Kuinka näytön alla olevat kamerat muuttavat näyttöjämme ikuisesti

Olemme eläneet vuosikymmeniä hankalan teknisen totuuden kanssa: kamerat ja muut anturit eivät voi viedä samaa tilaa kuin näytömme. Siksi yhä useammin älypuhelimet luota pelättyyn "lovoon" tapana maksimoida näytön ja rungon suhde säilyttäen samalla etukameran ja muut anturit.

Jotkut puhelinvalmistajat Oppo to OnePlus, kiertää tämä ongelma käyttämällä moottoroituja ponnahduskameroita, kun taas toiset ovat turvautuneet reikien lävistys näytöissä tarjotakseen kameralle oman katselureiän. Tästä syystä jopa uusimmat huippuluokan kannettavat tietokoneet näyttöjen ympärillä on edelleen selkeät kehykset. The web-kamera tarvitsee kodin, ja näyttää siltä, ​​että kukaan ei ole halukas elämään tietokoneen lovien tai rei'itysten kanssa.

Mutta käy ilmi, että kamerat ja näytöt eivät ole niin yhteensopimattomia kuin miltä ne näyttävät. Valmistustekniikoiden parannusten ansiosta nämä kaksi vastustajaa ovat päättämässä pitkään jatkuneen aluekiistansa. Tämä ei ole kaukainen ennuste; se tapahtuu juuri nyt.

Vuoden 2021 loppuun mennessä näemme ensimmäiset älypuhelimet, joissa on näkymätön, näytön alla oleva kamera (UDC). Kannettavat tietokoneet, tabletteja, ja televisiot tulee perässä.

Miten tämä saavutetaan ja miten se muuttaa tapaamme käyttää näitä laitteita?

Tässä on katsaus piilokameran tulevaisuuteen.

Miksi piilottaa kamera?

Puhelimen lovesta, rei'istä tai suuresta näytön kehyksestä valittaminen on ensimmäisen maailman ongelman määritelmä. Ja siitä päätellen Applen loistavat myyntiluvut, mikään näistä eteenpäin suuntautuvien kameroiden sivuvaikutuksista ei ole ostajien kannalta sopimaton.

Mutta estetiikkaa lukuun ottamatta, kameroiden piilottamisessa näyttöjen taakse on kolme suurta etua.

Ensinnäkin sen avulla voit tehdä puhelimia, joissa on todellinen reunasta reunaan ulottuva näyttö. Videot ja valokuvat näyttävät paremmilta, ja sovelluskehittäjät voivat hyödyntää jokaista neliömillimetriä suunnittelussaan – samalla kun puhelimen runko pysyy mahdollisimman pienenä.

Toiseksi suunnittelun ja valmistuksen näkökulmasta, jos kamerat ja anturit voidaan sijoittaa minne tahansa ilman, että niiden kokoa ja näkyvyyttä rajoitetaan, se piirtää kartan uudelleen puhelimen suunnittelua varten. Suuremmat akut, ohuemmat puhelimet, enemmän antureita ja paljon paremmat kamerat ovat kaikki mahdollisia etuja.

Mutta kolmas ja todennäköisesti suurin hyöty on kyky kohdistaa kamera katseemme kanssa.

Kehyksiin tai loviin sijoitetut kamerat luovat nyt aivan liian tutun, hankalan alaspäin suuntautuvan katseen, joka tapahtuu videopuheluiden aikana. "Useimmiten ette katso toisianne, kun puhutte videokeskustelussa", Michael Helander, Torontossa toimivan toimitusjohtaja OTI Lumonics kertoi Digital Trendsille. "Nykyinen videoneuvottelukameroiden sijoitus kaikissa näissä laitteissa on todella epäoptimaalinen."

Helander on luultavasti miettinyt tätä ongelmaa enemmän kuin useimmat. Hänen yrityksensä luo erikoismateriaaleja, jotka mahdollistavat sen, mikä ennen oli mahdotonta – tekevät näytöistä tarpeeksi läpinäkyviä, jotta voit sijoittaa kameran niiden taakse.

Kun kamera istuu näytön takana, se saa viimeinkin videovuorovaikutuksestamme näyttämään ja tuntumaan todellista, henkilökohtaista vuorovaikutusta – pelin muuttaja, joka ei voisi tulla parempaan aikaan COVID-rajoitetuissa maissamme maailman.

Miten näytöstä tehdään läpinäkyvä?

