카메라 모듈: AF·OIS·줌

모듈의 구성과 두께의 제약

5장에서 카메라 모듈의 부품을 위에서부터 차례로 훑어보았다. 렌즈 배럴, 액추에이터, IR 컷 필터, 홀더, 센서, 기판이다. 이번에는 같은 모듈을 신호와 힘의 흐름으로 다시 보자. 모듈 안에는 영상 경로와 별개로 두 개의 기계 제어 루프가 돌고 있다. 하나는 렌즈를 광축 방향으로 움직이는 자동 초점(AF, Auto Focus), 다른 하나는 광축에 수직으로 움직이는 광학식 손떨림 보정(OIS, Optical Image Stabilization)이다.

왜 큰 센서는 튀어나오는가

스마트폰 모듈에서 가장 빡빡한 치수는 두께, 흔히 z-높이(z-height)라 부르는 방향이다. 여기서 핵심 숫자가 TTL(Total Track Length), 즉 첫 번째 렌즈 면에서 센서 면까지의 거리다. 5장에서 본 대로 화각이 정해지면 초점거리는 센서 대각선에 비례한다. 그리고 렌즈 설계가 허용하는 TTL은 초점거리에 묶여 있다. 결국 같은 화각을 유지하는 한 TTL은 센서 대각선에 비례한다.

본체 두께가 8 mm 안팎인데 TTL만 8 mm다. 여기에 센서와 기판, AF 행정을 위한 여유, 커버 윈도가 더해지고, 본체 안쪽에는 디스플레이가 이미 1~2 mm를 차지한다. 남는 선택지는 뒷면으로 튀어나오는 것뿐이다. 이것이 카메라 범프(Camera Bump)다.

센서를 두 배로 키우면 빛을 네 배 받지만 모듈은 두 배 두꺼워진다. 가동부도 문제다. 렌즈 지름이 두 배가 되면 부피와 질량은 대략 여덟 배가 되고, 그 무게를 움직이는 액추에이터의 힘과 전력도 따라 커진다. 센서 포맷의 한계는 실리콘이 아니라 기구가 정한다. 센서 다이를 기판에 얹는 패키징 방식(COB, CSP)은 13장에서 다루었으므로 여기서는 그 위에 올라가는 것들에 집중한다.

AF 행정: 렌즈를 얼마나 움직여야 하는가

스마트폰 카메라는 대부분 렌즈 전체를 한 덩어리로 앞뒤로 움직여 초점을 맞춘다. 5장의 얇은 렌즈 공식에서, 무한대 물체의 상은 렌즈 뒤 \(f\)에 맺히고 거리 \(s\)인 물체의 상은 그보다 뒤에 맺힌다. 그 차이만큼 렌즈를 피사체 쪽으로 내밀어야 한다. 이 이동 범위를 행정(Stroke)이라 한다.

표에서 두 가지가 보인다. 첫째, 초점거리가 짧은 초광각은 행정이 거의 필요 없다. 그래서 초광각 카메라는 오랫동안 고정 초점이었고, 접사 기능을 넣으면서 AF가 붙었다. 둘째, 큰 센서의 메인 카메라와 망원은 최단 촬영 거리가 길다. 센서가 커질수록 가까이 못 찍게 되는 이유이고, 접사를 초광각이 대신 맡는 이유다.

실제 행정에는 여유가 더 붙는다. 무한대 위치 너머로 조금 더 갈 수 있어야 하고(조립 공차와 온도 변화 흡수), 중력에 의한 처짐과 렌즈 자체의 온도 드리프트도 행정 안에서 감당해야 한다. 그래서 설계 행정은 계산값보다 수십~100 µm 이상 크게 잡는다.

VCM: 로렌츠 힘과 스프링

렌즈를 움직이는 가장 흔한 장치가 보이스 코일 모터(VCM, Voice Coil Motor)다. 스피커의 진동판을 움직이는 것과 같은 원리다. 렌즈 캐리어에 코일을 감고 둘레에 영구 자석을 둔다. 자기장 속의 도선에 전류가 흐르면 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 생기고, 이 힘이 캐리어를 광축 방향으로 민다. 캐리어는 위아래의 얇은 판스프링에 매달려 있어서, 힘과 스프링 복원력이 균형을 이루는 곳에 멈춘다.

