Kā zem displeja kameras uz visiem laikiem mainīs mūsu ekrānus

Gadu desmitiem mēs esam dzīvojuši ar neērtu tehnoloģisko patiesību: kameras un citi sensori nevar aizņemt tādu pašu vietu kā mūsu ekrāni. Tāpēc arvien biežāk viedtālruņi paļaujieties uz šausmīgo “iecirtumu” kā veidu, kā maksimāli palielināt ekrāna un korpusa attiecību, vienlaikus saglabājot priekšējo kameru un citus sensorus.

Daži tālruņu ražotāji no Oppo uz OnePlus, izvairieties no šīs problēmas, izmantojot motorizētas uznirstošās kameras, savukārt citi ir ķērušies pie tās caurumu štancēšana displejos, lai nodrošinātu kamerai savu skatienu. Tas ir arī iemesls, kāpēc pat jaunākie augstas klases klēpjdatori ap displejiem joprojām ir izteikti apmales. The tīmekļa kamera vajag māju, un šķiet, ka neviens nevēlas dzīvot ar iecirtumu vai caurumu datorā.

Bet izrādās, ka kameras un ekrāni nav tik nesaderīgi, kā šķiet. Pateicoties ražošanas tehnikas uzlabojumiem, šie divi pretinieki gatavojas izbeigt savu ilgstošo teritoriālo strīdu. Šī nav tālejoša prognoze; tas notiek šobrīd.

Līdz 2021. gada beigām mēs redzēsim pirmos viedtālruņus ar neredzamām kamerām zem displeja (UDC). Portatīvie datori, tabletes, un televizori sekos.

Kā tas tiks paveikts un kā tas mainīs šo ierīču lietošanas veidu?

Lūk, ieskats mūsu slēpto kameru nākotnē.

Kāpēc slēpt kameru?

Sūdzība par tālruņa iegriezumu, caurumu vai lielu ekrāna rāmi ir pirmās pasaules problēmas definīcija. Un spriežot no Apple zvaigžņu pārdošanas rādītāji, neviena no šīm uz priekšu vērsto kameru blakusparādībām nav pircēju pārtraukšana.

Taču, neņemot vērā estētiku, kameru paslēpšanai aiz displejiem ir trīs galvenās priekšrocības.

Pirmkārt, tas ļauj jums izveidot tālruņus ar patiesiem ekrāniem no malas līdz malai. Videoklipi un fotoattēli izskatās labāk, un lietotņu izstrādātāji var izmantot katru kvadrātmilimetru saviem dizainiem, vienlaikus saglabājot tālruņa korpusu pēc iespējas mazāku.

Otrkārt, no dizaina un ražošanas viedokļa, ja kameras un sensorus var novietot jebkur, ar mazākiem ierobežojumiem to izmēram un redzamībai, tas pārzīmē tālruņa dizaina karti. Lielākas baterijas, plānāki tālruņi, vairāk sensoru un daudz labākas kameras ir visas iespējamās priekšrocības.

Taču trešais un neapšaubāmi lielākais ieguvums ir spēja saskaņot kameru ar mūsu skatienu.

Kameras, kas novietotas rāmjos vai ierobās, rada tagad pārāk pazīstamo, neveiklo lejupvērsto skatienu, kas notiek videozvanu laikā. "Lielāko daļu laika jūs faktiski neskatāties viens uz otru, kad runājat video tērzēšanas laikā," Maikls Helanders, Toronto bāzētā uzņēmuma izpilddirektors. OTI Lumonics pastāstīja Digital Trends. "Pašreizējais videokonferenču kameru izvietojums visās šajās ierīcēs patiešām nav optimāls."

Helanders, iespējams, par šo problēmu ir domājis vairāk nekā lielākā daļa. Viņa uzņēmums rada īpašus materiālus, kas nodrošina to, kas kādreiz bija neiespējams — padarot displejus pietiekami caurspīdīgus, lai aiz tiem varētu novietot kameru.

Kad kamera atrodas aiz displeja, tā beidzot padarīs mūsu video mijiedarbības izskatu un sajūtu reāla saskarsme klātienē — spēles mainītājs, kas nevarētu nākt labākā laikā mūsu ierobežotajā Covid infekcijā pasaulē.

Kā padarīt displeju caurspīdīgu?

