¡Adiós piercings y flequillos! La "guerra secreta" de las cámaras bajo la pantalla
Desde la segunda mitad del año, se han lanzado uno tras otro ZTE Axon30 5G, Xiaomi MIX 4, Samsung Galaxy Z Fold 3 y otros teléfonos inteligentes con funciones de cámara debajo de la pantalla, y nuevos productos de OPPO y vivo también han llegado uno tras otro. Apple y Huawei también han presentado patentes relacionadas antes... Las cámaras debajo de la pantalla están en vísperas de un brote.
Si el iPhone de Apple. La primera solución tecnológica de cámara debajo de la pantalla del mundo y el primer teléfono con cámara debajo de la pantalla producido en masa se producen en China.
Con base en la innovación colaborativa y la investigación y el desarrollo, los fabricantes de paneles nacionales y los fabricantes de teléfonos móviles han tomado una posición C en términos de cámaras debajo de la pantalla y también han ocupado ventajas de pioneros en tecnología y mercado. Como principal contribuyente innovador a la tecnología de cámaras debajo de la pantalla, los fabricantes de pantallas desempeñan un papel clave en esto. A juzgar por el rendimiento de los productos lanzados, incluso se puede decir que la tecnología de pantallas de China ha liderado la dirección y el proceso de innovación mundial por primera vez.
¿Cuáles son las aplicaciones y perspectivas de mercado de la tecnología de fotografía fuera de pantalla? ¿Cuáles son las dificultades técnicas? ¿Cómo se abren paso los fabricantes nacionales? ¿Qué impacto tendrá en la cadena industrial? Centrándose en estos temas, Wang Jiwei visitó a personas relevantes y discutió la innovación y el avance detrás de la tecnología de cámara debajo de la pantalla.
El mercado exige pantallas integrales
Para lograr la integridad de la pantalla, desde los primeros escáneres de huellas dactilares debajo de la pantalla hasta bordes estrechos, desde golpes rectos hasta perforaciones y gotas de agua. , los fabricantes de teléfonos móviles han creado "bordes negros" y "mentón", la cámara frontal se ha convertido en el único "grillete".
Algunos fabricantes han intentado solucionar el problema mediante tapas deslizantes y elevadores mecánicos, pero esto también ha traído problemas como que la carrocería es voluminosa y propensa a fallar.
El deseo de los consumidores por pantallas completas es urgente. Un informe de una encuesta de consumidores publicado por ZTE Mobile muestra que dos tercios de los encuestados quieren tener un teléfono móvil de pantalla completa y el mercado tiene una alta aceptación de los teléfonos móviles de pantalla completa.
La búsqueda de los fabricantes de teléfonos móviles, o la esperanza de los consumidores, es en realidad que la "pantalla completa" pueda volver realmente a su esencia y verdadera definición, que es una pantalla completa.
Este anhelado deseo se hizo realidad el año pasado cuando ZTE lanzó el Axon 20, el primer teléfono con cámara debajo de la pantalla del mundo. Como resultado, la era de la "verdadera pantalla completa" ha comenzado oficialmente.
En opinión de un analista de la industria de la telefonía móvil, la tecnología de fotografía debajo de la pantalla es prometedora. Por un lado, existen puntos débiles en la demanda del mercado y la solución anterior destruyó la integridad de la pantalla hasta cierto punto.
Por otro lado, la configuración del hardware de los teléfonos móviles es cada vez más similar, y la innovación en la pantalla se ha convertido una vez más en el foco de la competencia entre los fabricantes de teléfonos móviles, como los altos píxeles y la alta actualización. Las tarifas La aparición de la tecnología de cámaras debajo de la pantalla se ha convertido en el foco de la competencia para los fabricantes de teléfonos móviles y da forma a la diferenciación y el marketing como puntos clave de venta.
“Una vez que madure la tecnología de las cámaras fuera de la pantalla, la competencia entre los fabricantes de teléfonos móviles en la pantalla entrará en una nueva etapa, especialmente ahora que los fabricantes de teléfonos móviles generalmente construyen ecosistemas en torno a los teléfonos inteligentes con pantallas grandes. "Los teléfonos inteligentes. En ámbitos como los wearables, las pantallas desempeñarán un papel cada vez más importante", afirmó.