정지 상태만 보면 전류와 위치가 비례하는 단순한 장치다. 문제는 움직일 때다. 이 계의 고유 진동수와 감쇠비는

전류를 한 번에 바꾸면 렌즈는 목표 지점을 지나쳤다가 되돌아오기를 반복한다. 이것이 링잉(Ringing)이다. 감쇠비 0.05에서 첫 오버슈트는 이동량의 85 %에 이르고, 160 ms 동안 초점이 출렁인다. 30 fps 영상으로 다섯 프레임이다. 렌즈를 한 번 움직일 때마다 이만큼 기다릴 수는 없으므로 세 가지 방법을 쓴다.

• 감쇠 추가: 가동부와 고정부 사이에 댐핑 젤을 넣어 \(\zeta\)를 키운다. 간단하지만 온도에 따라 점도가 변하고 양산 편차가 크다.
• 입력 정형(Input Shaping): 전류를 한 번에 올리지 않고, 진동 반주기 간격으로 나누어 올린다. 첫 번째 스텝이 만든 진동을 두 번째 스텝이 만든 진동이 정확히 상쇄한다. 드라이버 IC에 공진 주기만 설정해 두면 되므로 추가 부품이 필요 없다.
• 클로즈드 루프: 위치 센서로 실제 위치를 재고 되먹임 제어한다. 다음 절에서 본다.

자세차: 중력도 렌즈를 민다

스프링에 매달린 렌즈는 폰을 어느 방향으로 드느냐에 따라 위치가 달라진다. 렌즈가 하늘을 보면 중력이 렌즈를 센서 쪽으로 누르고, 땅을 보면 반대로 당긴다. 처짐의 크기는

같은 전류 코드를 주어도 자세에 따라 초점이 달라지는 이 현상을 자세차(Posture Difference)라 한다. 스프링을 단단하게 하면 처짐은 줄지만 같은 거리를 미는 데 전류가 더 든다. 처짐과 전력 사이의 절충이다.

클로즈드 루프와 여러 가지 액추에이터

앞 절의 구조에서 드라이버는 전류만 정하고, 렌즈가 실제로 어디 있는지는 모른다. 이를 오픈 루프(Open Loop) 구동이라 한다. 전류와 위치의 관계가 스프링에 의해 정해진다고 믿는 방식인데, 그 믿음은 자세, 온도(스프링 탄성과 자석 세기의 변화), 이력 현상에 따라 흔들린다.

클로즈드 루프(Closed Loop) 구동은 위치를 직접 잰다. 가동부에 작은 자석을, 고정부에 홀 센서(Hall Sensor)를 두면, 자석이 움직일 때 홀 센서가 느끼는 자속 밀도가 변한다. 드라이버 IC는 이 전압을 목표 위치와 비교해 전류를 조절한다. 위치 오차가 남아 있는 한 전류를 계속 바꾸므로 중력과 온도 변화는 외란으로 취급되어 지워지고, 링잉은 제어기가 능동적으로 눌러 준다. 정착 시간은 10 ms 안팎까지 줄어든다.

볼 가이드(Ball Guide) 구조는 판스프링 대신 홈에 놓인 작은 볼 몇 개가 캐리어를 받친다. 캐리어는 자석과 요크 사이의 인력으로 볼에 눌려 있고 광축 방향으로만 구른다. 스프링 공진이 없으므로 링잉이 작고, 스프링 강성에 맞서 밀 필요가 없어 긴 행정과 무거운 렌즈에 유리하다. 큰 센서의 메인 카메라와 망원에 널리 쓰이는 이유다. 대신 볼과 홈의 마찰·마모, 낙하 충격에 의한 압흔이 새로운 관리 항목이 된다.

VCM 외의 구동 원리도 있다.

SMA는 선의 전기 저항이 길이에 따라 변하는 성질을 이용해 별도 센서 없이 위치를 추정하기도 한다. 압전 방식은 정지 마찰이 렌즈를 붙들고 있으므로 무거운 렌즈를 전력 없이 유지할 수 있다는 점이 다른 방식과 구별된다.

AF 시스템: 측정에서 정착까지

초점 오차를 어떻게 재는가는 이미 다루었다. 영상의 선명도를 지표로 쓰는 콘트라스트 AF(Contrast AF)와 통계 기반 3A 루프는 10장에서, 픽셀의 좌우 시차로 초점 오차의 방향과 크기를 한 번에 재는 위상차 AF는 12장에서 보았다. 여기서는 같은 문제를 액추에이터의 시간으로 본다.

