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屏下摄像头从幕后到台前 攻克100%全面屏前的最后一道关卡
2019-06-06 15:52:00
全面屏是手机业界对于超高屏占比手机设计的一个比较宽泛的定义。从字面上解释就是手机的正面全部都是屏幕,手机的四个边框位置都是采用无边框设计,追求接近100%的屏占比。
6月3日,上午,OPPO 副总裁沈义人 在微博突然晒出了自家「屏下摄像头」的样机演示视频!
据了解,OPPO已经在2018年6月申请了屏下摄像头的相关专利。
值得一提的是,前两日刚公开屏下专利的小米也紧随其后,林斌也发布了「小米9屏下摄像头」的演示视频。并为了避免网友吐槽 。
言下之意,小米比OPPO更早就实现了屏下摄像头技术,只是小米选择低调没有发布。另外,从供应链了解到,这块屏幕是由国内AMOLED厂家维信诺供应的。
随后,不知道小米是不是临时加班加点,专门在中午发布了一张宣传海报,宣布实现了屏下摄像头技术。
事实上,荣耀总裁赵明也在上周接受媒体采访时表示,已经在工程机上能做到屏下摄像头。看来,国内手机厂商都在朝着同一个方向前进,互相之间看不出太大的差距,只不过大家均未公布屏下摄像头的具体商用时间。
屏下摄像头技术的难点究竟在哪儿?
其实屏下拍照早已不是什么新技术,因为光电式屏下指纹的工作原理,本来就是通过在屏幕下方放置镜头和图像传感器:在手指按压到屏幕上时,由屏幕发出强光“照亮”指纹再由下方的摄像头拍摄反射的指纹图案,最后通过算法增强、图像对比,完成指纹识别。没错,你可能正在使用的小米9、OPPO Reno、vivo X27、华为P30等等手机已自带屏下指纹。
既然可以实现屏下拍摄指纹,为什么不能自拍呢?
虽然都是在屏幕下方放置摄像头,但“屏下指纹”和“屏下自拍”还是有很大区别的。最明显之处就在于,屏下指纹是需要屏幕亮起、照亮指纹之后再用隐藏在屏下的传感器去“拍”指纹的反光,而且拍到的是黑白影像,对画质要求很低。
自拍当然就不同了,对摄像头像素、镜片、光圈等的要求都高得多,传统摄像头都放置在高透光率的保护玻璃后,而在“屏下自拍”设计中,就算屏幕像素可以变成透明,它们的透光率也要远低于光学玻璃,而且屏幕上每个像素之间的晶格、电路,也会在摄像头前方形成阻碍。
要想去除屏幕晶格、电路的影响,靠光学设计是做不到的,只能通过后期算法“滤”掉,并进行补色修复,事实上现有的AI技术完全可以胜任这部分工作,前提是对屏幕的微观结构非常熟稔。
但是屏幕透光率依然是横亘在屏下摄像头的最大障碍。理论上,利用OLED面板透明、每个像素点可独立控制开关的特性,当其发光的时候,看上去是没有缺口的,因为那一部分像素点并没有被阉割掉。要自拍的时候,只需要将摄像头部分的几个像素点熄灭,这样屏幕下方的前置摄像头就露出来了。
根据小米所发的资料显示,这台工程机的摄像头同样也是藏在了屏幕上方的一小块「透明区域」下,该区域具有低反射、高透光率的特性,可以做到不拍照的时候显示内容,拍照的时候变成透明玻璃。
原理看起来简单,但放到实际应用上,远没有那么容易。虽然OLED面板可以是“透明”的,但是相较于光学玻璃来说,它的透光率远远达不到要求。目前的OLED面板的透光率仍然限制在50%以内,一般只能达到41%~47%左右,因而屏下摄像头的究极形态一时半会儿还出不来。
挖孔屏是伪“屏下摄像头”,真正屏下摄像头来了?
挖孔屏是去年末出现的新解决方案,刚出来时也被称为屏下摄像头,不过无论是三星A8s的通孔亦或是华为Nova4、荣耀V20的盲孔,都破坏了屏幕显示,形成了一个“黑洞”,华为系破坏的是LCD的背光层,且对液晶层进行了特殊处理来增加透光率,三星则直接打穿了背光层和液晶面板,只留下玻璃盖板。
而屏下摄像头技术最明显的一点便是:摄像头非工作状态下不影响屏幕成像。显然,目前的挖孔屏手机都不能称之为真正的屏下摄像头手机,顶多叫玻璃盖板下摄像头,相对于刘海屏、水滴屏来说,虽然屏幕形态有很大变化,但仍属异形屏阵容。
同时三星A8s、华为Nova4、荣耀V20都不约而同的用了LCD屏,由于厚度和其他因素,传统的LCD屏透光率还远不及OLED屏。要说更为接近的,无疑是三星最新的Galaxy S10系列,在柔性AMOLED显示屏的挖孔工艺上实现了突破,其超感官全视屏采用精确的激光切割工艺进行Infinity-O屏内挖孔设计,其中S10和S10e为单开孔(前置单镜头)、S10+为双开孔(前置双镜头)。
在早前的开发者大会上,三星宣布了Infinity-U、Infinity-V、Infinity-O和New Infinity四种屏幕设计方案。Infinity-U和Inifinity-V这两种方案是早早就已经实现了,Infinity-O和New Infinity便是目前各大手机厂商所努力的方向,尤其是后者。而今天OPPO展示就是最后一种。
不难看出,要想真正通过屏下摄像头这种新设计来实现100%真全面屏,厂商必须在屏幕和摄像头方面都具有足够强的研发能力,至少要有对上游供应链的控制力以及相应的AI算法实力等。
但另一个重要的问题便是OPPO何时能够将屏下摄像头成功量产并在正式产品中推出,根据此前曝光的相关专利,需要让光线透过屏幕传入摄像头来使其正常工作,这必然加大了屏幕和整个手机的制造难度。OPPO能否成功带来世界上首款屏下摄像头手机?我们拭目以待。
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