手機(jī)“全面屏”所展現(xiàn)的，遠(yuǎn)非面板封裝技術(shù)提升這么簡單。在提升手機(jī)“屏占比”的過程中，每推進(jìn)哪怕1%的程度，人類都在為之歡呼雀躍。NiLesmc

今年6月，OPPO和小米的高層都相繼在微博上披露了自家的“屏下攝像頭”方案。屏下攝像頭技術(shù)，是將前置攝像頭“埋進(jìn)”手機(jī)屏幕下方，且“埋藏”攝像頭的屏幕區(qū)域本身不僅可用于顯示，也能從容應(yīng)對(duì)自拍之類的場景，不需要特別在屏幕上為攝像頭專門預(yù)留位置，也就進(jìn)一步提升了屏占比。NiLesmc

這類技術(shù)或許很難用“革命性”來形容，但就技術(shù)研究方向來看，它足以成為一種趨勢(shì)。NiLesmc

OLED更利于攝像頭“穿透”

要將攝像頭這類傳感器隱于屏幕下方，就直覺來看，至少要求屏幕材料本身有透明或半透明屬性。實(shí)際上，OLED和LCD屏幕都具備這種屬性基礎(chǔ)，但LCD因?yàn)橛斜彻鈱拥拇嬖冢移聊唤Y(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、面板厚度偏厚、透光率也更難做高，所以LCD先天不具備隱藏傳感器的優(yōu)越性。NiLesmc

OLED有機(jī)發(fā)光二極管屏幕在結(jié)構(gòu)上先天有著“半透明”優(yōu)勢(shì)屬性。這類屏幕不需要背光和filter濾光片，其基板和ITO（銦錫氧化物）陽極一般是透明的，陰極雖然本身不透光，但當(dāng)厚度達(dá)到相應(yīng)程度時(shí)就呈現(xiàn)出半透明。在屏下攝像頭之前，屏下環(huán)境光傳感器、屏下指紋識(shí)別傳感器等已得到成功應(yīng)用。NiLesmc

OLED顯示屏具備半透明和超薄的特點(diǎn)，屏下環(huán)境光傳感器能順利實(shí)現(xiàn)其功能。環(huán)境光傳感器在手機(jī)上的價(jià)值，主要在于感應(yīng)外界光線強(qiáng)弱，并動(dòng)態(tài)調(diào)整手機(jī)屏幕亮度。實(shí)際屏下環(huán)境光傳感器早在Apple Watch設(shè)備上就有利用，ams艾邁斯板代替很早就提供了這類方案。NiLesmc

不過在穿透屏幕的問題上，仍有很多實(shí)際問題需要解決。比如屏下環(huán)境光傳感器需要解決精準(zhǔn)的測光問題，解決光學(xué)串?dāng)_，以及屏幕本身在發(fā)光時(shí)，如何通過算法來抵消屏幕發(fā)光對(duì)于環(huán)境光偵測的影響等。NiLesmc

屏下攝像頭在基本需求上，是需要將照片拍好看的。一般攝像頭的光學(xué)鏡頭都需要特別設(shè)計(jì)，即便高透光率的OLED屏幕，擋在攝像頭前方，實(shí)際也很難滿足“拍好”的需求。這是屏下攝像頭時(shí)至今日也仍未普及的原因。NiLesmc

所以實(shí)現(xiàn)屏下攝像頭的主體，在“透過屏幕”的解決方案，以及如何通過圖像后期算法來修正因?yàn)槠聊徽趽鯇?dǎo)致的畫質(zhì)損失。這是不同層級(jí)的廠商開始各顯神通的時(shí)候。也是小米、OPPO率先公開正在研發(fā)in-display攝像頭方案抓人眼球的原因所在。NiLesmc

殊途同歸的解決方案

當(dāng)前有關(guān)屏下攝像頭的技術(shù)細(xì)節(jié)還很少，畢竟這項(xiàng)技術(shù)也還處在初生階段?！秶H電子商情》嘗試從專利申請(qǐng)層面來了解這類技術(shù)，還是能夠描摹出大致輪廓的。首先來看看小米和OPPO已經(jīng)對(duì)外公布的方案。NiLesmc

