单斜率模数转换电路及实现方法、图像传感器与流程

1.本发明涉及图像传感器技术领域，尤其涉及一种单斜率模数转换电路及实现方法、图像传感器。


背景技术：

2.cmos图像传感器(cis，cmos image sensor)已经广泛应用到智能手机、安防监控、机器视觉、消费电子等各个领域。一方面，图像分辨率的增加和图像帧率的提升，对cis读出电路中的模数转换器的速率要求越来越高。另一方面，随着图像动态范围的提升，要求更高的adc分辨率，而分辨率的提升，又要求更长的转换时间，更快的转换速度。
3.目前，商用的cis读出电路大多采用每列单斜率模数转换器(single slope adc，ssadc)。ssadc的转换速度与精度成指数关系，要实现n bit的转换精度，就需要2的n次方个周期，转换速度较低。受限于工艺和成本，现有的ssadc中的计数频率可以到1ghz～2ghz，完成一次10bit的数据转换就需要0.5us～1us，无法满足高像素的cis读出要求。若将ssadc的转换精度增加到12bit，转换时间就会增加到2us～4us，转换速率呈指数减少。
4.现有技术中，无法兼顾ssadc的转换速度和转换精度。


技术实现要素：

5.本发明实施例解决的是无法兼顾ssadc的转换速度和转换精度。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种单斜率模数转换实现方法，包括：获取图像信号对应的电压的分组，不同分组对应不同的电压范围；控制斜坡信号发生器产生快速斜坡信号，判定图像信号的电压所处的分组；根据所述图像信号的电压所处的分组，获取与所述分组一一对应的斜坡信号的增益；控制斜坡信号发生器产生标准斜坡信号，并将经增益调整后的标准斜坡信号与所述图像信号进行比较，以确定所述图像信号对应的量化值；对所述图像信号对应的量化值进行归一化处理，得到所述图像信号对应的目标电压；其中，所述快速斜坡信号的斜率大于所述标准斜坡信号的斜率。
7.可选的，所述对图像信号对应的电压进行分组，包括：根据模数转换速度和精度要求，对图像信号的电压进行分组设定。
8.可选的，采用如下方式对所述标准斜坡信号进行增益调整：不同分组对应有不同的增益，于斜坡信号输出端设置增益调整模块，对不同分组对应的斜坡信号增益进行调整。
9.可选的，所述增益调整模块至少包括隔值电容及可变电容；所述对不同分组对应的斜坡信号增益进行调整，包括：根据所述不同分组，控制所述可变电容与所述隔值电容的电容值变化，实现对斜坡信号的增益调整。
10.可选的，采用如下方式确定所述图像信号对应的量化值：获取与所述图像信号相关联的参考信号；对所述参考信号进行量化，得到参考信号在1倍增益下的量化值d
ref
；对所述图像信号进行量化，根据分组结果，得到所述图像信号在不同增益下的量化值d
sig
；根据所述图像信号对应的电压的分组，对所述图像信号和所述参考信号进行校正处理，根据分
组和增益的不同，依据下列表达式得到校正后的图像信号：di＝d
sig-ai×dref
+(a
i-1)
×
dac
in
；其中：1≤i≤n，n为电压的分组总数；ai为第i组的增益，dac
in
为所述标准斜坡信号起始值相对于比较器自调零时的预设偏差。
11.可选的，对图像信号的量化值进行归一化处理，包括：根据所述各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与amax/ai相乘，其中：1≤i≤n，n为电压分组的总数；amax为n个分组中的最大增益，ai为第i组的增益。
12.可选的，所述图像信号还包括参考信号；所述方法还包括：对所述参考信号进行量化；对所述图像信号对应的量化值与参考信号对应的量化值相减，得到的差值作为最终的图像信号量化值。
13.可选的，对所有图像信号的量化值进行归一化处理的方法，包括：根据所述各分组对应的增益，对第i分组的图像信号的量化值与第i组的增益相乘；1≤i≤n，n为电压分组的总数。
14.可选的，所述快速斜坡信号的斜率是所述标准斜坡信号斜率的至少两倍。
