Cum camerele sub afișaj ne vor schimba ecranele pentru totdeauna

De zeci de ani, trăim cu un adevăr tehnologic incomod: camerele și alți senzori nu pot ocupa același spațiu ca ecranele noastre. De aceea, din ce în ce mai mult, smartphone-uri bazați-vă pe temutul „crestătură” ca o modalitate de a maximiza raportul ecran-corp, păstrând în același timp camera frontală și alți senzori.

Unii producători de telefoane, de la Oppo la OnePlus, ocoliți această problemă folosind camere pop-up motorizate, în timp ce altele au recurs la perforarea găurilor în afișaje pentru a oferi camerei propriul vizor. De asemenea, chiar și cele mai noi laptopuri high-end au încă rame pronunțate în jurul afișajelor lor. The cameră web are nevoie de o casă și se pare că nimeni nu este dispus să trăiască cu o crestătură sau un perforator pe un computer.

Dar se dovedește că camerele și ecranele nu sunt chiar atât de incompatibile pe cât par. Datorită îmbunătățirilor aduse tehnicilor de fabricație, acești doi adversari sunt pe cale să pună capăt disputei lor teritoriale de lungă durată. Aceasta nu este o predicție îndepărtată; se întâmplă chiar acum.

Până la sfârșitul anului 2021, vom vedea primele smartphone-uri cu camere invizibile, sub afișaj (UDC). laptopuri, tablete, și televizoare va urma.

Cum se va realiza acest lucru și cum va schimba modul în care folosim aceste dispozitive?

Iată o privire asupra viitorului camerei noastre ascunse.

De ce ascunde camera?

A te plânge de o crestătură a telefonului, o perforare sau o ramă mare a ecranului este însăși definiția unei probleme din lumea întâi. Și judecând din Cifrele stelare ale vânzărilor Apple, niciunul dintre aceste efecte secundare ale camerelor orientate în față nu reprezintă un dealbreaking pentru cumpărători.

Dar, lăsând deoparte estetica, există trei beneficii majore pentru a ascunde camerele în spatele ecranelor.

În primul rând, vă permite să creați telefoane care au ecrane adevărate de la margine la margine. Videoclipurile și fotografiile arată mai bine, iar dezvoltatorii de aplicații pot folosi fiecare milimetru pătrat pentru design-ul lor - totul păstrând corpul telefonului cât mai mic posibil.

În al doilea rând, din punct de vedere al designului și al producției, dacă camerele și senzorii pot fi plasați oriunde, cu mai puține restricții privind dimensiunea și vizibilitatea lor, se redesenează harta pentru designul telefonului. Bateriile mai mari, telefoanele mai subțiri, mai mulți senzori și camerele mult mai bune sunt toate avantaje potențiale.

Dar al treilea beneficiu, și probabil cel mai mare, este capacitatea de a alinia camera cu privirea noastră.

Aparatele foto plasate în rame sau crestături creează privirea în jos, acum prea familiară, incomodă, care se întâmplă în timpul apelurilor video. „De cele mai multe ori, nu vă uitați unul la altul atunci când vorbiți prin chat video”, Michael Helander, CEO la Toronto OTI Lumionics a spus Digital Trends. „Amplasarea actuală a camerelor de videoconferință în toate aceste dispozitive este într-adevăr suboptimă.”

Helander s-a gândit probabil la această problemă mai mult decât majoritatea. Compania sa creează materiale de specialitate care permit ceea ce era cândva imposibil - făcând afișajele suficient de transparente încât să poți plasa o cameră în spatele lor.

Odată ce o cameră este așezată în spatele afișajului, va face, în sfârșit, interacțiunile noastre video să arate și să se simtă ca interacțiuni reale, în persoană — un schimbător de joc care nu ar putea veni într-un moment mai bun în perioada noastră restricționată de COVID lume.

Cum faci un display transparent?

