東芝為小型低功率應用開發CMOS圖像傳感器
2013-02-28 08:53:26 本站原創東芝公司(Toshiba Corporation)日前宣布開發采用小面積、低功率像素讀出電路的CMOS圖像傳感器。內置讀出電路的樣品傳感器顯示，其性能是傳統傳感器的兩倍。(1)2月20日，東芝在加州舊金山召開的2013年國際固態電路會議(ISSCC 2013)上展示了這項研發成果。
隨著新興市場對商品手機的需求增大，CMOS圖像傳感器需要具備小尺寸、低功耗和低噪音性能等特性。CMOS圖像傳感器的像素讀出電路主要為降噪相關雙采樣(CDS)電路，并配有可編程增益放大器(PGA)和模數轉換器(ADC)。串行信號處理架構最適合通過小面積、低功率像素讀出電路確保傳統CMOS圖像傳感器安全可靠，因為PGA和ADC可供該傳感器各列區中的諸多CDS電路共享。盡管如此，小尺寸和低功率難題依然存在，因為降噪電路在讀出電路中所占面積較大，另外，PGA和ADC的功耗較高。
東芝已經開發出三種關鍵技術來攻克這些難題：
1) 主要由高面積效率的PMOS電容器組成的列CDS電路。CDS電路的面積縮小為傳統電路的一半左右。
2) 在讀出電路方面，通過PMOS電容器的電容耦合實現同步電平轉換，能夠對列CDS電路和PGA及ADC之間的信號動態范圍進行調整。此舉可降低PGA及ADC的功率和電壓，進而促使功耗降低40%。
3) 在ADC中采用低功率開關程序，適合處理CMOS圖像傳感器的像素信號。此舉可將ADC的開關功耗降低80%。
東芝已經將上述三種技術整合到樣品傳感器中，并證實可將傳感器內核的總體性能提高一倍。該公司目前計劃于2013財年將采用讀出電路的CMOS圖像傳感器應用到低成本手機和醫用照相機中。