Este año se considera el primero en que se realizarán fotografías debajo de la pantalla en teléfonos inteligentes. Desde la segunda mitad del año, ZTE, Xiaomi y Samsung han lanzado sucesivamente teléfonos con cámara debajo de la pantalla, y pronto también se lanzarán productos relacionados de OPPO y vivo. La guerra de las cámaras debajo de la pantalla entre los fabricantes de teléfonos móviles se está calentando poco a poco.
Según el análisis de CINNO Research, una organización de investigación de la industria, a medida que la solución de fotografía debajo de la pantalla continúe mejorándose e iterándose, se convertirá en las dos tecnologías principales en el mercado futuro junto con la punzonadora. solución de agujeros. CINNO predice que para 2023, el volumen de envío de teléfonos inteligentes con cámaras debajo de la pantalla rondará el 5%, lo que representa un espacio de mercado de 30 a 40 millones de unidades.
“En comparación con los 1 o 2 años anteriores, desde el lanzamiento de muescas, pantallas en forma de gota de agua y pantallas perforadas hasta representar alrededor del 50% del mercado, las soluciones de cámaras debajo de la pantalla todavía están sujetas a complejidad técnica. "
Desafío momentáneo
A partir de 2019, OPPO, vivo, Xiaomi y otros fabricantes han demostrado la tecnología de fotografía debajo de la pantalla. No fue hasta septiembre del año pasado que ZTE lanzó el Axon 20, el primer teléfono con cámara debajo de la pantalla producido en masa del mundo, lo que marca la verdadera implementación de la tecnología de cámara debajo de la pantalla.
La razón por la cual la tecnología de fotografía debajo de la pantalla no se ha resuelto de manera efectiva antes es principalmente porque no puede resolver de manera efectiva la contradicción más obvia entre la "transmisión de luz (imagen)" de la pantalla en los teléfonos inteligentes.
Para mejorar la calidad de la visualización, el aumento de píxeles reducirá la transmitancia de la luz y afectará la calidad de imagen de la cámara frontal. Si se aumenta la transmitancia de luz, aparecerá una "ventana de pantalla" en el área de la cámara frontal, lo que afectará la consistencia de la pantalla y hará imposible ocultar completamente la cámara frontal.
Por ello, el área de la cámara frontal de unos pocos milímetros cuadrados se ha convertido en un bastión para la investigación y el desarrollo tecnológico.
Nota de imagen: OPPO demostró tecnología de fotografía fuera de pantalla: pantalla panorámica transparente en 2065 438+09 MWC.
Desde 2019, OPPO ha lanzado varias pruebas de cámaras debajo de la pantalla, con el objetivo de lograr una pantalla 100% completa.
Subtítulo: Recientemente, la tecnología de fotografía fuera de pantalla se demostró en la Conferencia Future Imaging Technology celebrada por OPPO.
Esta área llamada "subpantalla" es diferente a una pantalla tradicional. En comparación con la transmitancia de la pantalla perforada de más del 85%-90%, la transmitancia óptica del área de la pantalla secundaria es actualmente solo del 20%.
Zhou Hua, analista jefe de CINNO Research, dijo que la tecnología de cámaras fuera de pantalla enfrenta tres desafíos principales:
En primer lugar, la conducción de píxeles con diodos emisores de luz orgánicos requiere una gran cantidad de TFT. dispositivos y rastros de metal. El tamaño y la cantidad de dispositivos determinan la transmitancia de la pantalla en el área de la cámara frontal.
En segundo lugar, la estructura de los diodos emisores de luz orgánicos es compleja, con más de una docena de capas, y la transmitancia de luz de cada capa no es del 100%. La superposición de múltiples capas tiene un cierto impacto en la transmitancia de la luz, especialmente porque el sustrato de PI flexible actual sigue siendo un material amarillo, lo que tiene un gran impacto en la obtención de imágenes.
En tercer lugar, debido a que los espacios entre los subpíxeles de la pantalla son pequeños, la luz se divide en una cuadrícula. Al mismo tiempo, cuanto más se divida la luz, más obvias serán las ondas de luz lineales que se difractarán en bandas de luz, lo que eventualmente afectará el efecto de preimagen, especialmente el desenfoque de los bordes del retrato. Por tanto, la existencia de píxeles conduce al inevitable problema de difracción de la luz.
