屏下鏡頭最強(qiáng)科普：原理？實(shí)用？未來？一次搞懂！

黃陽 2020-09-06 10:27:58 來源：量子位

中奇 萬鐸 黃陽 發(fā)自 凹非寺

鵝板凳 | 公眾號(hào) ebandeng

首個(gè)量產(chǎn)屏下攝像頭手機(jī)，這個(gè)星期終于發(fā)布了。

在此之前，小米也搶先對(duì)外展示了自家的新一代屏下攝像頭技術(shù)。

可以說，從去年6月份OPPO和小米相繼公布原形機(jī)開始，時(shí)隔一年，這項(xiàng)技術(shù)總算是落地了。

那么，這些廠商是怎么把攝像頭藏到手機(jī)屏幕底下的？同樣是攝像頭，中興和小米又有什么區(qū)別呢？

今天大鵝就跟大家好好聊聊這件事。

區(qū)別在哪里？

攝像頭的工作原理就是把環(huán)境中的光，經(jīng)過感光元件，處理成數(shù)字信號(hào)。

可以說，攝像頭成像，本質(zhì)就是硬件接受光的過程。

但問題就在于，普通的面板是不透光的，要實(shí)現(xiàn)屏下攝像頭的效果，在硬件上就要對(duì)顯示面板做兩個(gè)處理——

• 把屏幕上除了OLED有機(jī)發(fā)光材料以外的部分全做成透明的；
• 調(diào)整屏幕中像素的布局。

第一步大鵝在之前的聊小米透明電視的時(shí)候已經(jīng)說過了，大家有興趣可以看看之前的內(nèi)容。

簡(jiǎn)單來說，以現(xiàn)在的能力，把除了OLED層以外的結(jié)構(gòu)，完全替換成透明材料并不困難。

但因?yàn)镺LED顯示屏中，發(fā)光的OLED材料沒法做透明。

所以在第二步，也就是屏幕中像素的布局部分，就開始出現(xiàn)了兩個(gè)流派。

中興的方法是摳像素。

也就是說在攝像頭區(qū)域，按照一定比例把原有的子像素?fù)赶聛恚屵@些位置變成透明的，讓一部分光線照進(jìn)去，傳到下面的攝像頭里。

小米則是進(jìn)一步細(xì)化，把這步分成了兩步走。

先是把AMOLED屏幕上像素之間的縫隙，也就是電路以及控制像素開關(guān)的半導(dǎo)體盡量放到像素點(diǎn)的后面。

也就是圖里小指頭指的那些東西。

接著呢，在攝像頭區(qū)域把單個(gè)像素的面積縮小，讓像素與像素之間的空隙變大，讓這些縫隙透光。

效果咋樣？

原理算是說完了，但是你可能還會(huì)有一個(gè)疑問？

這又是摳又是擋的，鏡頭區(qū)域都成篩子了，那還怎么成像嘛？

這大可不必?fù)?dān)心，不知道大家小時(shí)候有沒有見過一種叫做看電視護(hù)眼眼鏡的玩意兒。

看還是能看的，只是多少還是被擋住了，所以這個(gè)成像效果嘛，平時(shí)視頻一下倒也可以。

但要想好好自拍，即便是有后期算法加持，也還是有股夢(mèng)回200w像素前置那味兒了。

樂觀一點(diǎn)看，起碼這個(gè)物理磨皮效果還是拉滿的。

拍照基本算是合格，更大的挑戰(zhàn)在屏幕顯示效果這塊。

先說中興，鏡頭部分少一大堆像素，細(xì)膩度肯定就上不去了，

這就會(huì)造成兩個(gè)問題——

一是這個(gè)區(qū)域顯示一個(gè)像素的細(xì)線時(shí)，由于像素的缺失細(xì)線可能就消失了。

二是由于紅色像素面積最小，所以顯示紅為主的畫面時(shí)候，這個(gè)區(qū)域會(huì)格外明顯。

小米這個(gè)像素?cái)?shù)量沒變，只是空隙變大了，所以對(duì)顯示效果的影響并不大。

仔細(xì)盯著這塊，也不會(huì)大果粒的問題。但在某些特定角度下，亮度差異還是挺明顯的。

