Cómo las cámaras debajo de la pantalla cambiarán nuestras pantallas para siempre

Durante décadas, hemos vivido con una verdad tecnológica incómoda: las cámaras y otros sensores no pueden ocupar el mismo espacio que nuestras pantallas. Es por eso que, cada vez más, teléfonos inteligentes Confíe en la temida “muesca” como una forma de maximizar la relación pantalla-cuerpo preservando al mismo tiempo la cámara frontal y otros sensores.

Algunos fabricantes de teléfonos, desde opo a OnePlus, solucionan este problema utilizando cámaras emergentes motorizadas, mientras que otros han recurrido a perforar agujeros en displays para dotar a la cámara de su propia mirilla. También es por eso que incluso el últimas computadoras portátiles de alta gama todavía tienen biseles pronunciados alrededor de sus pantallas. El cámara web Necesita un hogar y parece que nadie está dispuesto a vivir con una muesca o un perforador en una computadora.

Pero resulta que las cámaras y las pantallas no son tan incompatibles como parecen. Gracias a las mejoras en las técnicas de fabricación, estos dos adversarios están a punto de poner fin a su larga disputa territorial. Esta no es una predicción descabellada; está sucediendo ahora mismo.

A finales de 2021, veremos los primeros teléfonos inteligentes con cámaras invisibles debajo de la pantalla (UDC). ordenadores portátiles, tabletas, y Televisores seguirá.

¿Cómo se logrará esto y cómo cambiará la forma en que usamos estos dispositivos?

He aquí un vistazo al futuro de nuestras cámaras ocultas.

¿Por qué esconder la cámara?

Quejarse de una muesca del teléfono, un agujero o un bisel de pantalla grande es la definición misma de un problema del primer mundo. Y a juzgar por Las estelares cifras de ventas de AppleSin embargo, ninguno de estos efectos secundarios de las cámaras orientadas hacia adelante es un factor decisivo para los compradores.

Pero dejando de lado la estética, ocultar las cámaras detrás de las pantallas tiene tres beneficios principales.

Primero, le permite fabricar teléfonos que tienen verdaderas pantallas de borde a borde. Los videos y las fotos se ven mejor y los desarrolladores de aplicaciones pueden aprovechar cada milímetro cuadrado para sus diseños, todo ello manteniendo el cuerpo del teléfono lo más pequeño posible.

En segundo lugar, desde el punto de vista del diseño y la fabricación, si las cámaras y los sensores se pueden colocar en cualquier lugar, con menos restricciones en cuanto a su tamaño y visibilidad, se rediseña el mapa para el diseño de teléfonos. Baterías más grandes, teléfonos más delgados, más sensores y cámaras mucho mejores son posibles ventajas.

Pero el tercer beneficio, y posiblemente el mayor, es la capacidad de alinear la cámara con nuestra mirada.

Las cámaras colocadas en biseles o muescas crean la ahora demasiado familiar e incómoda mirada hacia abajo que ocurre durante las videollamadas. "La mayoría de las veces, no se miran cuando hablan por video chat", dijo Michael Helander, director ejecutivo de la empresa con sede en Toronto. Lumiónica OTI dijo a Digital Trends. "La ubicación actual de las cámaras de videoconferencia en todos estos dispositivos es realmente subóptima".

Probablemente Helander haya pensado en este problema más que la mayoría. Su empresa crea materiales especiales que permiten lo que antes era imposible: hacer que las pantallas sean lo suficientemente transparentes como para poder colocar una cámara detrás de ellas.

Una vez que la cámara esté detrás de la pantalla, finalmente hará que nuestras interacciones de video se vean y se sientan como interacciones reales en persona: un punto de inflexión que no podría llegar en mejor momento en nuestro país restringido por COVID mundo.

¿Cómo se hace transparente una pantalla?

La tecnología de pantalla está dominada por dos tipos de pantallas. Las más comunes son las pantallas de cristal líquido (LCD), que incluyen televisores LED y televisores QLED. El segundo, orgánico. El diodo emisor de luz (OLED) domina los teléfonos inteligentes y las tabletas, y su uso está aumentando en computadoras portátiles e incluso en computadoras de escritorio. monitores

En realidad, las pantallas LCD son transparentes cuando no están en uso; es por eso que ves un fondo gris en la pantalla de una calculadora donde los segmentos de dígitos negros no están activos. Pero aprovechar esta transparencia para tomar una fotografía plantea grandes obstáculos técnicos, especialmente si se tiene en cuenta la necesidad de una luz de fondo.

La parte activa de una pantalla OLED, por otro lado, es delgada como un papel. Sus distintas capas se miden en nanómetros, lo que lo convierte en el candidato perfecto para la transparencia. Su capa superior de metal, de un espesor nanométrico, ya es translúcida para la luz visible, pero la luz infrarroja está totalmente bloqueada.

Entonces la pregunta es: ¿cómo se puede aumentar la transparencia de OLED sin dañar la pantalla con recortes?

Una solución favorecida por Xiaomi y Oppo en sus prototipos UDC es confiar en la transparencia inherente de un píxel OLED. Cuando un píxel OLED no se utiliza para emitir luz, deja entrar la luz. Por lo tanto, puede colocar una cámara detrás de una pantalla OLED y podrá captar suficiente luz para capturar imágenes. Pero hay un problema: aún necesitas colocar la cámara en la parte superior o inferior de la pantalla, porque cuando la La cámara está activa, los píxeles OLED que se encuentran encima de ella deben apagarse, lo que crea un área negra temporal en la pantalla. pantalla. Ese enfoque es una solución al problema de las muescas y los agujeros, pero no hace nada para resolver el problema de la mirada hacia abajo.

