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OPPO小米争夺屏下摄像头技术“主权”,上游屏厂笑而不语

2019-06-10

随着全面屏技术的发展,继刘海屏、水滴屏之后,为了进一步提升正面屏幕的屏占比,越来越多的智能手机厂商开始对前置摄像头“动手”。比如vivo NEX率先采用升降式前置摄像头;随后小米、荣耀等推出采用滑盖全面屏的手机;OPPO推出了采用侧滑式升降式摄像头的新机OPPO Reno;三星、华为、荣耀等则纷纷推出了采用打孔全面屏的新机。

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不得不说,如此之多的针对前置摄像头解决方案,虽然有一些很好的解决了前置摄像头与屏占比之间的矛盾,但是却极大的提升了内部结构的复杂度,同时成本也大幅提升。相比之下,打孔全面屏的解决方案,虽然在保持了原有机身结构不变的情况下,比较好的解决了前置摄像头与屏占比之间的矛盾,因此,打孔全面屏也成为了近期主流旗舰机型的首选。但是,打孔屏依然是有个小孔的存在,这也影响了屏幕整体的视觉体验。因此,真正的不影响屏幕显示效果的“屏下摄像头”方案则成为了“终极解决方案”!

OPPO展示屏下摄像头样机

6月3日上午11点整,OPPO副总裁沈义人通过微博率先曝光了OPPO的采用屏下摄像头技术的样机。

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(图片来源:微博截图)

从视频演示来看,OPPO展示的样机确实采用的屏下摄像头技术,在不影响屏幕显示的情况下,将摄像头隐藏在了屏幕的下方,并且屏幕上也没有打孔,前置摄像头的拍摄体验似乎也与正常的前置摄像头无异。不过值得注意的是,当屏下摄像头工作的时候,摄像头所在的屏幕区域会自动变成黑色。

随后,OPPO官方微信公众号OPPODAILY发布一篇题为《OPPO首次实现了屏下摄像头!》的文章,更为详细的展示了OPPO的屏下摄像头技术。

小米展示屏下摄像头样机

就在OPPO率先展示了屏下摄像头样机的演示视频两个多小时之后,小米林斌也立马在微博上展示了小米的屏下摄像头样机的演示视频,并表示,“这是我们上个月拍的一段小视频,用小米9工程样机实现了全屏下摄像头技术,没有挖洞没有水滴也没有弹出,能全屏显示还能自拍。”

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▲小米屏下摄像头样机演示

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▲小米屏下摄像头样机演示

从小米的屏下摄像头样机的演示视频来看与OPPO的屏下摄像头技术一样,都在不影响屏幕显示的前提下,直接将前置摄像头隐藏在屏幕下方,屏幕上也没有打孔,前置摄像头的拍摄体验也与普通的前置摄像头无异。

小米产品总监王腾随后也表示,“这个完成度还可以吧?本来想上个月发的,担心影响K20的宣传就压了下,视频可以看出来自拍效果是很好的,但显示效果还需要时间优化,请大家先睹为快,我们还需要些时间继续优化”。

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(图片来源:微博截图)

终端厂商争夺屏下摄像头技术“主权”

从上面的微博,我们不难看出,不论是林斌还是王腾的,都在强调小米的这段屏下摄像头样机演示视频是拍摄于“上个月”,言下之意就是,小米的屏下摄像头技术在OPPO之前就已经实现了。

小米将该屏下摄像头技术称之为“隐视屏”技术,同时小米还强调,隐视屏是小米具有自主知识产权的创新技术。

而根据OPPODAILY介绍,OPPO早在2018年6月申请了屏下摄像头的相关专利,包括“电子设备、图像处理方法和装置”的发明专利和“图像处理模块、摄像头和电子设备”的实用新型专利。

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2018年6月4日,OPPO申请了“电子设备、图像处理方法和装置”的发明专利

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2018年6月4日,OPPO申请了“图像处理模块、摄像头和电子设备”的实用新型专利

显然,OPPO此举是想说明该屏下摄像头技术是由OPPO首创,具有自主知识产权。

此外,值得一提的是,5月31日,荣耀20系列在国内发布。荣耀赵明随后在接受媒体采访时就透露,“屏内摄像头我们已经有样机出来了”。但是,他认为这个技术本身要拿出来一款产品不是问题,关键是体验。

屏下摄像头到底是如何实现的?

我们都知道,OLED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)

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其中,基板是用来支撑整个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,三星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。

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▲55英寸的透明OLED电视

而除了三星之外,LG、松下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。

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▲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。”

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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

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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、华为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。