索尼工程师谈背照式ToF图像传感器
2020-04-12 09:46:14 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询介绍，索尼（Sony）作为全球知名的CMOS图像传感器公司，有望继续领导新兴的飞行时间（ToF）图像传感器领域。近日，索尼日本网站发布了一篇文章——四位工程师谈论背照式（BSI）ToF图像传感器。
据麦姆斯咨询介绍，索尼（Sony）作为全球知名的CMOS图像传感器公司，有望继续领导新兴的飞行时间（ToF）图像传感器领域。近日，索尼日本网站发布了一篇文章——四位工程师谈论背照式（BSI）ToF图像传感器。
四位索尼日本工程师
索尼ToF图像传感器的研发凝聚了众多工程师的心血
山崎：我们的背照式ToF图像传感器是与比利时的一个基地合作研发的，基于索尼的CMOS图像传感器技术，我们实现了从长距离到短距离的高精度测量。
大桥：这款ToF图像传感器安装在娱乐机器人“aibo”上，以防止“aibo”撞到障碍物而跌倒。ToF图像传感器还可以用于智能手机、平板电脑等移动设备。除了检测障碍物，还能实现摄像头自动对焦、3D人脸识别、增强现实、3D显示等功能。
娱乐机器人“aibo”
应用于iPad Pro激光雷达扫描仪的索尼ToF图像传感器
森山：为了开发这款ToF图像传感器，索尼安排了100多名研发工程师在各个领域进行专研。与传统的CMOS图像传感器不同，ToF成像技术涉及的技术领域更宽广，不仅需要传感器，还需要光源（如VCSEL）的配合，最终将物体反射的光信号转换为距离信号。如果我们将涉及的人力资源等支持部门包括在内，则整个团队在200至300人规模。众多工程师团结一心，并将他们的技术融合在一起，从而研发出背照式ToF图像传感器。
开放交流是技术突破的源头
山崎：如果您对工作有任何疑问，通常是向您所在的相关部门咨询。但在索尼，无论任何部门或职位，您都可以直接与索尼集团内部专业人士交流。当出现问题时，我们经常跨部门/跨公司交流，在开放自由的空间中进行讨论，这已经形成一种良好的风气。特别是，由于引入了视频会议系统和在线会议，因此讨论变得更加容易，而不受限于当前地理位置，例如在商务旅行和出差途中。当大家提出自己的想法，并讨论出最好的解决方案时，我意识到自己懂得越来越多，形成持续性突破。
森山：此前，ToF图像传感器对我们来说是一个尚未开发的领域，因此研发工作曾一度被挫败，但是每个项目成员都主动思考并积极开展沟通，最终促成了产品研发成功。另外，当我遇到难题，无论经过多少讨论都找不到解决方案时，索尼集团其它公司（研究其它应用领域的ToF传感器）提供给我有用的建议，从而开辟了新的解决途径。不论是团队、部门，还是集团旗下公司，索尼强大的企业文化使得大家很容易交流与合作。
ToF图像传感器项目基于各种专业人士的背景和知识
山崎：索尼ToF图像传感器项目吸引了具有不同背景和专业知识的人才。我从未学习过半导体，在大学期间学习的专业是化学。当我加入索尼时，被分配到半导体销售部门。现在，我负责向客户介绍产品规格以及推广ToF图像传感器应用的任务。
马场：我在大学里主修与半导体无关的信息系统，并从事与机器人相关的研究。当前，我们正在为ToF图像传感器开发评估板，并对整个ToF成像系统作为一个模块进行评估，不仅包括传感器本身，还涉及激光器和透镜等元器件。该模块就像一个小型机器人，其中机械和电气部件融合在一起。我认为，目前使用机器人技术来评估整个系统的工作也符合我自己的专业特点。
ToF图像传感器性能评估板
大桥：目前，我负责根据每种应用调整安装在移动设备上的ToF图像传感器，如果有任何问题，我会向信号处理开发团队和系统开发团队提供反馈。我一直在大学里学习信号处理，加入索尼之后负责半导体应用系统，因此我尝试利用这两种知识来提供更好的产品反馈。
