Toshiba développe un capteur d’image CMOS pour les petites applications de faible puissance

Toshiba Corporation (TOKYO : 6502) a annoncé aujourd'hui le développement d'un capteur d'image CMOS doté de circuits de lecture de pixels de faible puissance à surface réduite. Le capteur d'échantillon intégré aux circuits de lecture présente deux fois plus de performances qu'un capteur classique.(1) Toshiba a présenté cette innovation lors de l'ISSCC 2013 à San Francisco, (Californie) le 20 février.

Alors que la demande pour les téléphones mobiles de base prend son essor sur les marchés émergents, le capteur d'image CMOS doit être plus petit, consommer moins d'énergie et faire très peu de bruit. Les circuits de lecture de pixels des capteurs d'image CMOS réduisent considérablement le bruit fait par les circuits corrélés à double échantillonnage (CDS), et disposent d'un amplificateur à gain programmable (PGA) et d'un convertisseur analogique-numérique (ADC). L'architecture série du traitement du signal est la mieux adaptée pour les capteurs d'image CMOS conventionnels dotés de circuits de lecture de pixels de faible puissance à surface réduite, car un PGA et un ADC peuvent être partagés par de nombreux circuits CDS placés dans chaque zone de colonne du capteur. Cependant, la petite taille et la faible puissance demeurent des défis à relever car les circuits de réduction sonore occupent une grande superficie dans les circuits de lecture, et le PGA et l'ADC ont une consommation élevée.

Toshiba a développé trois technologies clés pour relever ces défis :
1) Circuits CDS à colonne, principalement constitués de condensateurs PMOS qui utilisent la surface de manière efficace. La surface des circuits CDS est réduite quasiment de moitié par rapport à celle des circuits classiques.
2) Dans les circuits de lecture, une fonction de décalage de niveau est obtenue simultanément grâce à un couplage capacitif via les condensateurs du PMOS, permettant ainsi de régler la plage dynamique des signaux entre les circuits CDS de colonne, le PGA et l'ADC. Cela permet d'obtenir une faible puissance et une basse tension du PGA et de l'ADC et donc de réduire leur consommation d'énergie de 40 %.
3) La mise en œuvre d'une procédure de commutation de faible puissance dans le convertisseur permet de traiter les signaux de pixels des capteurs d'image CMOS. Cela permet de réduire la consommation d'énergie de commutation de l'ADC de 80 %.
Toshiba a intégré les trois technologies dans un capteur d'échantillon et a confirmé qu'elles doublent les performances globales du noyau du capteur. La société prévoit maintenant d'appliquer les capteurs d'image CMOS équipés de circuits de lecture aux téléphones mobiles à bas prix et aux dispositifs vidéo médicaux pour l'exercice 2013.

(1) Comparaison effectuée en utilisant un facteur de mérite (FOM) ; FOM = puissance x bruit / (pixels x fréquence d'image)

À propos de Toshiba

Toshiba est un fabricant leader mondial diversifié qui propose des solutions et commercialise des produits et systèmes électroniques et électriques sophistiqués. Le groupe Toshiba apporte innovation et imagination à un large éventail de secteurs : produits numériques (notamment téléviseurs LCD, PC ultraportables, solutions de vente au détail et produits multifonctions) ; dispositifs électroniques (y compris semi-conducteurs, produits et matériel de stockage) ; systèmes d'infrastructure industrielle et sociale (dont systèmes de production d'énergie, solutions communautaires intelligentes, systèmes médicaux, escaliers mécaniques et ascenseurs et appareils ménagers.)

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Toshiba Semiconductor & Storage Products Company
Megumi Genchi/Kunio Noguchi, [phone]
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