選定取扱図書 N16306


2016 
カメラモジュール徹底解説


SmartphoneからADAS、自動運転へそしてその流れはIoTへと、市場は大きく変化して
います。市場の変化とこれら変化がカメラ機能に与える影響を徹底解説します。また、
これらの変化に対応する上で重要となるColor Barrier Freeにも簡単に触れます。

 

 刊行日:2016年3月31日 
 体 裁:A5判、306頁(カラー107頁)、上質紙 

 価 格:24,800円(税込)

 

  発行 共創企画

 

 

 カメラモジュールは、ノートPCや携帯電話、さらにはSmartphoneといったモバイル機器から車載用やセ
キュリティ用途までその搭載が急速に進んでいます。カメラモジュールには、小型化や低背化はもちろん
のこと、高画質化とカメラ機能の高性能化、オートフォーカスや光学ズーム、手ブレ補正などの多機能化、
さらには、高速化などが求められています。このため、Image Sensorやカメラモジュールの設計・製造は、
ますます高度なものとなっています。とくにSmartphone向けでは、カスタマイズ化による少量多品種生産
に伴い、レンズをはじめとする部品の低コスト化が不可欠で、カメラモジュールの標準化も必要となってい
ます。
 また、Smartphoneの低背化の進展にともない超薄型Lensが実現可能なCasting WLOの話題性が高まっ
ています。Casting WLOはリフローカメラモジュール用として開発されたものですが、その耐熱性の高さか
ら車載用のLensとしても期待が高まっています。

 さらにADAS、自動運転、そしてその先のIoT本格化に向けた流れが活性化しており、それらの機器では
「眼の機能」としてのカメラモジュールの役割がますます高まり、巨大な市場の形成が期待されています。

こうしたカメラモジュールにおける現状と動向、市場動向、事業戦略、設計技術、製造技術、部品の技術
動向などについて、徹底解説しました。

                                                中條博則

 

 

著者 

中條 博則
  共創企画 代表 

 

【第1章・市場のTrend変化】

1 車載OS市場に進出、IT企業の狙い

 1.1 Smartphoneの源流「Apple・Newton」
  1.1.1 onathan Iveが確立したInteraction Design
  1.1.2 3次元空間での「Interface」と「Interaction」の事例
 1.2 Smartphoneが確立したCloud Computing環境
 1.3 巨大Serverを背景にInfortainment市場に突如参入したIT企業
 1.4 車載市場に参入したIT企業、その真の狙いとは


2 加速する自動運転技術そしてIoTへ

 2.1 日本の交通事故低減への取り組み(Roundaboutの導入など)
 2.2 自動車の安全性向上への取り組み
 2.3 インフラ協調に執着した安全性を高める取り組みの危うさ
 2.4 ADASの普遍化により現実味を増す自動運転
 2.5 自動運転の分類と関連国際法
  2.5.1 自動運転者はどのLevelまで必要か(4次元のInteractionとは?)
 2.6 Level3先取り、走る「Smartphone」/ Tesla “Model “
 2.7 「もう一つのITの雄」Appleの自動運転への取り組み -
 2.8 そして全ての「もの」はCloudにつながる


3 Smartphoneの最新Trend

 3.1 堅調な規模拡大が続くSmartphone市場
 3.2 Smartphone市場で存在感を増す中国メーカー
  3.2.1 Smartphoneが僅か2か月で量産できるReference Program
  3.2.2 超廉価、$25 Smartphoneの存在意義
 3.3 超薄型化がさらに進むSmartphone
  3.3.1 薄型Smartphoneの構造設計ReferenceとなったiPhone 4
  3.3.2 Full Flat Smartphoneの薄型設計事例
  3.3.3 Full Flat設計でも5mm以下の薄型Smartphone実現は可能
  3.3.4 タッチパネル付Displayの薄型化を実現する最新技術
  3.3.5 薄型Gorilla Glassの高歩留まり切断技術
 3.3.6 Sapphire Glass切断にも応用可能な超短Pulse Laser Dicer


