언더 디스플레이 카메라가 우리의 화면을 영원히 변화시키는 방법

수십 년 동안 우리는 불편한 기술적 진실을 안고 살아왔습니다. 카메라와 기타 센서는 화면과 같은 공간을 차지할 수 없습니다. 그렇기 때문에 점점 더 스마트폰 전면 카메라와 기타 센서를 유지하면서 화면 대 본체 비율을 최대화하는 방법으로 무서운 "노치"에 의존합니다.

일부 휴대폰 제조사에서는 오포 에게 원플러스, 전동 팝업 카메라를 사용하여 이 문제를 해결하는 반면 다른 사람들은 구멍을 뚫다 카메라에 자체 구멍을 제공하기 위해 디스플레이에 사용됩니다. 그렇기 때문에 심지어 최신 고급 노트북 여전히 디스플레이 주변에 뚜렷한 베젤이 있습니다. 그만큼 웹캠 집이 필요하고 컴퓨터에 노치나 구멍을 뚫은 채로 살고 싶어하는 사람은 아무도 없는 것 같습니다.

그러나 카메라와 화면은 보기만큼 호환되지 않는 것으로 나타났습니다. 제조 기술의 발전 덕분에 이 두 적의 오랜 영토 분쟁이 이제 막 끝나려 하고 있습니다. 이것은 광범위한 예측이 아닙니다. 지금 일어나고 있는 일입니다.

2021년 말에는 눈에 보이지 않는 언더 디스플레이 카메라(UDC)가 탑재된 최초의 스마트폰을 보게 될 것입니다. 노트북, 정제, 그리고 TV 따를 것이다.

이것이 어떻게 이루어질 것이며, 우리가 이러한 장치를 사용하는 방식을 어떻게 변화시킬 것입니까?

여기서 우리의 숨겨진 카메라 미래를 엿볼 수 있습니다.

카메라를 왜 숨기나요?

휴대폰 노치, 홀 펀치 또는 대형 스크린 베젤에 대해 불평하는 것은 바로 제1세계 문제의 정의입니다. 그리고 판단해보면 애플의 눈부신 판매량, 전방 카메라의 이러한 부작용 중 어느 것도 구매자의 거래를 방해하지 않습니다.

그러나 미적인 측면을 제외하고, 디스플레이 뒤에 카메라를 숨기면 세 가지 주요 이점이 있습니다.

첫째, 진정한 엣지 투 엣지(edge-to-edge) 화면을 갖춘 휴대폰을 만들 수 있습니다. 비디오와 사진이 더 좋아 보이고, 앱 개발자는 휴대폰 본체를 최대한 작게 유지하면서 디자인에 모든 평방 밀리미터를 활용할 수 있습니다.

둘째, 디자인 및 제조 관점에서 카메라와 센서를 크기와 가시성에 대한 제한을 덜고 어디에나 배치할 수 있다면 휴대폰 디자인의 지도를 다시 그릴 수 있습니다. 더 큰 배터리, 더 얇은 휴대폰, 더 많은 센서, 훨씬 더 나은 카메라는 모두 잠재적인 장점입니다.

그러나 세 번째이자 가장 큰 이점은 시선에 따라 카메라를 정렬할 수 있다는 것입니다.

베젤이나 노치에 배치된 카메라는 영상 통화 중에 발생하는 이제 너무 익숙하고 어색한 아래쪽 시선을 만듭니다. 토론토에 본사를 둔 CEO인 Michael Helander는 "대부분의 경우 화상 채팅을 할 때 실제로 서로를 바라보지 않습니다."라고 말합니다. OTI 루미오닉스 디지털트렌드에 말했다. "이러한 모든 장치에서 현재 화상 회의 카메라 배치는 실제로 차선책입니다."

Helander는 아마도 대부분의 사람들보다 이 문제에 대해 더 많이 생각했을 것입니다. 그의 회사는 한때 불가능했던 일, 즉 카메라를 뒤에 배치할 수 있을 만큼 투명하게 디스플레이를 만드는 특수 소재를 만듭니다.

카메라가 디스플레이 뒤에 있으면 마침내 비디오 상호 작용이 다음과 같은 모양과 느낌으로 변합니다. 실제 대면 상호 작용 — 코로나19 제한 상황에서 더 나은 시기에 올 수 없는 게임 체인저 세계.

디스플레이를 투명하게 만드는 방법은 무엇입니까?

