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屏下摄像头来了!谁将领跑“真全面屏”赛道?

  • 时间:2020-04-21
  • 来源:飞象网
  • 作者:佚名
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飞象网讯(高靖宇/文)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。

全面屏让手机看起来更加漂亮,同时也满足了消费者对于“大屏”的视觉体验,因此也受到了各大手机厂商的重视。2018年,全面屏手机迎来爆发式发展,出现了刘海屏、水滴屏、挖孔屏等全面屏手机。

俗话说“理想很丰满,现实很骨感”,虽然这些手机都被称之为全面屏手机,但事实上它们的屏占比并为达到100%,更多的是屏占比在80%~90%之间,,拥有超窄边框设计的手机。而手机厂商之所以在屏幕上开刀挖空,主要是因为实现100%全面屏需要面临着很多设计上和制造工艺上的难点,比如实现全面屏后,手机听筒、前置摄像头、传感器等一些重要元器件在保障功能的提前下如何实现“隐藏”,成为手机厂商亟待攻克的难题。

此时,手机厂商另辟蹊径。在2018年5月,OPPO、vivo则先后发布了采用升降前置镜头打造的全面屏手机。而在2018年11月前后,联想、小米、荣耀则陆续推出了滑盖式的真全面屏手机。

滑盖,升降等通过机械结构打造的全面屏,虽然在视觉体验上更接近100%全面屏,但因消费者使用习惯,机身厚度、以及空间占用上等诸多弊端,这两种全面屏方案并未实现大面积推广应用。

不过,从去年开始手机厂商们已经在下一技术风口——屏下摄像头开始发力了。

屏下摄像头带来“真全面屏”

单就屏幕而言,现在最接近真正全面屏的方案应该是挖空屏,前置镜头已经从“刘海”造型变成了屏幕上的一个“点”,但为什么要在屏幕开孔留下这个“点”,那是因为根据成像原理,镜头需要有足够的进光量,而屏幕很厚,还有很多像素点和电路,它们会遮挡光线进入,所以只有在屏幕挖空,才可以保证镜头有足够的进光量。

也正因如此,屏下摄像头技术也就成为目前全面屏最完美的解决方案。

去年6月,OPPO副总裁沈义人在微博上晒出OPPO实现屏下摄像头设计的视频。

从视频来看,该工程机采用一整块无任何开孔的全面屏,前置摄像头隐藏在屏幕靠上的位置,肉眼很难分辨出。为了验证前置镜头真的“存在”,演示者将手指放着前置摄像头上,屏幕画面清晰显示出手指已将镜头遮挡。

有意思的是,小米也在同一天进行了屏下摄像头工程机的展示。视频中我们看到,小米9隐视屏版本采用了屏下摄像头技术,保证屏幕不存在缺口,也没有使用升降式结构。

与之前OPPO沈义人公布的解决方案不同的是,OPPO的屏幕摄像头方案是基于一块曲面屏,而这款屏下摄像头版的小米9手机则是采用了OLED屏幕。

三个月后,2019年9月,在华为Mate30系列发布会前夕,海外媒体爆出了华为屏下摄像头专利,根据专利描述,该智能手机的部分屏幕会处于透明状态,而前置摄像头就会位于这些透明屏幕的下方。这个部分主要用于显示手机的常规状态,例如当前的网络连接、网络强度、电量和时间等等。

今年2月,vivo推出了自家的探索性概念产品vivo APEX 2020,这也是第一款屏下摄像头技术落地产品。根据官方介绍,vivo APEX 2020采用屏幕像素排布设计与电路设计,将前摄上方屏幕透光率扩大到了其他区域的6倍,搭载四合一超像素感光芯片技术。

通过媒体测评可以看出,前置摄像头位置在深色背景下观感与普通屏幕几乎无异,而在浅色背景下,摄像头位置还是比较容易被看到。

透光率成最大技术难点

对手机有较为深入了解的同学可能知道,目前的光学屏下指纹识别用的就是一种屏下摄像头技术,利用OLED屏幕可以透光的特性,让屏幕下方的摄像头对指纹纹理进行拍照比对,并且可以做到相当不错的识别率。那么为什么用在屏下摄像头上就困难重重了呢?

首先,两者的工作目的是不同的,光学屏下指纹识别的摄像头,仅仅是为了从图像中获取相应的纹理信息,而不是为了成像,所以对画质要求非常低。而前摄所需的屏下摄像头是用于成像的,因此有相当高的画质要求。

其次,OLED屏幕虽然是可以透光的,但透光率其实比较低。光学指纹识别可以通过屏幕的主动高亮发光照亮被摄画面,来弥补透光率低的问题,然而用于拍照的前置摄像头大部分情况则只能被动接受环境光,在摄像头模组本身较小、感光能力较弱的情况下,透光率便成了一个大问题。

那减少前置摄像头区域的屏幕像素数量不就可以提升进光量了吗,但那样前置摄像头区域的屏幕的显示效果就会下降,与周围的屏幕有明显区别,例如我们在屏下摄像头手机上看到的暗斑,隐藏在屏幕后方的摄像头模块清晰可见,这就是降低了此处像素密度来优化摄像头进光量的结果,相信很多用户都无法忍受这样的效果。

卢伟冰也表示目前的屏下摄像头技术并不尽如人意,在量产方面也存在问题。但不得不说屏下摄像头解决了真全面屏时代屏幕完整性和机身完整性之间的矛盾,相信随着技术的进一步成熟,这些缺点也会一一解决。

屏下摄像头2020年或将商用量产

2020年,很多人期待屏下摄像头手机的到来。当然,除了手机厂商意愿外,背后离不开供应链的支持。

京东方在2019年8月22日就公布了自家OLED技术路线时间表,表示屏下摄像头产品有望在2020到2021年间推出。京东方副总裁常程曾提到,绵阳6代柔性AMOLED生产线未来就将推出支持屏下摄像头的柔性AMOLED屏幕。

早在2019年10月,三星就表示,它们与终端厂商合作研发的屏下摄像头显示屏方案,将会陆续开展小规模试产,预计2020年正式量产。另有媒体报道,三星下一代旗舰Galaxy S21已经在测试中,但目前还在评估这项技术的可行性。

除了需要上游屏厂的定制的OLED屏之外,对应的也需要上游摄像头厂商来进行配合优化。

去年就有消息称,索尼半导体已经放弃了边角摄影模块的开发,全面转向屏下摄像头模组的开发。

另外,在屏下摄像头算法上也传出利好消息。有消息称,徕卡利用多摄成像算法融合技术,已经可以初步解决屏下摄像头成像质量不佳的问题,而与徕卡合作紧密的华为有望在屏下摄像头技术方面实现突破。

除了华为,三星也在尝试与谷歌相机部门合作,取得谷歌相关的拍照算法技术,从而加速屏下摄像头方案的研发。

对于整个屏下摄像头手机产业链来说,由于高透光率OLED、超感光芯片、小型化镜头、模组的产能和良率都比较有限,因此屏下摄像头现阶段的使用成本会很高,所以今年更大的可能会是在几家一线品牌旗舰机型上看到。最后是三星、苹果,还是华米OV,谁将首发量产屏下摄像头手机成为今年一大悬念。

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