光电转换装置、A/D转换器和装备制造方法及图纸

本公开涉及光电转换装置、A/D转换器和装备。光电转换装置包括被配置为将光转换成电信号的光接收电路、被配置为读出与电信号对应的模拟信号的读出电路、被配置为将模拟信号转换成数字信号的ΔΣA/D转换器，以及被配置为根据光电转换装置的驱动模式的改变来改变光电转换装置的增益的控制电路。由读出电路读出的模拟信号为模拟电流信号。读出电路包括用于向ΔΣA/D转换器供应模拟电流信号的信号路径上的可变电阻器。控制电路通过改变可变电阻器的电阻值来改变光电转换装置的增益。电阻值来改变光电转换装置的增益。电阻值来改变光电转换装置的增益。

【技术实现步骤摘要】
光电转换装置、A/D转换器和装备


[0001]本专利技术涉及一种光电转换装置、A/D转换器和装备。

技术介绍

[0002]提出了各种技术来加宽光电转换装置中输入信号的范围。根据国际公开No.2019/069614，分别保持噪声信号和数据信号的采样保持(sample
‑
and
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hold)电路各自由多个电容元件构成，并且用于保持每个信号的电容元件的数量被改变以改变增益。

技术实现思路

[0003]根据一些实施例，提供了一种光电转换装置，包括：光接收电路，被配置为将光转换成电信号；读出电路，被配置为读出与电信号对应的模拟信号；ΔΣA/D转换器，被配置为将模拟信号转换成数字信号；以及控制电路，被配置为根据光电转换装置的驱动模式的改变来改变光电转换装置的增益，其中由读出电路读出的模拟信号为模拟电流信号，读出电路包括用于向Δ∑A/D转换器供应模拟电流信号的信号路径上的可变电阻器，以及控制电路通过改变可变电阻器的电阻值来改变光电转换装置的增益。
[0004]根据一些其它实施例，提供了一种光电转换装置，包括：光接收电路，被配置为将光转换成电信号；读出电路，被配置为读出与电信号对应的模拟信号；ΔΣA/D转换器，被配置为将模拟信号转换成数字信号；以及控制电路，被配置为根据光电转换装置的驱动模式的改变来改变光电转换装置的增益，其中控制电路通过改变Δ∑A/D转换器的设置来改变光电转换装置的增益。
[0005]根据又一些其它实施例，提供了一种用于将模拟电流信号转换成数字信号的A/D转换器，包括：减法器，被配置为被供应模拟电流信号；积分器，被配置为对来自减法器的输出进行积分；量化器，被配置为对积分器的积分结果进行量化；抽取滤波器，被配置为对来自量化器的输出执行抽取处理；以及D/A转换器，被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的模拟电流，以便被从模拟电流信号中减去，其中D/A转换器可以相对于来自量化器的相同输出改变从D/A转换器供应给减法器的模拟电流的值。
[0006]根据还有的一些其它实施例，提供了一种光电转换装置，包括：光接收电路，被配置为将光转换成电信号；读出电路，被配置为读出与电信号对应的模拟电流信号；ΔΣA/D转换器，被配置为将模拟电流信号转换成数字信号；以及控制电路，被配置为改变Δ∑A/D转换器的设置，其中Δ∑A/D转换器包括被配置为被供应模拟电流信号的减法器、被配置为对来自减法器的输出进行积分的积分器、被配置为对积分器的积分结果进行量化的量化器、被配置为对来自量化器的输出执行抽取处理的抽取滤波器，以及被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的模拟电流以便被从模拟电流信号中减去的D/A转换器，积分器包括被配置为用来自减法器的输出进行充电以便对输出进行积分的可变电容器，并且改变ΔΣA/D转换器的设置包括改变可变电容器的电容值。
[0007]从以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。
附图说明
[0008]图1是用于说明根据一些实施例的光电转换装置100的布置的示例的框图；
[0009]图2是用于说明根据一些实施例的像素电路111的电路布置的示例的电路图；
[0010]图3是用于说明根据一些实施例的读出电路121的电路布置的示例的电路图；
[0011]图4A和图4B是各自用于说明根据一些实施例的A/D转换器131的电路布置的示例的框图；
[0012]图5A和图5B是各自用于说明根据一些实施例的Δ∑调制器的电路布置的示例的电路图；
[0013]图6是用于说明根据一些实施例的电流生成电路的电路布置的示例的电路图；
[0014]图7是用于说明根据一些实施例的Δ∑调制器的电路布置的另一个示例的电路图；
[0015]图8是用于说明根据一些实施例的光电转换装置100的布置的示例的视图；
[0016]图9是用于说明根据一些实施例的像素电路111的电路布置的示例的电路图；
