IPリポート VOL.3【自動運転技術その1~LiDAR】 正林国際特許商標事務所

レーザーで高速・高精度で距離を測る「LiDAR(ライダー)」と呼ばれる技術に注目が集まっている。LiDARは本格的な自動運転の実現に必須の技術。自動車メーカーやIT企業の開発が遅れるなか、光学系メーカーの技術が光る。旧来事業の不振に悩むハイテク企業が進めてきたセンサーの研究開発が業績を大きく回復させることになるかもしれない。 センサー技術が事業リストラを救う~リコーの大逆転 AIPE認定 知的財産アナリスト=宮内和行、証券アナリスト=三浦毅司 企業評価への視点 自動運転のレベルが向上するなか、車載の増加が見込まれるLiDAR。特許出願件数でデンソー(6902)に次ぐリコー(7752)はLiDAR技術をてこに業績が回復する可能性がある。 第1章 LiDAR―自動運転開発のフロンティア 1. 鍵を握る認知システム 運転支援にとどまるレベル2と自動運転のカテゴリーに達するレベル3との大きな違いは、周囲の認知をドライバーが行うか、システムが行うか、という点だ。今後本格的な自動運転技術が確立されていく中で、その鍵を握るのは認知システム、中でもセンサー技術である。 1990年代、自動車メーカーが考えていた運転の高度化は、衝突防止や駐車サポートなど運転支援だった。周囲の認知はあくまでドライバーが行うという認識であり、自律センサーの開発はさほど急ぐものではなかった。ところが、2000年代に入ってGoogleやUberなど非自動車メーカーが自動運転に参入して、本格的な自動運転開発競争が始まったことから、急速に自律センサーの開発が進められた。もっともIT企業にとってもデバイスの開発は実績が少なく、結果として自律センサーは自動運転関連技術の開発で最後に盛り上がりを見せている分野だ。 ■自動運転のレベルと周囲の認知状況 出所:SAE International J3016を基に正林国際特許商標事務所作成 2. センサーの違い 外部を認識するセンサーには大きく分けて4つある。このうち、超音波で周囲を認識する超音波センサーや、可視光線を認識するカメラセンサーは、ほぼ技術が確立されており、運転支援レベルでは既に広く使われている。 一方、自動運転のためには、遠方にある対象物を認識する、ドライバーの目に代わる検知機能が必要だ。このために、ミリ波レーダーやLiDARが自動車に搭載される。 LiDARの技術開発が遅れたのは、①価格、②小型軽量化、③消費電力の面で、他のセンサーに比べて著しく不利だったことが原因である。光をパルス状に照射して反射光を認識するという走査機能は、光学系メーカーの得意とする分野であったため、自動車会社が取り組みにくかった面もあっただろう。 とりわけ大きかったのは価格の制約である。LiDARは高価であるため、量産化による価格低下が見込めないうちはどうしても開発に及び腰になる。ところが、LiDAR搭載の前提となるレベル3以上の自動運転は、世界中の主要国で認められておらず、現時点では発売の目処が立っていない。こうした状況で、各社とも条約・法律改正のスケジュールをにらみながら開発を続けてきたというのが実情だろう。 もっとも、既にドイツなどが批准するウィーン条約では自動運転が認められ、米国や日本が批准するジュネーブ条約でも改正の準備が再び進められている。技術開発の進展とともに世界各国で自動運転が認められれば、価格低下を見込んで開発はさらに進むと見られる。 ■使用する電波が異なる 正林国際特許商標事務所作成 3. LiDAR市場は年率50%成長も 自律センサーの中で、遅れてきた分、LiDARの予想成長率は年率50%ともっとも高い。また単価が高い分、市場規模も大型化し、矢野経済研究所では2030年にはメーカー出荷金額ベースで約5000億円に達すると予想している。今後、自動運転レベルの向上と共に、LiDAR市場はさらに拡大するだろう。 ■自動運転用センサーの世界市場規模予測 出所:矢野経済研究所「ADAS/自動運転用センサ世界市場に関する調査(2018年)」   第2章 自律センサー特許申請の動き 1. 