アンダーディスプレイカメラが私たちの画面をどう変えるか

何十年もの間、私たちは技術上の不都合な真実を抱えて生きてきました。それは、カメラやその他のセンサーが画面と同じスペースを占有することができないということです。 だからこそ、ますます、 スマートフォン 前面カメラやその他のセンサーを維持しながら、画面と本体の比率を最大化する方法として、恐ろしい「ノッチ」に依存します。

一部の携帯電話メーカーは、 オッポ に ワンプラス、他の人は電動ポップアップカメラを使用してこの問題を回避しています。 パンチ穴 ディスプレイに独自ののぞき穴をカメラに提供します。 それはまた、 最新のハイエンドノートパソコン ディスプレイの周りに目立つベゼルがまだあります。 の ウェブカメラ 家が必要ですが、コンピューターにノッチや穴が開いた状態で生活したいと思う人は誰もいないようです。

しかし、カメラとスクリーンは見た目ほど互換性がないことが判明しました。 製造技術の向上のおかげで、これら 2 つの敵対者は長年にわたる領土紛争に終止符を打とうとしています。 これは大げさな予測ではありません。 それは今起こっています。

2021 年末までに、目に見えないアンダーディスプレイ カメラ (UDC) を搭載した最初のスマートフォンが登場するでしょう。 ラップトップ、 錠剤、 そして テレビ が続きます。

これはどのように実現されるのでしょうか? また、これらのデバイスの使用方法はどのように変わるのでしょうか?

ここで私たちの隠しカメラの未来を垣間見てみましょう。

なぜカメラを隠すのですか？

携帯電話のノッチ、パンチ穴、または大画面ベゼルについて苦情を言うことは、まさに第一世界の問題の定義です。 そしてそこから判断すると Appleの驚異的な販売数、前向きカメラのこれらの副作用はどれも、購入者にとって取引の妨げにはなりません。

しかし、見た目の美しさはさておき、カメラをディスプレイの後ろに隠すことには 3 つの大きな利点があります。

まず、真のエッジツーエッジ画面を備えた携帯電話を作成できるようになります。 ビデオや写真の見栄えが良くなり、アプリ開発者は携帯電話の本体を可能な限り小さく保ちながら、あらゆる平方ミリメートルをデザインに活用できます。

次に、設計と製造の観点から見ると、サイズや視認性の制限が少なく、どこにでもカメラやセンサーを配置できる場合、携帯電話の設計の地図が再描画されます。 より大きなバッテリー、より薄い携帯電話、より多くのセンサー、より優れたカメラはすべて潜在的な利点です。

しかし、3 番目の、おそらく最大の利点は、カメラを視線の位置に合わせることができることです。

ベゼルやノッチにカメラが配置されると、ビデオ通話中に発生する、今やよく知られたぎこちない下向きの視線が発生します。 「ビデオチャットで話しているとき、ほとんどの場合、実際にはお互いの目を見ることはありません」とトロントに本拠を置く同社のCEO、マイケル・ヘランダー氏は言う。 OTI ルミオニクス とデジタルトレンドに語った。 「これらすべてのデバイスにおけるビデオ会議カメラの現在の配置は、まったく最適ではありません。」

ヘランダーはおそらくこの問題について他の人よりも考えていたでしょう。 彼の会社は、これまで不可能であったことを可能にする特殊素材を開発し、ディスプレイの背後にカメラを設置できるほど透明なディスプレイを実現します。

カメラがディスプレイの後ろに設置されると、最終的にビデオ インタラクションの見た目と感触が変わります。 リアルな対面のインタラクション — 新型コロナウイルス感染症の影響で制限された状況において、これ以上に好都合なタイミングで実現したゲームチェンジャー 世界。

ディスプレイを透明にするにはどうすればよいですか?

画面テクノロジーは 2 種類のディスプレイによって支配されています。 最も一般的なのは液晶ディスプレイ (LCD) で、これには LED TV や QLED TV が含まれます。 2つ目はオーガニック 発光ダイオード (OLED) はスマートフォンやタブレットで主流を占めており、ラップトップやデスクトップでの使用も増加しています モニター

実際、LCD は使用していないときは透明です。そのため、電卓画面では黒の数字セグメントがアクティブになっていない場所には灰色の背景が表示されます。 しかし、この透明性を利用して写真を撮影することは、特にバックライトの必要性を考慮すると、大きな技術的ハードルになります。

一方、OLED ディスプレイのアクティブ部分は紙のように薄いです。 そのさまざまな層はナノメートル単位で測定されており、透明性の完璧な候補となっています。 ナノメートルの薄さの金属の最上層は可視光に対してすでに半透明ですが、赤外光は完全にブロックされます。

そこで問題となるのは、切り欠きでディスプレイを損傷することなく、どうすれば OLED の透明度を高めることができるかということです。

が好む 1 つのソリューション シャオミとオッポ UDC プロトタイプでは、OLED ピクセル固有の透明性に依存しています。 OLED ピクセルは、発光に使用されていないときは光を取り込みます。 そのため、OLED ディスプレイの後ろにカメラを設置すると、画像をキャプチャするのに十分な光を集めることができます。 ただし、落とし穴があります。カメラを画面の上部または下部に配置する必要があります。 カメラがアクティブな場合、その上の OLED ピクセルをオフにする必要があります。これにより、カメラ上に一時的に黒い領域が作成されます。 画面。 このアプローチはノッチと穴パンチの問題の解決策ではありますが、下向きの視線の問題の解決には何の役にも立ちません。

