據(jù)傳，谷歌Nexus 5以及OPPO的一款新機(jī)將采用MEMS鏡頭，全新的鏡頭將帶給手機(jī)超快的對(duì)焦速度以及極低的功耗。因此“MEMS”，這個(gè)被廣泛忽視了的名詞引起了很多手機(jī)發(fā)燒友的關(guān)注。
圖1 MEMS傳感器
MEMS傳感器：其實(shí)大家都在用
MEMS技術(shù)，也叫做微機(jī)電系統(tǒng)，它可以簡(jiǎn)單理解成一種集成度很高的微型器件或系統(tǒng)，而正是由于這是一種精度可達(dá)微米級(jí)別的微型器件，因此MEMS傳感器普遍具有尺寸小、功耗低、性能強(qiáng)等特性。
圖2 MEMS傳感器體積微小，精度可達(dá)微米級(jí)別
雖然上文中提到的MEMS鏡頭目前尚未正式商用，但采用MEMS技術(shù)的其他類別傳感器卻已經(jīng)應(yīng)用到我們生活中的各個(gè)領(lǐng)域。大家經(jīng)常使用到的麥克風(fēng)、陀螺儀、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)頭，以及不甚熟悉的醫(yī)療設(shè)備、汽車(chē)部件、航空器材，都有MEMS技術(shù)的廣泛參與。
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在數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域，MEMS技術(shù)也已經(jīng)有了很廣泛的應(yīng)用，事實(shí)上，已經(jīng)有很多手機(jī)已經(jīng)在使用MEMS技術(shù)，最有名的例子就是手機(jī)的動(dòng)作感應(yīng)功能，由于使用了MEMS技術(shù)的三軸陀螺儀，我們的手機(jī)可以通過(guò)感應(yīng)三個(gè)維度的方向變化來(lái)和應(yīng)用互動(dòng)，大幅度提升了手機(jī)動(dòng)作感應(yīng)類游戲的可操控性，而目前很多手機(jī)上使用的加速計(jì)、電子羅盤(pán)、光感應(yīng)器等部件，也均加入了MEMS技術(shù)。
圖3 MEMS傳感器在手機(jī)上非常普及
MEMS鏡頭：快速、省電、集成度高
MEMS鏡頭也就是采用了微機(jī)電系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦成像的鏡頭組件，和傳統(tǒng)的VCM馬達(dá)相比，MEMS鏡頭集成度更高，對(duì)焦速度更快，對(duì)焦更準(zhǔn)確、功耗也要低的多。
MEMS鏡頭最顯著的特點(diǎn)在于大幅度提升了鏡頭的對(duì)焦速度，目前唯一的一款采用MEMS技術(shù)的鏡頭的對(duì)焦速度要比常規(guī)VCM鏡頭至少快上7倍，此外MEMS鏡頭在攝像頭對(duì)焦的功率和精度方面也有很大優(yōu)勢(shì)。
圖4 MEMS鏡頭的基本結(jié)構(gòu)
集成度方面，拿DigitalOptics公司推出的mems|cam模塊（800萬(wàn)像素，1/3.2吋攝像頭）舉例，這款采用MEMS技術(shù)的鏡頭模塊的z軸高度僅為5.1mm，比常規(guī)模塊減少了33%的空間，這珍貴的33%對(duì)于目前以絲米為單位的手機(jī)厚度而言，重要性不言而喻。
以目前最高水平的諾基亞Lumia 1020為例，該機(jī)拍照效果好的原因就在于它使用了高質(zhì)量以及大尺寸的拍照組件，但換來(lái)的是手機(jī)厚度難以控制的小問(wèn)題，如果使用了最新的MEMS技術(shù)，相信手機(jī)的厚度控制上會(huì)好很多。
圖5 已經(jīng)成品的MEMS鏡頭
MEMS的整體耗電量?jī)H為傳統(tǒng)VCM 鏡頭的1%。其實(shí)在功耗上MEMS的優(yōu)勢(shì)很好理解，手機(jī)的攝像頭的工作原理是機(jī)械組件通過(guò)對(duì)鏡頭組的微小位移，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)焦的目的。由于使用MEMS微機(jī)電系統(tǒng)的感光器體積微小，精度以微米級(jí)計(jì)算，而鏡頭組件的驅(qū)動(dòng)器所需要的能量極小，因此MEMS鏡頭的功耗相當(dāng)?shù)停梢杂行岣唠姵氐氖褂脡勖?/p>
此外，MEMS技術(shù)還可以讓鏡頭組件以低溫運(yùn)行，和常規(guī)鏡頭相比，MEMS鏡頭可以降低20%的散熱量，而溫度的控制對(duì)于提高照片畫(huà)質(zhì)的穩(wěn)定性很有幫助。
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MEMS鏡頭，是趨勢(shì)但談不上革命
MEMS鏡頭的出現(xiàn)和蘋(píng)果A7處理器其實(shí)狀況有相似之處，它們的出現(xiàn)必然會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能有一定的提升，但并沒(méi)有針對(duì)現(xiàn)階段產(chǎn)品的最短板進(jìn)行升級(jí)。目前來(lái)說(shuō)，手機(jī)拍照對(duì)于對(duì)焦速度方面的要求并不高，手機(jī)的連拍功能已經(jīng)足夠日常使用。
而目前已經(jīng)正式推出的MEMS鏡頭還只有DigitalOptics公司的一款而已，其快速、低能耗等技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)只在于理論上，尚無(wú)商用產(chǎn)品接受過(guò)專業(yè)測(cè)試。此外，影像設(shè)備的成像結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，照片畫(huà)質(zhì)受多方面因素的影響，僅僅在組件結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化并不能稱之為革命。而谷歌Nexus 5上所內(nèi)置的MEMS鏡頭究竟表現(xiàn)如何，一時(shí)還無(wú)法下結(jié)論。
手機(jī)的拍照功能在整個(gè)2013年都備受關(guān)注，很多廠商都就此點(diǎn)進(jìn)行炒作，除了MEMS鏡頭外，我們已經(jīng)見(jiàn)識(shí)過(guò)了HTC的Ultrapixel、OPPO的Pure Image、索尼的BIONZ 影像處理器、諾基亞的超高像素以及PureView拍照技術(shù)，給我留下最大的印象就是強(qiáng)弱之別和廠商所提的概念事實(shí)上關(guān)系不大，雷聲大雨點(diǎn)小的產(chǎn)品比比皆是。
可以預(yù)見(jiàn)的是，MEMS鏡頭必然是未來(lái)手機(jī)的技術(shù)趨勢(shì)，如果在Nexus 5上取得了不錯(cuò)的效果相信會(huì)有更多的產(chǎn)品嘗試在鏡頭上使用微機(jī)電系統(tǒng)。但僅就目前的形式判斷，筆者對(duì)該技術(shù)下的鏡頭質(zhì)量并不看好，畢竟技術(shù)尚未成熟，并且一款拍照設(shè)備的衡量標(biāo)準(zhǔn)又是多樣性的，對(duì)焦速度、功耗、散熱等性能都不是鏡頭的核心競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)。
圖6 智能手機(jī)的鏡頭使用MEMS技術(shù)是趨勢(shì)
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