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屏下摄像头到底是如何实现的?
http://rchenfakai.cn  2020/3/26 0:29:19  

我们都知道,屏采用的自发光技术,每个像素点都是可以自发光,无需背光,因此可以做得非常的纤薄。而OLED屏实际上是由一层薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电极的阳极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。

其中,是用来支撑整个OLED的,其可以是透明塑料,也可以是玻璃或者金属箔;阳极和阴极也可以做成透明的。导电层和发射层则是由有机塑料分子构成,有机层也是由有机物分子或有机聚合物构成,这些在不发光的情况下都可以是透明的。所以,这也意味着OLED屏完全可以做成透明的。

早在2015年的时候,就曾率先展示了一款55英寸的透明OLED电视。从下图中,我们可以看到,整个电视屏幕几乎是像一块玻璃一样的透明,同时,其还能够正常的显示电视画面。

▲55英寸的透明OLED电视

而除了三星之外,LG、等众多的电视厂商也都曾有展示透明的OLED电视。此外,三星、LG,包括国内的京东方也都曾展示过小尺寸的透明的OLED屏幕。

▲2015年京东方展示的全球首款9.55英寸柔性透明OLED显示屏

如果透明的OLED手机屏幕都有了,那么屏下摄像头技术的关键难题也就可以迎刃而解了。屏厂只需在配合手机厂商在屏下摄像头的位置(原本打孔屏需打孔的位置)将OLED屏幕做成透明的即可。而从小米今天给出的其屏下摄像头技术原理解释来看也正是如此。

小米表示,“全新定制屏幕在前置摄像机区域是一块小的‘透明屏\\’,具有低反射、高透光率的特性。平时可以作为正常的显示区域,而在拍照时将会变成透明,让光线通过,从而实现自拍。在显示区域的下方,集成了我们传统的摄像头模组。”

简单来说,就是屏下摄像头所在区域的OLED显示屏是透明的OLED屏,当该区域的透明OLED显示屏不显示画面时,将会呈现透明的状态,这也使得外界的环境光线可以透过透明的OLED显示屏到底屏下的摄像头,从而最终实现成像。当然,这里还有个关键的指标,就是手机用的透明OLED屏的光线透光率,这个透光率越高,屏下摄像头的成像效果也就越好。

从上面小米和OPPO的屏下摄像头样机的演示视频,我们也能看到,当屏下摄像头工作的时候,屏下摄像头所在的一部分的屏幕区域会自动变成黑色,摄像头正上方的透明OLED区域也将不显示画面,变成透明状态(相对于屏下摄像头来说),从而实现屏下摄像头的成像。另外,选择摄像头所在的整个区域都不显示画面,而不只是摄像头所在的那一点,这样可以防止摄像头周围的显示区域的发出光线对于摄像头成像造成干扰。

那么是否能够有在屏幕全部显示(摄像头所在区域也正常显示)的同时,实现屏下摄像头拍摄呢?

之前三星曾经展示过一项屏下摄像头专利,其屏下摄像头放置在屏幕正中央,屏下摄像头不工作时,手机屏幕如正常显示,屏幕显示画面也不会因屏下摄像头的存在而有异常干扰。当用户在自拍的同时,屏幕也完全显示的是自拍的画面,用户也完全看不到屏下摄像头。

这也意味着,该方案能够解决透明OLED屏正常显示画面时对于屏下摄像头成像的干扰问题,并且用户无法在任何情况下都无法透过屏幕看到屏下摄像头,显然这是非常的困难的。

不过,如果该屏下摄像头上方的透明OLED屏的基地层是单面透视的话,则有可能实现。即相对于屏下摄像头来说,其上方的OLED屏是透明的,但是从用户视角来看,该区域的透明OLED屏是不透明的,与常规的OLED屏显示效果一致,不会出现明显差异。但是屏幕上显示画面可能还是会对屏下摄像头的成像产生影响,不过这应该可以通过软件算法以及摄像头优化来解决。

类似单面透视玻璃的效果

有消息称,三星将会在2020年推出基于该专利的屏下摄像头技术的新机,将会用到透明基板的单面透视OLED显示屏来配合。而目前三星似乎已经量产了可适用于OPPO、小米展示的此类屏下摄像头方案的OLED显示屏。

另外需要指出的是,屏下摄像头会带来手机内部结构设计的改变,因此也会对摄像头提出新的要求。此外,透明的OLED屏材质虽然感官上是透明的,但是对于光线依然会存在一定的反射率和吸收率,再加上玻璃盖板,影响会进一步提升。因此,屏下摄像头如果想要获得更好的屏下成像效果,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。

显然,通过这一番介绍,我们不难发现,实现屏下摄像头技术的关键还是在于上游的屏厂,以及摄像头厂商等供应链厂商,而不是OPPO、小米、荣耀等终端手机厂商,当然,手机品牌厂商作为最终的技术形态的具体实现和应用者,依然也是功不可没。



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