Näyttötekniikkaa hallitsevat kahden tyyppiset näytöt. Yleisimmät ovat nestekidenäytöt (LCD), joihin kuuluvat LED-televisiot ja QLED-televisiot. Toinen, luomu OLED (light-emitting diode), hallitsee älypuhelimia ja tabletteja, ja sen käyttö kasvaa kannettavissa tietokoneissa ja jopa pöytätietokoneissa monitorit

Nestekidenäytöt ovat todella läpinäkyviä, kun niitä ei käytetä – siksi näet harmaan taustan laskimen näytöllä aina, kun mustat numerosegmentit eivät ole aktiivisia. Mutta tämän läpinäkyvyyden hyödyntäminen valokuvaamiseen aiheuttaa suuria teknisiä esteitä, varsinkin kun otat huomioon taustavalon tarpeen.

OLED-näytön aktiivinen osa on sen sijaan paperiohut. Sen eri kerrokset mitataan nanometreinä, joten se on täydellinen ehdokas läpinäkyvyydelle. Sen nanometrin ohut metallipintakerros on jo läpikuultava näkyvälle valolle, mutta infrapunavalo on täysin estetty.

Joten kysymys kuuluu, kuinka voit lisätä OLEDin läpinäkyvyyttä vahingoittamatta näyttöä leikkauksilla?

Yksi ratkaisu kannattaa Xiaomi ja Oppo UDC-prototyypeissään on luottaa OLED-pikselin luontaiseen läpinäkyvyyteen. Kun OLED-pikseliä ei käytetä valon lähettämiseen, se päästää valon sisään. Joten voit sijoittaa kameran OLED-näytön taakse ja se pystyy keräämään tarpeeksi valoa kuvien ottamiseksi. Mutta siinä on saalis: kamera on silti asetettava näytön ylä- tai alaosaan, koska kun kamera on aktiivinen, sen yläpuolella olevat OLED-pikselit on sammutettava, mikä luo väliaikaisen mustan alueen näyttö. Tämä lähestymistapa on ratkaisu lovi- ja rei'itysongelmaan, mutta se ei ratkaise alaspäin suuntautuvaa katsetta.

Toinen tapa saavuttaa läpinäkyvyys on luoda pieniä fyysisiä reikiä, jotka mahtuvat näytön pikselien väliin, mutta se on sinänsä uskomattoman vaikeaa.

Ensimmäinen kaupallisesti saatavilla oleva puhelin, jossa on näytön alla oleva kamera ZTE Axon 20 5G — käyttää tätä tekniikkaa, mutta kärsii myös vähemmän kuin ihanteellinen kompromissista. Nykyaikaisissa älypuhelimissa on uskomattoman tiheästi pakattuja pikseleitä. The iPhone 12 Pro siinä on 460 ppi (pikseliä tuumalla) näyttö, mikä tarkoittaa, että yhdessä neliötumassa on yli 200 000 pikseliä. Sonyn Xperia XZ Premium siinä oli huikea 807 ppi: n näyttö (yli 650 000 pikseliä neliötuumaa kohti).

Reikien tekeminen näiden pikselien väliin, jopa laserilla, on niin hankalaa, että ZTE: n piti poistaa joitain pikseleitä kameran yläpuolelta ostaakseen lisätilaa. Tuloksena on huomattavasti pienempiresoluutioinen neliö näytöllä.

Huomattavaa on myös (reikien koon vuoksi) itse kamera, joka tulee näkyviin joissakin kulmissa.

Näytön pienempiresoluutioinen osa ei ehkä häiritse sinua, kun se on lähellä yläreunaa alueella, jota käytetään enimmäkseen merkityksettömille tiedoille. Mutta harvat ihmiset hyväksyisivät näin ilmeisen resoluution pienenemisen puhelimensa näytön keskellä, mikä on se, mitä tarvitsemme torjuaksemme alaspäin suuntautuvan katseen ongelman.

Nähdä ja tulla nähdyksi

Mutta on olemassa kolmaskin vaihtoehto. Entä jos sen sijaan, että luottaisit läpinäkyviin pikseleihin tai rei'isit näyttöön reikiä kokoonpanon jälkeen, voit luoda miljoonia pieniä reikiä OLED-näytön jokaiseen kerrokseen valmistuksen aikana?

Kuviointina tunnetun prosessin kautta olemassa olevat valmistustekniikat ovat tuoneet meidät kiehtovan lähelle tätä skenaariota.

"Tiedämme, kuinka se tehdään TFT [ohutkalvotransistori] -kerroksessa", Helander sanoi. "Tiedämme, kuinka se tehdään alaelektrodissa. Tiedämme, miten se tehdään kerroksessa, joka koostuu kaikista eri pikseleistä." Mutta ylin metallikerros, Tunnetaan myös katodina, ei ole luotu kuten näitä muita kerroksia, ja se on ainutlaatuinen suunnittelu haaste.