特許出願は2度目のピーク 自律センサーの特許出願動向を見ると、1990年代後半に車線、対物感知センサーの特許出願がピークを迎え、2013年からは対人、あるいは路上の3次元計測装置に焦点が移った。今後特許出願はさらに増加する見込みである。車線、対物感知センサーに比べ、現在の技術開発対象は市場規模も大きく、特許による知財優位が確立できれば高い収益性も期待できるだろう。 LiDARに限った部品に係る特許出願を見ると、リコーはデンソーに次いで2位と健闘している。 ■自律センサーの特許出願件数推移 ■企業別特許出願件数(LiDAR) 出所:いずれもパテントマップEXZにより作成 ※特許庁係属:特許出願(申請)がされたもので、まだ権利化(登録)の可能性が残っているもの    第3章 リコー、LiDARが業績回復のドライバーに リコーは事業立て直しの途上だ。2018年3月期は下期だけで税引き前損益が約1,400億円の赤字となったが、主因はオフィス向けコピー機の不振によるオフィスプリンティング部門の損失だ。オフィスで紙のコピー、印刷需要が激減するなかでコピー機の価格が下落しているのに加え、収益源だったトナーや紙など消耗品、リースも競争激化により採算が厳しくなった結果といえる。 ■リコーは2019年3月期に黒字化へ 出所:リコー リコーも手をこまねいていた訳ではない。民生用カメラ開発そのものは後発で、先行するソニー(6758)、日立製作所(6501)などビデオカメラを生産していたメーカーの後塵を拝しているが、リコーは小型化に力を入れ、世界最小の車載用ステレオカメラを開発、量産化した。 平行して、リコーは2014年からLiDARに関する特許出願を本格化させた。世界の競合企業が技術開発にしのぎを削る中、リコーが2014年以降出願した特許の多くは現時点で特許庁係属となっている。これらが登録できれば、リコーの業績はLiDAR技術をてこに大きく改善する可能性がある。 ■ リコーのLiDAR関連特許出願件数推移 出所:パテントマップEXZにより作成 ※特許庁係属:特許出願(申請)がされたもので、まだ権利化(登録)の可能性が残っているもの  (2018年11月20日)   (免責事項)本レポートは、レポート作成者が信頼できると判断した情報に基づき作成されていますが、レポート作成者及びその所属する組織等は、本レポートの記載内容が真実かつ正確であること、重要な事項の記載が欠けていないこと、将来予想が含まれる場合はそれが実現すること及び本レポートに記載された企業が発行する有価証券の価値を保証するものではありません。本レポートは、その使用目的を問わず、投資者の判断と責任において使用されるべきものであり、その使用結果について、レポート作成者及びその所属組織は何ら責任を負いません。また、本レポートはその作成時点における状況を前提としているものであって、その後の状況が変化することがあり、予告なく変更される場合があります。 正林国際特許商標事務所 (三浦毅司 takashi.miura@sho-pat.com 電話03-6895-4500)

IPリポート VOL.2【リハビリ支援ロボット】 正林国際特許商標事務所

 本庶祐京都大学特別教授のノーベル生理学・医学賞受賞に沸く医薬品業界。電気機器・繊維製品・精密機器業界においてもQOL(Quality Of Life=生活の質)改善の観点から、失われた運動機能の代替・リハビリテーションを支援する「リハビリテーション支援ロボット」(リハビリ支援ロボット)の研究開発が急ピッチで進んでいる。手掛ける企業の株価への織り込みは、医薬品の領域に比べて不十分と言え、今後楽しみなテーマだ。   大手企業が新分野である脳波由来信号制御のリハビリ支援ロボット開発に注目し続々参入してきている。将来、患者にとっても、従来の筋電位による運動機能の代替・リハビリに加え、脳波由来信号制御という有望な技術が加わることで、よりポジティブな選択肢が加わる。 