Tehnologia ecranului este dominată de două tipuri de afișaje. Cele mai comune sunt afișajele cu cristale lichide (LCD), care includ televizoare LED și televizoare QLED. Al doilea, organic dioda emițătoare de lumină (OLED), domină smartphone-urile și tabletele și este în creștere în utilizare în laptopuri și chiar desktop monitoare

LCD-urile sunt de fapt transparente atunci când nu sunt utilizate - de aceea vedeți un fundal gri pe ecranul unui calculator oriunde segmentele cu cifre negre nu sunt active. Dar a profita de această transparență pentru a face o fotografie ridică obstacole tehnice mari, mai ales odată ce luați în considerare nevoia de iluminare de fundal.

Pe de altă parte, partea activă a unui afișaj OLED este subțire ca hârtie. Diferitele sale straturi sunt măsurate în nanometri, ceea ce îl face candidatul perfect pentru transparență. Stratul său superior de metal subțire de nanometri este deja translucid pentru lumina vizibilă, dar lumina infraroșie este blocată total.

Deci întrebarea devine, cum puteți crește transparența OLED-ului fără a deteriora afișajul cu decupaje?

O soluție favorizată de Xiaomi și Oppo în prototipurile lor UDC este să se bazeze pe transparența inerentă a unui pixel OLED. Când un pixel OLED nu este folosit pentru a emite lumină, acesta lasă lumina să intre. Deci, puteți plasa o cameră în spatele unui afișaj OLED și va putea aduna suficientă lumină pentru a captura imagini. Dar există o captură: încă trebuie să plasați camera în partea de sus sau de jos a ecranului, deoarece atunci când camera este activă, pixelii OLED de deasupra acesteia trebuie să fie opriți, ceea ce creează o zonă neagră temporară pe ecran. Această abordare este o soluție la problema crestăturii și perforației, dar nu rezolvă cu nimic problema privirii în jos.

O altă modalitate de a obține transparență este prin crearea unor mici găuri fizice care se potrivesc între pixelii unui afișaj, dar acest lucru este incredibil de dificil în sine.

Primul telefon disponibil comercial cu o cameră sub afișaj — the ZTE Axon 20 5G — folosește această tehnică, dar suferă și de un compromis mai puțin decât ideal. Smartphone-urile moderne au pixeli incredibil de dens. The iPhone 12 Pro are un afișaj de 460ppi (pixeli pe inch), ceea ce înseamnă că există mai mult de 200.000 de pixeli într-un inch pătrat. Xperia XZ Premium de la Sony avea un ecran uimitor de 807ppi (mai mult de 650.000 de pixeli pe inch pătrat).

Perforarea găurilor între acești pixeli, chiar și cu un laser, este atât de dificilă încât ZTE a trebuit să îndepărteze câțiva pixeli din zona de deasupra camerei pentru a cumpăra spațiu suplimentar. Rezultatul este un pătrat cu rezoluție vizibil mai scăzută pe ecran.

Ceea ce este de asemenea remarcabil (din cauza dimensiunii găurilor) este camera în sine, care devine vizibilă în anumite unghiuri.

O secțiune cu rezoluție mai mică a ecranului s-ar putea să nu vă deranjeze când este aproape de partea de sus, într-o zonă care este folosită mai ales pentru informații neimportante. Dar puțini oameni ar accepta o reducere atât de evidentă a rezoluției în centrul afișajului telefonului lor, care este ceea ce am avea nevoie pentru a contracara problema privirii în jos.

Vezi și fii văzut

Dar există o a treia opțiune. Ce se întâmplă dacă, în loc să te bazezi pe pixeli transparenți sau să faci găuri în afișaj după asamblare, ai putea crea milioane de găuri mici în fiecare strat al unui afișaj OLED în timpul producției?

Printr-un proces cunoscut sub numele de modelare, tehnicile de fabricație existente ne-au adus în mod tentant de aproape de acest scenariu.

„Știm cum să facem asta în stratul TFT [tranzistor cu peliculă subțire]”, a spus Helander. „Știm cum să facem asta în electrodul de jos. Știm cum să facem asta în stratul care formează toți diferiții pixeli.” Dar stratul de metal superior, cunoscut și sub numele de catod, nu este creat ca aceste alte straturi și asta prezintă o inginerie unică. provocare.

