ソニー、VRやドローンにも応用可能な業界最小のToF距離画像センサー

ソニーは、業界最小となる10μm角画素の裏面照射型Time of Flight 方式（以下、ToF方式）距離画像センサーを開発したことを、本日6月5日に京都で開催されたVLSIシンポジウムで発表した。

発表されたセンサーは、2015年に買収したソフトキネティックシステムズ社のToF方式距離画像センサー技術と、ソニーの持つ裏面照射型CMOSイメージセンサーの技術を融合し実現したもの。

ToF方式は、光源から発した光が対象物で反射し、センサーに届くまでの光の時間差を検出することで、対象物までの距離を測定する方式。ソフトキネティックシステムズ社では、ToF方式を実現するために、反射光信号の読出し精度を上げるために、画素内ドリフト電流を用いた高速処理が可能な画素技術CAPD（Current Assisted Photonic Demodulator）を採用。各画素の測距精度が上がり、遠距離でも正確な測定と距離画像の取得が可能としていた。

ここにソニーの裏面照射型CMOSイメージセンサーの画素技術を融合させ、配線が受光部の下に配置されるという裏面照射型構造の優位性を活かし、画素構造と画素内配線をCAPDにあわせて最適化。

これにより集光効率を向上させるとともに、測距のための高速な処理を可能としたことで、従来比1.5倍の距離でも従来と同等の精度を実現。また、高い集光効率により、光源の出力を抑えることができ、距離画像センサーモジュールの低消費電力化と小型化に貢献するという。

また反射光の利用効率を維持したまま駆動周波数を従来比で2倍（100MHz）に上げられるため、同一の距離において精度が向上、従来よりも高品位な距離画像が得られるとしている。1m測定時の距離誤差は、従来品が12.9mmに対して開発品は5.9mmとなる。

同社は本センサーをソフトキネティックシステムズ社の「DepthSense」シリーズとしてラインナップ。ARやVR、自律的な動作が必要となるロボットやドローンなどの市場では、より正確な距離画像の取得が求められるが、低消費電力、かつ小型ながら高精度な測距性能を実現することで、ジェスチャー認識や物体認識、障害物検知など、ToF方式距離画像センサーの応用領域を広げていく、としている。