Itse kootut reiät

Ylämetallikatodi ei ole metallilevy perinteisessä mielessä. Sen sijaan, että erillinen metallilevy kiinnitettäisiin näytön yläosaan, metallimolekyylit höyrystyvät ja niiden annetaan tiivistyä koko pinnan yli, mikä prosessi tunnetaan höyrypinnoituksena.

Ongelmana on, että kun metallikerros on kerrostettu, sitä ei voi kuvioida. Tästä pääsemme OTI Lumonicsin salaiseen kastikkeeseen.

"Kehittämämme teknologia on tapa kuvioida miljoonia pieniä reikiä kyseiseen kerrokseen valmistusprosessin aikana niin sanotun itsekokoamisen avulla", Helander sanoi. "Kun asetat kaikki nämä materiaalit yhteen, ne muodostavat luonnollisesti kaikki nämä pienet aukot näytössä, miljoonia."

Helander väittää, että itsekokoonpanoprosessi toimii kaikenkokoisilla näytöillä ja antaa valmistajien päättää, kuinka monta aukkoa tarvitaan – yhdestä miljardiin.

Kun nämä aukot ovat olemassa, näkyvä ja infrapunavalo voivat kulkea esteettä läpi.

Luota mutta varmista

Niin jännittävää kuin onkin ajatella, että voimme pian soittaa paljon luonnollisempia videopuheluita. Näytön alla oleva kamera asettaa valmistajille entistä suuremman velvollisuuden tarjota luotettavaa yksityisyyttä toimenpiteet.

Tarvitsemme jonkinlaisen luotettavan ilmaisimen siitä, milloin kamera on aktiivinen, ja yhtä luotettavan tavan poistaa se käytöstä. Koska se on näytön alla, linssiä ei voi fyysisesti estää estämällä myös näytön sisältöä.

Apple päivitti äskettäin iOS: n näyttämään pienen vihreän pisteen loven lähellä, kun sen eteenpäin osoittava kamera on käytössä, ja oranssin pisteen, joka näyttää, kun mikrofoni on aktiivinen. Se on hyvä tapa kertoa meille, mitä tapahtuu, mutta tarvitsemme jotain enemmän.

Älykkäät kaiuttimet, kuten Google Nest mini toimitetaan fyysisten kytkimien kanssa, joita voidaan käyttää mikrofonien poistamiseen käytöstä. Olettaen, että kytkimen asentoa ei voi etänä voittaa, se tarjoaa erittäin hyvän luottamustason. Samanlaisen mekanismin televisioissa, näytöissä ja kannettavissa tietokoneissa pitäisi olla vakiona, kun kamerat muuttuvat näkymättömiksi.

Milloin näytön alapuolella olevat kamerat alkavat näkyä?

OTI Lumonicsilla on jo sopimuksia useiden kiinalaisten älypuhelinvalmistajien kanssa, mutta luottamuksellisuusrajoitusten vuoksi näitä yrityksiä ei voida vielä nimetä. "Monilla heistä on prototyyppipuhelimet, jotka on rakennettu ja kaikki näyttää hyvältä", Helander huomauttaa, "mutta kukaan heistä ei halua paljastaa mitään julkisesti ennen kuin on valmis todellisia virallisia tuoteilmoituksia." Hän luottaa siihen, että näemme nämä uudet näytön alla olevat kameramallit joskus vuonna 2021, vaikka ne saattavat jäädä Kiinan markkinoille yksinoikeudella, kunnes 2022.

Kuinka paljon ne maksavat?

Olin täysin valmistautunut siihen, että Helander kertoi minulle, että vain kaikkein premium-älypuhelimia, hallitsevat hinnat 1 000 dollaria tai enemmän, olisi ensimmäinen, joka markkinoidaan UDC: iden kanssa. Mutta ensimmäisten mallien odotetaan olevan keskitasoa puhelimia. Hän selittää tämän kiinalaisten merkkien kiihkeän kilpailun vuoksi 400–600 dollarin välillä älypuhelinmarkkinoilla, mikä on johtanut halukkuuteen kokeilla uusia ominaisuuksia nopeammin, vaikka ne epäonnistuisivatkin ottaa kiinni.

Toimittajien suositukset

• ZTE laittaa uuden Under Display -kameran 799 dollarin Axon 40 Ultraan
• Oppo näkee älykellon, sirun ja näytön alakameran osana tulevaisuuttaan
• Oppon uusi jännittävä tekniikka piilottaa selfie-kameran puhelimen näytön alle