選定取扱図書 N19294


2019 カメラモジュール徹底解説

 

 刊 行:2018年10月22日 
 体 裁:A5判、294頁(カラー188頁)、上質紙

 価 格:29,800円(税込)

 

 ※CD(PDFファイル)の販売も承ります。302頁(中表紙8頁が追加されています)
 価 格:30,000円(税込)
 ※本・CDを同時購入の場合は【セット価格:44,800円(税込)】となります。


  発行 共創企画

 

 

          カメラモジュールは、ノートPC、携帯電話、Smartphoneなど、モバイル機器用を中心に市場が拡大してきました。さらに、急激に進化するADAS、
        自動運転の実現における主要部品として数量が急増しています。自動運転は、急激にコストダウンが進んでいる再生可能EnergyによるEV普及促
        進も梃子になり、大いに加速されています。一方、ここ数年のDeep LearningなどAI (人工知能)の着実な進歩にともない、世界はIoT社会の本格化
        に向かって邁進しています。「眼の機能」はIoT環境でも非常に重要であり、カメラモジュールの果たす役割は大きく、より一層の市場規模増加が見
        込まれています。
          また、学習、訓練、旅行や現実的には不可能なことが疑似体験でき、人間の能力が効率的、短期的に向上できるとして待望されていたVR機器が、
        2016年頃から続々登場しました。たとえばVR(Virtual Reality) Game機「PlayStation® VR」であり、SmartphoneをVR用のHMD(Head Mount Display)
        にする Adaptorなどです。そのため2016年は「VR元年」と言われ、VR/AR (Augmented Reality:拡張現実、車載HUDもこのジャンル) / MR (Mixed
        Reality)などの仮想現実技術が、今後さまざまな業種に恩恵を与えると期待されています。これらの機器でも、3D Gesture、3D Mapping作成用など、
        カメラモジュールの果たす役割は大きく、2020年以降、非常に大きな市場規模になることが予測されています。
          カメラモジュール市場を牽引してきたSmartphoneは世界中に行き渡り、その市場規模はここ2、3年飽和しつつあります。とはいえ、カメラモジュー
        ルには小型化、低背化はもちろん、高速オートフォーカス、光学ズーム、OIS(光学手ブレ補正システム)などの多機能化、さらに数量増が見込める
        Dual Camera、Triple CameraによるComputational Photography技術確立、AI機能の搭載などにより、一眼レフを超える高品位・高画質化が実現さ
        れ、「本格的カメラ」としての期待が大いに高まっています。そのため、Smartphone市場向けのカメラモジュールは、今後も継続した数量増が期待さ
        れています。
          このように、カメラモジュールはAI技術で知能が高まるさまざまな製品で重要な役割を果たし、多くのセンサの中、その地位を不動なものにしつつ
        あります。それは、眼の誕生が脳の機能の発達を促したことにより、生物の多様化が一気に進んだ「カンブリア爆発」を彷彿とさせます。「カメラモジ
        ュールという眼の機能」が「脳の機能であるAI」の高度化を促進し、技術・製品の高度化、多様化が一気に進む、「現在版カンブリア爆発」が近い将来
        起きるかもしれません。それを実現するためには、膨大な数量のカメラを、高品質、廉価、そして円滑に供給できる体制の確立が必須です。その要
        求を満たせるものとしては、WLO(Wafer Level Optics)リフローカメラモジュール(WLCM: Wafer Level Camera Module)があります。組立技術に依存し
        ないWLCMの最大の利点は、従来のカメラモジュールでは絶対不可能だった超小型品(たとえば0.5 x 0.5mm)が具現できることです。サイズの束縛か
        ら解放されることにより、いままで考えられなかったApplicationが登場するかもしれません。
          本書では、大きく変わりつつあるカメラモジュールを取り巻く市場環境や、それに対応する事業戦略、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。
                                                                                    2018年 10月       著者

 

 

著者 

中條 博則
  共創企画 代表 

 