脳波で動かす新技術、QOL改善に選択肢~大手ハイテク企業が注目 AIPE認定 知的財産アナリスト=小暮佳史 知的財産スペシャリスト=原哲史 証券アナリスト=三浦毅司 企業評価への視点 脳波由来信号制御のリハビリ支援ロボットの利点は、脳の重要な機能部位を損傷あるいは機能喪失してしまった患者でも、目的動作に対する意識から生じる脳波にもとづき駆動部位に補助動作を行わせることができる点。国内ではパナソニック(証券コード6752、以下同)が先行して研究を進め実用化が期待される 帝人(3401)がイスラエル企業のモトリカと組み、脳波由来信号制御のリハビリ支援ロボットを販売。筋電位信号を主体とした信号制御による動作補助のトップ企業であるCYBERDYNE(7779)も軸足を脳波制御ロボットに移し、売り上げ再拡大をうかがう 第1章 リハビリ支援ロボットの進化  動作支援型ロボット(パワーアシストスーツなど)は製造業・農業などの分野ですでに幅広く実用化されている。介護・医療分野においては、介助者の負担を軽減するもの、見守り・離床検知機能をもつもの、排泄支援型などの「自立支援ロボット」が製品化されている。自立支援ロボットの市場規模は新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の予測によれば2030年に2200億円に達する。 ■自立支援ロボットの市場規模 (出所:NEDO)  最近のパワーアシストスーツ市場の拡大は自立支援ロボット、中でも介護ロボットの成長がドライバーとなっているが、これには2015年に始まった国の「介護ロボ導入補助金制度」によるところが大きい。こうした国のサポートも自立支援ロボットの市場拡大を期待させる大きな要素のひとつだ。安易な導入による弊害も一部見られたが、使用事例が拡大したことで、今後の目指すべき方向性(低価格化・使いやすさ・効果の実感)が明確になった。 四肢に運動機能障害のある患者を補助・支援するリハビリ支援ロボットは近年多様な技術が応用され開発が進んでいる。 1 国が5か年計画で開発後押し  2013年から経済産業省と厚生労働省で進められてきた「ロボット介護機器開発5カ年計画」が昨年終了した。介護現場のニーズを吸い上げ、介助動作を支援する装着型のパワーアシスト機器、移動支援歩行器、見守り支援などの分野でロボット介護機器の技術進化を加速させた。 ■ 各社が得意な技術を持ち寄り製品化   (出所:経済産業省/AMEDロボット介護機器開発・導入促進事業製品化機器一覧を基に正林国際特許商標事務所が作成)  2018年4月からは新たに「ロボット介護機器開発・標準化事業」がスタートした。介護効率化型ロボットの普及促進、高齢者の自立した生活維持のためのロボット介護機器の開発・安全基準の標準化などを目的としている。 2 脳波由来信号制御式の開発の背景  筋肉が動作しようとする時に意思に伴い表皮に発生する電位(筋電位)を測定してロボットの制御信号とするリハビリ支援ロボットは、既に技術が確立され普及段階にある。CYBERDYNEは脳卒中や脊髄損傷の患者の動作訓練を支援する装着型リハビリ支援ロボット「HAL」を国内・国外に展開している。  さらに重い障害により四肢に麻痺などを有する人のリハビリ向けに研究開発が進められているのが、手足を動かそうとする意思に伴う脳波の変化を測定して制御信号とするリハビリ支援ロボットだ。脳波由来の生体信号を用いる技術は、「Brain Computer Interface」あるいは「Brain Machine Interface」と呼ばれ、医療、スポーツ、教育、軍事など幅広い分野への応用研究が進められている。なかでもリハビリ分野での研究が先行している。意思に伴い複雑に変化する脳波を解析・抽出して、上肢・下肢のどの部位を動かすかを整理して信号化し、補助ロボットのアームなどに補助動作をさせる技術が開発されている。  脳卒中などで上下肢の機能に関わる脳の部位が損傷すると、その部位が司る機能が失われるという認識がこれまでは一般的だった。だが近年の研究で、麻痺している側に対する補助動作を主としたリハビリを実施し、適切な刺激を繰り返し与えることにより、損傷部位周辺に新たな神経回路が形成され、失われた機能が徐々に回復してくることがわかってきている。  