模拟数字转换器、固态成像元件和电子设备制造技术

根据本公开的模拟数字转换器设置有：ΔΣ调制器，其包括量化电路单元；分离器，其将量化电路单元的数字输出分成偶数数字值和奇数数字值；双系统传输路径，其分别传输偶数数字值和奇数数字值；以及数字滤波器，其对通过双系统传输路径传输的偶数数字值和奇数数字值进行处理，并将结果作为模拟数字转换值输出。

Analog to digital converter, solid-state imaging element and electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模拟数字转换器、固态成像元件和电子设备
本公开涉及一种模拟数字转换器、固态成像元件和电子设备。
技术介绍
例如，作为一种模拟数字转换器(AD转换器)，已知ΔΣ模拟数字转换器(例如，参见专利文献1)。ΔΣ模拟数字转换器包括ΔΣ调制器和称为抽取滤波器(decimationfilter)的数字滤波器。ΔΣ调制器将直流信号或低频输入信号转换成低分辨率(1位到几位)、高采样率的数字信号。抽取滤波器将从ΔΣ调制器输出的低分辨率、高采样率的数字信号转换成高分辨率、低采样率的模拟数字转换值。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请公开第2012-165088号
技术实现思路
专利技术要解决的问题顺便说一下，ΔΣ调制器和抽取滤波器通常相邻配置。然而，由于布局原因，ΔΣ调制器和抽取滤波器以一定距离分开配置，并在某些情况下连接它们的传输路径很长。在这种情况下，对于寄生电容的充电或放电的电荷量增加，而在配置了中继器的情况下，其直通电流(flow-throughcurrent)增加，导致传输路径中的功耗增加。因此，本公开的目的是提供一种能够降低功耗的模拟数字转换器、使用所述模拟数字转换器的固态成像元件以及包括所述固态成像元件的电子设备。问题的解决方案为了实现上述目的，本公开的模拟数字转换器包括：ΔΣ调制器，其包括量化电路单元；分离器，其将量化电路单元的数字输出分成偶数数字值和奇数数字值；双系统传输路径，其分别传输偶数数字值和奇数数字值；以及数字滤波器，其对通过双系统传输路径传输的偶数数字值和奇数数字值进行处理，并将处理后的偶数数字值和奇数数字值作为模拟数字转换值输出。为了实现上述目的，本公开的固态成像元件包括：像素阵列单元，其包括配置成行列图案的单位像素，所述单位像素包括光电转换单元；和列处理单元，其包括模拟数字转换器，所述模拟数字转换器将从单位像素输出的模拟像素信号转换成数字像素信号，并且，作为模拟数字转换器，使用具有上述配置的模拟数字转换器。此外，为了实现上述目的，本公开的电子设备包括具有上述配置的固态成像元件。当将量化电路单元的数字数据分成偶数数字值和奇数数字值，并通过双系统传输路径分别传输它们时，在从ΔΣ调制器到数字滤波器的双系统传输路径中的各者中，数字数据从0到1或从1到0的变化率降低。因此，功耗降低。专利技术的效果根据本公开，因为在从ΔΣ调制器到数字滤波器的传输路径中数字数据从0到1或从1到0的变化率降低了，所以可以降低功耗。需要指出的是，在此描述的效果不一定是限制性的，而是也可以是本说明书中描述的任意效果。此外，本说明书中描述的效果仅是示例性的并不限于所述效果，并且可以提供附加效果。附图说明图1是示出了ΔΣ模拟数字转换器的基本形式的框图。图2是示出了根据实施例1的ΔΣ模拟数字转换器的电路配置的框图。图3A是示出了在基本形式的电路配置的情况下，在小输入、中输入和大输入时ΔΣ调制器的输出数据的示例的图，而图3B是示出了翻转率的输入电平依赖性的图。图4A是示出了在实施例1的电路配置的情况下，在小输入、中输入和大输入时ΔΣ调制器的输出数据的示例的图，而图4B是示出了翻转率的输入电平依赖性的图。图5是示出了根据实施例2的ΔΣ模拟数字转换器的电路配置的框图。图6是示出了在2位ΔΣ调制器的情况下量化电路单元的输出示例的图。图7是示出了根据实施例3的ΔΣ模拟数字转换器的电路配置的框图。图8是示出了根据实施例3的ΔΣ模拟数字转换器的每个单元的波形的时序波形图。图9是示出了根据实施例4的ΔΣ模拟数字转换器的电路配置的框图。图10是示出了根据实施例4的ΔΣ模拟数字转换器的每个单元的波形的时序波形图。图11是示出了本公开的固态成像元件的基本系统配置的示意性配置图。图12是示出了多个ΔΣ调制器和多个抽取滤波器并排地沿像素列方向配置的示例的配置图。图13是示意性地示出了具有层叠结构的CMOS图像传感器的配置的分解立体图。图14是示出了作为本公开的电子设备示例的成像装置的配置的框图。具体实施方式下面结合附图对用于实施本公开的技术的各个方面(在下文中称为“实施方案”)进行描述。本公开的技术不限于所述实施方案，并且实施方案的各种数值等都是示例性的。在下面的描述中，相同符号用于相同元件或具有相同功能的元件，并省略了重复的描述。需要指出的是，按照下面的顺序进行描述。1.与本公开的模拟数字转换器、固态成像元件、电子设备和一般事项相关的描述。2.本公开的模拟数字转换器2-1.基本形式(一个传输路径的示例)2-2.实施例1(具有1位ΔΣ调制器情况下的示例)2-3.实施例2(具有多位ΔΣ调制器情况下的示例)2-4.