ミリ波レーダー、自社製品に組み込むとしたら？

評価から開発まで ―東京エレクトロンデバイスのミリ波ソリューション

ToF、ステレオカメラ、LiDARなど複数の方式がある中で、ミリ波レーダーは「暗闇・霧・煙でも動作」「筐体内蔵可能」「小型・低消費電力」といった特長で独自のポジションを持っています。今回は、このミリ波レーダーについて、「自社製品への組み込み」という視点で具体的にご紹介します。

Depthセンシング技術の概要や方式の違いについては、こちらのページでご紹介しています。

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こんな課題に心当たりはありませんか？

製品開発の現場で、こんなセンシング課題に直面していませんか？

課題① カメラが使えない環境での検知

屋外の逆光、夜間の暗闇、工場内の粉塵や煙 ―― こうした環境では、カメラの検知精度が安定せず、誤検知や未検知に悩まされるケースが少なくありません。
「環境条件に左右されないセンサーがあれば」という声は、現場から非常に多く聞かれます。
このような構成では、DDRの帯域や特性が変わると、FPGA内部構成や処理方式そのものを見直す必要が出てきます。そのため、DDRの選定や構成の検討は、設計の早い段階で行うべき重要な判断の一つです。

課題② 「いる・いない」だけでは足りない

単なる存在検知ではなく、対象が「どこに」「どの方向に」「どのくらいの速さで」動いているかまで把握したい ―― そんなニーズが増えています。
たとえば、人が「近づいている」のか「離れている」のかが分かるだけで、制御の選択肢は大きく変わります。
課題③ センサーを目立たせたくない

デザイン性や耐候性の観点から、筐体の内側にセンサーを組み込みたい。しかし、カメラでは外部にレンズを露出させる必要があり、設計上の制約になってしまいます。
「外から見えないセンサー」は、製品デザインの自由度を大きく広げる要素です。

距離・速度・角度 ― 3つの情報を同時に取得

ミリ波レーダーは、FMCW方式により距離・速度・角度を同時に算出します。これにより、空間内の物体を「点」ではなく「位置情報」として把握することが可能になります。

距離（Range）

FMCW方式で送信波と反射波の位相差を解析し、Range-FFTにより対象物までの距離を算出します。

速度（Velocity）

ドップラー効果による位相変化を検出し、Doppler-FFTで対象物の移動速度を抽出します。

角度（Angle）

複数アンテナで受信した信号の位相差から、Angle-FFTにより到来方向（角度）を算出します。

活用シーン

工場・倉庫での安全監視

AGVやロボットが稼働する現場では、作業員との接触リスクをどう抑えるかが大きな課題です。ミリ波レーダーを活用すれば、粉塵や暗所であっても人の位置・移動方向・速度をリアルタイムに把握でき、安全柵に頼らない柔軟な安全制御の検討が可能になります。

「環境が変わるたびにカメラの調整が必要」という運用負荷からも解放されます。

スマートビルディングでの空間認識

オフィスや商業施設において、在室人数・動線・滞留状況を把握したいニーズが高まっています。カメラによる映像取得はプライバシーの観点でハードルが高く、導入が進まないケースもあります。

ミリ波は映像を使わないため、個人を特定せずに空間の利用状況を可視化できる点が大きな強みです。

介護・見守りでのバイタルセンシング

非接触で心拍・呼吸を検出できるミリ波は、カメラを設置しにくいプライベート空間での見守りに最適です。筐体の内側に組み込めるため、利用者に圧迫感を与えない自然な設計が可能です。

「見守りたいが、監視されている感を出したくない」という介護現場のジレンマに対して、ミリ波は有効な解決策となります。

東京エレクトロンデバイスだからできること

ミリ波レーダーの導入には、デバイス選定だけでなく、信号処理・FPGA設計・ソフトウェア開発まで幅広い技術が求められます。

「センサーは選べたが、その後の信号処理や実装の段階で開発が止まってしまった」というご相談をいただくケースが少なくありません。

デバイス選定・評価 ― TI製ミリ波レーダーモジュールの評価環境を保有
FPGA連携設計 ― ミリ波データの高速転送・信号処理をFPGAで実現
アルゴリズム開発 ― 距離・速度・角度推定のFFT処理をカスタマイズ
システム一式の開発 ― 評価ボードから量産設計までワンストップ対応

ミリ波レーダーの導入をご検討の方はまずはお気軽にご相談ください。