【第2章・カメラ機能のTrend】

1 Smartphone用カメラのTrend

 1.1 多画素化が進むFront/ Rear Camera
  1.1.1 中国発、世界に広がるover 5MP Front Camera
  1.1.2 Rear Cameraの画素数に影響するApplication ProcessorのTrend
  1.1.3 カメラモジュールメーカーの競合状況
 1.2 多機能化が進むRear Camera
  1.2.1 銀塩カメラ、Compact DSCが受けた「Magic Number」の衝撃
  1.2.2 AFは必須、OISの搭載も急激に高まるRear Camera
  1.2.3 AFの高速化技術採用が進むRear Camera
  1.2.4 高度な画像後処理が可能なDualカメラ搭載数の急増
  1.2.5 AppleのDualカメラの最終目標はDSLRの置き換えか?
 1.3 低背化が急激に進むRear Camera
  1.3.1 光学サイズを使ったカメラモジュールの『低背化指標: H/R』
 1.4 カメラモジュールの超低背設計手法
  1.4.1 AFカメラモジュールの超低背設計手法
  1.4.2 FFカメラモジュールの超低背・超小型設計手法
  1.4.3 超低背カメラモジュールに最適な薄型高CRA対応IRCF


2 車載カメラなどの動向

 2.1 カメラ機能が効力を発揮する製品の数々
  2.1.1 各種製品用カメラモジュール/ Image Sensorの市場動向
 2.2 Cloud Computing環境内のPC系カメラモジュール
 2.3 自動運転実現に向け搭載が進む車載カメラ
 2.4 車載カメラに必要とされる仕様
  2.4.1 車載カメラの小型化技術
      ・  Image SensorのCell縮小、感度向上が実現する小型車載カメラ
      ・ 積層型CMOS Image Sensorが実現する小型車載カメラ
      ・ 部品内蔵基板により実現する小型車載カメラ
      ・ リフロー化により実現する小型車載カメラ
      ・ リフローカメラモジュール複数個使用による広角機能
      ・ リフローカメラモジュール複数個使用による多機能化
 2.5 車載カメラが設置される個所と注意点
  2.5.1 ナノインプリントによる反射防止構造「SWS」
 2.6 FIR(遠赤外線)カメラの概要およびコストダウン技術
  2.6.1 FIRカメラの市場動向
  2.6.2 FIR用Lensの種類と特徴
  2.6.3 FIRカメラのドラスティックなコストダウン手法


3 Displayとカメラ画素数の関係

 3.1 カメラの画素数に影響するDisplay画素数の動向
  3.1.1 Display解像度の適否を判定する“視力”の基礎知識
  3.1.2 視認距離により異なる適正解像度


【第3章・設計・製造の工夫/既存製法編】

1 設計に必要な基礎知識

 1.1 多岐に渡る製造技術が必要な既存製法カメラモジュール
 1.2 カメラモジュールの差別化を実現する「部品鑑定士」のスキル
 1.3 カメラモジュール設計上重要な心得
 1.4 『正方形』が創出した現行カメラモジュールの開発フロー
 1.5 既存製法カメラモジュールの製造フロー
 1.6 既存製法カメラモジュールの開発期間短縮手法
  1.6.1 機構部品の試作期間短縮手法
 1.7 効率的短納期開発を実現するVRP設計手法


2 接着技術の基礎知識

 2.1 接着の原理
 2.2 さまざまな接着方法
 2.3 品質向上に直結する接着剤の保管方法
 2.4 カメラモジュールに使用される接着剤
 2.5 接着の良否判定方法


3 Dustの要因と洗浄技術

 3.1 不良要因となるDustの種類
 3.2 設計・製造技術の工夫で可能なDust不良低減
 3.3 製造現場のDust不良低減施策
 3.4 IRCFを有効活用したDust Proof 構造
 3.5 高品質を実現する洗浄技術
  3.5.1 湿式洗浄の理論
  3.5.2 湿式以外の洗浄方式


4 的確な製造設備選定

 4.1 COB : Chip On Board
 4.2 SMT : Surface Mount Technology


5 完成品検査(FAT)の内容

 5.1 FATの概要
 5.2 各検査工程の内容
 5.3 FAT関連基礎知識


6 多機能カメラモジュール

 6.1 さまざまなAuto Focus用Actuator機構
 6.2 手ブレ補正機能
 6.3 Optical Zoom機構
 6.4 耐熱性のあるActuatorに関して
  6.4.1 リフロー対応Mechanical Actuatorの考察


