कैसे अंडर-डिस्प्ले कैमरे हमारी स्क्रीन को हमेशा के लिए बदल देंगे

दशकों से, हम एक असुविधाजनक तकनीकी सच्चाई के साथ जी रहे हैं: कैमरे और अन्य सेंसर हमारी स्क्रीन के समान स्थान नहीं ले सकते। यही कारण है कि, तेजी से, स्मार्टफोन्स फ्रंट-फेसिंग कैमरा और अन्य सेंसर को संरक्षित करते हुए स्क्रीन-टू-बॉडी अनुपात को अधिकतम करने के तरीके के रूप में खतरनाक "नॉच" पर भरोसा करें।

कुछ फ़ोन निर्माता, से विपक्ष को वनप्लस, मोटर चालित पॉप-अप कैमरों का उपयोग करके इस समस्या से निपटें, जबकि अन्य ने इसका सहारा लिया है छेद करना कैमरे को अपना स्वयं का पीपहोल प्रदान करने के लिए डिस्प्ले में। यही कारण है कि भी नवीनतम हाई-एंड लैपटॉप उनके डिस्प्ले के चारों ओर अभी भी स्पष्ट बेज़ेल्स हैं। वेबकैम एक घर की जरूरत है और ऐसा लगता है कि कोई भी कंप्यूटर पर नॉच या होल-पंच के साथ रहने को तैयार नहीं है।

लेकिन यह पता चला है कि कैमरे और स्क्रीन उतने असंगत नहीं हैं जितना वे दिखते हैं। विनिर्माण तकनीकों में सुधार के कारण, ये दोनों प्रतिद्वंद्वी अपने लंबे समय से चले आ रहे क्षेत्रीय विवाद को समाप्त करने वाले हैं। यह कोई दूरगामी भविष्यवाणी नहीं है; यह अभी हो रहा है।

2021 के अंत तक, हम अदृश्य, अंडर-डिस्प्ले कैमरे (यूडीसी) वाले पहले स्मार्टफोन देखेंगे। लैपटॉप, गोलियाँ, और टीवीएस का पालन करेंगे।

यह कैसे पूरा किया जाएगा, और यह इन उपकरणों के उपयोग के हमारे तरीके को कैसे बदल देगा?

यहां हमारे छिपे हुए कैमरे के भविष्य की एक झलक है।

कैमरा क्यों छुपाएं?

फ़ोन के नॉच, होल-पंच या बड़े स्क्रीन बेज़ल के बारे में शिकायत करना पहली दुनिया की समस्या की परिभाषा है। और से निर्णय Apple की शानदार बिक्री संख्या, फॉरवर्ड-फेसिंग कैमरों का कोई भी दुष्प्रभाव खरीदारों के लिए डीलब्रेकर नहीं है।

लेकिन सौंदर्यशास्त्र को छोड़कर, डिस्प्ले के पीछे कैमरे छिपाने के तीन प्रमुख लाभ हैं।

सबसे पहले, यह आपको ऐसे फोन बनाने की सुविधा देता है जिनमें वास्तविक एज-टू-एज स्क्रीन हों। वीडियो और फ़ोटो बेहतर दिखते हैं, और ऐप डेवलपर अपने डिज़ाइन के लिए प्रत्येक वर्ग मिलीमीटर का उपयोग कर सकते हैं - यह सब फ़ोन की बॉडी को यथासंभव छोटा रखते हुए।

दूसरा, डिजाइन और विनिर्माण के दृष्टिकोण से, यदि कैमरे और सेंसर को उनके आकार और दृश्यता पर कम प्रतिबंधों के साथ कहीं भी रखा जा सकता है, तो यह फोन डिजाइन के लिए मानचित्र को फिर से तैयार करता है। बड़ी बैटरी, पतले फोन, अधिक सेंसर और बहुत बेहतर कैमरे ये सभी संभावित फायदे हैं।

लेकिन तीसरा, और यकीनन सबसे बड़ा, लाभ कैमरे को हमारी नजरों के सामने लाने की क्षमता है।

