概要

2017年5月に秋葉原で購入した2678円(税込)のアクションカム(以下,「2700円アクションカム」)を分解してみました.

過去に3台もアクションカムを分解しているにもかかわらず,懲りずにまた購入し分解したのには理由があります.このアクションカムは中国の怪しい(?)部品やガジェット・キット類を販売していることで有名なAitendoで販売されていたものなのですが,商品ページの写真と700円アクションカムがそっくりなのです.もちろん,700円アクションカムは深センでの購入品なので,運送料など諸々が積み上がって2678円になっているということもありえます.その一方で,700円アクションカムを買ってから10ヶ月近く経っていることもあり,中身に変化が起きている可能性もありえます.そんなわけで,分解の価値ありと判断して秋葉原に行って購入してきたのでした.

外箱

まずは外箱です.

上の2つが今回購入したアクションカムの外箱の写真です.1枚目の真ん中に貼ってある価格シールは税抜表示のため2480円となっています.

次に,700円アクションカムの外箱の写真を以下に示します.

ご覧の通り完全に一緒の外箱です.公板・公模(ゴンバン・ゴンモー)と呼ばれる共通汎用パーツの1形態として,製品外箱の公模もあるという話は以前にも言及していますが,やはりこの外箱はそのような公模だった,ということになりそうです.

付属品類

箱を開けると,よくある付属品類が下部にぎっしりと詰まっていました.ここには特に目新しいものはありませんでした.

防水ケースのついた状態で700円アクションカムと並べてみても,大した差異はないように見えます.強いて言えば,ボタン(“HD”の文字の上の銀色の丸いボタン)のサイズが若干違います.

横から見てみると,銀色のボタンの透明ケースからの飛び出し量も若干違うことが分かります.

外観

防水ケースを開け,2つのアクションカムを並べてみたところ,レンズが若干異なることと,印字も若干異なることがわかりました.

また,2678円アクションカムの方にはなんとHDMI端子が付いていました.

印字やボタンパーツに彫られている矢印のサイズが異なったり,電池ぶたの設計が若干異なったりと,実に細かい差異が幾つか存在しました.

電池は見たところ同じでした.電池ぶたは上でも述べましたが,開けるときにツメが外れるようにするために端部が若干変形するようにしてあるのですが,その変形を実現するための隙間(上の写真の左側の電池ぶたの左端部の白い隙間)のサイズが違うのと,うら面のリブ(補強用の突起部)の形状が違うという特徴があるため,少なくともここは違う金型から製造しているのではないかと思います.

ソフトウェア

次にアクションカムのソフトウェアを見ていきます.

起動画面と起動音は700円アクションカムと全く一緒でした.

少し操作をしてみたところ,どうやらソフトウェアは一緒のものが使用されていて,バージョンが若干異なるということがわかりました.

それぞれのアクションカムでメニューを表示した写真ですが,明らかに液晶画面の明るさが異なることが分かると思います.700円アクションカムは暗すぎ,2700円アクションカムは明るすぎるという印象です.

また,上に示した写真で表示している画面はビデオ撮影時の解像度設定ですが,UIはそっくりなのにもかかわらず,アイコンのサイズが異なったりと細かい変更が加えられていることがわかります.もっとも,最大の変更点はなぜか4K解像度が選択できるようになっている点だと思います.(もちろん,4K設定にしても出力される映像は1280*960のMotion JPEGでしたが.)

ちなみに4Kを選択すると右上に”4k”のアイコンが出るのですが,”1080P”などの他のアイコンはすべてサンセリフ体なのにもかかわらず,4kだけはセリフ体のフォントで描かれていました.

設定の全項目を眺めてみましたが,その他に変更があったのは,

  • セルフタイマーの設定が”Capture mode”から”Delay pictures”に名称変更
  • 静止画の16M解像度設定が追加(注:設定しても12M解像度のままでした)
  • ドイツ語表示の追加
  • バージョンが”SJ4000c2205 v1.1″から”V1.1.0″に変更

の4点でした.

分解

ソフトウェアのチェックも終わり,別記事で投稿予定の簡単なテストも行った後で分解に取り掛かりました.ここまで見てきた通り,一般的な中国製アクションカムなので,今までと同じやり方で分解していけば難なく分解できました.

フロントパネルを取り去ると,電源スイッチ用の子基板が出てきました.この子基板はSJCAMだと専用の両面テープでケースに貼り付けられているのですが,流石に安いだけあって製造月を示しているであろうシールだけで固定されています.また,フロントパネル裏側には特にメーカー名を示すような表示はありませんでした.