【第4章・設計・製造の工夫/リフロー編】

1 リフロー化の動向

 1.1 リフロー実装技術の歴史
  1.1.1 リフロー化の難易度を押し上げたRoHS指令
 1.2 携帯電話用キーパーツのリフロー化Trend
 1.3 リフローカメラモジュールの分類
  1.3.1 TSV技術確立により実現したCSP仕様のImage Sensor
  1.3.2 リフローカメラモジュールの製造フロー
 1.4 既存製法とリフローカメラモジュールの比較


2 耐熱Lensの分類と特徴

 2.1 耐熱Lensの分類
 2.2 各種耐熱Lensの製法と特徴
  2.2.1 移動金型式GMOの製法と特徴
  2.2.2 Injection Mold方式熱硬化性樹脂Lensの製法と特徴
  2.2.3 Hybrid Lensの製法と特徴
  2.2.4 「超々薄型化」が可能なCasting WLOの製法と特徴
     ・ Casting WLOの金型製法の特徴と他社比較
  2.2.5 Hybrid WLOとCasting WLOメーカーの導入装置
 2.3 WLOの非球面測定法
 2.4 複屈折が解像度に与える影響とリフローLensの複屈折の実力


3 Lens設備&コスト比較

 3.1 各種Lensの材料費比較
 3.2 各種Lensの設備投資額比較
 3.3 熱可塑性樹脂Lensコストを凌駕するCasting WLO
 3.4 各種LensのBench Marking


4 Monolithic樹脂の特徴

 4.1 Monolithic樹脂の耐熱特性
 4.2 Monolithic樹脂の光学特性
 4.3 Monolithic樹脂を使用したCasting Lensの設計値との誤差


5 S-WLCM製造装置

 5.1 Disc Master製造装置・Casting Lens成型装置
 5.2 超短Pulse Laser Dicerによる高品位WLO個片化技術
  5.2.1 Hybrid WLO個片化技術の問題点
  5.2.2 非熱加工を実現する超短Pulse Laser Dicer
 5.3 S-WLCM組立装置


【第5章・キーパーツの技術動向】

1 キーパーツの意味合い


2 Image Sensorの技術動向

 2.1 CMOS Image SensorとCMOS Image Sensorの特徴
 2.2 Image Sensorの市場動向
  2.2.1 Smartphone用CMOS Image Sensorの市場動向
  2.2.2 車載用Image Sensorの市場動向
 2.3 車載用に応用可能、Smartphone用カメラモジュールの低背化技術
  2.3.1 車載用でも感度向上に有効なBSI Image Sensor
  2.3.2 車載用でさらなる感度向上に寄与する素子分離型Image Sensor
 2.4 Smartphone用カメラモジュール低背化技術
 2.5 Smartphone用CMOS Image SensorのCell Size 微細化Trend
 2.6 車載カメラに必要なImage Sensorの機能
  2.6.1 HDR(High Dynamic Range)
  2.6.2 Global Shutter
  2.6.3 LEDフリッカ抑制
  2.6.4 昼夜兼用「高感度カメラ」、「RGB + IRカメラ」
 2.7 FIR(遠赤外線) Image Sensor
 2.8 特殊構造のImage Sensor
  2.8.1 シリコンフォトダイオードによる垂直色分離型Image Sensor
  2.8.2 有機CMOS Image Sensor
  2.8.3 究極の超小型Lens Less Image Sensorの概要


3 Lens設計の基礎

 3.1 Lensの性能に影響を与える収差の種類
 3.2 Lens材料の種類と特徴
 3.3. 熱可塑性樹脂Lens設計上の配慮
 3.4 熱可塑性樹脂Lensの製造プロセス
 3.5 Smartphone用Lensメーカーのシェア推移
 3.6 Lens選択のポイント
 3.7 微細Cell SizeのImage Sensor用Lens設計のあり方
  3.7.1 Image SensorとカメラモジュールのMTF
 3.8 Lensが解像可能なCellの微細限界


4 PCB/ FPC技術

 4.1 カメラモジュールの小型化を実現する部品内蔵基板の動向
  4.1.1 部品内蔵基板の分類と開発品事例
 4.2 PCBの基礎知識
 4.3 接続で重要な役割を果たすFPC


【第6章・世界中の誰もが分かる配色 / Color Barrier Free】

1 : Color Barrier Freeとは(色弱者への配慮の重要性)
2 : あまり知られていない多様な色覚特性
3 : 交通信号のColor Barrier Freeの重要性
[ 参考資料・参考情報 ]


 

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