화면 기술은 두 종류의 디스플레이에 의해 지배됩니다. 가장 일반적인 것은 LED TV와 QLED TV를 포함하는 액정 디스플레이(LCD)입니다. 두 번째, 유기농 발광 다이오드(OLED)는 스마트폰과 태블릿을 장악하고 있으며 노트북은 물론 데스크탑에서도 사용이 증가하고 있습니다. 모니터

LCD는 사용하지 않을 때 실제로 투명합니다. 따라서 계산기 화면의 검은색 숫자 세그먼트가 활성화되지 않은 곳마다 회색 배경이 표시됩니다. 그러나 사진을 찍기 위해 이러한 투명성을 활용하는 것은 특히 백라이트의 필요성을 고려하는 경우 큰 기술적 장애물을 초래합니다.

반면에 OLED 디스플레이의 활성 부분은 종이처럼 얇습니다. 다양한 층은 나노미터 단위로 측정되므로 투명성을 위한 완벽한 후보입니다. 나노미터 두께의 금속 최상층은 이미 가시광선에는 반투명하지만 적외선은 완전히 차단됩니다.

그렇다면 컷아웃으로 인해 디스플레이를 손상시키지 않고 어떻게 OLED의 투명도를 높일 수 있는지에 대한 질문이 생깁니다.

선호하는 솔루션 중 하나 샤오미와 오포 UDC 프로토타입의 핵심은 OLED 픽셀 고유의 투명성에 의존하는 것입니다. OLED 픽셀은 빛을 방출하는 데 사용되지 않을 때 빛을 들어오게 합니다. 따라서 OLED 디스플레이 뒤에 카메라를 배치하면 이미지를 캡처하기에 충분한 빛을 모을 수 있습니다. 하지만 문제가 있습니다. 카메라를 화면 상단이나 하단에 배치해야 합니다. 카메라가 활성화되면 그 위에 있는 OLED 픽셀을 꺼야 하며, 이로 인해 카메라에 일시적인 검은색 영역이 생성됩니다. 화면. 이러한 접근 방식은 노치 및 홀 펀치 문제에 대한 해결책이지만 하향 시선 문제를 해결하는 데는 아무런 도움이 되지 않습니다.

투명성을 달성하는 또 다른 방법은 디스플레이의 픽셀 사이에 맞는 작은 물리적 구멍을 만드는 것입니다. 하지만 그 자체로는 엄청나게 어렵습니다.

언더 디스플레이 카메라가 탑재된 최초의 상용 휴대폰 — ZTE 액손 20 5G — 이 기술을 사용하지만 이상적이지 않은 타협으로 인해 어려움을 겪습니다. 최신 스마트폰은 믿을 수 없을 정도로 밀도가 높은 픽셀을 가지고 있습니다. 그만큼 아이폰 12 프로 460ppi(인치당 픽셀 수) 디스플레이가 있는데, 이는 1제곱인치에 200,000개 이상의 픽셀이 있다는 의미입니다. 소니 엑스페리아 XZ 프리미엄 무려 807ppi 화면(평방인치당 650,000픽셀 이상)을 가졌습니다.

레이저를 사용해도 픽셀 사이에 구멍을 뚫는 것이 너무 까다로워 ZTE는 추가 공간을 확보하기 위해 카메라 위 영역에서 일부 픽셀을 제거해야 했습니다. 그 결과 화면에 눈에 띄게 낮은 해상도의 사각형이 나타납니다.

또한 눈에 띄는 것은 (구멍의 크기 때문에) 어떤 각도에서든 눈에 띄는 카메라 자체입니다.

화면의 저해상도 부분은 중요하지 않은 정보를 위해 주로 사용되는 영역인 상단 근처에 있을 때 사용자를 방해하지 않을 수 있습니다. 그러나 휴대전화 디스플레이 중앙의 해상도가 이렇게 명백히 감소하는 것을 받아들이는 사람은 거의 없을 것입니다. 이는 하향 시선 문제를 해결하는 데 필요한 것입니다.

보고 눈에 띄다

그러나 세 번째 옵션이 있습니다. 투명 픽셀에 의존하거나 조립 후 디스플레이에 구멍을 뚫는 대신 제조 과정에서 OLED 디스플레이의 각 레이어에 수백만 개의 작은 구멍을 만들 수 있다면 어떨까요?

패터닝이라는 프로세스를 통해 기존 제조 기술을 통해 이 시나리오에 놀라울 정도로 가까워졌습니다.

