模数转换器、图像传感器及手持装置制造方法及图纸

本申请公开了一种模数转换器、图像传感器及手持装置，所述模数转换器用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，其特征在于，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位；斜坡信号产生器，用以产生斜坡信号；以及多个模数转换单元，包括：比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述斜坡信号；多个采样单元，其中每一采样单元依据其使能输入来决定是否采样对应的计数器输出比特位以及输出对应的数字信号；以及使能信息产生单元，用以依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号来产生使能信息。

Analog-to-Digital Converter, Image Sensor and Handheld Device

【技术实现步骤摘要】
模数转换器、图像传感器及手持装置
本申请涉及一种电路，尤其涉及一种模数转换器及相关图像传感器及手持装置。
技术介绍
图像传感器中的模数转换器用来将像素电路所感测到的模拟信号转换为数字信号，像素电路包括多个像素列，若针对每个像素列实施模数转换，则可以有效率地提升抗噪声性。但集成电路设计中一个重要的主导因素是集成电路的功耗，因此良好电路设计要求尽可能使任何电路的功耗最小。因此，需要进一步改良及创新以满足此需求。
技术实现思路
本申请的目的之一在于公开一种模数转换器及相关图像传感器及手持装置，来解决上述问题。本申请的一实施例公开了一种模数转换器，用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位；斜坡信号产生器，用以产生斜坡信号；以及多个模数转换单元，对应多个像素列感测信息，其中每一模数转换单元耦接至所述计数器以及所述斜坡信号产生器，所述每一模数转换单元包括：比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述斜坡信号，并据以产生比较结果；多个采样单元，分别耦接至所述计数器的多个比特位，其中每一采样单元依据其使能输入来决定是否采样对应的计数器输出比特位以及输出对应的数字信号，其中对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元的使能输入耦接至所述比较结果；以及使能信息产生单元，用以依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号来产生使能信息，其中对应所述多个比特位中的最低有效位以外的多个采样单元的使能输入耦接至所述使能信息。本申请的一实施例公开了一种模数转换器，用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位；第一斜坡信号产生器，用以产生第一斜坡信号；第二斜坡信号产生器，用以产生第二斜坡信号，其中所述第二斜坡信号领先所述第一斜坡信号特定时间；以及多个模数转换单元，对应多个像素列感测信息，其中每一模数转换单元耦接至所述计数器以及所述斜坡信号产生器，所述每一模数转换单元包括：第一比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述第一斜坡信号，并据以产生第一比较结果；第二比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述第二斜坡信号，并据以产生第二比较结果；多个采样单元，分别耦接至所述计数器的多个比特位，其中每一采样单元依据所述第一比较结果和所述第二比较结果来决定是否采样对应的计数器输出比特位以及输出对应的数字信号。本申请的一实施例公开了一种图像传感器，包括：多个像素，包括多个像素列，并产生多个像素感测列信息；以及上述的模数转换器，用来将所述多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号。本申请的一实施例公开了一种手持装置，用以感测一特定对象的指纹，包括：显示屏组件；以及上述的图像传感器，用以获得所述特定对象的指纹信息本申请所公开的模数转换器具有较低的功耗，并且不影响效能。附图说明图1为本申请图像传感器的实施例的示意图。图2为本申请模数转换器的第一实施例的示意图。图3为使能信息产生单元的实施例的示意图。图4为图2所示的模数转换器的时序图。图5为图2所示的模数转换器的另一时序图。图6为本申请模数转换器的第二实施例的示意图。图7为图6所示的模数转换器的时序图。图8为本申请模数转换器的第三实施例的示意图。图9为图8所示的模数转换器的时序图。图10为图8所示的模数转换器的另一时序图。图11为本申请手持装置的实施例的示意图。其中，附图标记说明如下：100、200、300模数转换器102、202斜坡信号产生器104计数器106、206比较器Ln-1～L0采样单元108使能信息产生单元110、112、210、212、310、312模数转换单元120像素122、124像素列108_2异或电路108_4延迟单元204逻辑单元400手持装置402显示屏组件900图像传感器具体实施方式以下揭示内容提供了多种实施方式或例示，其能用以实现本揭示内容的不同特征。下文所述之组件与配置的具体例子系用以简化本揭示内容。当可想见，这些叙述仅为例示，其本意并非用于限制本揭示内容。举例来说，在下文的描述中，将一第一特征形成于一第二特征上或之上，可能包括某些实施例其中所述的第一与第二特征彼此直接接触；且也可能包括某些实施例其中还有额外的组件形成于上述第一与第二特征之间，而使得第一与第二特征可能没有直接接触。此外，本揭示内容可能会在多个实施例中重复使用组件符号和/或标号。此种重复使用乃是基于简洁与清楚的目的，且其本身不代表所讨论的不同实施例和/或组态之间的关系。再者，在此处使用空间上相对的词汇，譬如「之下」、「下方」、「低于」、「之上」、「上方」及与其相似者，可能是为了方便说明图中所绘示的一组件或特征相对于另一或多个组件或特征之间的关系。这些空间上相对的词汇其本意除了图中所绘示的方位之外，还涵盖了装置在使用或操作中所处的多种不同方位。可能将所述设备放置于其他方位(如，旋转90度或处于其他方位)，而这些空间上相对的描述词汇就应该做相应的解释。虽然用以界定本申请较广范围的数值范围与参数皆是约略的数值，此处已尽可能精确地呈现具体实施例中的相关数值。然而，任何数值本质上不可避免地含有因个别测试方法所致的标准偏差。在此处，「约」通常系指实际数值在一特定数值或范围的正负10％、5％、1％或0.5％之内。或者是，「约」一词代表实际数值落在平均值的可接受标准误差之内，视本申请所属
中具有通常知识者的考虑而定。当可理解，除了实验例之外，或除非另有明确的说明，此处所用的所有范围、数量、数值与百分比(例如用以描述材料用量、时间长短、温度、操作条件、数量比例及其他相似者)均经过「约」的修饰。因此，除非另有相反的说明，本说明书与附随申请专利范围所揭示的数值参数皆为约略的数值，且可视需求而更动。至少应将这些数值参数理解为所指出的有效位数与套用一般进位法所得到的数值。在此处，将数值范围表示成由一端点至另一端点或介于二端点之间；除非另有说明，此处所述的数值范围皆包括端点。本申请所公开的模数转换器具有较低的功耗，并且不影响效能，以下配合多个实施例及图式，详细说明本申请模数转换器及相关图像传感器及手持装置的
技术实现思路
。首先请参阅图1所示，图1为本申请图像传感器的实施例的示意图。图1中的图像传感器900包括多个像素120以及模数转换器100/200/300，即模数转换器可以采用诸如图2所示的模数转换器100、图6所示的模数转换器200或图8所示的模数转换器300。多个像素120以矩阵形式排列，包括多个(例如m+1个)像素列122、124、…，并分别产生多个像素列感测信息pixel_col0、pixel_col1、…pixel_colm。图像传感器900可应用的场合不限，在图11的实施例中，图像传感器900是用来实现手持装置400的光学式屏下指纹感测。多个像素120耦接至模数转换器100/200/300，具体来说，在本实施例中，多个像素列122、124、…分别耦接至模数转换器100/200/300中的多个模数转换单元110、112、…。换句话说，多个模数转换单元110、112、…分别对应多个像素列感测信息pixel本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模数转换器，用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，其特征在于，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位(bit)；斜坡信号产生器，用以产生斜坡信号；以及多个模数转换单元，对应多个像素列感测信息，其中每一模数转换单元耦接至所述计数器以及所述斜坡信号产生器，所述每一模数转换单元包括：比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述斜坡信号，并据以产生比较结果；多个采样单元，分别耦接至所述计数器的多个比特位，其中每一采样单元依据其使能输入来决定是否采样对应的计数器输出比特位以及输出对应的数字信号，其中对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元的使能输入耦接至所述比较结果；以及使能信息产生单元，用以依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号来产生使能信息，其中对应所述多个比特位中的最低有效位以外的多个采样单元的使能输入耦接至所述使能信息。