15.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种单斜率模数转换电路，至少包括：斜坡信号发生器、比较器、存储器、计数器以及处理单元，其中：所述斜坡信号发生器产生快速斜坡信号及标准斜坡信号，所述快速斜坡信号用于确定任一图像信号所处的分组，所述标准斜坡信号用于确定图像信号对应的电压；所述比较器的第一输入端输入图像信号，所述比较器的第二输入端与所述斜坡信号发生器的输出端耦接，用于输入斜坡信号，所述比较器将图像信号与斜坡信号作比较，以产生翻转信号；所述存储器用于存储所述电压分组的判定值以及存储所述计数器的计数结果；所述计数器的第一输入端与所述斜坡信号发生器的时钟信号耦接，第二输入端与所述比较器的输出端耦接，其输出端输出计数结果，所述计数结果为图像信号对应的量化值；所述处理单元用于对所有图像数据对应的量化值进行归一化处理；其中，在所述斜坡信号发生器与所述比较器的第二输入端之间，还设置有增益调整模块，以根据分组对斜坡信号的增益进行调整。
16.可选的，所述增益调整模块至少包括隔值电容及可变电容，通过控制开关控制所述可变电容接地或与所述隔值电容并联，实现对斜坡信号的增益调整。
17.可选的，所述增益调整模块包括多个可变电容。
18.可选的，快速斜坡信号的斜率为标准斜坡信号斜率的至少两倍。
19.可选的，不同分组对应不同的增益，各分组的增益与该分组的电压范围有关。
20.可选的，所述处理单元根据所述各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与第i组的增益相乘，以对所有图像信号的量化值进行归一化处理；1≤i≤n，n为电压分组的总数。
21.可选的，所述比较器的第一输入端还输入参考信号，且所述参考信号与所述图像信号对应相关。
22.本发明实施例还提供了一种图像传感器，包括：像素阵列，所述像素阵列包括按行和列布置的像素，其中，每个像素能产生与该像素接收的入射光对应的图像信号；以及，上述提供的任一种单斜率模数转换电路，用于将所述图像信号转化成对应的数字信号。
23.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
24.对图像信号对应的电压进行分组，不同分组对应不同的增益。控制斜坡信号发生
器产生标准斜坡信号，并将经增益调整后的标准斜坡信号与图像信号进行比较，以确定图像信号对应的量化值。对图像信号对应的量化值进行归一化处理，得到图像信号对应的目标电压。通过对图像信号对应的电压进行分组，可以使用较少的计数数目实现较大的转换精度，且由于采用较少计数数目，故还能够提高转换速率。
附图说明
25.图1是本发明实施例中的一种单斜率模数转换实现方法的流程图；
26.图2是本发明实施例中的一种快速斜坡信号的波形图；
27.图3是本发明实施例中的一种增益调整模块的结构示意图。
具体实施方式
28.如上述背景技术中所述，现有技术中，无法兼顾ssadc的转换速度和转换精度。
29.在本发明实施例中，通过对图像信号对应的电压进行分组，可以使用较少的比特实现较大的转换精度，且由于采用较少比特，故还能够提高转换速率。
30.本发明实施例提供了一种单斜率模数转化实现方法，参照图1，以下通过具体步骤进行详细说明。
31.步骤s101，获取图像信号对应的电压的分组，不同分组对应不同的电压范围。
32.在具体实施中，可以获取图像信号对应的电压的分组，不同的分组对应不同的电压范围。图像信号对应的电压的分组可以为预设设定。
33.在本发明实施例中，预设的分组区间可以为：0～1/4fs，1/4fs～1/2fs，1/2fs～fs，其中，fs可以为斜坡信号的最大值。
34.可以理解的是，上述的分组区间仅为示例，也可以存在其他的分组区间。例如，预设的分组区间为：0～1/8fs，1/8fs～1/4fs，1/4fs～1/2fs，1/2fs～fs。又或者，预设的分组区间为：0～1/3fs，1/3fs～2/3fs，2/3fs～fs。
35.在具体实施中，可以根据模数转换速度和精度要求，对图像信号对应的电压的分组进行设定。若要求较高的模数转换速度，则可以设置较少的电压的分组，相应地模数转换的精度较低。若要求较高的模数转换精度，则可以设置较多的电压分组，相应地模数转换的速度较慢。
36.因此，可以根据具体的应用场景，在模数转换速度和精度要求之间折中。
37.步骤s102，控制斜坡信号发生器产生快速斜坡信号，判定图像信号的电压所处的分组。
38.在具体实施中，可以控制斜坡信号发生器产生快速斜坡信号。在产生快速斜坡信号时，可以根据预设的分组区间，控制斜坡信号发生器产生不同电压的快速斜坡信号，以判定图像信号所处的分组。
39.参照图2，给出了本发明实施例中的一种快速斜坡信号的波形图。设定分组区间为：0fs～1/2fs，1/2fs～3/4fs，3/4fs～fs，在本实施例中，斜坡信号为ramp down方式，对应的电压的分组为：a组，1/2fs～0fs；b组，3/4fs～1/2fs；c组，fs～3/4fs。