ケース側の電源スイッチの入る部分の溝は下部まで続いていて,状態表示LEDをフロントパネル側に取り付けられるように工夫がされています.今まで分解したすべてのアクションカムがこの構造になっていますが,実際にフロントパネルのこの部分に基板が取り付けられ,LEDが光るようになっているのは1万円のアクションカムだけでした.また,シールを見るに2017年5月製造であるらしいことが分かりました.

シールの下の子基板には”DV002_B_V0.4″との記述がありました.

フロント側の四隅のネジを外すと,やはりこの程度までは外れるのですが,LCD側がいつも通り両面テープで固定されているようなので,裏側のLCD保護パネルを取り外すと,きれいに中身とケースを分離できました.

LCD保護パネルの厚さは1万円アクションカムや3000円アクションカムに近いものを感じました.700円アクションカムは保護パネルが薄く,保護パネルとLCDの間にネジで固定されたプラ部品がもう一枚入っていたのですが,そのような部品は入っていませんでした.

LCDのフレキシブル基板には”HLGD-TM110C-22PIN”との記述がありましたが,特にメーカー名の特定につながるような情報はありませんでした.

LCDを取り外すと,基板をケースに固定しているネジとカメラモジュールのマウントネジが見えます.また,右下に”DV04_M_V1.3 20170216″という記述があるのが見えました.

基板うら面

基板うら面はびっくりするほどシンプルです.2種類のコネクタのLCDに対応できるよう,未実装のLCD用コネクタパターンが存在する点,右上に見えるようにOKボタン用子基板の固定を親基板に子基板を差し込み,はんだ付けで固定している点については700円アクションカムとの共通点といえます.700円アクションカムでは右下に見える水晶は表面実装品を使っていたのですが,2700円アクションカムではリード品となり,黒い樹脂で動かないよう固定されていました.中央右寄り上部に見える3端子の黒い部品はマーキングが”1AM”,毎度おなじみのMMBT3904L(On Semiconductorなど各社製造)です.

この写真では取り外した後ですが,カメラマウントの下側ネジがmicroSDソケットと干渉していて,若干の造りの雑さを感じました.

今回も700円アクションカムと同様にQFNのICが搭載できそうな空きパターンが存在しましたが,SoCへ配線が伸びていること以外は特に手がかりをつかむことができませんでした.

基板おもて面

うら面に比べておもて面は部品数が多くなっています.とはいえ,3000円1万円のアクションカムと比べれば圧倒的に部品数が少なく,基板上の部品配置も700円アクションカムそっくりです.(UIを見た時点でおそらくそんなところだろうとは思っていましたが…)

700円アクションカムと同様に,主要な処理は中央左寄りに鎮座している64ピンQFPのSoCが担っているものと思われます.なんと700円の時と違い,メーカーのロゴが消されていなかったためにメーカーを特定することができました.このチップはAppoTechというファブレスメーカーのSoCのようです.下に書いてあるマーキングはどうやらただの製造管理番号などのようで,品番とは関係なさそうです.製品一覧を見ると,マルチメディア系やBluetooth系のSoCを中心に設計・販売している企業のようで,SDカードやUSBメモリのコントローラなども販売しているようです.

しかしながら,製品一覧のVideoの欄から今回のSoCを特定することはできませんでした.外部に画像データを展開するためのメモリを搭載していないことから,このSoCがDRAMを内部に搭載していると考えられます.この条件を満たすのはAX3251のみとなります.AX3251はLQFP64ピンパッケージであるという点も今回のSoCと合致するのですが,外部フラッシュメモリにプログラムを格納している(と考えられる)という観点からすると,AX3232だけがこの条件を満たします.しかしAX3232はLQFP128ピンパッケージなので,パッケージが異なってしまいます.したがって,

  1. AX3251は実は外部フラッシュメモリからのプログラム読み出しにも対応していて,それが今回のアクションカムに搭載されている
  2. AX3251とAX3232を足して2で割ったようなカスタム品が搭載されている

のどちらかではないかと思います.この部分についてはまた調査していこうと思います.

SoCの左下にあるのがプログラムを格納しているであろうSPI Flashメモリです.汎用品なので各社が同じ型番で製造しています.MKというマーキングからメーカーを特定しようと考えましたが,メーカーを特定することはできませんでした.(Taobao等で販売されているのは見かけるのですが…)このメモリについてはまた後日データの吸い出しを試みたいと思います.