Lo anterior es solo un problema causado por dos pantallas de diferentes materiales, y dado que estas dos pantallas diferentes son diferentes en diseño, estructura y método de conducción, teniendo en cuenta los requisitos de espacio y el costo del control de apilamiento de módulos. requiere el uso de un controlador IC para lograr consistencia en el rendimiento, como el color, el brillo y la frecuencia de las pantallas principal y auxiliar bajo diferentes estructuras, voltajes y corrientes.
“Es difícil lograr un efecto de visualización consistente sin dejar que la gente sienta la existencia de esta subpantalla, al igual que tienes dos instrumentos musicales diferentes, como un saxofón y un piano, y luego dejas que la gente. escúchalo. Si se ve igual, entonces esta depuración será muy difícil", dijo Lou Junhui, ingeniero jefe de tecnología de cámara debajo de la pantalla de Visionox.
El difícil camino hacia la innovación
En palabras de Wang Jisi, ingeniero jefe de planificación de pantallas de ZTE, “La investigación y el desarrollo de la tecnología de cámaras debajo de la pantalla es un proceso extremadamente cruel .”
Este tipo de "tortura" se refiere a la selección constante de soluciones equilibradas a los problemas en "Display-Light Transmission".
Por ejemplo, en una solución que reduce la cantidad de píxeles y aumenta la transmisión de luz, el PPI del área de la cámara frontal debajo de la pantalla se reducirá y es necesario aumentar la potencia en esta ubicación para lograrlo. el mismo brillo visual que otras ubicaciones, por lo que esta tecnología tiene ciertos requisitos para el material de los subpíxeles, la solución para mantener el número de píxeles aumenta la transmitancia de luz al reducir el área de cada píxel, pero los píxeles en la parte inferior; -El área de la pantalla se reduce y la potencia aumenta, lo que también plantea ciertos requisitos sobre la vida útil del material.
Las dos soluciones anteriores no solo son propensas a quemar la pantalla y reducir la vida útil, sino que tampoco pueden resolver eficazmente el problema de la difracción de la luz.
Por lo tanto, la solución principal actual al problema de los píxeles es utilizar dispositivos TFT y tecnología de cableado para conducir cuatro grupos de píxeles a través de un grupo de TFT sin reducir la capa emisora de luz y mejorar la transmitancia de la luz mientras se satisface la no -Buena calidad de imagen. Se puede lograr un efecto de visualización consistente cuando sea necesario, y habrá ligeras diferencias reales cuando se cumplan los requisitos de calidad de imagen fina.
Por otro lado, para resolver el problema de transmisión de luz del material de visualización en el área de la cámara frontal, cambiamos principalmente el material de visualización (a un material con alta transparencia) garantizando al mismo tiempo que el brillo y El color es consistente con la pantalla principal, como los ánodos transparentes, sin agregar polarizadores, introducir PI transparente, y los materiales de reemplazo deben producirse en masa.
Lo anterior pertenece principalmente al ámbito de los fabricantes de paneles para solucionar problemas.
Este aspecto del trabajo lo realizan principalmente los fabricantes de teléfonos móviles. Es decir, mediante la combinación de la selección del hardware de la cámara frontal y algoritmos de desarrollo propio, puede alcanzar un nivel de fotografía cercano al de los teléfonos móviles normales.
Por lo que se puede observar que la visión de las cámaras bajo pantalla es buena, pero implica mucha innovación tecnológica y pertenece a la ingeniería de sistemas. Requiere mucha investigación y desarrollo colaborativos por parte de los fabricantes de paneles y teléfonos móviles, y se necesitan muchas iteraciones para superar esta barrera técnica. Después de resolver los problemas técnicos, la producción en masa, el rendimiento y los costos se han convertido en las "ciudades ideales inferiores" que deben superarse.
Entre los diversos teléfonos móviles lanzados y exhibidos actualmente que utilizan tecnología de cámara debajo de la pantalla, el lanzamiento de ZTE Axon 20 y ZTE Axon 30 continúa manteniendo la ventaja de ser el primero en actuar, confiando en la tecnología de cámara debajo de la pantalla. proporcionada por la solución Visionox, que también es la primera solución del mundo en lograr la producción en masa.
