Как камеры, расположенные под дисплеем, навсегда изменят наши экраны

На протяжении десятилетий мы жили с неудобной технологической истиной: камеры и другие датчики не могут занимать то же пространство, что и наши экраны. Вот почему все чаще смартфоны положитесь на ужасную «выемку» как на способ максимизировать соотношение экрана к корпусу, сохранив при этом фронтальную камеру и другие датчики.

Некоторые производители телефонов, из Оппо к OnePlus, обойти эту проблему можно с помощью выдвижных моторизованных камер, в то время как другие прибегают к пробивание отверстий в дисплеях, чтобы у камеры был собственный глазок. Именно поэтому даже новейшие ноутбуки высокого класса по-прежнему имеют ярко выраженные рамки вокруг своих дисплеев. Веб-камера ему нужен дом, и, похоже, никто не хочет жить с выемкой или дыроколом на компьютере.

Но оказывается, что камеры и экраны не так уж несовместимы, как кажется. Благодаря усовершенствованиям в технологиях производства эти два противника собираются положить конец своему давнему территориальному спору. Это не далеко идущий прогноз; это происходит прямо сейчас.

К концу 2021 года мы увидим первые смартфоны с невидимыми камерами под дисплеем (UDC). Ноутбуки, таблетки, и телевизоры будет следовать.

Как это будет достигнуто и как это изменит то, как мы используем эти устройства?

Вот взгляд на будущее нашей скрытой камеры.

Зачем прятать камеру?

Жалобы на вырез телефона, дырокол или большую рамку экрана — это само определение проблемы первого мира. И судя по Звездные показатели продаж Apple, ни один из этих побочных эффектов фронтальных камер не является препятствием для покупателей.

Но если оставить в стороне эстетику, то скрытие камер за дисплеями дает три основных преимущества.

Во-первых, он позволяет создавать телефоны с настоящими безрамочными экранами. Видео и фотографии выглядят лучше, а разработчики приложений могут использовать каждый квадратный миллиметр для своих проектов, сохраняя при этом корпус телефона как можно меньшим.

Во-вторых, с точки зрения дизайна и производства, если камеры и датчики можно разместить где угодно, с меньшими ограничениями на их размер и видимость, это меняет карту дизайна телефона. Батареи большего размера, более тонкие телефоны, больше датчиков и гораздо более совершенные камеры — все это потенциальные преимущества.

Но третье и, возможно, самое большое преимущество — это возможность направить камеру на наш взгляд.

Камеры, размещенные в лицевых панелях или в вырезах, создают теперь уже слишком знакомый, неловкий взгляд вниз, который возникает во время видеозвонков. «Большую часть времени вы на самом деле не смотрите друг на друга, когда разговариваете по видеочату», — Майкл Хеландер, генеральный директор компании из Торонто. ОТИ Люмионика рассказал Digital Trends. «Текущее размещение камер видеоконференций во всех этих устройствах действительно неоптимально».

Хеландер, вероятно, думал об этой проблеме больше, чем кто-либо другой. Его компания создает специальные материалы, которые позволяют сделать то, что когда-то было невозможно — сделать дисплеи достаточно прозрачными, чтобы за ними можно было разместить камеру.

Как только камера окажется за дисплеем, наше видеовзаимодействие, наконец, станет выглядеть и ощущаться как реальное личное общение — переломный момент, который как нельзя лучше пришел в наши дни, ограниченные COVID-19. мир.

Как сделать дисплей прозрачным?

В технологии экранов преобладают два типа дисплеев. Наиболее распространенными являются жидкокристаллические дисплеи (ЖК), к которым относятся LED-телевизоры и QLED-телевизоры. Второй, органический светодиод (OLED) доминирует в смартфонах и планшетах и ​​все чаще используется в ноутбуках и даже настольных компьютерах. мониторы

ЖК-дисплеи на самом деле прозрачны, когда они не используются, поэтому вы видите серый фон на экране калькулятора там, где черные сегменты цифр не активны. Но использование прозрачности для фотографирования сопряжено с большими техническими трудностями, особенно если учесть необходимость подсветки.

С другой стороны, активная часть OLED-дисплея имеет толщину бумаги. Его различные слои измеряются в нанометрах, что делает его идеальным кандидатом на прозрачность. Верхний слой металла толщиной в нанометр уже прозрачен для видимого света, но инфракрасный свет полностью блокируется.

Возникает вопрос: как можно повысить прозрачность OLED, не повредив дисплей вырезами?

Одно из решений, одобренное Сяоми и Оппо в своих прототипах UDC приходится полагаться на присущую OLED-пикселю прозрачность. Когда пиксель OLED не используется для излучения света, он пропускает свет. Таким образом, вы можете разместить камеру за OLED-дисплеем, и она сможет собирать достаточно света для захвата изображений. Но есть одна загвоздка: вам все равно придется размещать камеру вверху или внизу экрана, потому что, когда камера активна, OLED-пиксели над ней должны быть отключены, что создает временную черную область на экран. Этот подход является решением проблемы надрезов и дыроконов, но он не решает проблему взгляда вниз.

Другой способ добиться прозрачности — создать небольшие физические отверстия между пикселями дисплея, но это само по себе невероятно сложно.

