本申請(qǐng)屬于攝像，具體涉及一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、方法、圖像傳感器、攝像頭模組及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、圖像傳感器是攝像頭模組(camera?compact?module,ccm)的核心器件。圖像傳感器大多分為兩種，一種是電荷耦合(charge-coupled?device,ccd)元件；另一種是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(complementary?metal-oxide-semiconductor,cmos)器件。其中，cmos圖像傳感器(cmos?image?sensor,cis)因其成本和功耗較低，讀取方式更為靈活等特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。

2、cmos圖像傳感器在成像過程中不可避免會(huì)受到噪聲的干擾，越來越多的cis采用多次相關(guān)采樣(correlated?multiple?sampling,cms)技術(shù)來降低讀出噪聲，然而，該方式僅適用于讀出噪聲占主導(dǎo)地位的暗光場(chǎng)景或者高動(dòng)態(tài)范圍(high?dynamic?range,hdr)場(chǎng)景的暗區(qū)，對(duì)于光子散粒噪聲占主導(dǎo)地位的中高亮場(chǎng)景并不適用，倘若對(duì)所有場(chǎng)景的所有像素都進(jìn)行多次相關(guān)采樣，則會(huì)造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)限制了cis的輸出幀率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例的目的是提供一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、方法、圖像傳感器、攝像頭模組及設(shè)備，在提升畫質(zhì)的同時(shí)不會(huì)降低圖像的輸出幀率。

2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，包括斜坡信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)選擇模塊、反饋模塊、比較器和計(jì)數(shù)器；所述信號(hào)選擇模塊的第一端與所述斜坡信號(hào)發(fā)生模塊連接，所述斜坡信號(hào)發(fā)生模塊用于輸出第一斜坡信號(hào)或第二斜坡信號(hào)，所述第一斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率與所述第二斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率互為相反數(shù)；所述反饋模塊的第一端與所述信號(hào)選擇模塊的控制端連接，所述反饋模塊用于控制所述信號(hào)選擇模塊的通斷，所述反饋模塊的第二端與所述比較器的第一輸出端連接；所述比較器的第一輸入端連接至所述信號(hào)選擇模塊的第二端，所述比較器的第二輸入端用于接收像素信號(hào)，所述比較器用于比較所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓與參考電壓的大小；所述計(jì)數(shù)器與所述比較器的第二輸出端連接，所述計(jì)數(shù)器用于輸出所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；

3、在通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的所述像素電壓小于所述參考電壓，則通過所述反饋模塊控制所述信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出所述第一斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣；若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓大于所述參考電壓，則通過所述反饋模塊控制所述信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣。

4、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，應(yīng)用于上述第一方面所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述方法包括：通過斜坡信號(hào)發(fā)生模塊輸出第一斜坡信號(hào)或第二斜坡信號(hào)，所述第一斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率與所述第二斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率互為相反數(shù)；通過反饋模塊控制信號(hào)選擇模塊輸出所述第一斜坡信號(hào)，或所述第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)中的最大值；通過比較器獲取像素信號(hào)，在通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓小于參考電壓，則通過所述第一斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣；若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓大于所述參考電壓，則通過所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣；通過計(jì)數(shù)器輸出所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。

5、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種圖像傳感器，包括像素陣列、如上述第一方面所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和圖像信號(hào)處理器；所述像素陣列包括多個(gè)目標(biāo)像素，同一列所述目標(biāo)像素的輸出端與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路電性連接；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路用于對(duì)所述目標(biāo)像素的像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；所述圖像信號(hào)處理器用于對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，以得到處理后的圖像。

6、第四方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種攝像頭模組，包括圖像傳感器，所述圖像傳感器采用上述第一方面所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，或者采用上述第二方面所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

7、第五方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括如上述第四方面所述的攝像頭模組。

8、第六方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，包括：信號(hào)發(fā)生模塊，用于輸出第一斜坡信號(hào)或第二斜坡信號(hào)，所述第一斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率與所述第二斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率互為相反數(shù)；控制模塊，用于控制選擇模塊輸出所述第一斜坡信號(hào)，或所述第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)中的最大值；比較模塊，用于獲取像素信號(hào)，在通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓小于參考電壓，則通過所述第一斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣；若所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓大于所述參考電壓，則通過所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣；計(jì)數(shù)模塊，用于輸出所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。

9、第七方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，該電子設(shè)備包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)可在所述處理器上運(yùn)行的程序或指令，所述程序或指令被所述處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法的步驟。

10、第八方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)程序或指令，所述程序或指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法的步驟。