40.需要说明的是，在其他的实施例中，当斜坡信号为ramp up方式时，所对应的电压的分组则为：a组，1/2fs～fs；b组，1/4fs～1/2fs；c组，0fs～1/4fs。
41.请参照图2，首先控制斜坡信号发生器产生一电压为3/4fs的快速斜坡信号并保持一段时间(t0～t1)。将该快速斜坡信号的电压与图像信号对应的电压进行比较，并将比较结果存储在预设的第一sram中。图像信号对应的电压为7/8fs，故图像信号对应的电压大于当前产生的快速斜坡信号对应的电压，被划分在c组。
42.在t1时刻，控制斜坡信号发生器产生的快速斜坡信号的电压从3/4fs降至1/2fs。在t2时刻，斜坡信号发生器产生的快速斜坡信号为1/2fs。将快速斜坡信号对应的电压与图像信号对应的电压进行比较，并将比较结果存储在第二sram中。
43.由于图像信号对应的电压仍旧大于快速斜坡信号对应的电压，故存储在第二sram中的比较结果仍旧为0。
44.结合第一sram存储的结果以及第二sram存储的结果，确定该图像信号对应的电压被划分在c组。
45.相应地，若图像信号对应的电压为2/3fs，则由于1/2fs＜2/3fs＜3/4fs，故该图像信号对应的电压被划分在b组。
46.步骤s103，根据所述图像信号的电压所处的分组，获取与所述分组一一对应的斜坡信号的增益。
47.在具体实施中，针对不同的分组，可以预先设置与之一一对应的斜坡信号的增益，不同分组对应的斜坡信号的增益不同。
48.在本发明实施例中，不同分组对应的斜坡信号的增益与该分组对应的电压阈值相关。具体而言，不同分组对应的斜坡信号的增益与如下参数相关：该分组的最大值与fs之间的比值。
49.请参照图2，如上述电压的分组为：a组，1/2fs～0fs；b组，3/4fs～1/2fs；c组，fs～3/4fs。则a组对应的增益为1，b组对应的增益为2，c组对应的增益为4。
50.相应地，若电压的分组为a组：1/2fs～0fs，b组：3/4fs～1/2fs，c组：3/4fs～7/8fs，d组：fs～7/8fs。a组对应的增益为1，b组对应的增益为2，c组对应的增益为4，d组对应的增益为8。
51.在具体实施中，在获取到图像信号对应的电压所处的分组之后，可以对不同分组织对应的斜坡信号的增益进行调整。
52.在本发明实施例中，可以采用预设的增益调整模块对斜坡信号的增益进行调整。增益调整模块可以包括隔值电容以及可变电容，通过控制开关控制可变电容接地或者隔值电容并联，从而实现对斜坡信号的增益调整。
53.以a组对应的增益为1，b组对应的增益为2，c组对应的增益为4为示例，对上述的增益调整模块进行说明。
54.参照图3，给出了本发明实施例中的一种增益调整模块的结构示意图。图3中，电容c1为隔值电容，且电容c1的电容值可调。电容c1p为可变电容。通过控制开关，控制可变电容c1p以及隔值电容c1的电容值进行相应变化，即可实现对斜坡信号的增益调整。增益调整模块还包括另一隔值电容c0以及比较器。
55.在对标准斜坡信号的增益进行调整时，可以是对隔值电容c1与隔值电容c0的电容值之比进行调整。
56.隔值电容c0对应的电容值为4x，当增益为4时，可以控制隔值电容c1的电容值为x，
控制可变电容c1p的电容值为3x；当增益为2时，可以控制隔值电容c1的电容值为2x，控制可变电容c1p的电容值为2x；当增益为1时，可以控制隔值电容c1的电容值为4x，控制可变电容c1p的电容值为0。
57.步骤s104，控制斜坡信号发生器产生标准斜坡信号，并将经增益调整后的标准斜坡信号与所述图像信号进行比较，以确定所述图像信号对应的量化值。
58.在具体实施中，在得到图像信号对应电压所处的分组之后，可以控制预设的斜坡信号发生器产生标准斜坡信号。
59.在本发明实施例中，标准斜坡信号对应的波形的斜率与快速斜坡信号对应的波形的斜率不相同。快速斜坡信号斜率可以是标准斜坡信号斜率的至少两倍。
60.在具体实施中，在获取到标准斜坡信号之后，可以对标准斜坡信号的增益进行调整，从而使得不同增益的标准斜坡信号对应不同的分组。不同分组对应的标准斜坡信号的增益，实质上即为上述的该分组对应的增益。
61.如上述示例中所示，a组对应的增益为1，b组对应的增益为2，c组对应的增益为4。在对标准斜坡信号对应的增益进行调整时，针对a组所使用的标准斜坡信号，其对应的增益为1；针对b组所使用的标准斜坡信号，其对应的增益为2；针对c组所使用的标准斜坡信号，其对应的增益为4。