AF 한 번에 걸리는 시간은 렌즈를 몇 번 움직이는지와, 한 번 움직일 때마다 얼마나 기다리는지의 곱이다.

콘트라스트 AF는 선명도 곡선의 꼭대기를 찾는 언덕 오르기다. 꼭대기에 있는지는 양옆이 더 낮다는 것을 확인해야 알 수 있으므로, 렌즈는 반드시 초점 위치를 지나쳤다가 돌아온다. 화면이 선명해졌다 흐려졌다 하는 이 왕복이 헌팅(Hunting)이다. 수치로 보자.

위상차 AF의 이점은 측정 한 번이 정확하다는 것만이 아니라 이동 횟수 자체가 준다는 데 있다. 그런데 이 이점을 살리려면 액추에이터가 "지금 위치에서 정확히 얼마만큼"을 움직일 수 있어야 한다. 위상차가 알려 주는 것은 상면 쪽 초점 오차(µm)이고 드라이버가 받는 것은 코드이기 때문에, 둘을 잇는 변환 계수가 모듈마다 캘리브레이션되어 있어야 한다. 오픈 루프 VCM은 자세와 온도에 따라 코드와 위치의 관계가 달라지므로 위상차 AF의 한 번 이동이 빗나가기 쉽다. 위상차 AF와 클로즈드 루프 액추에이터가 함께 보급된 이유다.

실제 카메라는 여러 방식을 겹쳐 쓴다.

• 위상차 + 콘트라스트: 위상차로 근처까지 한 번에 가고, 마지막 몇 µm는 좁은 범위의 콘트라스트 탐색으로 다듬는다.
• 레이저(ToF) 보조: 저조도나 무늬 없는 벽에서는 위상차 신호가 약하다. 작은 비행시간 거리 센서(12장)가 피사체까지의 거리를 직접 재서 렌즈의 초기 위치를 정해 준다. 거리와 렌즈 코드의 대응 역시 캘리브레이션 값이다.
• 동영상 AF: 촬영 중에는 헌팅이 그대로 녹화된다. 그래서 위상차로 방향을 확신할 때만, 정형 입력이나 느린 경사로 부드럽게 움직인다. 빠른 정착보다 보이지 않는 이동이 목표다.

OIS: 손떨림을 기계로 지우기

손에 든 카메라는 가만히 있지 않는다. 손떨림의 에너지는 대체로 1~10 Hz에 모여 있고, 각도로는 0.1~0.5° 안팎, 각속도로는 초당 0.5°에서 수 도 수준이다. 숫자가 작아 보이지만 센서 위에서는 그렇지 않다. 카메라가 각 \(\theta\)만큼 돌면 먼 피사체의 상은

노출 시간 동안 상이 이만큼 움직이면 그대로 블러가 된다. 노출을 줄이면 블러는 줄지만 광자도 줄어든다(7장). OIS는 노출 시간을 줄이지 않고 블러를 줄이는 방법이다. 상이 움직이는 만큼 렌즈나 센서를 반대로 움직여 상을 센서 위의 같은 자리에 붙잡아 둔다.

루프의 각 단계에는 저마다 한계가 있다.

• 자이로: MEMS 자이로는 각도가 아니라 각속도를 잰다. 출력에 작은 오프셋만 있어도 적분하면 각도가 한쪽으로 끝없이 흘러간다. 그래서 고역 통과 필터로 아주 느린 성분을 버린다. 그 결과 OIS는 천천히 팔이 내려가는 움직임은 따라가지 않는다. 사용자가 구도를 옮기는 패닝과 떨림을 구분하는 것도 이 단계의 일이다.
• 보정 범위: 렌즈가 옆으로 갈 수 있는 거리는 유한하다. 보정 각 ±1°를 내려면 \(f\) = 6.8 mm에서 ±119 µm, 16.6 mm 망원에서 ±290 µm가 필요하다. 망원일수록 같은 각을 보정하는 데 긴 행정이 든다.
• 서보 대역: 가동부가 목표를 얼마나 빨리 따라가는가. 대역이 손떨림 주파수보다 충분히 높지 않으면 진폭과 위상이 어긋나 잔류 떨림이 남는다.

성능은 억제비(Suppression Ratio)로 나타낸다. 진동대 위에 모듈을 올려 정해진 주파수와 진폭으로 흔들고, OIS를 껐을 때와 켰을 때의 상 이동량을 비교한다.

무엇을 움직일 것인가, 그리고 EIS

상을 붙잡아 두는 방법은 세 가지다. 렌즈를 옮기거나, 센서를 옮기거나, 둘을 통째로 돌린다.

