כיצד מצלמות מתחת לתצוגה ישנו את המסכים שלנו לנצח

במשך עשרות שנים, חיינו עם אמת טכנולוגית לא נוחה: מצלמות וחיישנים אחרים לא יכולים לתפוס את אותו מקום כמו המסכים שלנו. זו הסיבה, יותר ויותר, סמארטפונים להסתמך על ה"חריץ" הנורא כדרך למקסם את היחס בין מסך לגוף תוך שמירה על המצלמה הקדמית וחיישנים אחרים.

כמה יצרניות טלפונים, מ אופו ל OnePlus, לעקוף בעיה זו באמצעות מצלמות קופצות ממונעות, בעוד שאחרים פנו אליה ניקוב חורים בתצוגות כדי לספק למצלמה חור הצצה משלה. זו גם הסיבה שאפילו ה המחשבים הניידים המתקדמים ביותר עדיין יש שוליים בולטים מסביב לצגים שלהם. ה מצלמת אינטרנט צריך בית ונראה שאף אחד לא מוכן לחיות עם חריץ או חור במחשב.

אבל מסתבר שמצלמות ומסכים לא ממש תואמים כפי שהם נראים. הודות לשיפורים בטכניקות הייצור, שני היריבים הללו עומדים לסיים את המחלוקת הטריטוריאלית ארוכת השנים שלהם. זו לא תחזית רחוקה; זה קורה עכשיו.

עד סוף 2021, נראה את הסמארטפונים הראשונים עם מצלמות בלתי נראות מתחת לתצוגה (UDC). מחשבים ניידים, טבליות, ו טלוויזיות יעקוב.

איך זה יושג, וכיצד זה ישנה את האופן שבו אנו משתמשים במכשירים אלה?

הנה הצצה לעתיד המצלמה הנסתרת שלנו.

למה להסתיר את המצלמה?

התלוננות על חריץ בטלפון, חבטת חורים או מסגרת מסך גדולה היא עצם ההגדרה של בעיה מהעולם הראשון. ואם לשפוט לפי מספרי המכירות המדהימים של אפל, אף אחת מתופעות הלוואי הללו של מצלמות הפונות קדימה אינן פורצות עסקאות עבור קונים.

אבל בצד אסתטיקה, יש שלושה יתרונות עיקריים להסתרת מצלמות מאחורי צגים.

ראשית, זה מאפשר לך ליצור טלפונים עם מסכים אמיתיים מקצה לקצה. סרטונים ותמונות נראים טוב יותר, ומפתחי אפליקציות יכולים לעשות שימוש בכל מילימטר מרובע עבור העיצובים שלהם - כל זאת תוך שמירה על גוף הטלפון קטן ככל האפשר.

שנית, מנקודת מבט של עיצוב וייצור, אם ניתן למקם מצלמות וחיישנים בכל מקום, עם פחות הגבלות על הגודל והנראות שלהם, זה משרטט מחדש את המפה לעיצוב הטלפון. סוללות גדולות יותר, טלפונים דקים יותר, יותר חיישנים ומצלמות הרבה יותר טובות הם כל היתרונות הפוטנציאליים.

אבל היתרון השלישי, וללא ספק הגדול ביותר, הוא היכולת לסדר את המצלמה עם המבט שלנו.

מצלמות הממוקמות בשוליים או חריצים יוצרות את המבט המוכר והמסורבל כעת כלפי מטה שקורה במהלך שיחות וידאו. "לרוב, אתם לא באמת מסתכלים אחד על השני כשאתם מדברים בווידאו צ'אט", מייקל הלאנדר, מנכ"ל בטורונטו. OTI Lumionics אמר ל-Digital Trends. "המיקום הנוכחי של מצלמות ועידת וידאו בכל המכשירים האלה הוא ממש לא אופטימלי."

הלנדר כנראה חשב על הבעיה הזו יותר מהרוב. החברה שלו יוצרת חומרים מיוחדים שמאפשרים את מה שהיה פעם בלתי אפשרי - הפיכת תצוגות לשקופות מספיק כדי שתוכל למקם מצלמה מאחוריהן.

ברגע שמצלמה יושבת מאחורי התצוגה, היא סוף סוף תגרום לאינטראקציות הווידאו שלנו להיראות ולהרגיש כמו אינטראקציות אמיתיות, אישיות - מחליף משחק שלא יכול היה להגיע בזמן טוב יותר ב-COVID שלנו עוֹלָם.

איך הופכים תצוגה לשקופה?

