手機(jī)屏下攝像頭為何難量產(chǎn)

齊旭

在近日舉辦的MWC19上海上，0PPO首度展出其屏下攝像頭解決方案“透視全景屏”，吸引了眾人關(guān)注的目光。據(jù)稱，“透視全景屏”通過整合前置攝像頭與屏幕的方式，實(shí)現(xiàn)攝像頭在屏下“隱形”，能兼顧內(nèi)容顯示與拍照、面部解鎖、視頻通話等功能。然而，大家在進(jìn)行真機(jī)體驗(yàn)后卻感到有些失望，就連OPPO副總裁沈義人都發(fā)微博表示，屏下攝像頭概念沒有問題，但規(guī)模量產(chǎn)仍需要時(shí)間。同為“屏下”技術(shù)，屏下攝像頭為何如此“難產(chǎn)”？攝像頭和屏幕要經(jīng)歷怎樣的磨合才能“相互成全”？隱于屏下，攝像頭也來“趕時(shí)髦”？

讓前置攝像頭“消失”在顯示屏中將是一大挑戰(zhàn)，這主要來自攝像頭本身以及和手機(jī)面板之間的磨合兩方面。

今年2月的MWC2019上，數(shù)家手機(jī)廠商不約而同地發(fā)布了折疊屏手機(jī)，掀起了智能手機(jī)形態(tài)革新的浪潮。這不，現(xiàn)在攝像頭又來“趕時(shí)髦”了。最近，沈義人在某社交平臺(tái)上展示了屏下攝像頭技術(shù)。該工程機(jī)采用無劉海、無水滴、無挖孔的真全面屏形態(tài)，前置攝像頭巧妙隱藏。當(dāng)相機(jī)啟動(dòng)的瞬間，屏幕和鏡頭共同作用，讓光線充分進(jìn)入相機(jī)傳感器，在息屏狀態(tài)下前置鏡頭開于孔可完全消失。

結(jié)果，與折疊屏手機(jī)近況驚奇的相似，屏下攝像頭也是還沒量產(chǎn)就問題頻出。在近日的MWCS19上海上，試用者發(fā)現(xiàn)，屏下攝像頭技術(shù)并沒有想象的那么成熟：拍照時(shí)成像清晰度不高，出現(xiàn)了明顯泛白的情況;攝像頭區(qū)域的顯示效果和屏幕其他區(qū)域有顯著色差，近看則更加明顯。

手機(jī)廠商似乎總是“雷聲大雨點(diǎn)小”？事實(shí)上，每一次帶有“風(fēng)險(xiǎn)”的嘗試都是手機(jī)變革的必經(jīng)之路。奧維睿沃高級分析師張金陽告訴《中國電子報(bào)》記者，當(dāng)前智能手機(jī)已經(jīng)進(jìn)入存量與性能過剩的時(shí)代，由于并沒有出現(xiàn)革命性的交互內(nèi)容變革與跨時(shí)代的性能變革，產(chǎn)品交互和外觀設(shè)計(jì)（ID設(shè)計(jì)）成為手機(jī)廠商產(chǎn)品差異化競爭最有效的手段。屏占比是ID設(shè)計(jì)中最重要的一部分，前置指紋識別和攝像頭被移到屏下以提高屏占比。

從劉海屏、挖孔屏、升降式攝像頭，到屏下攝像頭，手機(jī)一直在向全屏化、一體化、簡潔化邁進(jìn)。指紋雖然可以改變位置，但以目前技術(shù)來看，讓前置攝像頭“消失”在顯示屏中將是一大挑戰(zhàn)，這主要來自攝像頭本身以及和手機(jī)面板之間的磨合兩方面。

“屈身”屏下，攝像頭性能將受限？

與挖孔屏、升降攝像頭相比，屏下攝像頭技術(shù)真正將攝像頭與手機(jī)面板的器件融合在一起。

與挖孔屏、升降攝像頭相比，屏下攝像頭技術(shù)真正將攝像頭與手機(jī)面板的器件融合在一起。從表面來看，攝像頭置于屏下確實(shí)提升了屏占比;但從相機(jī)器件方面來看，攝像頭結(jié)構(gòu)改變將大幅限制前置相機(jī)的性能。