बेज़ेल्स या नॉच में रखे गए कैमरे अब बहुत ही परिचित, अजीब नीचे की ओर देखने का दृश्य बनाते हैं जो वीडियो कॉल के दौरान होता है। टोरंटो स्थित सीईओ माइकल हेलैंडर ने कहा, "ज्यादातर समय, जब आप वीडियो चैट पर बात कर रहे होते हैं तो आप वास्तव में एक-दूसरे को नहीं देख रहे होते हैं।" ओटीआई ल्यूमियोनिक्स डिजिटल ट्रेंड्स को बताया. "इन सभी उपकरणों में वीडियोकांफ्रेंसिंग कैमरों की वर्तमान स्थिति वास्तव में इष्टतम से कम है।"

हेलैंडर ने संभवतः इस समस्या के बारे में अन्य लोगों से अधिक सोचा है। उनकी कंपनी विशेष सामग्री बनाती है जो एक बार असंभव को संभव बनाती है - डिस्प्ले को इतना पारदर्शी बनाना कि आप उनके पीछे एक कैमरा रख सकें।

एक बार जब एक कैमरा डिस्प्ले के पीछे बैठ जाता है, तो यह अंततः हमारे वीडियो इंटरैक्शन को वैसा ही दिखने और महसूस कराने लगेगा वास्तविक, व्यक्तिगत बातचीत - एक गेम चेंजर जो हमारे COVID-प्रतिबंधित समय में बेहतर समय पर नहीं आ सकता है दुनिया।

आप किसी डिस्प्ले को पारदर्शी कैसे बनाते हैं?

स्क्रीन प्रौद्योगिकी में दो प्रकार के डिस्प्ले का बोलबाला है। सबसे आम लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले (एलसीडी) हैं, जिनमें एलईडी टीवी और क्यूएलईडी टीवी शामिल हैं। दूसरा, जैविक लाइट-एमिटिंग डायोड (ओएलईडी), स्मार्टफोन और टैबलेट पर हावी है, और लैपटॉप और यहां तक ​​कि डेस्कटॉप में भी इसका उपयोग बढ़ रहा है पर नज़र रखता है

उपयोग में न होने पर एलसीडी वास्तव में पारदर्शी होते हैं - यही कारण है कि आप कैलकुलेटर स्क्रीन पर एक ग्रे पृष्ठभूमि देखते हैं जहां काले अंक वाले खंड सक्रिय नहीं होते हैं। लेकिन फोटो लेने के लिए इस पारदर्शिता का लाभ उठाने में बड़ी तकनीकी बाधाएं आती हैं, खासकर जब आप बैकलाइट की आवश्यकता पर विचार करते हैं।

दूसरी ओर, OLED डिस्प्ले का सक्रिय भाग कागज़ जितना पतला होता है। इसकी विभिन्न परतों को नैनोमीटर में मापा जाता है, जो इसे पारदर्शिता के लिए आदर्श उम्मीदवार बनाता है। इसकी नैनोमीटर-पतली धातु की ऊपरी परत दृश्य प्रकाश के लिए पहले से ही पारभासी है, लेकिन अवरक्त प्रकाश पूरी तरह से अवरुद्ध है।

तो सवाल यह है कि आप कटआउट के साथ डिस्प्ले को नुकसान पहुंचाए बिना OLED की पारदर्शिता कैसे बढ़ा सकते हैं?

द्वारा समर्थित एक समाधान श्याओमी और ओप्पो उनके यूडीसी प्रोटोटाइप में ओएलईडी पिक्सेल की अंतर्निहित पारदर्शिता पर भरोसा करना है। जब OLED पिक्सेल का उपयोग प्रकाश उत्सर्जित करने के लिए नहीं किया जा रहा होता है, तो यह प्रकाश को अंदर आने देता है। तो आप OLED डिस्प्ले के पीछे एक कैमरा रख सकते हैं और यह छवियों को कैप्चर करने के लिए पर्याप्त रोशनी इकट्ठा करने में सक्षम होगा। लेकिन एक दिक्कत है: आपको अभी भी कैमरे को स्क्रीन के ऊपर या नीचे रखना होगा, क्योंकि जब कैमरा सक्रिय है, इसके ऊपर के OLED पिक्सेल बंद होने चाहिए, जिससे कैमरे पर एक अस्थायी काला क्षेत्र बन जाता है स्क्रीन। यह दृष्टिकोण नॉच और होल-पंच समस्या का समाधान है, लेकिन यह नीचे की ओर देखने की समस्या को हल करने के लिए कुछ नहीं करता है।

पारदर्शिता प्राप्त करने का दूसरा तरीका छोटे भौतिक छेद बनाना है जो डिस्प्ले के पिक्सल के बीच फिट होते हैं, लेकिन यह अपने आप में अविश्वसनीय रूप से कठिन है।