Găuri auto-asamblate

Catodul metalic superior nu este o foaie de metal în sensul convențional. În loc să lipiți o foaie de metal separată de partea de sus a afișajului, moleculele de metal sunt vaporizate și lăsate să se condenseze pe întreaga suprafață, un proces cunoscut sub numele de depunere de vapori.

Problema este că, odată ce stratul de metal a fost depus, nu există nicio modalitate de a-l modela. Asta ne aduce la sosul secret al OTI Lumionics.

„Tehnologia pe care am dezvoltat-o ​​este o modalitate de a modela milioane de găuri mici în acel strat în timpul procesului de fabricație prin ceea ce se numește auto-asamblare”, a spus Helander. „Când așezați toate aceste materiale împreună, ele vor forma în mod natural toate aceste mici deschideri din afișaj, milioane dintre ele.”

Helander susține că procesul de auto-asamblare funcționează pe orice dimensiune a ecranului și le permite producătorilor să decidă câte deschideri sunt necesare - de la doar unul la 1 miliard.

Odată ce aceste deschideri există, lumina vizibilă și infraroșie poate trece fără obstacole.

Crede dar verifica

Pe cât de interesant este să ne gândim că în curând vom putea avea apeluri video mult mai naturale, plasând un camera de sub afișaj pune o sarcină și mai mare producătorilor de a oferi confidențialitate de încredere măsuri.

Vom avea nevoie de un fel de indicator de încredere pentru momentul în care camera este activă și de un mod la fel de fiabil de a o dezactiva. Deoarece se află sub ecran, nu există nicio modalitate de a bloca fizic obiectivul fără a bloca și conținutul de pe ecran.

Apple a actualizat recent iOS pentru a arăta un mic punct verde lângă crestătură atunci când camera sa orientată spre înainte este în uz și un punct portocaliu pentru a arăta când microfonul este activ. Este o modalitate bună de a ne informa despre ceea ce se întâmplă, dar avem nevoie de ceva mai mult.

Difuzoare inteligente precum Google Nest mini se livrează cu comutatoare fizice care pot fi folosite pentru a dezactiva microfoanele. Presupunând că nu există nicio modalitate de a depăși de la distanță poziția comutatorului, acesta oferă un nivel foarte bun de încredere. Un mecanism similar pe televizoare, monitoare și laptopuri ar trebui să fie standard odată ce camerele devin invizibile.

Când vor începe să apară camerele sub afișaj?

OTI Lumionics are deja acorduri cu mai mulți producători chinezi de smartphone-uri, dar din cauza restricțiilor de confidențialitate, aceste companii nu pot fi numite încă. „Mulți dintre ei au telefoane prototip care au fost construite și totul arată grozav”, notează Helander, „dar niciunul dintre ei nu vrea să dezvăluie nimic public până când nu este pregătit pentru anunțuri oficiale reale despre produse.” El este încrezător că vom vedea aceste noi modele de camere sub afișaj cândva în 2021, deși ar putea rămâne exclusiv pe piața chineză până când 2022.

Cât vor costa?

Eram pe deplin pregătit ca Helander să-mi spună că doar cele mai premium smartphone-uri, impun prețuri 1.000 USD sau mai mult, ar fi primul care va comercializa cu UDC-uri. Dar primele modele sunt de așteptat să fie de nivel mediu telefoane mobile. El atribuie acest lucru concurenței feroce dintre mărcile chineze între 400 și 600 de dolari piața smartphone-urilor, ceea ce a condus la dorința de a încerca noi funcții mai rapid, chiar dacă nu reușesc prinde.

Recomandările editorilor

• ZTE pune o nouă cameră Under Display pe Axon 40 Ultra de 799 USD
• Oppo vede un smartwatch, un cip și o cameră sub ecran ca parte a viitorului său
• Noua tehnologie interesantă a lui Oppo ascunde camera selfie sub ecranul telefonului