Depthセンシング製品開発

シチュエーションによるセンサ選定

Depthセンシングは、測定環境、測定距離、測定精度、被写体（反射率）等により、シチュエーションごとに最適なセンシングデバイスの選定から始まります。測距目的に応じた最適なセンシングデバイスの選定を行うことで、より効果的な測距システムの構築が可能となります。

シチュエーション	センサ
人流検知 寸法計測	3D-ToF
広視野角 中長距離検知	ミリ波レーダー
測距	1D-ToF

代表的なDepthセンサの特徴比較

東京エレクトロンデバイスでは半導体商社部門、自社ブランド部門、開発センターによるDepthセンシング専門チームが、知見と最新情報に基づき最適なセンシングデバイスの選定からお手伝いいたします。

Q：特定の空間で人の数を数えることができますか？
A：個人を特定せずに人数をカウントすることができます。

Q：モノかヒトか区別できますか？
A：静的な3D情報からヒトの動線を識別することができます。

Q：測定距離範囲はどのくらいですか？
A：TOFカメラ：30cm～5ｍ程度、ステレオカメラ：ミリ波：数㎜～100m程度

Q：周囲の明るさ（太陽光）、雨粒、ガラス、霧など周囲環境が変わる屋外環境でも使えるものはありますか？
A：TOFカメラ：太陽光の影響は受けますが、測距は可能です。ステレオカメラ：屋内用途、ミリ波：周辺環境に影響されにくく、ほとんどの場合で使用可能です。

Q：苦手な対象物はどのようなものですか？
A：TOFカメラ：黒い物体（低反射体）、鏡面、ガラス　ステレオカメラ：平面　ミリ波：電波が反射しにくいもの

1) 1D-ToF

TMF8801
(2.20 x 3.60 x 1.00 mm)

1. 特徴、得意なこと

目に見えない近赤外波長のレーザー光を照射して、物体から反射して戻ってくるまでの時間をストップウォッチのように直接計測することで、瞬時に距離データ値が分かるセンサです。

VCSELレーザー発光素子、SPAD受光素子、IC集積回路がパッケージに内蔵されており、I2C通信によるデジタルデータ値が出力されます。ヒストグラム方式を採用しているため、保護ガラス上の汚れ等による影響を抑制、物体からの距離データを正確に検出することが可能です。
（TMF8801: 最大検出距離 2.5m精度 ±5%、分解能 1mm）

距離30cmの場合、光が往復する時間 は 2 nsec (2 x 10-9 sec) です。

2. 事例、ユースケース

3. 提供可能ソリューション

スマートフォンに見立てた評価用キットでは、保護ガラス下部に1D TOFセンサが実装されています。GUI画面上に物体との距離計測データが表示されます。ログデータの取得も可能です。ラズベリーパイをベースにしたドライバ等の用意もございます。また、弊社ではお客様のご要望に応じて、1D TOFセンサを複数並べたシステムの開発生産受託サービスも行っております。皆様のアイデア実現をサポートさせて頂きますので、ご気軽にお問合せ下さい。

【1D TOF 評価用キット】

【弊社オリジナルのシステム例】

2) 3D-ToF

1. 特徴、得意なこと

TOF(Time Of Flight)距離計測技術を用いた測距センサー搭載のカメラモジュール評価キットです。撮像したDepth画像には1ピクセル毎に距離情報が含まれており、対象物までの距離情報を「点」ではなく「面」で取得することができます。Depth画像を用いることで距離データの必要な画像認識・計測や、直行座標変換を行うことで3次元空間での認識にも活用できます。距離＋画像認識が必要なアプリケーションに活用いただけます。

2. 事例、ユースケース

3. 提供可能ソリューション

高耐光性ToFカメラモジュール開発キット対応 PeopleCount評価アプリケーション

人の認識・カウントを評価でき、用途に合わせたカスタマイズも可能です。

【機能】

• 指定エリアの人数カウント
• 人と人の間隔検知（ソーシャルディスタンス）
• 3D空間での人認識、トラッキング表示
• ToFカメラ取得データの録画機能
• カウントデータのCSVファイルへの保存機能

【評価環境】

TOFカメラ機能ライブラリ

ブライセン社のToF カメラ機能ライブラリ（ TFLib ）と連動させることで、直方体の検出・採寸が可能です。

• Windows10ベースライブラリを提供
  機能1) 直方体の検出と体積計測機能
  機能2) 人の検出と身長計測機能
• 3Dビューワー
  TFLiB処理結果を視覚的に検証できる
  アプリケーション・ソフトウェア
• カスタマイズ対応
  Edge端末での動作や機能カスタマイズなど柔軟に対応可能

【評価環境】

3) ミリ波レーダー

1. 特徴、得意なこと

ミリ波レーダーは、波長1㎜～10㎜、周波数30GHz～300GHzの直進性の高い電波を出し、対象物からの跳ね返ってくる電波を受信し、対象物との距離や相対速度、角度を検出することができるセンサーです。自動運転の分野やスマートフォンの搭載が先行している中、今後の一般産業への利用拡大が見込まれている期待のDepthセンシング技術です。

【特徴】

• アンテナ設計によりFOV120°といった短距離・広角アプリケーションから、100mといった長距離・狭角アプリケーションまで幅広い対応が可能
• 環境に影響を受けにくい（屋内/屋外、順光/逆光、明所/暗所、煙、霧、雨、気温変化など）
• 目には見えないものを見る（プラスチックや透明/不透明ガラス、カーテン、壁板を透過）
• 非接触・レンズレス・タグ無しの優しい行動見守り（心拍/呼吸検知、転倒検知、個人特定しない見守りセンサー）

2. 事例、ユースケース

3. 提供可能ソリューション

【アンテナ搭載チップ IWR6843AOP】

15mm角のパッケージ上にアンテナを実装
～小型機器への組み込みが可能～
・60～64Ghz、4GHz帯域幅
・FMCH方式 送信3ch、受信4ch
・検知距離4cm～50m、距離分解能4cm
・視野角±160度、角度分解能29度
・内臓HWアクセラレータ、DSP、プロセッサによる信号処理、点群データ出力

【電波法技適取得済み レーダーモジュール】

＜T18_PEシリーズ＞
・76～81GHz対応 TI社 IWR1843搭載 MIMOレーダーモジュール
・長距離、短距離、広範囲な包囲検出が可能
・コンパクトな名刺サイズ
・評価用ソフトウェア付き（Windows PCとUSB TypeCで接続）
・2次元、3次元の検出が可能な5種類のバリエーションを用意

【開発事例：3Dイメージング用 48 MIMIO Antenna】

＜特徴＞
・ミリ波レーダー開発用の3Dイメージングレーダーのフロントエンド基盤
・AWR2243（Tx:3ch,Rx:4ch）を2チップ搭載、バーチャルアンテナで48MIMO構成を実現
・バックエンドボード（開発中）を介してWindows PCへ接続

弊社取り扱い製品、自社製品以外からでも、お客様の距離センシング目的に応じた最適なDepthセンサの選定を行い、システム開発までご提案いたします。オンライン窓口でもご相談を承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。