【技术特征摘要】
1.一种模数转换器，用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，其特征在于，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位(bit)；斜坡信号产生器，用以产生斜坡信号；以及多个模数转换单元，对应多个像素列感测信息，其中每一模数转换单元耦接至所述计数器以及所述斜坡信号产生器，所述每一模数转换单元包括：比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述斜坡信号，并据以产生比较结果；多个采样单元，分别耦接至所述计数器的多个比特位，其中每一采样单元依据其使能输入来决定是否采样对应的计数器输出比特位以及输出对应的数字信号，其中对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元的使能输入耦接至所述比较结果；以及使能信息产生单元，用以依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号来产生使能信息，其中对应所述多个比特位中的最低有效位以外的多个采样单元的使能输入耦接至所述使能信息。2.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元依据所述比较结果来决定是否停止采样对应的计数器输出比特位。3.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，对应所述多个比特位中的最低有效位以外的多个采样单元的每一个的总使能时间都小于对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元的总使能时间。4.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述使能信息产生单元依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号的上升沿和下降沿来产生所述使能信息。5.如权利要求4所述的模数转换器，其特征在于，所述使能信息产生单元包括：延迟单元，用来延迟对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号并产生延迟信号；以及异或电路，用来依据所述延迟信号及对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号来产生使能信息。6.如权利要求1所述的模数转换器，其特征在于，所述使能信息产生单元依据对应所述多个比特位中的最低有效位的采样单元输出的数字信号的上升沿和下降沿的其中之一来产生所述使能信息。7.一种模数转换器，用来将多个像素列感测信息由模拟信号分别转换为多个数字信号，其特征在于，所述模数转换器包括：计数器，用以产生计数信息并反应在所述计数器输出的多个比特位；第一斜坡信号产生器，用以产生第一斜坡信号；第二斜坡信号产生器，用以产生第二斜坡信号，其中所述第二斜坡信号领先所述第一斜坡信号特定时间；以及多个模数转换单元，对应多个像素列感测信息，其中每一模数转换单元耦接至所述计数器以及所述斜坡信号产生器，所述每一模数转换单元包括：第一比较器，用以比较对应的像素列感测信息以及所述第一斜坡信号，并据以产生第一比较结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：林奇青，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44