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屏下摄像技术商用:熟了

2022年5月13日 07:58  21世纪经济报道  作 者:骆轶琪

在安卓阵营不断探索高端旗舰的道路上,一项新技术也开始有了日益成熟的落脚。

近日中兴终端发布的新款旗舰机型Axon 40系列搭载了旗下第三代屏下摄像技术,并将起步价抬升到了近5000元的高端档位。

在美国的显示周及SID年会上,面板厂商维信诺与3D感知解决方案供应商光鉴科技联合推出柔性OLED屏下3D方案,这也是率先可量产、适配安卓手机的方案。

不同于早期还是以3000+元尝鲜的方式进入市场,这次新机所处的价位段也意味着:3D屏下摄像已经进入技术成熟期。也正因为屏下技术被业界普遍认为是智能机屏幕的终极形态,这项技术有望成为高端市场竞争的另一重砝码。

相比苹果多采用新技术自研的路径,国内不同产业链环节通过联合研发,让屏下技术的推进也走在了前列。

光鉴科技创始人、CEO朱力在接受21世纪经济报道记者采访时指出,经过自2019年以来的调校之后,目前一个手机屏幕的屏下摄像头部位与周围区域已经看不出明显差异。且不止手机,公司也开始探讨屏下技术向智能座舱市场的技术落地。

日趋成熟

虽然早在几年前,头部手机厂商就已经在世界移动通信大会(MWC)期间展示过屏下摄像技术的工程机,但真正商用还是在这两年间,以中兴和小米为代表的厂商率先推动了该项技术的商用。

这并非一个小众市场,安卓阵营如今在持续探索一款完全无孔的屏幕体验,也希冀取代刘海屏、打孔屏这种“过渡期”状态。因此屏下摄像技术一直被视为是可见周期内厂商们追求的直板机最终屏幕形态。

只是前两年间,屏下技术还没有肉眼可见的成熟。查询电商平台中对部分商用屏下摄像手机的评价会发现,关注度较高的问题就包括:前置屏下摄像头的效果如何?

此前买过相关产品的用户多回复的是类似“还是听雷总(小米创始人雷军)的,不建议特别喜欢自拍的用户购买”“X年前(的效果)”等。

当然,业内认为在目前节点,屏下摄像技术已经达到相对成熟的水平,可以被配置在更高阶的手机中。

在此前采访沟通时,中兴通讯高级副总裁、中兴终端事业部总裁倪飞向21世纪经济报道记者表示,全面屏一直是各个手机厂商创新的最重要方向。“我们发现摄像头成为阻碍100%全面屏的一个主要障碍,逐渐意识到只有屏下摄像技术才是无缺全面屏的最优方案。我们会在这个赛道上继续努力。当然也看到有很多友商在跟进,让这条赛道变得越来越清晰。”

他进一步指出,相信Axon 40系列搭载的是良品率更高,屏下显示效果、全面屏体验和影像体验更优质的一代新产品。“我认为这也预示着屏下摄像手机全面成熟、走向更广阔的应用场景。相信有更多友商会参与到这个赛道里,我们共同能把体验打造得更好。”

据介绍,前述新品率先采用独立像素一驱一技术,每个像素单元都由单独的像素电路驱动;电路采用分布式透明走线,以消除屏下区边缘电路聚集;UDC Pro屏显芯片则有融合算法升级和智能像素增强、智能显示优化等技术,由此实现屏幕显示更清晰精细。

从技术角度整体来看,朱力向记者分析,如果量化比较非屏下与屏下摄像技术带来的技术要求差距,以一款柔性OLED屏幕的透光率为20%计算,那么基数为1的光束打出后就变成0.2,再经历衍射、反射等物理作用,数值就变成了0.04,这意味着放到屏下后比非屏下镜头会有25倍的光线损耗。这就是产业链在持续探索攻克的难题。

