マイクロカメラユニット（MCU）の市場と技術
ユビキタスネットワーク社会に対応した画像ビジネスの機会
The Market for and Technology of Micro-Camera Units

星野康＊

Hoshino, Yasushi

The so-called ubiquitous network society is dawning a society in which mobile devices with imaging capabilities will be found virtually everywhere. These mobile devices will utilize built-in cameras that must be small,
low in power consumption, and high in image quality. Discussed here are micro-camera units developed tomeet these demands and to mine the extensive business opportunities that this new world will soon present.
その後 au 及び Docomo の本格参入により、日本でのカ１ はじめにメラ付き携帯電話の比率は、今年50％程度まで飛躍した。

近年のデジタル技術、ブロードバンドネットワーク技そして更に来年は 80％を越すと予想されている。

術の革新により、ユビキタスネットワーク社会の到来が世界市場からみた日本の携帯電話市場は 10％程度であ期待されている。このユビキタスネットワーク社会では、り、MCUの本格的市場拡大は欧米への普及によるところ携帯機器のマルチメディア対応が可能となり、ユーザーが大きい。来年から欧米市場には普及に弾みが付くと予は「いつでも、どこでも、誰とでも」情報を共有化できる想され、2005年には約2億個という、膨大なMCU市場がようになる。その情報の中でも、 特に画像情報の共有化期待されている。
Fig. １に、その市場予測を示す。

が期待されている。
携帯機器に内蔵される画像入力装置は、 小型、低消費電力が要求され、更に以下に述べる市場特性から、高信頼性、高生産性、コスト対応力が求められている。
コニカはこの市場要望に応えた、超小型カメラ（以下MCU）の開発に成功したので、ここに報告する。

４ MCU を支える技術
先に述べたMCUの市場要求を満足するためには、①センサー②画像処理③レンズの高度な技術融合が不可欠であり、また高生産性の実現の為に、独自の生産技術が必要となる。

２ 画像市場の変革
携帯電話に代表されるMCUの市場は、一見コニカに無縁のようであるが、旧来コニカが関わってきた画像市場

４．１

構造

４．１．１

センサー及び画像処理

センサーはハイニックスセミコンダクターとの共同開と密接な関係に有る。
ユーザーの画像の活用、楽しみ方が多様化、利便化する中で、紙に出力して楽しむ世界に、ディスプレーに出発により、C-MOS によるセンサー、DSP の一体型１チップセンサーを開発した。

力して楽しむ世界が追加され、その市場が、拡大、発展、変化していく過程の中で登場した市場と見る事が出来る。
事実、この市場変化予測の中から、MCU の開発がスタートした。

３

MCU の市場

PDA、ノート PC、車、ロボット等様々な市場があり、現実に実用化検討が進められている。その中で、2000 年
11 月 J-Phone から発売された SH-4 の発売を契機として、携帯電話における MCU 市場が急拡大している。
Fig.1 MCU Market Forecast （Ｗ／Ｗ）＊ OPT & EM カンパニー

オプト事業部

IC 事業ユニット

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C-MOS は CCD と比べると、感度（Ｓ / Ｎ比）がやや劣異型な形状でも、高精度に寸法管理が可能な当社のプるものの、低消費電力、１チップ化の実現等多くのメラスチック非球面レンズ技術を最大限生かし、レンズはリットを有する。また単一電源で駆動が可能なため、電ピントの無調整化を実現するため、チップ表面（DSP 部）源回りの外付け部品も少なく、１チップ化のメリットとに接する足部を有している。

合わせて、カメラモジュールの小型化に大きく寄与する。
現在、 1/5 インチ CIF、1/7 インチ CIF、1/4 インチ
VGA の３種類のラインナップを有しているが、ここでは1/4 インチ VGA（以下 HV7131GP）を中心に解説を行う。
HV7131GP は 2.8 Ｖ単一電源により駆動され、画像データとして、 デジタル Y U V が出力される。 消費電力はチップは鏡枠とIRカットフィルターが接着された前置絞りにより、シーリングされる事になる。
このように完成されたMC4VWHはわずか 0.5cc のサイズでカメラの基本機能を実現する。
カメラモジュール MC4VWH の外観を Fig. ３に、構造図を Fig. ４に示す。

15fps動作時に65 mWという低消費電力を実現している。
DSP は画像反転、電子ズーム等様々な機能を有し、ユー

Table1 MC4VWH Specification

ザーは I2C バス経由で制御することが可能である。 画像処理に関するパラメーター設定では、コニカの DSC で培ったノウハウをマスクデータとして埋め込んでいる。
またセンサーレイアウト、マイクロレンズのシフト量等光学系との最適マッチングが図られている。
HV7131GP のブロック図を Fig. ２に示す。
４．１．２

