Como as câmeras sob display mudarão nossas telas para sempre

Durante décadas, convivemos com uma verdade tecnológica inconveniente: câmeras e outros sensores não podem ocupar o mesmo espaço que nossas telas. É por isso que, cada vez mais, smartphones conte com o temido “entalhe” como forma de maximizar a proporção tela-corpo enquanto preserva a câmera frontal e outros sensores.

Alguns fabricantes de telefones, de Oposto para OnePlus, contornar esse problema usando câmeras pop-up motorizadas, enquanto outros recorreram a fazendo furos em monitores para fornecer à câmera seu próprio olho mágico. É também por isso que mesmo o últimos laptops de última geração ainda têm engastes pronunciados ao redor de suas telas. O Webcam precisa de uma casa e parece que ninguém está disposto a viver com um entalhe ou furador no computador.

Mas acontece que câmeras e telas não são tão incompatíveis quanto parecem. Graças às melhorias nas técnicas de fabrico, estes dois adversários estão prestes a pôr fim à sua disputa territorial de longa data. Esta não é uma previsão remota; está acontecendo agora.

Até o final de 2021, veremos os primeiros smartphones com câmeras invisíveis sob display (UDC). notebooks, comprimidos, e Televisores seguirá.

Como isso será conseguido e como mudará a maneira como usamos esses dispositivos?

Aqui está um vislumbre do futuro de nossa câmera oculta.

Por que esconder a câmera?

Reclamar sobre um entalhe de telefone, um furador ou uma moldura de tela grande é a própria definição de um problema de primeiro mundo. E a julgar por Números estelares de vendas da Apple, nenhum desses efeitos colaterais das câmeras frontais é um obstáculo para os compradores.

Mas deixando de lado a estética, há três grandes benefícios em ocultar câmeras atrás de telas.

Primeiro, ele permite que você crie telefones com telas verdadeiras de ponta a ponta. Vídeos e fotos ficam melhores, e os desenvolvedores de aplicativos podem usar cada milímetro quadrado em seus designs – tudo isso mantendo o corpo do telefone o menor possível.

Em segundo lugar, do ponto de vista do design e da fabricação, se as câmeras e os sensores puderem ser colocados em qualquer lugar, com menos restrições de tamanho e visibilidade, isso redesenhará o mapa para o design do telefone. Baterias maiores, telefones mais finos, mais sensores e câmeras muito melhores são vantagens potenciais.

Mas o terceiro, e provavelmente o maior, benefício é a capacidade de alinhar a câmera com o nosso olhar.

Câmeras colocadas em engastes ou entalhes criam o olhar para baixo, agora muito familiar e estranho, que acontece durante as videochamadas. “Na maioria das vezes, vocês não estão realmente olhando um para o outro quando conversam por chat de vídeo”, Michael Helander, CEO da empresa com sede em Toronto OTI Luminônica disse Tendências Digitais. “A localização atual de câmeras de videoconferência em todos esses dispositivos é realmente abaixo do ideal.”

Helander provavelmente pensou sobre esse problema mais do que a maioria. Sua empresa cria materiais especiais que permitem o que antes era impossível: tornar os displays transparentes o suficiente para que você possa colocar uma câmera atrás deles.

Quando a câmera estiver atrás da tela, ela finalmente fará com que nossas interações de vídeo pareçam interações reais e pessoais - uma virada de jogo que não poderia vir em melhor hora em nosso ambiente restrito ao COVID mundo.

Como você torna uma tela transparente?

A tecnologia de tela é dominada por dois tipos de telas. Os mais comuns são os monitores de cristal líquido (LCD), que incluem TVs LED e TVs QLED. O segundo, orgânico diodo emissor de luz (OLED), domina smartphones e tablets e está crescendo em uso em laptops e até mesmo em desktops monitores

Na verdade, os LCDs são transparentes quando não estão em uso – é por isso que você vê um fundo cinza na tela da calculadora sempre que os segmentos de dígitos pretos não estão ativos. Mas aproveitar essa transparência para tirar uma foto apresenta grandes obstáculos técnicos, especialmente quando você leva em consideração a necessidade de luz de fundo.

A parte ativa de um display OLED, por outro lado, é fina como papel. Suas várias camadas são medidas em nanômetros, tornando-o o candidato perfeito para transparência. Sua camada superior de metal, com uma espessura nanométrica, já é translúcida para a luz visível, mas a luz infravermelha é totalmente bloqueada.

Então a questão é: como aumentar a transparência do OLED sem danificar a tela com recortes?

Uma solução favorecida por Xiaomi e Oppo em seus protótipos UDC é contar com a transparência inerente de um pixel OLED. Quando um pixel OLED não está sendo usado para emitir luz, ele permite a entrada de luz. Assim, você pode colocar uma câmera atrás de um display OLED e ela será capaz de reunir luz suficiente para capturar imagens. Mas há um problema: você ainda precisa colocar a câmera na parte superior ou inferior da tela, porque quando o câmera está ativa, os pixels OLED acima dela devem ser desligados, o que cria uma área preta temporária no tela. Essa abordagem é uma solução para o problema do entalhe e do furo, mas não faz nada para resolver o problema do olhar para baixo.

