007] 根据本发明的一个方面，提供一种模拟数字转换器，该模拟数字转换器具备；比较 器，在规定期间内，将输入信号和与时间的经过相应地信号电平单调增加或单调减少的斜 坡信号进行比较，或者将所述输入信号和与时间的经过相应地交替重复单调增加和单调减 少的=角波信号进行比较；第1计数器，在所述规定期间内，根据表示所述比较器的比较结 果的信号的逻辑，进行加计数或减计数；计数值存储部，在所述规定期间内，每当表示所述 比较器的比较结果的信号的逻辑被切换时，依次存储所述第1计数器的计数值；第2计数 器，在所述规定期间内，对表示所述比较器的比较结果的信号的逻辑变化了的次数进行计 数；W及运算部，输出将在所述计数值存储部中存储了的计数值相加并除W所述第2计数 器的计数值而得到的值，作为所述输入信号的模拟数字转换值。
[000引根据本发明的另一方面，提供一种图像传感器，该图像传感器具备；光电转换部， 进行光电转换而生成电信号；W及模拟数字转换器，将所述电信号作为所述输入信号，生成 与所述电信号相对应的数字信号，所述模拟数字转换器具有；比较器，在规定期间内，将输 入信号和与时间的经过相应地信号电平单调增加或单调减少的斜坡信号进行比较，或者将 所述输入信号和与时间的经过相应地交替重复单调增加和单调减少的=角波信号进行比 较；第1计数器，在所述规定期间内，根据表示所述比较器的比较结果的信号的逻辑，进行 加计数或减计数；计数值存储部，在所述规定期间内，每当表示所述比较器的比较结果的信 号的逻辑被切换时，依次存储所述第1计数器的计数值；第2计数器，在所述规定期间内，对 表示所述比较器的比较结果的信号的逻辑变化了的次数进行计数；W及运算部，输出将在 所述计数值存储部中存储了的计数值相加并除W所述第2计数器的计数值而得到的值，作 为所述输入信号的模拟数字转换值。
【附图说明】
[0009] 图1是示出第1实施方式的模拟数字转换器1的概略构成的框图。
[0010] 图2是图1的模拟数字转换器1的信号波形图。
[0011]图3是示出通过C语言程序模拟了图1的模拟数字转换器1的动作而得到的仿真 结果的图。
[0012] 图4是示出基准信号发生器2的内部构成的第1例的电路图。
[0013] 图5是示出基准信号发生器2的内部构成的第2例的电路图。
[0014] 图6是示出第2实施方式的模拟数字转换器1的主要部分的框图。
[0015] 图7是示出S角波生成部31的内部构成的一个例子的电路图。
[0016] 图8是示出第3实施方式的模拟数字转换器1的主要部分的框图。
[0017] 图9是不出信号合成部41的内部构成的一个例子的电路图。
[0018] 图10是示出具有第1~第3实施方式中的某一个的模拟数字转换器1的图像传 感器50的概略构成的框图。
[0019] 图11是内置有CCD的图像传感器50的俯视图。
【具体实施方式】
[0020] 在本发明的一个方面，模拟数字转换器具备：
[0021] 比较器，在规定期间内，将输入信号和与时间的经过相应地信号电平单调增加或 单调减少的斜坡信号进行比较，或者将所述输入信号和与时间的经过相应地交替重复单调 增加和单调减少的=角波信号进行比较；
[0022] 第1计数器，在所述规定期间内，根据表示所述比较器的比较结果的信号的逻辑， 进行加计数或减计数；
[0023] 计数值存储部，在所述规定期间内，每当表示所述比较器的比较结果的信号的逻 辑被切换时，依次存储所述第1计数器的计数值；
[0024] 第2计数器，在所述规定期间内，对表示所述比较器的比较结果的信号的逻辑变 化了的次数进行计数；W及
[0025]运算部，输出将在所述计数值存储部中存储了的计数值相加并除W所述第2计数 器的计数值而得到的值，作为所述输入信号的模拟数字转换值。
[0026]W下，参照【附图说明】本发明的实施方式。
[0027](第1实施方式）
[002引图1是示出第1实施方式的模拟数字转换器1的概略构成的框图，图2是图1的 模拟数字转换器1的信号波形图。图1的模拟数字转换器1具备基准信号发生器2、比较器 3、控制部4、第1计数器5、第2计数器6、由多个寄存器7构成的计数值存储部8、W及运算 部9。
[0029] 基准信号发生器2根据来自控制部4的控制信号，生成斜坡（ramp)信号或S角波 信号。斜坡信号是指；与时间的经过相应地，信号电平单调增加或单调减少的信号。S角波 信号是指；与时间的经过相应地，交替地重复单调增加和单调减少的信号。
[0030] 更详细地说，基准信号发生器2如图2所示，在开始进行关于某个输入信号的A/D 转换处理的最初，生成斜坡信号。在由比较器3检测到从开始A/D转换处理起输入信号的 信号电平第一次低于斜坡信号的信号电平该一情况的时间点tl之后，基准信号发生器2生 成=角波信号。
[0031] 比较器3将基准信号发生器2所生成的斜坡信号或=角波信号与输入信号进行比 较，输出表示比较结果的信号。
[0032] 控制部4根据表示比较器3的比较结果的信号来生成控制信号。例如，如果输入 信号的信号电平是斜坡信号或S角波信号的信号电平W上，则控制部4生成低电平的控制 信号，如果输入信号的信号电平低于斜坡信号或S角波信号的信号电平，则控制部4生成 高电平的控制信号。控制信号被供给到基准信号发生器2、第1计数器5W及第2计数器 6。
[003引基准信号发生器2如果一旦从斜坡信号切换到S角波信号，则在该之后，每当表 示比较器3的比较结果的信号的逻辑变化时，将=角波信号切换为单调增加趋势或者切换 为单调减少趋势。在该情况下，基准信号发生器2可W在表示比较器3的比较结果的信号 的逻辑变化之后的下一个基准时钟信号的边缘，切换=角波信号，也可W在从表示比较器3 的比较结果的信号的逻辑变化起经过了基准时钟信号的几个周期之后，切换S角波信号。
[0034] 在图2的例子中，基准信号发生器2在时刻tl之后切换到立角波信号，当第2次 与输入信号交叉时（时刻t2)，将S角波信号切换成单调减少趋势。之后，当第3次与输入 信号交叉时（时刻t3)，基准信号发生器2将S角波信号切换成单调增加趋势。之后，每当 =角波信号与输入信号交叉，基准信号发生器2交替地切换=角波信号的信号倾斜度。
[0035] 第1计数器5和第2计数器6与基准时钟信号同步地动作。第1计数器5是在 规定期间内根据表示比较器3的比较结果的信号的逻辑，进行加计数或减计数的升降计数 器。例如，在输入信号的信号电平是斜坡信号或S角波信号的信号电平W上的期间内，第1 计数器5与基准时钟信号同步地继续进行加计数。另外，在输入信号的信号电平低于斜坡 信号或S角波信号的信号电平的期间内