휴대폰 카메라용 자동 초점을 위한 고정밀 피에조 액추에이터 IC 설계

Abstract

이동통신용 카메라 모듈의 자동 초점을 위해 사용하는 피에조일렉트릭 액추에이터 구동용 IC를 렌즈 위치 제어 알고리즘과 특성 편차를 보상하기 위한 구동 방식을 제안하고 제안된 알고리즘을 실제 회로 및 로직으로 구현하였으며, 이를 실제 Chip 제작을 통해 그 결과를 평가하였다. 피에조일렉트릭 액추에이터를 사용하여 고속, 고정밀로 자동 초점 기능을 구현하기 위해서는 몇 가지 해결해야만 하는 주요 문제가 있다. 그 중에 하나가 정확한 주파수의 생성이며, 또한 일정 범위내의 주파수 Sweep을 시켜야만 피에조일렉트릭 액추에이터를 제대로 구동할 수 있다. 카메라 모듈에 있어서 자동 초점은 ISP(Image Signal Processor)에서 CMOS 이미지 센서 신호를 이용하여 초점 정도를 판단하여 렌즈를 이동함으로써 구현되며, 피에조일렉트릭 액추에이터는 ISP가 목표하는 위치에 렌즈를 3um 이내로 이동시켜야 한다. 구동 IC는 주파수 Sweep을 위한 DAC, VCO 와 피에조일렉트릭 액추에이터를 정확하게 제어하기 위한 알고리즘을 구현한 컨트롤 로직 등으로 구성되어 있으며, 전체 Chip 크기는 0.22mm x 0.27 mm 이고 전력 소비는 2.8mW이다.