广告

中兴全球首款屏下摄像头手机,采用的技术是什么?

2020-08-14 综合报道 阅读:
据悉,中兴通讯即将推出全球首款屏下摄像头5G智能手机——中兴A20 5G。在这之前,小米、华为、Vivo等多家厂商都曾扬言推出屏下摄像头手机,如今真正官宣的却是中兴。同时,在奔向全面屏的征途里,随着导航键、听筒、传感器、指纹识别模组等都被成功隐藏在了边框或屏幕底,唯独前置摄像头成为全面屏征途的最后一块终极障碍。那么,实现屏下摄像头的技术挑战是什么?中兴通讯采用的技术又如何?

据EDN姊妹网站《国际电子商情》报道(《中兴将全球首发屏下摄像头手机,供应商可能有谁?》),8月12日,中兴通讯终端事业部总裁、努比亚技术有限公司总裁倪飞在微博上表示:“创新永无止境,梦想更进一步!我摊牌了,全球首款屏下摄像头智能手机,就是我中兴!”并附上配图,“我真的是二郎神”,似乎是将“屏下摄像头”技术比喻成二郎神的第三只眼“天眼”。0dDednc

0dDednc

据悉,中兴手机即将推出的这一首款屏下摄像头5G智能手机,型号名称为“中兴A20 5G”。0dDednc

在这之前,小米、华为、Vivo等多家厂商都曾扬言推出屏下摄像头手机,如今真正官宣的却是中兴。同时,在奔向全面屏的征途里,随着导航键、听筒、传感器、指纹识别模组等都被成功隐藏在了边框或屏幕底,唯独前置摄像头成为全面屏征途的最后一块终极障碍。0dDednc

今天EDN就从技术角度探讨下,实现屏下摄像头的技术挑战是什么?市场上有哪些技术和解决方案?中兴A20 5G采用的技术又是什么?0dDednc

屏下摄像头技术难点——OLED更利于摄像头“穿透”

据了解,屏下摄像头技术是将前置摄像头“埋进”手机屏幕下方,且“埋藏”摄像头的屏幕区域本身不仅可用于显示,也能从容应对自拍之类的场景,不需要特别在屏幕上为摄像头专门预留位置,也就进一步提升了屏占比。0dDednc

这类技术或许很难用“革命性”来形容,但就技术研究方向来看,它足以成为一种趋势。0dDednc

要将摄像头这类传感器隐于屏幕下方,就直觉来看,至少要求屏幕材料本身有透明或半透明属性。实际上,OLED和LCD屏幕都具备这种属性基础,但LCD因为有背光层的存在,且屏幕结构相对复杂、面板厚度偏厚、透光率也更难做高,所以LCD先天不具备隐藏传感器的优越性。0dDednc

OLED有机发光二极管屏幕在结构上先天有着“半透明”优势属性。这类屏幕不需要背光和filter滤光片,其基板和ITO(铟锡氧化物)阳极一般是透明的,阴极虽然本身不透光,但当厚度达到相应程度时就呈现出半透明。在屏下摄像头之前,屏下环境光传感器、屏下指纹识别传感器等已得到成功应用。0dDednc

OLED显示屏具备半透明和超薄的特点,屏下环境光传感器能顺利实现其功能。环境光传感器在手机上的价值,主要在于感应外界光线强弱,并动态调整手机屏幕亮度。实际屏下环境光传感器早在Apple Watch设备上就有利用,ams艾迈斯板代替很早就提供了这类方案。0dDednc

不过在穿透屏幕的问题上,仍有很多实际问题需要解决。比如屏下环境光传感器需要解决精准的测光问题,解决光学串扰,以及屏幕本身在发光时,如何通过算法来抵消屏幕发光对于环境光侦测的影响等。0dDednc

屏下摄像头在基本需求上,是需要将照片拍好看的。一般摄像头的光学镜头都需要特别设计,即便高透光率的OLED屏幕,挡在摄像头前方,实际也很难满足“拍好”的需求。这是屏下摄像头时至今日也仍未普及的原因。0dDednc

