【微分享】數(shù)百人研發(fā)團(tuán)隊(duì)如何攻堅(jiān)一款索尼ToF圖像傳感器
探尋背照式ToF圖像傳感器研發(fā)背后的故事

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       索尼在圖像傳感器領(lǐng)域仍占據(jù)技術(shù)至高點(diǎn)。據(jù)預(yù)測(cè)，在目前圖像領(lǐng)域的市場(chǎng)需求基礎(chǔ)上，傳感應(yīng)用領(lǐng)域的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。

        在克服了諸如居住國(guó)、文化、職責(zé)領(lǐng)域和經(jīng)驗(yàn)差異等障礙的前提下，索尼多樣性人才所創(chuàng)造的技術(shù)和創(chuàng)意，在傳感器開(kāi)發(fā)領(lǐng)域持續(xù)推動(dòng)著突破性進(jìn)展。

       我們采訪了一些工程師，他們負(fù)責(zé)研發(fā)采用了較新距離成像技術(shù)的背照式ToF圖像傳感器。

* 背照式ToF圖像傳感器中的縮寫(xiě)詞“ToF”指的是“飛行時(shí)間（Time of Flight）”。這一方法通過(guò)測(cè)量光從光源到達(dá)物體并反射回傳感器所需要的時(shí)間，來(lái)測(cè)量光源到物體的距離。
 

索尼傳感器研發(fā)，凝聚了大量工程師的技術(shù)

山崎：我們開(kāi)發(fā)的背照式ToF圖像傳感器（ToF傳感器），融合了集團(tuán)在比利時(shí)的一家專(zhuān)門(mén)從事ToF設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的公司的技術(shù)、和索尼研發(fā)的較新圖像傳感器技術(shù)，能夠高精度地測(cè)量短程和遠(yuǎn)程的距離。

大橋：這種傳感器內(nèi)置在娛樂(lè)機(jī)器人aibo中，以防止它撞到障礙物或在不平坦的表面上跌倒。ToF傳感器也被用于智能手機(jī)和其他設(shè)備。它們?cè)诟兄矬w距離時(shí)很有用，能幫助在數(shù)碼攝影中實(shí)現(xiàn)背景虛化（即焦外模糊）效果，以及物體的3D成像和高精度人臉識(shí)別。

森山：100多位從事不同領(lǐng)域工作的工程師，攜手致力于開(kāi)發(fā)同一款傳感器。尤其就ToF傳感器而言，所涉及的技術(shù)范圍比一個(gè)感應(yīng)單元要廣泛得多，從激光光源、到將檢測(cè)到的光學(xué)信息轉(zhuǎn)換成距離的信號(hào)處理，均有所涉及。如果把參與這一研發(fā)進(jìn)程的人才都算進(jìn)去，總數(shù)可能達(dá)到200-300人——這些工程師們組成一個(gè)團(tuán)隊(duì)，匯集每個(gè)人的技術(shù)知識(shí)，制造出ToF傳感器。

克服障礙、交流思路、創(chuàng)造突破

山崎：工作中遇到不懂的東西時(shí)，我們常去咨詢相關(guān)部門(mén)，而索尼的企業(yè)文化則鼓勵(lì)工程師與整個(gè)索尼集團(tuán)范圍內(nèi)擁有高技術(shù)知識(shí)的專(zhuān)家直接溝通。無(wú)論何時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，我們都會(huì)將各個(gè)部門(mén)或集團(tuán)公司的成員聚集在任何可利用的空間，展開(kāi)坦率的討論。自從電話會(huì)議系統(tǒng)和在線會(huì)議被廣泛引入，不論是否在總部或是在出差，人們已不再受限，這極大地促進(jìn)了討論。大家?guī)?lái)各自的想法，并努力通過(guò)討論做到較好，不斷涌現(xiàn)的新見(jiàn)解，使每天都有新的突破。

森山：由于ToF傳感器對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，因此在開(kāi)發(fā)的初始階段，感覺(jué)自己是在黑暗中摸索。然而，每一位項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員在提出思路和積極行動(dòng)方面所表現(xiàn)出的主動(dòng)，為我們提供了前進(jìn)所需要的動(dòng)力。有時(shí)候，我們遇到了重大障礙，無(wú)論開(kāi)多少次會(huì)，都無(wú)法想出解決辦法。然而，考慮到其他集團(tuán)公司也在從事ToF傳感器其他應(yīng)用領(lǐng)域的研究，我們總能在相關(guān)負(fù)責(zé)人有用建議的基礎(chǔ)上、開(kāi)辟新的思路。我相信，索尼較大的優(yōu)勢(shì)之一，是一種鼓勵(lì)輕松討論，而不考慮團(tuán)隊(duì)、部門(mén)或集團(tuán)公司組織細(xì)分的企業(yè)文化。