[0017]图10是用于说明根据一些实施例的读出电路121的电路布置的示例的电路图；
[0018]图11A和图11B是各自用于说明根据一些实施例的A/D转换器131的电路布置的示例的视图；
[0019]图12A和图12B是各自用于说明根据一些实施例的Δ∑调制器的电路布置的示例的电路图；
[0020]图13是用于说明根据一些实施例的电流生成电路的电路布置的示例的电路图；
[0021]图14是用于说明根据一些实施例的可变电容器的电路布置的示例的电路图；以及
[0022]图15A至图15C是用于说明根据一些实施例的装备的布置的示例的视图。
具体实施方式
[0023]在下文中，将参考附图详细描述实施例。注意的是，以下实施例并非旨在限制要求保护的专利技术的范围。实施例中描述了多个特征，但并不限定于需要所有这些特征的专利技术，并且多个这样的特征可以适当组合。此外，在附图中，相同的附图标记被赋予相同或相似的配置，并且省略对其的重复描述。
[0024](第一实施例)
[0025]如国际公开No.2019/069614中，通过改变采样保持电路的电容元件的数量来改变增益的布置需要包括许多电容元件，从而增加了芯片尺寸。本实施例提供一种技术，使得可以在抑制芯片尺寸增加的同时改变光电转换装置的增益。
[0026]下面将主要描述光电转换装置100用于图像捕获的实施例。在这种情况下，光电转换装置100可以用作用于生成图像的图像传感器。此外，光电转换装置100的其它示例是距离测量元件(用于使用焦点检测或TOF(飞行时间)进行距离测量的传感器)、测光元件(用于测量入射光量等的传感器)、以及LiDAR(光检测和测距)传感器。下面将描述的实施例适用于任何光电转换装置。
[0027]将参考图1中所示的框图描述根据一些实施例的光电转换装置100的布置的示例。在图1中所示的示例中，光电转换装置100包括像素单元110、读出单元120、A/D转换单元130、水平扫描电路140、信号处理电路150、输出电路160、垂直扫描电路170和时序控制电路
180。
[0028]像素单元110包括以二维阵列排列的多个像素电路111、分别为像素行设置的多条驱动线112，以及分别为像素列设置的多条信号线113。像素行指示在图1中的水平方向上布置的多个像素电路111。像素列指示在图1中的垂直方向上布置的多个像素电路111。
[0029]像素电路111将入射光转换成电信号。因此，像素电路111也可以被称为光接收电路。垂直扫描电路170经由驱动线112中的对应一条向多个像素电路111中的每一个供应控制信号。读出单元120经由信号线113中的对应一条从被供应有有效电平的控制信号的像素电路111读出电信号。
[0030]读出单元120包括分别为信号线113设置的多个读出电路121和用于控制读出电路121的操作的控制电路122。每个读出电路121读出与由像素电路111生成的电信号对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电转换装置，包括：光接收电路，被配置为将光转换成电信号；读出电路，被配置为读出与电信号对应的模拟信号；ΔΣA/D转换器，被配置为将模拟信号转换成数字信号；以及控制电路，被配置为根据光电转换装置的驱动模式的改变来改变光电转换装置的增益，其中由读出电路读出的模拟信号为模拟电流信号，读出电路包括用于向ΔΣA/D转换器供应模拟电流信号的信号路径上的可变电阻器，以及控制电路通过改变可变电阻器的电阻值来改变光电转换装置的增益。2.根据权利要求1所述的装置，其中ΔΣA/D转换器包括：减法器，被配置为被供应模拟电流信号，积分器，被配置为对来自减法器的输出进行积分，量化器，被配置为对积分器的积分结果进行量化，抽取滤波器，被配置为对来自量化器的输出执行抽取处理，以及D/A转换器，被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的模拟电流，以便被从模拟电流信号中减去，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括相对于来自量化器的相同输出改变从D/A转换器供应给减法器的模拟电流的值。3.根据权利要求2所述的装置，其中积分器包括可变电容器，该可变电容器被配置为用来自减法器的输出进行充电以便对输出进行积分，以及控制电路通过改变可变电阻器的电阻值和改变可变电容器的电容值来改变光电转换装置的增益。4.根据权利要求2所述的装置，其中D/A转换器包括电流生成电路，该电流生成电路被配置为生成供应给减法器的模拟电流，电流生成电路包括多个电流源，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变所述多个电流源当中连接到减法器的电流源的数量。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述多个电流源中的每个电流源包括晶体管，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变要供应给晶体管的栅极的电压的值。6.根据权利要求2所述的装置，其中所述减法器、所述积分器、所述模拟电流信号、所述模拟电流和所述D/A转换器分别为第一减法器、第一积分器、第一模拟电流信号、第一模拟电流和第一D/A转换器,ΔΣA/D转换器还包括：第二减法器，被配置为被供应来自第一积分器的第二模拟电流信号，