Nota de la imagen: Xiaomi lanzó la tecnología de “pantalla oculta” en 2019.
Ilustración: El efecto de cámara fuera de pantalla de Xiaomi en 2020.
Nota de la imagen: el 10 de agosto, se lanzó Xiaomi MiX 4, que utiliza una solución de cámara debajo de la pantalla.
El MIX 4 de Xiaomi utiliza la solución CSOT, pero el presidente y director ejecutivo de Xiaomi, Lei Jun, declaró públicamente en la conferencia de prensa que debido a que la pantalla flexible 3D utiliza tecnología fuera de la pantalla, la tasa de rendimiento de la pantalla es baja y el costo es alto. . Según Wang Jiwei, las tiendas fuera de línea de MIX 4 planean recoger los productos en septiembre.
La solución de cámara debajo de la pantalla de OPPO es una colaboración con BOE, pero aún no se ha lanzado ningún producto comercial.
¿Qué tecnología de pantalla es más potente?
En la actualidad, entre las muchas soluciones tecnológicas de cámaras debajo de la pantalla, la industria considera la solución adoptada por ZTE y Visionox como una solución relativamente madura y convencional.
La tecnología patentada más importante de esta solución es el uso de un diseño de matriz "uno para muchos" en el área de la cámara frontal (subpantalla), es decir, "un circuito de control de subpíxeles". impulsa otros subpíxeles del mismo color al mismo tiempo”, lo que puede simplificar el diseño del cableado del área transparente, mejorar en gran medida la transmitancia y hacer posible la producción en masa de tecnología de cámara debajo de la pantalla. Se entiende que esta tecnología es la tecnología patentada subyacente más crítica para la "fotografía debajo de la pantalla" y también es la única forma de abrirse paso en la producción en masa bajo las condiciones técnicas existentes.
"En comparación con la solución 'uno a uno' lanzada por otros fabricantes de la industria, el diseño de matriz 'uno a muchos' rompe con la arquitectura de controlador existente y requiere creatividad. El motivo de elegirlo es buscar el equilibrio óptimo entre efecto y producción en masa", enfatizó Lou Junhui.
Como principal impulsor de la producción en masa de cámaras bajo pantalla, Visionox ha sido poco conocida entre bastidores. No fue hasta hace poco que Visionox subió al escenario por primera vez para revelar el núcleo de su cámara. Tecnología de cámara debajo de la pantalla.
Además de ser pionera en el diseño de "una unidad y múltiples conjuntos", según Lou Junhui, la tecnología de cámara debajo de la pantalla de Visionox también fue pionera en características centrales que incluyen configuraciones de borde de circuitos de unidad de píxeles y electrodos en forma de serpiente. Soluciones de cableado La invención simplifica el cableado en la pantalla secundaria, suprime el fenómeno de difracción y mejora la claridad fotográfica de la cámara.
Zhou Hua, analista jefe de CINNO Research, dijo que la solución de tecnología debajo de la pantalla más madura en la actualidad debería ser la tecnología debajo de la pantalla en la que actualmente cooperan Visionox y ZTE, incluidas tecnologías similares utilizadas por Xiaomi. Zhou Hua cree que esta tecnología debería convertirse en la tecnología principal para la fotografía debajo de la pantalla en el futuro.
Desde 2006, Visionox ha estado realizando investigaciones sobre pantallas transparentes, incluidas PMOLED y HUD. A partir de 2017, Visionox comenzó a explorar la tecnología de cámaras debajo de la pantalla. De acuerdo con la solución actual de cámara debajo de la pantalla, experimentó la solución PMOLED + AMOLED en 2018, la solución semi-AMOLED + AMOLED en 2019, la solución de bloque de color de pantalla transparente en 2019 y la solución de ánodo pequeño de pantalla transparente en 2019. .
Subtítulo: InV see Pro, la solución de cámara debajo de la pantalla de próxima generación producida en masa de Visionox, se demostró en la Conferencia Mundial de la Industria de Display de 2021.