EIS: 찍힌 뒤에 옮긴다

전자식 손떨림 보정(EIS, Electronic Image Stabilization)은 기계를 움직이지 않는다. 센서에서 실제 출력보다 조금 넓은 영역을 읽고, 자이로가 알려 주는 각도만큼 매 프레임의 잘라 낼 위치를 옮기거나 영상을 기하 변환한다. 여유로 남겨 둔 가장자리만큼 화각을 잃는다(대개 10~20 %).

두 방식은 경쟁이 아니라 분업 관계다. 사진에서는 노출 중 블러가 문제이므로 OIS가 주역이다. 동영상에서는 OIS가 프레임 하나하나를 선명하게 만들고, EIS가 프레임 사이의 궤적을 매끄럽게 편다. 이때 EIS는 OIS가 렌즈를 얼마나 옮겼는지 알아야 한다. 자이로가 말하는 회전량에서 OIS가 이미 지운 만큼을 빼야 하기 때문이다. 그래서 드라이버 IC는 홀 센서 위치를 시각 정보와 함께 프로세서로 올려 보낸다.

줌과 멀티 카메라: 폴디드 망원

교환 렌즈 카메라의 줌 렌즈는 렌즈 군 사이 간격을 수 cm씩 바꾼다. 두께 8 mm 안에서는 불가능한 일이다. 스마트폰은 다른 길을 택했다. 초점거리가 다른 고정 초점거리 카메라 여러 개를 나란히 놓고, 그 사이는 큰 화소 수의 센서를 잘라 쓰는 디지털 줌과 합성으로 메운다.

망원이 어려운 이유는 첫 절의 식에 있다. 화각을 좁히려면 초점거리를 늘려야 하고, TTL은 초점거리를 따라 길어진다. 망원 설계로 TTL을 초점거리의 0.9배 정도까지 줄일 수 있지만 그 아래로는 어렵다. 직립형 모듈로 초점거리 15 mm를 넘기면 범프가 감당할 수 없이 높아진다. 센서를 줄이면 같은 화각의 초점거리가 짧아지지만 받는 빛이 줄어든다.

폴디드 광학계(Folded Optics, Periscope)에서 두께를 정하는 것은 초점거리가 아니다. 프리즘과 렌즈의 유효 지름, 그리고 세워 놓은 센서의 짧은 변이다. 초점거리 16.6 mm, F/3.0이면 조리개 지름은 5.5 mm이고, 하우징을 더해도 7 mm 안팎이다. 직립형이었다면 16 mm가 넘었을 높이다.

대가는 분명하다. 조리개 지름이 두께에 묶이므로 초점거리가 길어질수록 F-넘버가 어두워진다(F/2.8~F/4 이상). 센서도 작아야 한다. 5장의 회절 한계에 따라 F/4에서 에어리 디스크 지름은 약 5 µm이므로 1 µm 이하의 픽셀은 제 해상도를 내지 못한다. 폴디드 망원이 야간에 약하고, 어두우면 메인 카메라의 디지털 줌으로 되돌아가는 이유다. 렌즈의 위아래를 잘라 낸 모양으로 만들어 두께를 더 줄이거나, 프리즘 안에서 빛을 여러 번 반사시켜 길이를 줄이는 변형도 쓰인다.

폴디드 구조는 기구 설계에 새 자유도를 준다. 렌즈 군이 폰의 넓은 방향으로 수 mm씩 움직일 수 있으므로 AF 행정이 길어도 되고, 두 개의 렌즈 군을 따로 움직이면 초점거리가 이어서 변하는 연속 광학 줌(Continuous Optical Zoom)도 가능하다. OIS는 렌즈를 옮기는 대신 프리즘을 두 축으로 기울여 광로를 꺾는다. 프리즘을 입사면에 수직인 축 둘레로 \(\theta\) 기울이면 반사된 빛은 \(2\theta\) 꺾이므로 작은 움직임으로 큰 보정 각을 얻는다. 다른 축은 꺾이는 각이 이보다 작고 상의 회전이 함께 생겨 따로 보정한다.

카메라를 바꾸는 순간

줌 배율을 올리다 보면 어느 지점에서 영상을 내보내는 카메라가 바뀐다. 두 카메라는 서로 다른 자리에 있으므로 같은 물체를 조금 다른 방향에서 본다. 이 시차(Parallax)는 가까운 물체일수록 크다.

