2013年底，DigitalOptics Corporation與大陸智能手機(jī)制造商OPPO簽下了業(yè)界首筆MEMS攝像頭量產(chǎn)訂單，成為全球首個(gè)引入MEMS相機(jī)模塊的手機(jī)廠商。而近期美國(guó)專利商標(biāo)局也公布了蘋果獲得一項(xiàng)新專利，指出蘋果未來(lái)的 iOS 設(shè)備可能會(huì)使用基于 MEMS 自動(dòng)聚焦執(zhí)行器的攝像頭，以縮短攝像頭聚焦響應(yīng)時(shí)間，提高攝像頭的成像穩(wěn)定。蘋果此項(xiàng)MEMS自動(dòng)聚焦執(zhí)行器專利的發(fā)明人來(lái)自Cambridge Mechatronics，專門研究自動(dòng)聚焦執(zhí)行器技術(shù)。

DigitalOptics Corporation是目前僅有的一家MEMS攝像頭生產(chǎn)廠家，在2014年3月份被大陸觸摸屏行業(yè)巨頭歐菲光所收購(gòu)。看來(lái)歐菲光瞄準(zhǔn)蘋果供應(yīng)商位置不是空穴來(lái)風(fēng)，至少兩個(gè)行業(yè)巨頭在MEMS攝像頭的動(dòng)作上保持了一致。

使用MEMS自動(dòng)聚焦執(zhí)行器技術(shù)的攝像頭響應(yīng)速度快，聚焦時(shí)間短，更容易實(shí)現(xiàn)“先拍照后對(duì)焦”的光場(chǎng)攝影模式，這對(duì)手機(jī)而言是一個(gè)十分讓人期待的新興技術(shù)。

MEMS攝像頭的器件非常微小，生產(chǎn)時(shí)利用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體工藝和材料，在芯片上制造微型機(jī)械，并將其與對(duì)應(yīng)電路集成為一個(gè)整體，主要靠靜電力驅(qū)動(dòng)，可以做到非?？斓臋C(jī)械動(dòng)作速度。同時(shí)MEMS攝像頭器件本身的小巧的硬硅結(jié)構(gòu)剛性非常大，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要比傳統(tǒng)VCM攝像頭高得多。MEMS攝像頭推動(dòng)鏡頭組運(yùn)動(dòng)80微米只需要不到300毫秒的時(shí)間，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)，機(jī)械共振變得更高，就能提高響應(yīng)速度，縮短聚焦時(shí)間。

傳統(tǒng)的VCM攝像頭推動(dòng)鏡頭組運(yùn)動(dòng)耗時(shí)耗時(shí)要比300毫秒長(zhǎng)得多，同時(shí)也需要差不多50毫秒，才可以吸收掉零件的震動(dòng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。按照歐菲光此前收購(gòu)的DigitalOptics Corporation官方給出的數(shù)據(jù)，MEMS攝像頭對(duì)焦速度要比普通的VCM攝像頭快足足7倍，數(shù)字十分驚人。

MEMS攝像頭另一個(gè)優(yōu)勢(shì)就是準(zhǔn)。MEMS攝像頭的MEMS 自動(dòng)聚焦執(zhí)行器，是和電子系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，使用半導(dǎo)體工藝制造的，MEMS 自動(dòng)聚焦執(zhí)行器可以讓鏡頭中心偏移量做到驚人的0.1微米，對(duì)畫(huà)質(zhì)影響非常重大的鏡頭組光軸偏斜只有0.05度，分辨率和重復(fù)定位精度上，可以實(shí)現(xiàn)小于1微米，非常容易的實(shí)現(xiàn)超高精度的閉環(huán)控制。而傳統(tǒng)的VCM攝像頭的鏡頭中心偏移量一般只能控制在50微米左右，鏡頭組光軸偏斜平均誤差是0.26度左右，分辨率和重復(fù)定位精度通常只能做到10～20微米。所以不管是在分辨率、重復(fù)定位精度，還是邊緣成像效果上，MEMS攝像頭都比VCM攝像頭好。

蘋果指出使用這種 MEMS 技術(shù)的重要好處之一在于功耗低，這是移動(dòng)設(shè)備中一個(gè)非常重要的因素。功耗會(huì)影響傳感器的溫度，溫度的不均勻會(huì)直接影響傳感器成像質(zhì)量。MEMS自動(dòng)聚焦執(zhí)行器工作時(shí)的典型功耗只有VCM技術(shù)的1%左右，可以讓攝像頭組件降溫10度。

另外因?yàn)楣铏C(jī)械對(duì)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(duì)于現(xiàn)代手機(jī)設(shè)計(jì)而言，能給系統(tǒng)其它部分挪出更多的空間。

所以 MEMS 技術(shù)對(duì)于越來(lái)越追求輕薄的蘋果未來(lái)iOS 設(shè)備來(lái)說(shuō)，可以節(jié)省更多的功耗和尺寸。

MEMS攝像頭的缺點(diǎn)是畫(huà)質(zhì)和耐用性。MEMS技術(shù)無(wú)法讓鏡頭組做到大幅度的位移，只能實(shí)現(xiàn)80微米左右，而傳統(tǒng)的VCM技術(shù)可以輕松做到500微米甚至1毫米級(jí)別的行程范圍。所以MEMS技術(shù)一般要使用景深極淺的特殊鏡頭，這類鏡頭的偏光角度很大，導(dǎo)致MEMS攝像頭目前在成像素質(zhì)上達(dá)不到頂級(jí)VCM鏡頭的高度。

由于MEMS技術(shù)采用的硅材料很脆，攝像頭鏡頭的重量也不小，因此MEMS機(jī)構(gòu)很容易在劇烈震動(dòng)，比如跌落中損壞。相對(duì)于普通VCM鏡頭而言稀松平常的1.5米跌落測(cè)試，放在MEMS上就成了滅頂之災(zāi)，MEMS攝像頭只能保證在1.2米以下的跌落高度上幸存。這意味著你假設(shè)不小心摔了一下手機(jī)，除了要換屏以外，很可能還得換攝像頭，開(kāi)銷再增一筆。

而蘋果此次的新專利中，已經(jīng)完善MEMS技術(shù)的抗震性，解決了移動(dòng)設(shè)備的跌落測(cè)試中，MEMS自動(dòng)聚焦執(zhí)行器無(wú)法達(dá)到測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題，可以讓 MEMS 技術(shù)商用化了。

歐菲光在完善觸摸顯示屏產(chǎn)業(yè)鏈后，又意圖進(jìn)入藍(lán)寶石加工領(lǐng)域，并積極收購(gòu)擁有MEMS攝像頭技術(shù)的DigitalOptics Corporation，高度契合蘋果的一些技術(shù)動(dòng)向。但歐菲光能不能成為蘋果未來(lái)的 iOS 設(shè)備的供應(yīng)商，或許還要看在硬件上越來(lái)越封閉的蘋果，愿不愿意授權(quán)許可它的專利技術(shù)，出現(xiàn)在競(jìng)對(duì)手的產(chǎn)品上，因?yàn)樵谒{(lán)寶石領(lǐng)域，蘋果要求合作伙伴極特先進(jìn)，不經(jīng)自身允許，禁止向任何客戶提供此類藍(lán)寶石產(chǎn)品，甚至不允許提供相關(guān)技術(shù)支持或許可證。而歐菲光收購(gòu)的DigitalOptics Corporation，已經(jīng)把高級(jí)影像算法，比如人臉識(shí)別和紅外手勢(shì)識(shí)別等，授權(quán)給了蘋果最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手三星。