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圖1 小米的小“透明屏”NiLesmc

就小米公開的資料來看，小米展示的“隱視屏”在前置攝像頭區(qū)域，是個(gè)所謂的小“透明屏”，示意圖（圖1）中提到了“透明陰極”和“透明陽極”，應(yīng)該是在陰極和陽極的材料方面做了透光率提升，同時(shí)降低反射率，而且這部分也“充當(dāng)鏡片的作用”，那么可能還會(huì)有更多材料和結(jié)構(gòu)選擇上的優(yōu)化。小米公司產(chǎn)品總監(jiān)王騰表示，“顯示效果還需要時(shí)間優(yōu)化”，指的應(yīng)該就是針對(duì)透光率及光學(xué)素質(zhì)的損失，所需的后期算法優(yōu)化。NiLesmc

實(shí)際從國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)查詢可知，小米曾經(jīng)在2018年11月申請(qǐng)過一項(xiàng)電子設(shè)備專利（申請(qǐng)公告號(hào)：CN208924293U），這項(xiàng)專利與屏下攝像頭相關(guān)。不過此專利描述的方案更偏向于，一般情況下設(shè)備為全面屏顯示，在自拍時(shí)，則通過馬達(dá)移開攝像頭上方的一部分顯示區(qū)域?？雌饋恚@項(xiàng)專利極有可能和小米當(dāng)前公開的技術(shù)不一致。NiLesmc

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圖2 OPPO在專利中將屏幕分成透光區(qū)域和非透光區(qū)域NiLesmc

就OPPO于去年6月申請(qǐng)的專利（申請(qǐng)公告號(hào)：CN108551505A）來看，其技術(shù)方案和小米的完全不同。OPPO在專利中將屏幕分成透光區(qū)域和非透光區(qū)域（圖2），這里的透光區(qū)域也就是前置攝像頭所在區(qū)域——實(shí)際這個(gè)區(qū)域包含了“成像組件”和“投影組件”，這兩個(gè)組件下方都設(shè)有驅(qū)動(dòng)元件。驅(qū)動(dòng)元件可控制兩個(gè)組件的工作狀態(tài)，當(dāng)成像組件——也就是攝像頭工作時(shí)，投影組件關(guān)閉，做到透光。在投影組件工作時(shí)，這部分就作為常規(guī)屏幕顯示區(qū)域，與其它“非透光區(qū)域”一同顯示屏幕內(nèi)容。NiLesmc

這里還用到了微透鏡技術(shù)，利用顯示屏像素點(diǎn)之間的縫隙來實(shí)現(xiàn)光的通過，到達(dá)攝像頭也就可以拍照了。專利中，攝像頭上方的這部分屏幕，其像素密度也特別做了降低處理，像素間的間隙也就更大，使得更多光能夠傳統(tǒng)屏幕到達(dá)攝像頭內(nèi)部。NiLesmc

雖然這種實(shí)現(xiàn)方案與小米在材料透過率方面下功夫不一樣，但總體也是殊途同歸的，即讓更多的光能夠透過攝像頭上方的屏幕。NiLesmc

除了小米和OPPO之外，實(shí)際已經(jīng)有屏下攝像頭專利儲(chǔ)備的公司也不少。比如屏幕制造商京東方本家的專利方案（申請(qǐng)公告號(hào)：CN109561183A），在主屏之外還有個(gè)“副屏”。副屏位于主屏出光面的一側(cè)，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)可以控制副屏和屏下攝像頭的“交替”。在需要拍照時(shí)，上攝像頭；在拍照完成后，上副屏——此時(shí)攝像頭會(huì)隱藏在主屏下方。這個(gè)方案思路似乎與小米申請(qǐng)的專利很像。NiLesmc

華為的方案（申請(qǐng)公告號(hào)：CN109618029A）則著重在通過電壓調(diào)節(jié)來控制屏幕的透明度。這套方案可能針對(duì)LCD，主要組成部分包括了顯示屏、液晶調(diào)光膜和補(bǔ)光燈。攝像頭（實(shí)則為CIS圖像傳感器）上方正對(duì)液晶調(diào)光膜。液晶調(diào)光膜的結(jié)構(gòu)包括兩層導(dǎo)電膜和中間的液晶層，導(dǎo)電膜之間的電壓能夠根據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整，以“改變液晶層的透光率”。補(bǔ)光燈用于在CIS停止工作時(shí)，為液晶調(diào)光膜補(bǔ)光，起到遮蔽CIS也就是攝像頭的作用。NiLesmc