전환 순간에 화면이 옆으로 튀지 않게 하려면 거리에 따라 영상을 옮겨 붙여야 한다. 거리는 화면 안에서도 물체마다 다르므로 완벽한 정합은 없고, 대개 초점이 맞은 피사체를 기준으로 맞춘다. 여기에 두 카메라의 색과 밝기도 맞아야 한다. 센서의 분광 감도, 렌즈 코팅, 쉐이딩, F-넘버가 모두 다르기 때문이다. 그래서 멀티 카메라 모듈은 카메라 사이의 상대 위치·기울기와 색 응답 차이를 공장에서 재어 저장해 두고, 전환 구간에서는 두 카메라를 동시에 켜서 화이트 밸런스와 노출을 미리 수렴시킨 뒤 넘긴다. 여러 카메라의 영상을 합쳐 한 장을 만드는 기법은 11장의 주제다.

액티브 얼라인: 센서를 켠 채 맞추기

렌즈 배럴과 센서를 붙이는 공정이 모듈 화질의 상한을 정한다. 부품을 기구 치수만 믿고 조립하는 방식으로는 초점 심도 ±수 µm를 맞출 수 없다. 센서 다이의 접착 두께, 기판의 휨, 홀더의 성형 공차가 각각 수십 µm씩이고, 이들이 쌓이면 센서 면이 렌즈의 상면에 대해 기울어진다.

액티브 얼라인(AA, Active Alignment)은 이름 그대로 센서를 동작시킨 상태에서 맞춘다. 순서는 다음과 같다.

1. 센서가 실장된 기판에 전원을 넣고 영상을 실시간으로 받는다.
2. 정밀 스테이지가 렌즈 조립체를 집어 센서 위에 띄운다. 접착제는 미리 도포되어 있고 아직 굳지 않았다.
3. 중심과 네 모서리에 해상도 패턴이 있는 차트를 찍으며 렌즈를 광축 방향으로 훑는다. 각 위치에서 MTF를 계산하면 화면 위치별 스루포커스 곡선(Through-Focus Curve)이 나온다.
4. 다섯 곡선의 정점 위치가 서로 다르면 상면이 센서에 대해 기울어 있다는 뜻이다. 정점들을 지나는 평면을 구해 기울기 두 축과 높이를 계산한다. 광학 중심이 센서 중심과 어긋난 양도 함께 구한다.
5. 스테이지가 5~6축(X, Y, Z, 두 기울기, 필요하면 광축 둘레 회전)을 보정한다.
6. 자외선을 쬐어 접착제를 수 초 만에 가경화하고, 이후 열로 완전히 굳힌다.

기울기 0.04°는 폭 10 mm 센서의 한쪽 끝이 반대쪽보다 7 µm 높은 정도다. 센서가 커지면 \(h\)가 커지고 렌즈가 밝아지면 \(N\)이 작아지므로, 큰 센서와 밝은 렌즈는 조립 공차를 양쪽에서 조인다. 틸트가 남은 모듈은 사진의 한쪽 모서리만 흐리다. 해상도가 화면 전체에서 고르게 낮은 것보다 눈에 잘 띄는 결함이다.

액티브 얼라인이 고치지 못하는 것도 있다. 배럴 안에서 렌즈 한 매가 옆으로 밀려 있는 디센터(Decenter)나 렌즈 사이의 기울기는 코마와 비점수차를 만들어 스루포커스 곡선의 정점 높이 자체를 낮추고 방향에 따라 다르게 만든다. 상면이 평면이 아니라 휘어 있는 상면 만곡도 마찬가지다. 이런 경우 장비는 모서리들의 MTF가 가장 고르게 되는 타협점을 찾을 뿐이다. 접착제가 굳으면서 수축해 렌즈가 수 µm 움직이는 것도 변수라서, 수축량을 미리 재어 그만큼 어긋나게 맞춰 놓고 굳힌다.

모듈 캘리브레이션: 개체마다 다른 값을 적어 두기

아무리 잘 조립해도 모듈은 하나하나가 조금씩 다르다. 렌즈의 쉐이딩 모양, 컬러 필터의 분광 감도, 스프링의 강성, 자석의 세기, 홀 센서의 감도가 모두 편차를 가진다. 이 편차를 설계로 없애는 대신, 출하 전에 모듈마다 재어서 모듈 안에 적어 두고 사용할 때 읽어서 보정한다. 저장 장소는 모듈 기판의 EEPROM이거나 센서 칩 안의 OTP(One-Time Programmable Memory)다.