所以实现屏下摄像头的主体,在“透过屏幕”的解决方案,以及如何通过图像后期算法来修正因为屏幕遮挡导致的画质损失。这是不同层级的厂商开始各显神通的时候。也是小米、OPPO率先公开研发屏下摄像头方案抓人眼球的原因所在。0dDednc

各厂商解决方案殊途同归

小米:新型材质透明屏幕

就小米早前公开的资料来看,小米展示的“隐视屏”在前置摄像头区域,是个所谓的小“透明屏”,下面的示意图中提到了“透明阴极”和“透明阳极”,应该是在阴极和阳极的材料方面做了透光率提升,同时降低反射率,而且这部分也“充当镜片的作用”,那么可能还会有更多材料和结构选择上的优化。小米公司产品总监王腾表示,“显示效果还需要时间优化”,指的应该就是针对透光率及光学素质的损失,所需的后期算法优化。0dDednc

0dDednc

实际从国家知识产权局官网查询可知,小米曾经在2018年11月申请过一项电子设备专利(申请公告号:CN208924293U),这项专利与屏下摄像头相关。不过此专利描述的方案更偏向于,一般情况下设备为全面屏显示,在自拍时,则通过马达移开摄像头上方的一部分显示区域。看起来,这项专利极有可能和小米当前公开的技术不一致。0dDednc

OPPO:透视全景屏

就OPPO于去年6月申请的专利(申请公告号:CN108551505A)来看,其技术方案和小米的完全不同。OPPO在专利中将屏幕分成透光区域和非透光区域,这里的透光区域也就是前置摄像头所在区域——实际这个区域包含了“成像组件”和“投影组件”,这两个组件下方都设有驱动元件。驱动元件可控制两个组件的工作状态,当成像组件——也就是摄像头工作时,投影组件关闭,做到透光。在投影组件工作时,这部分就作为常规屏幕显示区域,与其它“非透光区域”一同显示屏幕内容。0dDednc

0dDednc

OPPO在专利中将屏幕分成透光区域和非透光区域0dDednc

这里还用到了微透镜技术,利用显示屏像素点之间的缝隙来实现光的通过,到达摄像头也就可以拍照了。专利中,摄像头上方的这部分屏幕,其像素密度也特别做了降低处理,像素间的间隙也就更大,使得更多光能够传统屏幕到达摄像头内部。0dDednc

vivo:一块屏幕两种材质

OPPO最要好的小伙伴vivo也有自己的一套,使用两种不同的材质打造一块屏幕,在屏下摄像头区域采用结构更薄、透光率更高的PMOLED屏幕,其余部分则使用正常的OMOLED屏幕。(专利号:CN109545833A)0dDednc

0dDednc

魅族:石墨烯屏高透明度

魅族的方案则是在前置摄像头上方的一小块区域使用石墨烯屏,利用石墨烯屏高透明的特性,保证屏下摄像头的正常工作。(专利号:CN107734102A)0dDednc

0dDednc

京东方:机械结构简单粗暴

京东方的解决方法可以说是独树一帜,别人一块屏幕我两块屏幕,当需要使用前置摄像头时,直接在机身内部,通过机械结构将摄像头上方区域的屏幕移走,简单粗暴。(专利号:CN109561183A)0dDednc

0dDednc

华为:电压调节一石二鸟

最后是华为,使用“显示屏+液晶调光膜+补光灯”的组合,配合图像传感器,通过电压调节来控制屏幕的透明度,从而给屏幕下的摄像头让出光线。除了显示屏,这种方法还能调节手机后盖的透明度,让你同时拥有透明屏幕和透明后盖。(专利号:CN109618029A)0dDednc

0dDednc

除了这些国产厂商,国外媒体消息显示,苹果、三星、LG等国外厂商也在积极研发屏下摄像头,但技术细节还没有太多的公布。0dDednc

中兴屏下摄像头采用谁家的解决方案,怎样实现的?