◆第一章◆ 市場動向

 1.Smartphoneが加速した自動運転実現への路
  1-1 2017年「革新的AI技術」により自動運転市販車登場
  1-1 : 2017年登場した世界初「条件付き」自動運転車は「本物」か?
  1-2 : Smartphone、その源流と事業成功への3つのKey Words
   1-2-1 : Concept倒れに終わったiPhoneの源流「Apple Newton」
   1-2-2 : 1つ目のKey Word「独自インフラ」構築
   1-2-3 : 2つ目のKey Word「Localize Free」実現
   1-2-4 : 3つ目のKey Word「Interaction Design」確立
    1-2-4-1 : Interactive Design無理解、衰退した日本TV業界
  1-3 : Appleが構築した独自Cloud Computing環境に倣った競合
   1-3-1 : 2010年代 IoTを活性化させた「IP v6」
  1-4 : 巨大Serverの活路をInfotainment市場に求めたApple、Google
   1-4-1 : 証明された「想定外」IVI経由のハッキング
   1-4-2 : 独自のInfotainmentを推進する自動車業界
   1-4-3 : Apple、Google車載市場参参入の真の狙い
   1-4-4 : 自動運転に向け5Gの運用早まる、Data Center光通信技術採用加速
  1-5 : AI技術
   1-5-1 : 急激な「Deep Learning」の進化
   1-5-2 :大手IT企業など、AI技術の普及促進を目指す「Partnership on AI」設立
 2.激化する自動運転開発競争、そしてIoTへ
  2-1 : ADAS普及を加速した「2010国連国際交通安全宣言」
  2-2 : 交通事故低減、日本の取組み
  2-3 : 1G Telematicsでは最先端、日本の取組み
   2-3-1 : Galapagos化に一直線、ITS Connect
  2-4 : ASV構想停滞、欧米安全立法促進で車載カメラ標準搭載加速
  2-5 : 進化するADAS、自動運転で主役となるカメラ機能
   2-5-1 : Sensor Fusionが進むADAS、Frugal Innovationが鍵
   2-5-2 : ADAS用カメラシステムではDe factoの「Mobileye」だが・・・
  2-6 : 自動運転技術開発を加速する欧州勢
   2-6-1 : SAE方式に統一、自動運転の分類と関連国際法の動向
   2-6-2 : ウィーン道路交通条約加盟国、SAE Level 3、4の公道走行が可能に
    2-6-2-1 : 脅威!国際道路交通安全条約の縛りがない中国の動向
   2-6-3 : 「対話可能」な自動車実現、4D -Interactionの本命登場
   2-6-4 : 「走るSmartphone」を具現するTesla
    2-6-4-1 : Mobileyeと決別、新ステージに突入したTesla
    2-6-4-2 : Teslaが構築、進化し続ける自動運転技術「Fleet Learning」
    2-6-4-3 : Intel、Mobileye買収、自動運転市場に本格参入
   2-6-5 : 激化するOver「SAE Level 3」自動運転システム覇権争い
   2-6-6 : 2017年は自動運転「元年」、ただしそれは「諦めが早い」もの
    2-6-6-1 : SAE Level 3運転技能認証制度導入必要性
   2-6-7 : 自動運転の世界標準を目指すBaidu『Project Apollo』
 3.EV化の目的はEnergy Internet構築
  3-1 : EV化加速は限界費用0に向かう再エネの有効活用
   3-1-1 : 石油メジャーも参画、大米大手350kW高速充電規格でEV化促進
    3-1-1-1 : 世界の急速充電規格と比較
    3-1-1-2 : 350kW高速充電は時期尚早で危険を伴うのか
    3-1-1-3 :「諸刃の剣」出遅れCHAdeMOとの高速充電共同開発
    3-1-1-4 : EV普及に必須、Batteryの潤沢な供給
  3-2 : 火力、原子力発電より、すでに廉価なEUの再エネ
   3-2-1 : Teslaが進める究極のEco System
  3-3 : IoTは、通信、移動・物流、エネルギーInternet上に成立するもの
  3-4 : IoTの進化はカメラとAIが織りなす現代版「カンブリア爆発」である