62.在本发明实施例中，可以采用预设的增益调整模块对标准斜坡信号的增益进行调整。增益调整模块可以包括隔值电容以及可变电容，通过控制开关控制可变电容接地或者隔值电容并联，从而实现对标准斜坡信号的增益调整。
63.以a组对应的增益为1，b组对应的增益为2，c组对应的增益为4为示例，对上述的增益调整模块进行说明。
64.参照图3，给出了本发明实施例中的一种增益调整模块的结构示意图。图3中，电容c1为隔值电容，且电容c1的电容值可调。电容c1p为可变电容。通过控制开关，控制可变电容c1p以及隔值电容c1的电容值进行相应变化，即可实现对标准斜坡信号的增益调整。增益调整模块还包括另一隔值电容c0以及比较器。
65.在对标准斜坡信号的增益进行调整时，可以是对隔值电容c1与隔值电容c0的电容值之比进行调整。
66.隔值电容c0对应的电容值为4x，当增益为4时，可以控制隔值电容c1的电容值为x，控制可变电容c1p的电容值为3x；当增益为2时，可以控制隔值电容c1的电容值为2x，控制可变电容c1p的电容值为2x；当增益为1时，可以控制隔值电容c1的电容值为4x，控制可变电容c1p的电容值为为0。
67.在具体实施中，可以将每一个分组对应的增益调整后的标准斜坡信号与图像信号进行比较，以确定图像信号对应的量化值。
68.在本发明实施例中，可以将每一分组对应的增益调整后的标准斜坡信号与该分组的图像信号进行减法运算，得到的差值即为该分组下图像信号对应的量化值。
69.例如，图像信号对应的电压处于b组，b组对应的增益为2。将生成的标准斜坡信号进行增益调整，将增益调整后的标准斜坡信号与该图像信号进行减法运算，从而得到该图像信号对应的量化值。
70.在本发明实施例中,采用斜坡信号发生器获取参考信号，参考信号与图像信号相
关联，且参考信号与图像信号不同时出现。首先对参考信号进行量化，其次对图像信号进行量化，然后将图像信号量化值与参考信号量化值相减，得到的差值作为最终的图像信号对应的量化值，即相关双采样方式。
71.具体地，在本发明实施例中，对所述参考信号进行量化，得到参考信号在1倍增益下的量化值d
ref
；对所述图像信号进行量化，根据分组结果，得到所述图像信号在不同增益下的量化值d
sig
；根据所述图像信号对应的电压的分组，对所述图像信号和所述参考信号进行校正处理，根据分组和增益的不同，依据下列表达式得到所述图像信号对应的量化值：di＝d
sig-ai×dref
+(a
i-1)
×
dac
in
；其中：di为第i组图像信号对应的量化值；1≤i≤n，n为电压的分组总数；ai为第i组的增益，dac
in
为所述标准斜坡信号起始值相对于比较器自调零时的预设偏差。
72.在本发明实施例中，上述的比较器用于比较经增益调整后的标准斜坡信号与所述图像信号。
73.步骤s105，对所述图像信号对应的量化值进行归一化处理，得到所述图像信号对应的目标电压。
74.在具体实施中，在对各分组图像信号对应的量化值进行归一化处理时，可以根据各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与amax/ai相乘，其中：1≤i≤n，n为电压分组的总数；amax为n个分组中的最大增益，ai为第i组的增益。
75.以第1组对应的增益为1，第2组对应的增益为2，第3组对应的增益为4为示例。对第1组的图像信号的量化值进行归一化处理时，将第1组的图像信号的量化值乘以4/1；对第2组的图像信号的量化值进行归一化处理时，将第2组的图像信号的量化值乘以4/2；对第3组的图像信号的量化值进行归一化处理时，将第3组的图像信号的量化值乘以4/4。
76.采用本发明实施例中的方案，对图像信号对应的电压进行分组，为不同分组配置对应的增益。以实现10bit分辨率为例，第1组对应的增益为1，第2组对应的增益为2，第3组对应的增益为4，第1组、第2组以及第3组图像信号对应的电压均可以8bit的标准斜坡信号所表征。经过对标准斜坡信号的增益调整，即可由8bit的标准斜坡信号实现10bit分辨率。
77.综上可见，通过对图像信号对应的电压进行分组，可以使用较少的比特实现较大的转换精度，且由于采用较少比特，故还能够提高转换速率。
78.本发明实施例还提供了一种单斜率模数转换电路，包括：斜坡信号发生器、比较器、存储器、计数器以及处理单元，其中：
79.斜坡信号发生器产生快速斜坡信号及标准斜坡信号，快速斜坡信号用于确定任一图像信号所处的分组，标准斜坡信号用于确定图像信号对应的电压；