還有像是vivo的專利方案，是在攝像頭上方區(qū)域的顯示區(qū)域，專門采用PMOLED材料，而其它主體顯示區(qū)域則仍用AMOLED，攝像頭所處位置的顯示區(qū)域也就做到了更高的透光率；還有一些廠商考慮更多其它材料來提升透光率。NiLesmc

總的來說，除了像京東方這類用機(jī)械結(jié)構(gòu)來交替顯示和拍照的方案，其余各種專利都是在屏下攝像頭顯示區(qū)域的透光率上下功夫。無論是PMOLED、更高透光率的OLED陰極與陽極材料，還是調(diào)整顯示像素密度的多微透鏡方案，其目標(biāo)都是一致的。NiLesmc

技術(shù)成熟時(shí)的機(jī)遇

不過這些都只是各廠商的專利儲(chǔ)備，未來是否應(yīng)用于實(shí)際量產(chǎn)產(chǎn)品也很難說。但無論將來何種方案成為主流，屏下攝像頭就現(xiàn)在看來的技術(shù)核心都在屏幕面板上，這對(duì)屏幕制造商而言，可能會(huì)成為未來1-2年內(nèi)的市場機(jī)遇和利潤增長點(diǎn)。NiLesmc

與此同時(shí)，顯示屏即便提升透光率，仍然造成對(duì)前置攝像頭的遮擋，前攝成像素質(zhì)相較以往的傳統(tǒng)方案必然發(fā)生倒退。這在成像領(lǐng)域可能促成兩種市場走向，其一是拍照后期算法的強(qiáng)化——這就成為手機(jī)SoC制造商以及成像解決方案提供商的一波機(jī)遇；其二，和屏下指紋識(shí)別傳感器的方向類似，屏下攝像頭可能與屏幕本身達(dá)成更高的集成度。這對(duì)手機(jī)制造商的結(jié)構(gòu)工程能力提出了更高的要求。NiLesmc

不難想見，未來手機(jī)的宣傳點(diǎn)中，可能會(huì)針對(duì)自拍做更大力的宣傳投入。自拍更強(qiáng)的手機(jī)制造商往往也意味著更強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力。NiLesmc

而屏下攝像頭的整體解決方案，在技術(shù)邁向成熟以后，目前的“百家爭鳴”局面最終都會(huì)走向終結(jié)。屏下指紋識(shí)別技術(shù)的發(fā)展走向即是最佳例證。在Synaptics與vivo攜手發(fā)布首個(gè)屏幕指紋識(shí)別手機(jī)之后，在成本下降、市場逐漸邁向成熟之際，最終的贏家卻是匯頂科技。NiLesmc

從屏下指紋識(shí)別市場的發(fā)展，亦不難窺見屏下攝像頭的市場走勢(shì)。各種“屏下”傳感器技術(shù)，實(shí)質(zhì)都在為“真”全面屏鋪路，這也是手機(jī)走向未來的重要一步。NiLesmc

不過就屏下攝像頭目前的市場現(xiàn)狀來看，其發(fā)展階段還相當(dāng)初級(jí)，市場上甚至還沒有量產(chǎn)設(shè)備問世，如OPPO甚至都只是展示了一個(gè)研發(fā)階段尚早的原型設(shè)備。在經(jīng)歷如屏幕指紋識(shí)別傳感器市場那樣的試錯(cuò)階段以后，屏下攝像頭才會(huì)逐漸走向成熟，而且這個(gè)過程可能會(huì)更加漫長。NiLesmc

著名分析師郭明錤上個(gè)月表示，預(yù)計(jì)2021年蘋果會(huì)徹底去掉iPhone屏幕上方的劉海。在整個(gè)解決方案中，蘋果的TrueDepth系統(tǒng)——也就是劉海內(nèi)部的絕大部分傳感器預(yù)計(jì)都將遷移到屏幕后方。這在技術(shù)層面提出了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。而屏下攝像頭市場的大規(guī)模崛起，預(yù)計(jì)至少還要再等一年。NiLesmc

責(zé)任編輯：MomoNiLesmc

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