屏下攝像頭技術(shù)開(kāi)始批量商用
早在5-6年前，全面屏手機(jī)的概念就已經(jīng)被大家所熟知，當(dāng)時(shí)迫于屏下攝像頭技術(shù)尚不能商用，為實(shí)現(xiàn)更高的屏占比，廠家有嘗試側(cè)滑屏、下滑屏、升降攝像頭方案。這類(lèi)方案雖提升了屏占比，但也增加了手機(jī)的厚度、重量和能耗，無(wú)法更好地滿(mǎn)足消費(fèi)者的極致要求。f6iesmc
2017年10月，努比亞智能手機(jī)總經(jīng)理倪飛預(yù)測(cè)，未來(lái)兩到三年內(nèi)一定會(huì)有能完美兼顧鏡頭100%全面屏方案的出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)，蘋(píng)果公司剛剛發(fā)布劉海屏手機(jī)iPhone X，帶來(lái)了人臉識(shí)別的同時(shí)又取消了“下巴”；f6iesmc
2020年11月，OPPO副總裁、中國(guó)大陸事業(yè)部總裁沈義人預(yù)測(cè)，2021年屏下攝像頭大概率依然不會(huì)在旗艦機(jī)上“大規(guī)模量產(chǎn)銷(xiāo)售”，技術(shù)距離成熟還是需要不少時(shí)間；f6iesmc
2020年12月，小米集團(tuán)副總裁、中國(guó)區(qū)總裁、紅米R(shí)edmi品牌總經(jīng)理盧偉冰表示，在不犧牲空間的情況下，要達(dá)到真正全面屏效果，還面臨很多技術(shù)上的困難；f6iesmc
2021年8月，榮耀CEO趙明公開(kāi)表態(tài)稱(chēng)，屏下攝像頭透光率是前置相機(jī)的巨大挑戰(zhàn)和障礙，在一些逆光的情況下很多影像效果“不可接受”……f6iesmc
繼蘋(píng)果iPhone X之后，各類(lèi)劉海屏、水滴屏、挖孔屏、滑蓋屏、升降攝像頭在安卓系手機(jī)中一度爆紅，配合側(cè)面指紋識(shí)別、背面指紋識(shí)別、屏下指紋識(shí)別等方案大大提升了手機(jī)屏占比。此背景下，中興在2020年9月推出了業(yè)界首款屏下攝像頭量產(chǎn)機(jī)型Axon 20 5G。f6iesmc
如果說(shuō)2020年是屏下攝像頭技術(shù)商用的元年，那么2021年則是該技術(shù)開(kāi)始爆發(fā)的年份。2021年下半年，中興推出了新一代Axon 30 5G，小米、三星分別推出了MIX4、Galaxy Z Fold 3，OPPO、vivo屏下攝像頭手機(jī)也將在年內(nèi)推出，多款新品的發(fā)布似乎預(yù)示著該技術(shù)進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)爆發(fā)階段。f6iesmc
屏下攝像頭技術(shù)大規(guī)模商用，需解決透光率、全屏顯示一致、屏幕壽命等痛點(diǎn)，市面上的各個(gè)方案商是如何解決這些問(wèn)題的？（下文僅針對(duì)屏下攝像頭技術(shù)來(lái)分析，不針對(duì)智能手機(jī)的其他功能。）f6iesmc
不同的屏下攝像頭方案
屏下攝像頭技術(shù)至少需滿(mǎn)足兩個(gè)條件：第一，亮屏?xí)r前攝上方屏幕（副屏）與周邊屏幕（主屏）不存在差異；第二，使用前攝時(shí)可清晰拍攝照片。f6iesmc
屏幕像素密度越大，其PPI就越高，顯示的效果也越好。但像素密度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致透光率低，影響下方攝像頭的拍攝效果。所以廠家的像素排列、驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化、材料選擇、攝像頭器件選型等，都圍繞“加大進(jìn)光量”來(lái)展開(kāi)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，屏下攝像頭的技術(shù)難點(diǎn)在于——如何巧妙地平衡顯示效果和拍照效果。f6iesmc
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圖1 屏下攝像頭手機(jī)發(fā)布信息f6iesmc