实施例3(实施例1的变形例：分离器(splitter)的具体电路示例1)2-5.实施例4(实施例1的变形例：分离器的具体电路示例2)3.本公开的固态成像元件(CMOS图像传感器的示例)3-1.基本系统配置3-2.层叠结构4.本公开的电子设备(成像装置的示例)5.本公开可以采用的配置<与本公开的模拟数字转换器、固态成像元件、电子设备和一般事项相关的描述>对于本公开的模拟数字转换器、固态成像元件和电子设备，ΔΣ调制器可以配置为1位ΔΣ调制器。可选择地，ΔΣ调制器也可以配置为多位ΔΣ调制器。对于包括上述优选配置的本公开的模拟数字转换器、固态成像元件和电子设备，可以使用D-触发器(D-flipflop)来构成分离器。可选择地，也可以使用RS-触发器(RS-flipflop)来构成分离器。此外，其也可以通过将偶数数字值和奇数数字值合成以经由数字模拟转换单元反馈到输入侧来构成。<本公开的模拟数字转换器>本公开的模拟数字转换器(AD转换器)是使用将直流信号或低频输入信号转换成低分辨率(1位到几位)、高采样率的数字信号的ΔΣ调制器的ΔΣ模拟数字转换器。ΔΣ模拟数字转换器包括在ΔΣ调制器后级的称为抽取滤波器的数字滤波器。抽取滤波器将从ΔΣ调制器输出的低分辨率、高采样率的数字信号转换成高分辨率、低采样率的模拟数字转换值。[基本形式]首先，结合图1描述ΔΣ模拟数字转换器的基本形式。图1是示出了ΔΣ模拟数字转换器的基本形式的框图。根据基本形式的ΔΣ模拟数字转换器也是根据本公开的常规示例的ΔΣ模拟数字转换器。如图1所示，根据基本形式的ΔΣ模拟数字转换器1包括ΔΣ调制器10和作为数字滤波器的示例的抽取滤波器20，并且配置成使得ΔΣ调制器10和抽取滤波器20通过一个传输路径30连接。ΔΣ调制器10将直流信号或低频输入信号IN转换成低分辨率(1位到几位)、高采样率的数字信号。抽取滤波器20将从ΔΣ调制器10输出的低分辨率、高采样率的数字信号转换成高分辨率、低采样率的模拟数字转换值OUT，并输出高分辨率、低采样率的模拟数字转换值OUT。下面更详细地描述ΔΣ调制器10和抽取滤波器20。ΔΣ调制器10包括滤波器11、量化电路(quantizationcircuit)单元12和数字模拟转换单元(DA转换器)13。滤波器11包括集成电路，其中模拟输入信号IN是非反相(+)输入，来自数字模拟转换单元13的反馈值是反相(-)输入，并且对模拟输入信号IN的值和反馈值之间的差值积分。例如，量化电路单元12包括比较器121，并且将滤波器11的输出与参考电压比较而将其量化(确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模拟数字转换器，包括：ΔΣ调制器，其包括量化电路单元；分离器，其将量化电路单元的数字输出分成偶数数字值和奇数数字值；双系统传输路径，其分别传输偶数数字值和奇数数字值；以及数字滤波器，其对通过双系统传输路径传输的偶数数字值和奇数数字值进行处理，并将处理后的偶数数字值和奇数数字值作为模拟数字转换值输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.28 JP 2017-0361351.一种模拟数字转换器，包括：ΔΣ调制器，其包括量化电路单元；分离器，其将量化电路单元的数字输出分成偶数数字值和奇数数字值；双系统传输路径，其分别传输偶数数字值和奇数数字值；以及数字滤波器，其对通过双系统传输路径传输的偶数数字值和奇数数字值进行处理，并将处理后的偶数数字值和奇数数字值作为模拟数字转换值输出。2.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其中ΔΣ调制器是1位ΔΣ调制器。3.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其中ΔΣ调制器是多位ΔΣ调制器。4.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其中分离器使用D-触发器来构成。5.根据权利要求1所述的模拟数字转换器，其中分离器使用RS-触发器来构成。6.根据权利要求5所述的模拟数字转换器，其中偶数数字值和奇数数字值被合成并通过数字模拟转换单元被反馈到输入侧。7.一种固态成像元件，包括：像素阵列单元，其包括配置成行列图案的单位像素，所述单位像素包括光电转换单元；和列处理单元，其包括模拟数字转换器，所述模拟数字转换器将从单位像素输出的模拟像素信号转换成数字像素信号，其中模拟数字转换器包括：ΔΣ调制器，其包括量化电路单元；分离器，其将量化电路单元的数字输出分成偶数数字值和奇数数字值；双系统传输路径，其分别传输偶数数字值和奇数数字值；以及数字滤波器，其对通过双系统传输路径传输的偶数数字值和奇数数字值进行处理，并将处理后的偶数数字值和奇数数字值作为模拟数字转换值输出。8.根据权利要求7所述的固态成像元件，其中在列处理单元中多个ΔΣ调制器和多个数字滤波器并排地沿像素列方向配置。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马上崇，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP