Huawei запатентовала два смартфона с фронтальной камерой под экраном

Прощай, «челка»! Камера под экраном смартфона: как это работает?

Оценка этой статьи по мнению читателей: 4.8

(30)

В конце 2021 года Apple задала новый «безрамочный тренд» на рынке смартфонов. iPhone X имел очень тонкие симметричные рамки по всему периметру, за исключением довольно крупного выреза в верхней части экрана.

Конечно, этот вырез не был самоцелью и не являлся предметом дизайнерской гордости. Компания просто не смогла убрать все датчики и селфи камеру с лицевой части смартфона.

В гонку вступили другие производители и на рынке стали появляться самые разные вариации на тему «безрамочных дисплеев». Первым делом «исчез» сканер отпечатков пальцев — он разместился за экраном. Туда же стали перемещаться и другие датчики: освещения и приближения.

Селфи-камера оставалась единственной проблемой и головной болью. Ее перемещали на нижнюю рамку, делали вырезы различных форм и размеров. Дело дошло даже до моторизированных механизмов, прячущих камеру внутри корпуса.

Но все эти решения являются лишь компромиссом. Рано или поздно, селфи-камера должна была исчезнуть с экрана. И она исчезла!

Маленькая революция от Xiaomi и Oppo

Летом этого года почти одновременно две китайские компании Oppo и Xiaomi выложили в сеть видеоролики, на которых продемонстрировали первые рабочие варианты смартфонов, у которых селфи-камера разместилась под стеклом экрана.

Вот ролик от Xiaomi:

Как такое вообще возможно и в чем секрет? Давайте разберемся.

Прозрачные дисплеи?

Если бы экраны смартфонов были прозрачными, проблем с датчиками не существовало бы вообще — просто бери и размещай за экраном что угодно. Но ведь именно это и происходит в случае с датчиками приближения, освещения или даже сканером отпечатка пальцев.

Так что, выходит, экраны прозрачны? Не совсем. Если мы посмотрим на жидкокристаллический экран, скажем IPS-матрицу, то убедимся, что этот дисплей действительно прозрачный. Все его элементы: поляризационные фильтры, слой жидких кристаллов, цветные RGB-фильтры и защитное стекло — полностью прозрачны.

Но мы не можем ничего разместить за этим экраном по одной простой причине — это будет перекрывать свет от лампы, которая находится за экраном. Цветное изображение на прозрачном IPS-экране мы можем увидеть только, если его чем-то подсветить.

Именно по этой причине не существует ни единого смартфона с IPS-дисплеем, у которого бы хоть один датчик (освещения, приближения, отпечатка пальцев) был размещен под экраном.

А что с AMOLED?

А вот здесь уже все намного интереснее. Дело в том, что для AMOLED-экрана не нужна лампа или источник света. Сами пиксели излучают свет, когда по ним проходит напряжение.

На минутку вспомним, как устроен AMOLED-экран:

Как устроен AMOLED-экран

Здесь, на самом деле, многие элементы прозрачны. А некоторые настолько малы (сетка транзисторов), что расстояния между ними вполне достаточно, чтобы пропускать свет.

Xiaomi заявила, что ей удалось сделать анод (см. картину выше) также прозрачным, благодаря чему такой экран стал пропускать еще больше света.

Как работает камера под экраном?

Когда мы выключаем экран смартфона, он выглядит полностью черным и совершенно непрозрачным, хотя в реальности таковым не является. На следующей фотографии можно увидеть небольшой прямоугольник в нижней части дисплея:

цвет прозрачного OLED-экрана

Это небольшой «вырез» в экране, за которым спрятался сканер отпечатка пальцев. Его хорошо видно при очень ярком свете. А для того, чтобы весь экран оставался черным, с обратной стороны на него наносят черную непрозрачную пленку.

То есть, сам OLED-дисплей полупрозрачный, но мы этого не замечаем, так как он заклеен непрозрачной пленкой. И для размещения сканера нужно лишь убрать эту пленку на маленьком участке дисплея.

Проблема с камерой заключается в том, что такой прозрачности совершенно недостаточно. Камеры смартфонов и без того страдают от низкой светосилы, а тут еще и полупрозрачный дисплей перед камерой разместили.

Для решения этой задачи пришлось не просто удалить пленку, но и полностью изменить стекло на этом небольшом участке, за которым спряталась селфи-камера:

камера под дисплеем в Xiaomi

Этот кусочек стекла имеет намного лучшее антибликовое покрытие, а также высокий коэффициент пропускания света, что влечет за собой один недостаток. Камеру в экране можно будет увидеть при любом освещении. Спрятать ее также хорошо, как сканер отпечатка пальцев на данном этапе развития технологии невозможно.

И даже несмотря на это, экран все равно не способен пропускать весь свет. По этой причине снимки получаются довольно низкого качества — в дымке, с низкой контрастностью и детализацией.

Для исправления ситуации изображение с камеры обрабатывается специальными программными алгоритмами в реальном времени. Ниже можно увидеть такой снимок, сделанный подэкранной камерой (слева — необработанный вариант, справа — улучшенный алгоритмами):

пример снимка с камеры под экраном Oppo

Конечно же, если бы речь шла об основной камере, приведенный выше снимок, даже в обработке, совершенно не годился для реального использования. Но учитывая область применения фронтальной камеры, для простых селфи или видео общения через мессенджеры этого может быть достаточно.

Подведем итог

Xiaomi и Oppo продемонстрировали рабочий прототип селфи-камеры, спрятанной под экраном смартфона. Это удалось сделать благодаря небольшому участку защитного стекла с улучшенными оптическими свойствами, за которым размещается дисплей с прозрачными катодом и анодом.

