로옴세미컨덕터코리아(ROHM, 이하 로옴)는 11월 22일, 카메라 모듈용 렌즈 드라이버 라인업 확대를 알리는 기자간담회를 개최했다. 이날 행사는 요시히로 세키모토(Yoshhiro Sekimoto) 로옴 본사 LSI 상품개발본부 고문, 마부치 시게키(Mabuchi Shigeki) 로옴세미컨덕터코리아 디자인센터 소장이 참석했으며, 성창규 로옴세미컨덕터코리아 디자인센터 책임연구원이 스마트폰 카메라의 광학식 손떨림 보정용 렌즈 드라이버 IC를 소개했다.



최근 스마트폰 카메라의 기능은 급속도로 진화하고 있다. 특히 오토 포커스(AF) 기능, 손떨림 보정 기능, 줌 기능 등이 탑재되면서 콤팩트 디지털 카메라의 성능을 구현하고 있는 상황이다.
마부치 시게키 소장은 “이번에 발표하는 광학식 손떨림 보정(OIS)용 렌즈 드라이버 IC 등은 물론이고 향후 지속적인 기술 개발을 통해 한국기업과 함께 세계 시장을 공략할 수 있도록 노력할 것”이라고 말했다. 한편 OIS용 렌즈 드라이버 IC와 관련해 요시히로 세키모토 고문은 “특히 어두운 장소에서도 원거리 피사체를 흔들림 없이 선명하게 촬영해야 하는 카메라의 성능을 요구하는 시대로 변화함에 따라 OIS 기능에 대한 기대감이 높아지고 있는 추세”라고 말했다.

콤팩트 디지털 카메라용 OIS, 스마트폰에도 채용될 것 
로옴은 2008년 오토 포커스용 렌즈 드라이버 IC를 개발한 이래, 오토 포커스용 렌즈 드라이버의 주류였던 시기에 피드 포워드 제어용으로 과도 진동을 억제하는 링잉(Ringing) 보정 기능 및 바이디렉션(Bi-Direction)이라고 불리는 쌍방향 구동이 가능한 액추에이터에 대응하는 기종을 개발했다. 이어 2012년에는 스마트폰에 탑재되기 시작한 OIS용 렌즈 드라이버 IC 및 구조가 다른 볼 가이드 방식의 액추에이터에 대한 대응뿐만 아니라, 피드백 제어 오토 포커스용 렌즈드라이버를 개발하는 등 라인업을 확충해왔다.
 
성창규 책임연구원은 “손떨림 보정의 필요성의 대두로, 이를 해결하기 위해 화소 사이즈를 크고 밝게 하는 방법, F 넘버가 작은 밝은 렌즈를 사용하는 방법, 전자식 손떨림 보정, 광학식 손떨림 보정(OIS) 등의 방법이 등장했다”고 말했다.
하지만 화소 크기를 크고 밝게 하는 방법은 이미지 센서가 커지거나 화소수가 줄어드는 문제점이 있고, F 넘버가 작은 밝은 렌즈를 사용할 경우 광학계가 커져 스마트폰에 탑재하기가 어려워진다. 또한 전자식 손떨림 보정 기능은 정지영상의 보정에는 부적합하며 화질도 열화현상이 나타난다. 반면 OIS는 콤팩트 디지털 카메라에서도 사용되는 방식으로 향후 스마트폰에서도 많이 채용될 것으로 예상되는 방식이다.
OIS는 카메라 모듈에 탑재된 자이로센서를 이용해 손떨림 신호를 검출한 후 이를 보정하게 된다. OIS에는 다양한 방식이 있다. 손떨림에 맞춰 렌즈군 중 일부의 보정 렌즈만을 움직이는 렌즈 시프트방식, 렌즈는 고정하고 이미지 센서를 움직이는 센서 시프트 방식 등이 있다. 스마트폰 카메라에서는 렌즈군 전체를 움직이는 렌즈 배럴 시프트 방식이 주로 채용되고 있다.
 
OIS와 전자식 손떨림 보정은 사이즈, 촬상 영역, 프레임 내 보정, 화상 처리로 인한 화질 열화, 소비전력 측면에서 차이가 있다. 사이즈 측면에서 OIS는 구동을 위한 기구 부품과 이를 제어할 수 있는 IC의 면적이 필요하며, 전자식 손떨림 보정은 연산처리용 IC를 별도로 탑재할 경우 그에 해당하는 면적이 필요하다. 촬상영역에서 OIS는 화소의 유효 영역 전체를 이용할 수 있는 데 비해, 전자식은 보정을 위한 마진으로 촬상 영역이 제한되게 된다. 또 OIS는 프레임 내 보정이 가능하지만, 전자식은 보정에 어려움이 있다.
OIS는 화상 처리로 인한 화질 열화가 없지만, 전자식은 화질 열화가 발생하게 된다. 소비전력 측면에서 OIS는 구동 기구에 전력을 소모하는 반면, 전자식은 연산처리에 전력을 소비하게 된다. 이에 대해 성 책임연구원은 “향후 OIS는 구동 기구에 필요한 전력을 얼마나 낮추느냐가 주요 이슈 사항이 될 것”이라고 전망했다.

차세대 액추에이터로 SMA 부상 중 
렌즈 드라이버를 움직이게 하는 액추에이터 중 가장 많이 사용되는 것은 보이스 코일 모터(Voice Coil Motor: VCM)이다.
VCM은 코일에 전류를 보낼 때 생성되는 자기장을 이용해 움직이는 방식으로, 설계 방식에 따라 와이어 지지 방식과 볼 가이드 방식으로 나뉜다. 와이어 지지 방식은 하이 퀄리티 성능, 퍼포먼스를 구현할 수 있으며, 볼 가이드 방식은 소비 전력 측면에서 VCM보다 유리하다는 장점이 있다. 로옴은 각각의 방식에 맞춰 양산 대응을 완료한 상태다.
최근에는 신규 액추에이터에 대한 연구개발이 한창 진행 중인데, 로옴은 현재 주목 받고 있는 형상기억합금(Shape Memory Alloy: SMA) 액추에이터와 MEMS 액추에이터에 대한 제어 기술 개발을 검토 중에 있다.
액추에이터 발전 방향에 대해 세키모토 고문은 “SMA 액추에이터 기술 개발은 거의 완료된 상태로 무리 없이 기능구현도 가능한 상태이나 향후 어떻게 양산하고 신뢰성을 확보하느냐가 관건”이라며 “반면 MEMS 액추에이터는 움직임이나 보정 측면에서 제약사항이 있기 때문에 현재로서는 기존 액추에이터보다 기술적으로 많이 부족한 상태다. 따라서 현재로서는 기술 개발 측면에서 SMA 액추에이터가 앞선 상황”이라고 설명했다.
로옴은 모터 드라이버 등에서 축적해온 아날로그 신호처리 기술과 드라이버 회로 기술, 고도의 디지털 신호처리 기술을 융합해 OIS용 드라이버 IC를 추가함으로써 피드백 AF용 렌즈 드라이버와 함께 카메라 모듈용 렌즈 드라이버 라인업을 확장한 데 이어 향후 소형, 고속, 저소비, 고정밀도 제품을 지속적으로 개발해 모바일 기기의 고성능화에 기여하겠다는 포부를 밝혔다.