所以,屏下摄像技术面对的困难主要包括两方面:屏幕透光率,屏幕像素排布带来的衍射。

具体来说,把摄像头放置在了屏幕下方,那么透光率就会变低,导致图像信号传递很弱,这时候方案提供商就需要把激光器的信号提取效率提升,进而克服屏幕带来的损耗;衍射则是光线穿透过程中必然会出现的物理现象,当激光透过屏幕时,会被衍射成若干条光束,导致焦点被模糊、改变了对比度,这就需要通过算法把衍射带来的改变消除。

因此屏下摄像技术相比打孔屏等技术,会更依赖于产业角色之间的联合分工调校。

朱力表示,比如屏幕厂商对每个像素电极的排布与方案商进行配合开发,就可以有效减少透光率带来的挑战。目前推出商用机型在屏下摄像区的屏幕采用了400PPI像素密度,这一数值意味着,屏下所处区域的显示已经与其他区域有相同效果。

探索新领域

多方供应链信息都显示,苹果也在对屏下摄像技术进行研发探索。而安卓阵营借助供应链的联合研发趋势,已经提前抓住技术成熟的商用节点,并希冀继续向外延探索。

“技术的演变主要与屏幕迭代和市场需求变化有关。”朱力表示,在2019年,由于终端厂商要求还是基于硬性OLED屏幕进行研发,其优势在于透光率较高、屏下方案可以相对简单,但也由于是硬屏,会导致整个手机的“额头”和“下巴”部位偏大。

相比来说,柔性屏是目前整机厂商的主流选择,因为这可以让手机整体外观屏占比更高、可靠性和显示效果更好。但对于屏下技术来说,就意味着透光率更低。一旦实现在柔性OLED屏幕上的方案开发,就意味着主流厂商都可以基于该方案实现屏下3D摄像技术的搭载。

另据朱力介绍,光鉴科技采用的技术路线和物理原理,与目前已知苹果的路线完全不同。

简单来说,其以边缘发射激光器(EEL)为光源,然后基于纳米光子芯片通过在亚波长尺度实现对光场的调制,将一束光分成几万束光,来实现投射激光散斑的功能。因此就只需要一个EEL边光发射激光器作为激光发射器,实现从电到光的整体转换效率来减短脉冲,通过提升电流来提升光线强度,从而补偿因“透光率”带来的能量损耗,同时降低了散斑发射端的成本。

据悉,通过与维信诺合作,其屏下3D方案能够同时支持硬性OLED和柔性OLED,也因为光鉴的屏下3D方案不同的技术路线、所有器件均为国产,成本也大幅下降。

“从研发角度来说,屏下3D方案的问题都解决完了,就是从新产品导入到量产可能还需要一定调校,但都是在工程方面可控的问题。”朱力续称,目前屏下3D方案的模组成本已经基本接近头部厂商的3D ToF(一种主流前置镜头光学技术路线,但是用在打孔屏)方案成本,大约需要10美元。

在几年前,3D结构光(一种新兴技术路线)技术刚刚应用在手机端时,其成本大约还需要20美元左右,但随着目前国内产业链的带动、成本本身在不断下探,导致即便是作为新技术的屏下,其模组成本也不再给整机带来太大压力。

虽然目前该项技术多为智能手机厂商在寻求商用落地,但广泛被看好的车载市场也有与之匹配的应用需求。

朱力向记者介绍,智能座舱有望成为3D屏下摄像技术的一个新应用场景。由于智能汽车的控制面板正变成一整块屏幕,而基于安全考虑在车内也需要越来越多的摄像头对车内状态进行检测,又要让乘车者没有过多被“盯着”的感觉,那么屏下方案无疑会带来较好的使用体验。

“当然一个重要前提是,车载产品对工业设计有很高要求,用户更在意的是,使用新技术后观感效果如何,如果没有提升,那么屏下技术可能也未必会被快速落地在智能座舱中。当然这是家用层面,在商用车层面就不需要过多考虑这方面问题。”他续称。

(作者:骆轶琪 编辑:张伟贤)

编 辑:章芳
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