用于評(píng)估ToF傳感器性能的評(píng)估系統(tǒng)

索尼多樣化人才資源及其知識(shí)儲(chǔ)備，促進(jìn)傳感器研發(fā)蓬勃前行

山崎：這個(gè)項(xiàng)目，匯集了有廣泛背景和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才。我在大學(xué)主修化學(xué)，從沒(méi)研究過(guò)半導(dǎo)體。此外，在加入公司時(shí)，我被分配到半導(dǎo)體營(yíng)銷(xiāo)。如今，我負(fù)責(zé)決定我們應(yīng)該向客戶推薦什么樣的規(guī)格和提供哪種促銷(xiāo)活動(dòng)。這意味著我在做市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)期間獲得的經(jīng)驗(yàn)和不斷接受客戶觀點(diǎn)的能力，仍能派上用場(chǎng)。

馬場(chǎng)：我在大學(xué)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)也與半導(dǎo)體毫無(wú)關(guān)系，從事的是機(jī)器人研究。目前，我正致力于為T(mén)oF傳感器創(chuàng)建評(píng)估體系，將包括激光和透鏡在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)作為模塊進(jìn)行評(píng)估，而不再僅僅把傳感器作為一個(gè)單一的單元。這個(gè)模塊就像一個(gè)小機(jī)器人，將機(jī)械和電子部件合并成一個(gè)單元。我目前的工作非常適合我，因?yàn)樗刮夷軌蚶脧臋C(jī)器人研究中獲得的電氣和機(jī)械知識(shí)來(lái)評(píng)估整個(gè)系統(tǒng)。

大橋：我目前負(fù)責(zé)對(duì)安裝在移動(dòng)設(shè)備上的各種應(yīng)用程序中的ToF傳感器進(jìn)行調(diào)試，并將可能出現(xiàn)的任何問(wèn)題，反饋給信號(hào)處理開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)或系統(tǒng)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。由于我在大學(xué)期間研究的是信號(hào)處理，加入公司后就負(fù)責(zé)半導(dǎo)體系統(tǒng)，基于在這兩個(gè)領(lǐng)域獲得的知識(shí)，我也將盡我所能提供正確的反饋。

森山：在大學(xué)以來(lái)，我便一直在從事半導(dǎo)體的研究工作。但在加入公司后，我被安排去開(kāi)發(fā)用于SLR和其他可換鏡頭相機(jī)的圖像傳感器。在加入現(xiàn)任部門(mén)后的一段時(shí)間，我研究的用于檢測(cè)ToF傳感器人臉識(shí)別表現(xiàn)的圖像傳感器的方案，結(jié)果不盡如人意，我很受挫。當(dāng)時(shí)，曾受雇于另一家公司、在面部識(shí)別技術(shù)方面經(jīng)驗(yàn)豐富的人士，為我提供了建議和幫助。此外，空間感知和數(shù)學(xué)專(zhuān)家的觀點(diǎn)和知識(shí)也令我獲益匪淺。我發(fā)自內(nèi)心地認(rèn)為，在索尼，傳感器開(kāi)發(fā)是由具有不同技術(shù)背景的人共同支撐的。

比利時(shí)工作人員畫(huà)的表格。這天，他們將“孤獨(dú)”一詞翻譯成了各種語(yǔ)言。

接受并融合其他文化來(lái)制定解決方案

山崎：我們正在與比利時(shí)的一個(gè)商業(yè)中心合作開(kāi)發(fā)ToF傳感器，不過(guò)項(xiàng)目剛開(kāi)始時(shí)，我們常常感到困惑。除了語(yǔ)言障礙，那里的文化很重視工作和生活的平衡。關(guān)鍵人員會(huì)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中休長(zhǎng)假，這在日本是不可想象的。另一方面，比利時(shí)被其他國(guó)家包圍，所以人們習(xí)慣于在多元文化的環(huán)境中工作，他們中的許多人對(duì)外國(guó)文化非常好奇，也愿意理解和適應(yīng)日本的思想和文化。

森山：我們真的是有很多機(jī)會(huì)接觸到各種語(yǔ)言，通過(guò)就像“每日一詞”這種活動(dòng)，得有人每天自愿地整合特定單詞的多語(yǔ)種翻譯列表。這樣的活動(dòng)，讓我覺(jué)得人們是愿意主動(dòng)接受不同文化的。小組中的比利時(shí)成員對(duì)信號(hào)處理和軟件開(kāi)發(fā)有深入的了解。在開(kāi)發(fā)圖像傳感器硬件時(shí)，他們從多種角度嘗試、來(lái)提出想法，從而確保人們能夠在各自的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域相互補(bǔ)充。這也是索尼的優(yōu)勢(shì)之一。