虽然中兴A20 5G具体技术和方案倪飞并未透露,但有消息称其极有可能采用的是维信诺的屏下摄像头解决方案——今年6月8日,维信诺率先推出了全球首个可量产的屏下前置摄像头解决方案,并声称终端产品即将发布!方案应用新透明OLED器件、新型驱动电路和像素结构、高透明新材料。通过特殊的像素排列方式优化,消除了透明副屏和主屏之间的亮度差异、色域差异和视角差异,实现了批量交付。0dDednc

据OLED产品供应商维信诺官方微信公众号消息,维信诺InV see屏下摄像解决方案发布,这是全球首个达到量产应用级别的屏下摄像解决方案。0dDednc

该方案通过开发应用新透明OLED器件、新型驱动电路和像素结构、导入高透明新材料,达到了显示效果和屏幕透明度最佳平衡,呈现出更为优质的显示和拍照效果。0dDednc

维信诺称该方案可实现如下体验:0dDednc

真·全面屏

同时,该方案采用全新的制程和封装方式,突破了量产工艺瓶颈,实现了批量交付。应用维信诺InV see屏下摄像解决方案的终端产品即将发布。0dDednc

0dDednc

让透明更透明

为了实现屏下摄像功能,首先要提高摄像区域(以下称为副屏)的透明度。这一次维信诺从屏体材料入手,选择了透明度更高的新有机膜和无机膜材料,并对膜层结构进行增透处理;优化了屏体的金属层结构——在副屏区域用透明导电层最大限度地代替非透明金属材料,而无法用透明导电层代替的金属层则采用全新材料,从而达到提升透明度和抑制衍射的双重效果。0dDednc

0dDednc

让自拍更自然

在更新材料、优化结构的基础上,维信诺对副屏区域的干扰因素进一步“清空”,采用业内首创的驱动电路和像素结构设计,规避了像素驱动电路对摄像头的干扰,抑制了透明区显示走线和像素对前置摄像头的影响,大幅度提升前置拍照效果。0dDednc

0dDednc

当然,除了在硬件上“锱铢必较”,前置摄像头的软件算法也可以对副屏区域的拍摄效果进行补足。维信诺通过与终端厂商的合作,在前置摄像头特殊算法的优化融合下,进一步消除了影响拍摄效果的衍射和炫光,抑制雾化效果,大幅提升照片清晰度和亮度,满足了日常自拍、视频通话等使用需求。0dDednc

让“视界”更全面

透明与显示本身就是矛盾的存在,任何一方的“偏科”都会让屏下摄像解决方案无法实现。为了解决这个挑战,实现两者间的最佳平衡,维信诺通过特殊的像素排列方式优化,明显弱化主副屏区域因透明度、分辨率等差异导致的分界线,让主副屏的边缘过渡更为自然,并通过创新型驱动方式实现主副屏显示同步。0dDednc

除此之外,还让主副屏在观感上更加自然。通过新OLED器件的应用,消除了透明副屏和主屏之间的亮度差异、色域差异、视角差异,直观地提升了整个屏幕的显示一致性,带来更加整齐划一的全面视野。0dDednc

官方称,多达数百个相关技术专利的加持,多代屏下摄像技术方案的探索与优化,多方产业链上中下游企业的协同创新,最终促成了维信诺InV see屏下摄像解决方案的诞生。0dDednc

总结

首款屏下摄像头手机就要来了,但是这对中兴和维信诺的影响却是不同的。0dDednc

对于中兴来说,虽然中兴A20是首个屏下摄像头手机,但是这个技术没有得到市场的验证,所以很多用户会观望,并不会购买。另外,最近几年,无论是销量、设计,还是配置,中兴都缺乏看点。目前的体量和口碑确实也很难引起太多的关注。0dDednc

而对于维信诺来说,这个消息则可能带来更大的利好。如今的维信诺已经成为多个品牌的供应商,比如小米、华为和荣耀以及中兴和努比亚,这都为它带来了不错的利润。再加上此次的新技术首发,必将增加其在屏幕制造方面的口碑和地位。0dDednc

最后,我们还是期待这款新机发布后的表现吧。0dDednc

责编:赵明灿0dDednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了