第二积分器，被配置为对来自第二减法器的输出进行积分，放大器，被配置为将来自第二积分器的输出转换成电流，以及第二D/A转换器，被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的第二模拟电流，以便被从第二模拟电流信号中减去，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变供应给放大器的参考电压的值。7.根据权利要求4所述的装置，其中所述减法器、所述积分器、所述模拟电流信号、所述模拟电流和所述D/A转换器分别为第一减法器、第一积分器、第一模拟电流信号、第一模拟电流和第一D/A转换器,ΔΣA/D转换器还包括：第二减法器，被配置为被供应来自第一积分器的第二模拟电流信号，第二积分器，被配置为对来自第二减法器的输出进行积分，放大器，被配置为将来自第二积分器的输出转换成电流，以及第二D/A转换器，被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的第二模拟电流，以便被从第二模拟电流信号中减去，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变供应给放大器的参考电压的值。8.根据权利要求2所述的装置，其中改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变抽取滤波器的设置。9.根据权利要求1所述的装置，其中驱动模式的改变包括以下至少之一：使用光电转换装置的拍摄的静止图像捕获模式和移动图像捕获模式之间的改变，使用光电转换装置的拍摄的灵敏度的改变，由ΔΣA/D转换器进行的A/D转换的分辨率的改变，以及使用光电转换装置的移动图像捕获的帧速率的改变。10.一种装备，包括：根据权利要求1
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9中任一项所述的光电转换装置；以及以下至少之一：对应于光电转换装置的光学装置，控制装置，被配置为控制光电转换装置，处理装置，被配置为处理从光电转换装置输出的信号，显示装置，被配置为显示由光电转换装置获得的信息，存储装置，被配置为存储由光电转换装置获得的信息，以及机械装置，被配置为基于由光电转换装置获得的信息进行操作。11.一种光电转换装置，包括：光接收电路，被配置为将光转换成电信号；读出电路，被配置为读出与电信号对应的模拟信号；ΔΣA/D转换器，被配置为将模拟信号转换成数字信号；以及控制电路，被配置为根据光电转换装置的驱动模式的改变来改变光电转换装置的增益，其中控制电路通过改变Δ∑A/D转换器的设置来改变光电转换装置的增益。12.根据权利要求11所述的装置，其中
由读出电路读出的模拟信号为模拟电流信号，ΔΣA/D转换器包括：减法器，被配置为被供应模拟电流信号，积分器，被配置为对来自减法器的输出进行积分，量化器，被配置为对积分器的积分结果进行量化，抽取滤波器，被配置为对来自量化器的输出执行抽取处理，以及D/A转换器，被配置为向减法器供应与来自量化器的输出对应的模拟电流，以便被从模拟电流信号中减去，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括相对于来自量化器的相同输出改变从D/A转换器供应给减法器的模拟电流的值。13.根据权利要求12所述的装置，其中积分器包括可变电容器，该可变电容器被配置为用来自减法器的输出进行充电以便对输出进行积分，以及改变ΔΣA/D转换器的设置包括改变可变电容器的电容值。14.根据权利要求12所述的装置，其中D/A转换器包括电流生成电路，该电流生成电路被配置为生成要供应给减法器的模拟电流，电流生成电路包括多个电流源，以及改变Δ∑A/D转换器的设置包括改变所述多个电流源当中连接到减法器的电流源的数量。15.根据权利要求11所述的装置，其中由读出电路读出的模拟信号为模拟电压信号，ΔΣA/D转换器包括：减法器，被配置为被供应模拟电压信号，积分器，被配置为对来自减法器的输出进行积分，量化器，被配...

【专利技术属性】
技术研发人员：板野哲也，中村恒一，小林大祐，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：