Hogyan változtatják meg örökre képernyőnket a kijelző alatti kamerák

Évtizedek óta élünk egy kényelmetlen technológiai igazsággal: a kamerák és más érzékelők nem foglalhatnak el ugyanazt a helyet, mint a mi képernyőink. Ezért egyre inkább okostelefonok támaszkodjon a rettegett „bevágásra”, mint a képernyő-test arány maximalizálására, miközben megőrzi az előlapi kamerát és más érzékelőket.

Néhány telefongyártótól Oppo nak nek OnePlus, kerülje meg ezt a problémát motoros felugró kamerák használatával, míg mások már ehhez folyamodtak lyukasztás kijelzőkben, hogy a kamera saját kukucskálóval rendelkezzen. Ez is az oka annak, hogy még a legújabb csúcskategóriás laptopok még mindig markáns keretek vannak a kijelzőik körül. A webkamera otthonra van szüksége, és úgy tűnik, senki sem hajlandó élni egy rovátkolással vagy lyukasztással a számítógépen.

De kiderül, hogy a kamerák és a képernyők nem annyira összeférhetetlenek, mint amilyennek látszik. A gyártási technikák fejlesztésének köszönhetően ez a két ellenfél hamarosan véget vet régóta tartó területi vitájának. Ez nem egy távoli jóslat; éppen most történik.

2021 végére megjelennek az első láthatatlan, kijelző alatti kamerával (UDC) felszerelt okostelefonok. Laptopok, tabletek, és tévék követni fog.

Hogyan valósul meg ez, és hogyan változtatja meg ezen eszközök használatának módját?

Íme egy bepillantás a rejtett kamerás jövőnkbe.

Miért kell elrejteni a kamerát?

A telefon bevágása, a lyukasztás vagy a nagy képernyőelőlap miatti panaszkodás az első világ problémájának definíciója. És abból ítélve Az Apple csillagos eladási számai, az előrefelé néző kamerák ezen mellékhatásai közül egyik sem jelent megszakítót a vásárlók számára.

Az esztétikától eltekintve azonban három fő előnye van annak, ha a kamerákat a kijelzők mögé rejtjük.

Először is olyan telefonokat készíthet, amelyek valódi, teljes képernyővel rendelkeznek. A videók és fotók jobban néznek ki, az alkalmazásfejlesztők pedig minden négyzetmillimétert felhasználhatnak a tervezéshez – mindezt úgy, hogy a telefon teste a lehető legkisebb legyen.

Másodszor, tervezési és gyártási szempontból, ha a kamerák és szenzorok bárhol elhelyezhetők, kisebb méret- és láthatóságkorlátozás mellett, az átrajzolja a térképet a telefontervezés szempontjából. A nagyobb akkumulátorok, a vékonyabb telefonok, a több szenzor és a sokkal jobb kamerák mind pozitívumot jelentenek.

De a harmadik, és vitathatatlanul legnagyobb előny az, hogy a kamerát a tekintetünkhöz igazítjuk.

Az előlapokba vagy hornyokba helyezett kamerák a mára már túlságosan is ismerős, kínos lefelé pillantást keltik, amely videohívások közben előfordul. "A legtöbbször nem néztek egymásra, amikor videocsevegés közben beszélgettek" - mondta Michael Helander, a torontói székhelyű vezérigazgató. OTI Lumonics – mondta a Digital Trendsnek. "A videokonferencia kamerák jelenlegi elhelyezése ezekben az eszközökben valóban nem optimális."

Helander valószínűleg többet gondolkodott ezen a problémán, mint a legtöbben. Cége olyan speciális anyagokat hoz létre, amelyek lehetővé teszik azt, ami egykor lehetetlen volt – elég átlátszóvá teszik a kijelzőket ahhoz, hogy mögéjük lehessen helyezni egy kamerát.

Ha egy kamera a kijelző mögött ül, végre olyan lesz, mint a videó interakcióink valódi, személyes interakciók – egy olyan játékmód, amely nem is jöhetne jobbkor a COVID-korlátozott térségünkben világ.

Hogyan lehet átlátszóvá tenni a kijelzőt?