טכנולוגיית המסך נשלטת על ידי שני סוגים של צגים. הנפוצים ביותר הם מסכי גביש נוזליים (LCD), הכוללים טלוויזיות LED וטלוויזיות QLED. השני, אורגני דיודה פולטת אור (OLED), שולטת בסמארטפונים ובטאבלטים, והולכת וגדלה בשימוש במחשבים ניידים ואפילו שולחניים צגים

צגי LCD הם למעשה שקופים כאשר אינם בשימוש - זו הסיבה שאתה רואה רקע אפור על מסך מחשבון בכל מקום בו מקטעי הספרות השחורות אינם פעילים. אבל ניצול השקיפות הזו לצילום מצלם מכשולים טכניים גדולים, במיוחד ברגע שאתה מביא בחשבון את הצורך בתאורה אחורית.

החלק הפעיל של תצוגת OLED, לעומת זאת, הוא דק נייר. השכבות השונות שלו נמדדות בננומטר, מה שהופך אותו למועמד המושלם לשקיפות. שכבת המתכת העליונה הדקה הננומטרית שלו כבר שקופה לאור נראה, אבל האור האינפרא אדום חסום לחלוטין.

אז נשאלת השאלה, איך אתה יכול להגביר את השקיפות של OLED מבלי לפגוע בתצוגה עם חיתוכים?

פתרון אחד המועדף על ידי שיאומי ואופו באבות הטיפוס של ה-UDC שלהם היא להסתמך על השקיפות המובנית של פיקסל OLED. כאשר פיקסל OLED אינו בשימוש לפליטת אור, הוא מכניס אור. אז אתה יכול למקם מצלמה מאחורי צג OLED והיא תוכל לאסוף מספיק אור כדי לצלם תמונות. אבל יש מלכוד: אתה עדיין צריך למקם את המצלמה בחלק העליון או התחתון של המסך, כי כאשר המצלמה פעילה, יש לכבות את פיקסלי ה-OLED מעליה, מה שיוצר אזור שחור זמני על מָסָך. הגישה הזו היא פתרון לבעיית החריצים והחורים, אבל היא לא עוזרת לפתור את בעיית המבט כלפי מטה.

דרך נוספת להשיג שקיפות היא על ידי יצירת חורים פיזיים קטנים שמתאימים בין הפיקסלים של התצוגה, אבל זה קשה מאוד בפני עצמו.

הטלפון הראשון הזמין מסחרית עם מצלמה מתחת לתצוגה - ה ZTE Axon 20 5G - משתמש בטכניקה הזו, אבל הוא גם סובל מפשרה פחות אידיאלית. לסמארטפונים מודרניים יש פיקסלים צפופים להפליא. ה אייפון 12 פרו בעל תצוגה של 460ppi (פיקסלים לאינץ'), מה שאומר שיש יותר מ-200,000 פיקסלים באינץ' מרובע אחד. Xperia XZ Premium של סוני היה לו מסך עצום של 807ppi (יותר מ-650,000 פיקסלים לאינץ' מרובע).

ניקוב חורים בין הפיקסלים האלה, אפילו עם לייזר, הוא כל כך מסובך ש-ZTE נאלצה להסיר כמה פיקסלים מהאזור שמעל המצלמה כדי לקנות קצת חדר נוסף. התוצאה היא ריבוע בעל רזולוציה נמוכה יותר על המסך.

מה שגם בולט (בגלל גודל החורים) הוא המצלמה עצמה, שהופכת להיות גלויה בזוויות מסוימות.

ייתכן שחלק ברזולוציה נמוכה יותר של המסך לא יפריע לך כשהוא קרוב לחלק העליון, באזור המשמש בעיקר למידע חסר משמעות. אבל מעט אנשים יסכימו עם הפחתת רזולוציה כה ברורה במרכז התצוגה של הטלפון שלהם, וזה מה שנצטרך כדי לנטרל את בעיית המבט כלפי מטה.

לראות ולהיראות

אבל יש אפשרות שלישית. מה אם, במקום להסתמך על פיקסלים שקופים, או לנקב חורים בצג לאחר ההרכבה, תוכל ליצור מיליוני חורים זעירים בכל שכבה של צג OLED במהלך הייצור?

באמצעות תהליך המכונה דפוס, טכניקות ייצור קיימות קירבו אותנו באופן מגרה לתרחיש זה.

"אנחנו יודעים איך לעשות את זה בשכבת TFT [טרנזיסטור סרט דק]", אמר הלנדר. "אנחנו יודעים איך לעשות את זה באלקטרודה התחתונה. אנחנו יודעים לעשות את זה בשכבה שמרכיבה את כל הפיקסלים השונים." אבל שכבת המתכת העליונה, הידועה גם בשם הקתודה, אינה נוצרת כמו השכבות האחרות הללו, וזה מהווה הנדסה ייחודית אתגר.