подэкранная камера смартфона

На данный момент у такого решения есть свои недостатки. Во-первых, камеру под выключенным экраном можно заметить при любом освещении. А на ярком свете камера будет хорошо видна даже во время работы экрана.

И во-вторых, невозможно сделать дисплей полностью прозрачным, из-за чего качество снимков необходимо улучшать с помощью вычислительной фотографии.

Какие перспективы у этой технологии?

Как только появились первые сканеры отпечатков пальцев под экраном, мы писали об очень плохом качестве их работы. Но всего за один год эта технология так сильно улучшилась, что современные подэкранные сканеры работают не хуже емкостных.

Нет ни малейшего сомнения в том, что и технологию подэкранных камер очень быстро улучшат до приемлемого качества и мы получим массу преимуществ.

Прежде всего, это большой экран без вырезов и рамок. Конечно, современные моторизированные камеры уже предлагают подобное. Но, с новой технологией можно будет удобно пользоваться разблокировкой по лицу, а также делать смартфоны полностью влагозащищенными.

Также компании смогут использовать более крупные сенсоры и линзы для повышения качества фотографий. Сделать это с вырезом в экране довольно проблематично, так как придется увеличивать и сам вырез, делая смартфон при этом менее удобным и привлекательным.

Когда ожидать первые смартфоны с камерами в экранах?

К сожалению, ни Xiaomi, ни Oppo не дают конкретного ответа на этот вопрос. Но, судя по демо-образцам и тому, как часто в последнее время об этом говорят представители компаний, речь не идет о далеком будущем.

Возможно, уже в начале следующего года или ближе к MWC 2021 мы увидим первые анонсы подобных смартфонов.

Редакция Deep-Review ([email protected])

P.S.

Мы открыли Telegram-канал и сейчас готовим для публикации очень интересные материалы! Подписывайтесь в Telegram на первый научно-популярный сайт о смартфонах и технологиях, чтобы ничего не пропустить!

Понравилась статья? Поделитесь с другими:

  • 1

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии…

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Характеристики ZTE Axon 20 5G

Дисплей 6,92 дюйма AMOLED, Full HD+ (1080×2460), 90 Гц, 10-бит
Процессор Qualcomm Snapdragon 765G
Графический ускоритель Adreno 620
Оперативная память 6/8 ГБ
Внутренняя память 128/256 ГБ, расширяемая с помощью карт microSD
Система и ПО Android 10 с MiFavor 10.5
Основные камеры 64-МП, f/1,8, PDAF + 8-МП, f/2,2 ультраширокая + 2-МП макрокамера + 2-МП сенсор глубины
Передняя камера 32-МП, под дисплеем, f/2,0
Связь и подключения Двухдиапазонный Wi-Fi 11ac, Bluetooth 5.1, GPS, NFC, 5G, двойная Nano-SIM, USB-C
Датчики Сканер отпечатков пальцев (на экране), акселерометр, гироскоп, приближения, компас
Аккумулятор 4220 мАч, быстрая зарядка 30 Вт
Размеры и вес 172×78×8 мм, 198 г
Цена 450 $ (33 000 р.)

Особенности и отличия

Все производители смартфонов стараются сократить пространство для фронтальной камеры. Мы уже видели небольшие вырезы, крохотные отверстия, выдвигающиеся камеры, но, в ZTE Axon 20 5G впервые используется технология, которая должна в ближайшие годы стать повсеместной – камера под дисплеем.

С технической точки зрения, реализовано решение довольно сложно: речь идёт о нескольких прозрачных слоях экрана и специальных пиксельных матрицах. Суть в том, что вместо фронтальной камеры вы будете видеть небольшой пикселизированный блок. Чтобы всё работало как надо, для этого блока (прямоугольника), ZTE пришлось использовать пиксели другого размера. Из-за того, что детализация на элементе ниже, область особенно заметна при просмотре видео.

Видимость блока зависит и оттого, что отображается на экране. На светлом фоне элемент будет заметен больше, чем на тёмном. Неудивительно, что все стандартные обои Axon 20 5G постепенно переходят в чёрные оттенки, в верхней части. Назревает вопрос: разве такая же ситуация с цветом фона не была у смартфонов с отверстиями? Лучше ли такое решение от ZTE?

Однако, вырезы или отверстия блокируют область экрана полностью, когда пикселизированный блок делает это частично. Иногда кажется, что он отвлекает не меньше вырезов, но, на деле всё не так и к подобному решению нужно просто привыкнуть.

ASUS Zenfone 6

Чем хорош этот смартфон кроме экрана без вырезов и дырок

Редкий, но очень интересный смартфон. Начнем с того, что у него батарейка на 5000 мАч и чипсет Qualcomm Snapdragon 855 – топовое решение предыдущего поколения (и сегодня оно также остается очень мощным). Корпус стеклянный, 3,5-мм разъем имеется – это большая редкость для флагманов двух последних лет. С камерами ситуация та же, что и в случае Galaxy A80: для автопортретов используются тыльные модули на шарнире, так что качество этих самых автопортретов максимально высокое.

Не надо дырок: 7 смартфонов с нормальными экранами без вырезов и отверстий

С чем придется смириться

Экран у ASUS Zenfone 6 выполнен по технологии IPS, тогда как для флагманов нормой являются AMOLED-матрицы (впрочем, есть немало людей, которым IPS нравится больше). Еще у Zenfone 6 всего две задние камеры, что для смартфона за такие деньги маловато. Наконец, опять вспомним Galaxy A80, поскольку у Zenfone 6 есть такой же недостаток. Все эти крутящиеся-вертящиеся компоненты являются узким местом и снижают надежность устройства в целом (обычные выпрыгивающие камеры тоже, но в куда меньшей мере).

ASUS Zenfone 6

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: