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 ?uvre 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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