กล้องใต้จอแสดงผลจะเปลี่ยนหน้าจอของเราไปตลอดกาลได้อย่างไร

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่เราใช้ชีวิตอยู่กับความจริงทางเทคโนโลยีที่ไม่สะดวก กล้องและเซ็นเซอร์อื่นๆ ไม่สามารถใช้พื้นที่เดียวกับหน้าจอของเราได้ นั่นเป็นสาเหตุที่ทำให้มีมากขึ้นเรื่อยๆ สมาร์ทโฟน พึ่งพา “รอยบาก” ที่น่ากลัวในการเพิ่มอัตราส่วนหน้าจอต่อตัวเครื่องให้สูงสุด ในขณะเดียวกันก็รักษากล้องหน้าและเซ็นเซอร์อื่นๆ ไว้

ผู้ผลิตโทรศัพท์บางรายจาก ออปโป้ ถึง OnePlusให้แก้ไขปัญหานี้ด้วยการใช้กล้องป๊อปอัพแบบใช้มอเตอร์ ในขณะที่คนอื่นๆ หันมาใช้ เจาะรู ในจอแสดงผลเพื่อให้กล้องมีช่องมองภาพของตัวเอง นอกจากนี้ยังเป็นสาเหตุว่าทำไมถึง แล็ปท็อประดับไฮเอนด์ล่าสุด ยังคงมีกรอบที่เด่นชัดอยู่รอบจอแสดงผล ที่ เว็บแคม ต้องการบ้านและดูเหมือนว่าไม่มีใครเต็มใจที่จะใช้ชีวิตแบบมีรอยบากหรือเจาะรูบนคอมพิวเตอร์

แต่ปรากฎว่ากล้องและหน้าจอไม่ได้เข้ากันไม่ได้เท่าที่ควร ด้วยการปรับปรุงเทคนิคการผลิต ศัตรูทั้งสองนี้กำลังจะยุติข้อพิพาทเรื่องอาณาเขตอันยาวนานของพวกเขา นี่ไม่ใช่คำทำนายที่กว้างไกล มันกำลังเกิดขึ้นตอนนี้

ภายในสิ้นปี 2564 เราจะได้เห็นสมาร์ทโฟนเครื่องแรกที่มีกล้องใต้จอที่มองไม่เห็น (UDC) แล็ปท็อป, แท็บเล็ต, และ ทีวี จะตาม.

สิ่งนี้จะสำเร็จได้อย่างไร และมันจะเปลี่ยนวิธีที่เราใช้อุปกรณ์เหล่านี้อย่างไร?

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลคร่าวๆ เกี่ยวกับอนาคตของกล้องที่ซ่อนอยู่ของเรา

ทำไมต้องซ่อนกล้อง?

การบ่นเกี่ยวกับรอยบากของโทรศัพท์ การเจาะรู หรือกรอบหน้าจอขนาดใหญ่ ถือเป็นคำจำกัดความของปัญหาที่เกิดขึ้นในโลกที่หนึ่ง และตัดสินจาก ยอดขายที่โดดเด่นของ Appleไม่มีผลข้างเคียงใดจากกล้องหันหน้าไปทางด้านหน้าที่จะเป็นตัวทำลายผู้ซื้อ

นอกจากความสวยงามแล้ว ยังมีข้อดีหลักสามประการในการซ่อนกล้องไว้หลังจอแสดงผล

ขั้นแรก ช่วยให้คุณสร้างโทรศัพท์ที่มีหน้าจอแบบไร้ขอบอย่างแท้จริง วิดีโอและภาพถ่ายดูดีขึ้น และนักพัฒนาแอปสามารถใช้พื้นที่ทุกตารางมิลลิเมตรในการออกแบบของตนได้ ขณะเดียวกันก็ทำให้ตัวเครื่องโทรศัพท์มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

ประการที่สอง จากมุมมองของการออกแบบและการผลิต หากสามารถวางกล้องและเซ็นเซอร์ไว้ที่ใดก็ได้ โดยมีข้อจำกัดด้านขนาดและการมองเห็นน้อยลง กล้องและเซ็นเซอร์จะวาดแผนที่ใหม่สำหรับการออกแบบโทรศัพท์ แบตเตอรี่ที่ใหญ่ขึ้น โทรศัพท์ที่บางลง เซ็นเซอร์ที่มากขึ้น และกล้องที่ดีกว่ามากล้วนแต่มีศักยภาพที่ดี

แต่ประโยชน์ประการที่สามและน่าจะเป็นประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดก็คือความสามารถในการจัดแนวกล้องตามการจ้องมองของเรา

