汽車應用的圖像傳感器是汽車安全和未來不可或缺的功能。索尼半導體解決方案集團(“集團”)在圖像傳感器領域擁有全球第一的市場份額,但在汽車應用領域,索尼卻相對落后。為了在該領域獲得競爭力,索尼開發了一種用于汽車攝像頭的圖像傳感器,可提供高水平的高動態范圍 (HDR) 和 LED 閃爍抑制 (LFM)。
在索尼看來,開發具有不熟悉的技術特性的圖像傳感器的任務意味著進入新業務領域時常見的各種困難。汽車給開發者提出了難以克服的嚴酷條件,例如高溫、潮濕和振動,同時必須確保高質量。這意味著設計、制造、和質量保證部門都有自己獨特的挑戰需要解決和克服。
在這次采訪中,索尼展現了SafetyCocoon 概念和有關開發汽車圖像傳感器的幕后故事,這是自動駕駛汽車技術的一個關鍵要素。
汽車圖像傳感器始于安防,但客戶的要求空前嚴格
問:公司決定進入汽車圖像傳感器業務背后的故事是什么?
Azami:我最初是安全和工業應用圖像傳感器的設計項目負責人(D-PL)。2012 年左右,集團開始研究汽車業務,我被任命為該項目的第一個產品 IMX224 的 D-PL。我認為這是一個很好的機會,因為我當時對與外國公司合作很感興趣。
一開始,該項目開始開發以安全圖像傳感器為模型的汽車圖像傳感器。其基本思想是安全傳感器具有對汽車傳感器有用的屬性,例如廣泛的耐用性和在暗處捕獲圖像的能力。然而,一旦業務成立,我們發現汽車圖像傳感器有一系列不同的要求。那些日子里,我會拜訪海外客戶,然后一次又一次地對他們的反饋感到沮喪。
問:汽車圖像傳感器面臨哪些特殊挑戰?
Azami:與安全或工業圖像傳感器不同,汽車圖像傳感器有專門為汽車應用制定的標準,例如我們已經知道的IATF16949 *1和AEC-Q100, *2。我們非常努力地使我們的設計符合這些標準,但我們的提案被一位客戶難道了。
問題是高動態范圍 (HDR)。HDR 允許在從暗到亮的廣泛亮度范圍內捕獲圖像,這必須是傳感器內的完整系統。對于安防圖像傳感器,有一種叫做DOL(數字重疊)的方法可以實現HDR,但是這種方法是在傳感器外合成不同曝光下的圖像。因為索尼不具備在傳感器內完成圖像合成的專業知識,所以必須從頭開始開發。
另一個挑戰是 LED 閃爍,*3當今社會無處不在的現象。客戶要求必須在每一幀中捕捉 LED 燈,例如剎車燈和交通燈。這被證明是一個艱難的挑戰,因為 LED 光頻率沒有既定的工業標準,這給確保覆蓋所有 LED 帶來了困難。我需要幫助,所以我請設計部門的Sakano-san加入我,我們一次又一次地進行頭腦風暴。
*1:專為汽車行業設計的質量管理體系國際標準。
*2:AEC(汽車電子委員會)規定的汽車IC質量標準。
*3:拍攝 LED 指示燈、交通信號燈等時發生的 LED 閃爍。
Sakano:我一直對HDR很感興趣,歡迎Azami-san的邀請。但有一個問題。汽車攝像頭的圖像傳感器需要非常高的質量標準,初始缺陷率必須極低。通常,其他圖像傳感器通過重復生產周期的過程迭代改進。而汽車圖像傳感器必須采用成熟的工藝制造,這是不成文的規定。出于這個原因,我所在的負責工藝開發的研究部門有一個規定,即汽車應用的圖像傳感器超出了我的負責范圍。因此,我參與該項目最初是非官方的,是自愿參與的。
Azami:除了設計,制造方面也有挑戰。那時,我們沒有汽車行業的信息網絡、知識和專有技術。因此,即使學習IATF 16949和ISO 26262等該行業特有的標準也是一項艱巨的工作。*4我們一次又一次地與、Nishizuka-san和Shimozono-san舉行了學習會。
*4:關于道路車輛電氣/電子系統功能安全的國際標準。
Nishizuka:IATF 16949 和 ISO 26262 等標準本身已經很清楚了,但是我們的工作流程很難適應它們。探索和理解每個標準本身就很困難,但讓我們的項目成員適應這種理解更具挑戰性。有必要讓每個成員都了解并執行我們不熟悉的做事方式。