חורים בהרכבה עצמית

קתודה המתכת העליונה אינה יריעת מתכת במובן המקובל. במקום לחבר יריעת מתכת נפרדת לחלק העליון של הצג, מולקולות מתכת מתאדות ומאפשרות להתעבות על פני השטח כולו, תהליך המכונה שקיעת אדים.

הבעיה היא שברגע שהשכבה המתכת הזו הופקדה, אין דרך לעצב אותה. זה מביא אותנו לרוטב הסודי של OTI Lumionics.

"הטכנולוגיה שפיתחנו היא דרך ליצור דפוס של מיליוני חורים זעירים בשכבה הזו במהלך תהליך הייצור באמצעות מה שנקרא הרכבה עצמית", אמר הלנדר. "כשאתה מניח את כל החומרים האלה ביחד, הם יווצרו באופן טבעי את כל הפתחים הקטנים האלה בתצוגה, מיליוני מהם."

הלנדר טוען שתהליך ההרכבה העצמית עובד על כל גודל מסך, ומאפשר ליצרנים להחליט כמה פתחים נדרשים - מאחד עד מיליארד בלבד.

ברגע שפתחים אלה קיימים, אור נראה ואינפרא אדום יכול לעבור ללא הפרעה.

סמוך, אבל תוודא

עד כמה שזה מרגש לחשוב שבקרוב נוכל לנהל שיחות וידאו טבעיות הרבה יותר, ביצוע א מצלמה מתחת לתצוגה מטילה אחריות גדולה עוד יותר על היצרנים לספק פרטיות מהימנה אמצעים.

נצטרך איזשהו אינדיקטור אמין מתי המצלמה פעילה ודרך אמינה לא פחות להשבית אותה. מכיוון שהיא מתחת למסך, אין דרך לחסום פיזית את העדשה מבלי לחסום גם תוכן על המסך.

אפל עדכנה לאחרונה את iOS כדי להציג נקודה ירוקה קטנה ליד החריץ כאשר המצלמה הפונה קדימה שלה נמצאת בשימוש, ונקודה כתומה כדי להראות כאשר המיקרופון פעיל. זו דרך טובה ליידע אותנו על מה שקורה, אבל אנחנו צריכים עוד משהו.

רמקולים חכמים כמו ה Google Nest mini משלוח עם מתגים פיזיים שניתן להשתמש בהם כדי להשבית את המיקרופונים. בהנחה שאין דרך להתגבר מרחוק על עמדת המתג, זה מספק רמה טובה מאוד של אמון. מנגנון דומה בטלוויזיות, מסכים ומחשבים ניידים צריך להיות סטנדרטי ברגע שהמצלמות הופכות בלתי נראות.

מתי יתחילו להופיע מצלמות מתחת לתצוגה?

ל-OTI Lumionics כבר יש הסכמים עם מספר יצרני סמארטפונים סיניים, אך בשל מגבלות סודיות, עדיין לא ניתן לנקוב בשמות החברות הללו. "לרבים מהם יש אב טיפוס טלפונים שנבנו והכל נראה נהדר", מציין הלנדר, "אבל אף אחד מהם לא רוצה לחשוף שום דבר בפומבי עד שהם יהיו מוכנים הכרזות רשמיות על מוצר בפועל." הוא בטוח שנראה את הדגמים החדשים של מצלמות מתחת לתצוגה מתישהו בשנת 2021, אם כי הם עשויים להישאר שוק סיני בלעדי עד 2022.

כמה הם יעלו?

הייתי מוכן לגמרי שהלנדר יגיד לי שרק הטלפונים החכמים הכי מובחרים, פקודות מחירים של $1,000 או יותר, יהיו הראשונים לשיווק עם UDCs. אבל הדגמים הראשונים צפויים להיות בינוניים מכשירי טלפון. הוא מייחס זאת לתחרות האכזרית בין המותגים הסיניים בין 400 ל-600 דולר שוק הסמארטפונים, מה שהוביל לנכונות לנסות תכונות חדשות מהר יותר, גם אם הן לא מצליחות לִתְפּוֹס.

המלצות עורכים

• ZTE מציגה מצלמת תחתית תצוגה חדשה במחיר של 799 דולר Axon 40 Ultra
• Oppo רואה בשעון חכם, שבב ומצלמה מתחת למסך חלק מהעתיד שלה
• הטכנולוגיה החדשה והמרגשת של Oppo מסתירה את מצלמת הסלפי מתחת למסך הטלפון