11、第九方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種芯片，所述芯片包括處理器和通信接口，所述通信接口和所述處理器耦合，所述處理器用于運(yùn)行程序或指令，實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

12、第十方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該程序產(chǎn)品被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序產(chǎn)品被至少一個(gè)處理器執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)如第二方面所述的方法。

13、在本申請(qǐng)的實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括斜坡信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)選擇模塊、反饋模塊、比較器和計(jì)數(shù)器；在通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，若像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓小于參考電壓，則通過反饋模塊控制信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出第一斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣；若像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓大于參考電壓，則通過反饋模塊控制信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣。通過該方式，可以根據(jù)像素電壓的大小自適應(yīng)調(diào)整用于采樣的斜坡信號(hào)，使不同的像素電壓具有不同的相關(guān)采樣次數(shù)，從而避免資源浪費(fèi)，節(jié)省功耗。并且，第一斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率與第二斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率互為相反數(shù)，當(dāng)像素電壓大于參考電壓時(shí)使用第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣，在不顯著增加額外的量化時(shí)間的情況下增加相關(guān)采樣次數(shù)，從而在提升圖像畫質(zhì)的同時(shí)可以不會(huì)降低圖像的輸出幀率，從而有利于提升預(yù)覽、錄像等模式下的用戶體驗(yàn)。

14、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，包括斜坡信號(hào)發(fā)生模塊(310)、信號(hào)選擇模塊(320)、反饋模塊(330)、比較器(340)和計(jì)數(shù)器(350)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述反饋模塊(330)包括與門電路(331)和觸發(fā)器(332)；所述與門電路(331)的輸出端連接至所述觸發(fā)器(332)的輸入端，所述觸發(fā)器(332)的輸出端與所述信號(hào)選擇模塊(320)的控制端連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述斜坡信號(hào)發(fā)生模塊(310)包括第一信號(hào)輸出端和第二信號(hào)輸出端，所述第一信號(hào)輸出端用于輸出所述第一斜坡信號(hào)，所述第二信號(hào)輸出端用于輸出所述第二斜坡信號(hào)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述比較器(340)還用于比較所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓與第一斜坡信號(hào)對(duì)應(yīng)的采樣電壓的大小，或者比較所述像素電壓與所述第一斜坡信號(hào)和所述第二斜坡信號(hào)中的最大值對(duì)應(yīng)的采樣電壓的大小，得到第一比較結(jié)果；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，在通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之前，所述斜坡信號(hào)發(fā)生模塊(310)還用于輸出復(fù)位斜坡信號(hào)；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路還包括鎖存器；所述鎖存器用于根據(jù)所述復(fù)位信號(hào)鎖存第一計(jì)數(shù)值，根據(jù)所述數(shù)字信號(hào)鎖存第二計(jì)數(shù)值；其中，所述第一計(jì)數(shù)值和所述第二計(jì)數(shù)值用于確定所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的量化值。

7.一種模數(shù)轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述方法包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述反饋模塊包括與門電路和觸發(fā)器；在所述通過斜坡信號(hào)發(fā)生模塊輸出第一斜坡信號(hào)或第二斜坡信號(hào)之后，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通過斜坡信號(hào)發(fā)生模塊輸出第一斜坡信號(hào)或第二斜坡信號(hào)之后，還包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述通過計(jì)數(shù)器輸出所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，包括：

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換之前，還包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述通過計(jì)數(shù)器輸出所述像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)之后，還包括：

13.一種圖像傳感器，其特征在于，包括像素陣列、如權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和圖像信號(hào)處理器；

14.一種攝像頭模組，其特征在于，包括圖像傳感器，所述圖像傳感器采用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，或者采用權(quán)利要求7至12任一項(xiàng)所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換方法進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。

15.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求14所述的攝像頭模組。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、方法、圖像傳感器、攝像頭模組及設(shè)備，屬于攝像技術(shù)領(lǐng)域。該模數(shù)轉(zhuǎn)換電路包括斜坡信號(hào)發(fā)生模塊、信號(hào)選擇模塊、反饋模塊、比較器和計(jì)數(shù)器；在通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路對(duì)像素信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，若像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓小于參考電壓，則通過反饋模塊控制信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出第一斜坡信號(hào)進(jìn)行采樣；若像素信號(hào)對(duì)應(yīng)的像素電壓大于參考電壓，則通過反饋模塊控制信號(hào)選擇模塊導(dǎo)通，以輸出第一斜坡信號(hào)和第二斜坡信號(hào)中的最大值進(jìn)行采樣。

技術(shù)研發(fā)人員：馬驍,袁旺程
受保護(hù)的技術(shù)使用者：維沃移動(dòng)通信有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5