Ekrānu tehnoloģijā dominē divu veidu displeji. Visizplatītākie ir šķidro kristālu displeji (LCD), kas ietver LED televizorus un QLED televizorus. Otrais, organiskais gaismas diode (OLED), dominē viedtālruņos un planšetdatoros, un to izmanto klēpjdatoros un pat galddatoros. monitori

LCD ekrāni faktiski ir caurspīdīgi, kad tos neizmanto, tāpēc kalkulatora ekrānā ir redzams pelēks fons visur, kur melnie ciparu segmenti nav aktīvi. Taču, izmantojot šo caurspīdīgumu, fotografējot, rodas lieli tehniski šķēršļi, īpaši, ja ņem vērā nepieciešamību pēc fona apgaismojuma.

Savukārt OLED displeja aktīvā daļa ir papīra plāna. Tās dažādie slāņi tiek mērīti nanometros, padarot to par ideālu kandidātu caurspīdīgumam. Tā nanometru plānais augšējais metāla slānis jau ir caurspīdīgs redzamajai gaismai, bet infrasarkanā gaisma ir pilnībā bloķēta.

Tāpēc rodas jautājums, kā jūs varat palielināt OLED caurspīdīgumu, nesabojājot displeju ar izgriezumiem?

Viens risinājums, ko iecienījis Xiaomi un Oppo savos UDC prototipos ir paļauties uz OLED pikseļiem raksturīgo caurspīdīgumu. Ja OLED pikselis netiek izmantots gaismas izstarošanai, tas ielaiž gaismu. Tātad jūs varat novietot kameru aiz OLED displeja, un tā varēs savākt pietiekami daudz gaismas, lai uzņemtu attēlus. Taču ir kāds āķis: jums joprojām ir jānovieto kamera ekrāna augšdaļā vai apakšā, jo, kad kamera ir aktīva, OLED pikseļi virs tās ir jāizslēdz, kas rada īslaicīgu melnu laukumu ekrāns. Šī pieeja ir risinājums iecirtuma un caurumošanas problēmai, taču tā nekādi neatrisina lejupvērsta skatiena problēmu.

Vēl viens veids, kā panākt caurspīdīgumu, ir izveidot mazus fiziskus caurumus, kas iederas starp displeja pikseļiem, taču tas pats par sevi ir neticami sarežģīti.

Pirmais komerciāli pieejamais tālrunis ar kameru zem displeja — ZTE Axon 20 5G — izmanto šo paņēmienu, taču arī cieš no ne-ideāla kompromisa. Mūsdienu viedtālruņiem ir neticami blīvi pikseļi. The iPhone 12 Pro ir 460ppi (pikseļi collā) displejs, kas nozīmē, ka vienā kvadrātcollā ir vairāk nekā 200 000 pikseļu. Sony Xperia XZ Premium bija milzīgs 807ppi ekrāns (vairāk nekā 650 000 pikseļu uz kvadrātcollu).

Caurumu izveidošana starp šiem pikseļiem pat ar lāzeru ir tik sarežģīta, ka ZTE bija jānoņem daži pikseļi no zonas virs kameras, lai iegādātos papildu telpu. Rezultāts ir ievērojami zemākas izšķirtspējas kvadrāts uz ekrāna.

Kas ir arī pamanāms (caurumu lieluma dēļ), ir pati kamera, kas kļūst redzama dažos leņķos.

Zemākas izšķirtspējas ekrāna sadaļa var jūs netraucēt, ja tā atrodas augšpusē, apgabalā, kas galvenokārt tiek izmantots nenozīmīgai informācijai. Taču daži cilvēki pieņemtu tik acīmredzamu izšķirtspējas samazinājumu tālruņa displeja centrā, kas mums būtu nepieciešams, lai novērstu lejupvērsta skatiena problēmu.

Redzēt un būt redzamam

Bet ir arī trešā iespēja. Kā būtu, ja tā vietā, lai paļautos uz caurspīdīgiem pikseļiem vai pēc montāžas displejā izdurtu caurumus, ražošanas laikā katrā OLED displeja slānī varētu izveidot miljoniem sīku caurumu?

Izmantojot procesu, kas pazīstams kā modelēšana, esošās ražošanas metodes ir novedušas mūs vilinoši tuvu šim scenārijam.

"Mēs zinām, kā to izdarīt TFT [plānās plēves tranzistora] slānī," sacīja Helanders. "Mēs zinām, kā to izdarīt apakšējā elektrodā. Mēs zinām, kā to izdarīt slānī, kas veido visus dažādos pikseļus. Bet augšējais metāla slānis, kas pazīstams arī kā katods, nav izveidots tāpat kā šie citi slāņi, un tas rada unikālu inženieriju izaicinājums.