◆第二章◆ カメラ機能のTrend

 1.カメラ/イメージセンサの市場動向
  1-1 :カメラ機能が必要な製品
   1-1-1 : 各種製品用Image Sensor市場動向(数量&金額)
 2.Smartphone用カメラのTrend
  2-1: Smartphone / 搭載カメラの市場動向
  2-1-1 : 2014年の中国市場での低迷がその後に影響したSamsung電子
  2-1-2 : わずか2ヶ月でSmartphone量産!QRDの威力
  2-1-3 : 2013-2015年、急激に薄型化が進んだSmartphone
   2-1-3-1 : 薄型Smartphone構造設計基準「iPhone 4」
   2-1-3-2 : iPhone 5から採用されたIn-Cell Touch Panel
    2-1-3-3 :「切断技術確立」、薄型Gorilla® Glass iPhone 5sに採用
    2-1-3-4 : Gorilla® Glass、自動車でも採用
  2-2 : Smartphone用カメラの技術・市場動向
   2-2-1 :「搭載された」C1G~C2G、「Compact DSC代替と認知」C3G
    2-2-1-1 : AFの高速化、OIS搭載でDSC並の機能・性能を確保
    2-2-1-2 : 高速・高機能AF技術により進むDSC機能の本格化
    2-2-1-3 : C3Gで必須に、カメラモジュールの低背化技術
     2-2-1-3-1 : 低背化とは、光学サイズの定義
     2-2-1-3-2 : カメラモジュールの低背化度合い「Height Rate」
     2-2-1-3-3 : カメラモジュールの低背設計手法
   2-2-2 :「一眼レフキャッチアップを目指す」C4G
    2-2-2-1 : 一眼レフ並の高画質「Dual Camera」急増
    2-2-2-2 : Dual仕様Front Cameraにも展開、究極の4 Camera登場
   2-2-3 :「Triple Camera、AI搭載で一眼レフ淘汰を目指す」C5G
  2-3 : カメラモジュールメーカーの競合状況
 3.車載用カメラなどの動向
  3-1 : 自動車安全立法、ADAS普遍化により急拡大する車載カメラ市場
   3-1-1 : 車載カメラの製品分類・市場動向(e-mirror解禁)
   3-1-2 : 主な車載カメラの搭載箇所と課題
   3-1-3 : Viewingカメラの市場動向とSupply Chain
   3-1-4 : Sensingカメラの市場動向とSupply Chain
  3-2 : 車載カメラ用Lensに要求される特性
  3-3 : FIR(遠赤外線)カメラの概要およびコストダウン技術
   3-3-1 : FIRカメラの市場動向
   3-3-2 : FIRカメラ用Lensの種類と特徴
   3-3-3 : Si WLOを採用、FIRカメラのコストダウン手法
  3-4 : AR/ VR/ MR機器でも存在感を示すカメラ機能
   3-4-1 : AR/ VR/ MR技術が期待される分野と用途
   3-4-2 : HMD/Smart Glassに搭載されるカメラの仕様

 4.リフローカメラモジュール
  4-1 : リフロー実装技術の歴史
  4-2 : リフロー化の難易度を押し上げたRoHS指令
  4-3 : リフローカメラモジュールの分類
  4-4 : リフローカメラモジュールの特長
   4-4-1 : TSV技術により実現したCSP仕様Image Sensor
   4-4-2 : 各種リフローカメラモジュールの製造フロー
   4-4-3 : 既存製法とリフロー仕様カメラモジュール比較
  4-5 : Casting WLO製造装置
  4-6 : S-WLCMの市場動向と可能性
   4-6-1 : 現在入手可能なS-WLCM
   4-6-2 : サイズ無制約の特長を生かした超小型カメラモジュール
   4-6-3 : 複数のS-WLCMで構築する広角システムのアイデア
   4-6-4 : 複数のS-WLCMで構築する多機能モジュールのアイデア
   4-6-5 : ZDを目指すBackup機能付きe-mirrorシステム

 5.Displayとカメラ画素数の相関

  5-1 : 撮像用カメラの画素数に影響するDisplayの動向
   5-1-1 : Display Size / 画像Format / 解像度の関係
   5-1-2 : Display解像度の適正・過剰を判定する「視力」の基礎知識
   5-1-3 : 製品別適正解像度(視認距離3cm ~ over 100m Display)
  5-2 : AMOLEDの技術・市場動向
   5-2-1 : 看過されたSmartphoneへのAMOLED本格採用の兆し
   5-2-2 : AMOLEDの市場動向、Keyとなる製造装置
   5-2-3 : AMOLED、車載用展開の可能性
   5-2-4 : 蒸着方式の「空白地帯」を埋める印刷方式AMOLED
  5-3 : Image Sensorとの共通技術への回帰、Post AMQLEDの動向

◆第三章◆ 設計・製造の工夫
 
 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カメラモジュール
  1-2 カメラモジュールのコスト、品質、性能に影響する電気部品
  1-3 市場規模拡大に貢献した『正方形』カメラモジュール
  1-4 カメラモジュールの製造フロー
  1-5 効率的短納期開発を実現するVRP設計手法
 2.接着の基礎知識
  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
 3.Dust不良撲滅方法と洗浄技術
  3-1 : Dust不良を撲滅する1つ目の工夫「持ち込まない」
  3-2 : Dust不良を撲滅する2つ目の工夫「出さない」
  3-3 : Dust不良を撲滅する3つ目の工夫「持ち出さない」
  3-4 : Dust不良を撲滅する「最後の砦」洗浄技術
   3-4-1 : 湿式洗浄の理論
   3-4-2 : 洗浄品質向上の鍵は「あわてない事」
 4.製造設備の種類と選定
  4-1 COB(Chip On Board)
  4-2 SMT(Surface Mount Technology)
 5.完成品検査(FAT)概要
  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