當(dāng)前，市面上共計(jì)上市了4款屏下攝像頭手機(jī)，分別采用了來(lái)自維信諾、華星光電、三星的方案。其中，中興Axon 20 5G是去年發(fā)布的機(jī)型，到現(xiàn)在已經(jīng)積累了一批消費(fèi)者。中興Axon 20 5G采用的是維信諾InV seeTM屏下解決方案。在該機(jī)型的使用反饋中，消費(fèi)者表示在亮屏狀態(tài)下有明顯的“紗窗效應(yīng)”。f6iesmc
對(duì)此，維信諾屏下攝像技術(shù)總工樓均輝解釋說(shuō)，在屏下攝像頭方案中，前攝上方的副屏和周邊區(qū)域的主屏是兩塊屏幕，它們?cè)谠O(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式上都存在差異，但主副屏不能采用兩套驅(qū)動(dòng)，不然會(huì)太復(fù)雜、成本太高，而一起驅(qū)動(dòng)兩塊屏的技術(shù)難度非常大。f6iesmc
OLED的像素結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單表述為：由一個(gè)陽(yáng)極、一個(gè)陰極、一個(gè)中間發(fā)光層組成。陽(yáng)極占據(jù)了副屏的大部分區(qū)域，具備透明、反射率高的特點(diǎn)，但其透過(guò)率非常低。如果要讓整塊副屏透明，必須要解決陽(yáng)極的透明度問(wèn)題。f6iesmc
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圖2 不同屏下攝像頭方案f6iesmc
去年推出的InV seeTM屏下解決方案采用了像素衰減模式，去掉了部分陽(yáng)極或像素，以此來(lái)增加光線(xiàn)透過(guò)率、提升透明度，再通過(guò)提升剩余像素的亮度，來(lái)維持與主屏一致的顯示效果。不過(guò)，該方案的缺點(diǎn)也顯而易見(jiàn)——減少像素?cái)?shù)量會(huì)降低分辨率，副屏區(qū)域存在較明顯的顆粒感。f6iesmc
2021年，維信諾推出了InV seeTM Pro屏下解決方案。新方案不減少像素?cái)?shù)量，而是縮小了像素面積，使副屏區(qū)域的像素高達(dá)400PPI。為進(jìn)一步提升透光率，副屏區(qū)使用了透明材質(zhì)的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路，分布在前攝區(qū)域周?chē)?，并縮減了走線(xiàn)寬度，盡量降低衍射。目前，該方案應(yīng)用在中興Axon X30 5G手機(jī)上。為了保持顯示的一致性，Axon X30 5G的主副屏采用了兩套獨(dú)立算法，基于UDC Pro獨(dú)立驅(qū)動(dòng)IC提升主副屏視效。f6iesmc
除了維信諾的屏下攝像頭方案之外，華星光電、三星屏下攝像頭方案也已經(jīng)商用。與維信諾新一代屏下攝像頭方案的思路類(lèi)似，華星光電借助微鉆排列、透明引線(xiàn)以及改良電路設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)屏下攝像頭的應(yīng)用，其副屏的像素也高達(dá)400 PPI。通過(guò)減小副屏像素點(diǎn)的大小，提升了該區(qū)域的亮度，保證了攝像頭透光率，還確保了主副屏顯示一致。小米MIX4采用的是華星光電屏下攝像頭方案，該手機(jī)在電路布局設(shè)計(jì)上也有巧思，將其TFT線(xiàn)路移出副屏區(qū)域，在主副屏之間增加了過(guò)度，配合DDIC調(diào)教算法和色彩調(diào)教策略，讓光線(xiàn)順利穿過(guò)像素間隙，來(lái)統(tǒng)一主副屏區(qū)域的視覺(jué)效果。f6iesmc
即將發(fā)布的OPPO屏下攝像頭新機(jī)，采用京東方新一代的柔性O(shè)LED FDC屏下攝像頭技術(shù)。據(jù)8月中旬的“OPPO未來(lái)影像技術(shù)發(fā)布會(huì)”資料顯示，京東方柔性O(shè)LED FDC屏下攝像頭方案采用了1個(gè)像素電路驅(qū)動(dòng)1個(gè)OLED像素單元設(shè)計(jì)，其種每一個(gè)像素可以被單獨(dú)控制，讓主副屏區(qū)域分辨率都達(dá)到400PPI。OPPO屏下攝像頭新機(jī)中的顯示算法補(bǔ)償，將全屏的色度差和亮度差控制在2%以?xún)?nèi)，讓屏下區(qū)域和周邊顯示屏更一致。f6iesmc