群智咨詢總經(jīng)理李亞琴指出，為了不影響屏幕的正常使用，屏下攝像頭的整體厚度和頭部尺寸需要做得更小，整體結(jié)構(gòu)向扁平化發(fā)展。

張金陽表示，攝像頭尺寸的縮減，對攝像頭模組設(shè)計(jì)尤其是光圈大小方面提出了挑戰(zhàn)。相機(jī)感光度的提升需要增大傳感器像素尺寸。由于置于屏下的鏡頭尺寸有所限制，無法采用大尺寸傳感器，因此整體像素相對較低。

另外，為了保證ID設(shè)計(jì)的完整性，屏下攝像頭需要在鏡頭的表面使用抗反射的黑色涂層來保證息屏狀態(tài)下鏡頭的隱形。記者發(fā)現(xiàn)，OPPO的演示機(jī)均使用深色的壁紙，特別是在前置攝像頭區(qū)域。無論是否有助于隱藏靜息狀態(tài)下的攝像頭，這都表明攝像頭并未能與屏幕深度融合，做到隱形。

無論是在屏上還是在屏下，屏下攝像頭的首要任務(wù)是做好拍照的“本職工作”。OPPO產(chǎn)品經(jīng)理喬家棟表示，未來OPPO將定制更大光圈、傳感器面積和大單像素尺寸的前置攝像頭，配合更強(qiáng)大的算法來優(yōu)化前置拍攝體驗(yàn)，彌補(bǔ)屏下攝像頭進(jìn)行圖像采集和光線捕捉時(shí)，清晰度不佳、泛白等缺陷。

“橫亙”在鏡頭前，面板或影響拍攝和成像體驗(yàn)

攝像頭對應(yīng)的區(qū)域需獨(dú)特設(shè)計(jì)，從而保證有充足的光線可以進(jìn)入攝像頭傳感器，以保證良好的拍照效果，

屏下攝像頭結(jié)構(gòu)的改變?yōu)榍爸孟鄼C(jī)的性能帶來局限，除此之外，手機(jī)面板也成為屏下攝像頭難以實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的瓶頸。北京交通大學(xué)光電技術(shù)研究所教授徐征指出，屏下攝像頭技術(shù)首先需要解決的便是屏幕透光率問題。

一般來說，相機(jī)鏡頭透光率越高，投射圖像就越清晰。不同于挖孔屏，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)已經(jīng)為攝像頭預(yù)留出一部分“空白”用于透光，屏下攝像頭方案中“透明區(qū)域”和整個(gè)屏幕是一個(gè)整體，這就意味著屏下攝像頭要隔著玻璃蓋板、顯示層、基板的屏幕進(jìn)行工作。徐征指出，傳統(tǒng)OLED屏的透光率本身為40%-50%，遠(yuǎn)達(dá)不到屏下拍照要求的80%透光率，再加之面板內(nèi)的折射、反射，透光率自然不會(huì)理想。

因此，攝像頭對應(yīng)的區(qū)域需獨(dú)特設(shè)計(jì)，從而保證有充足的光線可以進(jìn)入攝像頭傳感器，以保證良好的拍照效果。OPPO產(chǎn)品經(jīng)理喬家棟表示，為了盡可能實(shí)現(xiàn)攝像頭部分的面板“透明化”，屏幕像素結(jié)構(gòu)需要有針對性的重新構(gòu)造、設(shè)計(jì)。具體而言，是針對前置攝像頭上方顯示區(qū)域的RGB像素排列進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，以使這一區(qū)域的透光率更高。

其次，屏幕上每個(gè)像素之間的晶格、電路將會(huì)阻擋在攝像頭前方，形成“紗窗效應(yīng)”。對此，Oglass創(chuàng)始人蒹CEO蘇波表示，單靠面板的光學(xué)設(shè)計(jì)無法消除屏幕中“不透明”物體的影響，而后期算法可以幫助“濾”掉這一部分阻礙，并進(jìn)行補(bǔ)色修復(fù)。當(dāng)前的Al技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)該部分的優(yōu)化，但前提需要對屏幕的微觀進(jìn)行相對精確的測量。然而，這一系列動(dòng)作是否會(huì)對成像質(zhì)量造成影響還很難說。

最后，屏下攝像頭還對屏幕玻璃蓋板厚度、解析力等方面發(fā)起挑戰(zhàn)。徐征表示，在使用前置攝像頭拍照時(shí)，屏幕膜層和玻璃蓋板對于外界的光吸收較強(qiáng)，因此，屏下攝像頭需要性能更佳的膜層和蓋板玻璃來降低這部分的光吸收作用。此外，屏幕中的光學(xué)器件工藝也需要在原有基礎(chǔ)上大幅提升，以減小光學(xué)畸變。