กล้องที่วางอยู่ในกรอบหรือรอยบากจะสร้างการจ้องมองลงต่ำที่คุ้นเคยและคุ้นเคยเกินไปซึ่งเกิดขึ้นระหว่างแฮงเอาท์วิดีโอ “โดยส่วนใหญ่แล้ว คุณไม่ได้มองหน้ากันจริงๆ เมื่อพูดคุยผ่านวิดีโอแชท” Michael Helander ซีอีโอของโตรอนโต โอทีไอ ลูมิโอนิคส์ บอกกับ Digital Trends “ตำแหน่งปัจจุบันของกล้องการประชุมทางวิดีโอในอุปกรณ์เหล่านี้ทั้งหมดยังไม่ค่อยเหมาะสมนัก”

เฮแลนเดอร์คงคิดถึงปัญหานี้มากกว่าคนส่วนใหญ่ บริษัทของเขาสร้างวัสดุพิเศษที่ช่วยให้สิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นไปไม่ได้ ทำให้จอแสดงผลมีความโปร่งใสเพียงพอจนคุณสามารถวางกล้องไว้ด้านหลังได้

เมื่อกล้องอยู่ด้านหลังจอแสดงผล ในที่สุดมันก็จะทำให้การโต้ตอบกับวิดีโอของเรามีรูปลักษณ์และความรู้สึกเช่นนั้น การโต้ตอบแบบตัวต่อตัวอย่างแท้จริง - ตัวเปลี่ยนเกมที่ไม่สามารถมาในเวลาที่ดีกว่านี้ในยุคที่จำกัดขอบเขตของโควิด โลก.

คุณจะทำให้จอแสดงผลโปร่งใสได้อย่างไร?

เทคโนโลยีหน้าจอถูกครอบงำโดยจอแสดงผลสองประเภท โดยทั่วไปคือจอแสดงผลคริสตัลเหลว (LCD) ซึ่งรวมถึงทีวี LED และทีวี QLED ประการที่สองอินทรีย์ ไดโอดเปล่งแสง (OLED) ครองสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต และมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในแล็ปท็อปและแม้แต่เดสก์ท็อป จอภาพ

จริงๆ แล้ว LCD มีความโปร่งใสเมื่อไม่ได้ใช้งาน นั่นคือสาเหตุว่าทำไมคุณจึงเห็นพื้นหลังสีเทาบนหน้าจอเครื่องคิดเลขตรงที่ส่วนหลักสีดำไม่ได้ทำงานอยู่ แต่การใช้ประโยชน์จากความโปร่งใสนี้ในการถ่ายภาพทำให้เกิดอุปสรรคทางเทคนิคครั้งใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณคำนึงถึงความจำเป็นในการใช้แสงย้อนแล้ว

ในทางกลับกัน ส่วนที่ใช้งานอยู่ของจอแสดงผล OLED จะเป็นแบบบางเหมือนกระดาษ ชั้นต่างๆ ของมันวัดเป็นนาโนเมตร ทำให้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับความโปร่งใส ชั้นบนสุดบางระดับนาโนเมตรของโลหะนั้นโปร่งแสงสำหรับแสงที่มองเห็นอยู่แล้ว แต่แสงอินฟราเรดถูกบังไว้โดยสิ้นเชิง

คำถามจึงเกิดขึ้น คุณจะเพิ่มความโปร่งใสของ OLED โดยไม่ทำลายจอแสดงผลด้วยการตัดได้อย่างไร

ทางออกหนึ่งที่ได้รับความนิยมจาก เสี่ยวมี่ และ ออปโป้ ในต้นแบบ UDC ของพวกเขาจะต้องอาศัยความโปร่งใสโดยธรรมชาติของพิกเซล OLED เมื่อไม่ได้ใช้พิกเซล OLED เพื่อปล่อยแสง พิกเซลก็จะปล่อยให้แสงเข้ามา ดังนั้นคุณจึงสามารถวางกล้องไว้ด้านหลังจอแสดงผล OLED และจะสามารถรวบรวมแสงได้เพียงพอที่จะถ่ายภาพได้ แต่มีข้อดีคือ คุณยังต้องวางกล้องไว้ที่ด้านบนหรือด้านล่างของหน้าจอ เพราะเมื่อถึงเวลานั้น กล้องทำงานอยู่ จะต้องปิดพิกเซล OLED ด้านบน ซึ่งจะสร้างพื้นที่สีดำชั่วคราวบน หน้าจอ. วิธีการดังกล่าวเป็นวิธีแก้ปัญหารอยบากและการเจาะรู แต่ก็ไม่ได้ช่วยแก้ปัญหาการจ้องมองลงได้แต่อย่างใด

อีกวิธีหนึ่งในการบรรลุความโปร่งใสคือการสร้างรูเล็กๆ ทางกายภาพที่พอดีกับพิกเซลของจอแสดงผล แต่นั่นก็ทำได้ยากในตัวมันเอง