Первый коммерчески доступный телефон с камерой под дисплеем. ZTE Аксон 20 5G — использует эту технику, но она также страдает от далеко не идеального компромисса. Современные смартфоны имеют невероятно плотно упакованные пиксели. айфон 12 про имеет дисплей с разрешением 460ppi (пикселей на дюйм), что означает, что на один квадратный дюйм приходится более 200 000 пикселей. Sony Xperia XZ Premium имел колоссальный экран с разрешением 807 пикселей на дюйм (более 650 000 пикселей на квадратный дюйм).

Пробивать отверстия между этими пикселями, даже с помощью лазера, настолько сложно, что ZTE пришлось удалить несколько пикселей из области над камерой, чтобы купить дополнительное место. В результате на экране появляется квадрат заметно более низкого разрешения.

Что еще примечательно (из-за размера отверстий), так это сама камера, которая становится видна под некоторыми углами.

Часть экрана с более низким разрешением может вас не беспокоить, если она находится вверху, в области, которая используется в основном для несущественной информации. Но мало кто согласится с таким очевидным уменьшением разрешения в центре дисплея своего телефона, а это то, что нам нужно, чтобы противодействовать проблеме взгляда вниз.

Смотри и будь увиденным

Но есть и третий вариант. Что, если вместо того, чтобы полагаться на прозрачные пиксели или пробивать отверстия в дисплее после сборки, вы могли бы создать миллионы крошечных отверстий в каждом слое OLED-дисплея во время производства?

Благодаря процессу, известному как создание шаблонов, существующие технологии производства приблизили нас к этому сценарию.

«Мы знаем, как сделать это на слое TFT [тонкопленочного транзистора]», — сказал Хеландер. «Мы знаем, как это сделать в нижнем электроде. Мы знаем, как это сделать на слое, состоящем из множества пикселей». Но верхний слой металла, также известный как катод, создается не так, как другие слои, и это представляет собой уникальную инженерную задачу. испытание.

Самостоятельно собранные отверстия

Верхний металлический катод не является листом металла в общепринятом понимании. Вместо приклеивания отдельного металлического листа к верхней части дисплея молекулы металла испаряются и конденсируются по всей поверхности — процесс, известный как осаждение из паровой фазы.

Проблема в том, что после нанесения металлического слоя невозможно нанести на него рисунок. Это подводит нас к секретному соусу OTI Lumionics.

«Технология, которую мы разработали, представляет собой способ создания миллионов крошечных отверстий в этом слое во время производственного процесса посредством так называемой самосборки», — сказал Хеландер. «Когда вы складываете все эти материалы вместе, они естественным образом образуют миллионы маленьких отверстий на дисплее».

Хеландер утверждает, что процесс самостоятельной сборки работает на экранах любого размера и позволяет производителям решать, сколько отверстий необходимо — от одного до 1 миллиарда.

Как только эти отверстия существуют, видимый и инфракрасный свет может беспрепятственно проходить сквозь них.

Доверяй, но проверяй

Как бы ни было приятно думать, что вскоре мы сможем совершать гораздо более естественные видеозвонки, разместив Камера под дисплеем возлагает на производителей еще большую ответственность за обеспечение надежной конфиденциальности меры.

Нам понадобится какой-то надежный индикатор активности камеры и столь же надежный способ ее отключения. Поскольку он находится под экраном, невозможно физически заблокировать объектив, не заблокировав при этом контент на экране.

Apple недавно обновила iOS, чтобы рядом с выемкой отображалась маленькая зеленая точка, когда используется передняя камера, и оранжевая точка, показывающая, когда микрофон активен. Это хороший способ проинформировать нас о том, что происходит, но нам нужно нечто большее.

Умные колонки, такие как Google Нест мини поставляются с физическими переключателями, которые можно использовать для отключения микрофонов. Если предположить, что нет возможности удаленно обойти положение переключателя, это обеспечивает очень хороший уровень доверия. Подобный механизм станет стандартным для телевизоров, мониторов и ноутбуков, как только камеры станут невидимыми.

Когда начнут появляться камеры под дисплеем?

OTI Lumionics уже имеет соглашения с несколькими китайскими производителями смартфонов, но из-за ограничений конфиденциальности имена этих компаний пока не могут быть названы. «У многих из них есть прототипы телефонов, и все выглядит великолепно», — отмечает Хеландер, — «но никто из них не хочет раскрывать что-либо публично, пока не будет готов к использованию». фактические официальные анонсы продуктов». Он уверен, что мы увидим эти новые модели камер под дисплеем где-то в 2021 году, хотя они могут оставаться эксклюзивом для китайского рынка до тех пор, пока 2022.

Сколько они будут стоить?

Я был полностью готов к тому, что Хеландер скажет мне, что только смартфоны самого премиум-класса по ценам стоимостью 1000 долларов и более, будут первыми, кто выйдет на рынок с УДК. Но первые модели, как ожидается, будут среднего уровня. телефоны. Он объясняет это жесткой конкуренцией среди китайских брендов стоимостью от 400 до 600 долларов. рынок смартфонов, что привело к готовности быстрее опробовать новые функции, даже если они не работают. лови.

Рекомендации редакции

• ZTE представляет новую камеру под дисплеем на Axon 40 Ultra за 799 долларов
• Oppo видит умные часы, чип и камеру под экраном как часть своего будущего
• Захватывающая новая технология Oppo скрывает селфи-камеру под экраном телефона