三星Under-Display Camera屏幕的官方信息還較少，三星顯示的UPC技術(shù)通過(guò)提高面板透光率的“Eco OLED”和優(yōu)化像素孔徑技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，與以往的面板相比，Eco OLED透光率提升了33%以上。f6iesmc
還有哪些問(wèn)題需要解決？
2021年7月下旬，中興通訊終端事業(yè)部總裁倪飛在媒體群訪(fǎng)時(shí)表示，目前屏下技術(shù)有兩個(gè)方向——一個(gè)是硬屏的方向，一個(gè)柔屏的方向。柔屏方向存在拍照發(fā)黃以及進(jìn)光量不足等問(wèn)題，中興通訊現(xiàn)在主要做硬屏方向。f6iesmc
《國(guó)際電子商情》記者也發(fā)現(xiàn)，除了中興Axon 20 5G/Axon 30 5G使用硬屏之外，小米MIX4、三星Galaxy Z Fold3以及即將發(fā)布的OPPO屏下攝像頭新機(jī)都采用柔屏。柔屏是當(dāng)前國(guó)產(chǎn)高端旗艦機(jī)型的標(biāo)配，它自身輕薄、柔軟的特點(diǎn)可滿(mǎn)足不同形狀終端的應(yīng)用。值得注意的是，當(dāng)像素變小之后，副屏要維持和主屏一樣的亮度需更高的能量，這樣會(huì)造成副屏像素老化的速度更快。再加上，柔性屏本身就存在像素老化問(wèn)題，因此理論上屏下攝像頭上方的副屏部分的老化速度會(huì)更快。f6iesmc
樓均輝解釋說(shuō)，如今柔性AMOLED面板使用PI（聚酰亞胺漿料, Polyimide Varnish）做基板，該材料的透光率相對(duì)較低，且經(jīng)過(guò)高溫工藝之后會(huì)發(fā)黃，不利于攝像頭的成像效果。業(yè)內(nèi)一直都有針對(duì)透明PI的研發(fā)，需要相關(guān)的材料商改進(jìn)材料特性、面板廠調(diào)整工藝制程來(lái)適應(yīng)新材料，產(chǎn)業(yè)的成熟還需要花費(fèi)一定的時(shí)間。f6iesmc
即便如此，小米、三星、OPPO的屏下攝像頭新機(jī)均采用了柔屏。據(jù)了解，OPPO通過(guò)單像素電路和算法調(diào)優(yōu)對(duì)屏下區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)償，使整個(gè)屏幕的使用壽命提升了50%。相信隨著國(guó)內(nèi)顯示屏企業(yè)，比如維信諾、華星光電、京東方等廠家的進(jìn)一步研發(fā)和投入，更加成熟的屏下攝像頭技術(shù)會(huì)盡快商用。f6iesmc
小結(jié)：未來(lái)幾年內(nèi)會(huì)涌入更多廠商
站在消費(fèi)者的角度客觀來(lái)說(shuō)，屏下攝像頭技術(shù)還處于探索階段，一些技術(shù)痛點(diǎn)仍待進(jìn)一步解決?，F(xiàn)在的屏下攝像頭手機(jī)，也并非任何時(shí)候都有完美表現(xiàn)，比如在高亮環(huán)境下仍有“紗窗效應(yīng)”；即使用了補(bǔ)償算法，前攝成像效果也缺乏一些細(xì)節(jié)，對(duì)手機(jī)有超高要求的用戶(hù)可能會(huì)在意這些問(wèn)題。f6iesmc
從某種意義上來(lái)說(shuō)，今年新推出的幾款新機(jī)，是各品牌在屏下攝像頭技術(shù)上的試水。雖然已經(jīng)有一批廠商開(kāi)始商用，但距離產(chǎn)業(yè)真正爆發(fā)還需要一些時(shí)間。預(yù)計(jì)接下來(lái)，隨著該技術(shù)進(jìn)一步成熟，將有更多廠商涌入屏下攝像頭賽道。另外，華為、vivo等手機(jī)廠商也有計(jì)劃推出自己的屏下攝像頭手機(jī)，不過(guò)官方尚未公布具體的進(jìn)度和細(xì)節(jié)，所以也不清楚這些廠商將采用哪家供應(yīng)商的方案。未來(lái)幾年內(nèi)，國(guó)內(nèi)屏下攝像頭市場(chǎng)將更紅火，同時(shí)也期待下一代屏下攝像頭技術(shù)的升級(jí)。f6iesmc