โทรศัพท์เครื่องแรกที่มีจำหน่ายในท้องตลาดที่มีกล้องใต้จอแสดงผล — ZTE แอกซอน 20 5G — ใช้เทคนิคนี้ แต่ก็ประสบกับการประนีประนอมที่น้อยกว่าอุดมคติเช่นกัน สมาร์ทโฟนสมัยใหม่มีพิกเซลที่อัดแน่นอย่างไม่น่าเชื่อ ที่ ไอโฟน 12 โปร มีจอแสดงผล 460ppi (พิกเซลต่อนิ้ว) ซึ่งหมายความว่ามีมากกว่า 200,000 พิกเซลในหนึ่งตารางนิ้ว Xperia XZ Premium ของ Sony มีหน้าจอขนาดมหึมา 807ppi (มากกว่า 650,000 พิกเซลต่อตารางนิ้ว)

การเจาะรูระหว่างพิกเซลเหล่านั้นแม้จะใช้เลเซอร์ก็ตามนั้นยุ่งยากมากจน ZTE ต้องลบพิกเซลบางส่วนออกจากบริเวณเหนือกล้องเพื่อซื้อพื้นที่เพิ่มเติม ผลลัพธ์ที่ได้คือสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความละเอียดต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัดบนหน้าจอ

สิ่งที่สังเกตเห็นได้ชัดเจน (เนื่องจากขนาดของรู) ก็คือตัวกล้องเองซึ่งมองเห็นได้ในบางมุม

ส่วนที่มีความละเอียดต่ำของหน้าจออาจไม่รบกวนคุณเมื่ออยู่ใกล้ด้านบน ในพื้นที่ที่ส่วนใหญ่ใช้สำหรับข้อมูลที่ไม่สำคัญ แต่น้อยคนนักที่จะยอมรับการลดความละเอียดลงอย่างเห็นได้ชัดที่กึ่งกลางจอแสดงผลโทรศัพท์ ซึ่งเป็นสิ่งที่เราจำเป็นต้องใช้เพื่อรับมือกับปัญหาการมองลงด้านล่าง

มองเห็นและถูกมองเห็น

แต่มีตัวเลือกที่สาม จะเป็นอย่างไรหากแทนที่จะอาศัยพิกเซลโปร่งใส หรือการเจาะรูในจอแสดงผลหลังการประกอบ คุณสามารถสร้างรูเล็กๆ หลายล้านรูในแต่ละชั้นของจอแสดงผล OLED ในระหว่างการผลิตได้

ด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการสร้างลวดลาย เทคนิคการผลิตที่มีอยู่ทำให้เราเข้าใกล้สถานการณ์นี้ได้อย่างน่ายั่วยวน

“เรารู้วิธีการทำเช่นนี้ในชั้น TFT (ทรานซิสเตอร์ฟิล์มบาง)” Helander กล่าว “เรารู้วิธีทำเช่นนั้นในอิเล็กโทรดด้านล่าง เรารู้วิธีทำเช่นนั้นในเลเยอร์ที่ประกอบเป็นพิกเซลต่างๆ ทั้งหมด” แต่ชั้นโลหะด้านบน หรือที่เรียกว่าแคโทด ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นเหมือนเลเยอร์อื่นๆ และนั่นถือเป็นวิศวกรรมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ท้าทาย.

รูที่ประกอบเอง

แคโทดโลหะด้านบนไม่ใช่แผ่นโลหะตามความหมายทั่วไป แทนที่จะเชื่อมแผ่นโลหะที่แยกออกจากกันที่ด้านบนของจอแสดงผล โมเลกุลของโลหะจะถูกระเหยและปล่อยให้ควบแน่นทั่วทั้งพื้นผิว ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการสะสมของไอ

ปัญหาคือเมื่อชั้นโลหะถูกทับถมแล้วจะไม่มีทางสร้างลวดลายได้ นั่นนำเราไปสู่ซอสสูตรลับเฉพาะของ OTI Lumionics

“เทคโนโลยีที่เราพัฒนาขึ้นนั้นเป็นวิธีการสร้างรูเล็กๆ หลายล้านรูในชั้นนั้นในระหว่างกระบวนการผลิตผ่านสิ่งที่เรียกว่าการประกอบตัวเอง” Helander กล่าว “เมื่อคุณวางวัสดุเหล่านี้ทั้งหมดเข้าด้วยกัน พวกมันจะก่อตัวเป็นช่องเล็กๆ เหล่านี้ในจอแสดงผลตามธรรมชาติ เป็นล้านๆ ช่อง”

Helander อ้างว่ากระบวนการประกอบเองทำงานได้กับหน้าจอทุกขนาด และช่วยให้ผู้ผลิตตัดสินใจว่าต้องใช้ช่องเปิดกี่ช่อง ตั้งแต่เพียงหนึ่งช่องไปจนถึง 1 พันล้านช่อง