脳波由来の信号を用いる技術が確立され利用できるようになり、さらに脳波由来の信号と筋電位由来の信号を組み合わせることが可能になると、より利用者に合った効果的なリハビリ技術として一層の普及が望める。  わが国には、急性期を脱し在宅復帰を目指すために行われる回復期リハビリを行う病棟を備えた病院が1186カ所、脳血管疾患で継続的に治療を受けている患者数は国内で約120万人、新たに発症する患者数は毎年約30万人と推定されており、その半数以上が上下肢の麻痺など、何らかの後遺障害に悩まされている。脳卒中だけでなく、交通事故などによる脊髄損傷や外傷性脳損傷の後遺障害としても、上下肢に麻痺が残ることが少なからずある。 ■ 国内の脳血栓疾患患者数 (出所:厚生労働省)   第2章 企業評価 1 パナソニック  リハビリ支援ロボットに欠かせない生体信号計測に関わる特許出願動向は下のグラフの通りだ。総合電機、自動車、ロボット、研究機関など多岐な企業が名を連ね、中でもパナソニックの出願件数は突出している。 ■ 生体信号計測に関わる特許出願件数 (SRPARTNERおよびパテントマップEXZにより正林国際特許商標事務所作成)  次のグラフは各社の脳波計測に関わる出願の時期を示している。パナソニックの脳波計測に関わる出願開始の時期は早く、その後も継続して出願されている。同社は脳波由来の生体信号によるリハビリロボットについて他研究機関と共同で治験を行っている。 ■ 脳波計測に関わる特許の出願時期   2 帝人  帝人(帝人ファーマ)はイスラエルのモトリカ社が設計・製造する、脳波信号によるリハビリ用ロボットのプラットフォーム ReoGoを日本仕様にした上肢用ロボット型運動訓練装置 ReoGo-Jを2016年11月に販売開始した。ReoGoと下肢用のReoAmbulatorは、世界各国の病院・リハビリ施設で使用され実績がある。帝人は自社でも筋電仕様のリハビリ支援ロボットを販売するほか、繊維技術を活かしてセンサーと組み合わせるウエラブル型端末に関する特許出願を行っている。  帝人は中期経営計画2017~2019の中で、整形インプラントデバイス、機能性食品素材、デジタルヘルスケアとならんで、リハビリ支援ロボットを含む新規医療機器をヘルスケア事業領域の発展戦略プロジェクトと位置づけ力を入れている。発展戦略プロジェクトの売上高は順調に伸張しており、2025には1500億円程度を目指すとしている。 ■ 帝人のヘルスケア事業・発展戦略プロジェクト売上高 (出所:帝人) 3 CYBERDYNE  CYBERDYNEは生体信号(現在は主に筋電位)により駆動するリハビリ支援ロボットの国内での先駆者である。ロボットスーツ「HAL」は医療用として日本では脳卒中の医師主導治験が進行中であるほか、米国ではFDA承認を取得するなど各国で展開されている。また民間保険会社との特約や包括連携協定などを締結して用途を広げている。  上述した国の「ロボット介護機器開発・標準化事業」では衣服型HALの研究開発が補助対象として採択。同社は筋電位による駆動・制御系には豊富な技術的ノウハウを有し、脳波測定に関わる特許出願も行っている。新しい生体信号のインプットに関する技術展開が期待される。 ■  CYBERDYNEの売上高と損益 (出所:CYBERDYNE) 4 その他  国際電気通信基礎研究所はNTT(9432)、KDDI(9433)、ほか112社からの出資を受けた産官学連携型の株式会社組織の研究所。脳情報科学や知能ロボティクスなどの分野ではトップクラスの研究機関である。リハビリ支援ロボットについても民間との共同研究を進めており、脳波由来の信号による制御技術の進展に期待がかかる。  日本光電(6849)は脳波計に関する特許出願を早い時期に済ませた。現在国内で共同研究を行っているのは、脳の表面に生体親和性素材でできた電極シートを埋め込み、より微細な脳波変化を長期間測定して制御信号として用いる技術である。 (2018年10月24日)   (免責事項)本レポートは、レポート作成者が信頼できると判断した情報に基づき作成されていますが、レポート作成者及びその所属する組織等は、本レポートの記載内容が真実かつ正確であること、重要な事項の記載が欠けていないこと、将来予想が含まれる場合はそれが実現すること及び本レポートに記載された企業が発行する有価証券の価値を保証するものではありません。本レポートは、その使用目的を問わず、投資者の判断と責任において使用されるべきものであり、その使用結果について、レポート作成者及びその所属組織は何ら責任を負いません。また、本レポートはその作成時点における状況を前提としているものであって、その後の状況が変化することがあり、予告なく変更される場合があります。 正林国際特許商標事務所 (三浦毅司 takashi.miura@sho-pat.com 電話03-6895-4500)

IPリポート VOL.1【通信】 正林国際特許商標事務所

人工知能(AI)などの次世代ハイテクからバイオ・創薬、さらにはビジネスモデルそのものまで、強力な特許、知的財産(IP=Intellectual Property)戦略が企業の競争力を決定づける時代だ。株式市場でも、個別企業のIP戦略や特許件数などを投資判断の有用な材料の一つに位置づける動きが本格化している。正林国際特許商標事務所が提供するIPリポート「QuiP Insight」は、特許から将来の企業の姿を先読みし、企業評価への視点を紹介。IPの最新動向に詳しい知財アナリストと証券アナリストが共同で執筆し、専門的な内容を分かりやすく解説する。第1弾は、やりとりできるデータが飛躍的に増える次世代通信技術「5G」を取り上げる。 規格待ちで遅れる本格5Gの技術開発~競争は混沌、苦戦続く日本勢 知財アナリスト=鳥海 博、証券アナリスト=三浦毅司 企業評価への視点 サムスン電子の出願件数は冬季五輪でかさ上げされている。実際は規格待ちで、開発競争は混沌。4.5Gなら技術的には解決済みで2020年に商業利用で前倒しも可。ただ人口が多い主要国での本格展開は周波数帯の確定待ち。国どうしの安全保障の思惑もあり、本格5Gの特許出願順位は今後、劇的に変わる可能性 生産機能を持たないクアルコムの技術優位は後退。日本勢は苦戦が続く 第1章 5Gの現状 総務省が発表しているロードマップでは2020年にも実現が予定されている5G。ただ、特許情報から見る限り、実現当初は4Gの進化型であるeLTE(enhanced Long Term Evolution)が中心となり、限られた地域、場面での運用となるだろう。本格的な5G導入に向けたNew RAT(New Radio Access Technology=新無線インターフェース規格)をベースとする特許の出願は進んでおらず、本格導入は少なくとも数年先になるだろう。 技術開発の遅れは、もともと高度な開発であることに加え、導入の前倒しによる国際的な標準化作業が、追い付いていかない部分も大きい。規格が変われば大幅な仕様変更を余儀なくされるため、各社は、eLTE用の技術を5Gへ転用可能なように技術開発を進め、周波数帯、国際規格などの前提条件を待っている状態である。詳細な開発は、規格が決まってから一斉に始まるだろう。 冬季オリンピックの効果もあり韓国勢が現時点では優勢だが、国家プロジェクトとしてインフラ整備を進める中国勢の猛追、国家戦略を巻き込んだ欧米の巻き返しもありえる。一方、携帯端末の製造をやめた日本勢の技術開発は、通信キャリアとそのパートナーのみが担うこととなり、地盤沈下が否めない。 1 本格運用には技術的な壁が多い 5Gは、IoTを考慮した規格であるため、超高速・大容量通信(通信速度は現在の100倍、容量は1000倍)に加え、多数同時接続(一度に100万台以上)、超低遅延(1/1000秒以下)といった高度な技術要請に応えなければならない。 表1 スペックは大幅に向上 そのうち、現在の4Gの進化型であるeLTEは、使用する周波数帯が4Gと近いこともあって、さまざまな実証実験においても一定の成果を出している。2020年、あるいは2019年に前倒しで暫定的に商業利用を始めるとすれば、この4G進化型のeLTEで、となるだろう。 