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專利技術分散產品應用

在數碼圈,我們每個月都能看到大量的新產品和新技術發布,尤其是上半年,因為上半年有很多消費電子相關的展會,廠商和供應商往往會在這些展會前後給我們帶來壹些新的東西。

此前,在工程機/概念機上,已經有廠商實現了全屏指紋、100W快充等黑科技,以及全機身不開孔的驚艷設計。壹旦這些技術成熟,可以量產,成本可以降到合適的水平,就會立刻出現在廠商的新機上。

現在真正基於機械升降主動式的全面屏設計已經下放到千元機了。在壹年前,我們根本無法想象這樣的技術會這麽快被大面積使用,甚至千元機已經可以用上這樣的設計。

從屏幕指紋的高速叠代,到手機屏幕形態從劉海平到水滴屏、打孔屏再到現在的真全面屏的演變,這兩年智能手機的發展可以說是相當迅猛。兩款產品發布時間可能只差半年,但看起來都像差了好幾年的產品。

在對真全面屏的追求中,廠商們從未停止腳步。手機的屏幕占比從80%以上提升到90%以上,屏幕的形狀壹次又壹次的變化。

目前魅族16系列采用的打孔屏和上下對稱邊框的全面屏是比較好的方案,其中魅族16系列方案已經接近極致的全面屏方案,但是由於前置攝像頭還是放在上邊框,魅族16系列的這種設計已經很難進壹步推高屏占比。

其他的解決方案都會有這樣或那樣的壹些問題,比如水滴屏,它需要在屏幕的水平中心有壹個縫隙。雖然這個縫隙不影響手機的日常使用,但是看起來真的很不雅觀。

雖然大部分消費者都可以容忍這種縫隙的存在,但顯然這並不是全面屏的最佳解決方案。屏幕之所以有縫隙,主要是因為前置攝像頭沒地方放,所以只能放在這樣壹個相對折中的方案裏。

機械升降式前置攝像頭推出後,廠商們推出了很多隱藏甚至直接砍掉前置攝像頭的設計方案,仿佛打開了壹扇新世界的大門,用各種方式實現了真全面屏的設計。

比如vivo NEX雙屏版和努比亞X,他們砍掉了前置攝像頭,通過在手機背面增加壹塊屏幕,使得後置攝像頭可以具備前置攝像頭的功能。再比如華碩ZenFone 6,采用翻蓋設計,讓後置攝像頭翻轉到手機上方,作為前置攝像頭。

憑借廠商無窮無盡的創意,至少在手機的設計上,安卓陣營已經全面超越iPhone。

如今,安卓廠商對真全面屏展開了新壹輪沖刺。這壹次,他們要挑戰的是真正全面屏的所有解決方案中最難也是最終極的方案——屏下攝像頭的實現。

在真正的全面屏出現之前就已經提出了屏下攝像頭的設計理念,這主要是基於有機發光二極管的特點。有機發光二極管屏具有超薄和自發光的特點。它沒有LCD屏幕那樣的背光層和液晶層,屏幕上的像素實際上是由壹個又壹個有機發光二極管組成的。

因為有機發光二極管屏幕上的像素之間存在間隙,所以當有機發光二極管不亮時,壹些光實際上可以穿透屏幕並到達屏幕底部。這壹特性為屏下攝像頭的實現提供了基礎條件,也是光學屏下指紋的基礎。

當時由於技術限制,廠商無法在真機上實現這樣的設計。這主要是因為當時屏幕的光學特性無法滿足屏幕下相機的要求,包括透過率、反射率、折射率等等。為了達到更好的屏下拍照效果,壹方面工廠要對屏幕進行大幅度的改進和優化,另壹方面,

不過當時廠商和供應商對屏幕指紋的研究並沒有白費,因為實際上屏幕指紋也可以看作是“屏下攝像頭”,因為光學屏幕指紋的原理是屏幕將光線照射到手指表面,屏幕下的傳感器捕捉到手指反射到屏幕下方的光線,從而獲得手指表面的圖像信息。之後系統會自動將這個圖像信息與之前錄入的指紋信息進行比對,進行識別判斷。