80.比较器的第一输入端输入图像信号，比较器的第二输入端与斜坡信号发生器的输出端耦接，用于输入斜坡信号，比较器将图像信号与斜坡信号作比较，以产生翻转信号；
81.存储器用于存储电压分组的判定值以及存储计数器的计数结果；
82.计数器的第一输入端与斜坡信号发生器的时钟信号耦接，第二输入端与比较器的输出端耦接，其输出端输出计数结果，计数结果为图像信号对应的量化值；
83.处理单元用于对所有图像数据对应的量化值进行归一化处理；
84.其中，在斜坡信号发生器与比较器的第二输入端之间，还设置有增益调整模块，以根据分组对斜坡信号的增益进行调整。
85.在具体实施中，增益调整模块可以包括隔值电容及可变电容，通过控制开关控制所述可变电容接地或与所述隔值电容并联，实现对斜坡信号的增益调整。
86.增益调整模块的具体电路结构可以对应参照上述图3，其具体的调整策略可以对应参照上述实施例所提供的单斜率模数转换实现方法，此处不做赘述。
87.在具体实施中，快速斜坡信号的斜率可以为标准斜坡信号斜率的至少两倍。
88.在具体实施中，不同分组对应的增益不同，每一个电压对应的分组的增益与该分组的电压范围相关。分组对应的增益与分组对应的电压范围之间的关系，可以详见上述实施例所提供的单斜率模数转换实现方法，此处不做赘述。
89.在具体实施中，处理单元可以根据各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与第i组的增益相乘，以对所有图像信号的量化值进行归一化处理。对所有图像信号的量化值进行归一化处理的具体流程可以对应参照上述步骤s105。
90.在具体实施中，比较器的第一端可以输入参考图像信号，参考图像信号与图像信号相关。
91.在具体实施中，单斜率模数转换电路的具体工作原理及时序可以对应参照上述步骤101～步骤s105。
92.本发明实施例还提供了一种图像传感器，该图像传感器可以包括像素阵列以及上述任一实施例提供的单斜率模数转换电路，其中：
93.像素阵列可以包括按行和列布置的像素，其中，每个像素能产生与该像素接收的入射光对应的图像信号。
94.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：
1.一种单斜率模数转换实现方法，其特征在于，包括：获取图像信号对应的电压的分组，不同分组对应不同的电压范围；控制斜坡信号发生器产生快速斜坡信号，判定图像信号的电压所处的分组；根据所述图像信号的电压所处的分组，获取与所述分组一一对应的斜坡信号的增益；控制斜坡信号发生器产生标准斜坡信号，并将经增益调整后的标准斜坡信号与所述图像信号进行比较，以确定所述图像信号对应的量化值；对所述图像信号对应的量化值进行归一化处理，得到所述图像信号对应的目标电压；其中，所述快速斜坡信号的斜率大于所述标准斜坡信号的斜率。2.根据权利要求1所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，所述对图像信号对应的电压进行分组根据模数转换速度和精度要求进行设定。3.根据权利要求1所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，采用如下方式对所述标准斜坡信号进行增益调整：不同分组对应有不同的增益，于斜坡信号输出端设置增益调整模块，对不同分组对应的斜坡信号增益进行调整。4.根据权利要求3所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，所述增益调整模块至少包括隔值电容及可变电容；所述对不同分组对应的斜坡信号增益进行调整，包括：根据所述不同分组，控制所述可变电容与所述隔值电容的电容值变化，实现对斜坡信号的增益调整。5.根据权利要求1所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，采用如下方式确定所述图像信号对应的量化值：获取与所述图像信号相关联的参考信号；对所述参考信号进行量化，得到参考信号在1倍增益下的量化值d
ref
；对所述图像信号进行量化，根据分组结果，得到所述图像信号在不同增益下的量化值d
sig
；根据所述图像信号对应的电压的分组，对所述图像信号和所述参考信号进行校正处理，根据分组和增益的不同，依据下列表达式得到所述图像信号对应的量化值：d
i
＝d
sig-a
i
×
d
ref
+(a
i-1)
×