為什么這么難？

有人就會(huì)說了，這個(gè)屏下指紋不也發(fā)展了有段時(shí)間了么？怎么屏下攝像頭就這么困難呢？

主要是因?yàn)?，屏下攝像頭要記錄彩色信息。

而屏下指紋，只需要記錄黑白紋理就可以了。

所以屏下攝像頭要求的透光率就要比指紋高出很多來。

然而屏幕的像素密度和屏幕的透光性，這本身就是一個(gè)魚和熊掌的問題。

千辛萬苦在像素之間擠出縫隙來，還要防止屏幕像素本身發(fā)出的光對(duì)前置相機(jī)的干擾。

去年OPPO和小米展示的最初版本的采用的都是摳像素的方案。

目前來說，這種方案技術(shù)最成熟，也是這次中興使用的方案。

方案的提供方，是維信諾。

這是一家2001年成立的國(guó)產(chǎn)企業(yè)，前身是1996年成立的清華大學(xué)OLED項(xiàng)目組。是中國(guó)大陸第一家做OLED產(chǎn)品的企業(yè)。

而小米這套縮小像素，在縫隙間擠出區(qū)域透光的方案則來自華星光電。

華星光電是TCL控股的子公司，成立于2009年，一開始主要是給TCL電視做液晶面板的。

2017年3月，宣布在武漢建立手機(jī)專用的LTPS-AMOLED產(chǎn)線，今年也正式投產(chǎn)了。

今年8月28日華星光電還和三星顯示株式會(huì)社簽了協(xié)議，雙方交叉持股，在顯示領(lǐng)域也算是難得的國(guó)產(chǎn)之光了。

大鵝跟小米的人聊了聊，他們表示搭載華星光電屏下攝像頭的手機(jī)要等到明年了。

目前量產(chǎn)的難點(diǎn)在于把兩種大小的像素制作在一塊屏幕上太費(fèi)勁，產(chǎn)能上不去，良品率不達(dá)標(biāo)，價(jià)格也下不來。

其實(shí)除了這兩家，京東方也在去年年初申請(qǐng)了屏下攝像頭的專利。

只不過它采用的是內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)，在物理層面把屏幕分為普通顯示區(qū)域和攝像頭區(qū)域。

需要用前置鏡頭的時(shí)候把鏡頭上方的屏幕挪走，不用了再挪回來。

理論上對(duì)顯示效果沒啥影響，但擠壓內(nèi)部空間是少不了的了。

結(jié)語

有人就要問了，升降式攝像頭不挺好的么？干嘛非得費(fèi)勁研究屏下攝像頭，整老半天顯示效果拍照效果都還不行。

首先進(jìn)灰、不扛摔這些顯而易見的問題大鵝就不說了。

咱們可以看一下去年采用了升降攝像頭手機(jī)的重量和厚度，以及沒采用這個(gè)設(shè)計(jì)的手機(jī)重量和厚度。

這時(shí)你就懂了，這玩意太占內(nèi)部空間了，如果又要升降又要輕薄，那么就不得不在什么防水防塵、無線充電這些賣點(diǎn)上動(dòng)刀了。

這也是為什么升降攝像頭火了一兩年以后，今年大多旗艦手機(jī)又回歸挖孔屏了。

可以預(yù)見的是，現(xiàn)階段乃至未來半年到一年時(shí)間，屏下攝像頭都還沒發(fā)展到可以喊真香的地步。

目前這種調(diào)整像素布局的解決方案，都無法規(guī)避顯示效果差異和前置拍照效果差的問題。

但萬事開頭難，記得一開始，屏下指紋也很難用，但現(xiàn)在搭載這種技術(shù)的手機(jī)已經(jīng)不是啥新鮮事了。

所以，對(duì)于屏下攝像頭這項(xiàng)技術(shù)的前景，起碼大鵝自己還是比較樂觀的。

而且最重要的是，這次在硬件技術(shù)上，我們并沒有落在國(guó)外廠商后頭。

-完-