“우리는 TFT(박막 트랜지스터) 층에서 이를 수행하는 방법을 알고 있습니다.”라고 Helander는 말했습니다. “우리는 하부 전극에서 이를 수행하는 방법을 알고 있습니다. 우리는 다양한 픽셀을 모두 구성하는 레이어에서 이를 수행하는 방법을 알고 있습니다.” 하지만 상단 금속층은 음극이라고도 알려진 이 층은 다른 층처럼 생성되지 않으며 독특한 엔지니어링을 제공합니다. 도전.

자체 조립된 구멍

상단 금속 음극은 일반적인 의미의 금속판이 아닙니다. 디스플레이 상단에 별도의 금속 시트를 접착하는 대신, 금속 분자가 기화되어 전체 표면에 응축되도록 허용됩니다. 이 공정을 증기 증착이라고 합니다.

문제는 일단 금속층이 증착되면 이를 패턴화할 방법이 없다는 것입니다. OTI Lumionics의 비밀 소스를 소개합니다.

Helander는 "우리가 개발한 기술은 제조 과정에서 자체 조립을 통해 해당 층에 수백만 개의 작은 구멍을 패턴화하는 방법입니다."라고 말했습니다. "이 모든 재료를 함께 놓으면 디스플레이에 수백만 개의 작은 구멍이 자연스럽게 형성됩니다."

Helander는 자체 조립 프로세스가 모든 화면 크기에서 작동하며 제조업체가 필요한 개구부 수(단 1개에서 10억 개)를 결정할 수 있다고 주장합니다.

이러한 개구부가 존재하면 가시광선과 적외선이 방해받지 않고 통과할 수 있습니다.

신뢰하되 확인하라

머지않아 훨씬 더 자연스러운 영상 통화를 할 수 있게 될 것이라는 생각만큼 신나는 일입니다. 디스플레이 아래의 카메라는 제조업체에게 신뢰할 수 있는 개인 정보 보호를 제공해야 하는 더 큰 책임을 부과합니다. 측정.

카메라가 활성화된 시기를 알려주는 신뢰할 수 있는 표시와 이를 비활성화하는 똑같이 신뢰할 수 있는 방법이 필요합니다. 화면 아래에 있기 때문에 화면의 콘텐츠도 가리지 않고는 렌즈를 물리적으로 차단할 방법이 없습니다.

Apple은 최근 iOS를 업데이트하여 전면 카메라를 사용할 때 노치 근처에 작은 녹색 점을 표시하고, 마이크가 활성화될 때 주황색 점을 표시하도록 했습니다. 이는 무슨 일이 일어나고 있는지 알려주는 좋은 방법이지만 더 많은 것이 필요합니다.

다음과 같은 스마트 스피커 구글 네스트 미니 마이크를 비활성화하는 데 사용할 수 있는 물리적 스위치가 함께 제공됩니다. 스위치의 위치를 ​​원격으로 극복할 수 있는 방법이 없다고 가정하면 매우 좋은 수준의 신뢰를 제공합니다. 카메라가 보이지 않게 되면 TV, 모니터, 노트북에서도 유사한 메커니즘이 표준으로 제공되어야 합니다.

언더 디스플레이 카메라는 언제부터 나타나기 시작하나요?

OTI Lumionics는 이미 여러 중국 스마트폰 제조업체와 계약을 체결했지만 기밀 제한으로 인해 아직 해당 회사의 이름을 밝힐 수 없습니다. Helander는 이렇게 말합니다. "그들 중 다수는 이미 제작된 프로토타입 휴대폰을 가지고 있으며 모든 것이 훌륭해 보입니다. 하지만 그들 중 누구도 제품을 출시할 준비가 될 때까지 아무것도 공개하고 싶어하지 않습니다. 실제 공식 제품 발표.” 그는 2021년 언젠가 이러한 새로운 언더 디스플레이 카메라 모델을 보게 될 것이라고 확신합니다. 2022.

비용은 얼마입니까?

나는 Helander가 나에게 가장 프리미엄 스마트폰만이 가격을 압도한다고 말할 준비가 되어 있었습니다. $1,000 이상이면 최초로 UDC를 시장에 선보일 것입니다. 그러나 첫 번째 모델은 중급 모델이 될 것으로 예상됩니다. 핸드셋. 그는 이를 400달러에서 600달러 사이의 중국 브랜드 간의 치열한 경쟁 때문이라고 생각합니다. 새로운 기능을 실패하더라도 더 빨리 시도하려는 의지로 이어진 스마트폰 시장 붙잡아라.

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