SPI Flashの右隣には8ピンのICが搭載できるスペースが空いています.700円アクションカムとの対応を考えると,おそらくスピーカ用のオーディオアンプICが載るのではないかと思います.しかし,SoC直結で十分な音量が確保できたために搭載を見送った,といったようなところではないかと思います.

さらに右に行くとこまごましたICがいくつか並んでいます,左側からRichtekのRT9193の3.3V品,毎度おなじみVishay SilliconixのSi2301DS,Linear Technologyの1セルリチウムイオンバッテリーチャージャーLTC4054ES5-4.2です.

RichtekのLDOももはやおなじみといっていいかと思います.700円アクションカムにこそ搭載されていませんでしたが,3000円アクションカムには同型番の電圧違い品が,1万円アクションカムには低ノイズの別型番のLDOが搭載されています.

若干意外だったのは,Linear TechnologyのリチウムイオンバッテリーチャージャーICが搭載されていたところです.中国や台湾メーカーのICでも十分選択肢があると思うのですが,製造時に安く入手できる事情があったのでしょうか.

また,700円アクションカムではリチウムイオンバッテリーチャージャーは搭載されておらず,バッテリーのそばの1Ω抵抗で電流をセンシングして,あとはSoCで管理しているような構成に見えたのですが,2700円アクションカムではきちんと専用ICを搭載しているという点は興味深いといえると思います.さらに,バッテリー端子のそばのR5のパターンは,隣のパターンとあわせて,トランジスタも取り付けられるようなパターンになっていました.またR5は0オーム抵抗であったので,もしかすると700円アクションカムと同じような方法での充電管理にも対応するように作ってあるのかもしれません.

電源周りでは,700円アクションカムにはコイルを搭載したスイッチングDC-DCコンバータが搭載されていて,SoCに1.27Vを供給していましたが,今回の基板にはそのようなICは存在せず,3.3VのLDOが1個搭載されているのみだった点も興味深いといえます.

その他で特筆すべきはやはりMicroHDMIコネクタかと思うのですが,やはり配線がSoC等に接続されている様子が全くなく,あくまで飾りのようです.

カメラモジュール

すでにアクションカムが3台あるので,これ以上動く状態のアクションカムを持っていても仕方ないこともあり,一気にカメラモジュールの分解まで行いました.

カメラモジュールのフレキシブル基板には”LT1247-3A 031.2-S2 RT”との印刷がありましたが,メーカー等の手がかりはつかめませんでした.

レンズの部分はキャップとレンズと筒の部分とに簡単に分かれましたが,マウントと筒が樹脂でガッチリ固められていたため,ヒートガンで軽く炙って取り外すことになりました.

センサーは非常に小さく,おそらく700円アクションカムと同様の1/9インチセンサーだと思われます.(2017/05/28)1/6.5インチセンサーのようです.詳細は追記を参照ください.

実体顕微鏡で40倍に拡大して撮影してみました.700円アクションカムでは受光面にチップ名が書いてあったのですが,そのような記述はありませんでした.

さらに基板をヒートガンで加熱して,センサーチップを取り外してみましたが,”B(8?)340 N(M?)”というマーキングがあるだけでした.このマーキングを手がかりに調べてみましたが,メーカー名を特定することはできませんでした.

所感

冒頭に書いたとおり,700円アクションカムと全く同じか,それともいくらかのアップデートがあるのか半々といった気持ちで分解を始めたのですが,若干のアップデートはある,という結果でした.MicroHDMIコネクタの搭載やファームウェアのアップデートの大半は実際の機能に影響を与えないのですが,気分(?)には影響するといったところでしょうか.基板についてはおそらく700円アクションカムと同じところが供給しているのだろうなという感想ですが,コンデンサなどの小物部品が小型化していたり,部品の並びが若干まともになっていたりと,すこしこなれた設計になったという印象も受けました.とはいえ,microSDカードソケットがカメラマウントと干渉していたりと,やはり安物は安物であるということを再認識させられる一品でした.

2017/05/28追記:追加調査

この記事を書いた後に,さらに調査を続けたところ,いくつかの新しい情報が得られました.

SoCの品番について

このアクションカムの処理を担っているSoCはAppoTechというメーカーの製品であることは上で述べた通りですが,AppoTechの製品ページには対応しそうな製品がありませんでした.しかしその後AppoTechの代理店のページを見たところ,なんとメーカーのページより新しそうなSoCの紹介ページを発見しました.