Otra forma de lograr transparencia es creando pequeños agujeros físicos que encajen entre los píxeles de una pantalla, pero eso es increíblemente difícil en sí mismo.

El primer teléfono disponible comercialmente con una cámara debajo de la pantalla: el ZTE Axón 20 5G – utiliza esta técnica, pero también adolece de un compromiso que no es ideal. Los teléfonos inteligentes modernos tienen píxeles increíblemente densos. El iPhone 12 Pro Tiene una pantalla de 460ppi (píxeles por pulgada), lo que significa que hay más de 200.000 píxeles en una pulgada cuadrada. Xperia XZ Premium de Sony Tenía una enorme pantalla de 807ppi (más de 650.000 píxeles por pulgada cuadrada).

Hacer agujeros entre esos píxeles, incluso con un láser, es tan complicado que ZTE tuvo que eliminar algunos píxeles del área encima de la cámara para ganar espacio adicional. El resultado es un cuadrado de resolución notablemente más baja en la pantalla.

Lo que también llama la atención (debido al tamaño de los agujeros) es la propia cámara, que se hace visible en algunos ángulos.

Es posible que una sección de la pantalla de menor resolución no le moleste cuando está cerca de la parte superior, en un área que se utiliza principalmente para información intrascendente. Pero pocas personas aceptarían una reducción tan obvia de la resolución en el centro de la pantalla de su teléfono, que es lo que necesitaríamos para contrarrestar el problema de la mirada hacia abajo.

Ver y ser visto

Pero hay una tercera opción. ¿Qué pasaría si, en lugar de depender de píxeles transparentes o perforar agujeros en la pantalla después del ensamblaje, pudieras crear millones de pequeños agujeros en cada capa de una pantalla OLED durante la fabricación?

A través de un proceso conocido como modelado, las técnicas de fabricación existentes nos han acercado tentadoramente a este escenario.

"Sabemos cómo hacer eso en la capa TFT [transistor de película delgada]", dijo Helander. “Sabemos cómo hacer eso en el electrodo inferior. Sabemos cómo hacerlo en la capa que forma todos los diferentes píxeles”. Pero la capa superior de metal, También conocido como cátodo, no se crea como estas otras capas, y eso plantea una ingeniería única. desafío.

Agujeros autoensamblados

El cátodo metálico superior no es una lámina de metal en el sentido convencional. En lugar de unir una hoja de metal separada a la parte superior de la pantalla, las moléculas de metal se vaporizan y se dejan condensar sobre toda la superficie, un proceso conocido como deposición de vapor.

El problema es que, una vez depositada esa capa de metal, no hay forma de modelarla. Eso nos lleva a la salsa secreta de OTI Lumionics.

"La tecnología que hemos desarrollado es una forma de modelar millones de pequeños agujeros en esa capa durante el proceso de fabricación mediante lo que se llama autoensamblaje", dijo Helander. "Cuando colocas todos estos materiales juntos, naturalmente formarán todas estas pequeñas aberturas en la pantalla, millones de ellas".

Helander afirma que el proceso de autoensamblaje funciona en cualquier tamaño de pantalla y permite a los fabricantes decidir cuántas aberturas se necesitan, desde solo mil hasta mil millones.

Una vez que existen estas aberturas, la luz visible e infrarroja puede pasar sin obstáculos.

Confiar pero verificar

Por muy emocionante que sea pensar que pronto podremos tener videollamadas mucho más naturales, colocando un La cámara debajo de una pantalla impone una responsabilidad aún mayor a los fabricantes para brindar privacidad confiable. medidas.

Necesitaremos algún tipo de indicador confiable de cuándo la cámara está activa y una forma igualmente confiable de desactivarla. Debido a que está debajo de la pantalla, no hay forma de bloquear físicamente la lente sin bloquear también el contenido de la pantalla.

Apple actualizó recientemente iOS para mostrar un pequeño punto verde cerca de la muesca cuando la cámara frontal está en uso y un punto naranja para mostrar cuando el micrófono está activo. Esa es una buena manera de informarnos de lo que está pasando, pero necesitamos algo más.

Altavoces inteligentes como el Google Nest mini Se envían con interruptores físicos que se pueden utilizar para desactivar los micrófonos. Suponiendo que no hay forma de superar de forma remota la posición del interruptor, proporciona un muy buen nivel de confianza. Un mecanismo similar en televisores, monitores y computadoras portátiles debería ser estándar una vez que las cámaras se vuelvan invisibles.

¿Cuándo empezarán a aparecer las cámaras debajo de la pantalla?

OTI Lumionics ya tiene acuerdos con varios fabricantes chinos de teléfonos inteligentes, pero debido a restricciones de confidencialidad, estas empresas no pueden ser nombradas todavía. "Muchos de ellos tienen prototipos de teléfonos que han sido construidos y todo luce fantástico", señala Helander, "pero ninguno quiere revelar nada públicamente hasta que estén listos para su lanzamiento". anuncios oficiales reales de productos”. Confía en que veremos estos nuevos modelos de cámaras debajo de la pantalla en algún momento de 2021, aunque es posible que sigan siendo exclusivos del mercado chino hasta 2022.

¿Cuánto costarán?

Estaba completamente preparado para que Helander me dijera que sólo los teléfonos inteligentes más premium, con precios de $1,000 o más, serían los primeros en comercializar UDC. Pero se espera que los primeros modelos sean de gama media. teléfonos. Lo atribuye a la feroz competencia entre las marcas chinas en el rango de 400 a 600 dólares. mercado de teléfonos inteligentes, lo que ha llevado a la voluntad de probar nuevas funciones más rápido, incluso si no logran hacerse popular.

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