透明性を実現するもう 1 つの方法は、ディスプレイのピクセル間に適合する小さな物理的な穴を作成することですが、それ自体が非常に困難です。

アンダーディスプレイカメラを搭載した初の市販携帯電話 - ZTE アクソン 20 5G — この手法を使用していますが、理想的とは言えない妥協点もあります。 最新のスマートフォンには、信じられないほど高密度にピクセルが詰め込まれています。 の iPhone12プロ 460ppi (1 インチあたりのピクセル数) のディスプレイを備えています。これは、1 平方インチに 200,000 以上のピクセルがあることを意味します。 ソニーのXperia XZプレミアム 画面はなんと 807ppi (1 平方インチあたり 650,000 ピクセル以上) でした。

たとえレーザーを使ったとしても、これらのピクセルの間に穴を開けるのは非常に難しいため、ZTE は余分なスペースを確保するためにカメラの上の領域からいくつかのピクセルを削除する必要がありました。 その結果、画面上に著しく低解像度の四角形が表示されます。

また、（穴の大きさのせいで）注目に値するのは、角度によっては見えるようになるカメラ自体です。

画面の低解像度セクションが上部近​​く、主に重要でない情報に使用される領域にある場合は、気にならないかもしれません。 しかし、下向き視線の問題に対処するために必要となる、携帯電話のディスプレイの中央の解像度のこのような明らかな低下を受け入れる人はほとんどいません。

見ることと見られること

しかし、3 番目の選択肢もあります。 透明なピクセルに頼ったり、組み立て後にディスプレイに穴を開けたりする代わりに、製造中に OLED ディスプレイの各層に何百万もの小さな穴を開けられたらどうなるでしょうか?

既存の製造技術は、パターニングとして知られるプロセスを通じて、このシナリオに驚くほど近づけてきました。

「私たちはTFT（薄膜トランジスタ）層でそれを行う方法を知っています」とヘランダー氏は語った。 「私たちは下部電極でそれを行う方法を知っています。 私たちは、さまざまなピクセルすべてを構成するレイヤーでそれを行う方法を知っています。」 しかし、最上部の金属層は、 カソードとしても知られるこの層は、他の層とは異なり、独特のエンジニアリングを必要とします。 チャレンジ。

自己組織化穴

上部の金属陰極は、従来の意味での金属シートではありません。 ディスプレイの上部に別の金属シートを貼り付ける代わりに、金属分子を蒸発させて表面全体に凝縮させます。これは蒸着として知られるプロセスです。

問題は、金属層が一度堆積されると、それをパターン化する方法がないことです。 そこで、OTI Lumionics の秘密のソースにたどり着きます。

「私たちが開発した技術は、いわゆる自己組織化を通じて、製造プロセス中にその層に何百万もの小さな穴をパターン化する方法です」とヘランダー氏は述べた。 「これらすべての素材を並べると、ディスプレイに何百万もの小さな開口部が自然に形成されます。」

ヘランダー氏は、自己組織化プロセスはどのような画面サイズでも機能し、必要な開口部の数をメーカーがわずか 1 個から 10 億個まで決定できると主張しています。

これらの開口部が存在すると、可視光と赤外光が妨げられることなく通過できます。

信頼しますが、確認してください

もっと自然なビデオ通話がすぐにできるようになると思うと、とても楽しみですが、 ディスプレイの下にカメラが設置されると、信頼できるプライバシーを提供するというメーカーの負担がさらに大きくなります 対策。

カメラがいつアクティブであるかを示す何らかの信頼できるインジケーターと、カメラを無効にする同様に信頼できる方法が必要です。 レンズは画面の下にあるため、画面上のコンテンツもブロックせずにレンズを物理的にブロックする方法はありません。

Apple は最近 iOS を更新し、前向きカメラが使用されている場合にはノッチの近くに小さな緑色の点が表示され、マイクがアクティブである場合にはオレンジ色の点が表示されるようになりました。 これは何が起こっているかを知らせる良い方法ですが、さらに何かが必要です。

スマートスピーカーのような Google Nest ミニ マイクを無効にするために使用できる物理スイッチが付属しています。 スイッチの位置をリモートで克服する方法がないと仮定すると、非常に優れたレベルの信頼が得られます。 カメラが見えなくなったら、テレビ、モニター、ラップトップにも同様のメカニズムが標準搭載されるはずです。

アンダーディスプレイカメラはいつ表示され始めるのでしょうか?

OTI Lumionicsはすでに中国のスマートフォンメーカー数社と契約を結んでいるが、機密保持上の制限のため、これらの企業の名前はまだ公表できない。 「彼らの多くは、完成したプロトタイプの携帯電話を持っており、すべてが素晴らしく見えます」とヘランダー氏は指摘します。 実際の正式な製品発表。」 彼は、これらの新しいアンダーディスプレイカメラモデルが 2021 年中に登場すると確信していますが、それまでは中国市場独占のままになる可能性があります。 2022.

費用はいくらですか?

私はヘランダーが、最高級の価格を誇る最高級のスマートフォンだけだと言うのを覚悟していました。 1,000 ドル以上の場合、UDC が最初に市場に投入されます。 しかし、最初のモデルは中級モデルになると予想されている ハンドセット。 同氏はこれを400ドルから600ドルの中国ブランド間の熾烈な競争のせいだとしている。 スマートフォン市場では、たとえうまくいかなかったとしても、新しい機能をより早く試してみるという意欲が生まれています。 捕まえてください。

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