Les photosites de type SPAD (single photon avalanche diode) sont de plus en plus utilisés au sein des imageurs 3D time-of-flight en raison de leur rendement photo-électrique. Et Sony Semiconductor Solutions les pousse aujourd’hui encore un peu plus loin en échantillonnant l’IMX611, un imageur ToF 140×170 offrant un rendement de détection photonique de 28% à 940nm, le plus élevé de l’industrie selon le Japonais. A titre de comparaison, l’IMX459 de Sony, lancé l’an passé et plutôt destiné aux lidars automobiles, affiche un rendement de 24%.
Ciblant, lui, les smartphones ainsi que les casques de réalité virtuelle, l’IMX611 exploite pour cela une structure de pixel SPAD propriétaire. A l’instar de ce qu’il a mis en place avec ses imageurs 2D classiques, Sony emploie ici une architecture à deux puces empilées, reliées par des connexions cuivre-cuivre. La puce supérieure regroupe les photosites proprement dits, qui mesurent chacun 10µm de côté. La surface du capteur présente des irrégularités qui servent à réfracter la lumière incidente afin d’augmenter le taux d’absorption de la source laser réfléchie par la scène.
Le circuit de lecture, lui, est relégué dans la couche inférieure. Il prend en charge l’essentiel du traitement du signal (y compris le calcul de distance), allégeant d’autant le post-traitement incombant au processeur externe. In fine, à 30 images par seconde et en intérieur, le taux d’erreur de l’IMX611 est inférieur à 0,1% et la consommation pour une portée de trois mètres est de 40mW pour le capteur et de 85mW si on ajoute la source laser et le traitement du signal.