Outra maneira de obter transparência é criar pequenos orifícios físicos que cabem entre os pixels da tela, mas isso é incrivelmente difícil por si só.

O primeiro telefone disponível comercialmente com uma câmera sob o display – o ZTE Axônio 20 5G – usa esta técnica, mas também sofre de um compromisso aquém do ideal. Os smartphones modernos têm pixels incrivelmente densos. O iPhone 12 Pro tem uma tela de 460ppi (pixels por polegada), o que significa que há mais de 200.000 pixels em uma polegada quadrada. Xperia XZ Premium da Sony tinha uma tela impressionante de 807ppi (mais de 650.000 pixels por polegada quadrada).

Fazer furos entre esses pixels, mesmo com um laser, é tão complicado que a ZTE teve que remover alguns pixels da área acima da câmera para ganhar espaço extra. O resultado é um quadrado de resolução visivelmente mais baixa na tela.

O que também chama a atenção (pelo tamanho dos furos) é a própria câmera, que fica visível em alguns ângulos.

Uma seção da tela de resolução mais baixa pode não incomodar quando está perto do topo, em uma área usada principalmente para informações inconsequentes. Mas poucas pessoas aceitariam uma redução tão óbvia da resolução no centro do ecrã do seu telefone, que é o que precisaríamos para contrariar o problema do olhar para baixo.

Ver e ser visto

Mas há uma terceira opção. E se, em vez de depender de pixels transparentes ou de fazer furos na tela após a montagem, você pudesse criar milhões de pequenos furos em cada camada de uma tela OLED durante a fabricação?

Através de um processo conhecido como padronização, as técnicas de produção existentes aproximaram-nos tentadoramente deste cenário.

“Sabemos como fazer isso na camada TFT [transistor de filme fino]”, disse Helander. “Sabemos como fazer isso no eletrodo inferior. Sabemos como fazer isso na camada que compõe todos os diferentes pixels.” Mas a camada superior de metal, também conhecido como cátodo, não é criado como essas outras camadas, e isso representa uma engenharia única desafio.

Furos automontados

O cátodo metálico superior não é uma folha de metal no sentido convencional. Em vez de colar uma folha de metal separada na parte superior da tela, as moléculas de metal são vaporizadas e condensadas em toda a superfície, um processo conhecido como deposição de vapor.

O problema é que, uma vez depositada a camada de metal, não há como padronizá-la. Isso nos leva ao molho secreto da OTI Lumionics.

“A tecnologia que desenvolvemos é uma forma de padronizar milhões de pequenos furos nessa camada durante o processo de fabricação por meio do que chamamos de automontagem”, disse Helander. “Quando você junta todos esses materiais, eles formam naturalmente todas essas pequenas aberturas na tela, milhões delas.”

Helander afirma que o processo de automontagem funciona em qualquer tamanho de tela e permite que os fabricantes decidam quantas aberturas são necessárias – de apenas uma a 1 bilhão.

Uma vez que essas aberturas existam, a luz visível e infravermelha pode passar sem impedimentos.

Confie mas verifique

Por mais emocionante que seja pensar que em breve poderemos fazer videochamadas muito mais naturais, colocando um a câmera sob uma tela impõe um ônus ainda maior aos fabricantes para fornecer privacidade confiável medidas.

Precisaremos de algum tipo de indicador confiável de quando a câmera está ativa e de uma forma igualmente confiável de desativá-la. Por estar sob a tela, não há como bloquear fisicamente a lente sem bloquear também o conteúdo da tela.

A Apple atualizou recentemente o iOS para mostrar um pequeno ponto verde próximo ao entalhe quando a câmera frontal estiver em uso e um ponto laranja para mostrar quando o microfone estiver ativo. Essa é uma boa maneira de nos informar sobre o que está acontecendo, mas precisamos de algo mais.

Alto-falantes inteligentes como o Google Nest Mini vem com interruptores físicos que podem ser usados ​​para desativar os microfones. Supondo que não haja como superar remotamente a posição do switch, ele fornece um nível de confiança muito bom. Um mecanismo semelhante em TVs, monitores e laptops deverá ser padrão assim que as câmeras se tornarem invisíveis.

Quando as câmeras sob exibição começarão a aparecer?

A OTI Lumionics já possui acordos com vários fabricantes chineses de smartphones, mas devido a restrições de confidencialidade, essas empresas ainda não podem ser nomeadas. “Muitos deles têm protótipos de telefones que foram construídos e tudo parece ótimo”, observa Helander, “mas nenhum deles quer divulgar nada publicamente até que estejam prontos para o seu lançamento”. anúncios oficiais reais de produtos. Ele está confiante de que veremos esses novos modelos de câmeras sob display em algum momento de 2021, embora possam permanecer exclusivos do mercado chinês até 2022.

Quanto eles custarão?

Eu estava totalmente preparado para que Helander me dissesse que apenas os smartphones mais premium, com preços de US$ 1.000 ou mais seriam os primeiros a comercializar com UDCs. Mas espera-se que os primeiros modelos sejam intermediários aparelhos. Ele atribui isso à competição feroz entre as marcas chinesas na faixa de preços de US$ 400 a US$ 600. mercado de smartphones, o que levou a uma vontade de experimentar novos recursos mais rapidamente, mesmo que não consigam pegar.

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