◆第四章◆ キーパーツの技術動向
 
 1.Image Sensorの技術動向
  1-1 : CCDとCMOS、2種類の Image Sensorの動作原理と特徴
  1-2 : Image Sensorの市場動向
   1-2-1 : Smartphone用CMOS Image Sensorの市場動向
   1-2-2 : 車載用Image Sensorの市場動向
  1-3 : Smartphoneの薄型化に貢献、高CRA対応Image Sensor技術
   1-3-1 :「色シェーディング」抑制、高CRA対応IRCF
   1-3-2 :「BSI」 Image Sensor、車載用/ IoTでも高感度で採用
   1-3-3 : 車載用/ IoTでも感度向上に寄与、素子分離型構造Image Sensor
   1-3-4 : 1000fps、超高速3層積層Image Sensor
  1-4 : CMOS Image SensorのCell Size 微細化Trend
   1-4-1 : あまり大きくない「Big Cell」への回帰、高画質追求
   1-4-2 : ついに登場0.9mm、0.8mm Cellは「Binning」が主機能
   1-4-3 : NIR感度Upに効果、SWS構造「Black Silicon」
  1-5 : 車載用Image Sensor主要機能
   1-5-1 :即時性が重要、Sensing Camera用HDR機能
   1-5-2 : Global Shutter / LiDARには必須
   1-5-3 : 多画素化始まる、7.42MP/ Binning機能搭載Image Sensor
   1-5-4 : 車載カメラに必須、LEDフリッカ抑制機能
   1-5-5 : 夜間歩行者検出用でDe factoに、「超高感度」Image Sensor
  1-6 : FIR(遠赤外線) Image Sensor
  1-7 : 特殊構造のImage Sensor
   1-7-1 : Color Filter不要、垂直色分離型Image Sensor
  1-8 : 次世代Image Sensor
   1-8-1 : 量産せず「進化・変化」する有機CMOS Image Sensor
   1-8-2 : AppleがM&A、QD Image Sensor Startup
   1-8-3 : それらはDisplayとの共通技術への回帰
  1-9 : Lens-lessカメラ
 2.Lens設計の基礎
  2-1 : Lensの性能を決める収差の種類と今も生きる「基本設計」
  2-2 : Lens材料とその特徴
  2-3 : 熱可塑性樹脂Lens設計上の注意
  2-4 : 熱可塑性樹脂Lens製造プロセス
  2-5 : 特定メーカーの強さが際立つSmartphone用Lens
  2-6 : Lens要求仕様作成上の注意
  2-7 : Lensの諸特性
   2-7-1 : Image SensorとカメラモジュールのMTF
  2-8 : Lensが解像可能なCell Size限界
 3.耐熱Lensの分類・製法・特徴
  3-1 : 耐熱Lensの分類と概要
  3-2 : 各種耐熱Lensの製法と特徴
   3-2-1 : 移動金型式GMOの製法と特徴
   3-2-2 : Injection Mold熱硬化性樹脂Lensの製法と特徴
   3-2-3 : Hybrid Lensの製法と特徴
   3-2-4 : Casting WLOの製法と特徴
    3-2-4-1 : Casting WLOの金型製法、他方式との比較
  3-3 : Hybrid WLOとCasting WLO製造装置比較
  3-4 : WLOの非球面測定法
  3-5 : 複屈折が解像度に与える影響、各種Lensの複屈折の実力
  3-6 : 各種Lensの材料費比較
  3-7 : 各種Lensの設備投資額比較
  3-8 : 各種耐熱性樹脂の特性
   3-8-1 : 耐熱性樹脂の光学特性
   3-8-2 : Monolithic樹脂/ Casting WLO現物と設計値との誤差
   3-9 : 超短Puslse Laser DicerによるWLO個片化技術
   3-9-1 : Hybrid WLO個片化技術の問題点
   3-9-2 : 非熱加工可能、超短Pulse Laser Dicer(旧ミシガン特許)
 4.PCB技術・課題
  4-1 : 小型化、低背化、放熱、高速化など、重要な役割を果たすPCB
  4-2 : カメラモジュールの小型化に貢献した部品内蔵基板
   4-2-1 : 部品内蔵基板の分類と開発品事例


                  

 

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