अंडर-डिस्प्ले कैमरे वाला पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध फोन - जेडटीई एक्सॉन 20 5जी - इस तकनीक का उपयोग करता है, लेकिन यह आदर्श से कम समझौते से भी ग्रस्त है। आधुनिक स्मार्टफ़ोन में पिक्सेल अविश्वसनीय रूप से सघन रूप से भरे होते हैं। आईफोन 12 प्रो इसमें 460ppi (पिक्सेल प्रति इंच) डिस्प्ले है, जिसका मतलब है कि एक वर्ग इंच में 200,000 से अधिक पिक्सल होते हैं। सोनी का एक्सपीरिया एक्सज़ेड प्रीमियम इसमें शानदार 807ppi स्क्रीन (650,000 पिक्सेल प्रति वर्ग इंच से अधिक) थी।

उन पिक्सेल के बीच में छेद करना, यहाँ तक कि लेज़र से भी, इतना मुश्किल है कि ZTE को कुछ अतिरिक्त जगह खरीदने के लिए कैमरे के ऊपर के क्षेत्र से कुछ पिक्सेल हटाने पड़े। परिणाम स्वरूप स्क्रीन पर काफ़ी कम-रिज़ॉल्यूशन वाला वर्ग दिखाई देता है।

जो ध्यान देने योग्य है (छिद्रों के आकार के कारण) वह कैमरा ही है, जो कुछ कोणों पर दिखाई देता है।

स्क्रीन का निचला-रिज़ॉल्यूशन अनुभाग आपको परेशान नहीं कर सकता है जब यह शीर्ष के निकट होता है, उस क्षेत्र में जिसका उपयोग अधिकतर अप्रासंगिक जानकारी के लिए किया जाता है। लेकिन कुछ ही लोग अपने फ़ोन के डिस्प्ले के केंद्र में रिज़ॉल्यूशन में इतनी स्पष्ट कमी को स्वीकार करेंगे, जो कि हमें नीचे की ओर देखने की समस्या का प्रतिकार करने के लिए आवश्यक होगा।

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लेकिन एक तीसरा विकल्प भी है. क्या होगा यदि, पारदर्शी पिक्सेल पर निर्भर रहने या असेंबली के बाद डिस्प्ले में छेद करने के बजाय, आप विनिर्माण के दौरान OLED डिस्प्ले की प्रत्येक परत में लाखों छोटे छेद बना सकें?

पैटर्निंग नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से, मौजूदा विनिर्माण तकनीकों ने हमें इस परिदृश्य के करीब ला दिया है।

हेलैंडर ने कहा, "हम जानते हैं कि टीएफटी [पतली-फिल्म ट्रांजिस्टर] परत में यह कैसे करना है।" “हम जानते हैं कि निचले इलेक्ट्रोड में यह कैसे करना है। हम जानते हैं कि उस परत में यह कैसे करना है जो सभी अलग-अलग पिक्सेल बनाती है। लेकिन सबसे ऊपरी धातु की परत, कैथोड के रूप में भी जाना जाता है, यह इन अन्य परतों की तरह नहीं बनाया गया है, और यह एक अद्वितीय इंजीनियरिंग प्रस्तुत करता है चुनौती।

स्व-इकट्ठे छेद

शीर्ष धातु कैथोड पारंपरिक अर्थों में धातु की एक शीट नहीं है। डिस्प्ले के शीर्ष पर एक अलग धातु शीट को जोड़ने के बजाय, धातु के अणुओं को वाष्पीकृत किया जाता है और पूरी सतह पर संघनित होने दिया जाता है, इस प्रक्रिया को वाष्प जमाव के रूप में जाना जाता है।

समस्या यह है कि एक बार जब धातु की परत जमा हो जाती है, तो उसे पैटर्न देने का कोई तरीका नहीं होता है। यह हमें ओटीआई लुमियोनिक्स की गुप्त चटनी की ओर ले जाता है।

हेलैंडर ने कहा, "हमने जो तकनीक विकसित की है, वह विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान सेल्फ-असेंबली के माध्यम से उस परत में लाखों छोटे छेदों को पैटर्न देने का एक तरीका है।" "जब आप इन सभी सामग्रियों को एक साथ रखते हैं, तो वे स्वाभाविक रूप से प्रदर्शन में इन सभी छोटे-छोटे उद्घाटनों को बनाएंगे, उनमें से लाखों।"

