三菱,MEMS式車載LiDARを開発

三菱電機は,水平・垂直の2軸で走査する電磁駆動式MEMSミラーを搭載した,小型で広い水平視野角を持つ「MEMS式車載LiDAR」を開発した(ニュースリリース)。

車載LiDARは,ADASの高度化及び自動運転の実現に不可欠なキーデバイスとされ,その世界市場は年平均成長率170%と急速に成長しており,2025年度には約3,300億円に達するとの予測もある。

従来は,モーターで回転するミラーにレーザーを照射し,周囲の状況を計測する「機械式」が主流だったが,モーター駆動部の部品数が多くなることから小型化が難しく,高コストだった。また,モーターを常に駆動させるため,温湿度や振動などに対する耐久性も課題だった。

銅社は今回,水平・垂直の2軸で走査する電磁駆動式MEMSミラーを搭載した小型の「MEMS式車載LiDAR」を開発し,広い水平視野角下での高精細な3次元画像の取得を実現した。

車載LiDARで先行車両や歩行者などの高精細な3次元画像を取得するには,レーザー(送信光)を対象物に照射し,その反射光(受信光)をより多く集めることが必要となる。この
ため,光路に設置されるミラーの大型化やミラーの振れ角の拡張が求められる。

同社は今回,送信光と受信光のそれぞれを水平・垂直の2軸で走査する業界最大級の電磁駆動式MEMSミラー(7mm×5mm)を開発した。面ひずみを抑制する機能を持たせた独自のミラー構造を適用し,ミラー自体の軽量化を図るとともに,より高い駆動力が得られる電磁方式MEMSを採用し,広い振れ角(水平:±15°,垂直:±3.4°)を実現した。

MEMSミラーは,半導体加工技術によりシリコン基板上に多数個作成しており、量産性に優れる。また,モーターで駆動させる機械式に比べ,使用する部品点数が少なく,より高い耐久性が期待される。

さらに,電磁駆動式MEMSミラーと,光学部品(複数のレーザー光源,光検出器,レンズ等)の最適配置により光のケラレを抑制し,広い水平視野角(120°)を確保した光送受信機構を実現した。高精細な3次元画像を広範囲に取得できるため,前方を走行する先行車両,対向車両,路上横断中の歩行者,信号機,標識等の路側物を適切に検知することが可能となるという。

同社では今後,MEMSの梁構造を改良することにより,さらに広い振れ角(垂直:±6.0°以上)を目指すとともに,垂直視野角のさらなる拡大に向けた開発を進め,25°以上の垂直視野角を実現し,近距離の車両や歩行者の検知を目指す。

また,このLiDARは,信号処理回路基板,電源回路及び光送受信機構を最適配置することで,ライダー本体の小型化(900cc)を実現している。今後も小型化に向けた開発を進め,350cc以下の小型ライダーの実現を目指すとしている。

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