A képernyőtechnológiát kétféle kijelző uralja. A legelterjedtebbek a folyadékkristályos kijelzők (LCD), amelyek magukban foglalják a LED TV-ket és a QLED TV-ket. A második, organikus fénykibocsátó dióda (OLED), uralja az okostelefonokat és táblagépeket, és egyre terjed a laptopokban, sőt az asztali számítógépekben is. monitorok

Az LCD-k valójában átlátszóak, ha nem használják – ezért látható szürke háttér a számológép képernyőjén, ahol a fekete számjegyek nem aktívak. Ennek az átlátszóságnak a kihasználása azonban nagy technikai akadályokba ütközik, különösen, ha figyelembe vesszük a háttérvilágítás szükségességét.

Az OLED-kijelző aktív része viszont papírvékony. Különféle rétegeit nanométerben mérik, így tökéletes jelölt az átlátszóságra. Nanométer vékony felső fémrétege már áttetsző a látható fény számára, de az infravörös fény teljesen blokkolva van.

Felmerül tehát a kérdés, hogyan lehet növelni az OLED átlátszóságát anélkül, hogy kivágásokkal károsítaná a kijelzőt?

Az egyik megoldást kedvelte Xiaomi és Oppo Az UDC prototípusaikban az OLED pixel belső átlátszóságára kell hagyatkozniuk. Ha egy OLED pixelt nem használnak fény kibocsátására, az átengedi a fényt. Így elhelyezhet egy kamerát egy OLED kijelző mögé, és elegendő fényt gyűjthet a képek készítéséhez. De van egy bökkenő: a kamerát továbbra is a képernyő tetejére vagy aljára kell helyeznie, mert amikor a A kamera aktív, a felette lévő OLED pixeleket ki kell kapcsolni, ami ideiglenes fekete területet hoz létre a képernyő. Ez a megközelítés megoldást jelent a bevágás és a lyukasztás problémájára, de nem oldja meg a lefelé irányuló tekintet problémáját.

Az átlátszóság elérésének másik módja az, hogy kis fizikai lyukakat hozunk létre, amelyek elférnek a kijelző képpontjai között, de ez önmagában hihetetlenül nehéz.

Az első kereskedelmi forgalomban kapható telefon, kijelző alatti kamerával – a ZTE Axon 20 5G — használja ezt a technikát, de az ideálisnál kevésbé kompromisszumtól is szenved. A modern okostelefonok hihetetlenül sűrűn csomagolt pixelekkel rendelkeznek. A iPhone 12 Pro 460 ppi (pixel per hüvelyk) kijelzővel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy több mint 200 000 pixel van egy négyzethüvelykben. Sony Xperia XZ Premium hatalmas, 807 ppi felbontású képernyője volt (több mint 650 000 pixel per négyzethüvelyk).

A pixelek közé lyukakat ütni, még lézerrel is, annyira bonyolult, hogy a ZTE-nek el kellett távolítania néhány képpontot a kamera feletti területről, hogy extra helyet vásároljon. Az eredmény egy észrevehetően alacsonyabb felbontású négyzet a képernyőn.

Ami még feltűnő (a lyukak mérete miatt), az maga a kamera, amely bizonyos szögekből láthatóvá válik.

Előfordulhat, hogy a képernyő egy kisebb felbontású része nem zavarja Önt, ha a képernyő tetejéhez közel van, olyan területen, amelyet többnyire jelentéktelen információkra használnak. De kevesen fogadnák el, hogy telefonja kijelzőjének közepén ilyen nyilvánvaló felbontáscsökkentést érjünk el, amire szükségünk lenne a lefelé pillantás problémájának ellensúlyozására.

Láss és légy látható

De van egy harmadik lehetőség is. Mi lenne, ha ahelyett, hogy az átlátszó pixelekre hagyatkozna, vagy az összeszerelés után lyukakat lyukasztana a kijelzőn, a gyártás során milliónyi apró lyukat hozna létre az OLED-kijelző minden egyes rétegében?

A mintázatként ismert folyamat révén a meglévő gyártási technikák kínzóan közel hoztak bennünket ehhez a forgatókönyvhöz.

„Tudjuk, hogyan kell ezt megtenni a TFT [vékonyrétegű tranzisztoros] rétegben” – mondta Helander. „Tudjuk, hogyan kell ezt megtenni az alsó elektródán. Tudjuk, hogyan kell ezt megtenni abban a rétegben, amely az összes különböző pixelt alkotja.” De a felső fémréteg, katódként is ismert, nem úgy jön létre, mint ezek a többi réteg, és ez egyedi tervezést jelent kihívás.

