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小型・低消費電力 VGA 1/4インチ型CMOSカラーイメージセンサ
新 製 品 小型・低消費電力 VGA 1/4インチ型CMOSカラーイメージセンサ MB86S01 感光部に高感度・低雑音フォトセンサ構造を採用した35万画素 （VGA）のデジタル出力CMOSカラーイメージセンサです。カラープ ロセッサ（MB86571）と組み合わせて，さまざまなニーズに適した カメラシステムが小型かつ低消費電力で構成できます。 概 要 当社は，デジタルカメラや携帯端末機器用カメラとして，35万画 素 1/4インチ型CMOSカラーイメージセンサ「MB86S01」を開発し ました。現在CMOSセンサは，小型デジタルカメラやノートPCカメラ などに使われています。今後急成長が見込まれており，CMOSセ ンサのアドバンテージである低消費電力化・小型化の要求がますま す高まっています。 MB86S01は，アナログ回路とADコンバータの最適化設計により， VGAのCMOSセンサとしては業界最高水準の低消費電力を実現 写真１ 外観 しています。パワーセーブモードとパワーダウン機能を使用すること により，さらなる低消費電力化も可能です。 また，CMOSテクノロジに独自の改良を施したプロセス技術によ り，受光部の小型化（光学系の1/4インチ化）と高画質化を実現 しました。光学シミュレータによるオンチップマイクロレンズの最適化 で，感度の向上も実現しています。 イメージセンサの開発と同時に，小型レンズが一体となったパッ ケージを新たに開発しました。高解像度の小型プラスチックレンズ （2枚構成）を使用し，VGAセンサ搭載のパッケージでは世界最 小サイズ（10mm×10mm×10mm）を実現しています。このパ ッケージを採用することで，お客様のアプリケーションをさらに小型 化することが可能になります。また，汎用性の高い40ピンのLCC （レンズ無し，12mm×12mm×1.5mm）パッケージもご用意して います。 本製品は1/4インチの小型サイズでありながら，小型デジタルカメ 写真２ 撮像例 ラやPDA（携帯情報端末）等にとって重要な，低消費電力化と 高画質化を実現しました。21世紀の小型画像入力装置として，幅 広い用途に使用できます。 14 FIND Vol.18 No.6 2000 MB86S01 特 長 今後の展開 業界最薄である高さ10mmの超薄型化を実現 本稿では35万画素のCMOSセンサをご紹介しました。今後はお 薄くて高性能なレンズと新規設計のパッケージとの組合せにより， 客様のご要望にお応えするため，さらなる低消費電力化・小型 VGAセンサ搭載のパッケージでは世界最小サイズを実現しました。 化・高画質化を実現する製品を開発・ご提供していきます。 ■ 高さはわずか10mmと超薄型であり，アプリケーションの薄型化に 貢献します。 携帯端末機器にも適した低消費電力設計 アナログ回路とADコンバータの最適化により，VGAのCMOSセ 図１ パワーセーブモード時の消費電力 ンサとしては業界最高水準の低消費電力を実現しています。 可変フレームレート（間欠出力モード） 60 30 F/s 連続出力時 パワーセーブモードは映像を間欠的に出力するモードです。リア 50 ルタイムの映像が不要のときは，このモ−ドを選択するとカメラモジ 図１に消費電力と出力間隔との関係を示します。 タイミングジェネレータ内蔵 本ICは，内部信号と同期信号の生成回路を内蔵しています。 クロック入力のみでタイミングが取れるので，外部に他のタイミング発 消費電力（mW） ュールの消費電力を大幅に低減することができます。 40 30 20 生回路は不要です。 10 主な仕様 パワーセーブモード 0 0 33 100 200 表１に主な仕様，表２にパッケージ仕様を示します。 300 400 500 600 出力間隔（ms） 回路構成 表１ 主な仕様 図２に端子配列図，図３にブロック図を示します。 項 目 仕 様 本製品は，以下の機能ブロックで構成されています。 光学系サイズ １/４インチ型 FPA（Focal Plane Array） 総画素数 ６９３ （Ｈ）×５１３ （Ｖ） 独自の改良を施したプロセス技術により，高感度化と高画質化 有効画素数 ６４５ （Ｈ）×４８５ （Ｖ） ピクセルサイズ ５． ５μm角（正方格子） を実現したピクセルアレイです。 FPN（Fixed Pattern Noise：固定パターンノイズ）低減回路 カラーフィルタ ＲＧＢ市松配列 ピクセルから2回サンプリングを行い，各ピクセルごとにばらついて 内蔵回路 ＦＰＮ低減回路，ＰＧＡ，ブラッククランプ回路 ８ビットＡＤコンバータ，タイミング発生回路 電源電圧 ２． ７∼３． ３Ｖ PGA（Programmable Gain Amplifier：可変ゲインアンプ） 消費電力 ５０ｍＷ 0dB∼24dBまで，3dBおきに９段階にゲインを変えることができま マスタクロック ２７ＭＨｚ デジタル入出力 ＣＭＯＳレベル ブラッククランプ回路 レジスタ制御 ３線シリアルインタフェース ICの温度変動に対して，ブラックレベルを常に一定に保つ回路で 付加機能 走査方向可変機能（ミラー反転，上下反転機能） いるノイズを取り除くことで，画面上に見られる固定パターンノイズを 圧縮する回路です。 す。これにより，微妙な明るさの変化にも対応が可能になります。 す。ブラックレベルはDAコンバータを通して外部からも設定できます。 ８ビットADコンバータ 高 速 C M O Sプロセス技 術を使 用した高 速 （ピクセルレート 表２ パッケージ仕様 項 目 レンズ一体型４０ピンＬＣＣパッケージ ４０ピンＬＣＣパッケージ 13.5MHz）ADコンバータで，回路の最適化により低消費電力で Ｉ ｒカットフィルタ ガラスリッド一体 のAD変換を可能にしています。また，基準電圧発生回路を内蔵 レンズ Ｆ値２． ８ （プラスチックレンズ２枚） 無し しています。 外形寸法 １０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ 無し （ガラスリッドのみ） １２ｍｍ×１２ｍｍ×１． ５ｍｍ タイミングジェネレータ 同期信号等の各種タイミングを，レジスタにより設定できます。 FIND Vol.18 No.6 2000 15 MB86S01 AVH HSYNC VSYNC DVDD DVSS SSTR SDATA SCLK CLKO D7（MSB） 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 図２ 端子配列図 AVF 1 30 D6 RESET 2 29 D5 CE 3 28 D4 M_CDS 4 27 D3 M_VIDEO 5 26 D2 VR 6 25 D1 AVDD 7 24 D0（LSB） AVSS 8 23 CLKI VREF1 9 22 DVDD VREF2 10 21 DVSS 13 14 15 16 17 18 19 20 VRB VRT AVSS AVDD M_VRSR M_VSR M_HSR 12 AVSS AVDD 11 VCLMP （TOP VIEW） 図３ ブロック図 AVDD DVDD AVSS DVSS M_CDS M_VIDEO VRT VRB AVDD 645 693 AVSS VSS GCA CDS CLMP 8ビット ADC D0∼D7 8 513 485 ピクセル アレイ VCLMP 8ビット DAC CLKI タイミングジェネレータ レジスタ RESET CE AVF AVH HSYNC VSYNC CLKO SCLK SDATA SSTR 技術に関するお問い合わせ先：電子デバイス事業本部 第二システムLSI事業部 第三設計部 TEL（042）532-2132 16 FAX（042）532-2414 営業に関するお問い合わせ先：最寄りの営業部門（裏表紙をご参照ください） FIND Vol.18 No.6 2000