大橋：我們與比利時(shí)團(tuán)隊(duì)成員一起拜訪中國(guó)客戶時(shí)，發(fā)現(xiàn)了個(gè)問(wèn)題。在日本，我們通常會(huì)把問(wèn)題帶回去，有方案之后再去提供給客戶；但當(dāng)時(shí)比利時(shí)成員當(dāng)場(chǎng)編寫(xiě)了一些源代碼，并建議我們直接嘗試。這其實(shí)是迅速推進(jìn)工作的方法，過(guò)去我們自己不太會(huì)去做的。中國(guó)的客戶尋求快速的反應(yīng)，因此這種方法很好地滿足了他們的要求。然而，當(dāng)與韓國(guó)客戶打交道時(shí)，有必要采用不同的方法。為了靈活地應(yīng)對(duì)來(lái)自不同國(guó)家的客戶，理解他們的文化并制定“量身定做”的解決方案是至關(guān)重要的。

索尼的傳感器將使我們未來(lái)的生活更加愉快和舒適

馬場(chǎng)：較近，很多人都在討論，人工智能和自動(dòng)駕駛汽車(chē)該如何成為我們生活的常態(tài)。我相信它們將穩(wěn)步增加對(duì)于從外部檢測(cè)數(shù)據(jù)的傳感技術(shù)的需求，尤其是距離傳感。在這種情況下，我認(rèn)為開(kāi)發(fā)ToF傳感器將有助于解決未來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，該業(yè)務(wù)也被計(jì)劃成為索尼的核心業(yè)務(wù)之一。由于參與開(kāi)發(fā)的工程師必須是各個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家，我個(gè)人希望能夠與不同領(lǐng)域的專(zhuān)家進(jìn)行平等的交流。

大橋：在成像技術(shù)中加入高精度的遠(yuǎn)程和短程傳感技術(shù)，將為傳感器增加多種新的功能，并開(kāi)辟?gòu)V泛的新可能。其在自動(dòng)駕駛汽車(chē)手勢(shì)控制中的應(yīng)用，以及將其安裝在機(jī)器人和智能手機(jī)中，都讓人們對(duì)成像技術(shù)在VR和AR中的應(yīng)用抱有很高的期望。我敢肯定，未來(lái)的傳感技術(shù)會(huì)更有趣。在開(kāi)發(fā)ToF傳感器的過(guò)程中，我第一次接觸了很多新東西，了解了比利時(shí)、中國(guó)、韓國(guó)等具有不同文化背景的國(guó)家的技術(shù)開(kāi)發(fā)和商業(yè)思維。展望未來(lái)，我想在開(kāi)發(fā)高質(zhì)量傳感器的同時(shí)，通過(guò)這些活動(dòng)來(lái)拓寬自己的視野。

森山：索尼半導(dǎo)體解決方案集團(tuán)的使命是“用技術(shù)的力量激發(fā)想象力、豐富全社會(huì)。”我相信傳感的優(yōu)勢(shì)在于，它為這些期望增添了“吸引力”、“樂(lè)趣”和“便利性”，并且是對(duì)社會(huì)做出貢獻(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。為了確保技術(shù)充分發(fā)揮其潛力，我們必須繼續(xù)迎接未來(lái)更大的挑戰(zhàn)。雖然我目前專(zhuān)注于ToF傳感器的開(kāi)發(fā)，我打算通過(guò)結(jié)合各種其他技術(shù)來(lái)提供更好的傳感器解決方案。

山崎：除了距離檢測(cè)之外，整合新的傳感技術(shù)將極大地?cái)U(kuò)展傳感器的能力。展望未來(lái)，近乎肯定的是，傳感器會(huì)被引入自動(dòng)化商店和自動(dòng)售貨機(jī)等服務(wù)中，而不僅僅是技術(shù)解決方案和系統(tǒng)。我相信，在不久的將來(lái)，它們的應(yīng)用將擴(kuò)展到自動(dòng)駕駛汽車(chē)、機(jī)器人和無(wú)人機(jī)，但它們也可能在我們尚未想象到的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)ToF傳感器業(yè)務(wù)剛開(kāi)始的時(shí)候，我覺(jué)得它需要來(lái)自完全不同領(lǐng)域的知識(shí)，這是我們以前從未設(shè)想過(guò)的。我決心從廣泛的領(lǐng)域獲取各種各樣的知識(shí)，并把傳感器展現(xiàn)給世界，使我們的生活更加豐富和舒適。