Pašsamontēti caurumi

Augšējais metāla katods nav metāla loksne parastajā izpratnē. Tā vietā, lai displeja augšpusē piestiprinātu atsevišķu metāla loksni, metāla molekulas tiek iztvaicētas un ļauj kondensēties pa visu virsmu, un šo procesu sauc par tvaiku nogulsnēšanos.

Problēma ir tā, ka pēc tam, kad metāla slānis ir nogulsnēts, to nevar noformēt. Tādējādi mēs nonākam pie OTI Lumonics slepenās mērces.

"Mūsu izstrādātā tehnoloģija ir veids, kā ražošanas procesa laikā šajā slānī izveidot miljoniem sīku caurumu, izmantojot tā saukto pašsalikšanu," sacīja Helanders. "Kad jūs saliekat visus šos materiālus kopā, tie dabiski veidos visas šīs mazās atveres displejā, no tiem miljoniem."

Helanders apgalvo, ka pašmontāžas process darbojas uz jebkura ekrāna izmēra un ļauj ražotājiem izlemt, cik atvērumu nepieciešams — no viena līdz miljardam.

Kad šīs atveres pastāv, redzamā un infrasarkanā gaisma var netraucēti iziet cauri.

Uzticieties, bet pārbaudiet

Lai cik aizraujoši arī būtu domāt, ka drīzumā varēsim veikt daudz dabiskākus videozvanus, kamera zem displeja uzliek vēl lielāku pienākumu ražotājiem nodrošināt uzticamu privātumu pasākumiem.

Mums būs nepieciešams kāds uzticams indikators, kas norāda, kad kamera ir aktīva, un tikpat uzticams veids, kā to atspējot. Tā kā tas atrodas zem ekrāna, nav iespējams fiziski bloķēt objektīvu, nebloķējot arī saturu ekrānā.

Apple nesen atjaunināja iOS, lai parādītu mazu zaļu punktu pie iecirtuma, kad tiek izmantota tā uz priekšu vērsta kamera, un oranžu punktu, lai parādītu, kad mikrofons ir aktīvs. Tas ir labs veids, kā informēt mūs par notiekošo, taču mums ir nepieciešams kaut kas vairāk.

Viedie skaļruņi, piemēram, Google Nest mini piegādāt ar fiziskiem slēdžiem, kurus var izmantot, lai atspējotu mikrofonus. Pieņemot, ka nav iespējams attālināti pārvarēt slēdža pozīciju, tas nodrošina ļoti labu uzticības līmeni. Līdzīgam mehānismam televizoros, monitoros un klēpjdatoros vajadzētu būt standartā, tiklīdz kameras kļūst neredzamas.

Kad sāks rādīt kameras zem displeja?

OTI Lumonics jau ir noslēgusi līgumus ar vairākiem Ķīnas viedtālruņu ražotājiem, taču konfidencialitātes ierobežojumu dēļ šos uzņēmumus vēl nevar nosaukt. "Daudziem no viņiem ir uzbūvēti tālruņu prototipi, un viss izskatās lieliski," atzīmē Helanders, "taču neviens no viņiem nevēlas neko izpaust publiski, kamēr nav gatavs savam faktiskie oficiālie paziņojumi par produktu. Viņš ir pārliecināts, ka šos jaunos zem displeja kameru modeļus mēs redzēsim kaut kad 2021. gadā, lai gan tie var palikt Ķīnas tirgus ekskluzīvi līdz 2022.

Cik tie maksās?

Es biju pilnībā gatavs tam, ka Helanders man pateiks, ka tikai augstākās klases viedtālruņi, kuru cenas ir augstākas 1000 USD vai vairāk, būtu pirmais, kas tirgū nonāktu UDC. Taču paredzams, ka pirmie modeļi būs vidējā līmeņa modeļi klausules. Viņš to skaidro ar nežēlīgo konkurenci starp Ķīnas zīmoliem no 400 līdz 600 USD viedtālruņu tirgus, kas ir radījis vēlmi ātrāk izmēģināt jaunas funkcijas, pat ja tās neizdodas uzķerties.

Redaktoru ieteikumi

• ZTE piedāvā jaunu zem displeja kameru par 799 USD Axon 40 Ultra
• Oppo uzskata, ka viedpulkstenis, mikroshēma un zemekrāna kamera ir daļa no savas nākotnes
• Oppo jaunā aizraujošā tehnoloģija paslēpj pašbildes kameru zem tālruņa ekrāna