このページと,TaobaoのSDK販売ページの情報を総合すると,AX3261/AX3262が64ピンパッケージでメモリ内蔵品となっていることがわかります.SPIフラッシュメモリからのデータ読み出しに対応しているかどうかについての記述はないので,確たる証拠にはならないのですが,少なくとも,AppoTechが現在もアクションカムに使えるようなSoCをリリースしていることは確実そうです.

センサーチップについて

AX326Xの紹介ページには,対応しているセンサーチップの例がいくつか挙げられています.この中に実際に使用されているセンサーチップがないかと調べてみました.BF3A03というBYD Microelectronics社(自動車のBYDと同じグループのようです)のセンサーのサイズが非常に似ていたのですが,チップ裏面のマーキングが異なるため,このセンサーが搭載されているわけではなさそうでした.しかし,BF3A03は1/6.5インチのセンサーなので,700円アクションカムに搭載されていたGalaxyCoreのGC0309という1/9インチのセンサーに比べて,受光面の面積は広いようです.

また,調査したところ,紹介ページで例に挙げられていたセンサーはすべてVGA解像度のセンサーであるため,720Pや1080Pの表示にはあまり意味がなさそう,ということもわかりました.(紹介ページの記述ではより高解像度に対応しているというような記述があるのですが…)

謎のシリアル出力

ここで基板うら面の写真を再掲します.

本文中では触れませんでしたが,よく見てみると基板左下の方に”UART1″という怪しいテストパッドがあります.UARTというのはいわゆるシリアル通信のことで,開発中のデバッグのために,このようなテストパッドを用意しそこからいろいろな情報を出力させることがあります.(市販品のルーターなどにもよく見られます.)

このテストパッドにロジック・アナライザ(デジタル信号を観察する機器)を接続し,出力かどうかと通信速度を調べた後,通常のシリアル通信用のターミナルソフトを使って接続してみると,やはりデバッグ出力らしきものが得られました.

デバッグ出力にはLCDやカメラモジュールの初期化出力や,ボタン押下,状態遷移の情報などが出力されていましたが,メーカーの特定につながるような情報は得られませんでした.

ROMの中身について

アクションカムのファームウェアが格納されているであろうフラッシュROMについても,700円アクションカムの時と同様にデータを読み出し,バイナリエディタでデータを観察してみました.その結果,少なくともファームウェアの中身は全く違いそうだということがわかりました.

700円アクションカムのROMの中身を探したときは,各種画像・オーディオフォーマットのヘッダー部に該当するデータがないか検索し,起動時に表示される画面などを取り出すことができないか試したのですが,まったくヒットしませんでした.日本語・中国語・英語などの文字列らしい文字列も見つけることができず,画面に表示されるアイコンデータが唯一取り出すことができたデータでした.

一方で,今回のアクションカムのROMの中身からは同様の手法を用いることで,

  • 起動画面を含む各種表示画面のJPEGファイルデータ(使用されていないファイルも発見)
  • 起動音やボタン押下音(16bit 16kHz 1chのWaveデータ)
  • 各言語ごとのメニューの文字データ
  • デバッグ出力用のメッセージデータ

などを得ることができました.したがって,今回のアクションカムは,700円アクションカムよりも汎用的なフォーマットのデータが使えるようになっているか,あるいは700円アクションカムはファームウェアを暗号化していたが,今回のアクションカムはしていない,といったような結論になるかと思います.

また,デバッグ用メッセージデータの中には,USBでパソコンに接続したときに表示される”Buildwin”という名前が入っていました.Buildwinは中国本土でのAppoTechの企業名のようなので,どうやらソフトもある程度はAppoTech提供のものがそのまま使われていそうです.

その他にもUVC(USB Video Class)に関連しそうな記述もありましたが,メニューを見る限り,UVCでPCと接続する方法はありませんでしたし,USBでWindows PCに接続しても「ポータブル デバイス」扱いにはなるものの,Webカメラとしては使用できませんでした.(分解後に接続したのがまずかったかもしれませんが…)

UVC対応についてはAX326Xの紹介ページにもあったので,これは単なるハッタリではなさそうです.

上記に書いたように,いろいろなデータを取り出すことはできたのですが,ROMの大半を占めているプログラムらしきデータについては,まだ手がかりを得られていません.機械語の16進ダンプを読むことは必要に迫られてやることがあるのですが,命令セットを当てるほどのスキルはないので,ARMやMIPSでないか程度は今後チェックしていきたいと思っています.AppoTechはARMプロセッサ搭載チップも開発しているので,ARMだといいのですが,”32bit RISC CPU”としか書いていない品種もあるので,独自プロセッサでないことを祈っています…(2017/05/28)