เมื่อช่องเปิดเหล่านี้มีอยู่ แสงที่มองเห็นและแสงอินฟราเรดก็สามารถทะลุผ่านได้โดยไม่มีสิ่งกีดขวาง

เชื่อใจแต่ต้องพิสูจน์

น่าตื่นเต้นพอ ๆ กับที่คิดว่าในไม่ช้าเราจะสามารถสนทนาทางวิดีโอที่เป็นธรรมชาติมากขึ้นได้ กล้องใต้จอแสดงผลทำให้ผู้ผลิตต้องรับผิดชอบมากขึ้นในการมอบความเป็นส่วนตัวที่น่าเชื่อถือ มาตรการ

เราจำเป็นต้องมีตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ว่ากล้องทำงานเมื่อใดและมีวิธีปิดการใช้งานที่เชื่อถือได้เท่าเทียมกัน เนื่องจากอยู่ใต้หน้าจอ จึงไม่มีวิธีใดที่จะบังเลนส์โดยไม่บังเนื้อหาบนหน้าจอได้เช่นกัน

Apple เพิ่งอัปเดต iOS เพื่อแสดงจุดสีเขียวเล็กๆ ใกล้กับรอยบากเมื่อใช้กล้องหน้า และจุดสีส้มจะแสดงเมื่อไมโครโฟนทำงาน นั่นเป็นวิธีที่ดีในการแจ้งให้เราทราบถึงสิ่งที่เกิดขึ้น แต่เราต้องการอะไรมากกว่านี้

ลำโพงอัจฉริยะอย่าง Google Nest มินิ จัดส่งพร้อมสวิตช์ทางกายภาพที่สามารถใช้เพื่อปิดการใช้งานไมโครโฟน สมมติว่าไม่มีทางเอาชนะตำแหน่งของสวิตช์จากระยะไกลได้ จึงให้ความไว้วางใจในระดับที่ดีมาก กลไกที่คล้ายกันบนทีวี จอภาพ และแล็ปท็อปควรเป็นมาตรฐานเมื่อมองไม่เห็นกล้อง

กล้องใต้จอจะเริ่มแสดงเมื่อใด?

OTI Lumionics ได้ทำข้อตกลงกับผู้ผลิตสมาร์ทโฟนสัญชาติจีนหลายรายแล้ว แต่เนื่องจากข้อจำกัดในการรักษาความลับ จึงไม่สามารถตั้งชื่อบริษัทเหล่านี้ได้ในตอนนี้ “โทรศัพท์หลายเครื่องมีโทรศัพท์ต้นแบบที่สร้างขึ้นและทุกอย่างดูดี” เฮแลนเดอร์กล่าว “แต่ไม่มีใครอยากเปิดเผยสิ่งใดต่อสาธารณะจนกว่าพวกเขาจะพร้อมสำหรับพวกเขา” ประกาศผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการจริง” เขามั่นใจว่าเราจะได้เห็นกล้องใต้จอแสดงผลรุ่นใหม่เหล่านี้ในปี 2564 แม้ว่าพวกเขาจะยังคงเป็นตลาดจีนแต่เพียงผู้เดียวจนกว่า 2022.

พวกเขาจะเสียค่าใช้จ่ายเท่าไร?

ฉันเตรียมพร้อมอย่างเต็มที่เพื่อให้ Helander บอกฉันว่ามีเพียงสมาร์ทโฟนระดับพรีเมี่ยมที่สุดเท่านั้นที่ควบคุมราคาได้ 1,000 ดอลลาร์ขึ้นไป จะเป็นรายแรกที่จะออกสู่ตลาดด้วย UDC แต่รุ่นแรกคาดว่าน่าจะรุ่นกลางๆ โทรศัพท์มือถือ เขาถือว่าสิ่งนี้เกิดจากการแข่งขันที่รุนแรงระหว่างแบรนด์จีนในราคา 400 ถึง 600 ดอลลาร์ ตลาดสมาร์ทโฟนส่งผลให้มีความเต็มใจที่จะลองใช้ฟีเจอร์ใหม่ๆ เร็วขึ้น แม้ว่าจะล้มเหลวก็ตาม จับต่อไป

คำแนะนำของบรรณาธิการ

• ZTE เปิดตัว Under Display Camera ใหม่ในราคา 799 ดอลลาร์ Axon 40 Ultra
• Oppo มองว่าสมาร์ทวอทช์ ชิป และกล้องใต้จอเป็นส่วนหนึ่งของอนาคต
• เทคโนโลยีใหม่ที่น่าตื่นเต้นของ Oppo ซ่อนกล้องเซลฟี่ไว้ใต้หน้าจอโทรศัพท์