MEMS是Micro-Electro Mechanical System的縮寫，即微型電子機(jī)械系統(tǒng)，即使用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料，在芯片上制造微型機(jī)械。手機(jī)上使用的加速度傳感器、麥克風(fēng)（硅麥）和陀螺儀都使用了MEMS技術(shù)。
而MENS攝像頭即采用半導(dǎo)體工藝制造的微機(jī)系統(tǒng)，由美國Digital Optics Corporation（以下簡稱DOC）公司主導(dǎo)。歐菲在3月28日發(fā)布公告，擬收購DOC攝像頭方面資產(chǎn)，MEMS攝像頭再度熱門并令業(yè)界爭論不休。
MEMS攝像頭結(jié)構(gòu)
MEMS攝像頭就是用MEMS機(jī)構(gòu)來驅(qū)動鏡頭組移動從而實(shí)現(xiàn)自動對焦功能的自動對焦攝像頭。VCM攝像頭是由音圈馬達(dá)驅(qū)動鏡頭組移動實(shí)現(xiàn)自動對焦的。
MEMS攝像頭比VCM攝像頭結(jié)構(gòu)更簡單。
優(yōu)勢一、速度快
MEMS器件非常微小，因此MEMS機(jī)械可以迅速完成動作。同時MEMS器件剛性非常大，使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性要比VCM高得多。MEMS推動鏡頭組運(yùn)動80微米只需要不到300毫秒，而傳統(tǒng)的VCM耗時就可能要長得多。另外，當(dāng)鏡頭組到位后，MEMS器件只需要不到10毫秒即可進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，而VCM則需要50毫秒左右，才能吸收掉零件的震動達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
據(jù)DOC官方數(shù)據(jù)，MEMS攝像頭對焦速度要比普通的VCM攝像頭快7倍，是一個非常驚人的數(shù)字。正是由于對焦快，MEMS攝像頭可實(shí)現(xiàn)“先拍照后對焦”的光場攝影模式，也是MEMS攝像頭一大特點(diǎn)。
優(yōu)勢二、精度高
由于和電子系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，MEMS可以非常容易的實(shí)現(xiàn)超高精度的閉環(huán)控制，因此MEMS的準(zhǔn)確性會明顯高于VCM，不論是在分辨率還是重復(fù)定位上，MEMS都可以實(shí)現(xiàn)小于1微米的精度，而VCM則通常只能做到10～20微米。
同時，由于是使用半導(dǎo)體工藝制造的，MEMS機(jī)構(gòu)本身的一致性也要遠(yuǎn)高于VCM，具體來說，鏡頭中心偏移量方面，VCM一般只能控制在50微米左右，MEMS卻可以做到驚人的0.1微米；而對畫質(zhì)影響非常重大的鏡頭組光軸偏斜，VCM的平均誤差是0.26度，MEMS則只有0.05度，這個優(yōu)勢可以極大的提升畫面邊緣成像效果。
優(yōu)勢三、功耗低
MEMS工作時的典型功耗只有VCM的1%左右，由此導(dǎo)致的低發(fā)熱也可以讓攝像頭組件降溫10度。發(fā)熱量減小，對攝像頭傳感器成像質(zhì)量非常有利，因?yàn)閭鞲衅鲗囟确浅Ｃ舾?，在高溫情況下噪點(diǎn)增加，成像質(zhì)量下降。
優(yōu)勢四、體積小
由于硅機(jī)械對于空間利用率的進(jìn)步，MEMS攝像頭可以實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)VCM攝像頭更薄的最終模組尺寸，差距可以到1毫米，這對于現(xiàn)代手機(jī)設(shè)計(jì)而言是非常重要的一個優(yōu)勢。在橫向尺寸上比傳統(tǒng)VCM節(jié)省更大。
缺點(diǎn)一、畫質(zhì)差
MEMS攝像頭畫質(zhì)差是一個比較復(fù)雜的問題。由于MEMS器件位移量小，因此對于鏡頭組的設(shè)計(jì)有著特殊的要求。傳統(tǒng)的VCM可以輕松做到500微米甚至1毫米級別的行程范圍，而MEMS則只能實(shí)現(xiàn)80微米。這就意味著，傳統(tǒng)攝像頭可以把整個對焦范圍安排在這1毫米的鏡頭行程中，MEMS卻只能利用這小小的80微米。
因此，對于小行程下大對焦范圍的需求，MEMS必須使用景深極淺的特殊鏡頭，這類鏡頭的偏光角度更大，畫質(zhì)也不如主流的VCM鏡頭，這導(dǎo)致MEMS攝像頭目前在成像素質(zhì)上達(dá)不到頂級VCM鏡頭的效果。
也有業(yè)界人士提出，既然畫面效果達(dá)不到頂級VCM產(chǎn)品，結(jié)合尺寸小的特點(diǎn)，是否可以考慮做前置自動對焦攝像頭呢？
缺點(diǎn)二、抗摔差
硅是一種很脆的材料，因此MEMS機(jī)械比較脆弱。手機(jī)里的加速度計(jì)也是由MEMS彈簧提供支撐，其工作重量非常小，因此并不會在一般震動中損壞。但MEMS攝像頭不一樣，鏡頭的重量相對較大，因此MEMS機(jī)構(gòu)很容易在劇烈震動中損壞。
比如跌落測試，普通VCM攝像頭可通過1.5米跌落測試，而MEMS攝像頭只能通過1.2米以跌落測試。較弱的抗跌落可靠性是該產(chǎn)品的一大劣勢。
缺點(diǎn)三、資源少
傳統(tǒng)的VCM攝像頭資源非常豐富，從鏡頭、VCM馬達(dá)、CMOS傳感器到攝像頭封裝，廠商和產(chǎn)品應(yīng)有盡有，而MEMS攝像頭目前僅DigitalOptics Corporation一家。從手機(jī)制造商的角度看，并不希望采購產(chǎn)品由單一供應(yīng)商提供，這意味著手機(jī)制作廠商對產(chǎn)品的控制力變?nèi)?，風(fēng)險性增加。這是MEMS攝像頭最大障礙，商業(yè)化難度大。
缺點(diǎn)四、優(yōu)化難
MEMS攝像頭最大優(yōu)勢在速度快，但是對焦速度并不單純?nèi)Q于驅(qū)動機(jī)構(gòu)的速度，VCM通過閉環(huán)控制，也可以做到0.3秒以下的動作速度，最終決定對焦速度的依然是整套系統(tǒng)：從硬件到軟件，從驅(qū)動到控制，優(yōu)化在這里面起到的作用要遠(yuǎn)高于硬件。
綜合看，MEMS攝像頭優(yōu)勢和劣勢同樣明顯，但可靠性、資源單一性矛盾突出，產(chǎn)品普及非常困難。究竟MEMS攝像頭未來將發(fā)展如何，我們拭目以待吧。
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