Önszerelt furatok

A felső fémkatód nem a hagyományos értelemben vett fémlemez. Ahelyett, hogy külön fémlapot ragasztanának a kijelző tetejére, a fémmolekulákat elpárologtatják, és hagyják, hogy a teljes felületen lecsapódjanak, ezt a folyamatot gőzlerakódásnak nevezik.

A probléma az, hogy miután ez a fémréteg lerakódott, nincs mód a mintázatára. Ezzel el is érkeztünk az OTI Lumonics titkos szószához.

„Az általunk kifejlesztett technológia segítségével több millió apró lyukat lehet mintázni ezen a rétegen a gyártási folyamat során az úgynevezett önszerelés révén” – mondta Helander. "Ha ezeket az anyagokat egymás mellé helyezi, természetesen ezek a kis nyílások a kijelzőn alakulnak ki, milliónyit."

Helander azt állítja, hogy az önszerelési folyamat bármilyen képernyőméreten működik, és a gyártók dönthetik el, hány nyílásra van szükség – mindössze egytől 1 milliárdig.

Ha ezek a nyílások léteznek, a látható és az infravörös fény akadálytalanul áthaladhat rajta.

Bízzon, de ellenőrizze

Bármilyen izgalmas is azt gondolni, hogy hamarosan sokkal természetesebb videohívásokat folytathatunk, A kijelző alatti kamera még nagyobb terhet ró a gyártókra a megbízható adatvédelem biztosítása érdekében intézkedéseket.

Szükségünk lesz valamilyen megbízható jelzőre, amely jelzi, hogy a kamera aktív, és egy ugyanolyan megbízható mód a letiltására. Mivel a képernyő alatt van, nincs mód a lencse fizikai blokkolására anélkül, hogy ne blokkolná a képernyőn megjelenő tartalmat is.

Az Apple a közelmúltban frissítette az iOS rendszert, hogy egy kis zöld pontot jelenítsen meg a bevágás közelében, amikor az előre néző kamera használatban van, és egy narancssárga pont jelzi, ha a mikrofon aktív. Ez egy jó módja annak, hogy tájékoztass minket arról, hogy mi történik, de szükségünk van még valamire.

Intelligens hangszórók, mint a Google Nest mini fizikai kapcsolókkal szállítjuk, amelyekkel kikapcsolható a mikrofon. Feltételezve, hogy nincs mód a kapcsoló helyzetének távoli leküzdésére, ez nagyon jó szintű bizalmat biztosít. A tévék, monitorok és laptopok hasonló mechanizmusának alapfelszereltségnek kell lennie, ha a kamerák láthatatlanná válnak.

Mikor kezdenek megjelenni a kijelző alatti kamerák?

Az OTI Lumonics már több kínai okostelefon-gyártóval is kötött megállapodást, de a titoktartási korlátozások miatt ezeket a cégeket egyelőre nem lehet megnevezni. „Sokuknak van prototípusa, amit megépítettek, és minden remekül néz ki” – jegyzi meg Helander –, de egyikük sem akar semmit nyilvánosságra hozni, amíg fel nem készül tényleges hivatalos termékbejelentések.” Bízik benne, hogy valamikor 2021-ben látni fogjuk ezeket az új, kijelző alatti kameramodelleket, bár lehet, hogy mindaddig kizárólagos kínai piacon maradnak. 2022.

Mennyibe fognak kerülni?

Teljesen felkészültem arra, hogy Helander azt mondja nekem, hogy csak a legprémiumabb okostelefonok, a legkiválóbb árak 1000 dollár vagy több, elsőként kerülne piacra az UDC-kkel. De az első modellek várhatóan középkategóriásak lesznek kézibeszélők. Ezt a kínai márkák közötti ádáz versenynek tulajdonítja a 400-600 dollár között okostelefonok piacán, ami arra késztette, hogy gyorsabban próbálják ki az új funkciókat, még akkor is, ha azok nem sikerülnek belejön.

Szerkesztői ajánlások

• A ZTE új Under Display kamerát helyez el a 799 dolláros Axon 40 Ultra-ra
• Az Oppo jövője részének tekinti az okosórát, a chipet és a képernyő alatti kamerát
• Az Oppo izgalmas új technológiája a telefon képernyője alá rejti a szelfi kamerát