森山：在大学期间，我一直研究半导体。自加入索尼以来，我一直负责开发用于可互换镜头相机（例如单镜头相机）的图像传感器。刚进入现在的部门时，在评估3D人脸识别应用中的ToF图像传感器时产生过烦恼，因为传统以图像质量来评估性能的方法是不合适的。当时对我有所帮助的是一位开发过人脸识别技术的同事。此外，空间识别和数学专家的观点和见解也非常有用。我意识到，具有不同背景和知识的人才支持了索尼ToF图像传感器的研发。
拥抱其它国家文化，互相补充以完善解决方案
山崎：由于ToF图像传感器的研发是与比利时团队合作进行的，因此起初有点令人不适应。当然，存在语言方面障碍，此外他们还有重视休假的文化，开发途中负责人也进入了长期休假等，因此在日程安排上按照我们的常识是行不通的。另一方面，比利时被其它国家包围，习惯于在各种文化共存的环境中工作，因此许多人对不同文化具有强烈的好奇心，也有理解并配合日本人想法和文化的地方。
森山：当然，由于有很多与各种语言互动的机会，我们自愿创建了将“每日单词”翻译成各种语言的列表。从这一点我也能感受到积极吸收不同文化的姿态。比利时团队对信号处理和软件开发有很深的了解。在开发图像传感器硬件的时候，有时我们会从各种角度提出想法，在彼此擅长的领域能进行互补，这也是索尼的强项。
比利时团队创建的清单——每日单词“LONELY”被翻译成多种语言
大桥：当我和比利时成员拜访一位中国客户时，对方提出了一个问题。在日本，我们通常把问题带回去解决并提出建议，但是他们现场写了源代码。然后，我就说：“让我们尝试一下。”并继续工作，我自己不得不适应追求速度的中国客户。但是，如果这是韩国客户的话，我觉得又需要不同的方法。为了灵活地响应任何国家/地区的客户，能够接受来自不同国家/地区的文化并共同创建解决方案是非常重要的。
索尼ToF传感器让未来的生活变得有趣而舒适
马场：最近，人工智能（AI）和自动驾驶何时进入日常生活成为热门话题，对检测来自外界信息的传感技术（尤其是距离传感）的需求日益增长。在这种情况下，我认为开发ToF传感器可以解决将来的社会问题，今后也会成为索尼的核心事业之一。我认为参与ToF传感器研发的工程师们需要精通各种领域，所以我的目标是能与不同领域的专家平等地交流。
大桥：随着从短距离到远距离的高精度传感技术的应用，再加上成像技术，ToF传感器融入了多种功能，并且性能越来越强大。除了搭载在机器人、智能手机和平板电脑之外，还用于汽车的手势控制，并有望在VR和AR等领域应用。今后，传感技术会变得更有趣吧。通过ToF传感器的开发，我第一次学到了很多新东西，也接触到了比利时、中国、韩国等不同文化下的研究和商业思维。我将继续开发高质量的传感器，同时通过这些活动扩大我的能力范围。
森山：在索尼半导体解决方案公司，我们的使命是“用技术的力量为人们带来感动，并为社会带来繁荣”。传感是我们的强项，我认为这是可以为社会做出贡献的关键技术。另外，为了展示技术的力量，有必要比以往承担更多的挑战。当前，我们围绕ToF传感器进行开发，但是我们希望通过引入其它各种技术来提供更好的传感器解决方案。
山崎：通过结合新的传感技术，ToF传感器的应用范围将大大扩展。将来，ToF传感器不仅会赋能各种技术解决方案和系统，还会进入无人商店和自动售货机等服务领域。汽车自动驾驶、机器人和无人机的应用将在不久的将来实现。展望未来，ToF传感器将广泛应用于现在无法想象的领域。这次，我参与了ToF传感器项目的启动，切实感受到需要与以往完全不同领域的知识。今后，我将继续学习广泛的知识，并提供能够为我们的生活带来有趣而舒适的传感器。
延伸阅读：
《三星Galaxy Note 10+中的3D ToF摄像头模组》
《激光雷达（LiDAR）技术及市场趋势-2019版》
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