光學屏幕指紋模塊中的“傳感器”實際上是壹個攝像頭,甚至是丁暉最新的屏幕指紋模塊。

這意味著“屏下攝像頭”其實是壹個已經實現的功能。廠商更需要做的是優化屏幕本身,使其光學特性滿足做屏外主動的要求。

今天小米和OPPO搶屏下攝像頭的技術演示。看來兩家公司在屏下相機方面都取得了壹定的成績。雙方都發布了相關樣機的演示視頻,誠然,如今屏下正射不再是夢想。

從兩家發布的演示視頻來看,在非拍照狀態下,整個屏幕是無縫的,整個手機正面只有壹塊屏幕。至少在視頻中,我們根本註意不到攝像頭的存在。

在拍攝狀態下,手機頂部的像素會熄滅,前攝相機可以正常工作。從視頻中我們看不到proactive的確切位置,但是從屏幕上的顯示來看,屏幕下的proactive工作可以正常工作,效果非常好。

小米的演示視頻在效果上和OPPO差不多,但是背後的兩家廠商使用的是完全不同的解決方案。更重要的是,在屏下攝像頭的實現上,雙方都有自己的技術,而不是供應商提供的解決方案。

在OPPO的實現中,屏幕會分為兩部分,壹部分透光率高,壹部分透光率低,前置攝像頭會放在透光率高的這部分下面。

妳可能會好奇,OPPO是如何在壹塊完整的屏幕上控制屏幕透射比的?

從OPPO公布的專利來看,OPPO應用了“微透鏡”的技術,將這種非常小且透明的透鏡放在有機發光二極管屏幕的縫隙中,提高了屏幕的透光率,使圖像傳感器能夠接收到足夠的光線進行成像。

需要註意的是,此時前視攝像頭雖然可以成像,但圖像不正確。因為光只能通過有機發光二極管像素之間的間隙發射到傳感器,所以間隙和圖像傳感器之間存在角度差,所以壹些光會錯誤地成像在圖像傳感器上。

這就使得OPPO需要通過壹些後期的圖像處理算法來優化這方面的成像誤差,盡可能還原正確的結果。在這個方案中,後期的“重建圖像”其實才是真正的難點,因為成像誤差是壹個物理問題,所以我們只能通過後期的算法來盡可能的彌補和消除這樣的誤差,實現起來相對困難。

得益於現在旗艦機中強大的DSP,即使算法再復雜,手機在拍照的過程中也能很好的處理圖像。

小米的解決方案和OPPO完全不壹樣,小米的解決方案明顯更簡單粗暴。

他們直接改進了屏幕,把屏幕上的陽極和陰極都改成了透明的。這種改變可以提高屏幕在直線上的透光率,使其滿足屏幕下的相機需求。因為在整個屏幕中使用如此高透射比的陰極和陽極會大大增加屏幕的制造成本,所以小米的方案和OPPO壹樣,將屏幕分為高低透射比兩部分。

他們只在正面區域應用了這樣的“透明屏幕”,而這部分“透明屏幕”與其他普通有機發光二極管部分無縫連接。

在這個解決方案中,小米還與工廠達成了深度合作,實現了整個“隱屏”的定制化。

所以從今天開始,屏下主動的技術有了,現在就看哪個廠商能率先量產,推出新品了。筆者個人預測,OPPO和小米最快會在今年年底推出相關產品,其他廠商(如vivo、華為、三星)也可能會公布這方面的新進展。因為各家的技術都是專利技術,各家的解決方案都不壹樣,所以屏下主動可以說是手機行業新壹輪的百花齊放。

不得不說,國產手機廠商的R&D能力確實相當強,iPhone在這些國產手機面前已經失去了優勢。雖然妳可能會說這些技術還在Demo階段,但是由於廠商對屏下主動的技術非常重視,其優先級甚至遠高於全面屏指紋,所以我個人認為很快就會走向量產線。

屏下攝像頭+屏幕指紋+5G,可以說是2065438+2009年底或者2020年初旗艦機中最夢幻的配置了。

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