हेलैंडर का दावा है कि स्व-असेंबली प्रक्रिया किसी भी स्क्रीन आकार पर काम करती है, और निर्माताओं को यह तय करने देती है कि कितने उद्घाटन की आवश्यकता है - केवल एक से 1 बिलियन तक।

एक बार जब ये छिद्र मौजूद हो जाते हैं, तो दृश्यमान और अवरक्त प्रकाश बिना किसी बाधा के गुजर सकते हैं।

विश्वास करें लेकिन सत्यापित कर लें

यह सोचना जितना रोमांचक है कि हम जल्द ही और भी अधिक प्राकृतिक वीडियो कॉल करने में सक्षम होंगे डिस्प्ले के नीचे कैमरा विश्वसनीय गोपनीयता प्रदान करने के लिए निर्माताओं पर और भी बड़ा दायित्व डालता है पैमाने।

हमें किसी प्रकार के विश्वसनीय संकेतक की आवश्यकता होगी कि कैमरा कब सक्रिय है और उसे अक्षम करने का भी उतना ही विश्वसनीय तरीका हो। क्योंकि यह स्क्रीन के नीचे है, इसलिए स्क्रीन पर सामग्री को अवरुद्ध किए बिना लेंस को भौतिक रूप से ब्लॉक करने का कोई तरीका नहीं है।

Apple ने हाल ही में iOS को अपडेट किया है कि जब उसका फॉरवर्ड-फेसिंग कैमरा उपयोग में हो तो नॉच के पास एक छोटा हरा बिंदु दिखाई देगा, और माइक सक्रिय होने पर एक नारंगी बिंदु दिखाई देगा। यह हमें सूचित करने का एक अच्छा तरीका है कि क्या हो रहा है, लेकिन हमें कुछ और चाहिए।

जैसे स्मार्ट स्पीकर गूगल नेस्ट मिनी भौतिक स्विचों के साथ जहाज जिनका उपयोग माइक्रोफ़ोन को अक्षम करने के लिए किया जा सकता है। यह मानते हुए कि स्विच की स्थिति पर दूर से काबू पाने का कोई तरीका नहीं है, यह बहुत अच्छे स्तर का विश्वास प्रदान करता है। कैमरे के अदृश्य हो जाने पर टीवी, मॉनिटर और लैपटॉप पर एक समान तंत्र मानक रूप में आना चाहिए।

अंडर-डिस्प्ले कैमरे कब दिखना शुरू होंगे?

OTI Lumionics का पहले से ही कई चीनी स्मार्टफोन निर्माताओं के साथ समझौता है, लेकिन गोपनीयता प्रतिबंधों के कारण, इन कंपनियों का नाम अभी तक नहीं दिया जा सकता है। "उनमें से कई के पास प्रोटोटाइप फोन हैं जो बनाए जा चुके हैं और सब कुछ बहुत अच्छा लग रहा है," हेलैंडर कहते हैं, "लेकिन उनमें से कोई भी तब तक सार्वजनिक रूप से कुछ भी खुलासा नहीं करना चाहता जब तक कि वे इसके लिए तैयार न हो जाएं।" वास्तविक आधिकारिक उत्पाद घोषणाएँ। उन्हें विश्वास है कि हम इन नए अंडर-डिस्प्ले कैमरा मॉडल को 2021 में किसी समय देखेंगे, हालांकि वे तब तक चीनी बाजार के लिए विशिष्ट बने रह सकते हैं। 2022.

उनकी लागत कितनी होगी?

मैं इस बात के लिए पूरी तरह से तैयार था कि हेलैंडर मुझे बताएगा कि केवल सबसे प्रीमियम स्मार्टफोन, जिनकी कीमतें कम हैं $1,000 या अधिक, यूडीसी के साथ बाजार में आने वाला पहला व्यक्ति होगा। लेकिन पहले मॉडल के मध्यम स्तर के होने की उम्मीद है हैंडसेट. वह इसका श्रेय $400 से $600 के बीच चीनी ब्रांडों के बीच भयंकर प्रतिस्पर्धा को देते हैं स्मार्टफोन बाजार, जिसके कारण नई सुविधाओं को तेजी से आज़माने की इच्छा पैदा हुई है, भले ही वे असफल हों पकड़ना।

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