dac
in
；其中：d
i
为第i组图像信号对应的量化值；1≤i≤n，n为电压的分组总数；a
i
为第i组的增益，dac
in
为所述标准斜坡信号起始值相对于比较器自调零时的预设偏差。6.根据权利要求1所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，对图像信号的量化值进行归一化处理，包括：根据所述各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与amax/ai相乘，其中：1≤i≤n，n为电压分组的总数；amax为n个分组中的最大增益，ai为第i组的增益。7.根据权利要求1所述的单斜率模数转换实现方法，其特征在于，所述快速斜坡信号的斜率是所述标准斜坡信号斜率的至少两倍。8.一种单斜率模数转换电路，其特征在于，至少包括：斜坡信号发生器、比较器、存储器、计数器以及处理单元，其中：所述斜坡信号发生器产生快速斜坡信号及标准斜坡信号，所述快速斜坡信号用于确定任一图像信号所处的分组，所述标准斜坡信号用于确定图像信号对应的电压；
所述比较器的第一输入端输入图像信号，所述比较器的第二输入端与所述斜坡信号发生器的输出端耦接，用于输入斜坡信号，所述比较器将图像信号与斜坡信号作比较，以产生翻转信号；所述存储器用于存储所述电压分组的判定值以及存储所述计数器的计数结果；所述计数器的第一输入端与所述斜坡信号发生器的时钟信号耦接，第二输入端与所述比较器的输出端耦接，其输出端输出计数结果，所述计数结果为图像信号对应的量化值；所述处理单元用于对所有图像数据对应的量化值进行归一化处理；其中，在所述斜坡信号发生器与所述比较器的第二输入端之间，还设置有增益调整模块，以根据分组对斜坡信号的增益进行调整。9.根据权利要求8所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，所述增益调整模块至少包括隔值电容及可变电容，通过控制开关控制所述可变电容接地或与所述隔值电容并联，实现对斜坡信号的增益调整。10.根据权利要求9所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，所述增益调整模块包括多个可变电容。11.根据权利要求8所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，所述快速斜坡信号的斜率为标准斜坡信号斜率的至少两倍。12.根据权利要求8所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，不同分组对应不同的增益，各分组的增益与该分组的电压范围有关。13.根据权利要求8所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，所述处理单元根据所述各分组对应的增益，将第i分组的图像信号的量化值与第i组的增益相乘，以对所有图像信号的量化值进行归一化处理；1≤i≤n，n为电压分组的总数。14.根据权利要求8所述的单斜率模数转换电路，其特征在于，所述比较器的第一输入端还输入参考信号，且所述参考信号与所述图像信号对应相关。15.一种图像传感器，其特征在于，包括：像素阵列，所述像素阵列包括按行和列布置的像素，其中，每个像素能产生与该像素接收的入射光对应的图像信号；以及，如权利要求8～14任一项所述的单斜率模数转换电路，用于将所述图像信号转化成对应的数字信号。

技术总结
一种单斜率模数转换电路及实现方法、图像传感器，所述单斜率模数转换实现方法包括：获取图像信号对应的电压的分组，不同分组对应不同的电压范围；控制斜坡信号发生器产生快速斜坡信号，判定图像信号所处的分组；根据所述图像信号的电压所处的分组，获取与所述分组一一对应的斜坡信号的增益；控制斜坡信号发生器产生标准斜坡信号，并将经增益调整后的标准斜坡信号与所述图像信号进行比较，以确定所述图像信号对应的量化值；对所述图像信号对应的量化值进行归一化处理，得到所述图像信号对应的目标电压；其中，所述快速斜坡信号的斜率大于所述标准斜坡信号的斜率。采用上述方案，可以兼顾单斜率模数转换电路的转换速度和转换精度。顾单斜率模数转换电路的转换速度和转换精度。顾单斜率模数转换电路的转换速度和转换精度。


技术研发人员：李怀兆
受保护的技术使用者：格科微电子（上海）有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13