ただ、この場合、4Gの技術をそのまま利用するため、利用できる周波数帯など、新技術の導入が限られる。高速・大容量化、低遅延化などは実現できず、地域や場面がかなり限られた運用となろう。 一方、本格的な5Gの運用の前提となるNew RATの開発が進めば、5Gに要請される様々なメリットが現実のものとなる。ただ、5Gならではの通信能力を実現するためには、技術的にクリアしなければならない課題も多数ある。 表2 新しい技術開発が必要 (表1と表2の出所は総務省 情報通信審議会 次世代モバイル通信システムの技術的条件) 2 データ変換方式などの標準化に時間 我々が推定する5G分野の特許出願は、2014年から本格化した。現状、出願件数は、韓国のサムスン電子が圧倒している。ただ、内容は、具体化までに時間のかかるものが多く含まれ、技術的に先行しているとは言えない状況である(図1)。 一方、半導体設計開発の米クアルコムなど欧米勢は、これまで通信分野の特許をリードしてきたが、現時点の出願件数としては多いと言えない。しかし、欧米勢の出願件数は2015年から急速に増加している。また、4Gまでは少なかった中国勢の台頭も目覚しい。 通信技術は、国にとって最重要なインフラ技術の一つであり、昨今の保護主義の流れから言えば、国を挙げて自国の技術開発の支援に走るであろう。もっとも、このことは、国際的な標準化を遅らせる可能性を秘めている。例えば、符号方式の標準化において、米国は、低密度パリティ検査符号(LDPC: Low Density Parity Check Code)を提唱しているが、中国はPolar符号と呼ばれる別の方式を提唱しており、いまだに決着を見ていない。 図1 5Gの特許出願件数はサムスンが先行 図2 4Gと4.5Gは2015年がピークで米クアルコムが圧倒 (いずれもOrbitにより正林国際特許商標事務所が作成) 第2章 企業評価 1 クアルコムの特許優位は後退 5Gに係る特許は、いずれも開発に膨大な資金が必要であることから、各社とも焦点を絞りたいのが本音だ。特に、周波数帯、規格が異なれば、仕様は大幅に異なることから、各社とも規格の決定を待ってから技術開発を本格化させたいのが実情であろう。その結果、技術開発スケジュールは遅れ、New RATによる本格的な5Gの開始は、大幅に後ずれすると思われる。 国どうしの安全保障の思惑もあり、本格5Gの特許出願順位は今後劇的に変わる可能性がある。その中で注目すべきはクアルコムの順位低下だ。開発の中心は通信機器メーカー、キャリアになると思われ、生産機能を持たないクアルコムの地盤沈下は否めないだろう。 2 携帯端末製造をやめた日本勢は厳しい 4Gまではそれなりに外国に伍してきた日本勢だが、5Gに関する特許になると圧倒的に影が薄くなっているように見える。海外勢をみても、力のある通信機メーカーが、技術開発を主導する形になっており、残念ながら携帯端末の製造を取りやめた日本勢の特許出願は、海外勢と比較して、現時点において限定的なものとなっている。 (2018年10月1日) (免責事項)本レポートは、レポート作成者が信頼できると判断した情報に基づき作成されていますが、レポート作成者及びその所属する組織等は、本レポートの記載内容が真実かつ正確であること、重要な事項の記載が欠けていないこと、将来予想が含まれる場合はそれが実現すること及び本レポートに記載された企業が発行する有価証券の価値を保証するものではありません。本レポートは、その使用目的を問わず、投資者の判断と責任において使用されるべきものであり、その使用結果について、レポート作成者及びその所属組織は何ら責任を負いません。また、本レポートはその作成時点における状況を前提としているものであって、その後の状況が変化することがあり、予告なく変更される場合があります。 正林国際特許商標事務所 (三浦毅司 takashi.miura@sho-pat.com 電話03-6895-4500)

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