レンズ最大の特徴はレンズである。当社の圧倒的シェアを誇る光 デ ィ ス ク 用 ピ ッ ク ア ッ プ レ ン ズ の 高 精 度 プラス
ティック非球面技術をベースに、 小型、高性能を実現しつつ、後に述べるピントの無調整化を実現した。
構成は非球面レンズ２枚から成り、小型、高解像度、低歪を実現している。
カメラモジュール MC4VWH の主な仕様を Table １に示す。

Fig.2 HV7131GP Block Diagram

４．１．３

全体構造

完全自動組立を念頭に置き、極めて単純な構造となっている。
チップはベアの状態で基板に接合され、ワイヤーボンディングにより、電気的に接続されている。

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Fig.3 MC4VWH

４．２

生産技術

５．２

高画素化

完全自動組立を前提とした構造設計が行われた。部品

現在 VGA が主流であるが、来年は 1 Ｍ以上の画素のの挿入方向の統一、部品のチャッキングの配慮、回転止MCU が必要とされる。小型化の要求に対応するために、め、接着の方向等、 様々な自動組立のための工夫が設計

センサーサイズは 1/4 インチクラスが必要となるであろ段階で行われた。またセンサーはベアでハンドリングさう。これを実現するにはセンサーセルサイズは 3.2 μ mれるため、クリーン環境で組立が行われている。

前後にする必要がある。CCD 及び C-MOS メーカーが開４．２．１

発を進めているが、CCD は消費電力、C-MOS は感度実装技術

チップはウエハー供給を受け、ダイシング後、SMD の終了した６層基板に銀ペーストにより接合される。その後ワイヤーボンディングにより基板と電気的に接続される。

（Ｓ / Ｎ比）と、共に課題を抱えているが実現性は高いと考えている。
一方、レンズに関しては高解像度への対応から、レンズ枚数が３〜４枚必要となり、高精度なレンズユニット４．２．２

自動組立技術生産技術力が問われる事になるであろう。

全て、ロボットによる自動組立で行なう。この狙いは高精度と高生産性、品質の安定性の確保であり、当社が後に述べるように、この傾向は少なくとも2Ｍまでは続くと思われる。

独自に自動生産ラインを開発する必要があった。
チップの実装された基板に、鏡枠がセンサーに対し位５．３

高付加価値化置合わせされ、 接着される。その後上側一方向から、レすでにマクロ切替付きの携帯電話が 0 2 年９月に J -ンズ、バネ、前置絞り、IR カットフィルターがセットさPhone より発売された。今後は、ズーム、AF 等徐々に旧れ、接着によりシーリングがなされ、フードプレートを来のカメラの機能が付加されていく方向に進むと思われ張り付け完成する。

る。そのためにはマイクロアクチエータの開発が不可欠になるであろう。
また電気的にも、後段の処理回路の付加が求められて５ 今後の MCU５．１

きている。具体的には画像圧縮（J P E G ）、動画対応小型化（MPEG）、様々な I/F 対応（USB、UART 等）等の付加小型化の要求がますます厳しくなっている。特に高さである。

方向の要求が厳しく、センサーセルの縮小化に対応して、レンズの小型化（全長の短縮化）、高解像度化が大きな課

５．４大量生産題となってきている。ますますマイクロレンズとのマッ

Fig. ２に見たように、膨大な数量の生産が期待されてチングが重要になってくるであろう。今後はCIFで4mmいる。 高画素化が進む中で、レンズの必要枚数も増加し以下、VGA で 6mm 以下、1 Ｍクラスで 8mm 以下が要求ていく。 センサー供給もさる事ながら、レンズユニット条件となると予測している。

及びカメラモジュールを安定して大量に供給する生産体

平面方向の小型要求も次第に高まりつつある。これは、制の確立が急務である。

チップ実装方法の革新が必要になる。究極的にはチップサイズでの実装、すなわちフリップチップ実装が主流になると思われるが、 センサーチップのバンプ形成は、課題が多く存在する。

６ 最後に
２．画像市場の変革で解説したように、 画像市場は大きな変革次期を迎えている。入力装置１つを取って見ても、アナログカメラ、DSC、MCU と様々な機器が必要とされる。我々は高画素化の推移を Fig. ５のように考えている。DSC との１つの分岐点は 2 Ｍ前後と見ている。
今後はアナログカメラ、DSC、MCU の棲み分け、共存が重要なポイントになると思われる。また Fig. ６に示すように、ユビキタスネットワーク社会における画像ビジネスも様々なビジネスを生むと考えられる。幸にも、コニカはこの変革に対応できる技術と事業を保有している。
この変革を機会ととらえ、当社の画像ビジネスの飛躍の為に、カンパニー間の最大限のシナジーを発揮できればと考える。

Fig.4 MC4VW Configuration

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Fig.5 画素数の推移予測

Fig.6 画像ビジネスの機会●参考文献
１）「デジカメ機能」搭載モバイル機器の需要動向とセット・カメラモジュールの供給動向（株）ブレンチャイルド２）日経エレクトロニクス

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2002 10-7 号

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