이 가운데 OIS 게인은 숫자 하나가 성능을 좌우하는 예다. 자이로 게인이 실제보다 3 % 크게 설정되면 렌즈는 필요한 양의 103 %를 움직이고, 떨림의 3 %가 반대 방향으로 남는다. 억제비는 20 log(1/0.03) ≈ 30 dB에서 멈춘다. 서보가 아무리 빨라도 그 이상은 나오지 않는다. 초점거리가 모듈마다 1~2 % 다르다는 사실만으로도 억제비가 34~40 dB에서 막히므로, 게인은 반드시 개체별로 맞춘다.

신뢰성과 한계

카메라 모듈은 스마트폰 안에서 움직이는 부품이 있는 거의 유일한 광학 장치다. 수 µm를 다투는 장치가 주머니 속에서 흔들리고, 떨어지고, 달아오른다. 설계가 맞서야 하는 조건을 네 가지로 나누어 본다.

낙하와 충격

기기가 딱딱한 바닥에 떨어지면 내부 부품은 순간적으로 수천 g의 가속도를 받는다. 100 mg의 가동부라도 그 순간에는 수 N의 힘으로 끝단에 부딪힌다. 판스프링이 항복해 영구 변형되면 렌즈의 정지 위치와 기울기가 바뀌고, 볼 가이드에서는 볼이 홈에 자국을 내어 그 위치를 지날 때마다 걸린다. 그래서 가동 범위 끝에 충격을 받아 주는 스토퍼와 완충재를 두고, 전원이 꺼져 있을 때 가동부가 한쪽 끝에 붙어 있도록 설계하기도 한다. 센서가 크고 렌즈가 무거울수록 이 문제는 어려워진다.

자기 간섭

VCM과 홀 센서는 자기장으로 일한다. 이웃한 카메라 모듈의 자석, 스피커, 무선 충전 코일, 자석을 쓰는 액세서리가 만드는 자기장이 겹치면 두 가지가 일어난다. 가동부의 자석이 바깥 자석에 끌려 렌즈가 한쪽으로 쏠리고, 홀 센서가 엉뚱한 위치를 읽는다. 멀티 카메라에서는 모듈 사이 간격과 자석의 배치 방향을 함께 설계하고, 요크와 차폐판으로 자속이 새지 않게 가둔다. 자석이 필요 없는 SMA나 압전 방식이 좁은 공간에서 관심을 받는 이유이기도 하다.

온도와 초점 드리프트

모바일 렌즈는 대부분 플라스틱이다. 플라스틱의 굴절률은 온도가 오르면 낮아지는데, 그 정도가 유리보다 한두 자릿수 크다(약 −1 × 10⁻⁴ /K). 굴절률이 낮아지면 초점거리가 길어진다. 얇은 렌즈 한 매로 단순화하면

AF가 있는 카메라는 이 드리프트를 AF가 흡수하므로 사용자는 모른다. 대신 행정에 그만큼의 여유가 있어야 하고, 무한대 코드가 온도에 따라 달라지므로 거리와 코드의 대응이 흔들린다. 드라이버 IC나 센서의 온도 센서 값을 읽어 코드를 보정하는 이유다. 초점이 고정된 카메라는 사정이 다르다. 15장의 차량용 카메라는 −40~105 °C에서 AF 없이 초점을 유지해야 하므로, 유리 렌즈를 섞고 배럴과 홀더의 열팽창이 초점 이동을 상쇄하도록 재료를 고르는 무열화 설계를 한다.

전력과 열

스프링 지지형 VCM은 렌즈를 한 위치에 붙들어 두는 것만으로 전류를 쓴다. 스프링을 누르고 있어야 하기 때문이다. 근접 쪽 끝에서는 수십 mA가 계속 흐른다. OIS는 촬영 화면이 켜져 있는 내내 두 축을 구동하며, 자이로와 서보 연산도 쉬지 않는다. 모듈 전체로 수십에서 수백 mW 수준이다. 이 전력은 대부분 코일의 열이 되고, 코일은 렌즈와 센서 바로 옆에 있다. 렌즈가 데워지면 초점이 밀리고, 센서가 데워지면 암전류가 늘어난다(7장). 센서 시프트 OIS에서는 센서가 스프링이나 볼 위에 떠 있어 열이 빠져나갈 길이 좁다는 점이 추가 과제다.