索尼研发3D传感器,为机器的‘眼睛’创造图像

　　近日，索尼想我们透露了未来最有重量的筹码，他们目前正在研发一款3D传感器，它到底有多厉害，不是为人眼创造图像，而是为机器的‘眼睛’创造图像。不管是在手机中的AR还是自动驾驶汽车中的传感器，只要有计算机的地方，他都可以了解自身周围的环境。

　　索尼公司在未来所下的赌注，最有希望的筹码即将揭开神秘面纱。索尼公司的厚木技术中心是一个研究园区，车程距东京一小时。工程师和研究人员正在开发飞行时间（ToF）传感器，可以通过计算光从物体表面反射回来的时间来探测人和物体的距离。

　　据麦姆斯咨询报道，索尼的新一代ToF传感器是专为智能手机和增强现实（AR）设备设计的，并计划于明年量产。新传感器最终还会进入与环境交互的无人机、自动驾驶汽车、游戏机、工业设备、工厂和仓库机器人、许多其它机器人等领域。根据Yole的数据显示，到2022年3D传感器市场将扩大三倍至45亿美元，与索尼目前在图像传感器的收入接近。

　　“基于ToF原理的3D传感器将成为我们企业未来的支柱产品。”索尼的传感器事业部总经理Satoshi Yoshihara说。

　　索尼认为其在开发图像传感器芯片方面拥有专业制造知识，在最新的iPhone中可以体现出独特的优势。这家总部位于东京的公司，作为CMOS图像传感器市场的领军者，占有全球49%的市场份额。虽然在上一季度索尼10%的收入来自半导体，但三分之一的营业利润来自该部门。

　　索尼新型ToF传感器将红外光的脉冲序列发射，再测量返回的时间。ToF技术的应用已经有一段时间了，也是构成Xbox Kinect的运动游戏以及基于激光的自动驾驶汽车、军用测距仪的重要基础。索尼对现有ToF传感器的重大创新在于尺寸更小、探测深度更远。与普通的图像传感器一起使用，可以有效地赋予机器像人类一样的三维视觉。

　　Yoshihara说：“我们不是为人眼创造图像，而是为机器的‘眼睛’创造图像。无论是智能手机中的AR还是自动驾驶汽车中的传感器，计算机都有方法去了解自身周围的环境。”

　　

　　3D传感器的工作原理

　　未来在日本九州工厂制造的ToF传感器带来最直接的影响，可能会用在AR设备中。苹果公司在混合现实（MR）和虚拟环境方面投入巨大，已成为11月3日发售的iPhone X的关键功能。虽然这款全新的智能手机依赖于较早的ToF技术（软件和数字摄像头），Fuji Chimera Research Inc的传感器分析师Yusuke Toyoda表示，苹果很可能会在未来的设备上采用索尼的ToF传感器。

　　Toyoda表示：“其它智能手机制造商将跟随苹果并采用ToF传感器。”苹果代表没有对此评论做回应。彭博社在10月报道，因为其3D传感器的供应问题，苹果还在iPhone X努力备货。

　　今年索尼股价上涨了29%，约为大盘涨幅15%的两倍。索尼面临的竞争，来自包括当前顶级ToF传感器供应商意法半导体（STM）。总部位于日内瓦的STM几乎霸占了整个市场，苹果和80多款智能手机的FlightSense传感器都来自STM。这些芯片主要用于距离测量，以确保摄像头精确对焦。

　　STM发言人Alexis Breton拒绝发表评论，只指出最近的数据显示出货量超过3亿颗ToF传感器。STM去年在这方面收入（包括传感器）为2.95亿美元。

　　索尼在图像传感器上取得成功的许多技术也被用在3D传感器中。其背照式技术被认为是将图像转换为电子的技术，再交由智能手机处理器存储和操作。随着手机从几十种不同的深度感知方式演变到数千种感知方式，这将变得更加重要。

　　Yole公司的成像分析师Pierre Cambou说：“索尼在技术上的一切优势足以应对市场。想在3D市场中占有很大的份额应该不会有太大的问题。”

　　三年前当索尼决定在ToF传感器上下注的时候，它面临是自己开发还是购买技术的选择。2015年，索尼决定收购ToF传感器的小型开发商Softkinetic Systems。这家总部位于布鲁塞尔的77名员工已经成功地在宝马7系轿车上安装了该技术，使驾驶员能够使用手势控制汽车的许多功能。

　　Yoshihara在谈到与Softkinetic合并时说：“当我们的工程师和他们的工程师谈论合作时，我们意识到我们可以做出惊人的传感器。就芯片性能和尺寸而言，我们也能实现另一个突破。”

　　Yoshihara于1991年加入索尼，当时索尼正在进军数字影像领域。他参与了电荷耦合器件（CCD）传感器的开发，这些传感器是Handycam和Cyber-shot等产品的核心，并经历了几乎所有智能手机都在使用的CMOS图像传感器的过渡。根据Yole的说法，CMOS图像传感器已经成为业界标准，市场规模约120亿美元。

　　随着消费者亲身感受到了越来越多支持AR的硬件和软件，我们开始期待更多的设备以3D视觉的方式来看待这个世界。宜家最近推出了一款AR应用程序，让消费者可以将家具摆放在起居室和卧室中。创建该应用程序Michael Valdsgaard表示：“无论从视觉、感受还是交互方面来看，家具摆在那里，都如同身临其境一般。”

　　Toyoda表示，自动驾驶汽车可能同时使用基于激光和半导体的ToF传感器，从而提供足够的备份和更高的精度，而使用较小的ToF芯片也会无人机在感知周围环境时受益。Dave Ranyard（曾在索尼制作AR游戏，目前运营自己的工作室Dream Reality Interactive）认为，人工智能（AI）软件在探测人和物体时也将从中获益。

　　Ranyard说：“现在，我们和电脑互动的方式是通过网页等2D界面。但最终，我们正在走向一个3D世界。”