Debido a años de acumulación en los campos de diodos emisores de luz orgánicos y pantallas transparentes, Visionox tiene la mayor cantidad de autorizaciones de patentes y la primera cantidad de solicitudes de patentes en tecnología de cámaras debajo de la pantalla.
Esta es la razón por la que Visionox pudo lanzar con éxito InV see, la primera solución comercial producida en masa del mundo para tecnología debajo de la pantalla el año pasado, y lanzar la solución mejorada InV see Pro este año para lograr una resolución de pantalla secundaria. y La rápida iteración y mejora del rendimiento de la transmitancia continúan liderando el desarrollo de la tecnología de cámaras debajo de la pantalla. Según Wang Jiwei, la solución de Visionox es actualmente la solución de tecnología debajo de la pantalla con la iteración más rápida, la experiencia de producción en masa más rica, la tasa de rendimiento más alta y el costo general más competitivo.
¿Quiénes se beneficiarán de la cadena industrial?
Algunas personas en la industria dijeron que aunque la solución actual de fotografía debajo de la pantalla ha alcanzado un cierto nivel de madurez, todavía hay margen de optimización.
Por ejemplo, en términos de mejorar la transparencia, Wang Jisi dijo que el próximo objetivo de ZTE es aumentar la transmitancia de luz del 20% actual a aproximadamente el 30%, garantizando al mismo tiempo 400 píxeles por pulgada.
"Aunque es sólo una mejora del 10%, no es fácil. Debe coordinarse con la selección de la cámara y un mejor algoritmo de disparo para mejorar aún más la transparencia y suprimir la difracción", dijo Wang Jisi.
Además, la cámara debajo de la pantalla también integrará más tecnologías de detección debajo de la pantalla, como reconocimiento facial 3D debajo de la pantalla, detección de luz ambiental debajo de la pantalla, etc. , hará que los futuros teléfonos móviles estén más integrados.
Al mismo tiempo, la tecnología fuera de la pantalla sigue siendo compleja y costosa. Según Wang Jisi, el costo de la pantalla de la cámara debajo de la pantalla utilizada por ZTE es más de un 50% más alto que el de la pantalla perforada. En el futuro, el costo deberá reducirse aún más mediante una popularización a gran escala.
Como tecnología de plataforma básica, la tecnología de cámara debajo de la pantalla es la dirección de aplicación, ya sea una cámara debajo de la pantalla AMOLED de pantalla dura, una cámara debajo de la pantalla AMOLED flexible, una cámara flexible de alta gama cámara debajo de la pantalla, cámara debajo de la pantalla de tamaño mediano, etc. Se puede aplicar a computadoras portátiles, relojes inteligentes, pulseras inteligentes y otros productos.
“Para los escenarios de aplicación anteriores, Visionox puede proporcionar soluciones completas y tiene capacidades de desarrollo personalizadas completas basadas en las necesidades del cliente”.
Como tecnología innovadora, ¿qué impacto tendrá la tecnología de fotografía fuera de pantalla en la industria?
Lou Junhui dijo que hay cuatro oportunidades:
1. Materiales: dado que los materiales involucrados en la tecnología de las cámaras debajo de la pantalla son muy diferentes de las pantallas normales, existen nuevos materiales Chance. Por ejemplo, los materiales adhesivos transparentes tienen la oportunidad de sustituir a los materiales tradicionales con poca transparencia.
2. Chip: dado que la tecnología fuera de pantalla utiliza una pantalla principal y una pantalla secundaria, los controladores de las dos pantallas deben ser consistentes y el efecto de visualización debe ser consistente, lo que impone mayores requisitos al chip. Aunque es un desafío, es una oportunidad para los fabricantes de chips.
La tercera es la cámara: la cámara original es apta para agujeros ciegos o pasantes. Ahora, debido a la necesidad de adaptarse a pantallas transparentes, se necesitan nuevas cámaras para adaptarse.
En cuarto lugar, fabricantes de algoritmos: ahora hay una gran cantidad de fabricantes de algoritmos con cámaras debajo de la pantalla en la industria.
El proceso de comercialización se adelanta 2 años sobre lo previsto.
En comparación con las anteriores innovaciones tecnológicas integrales en pantalla, que fueron lideradas principalmente por fabricantes extranjeros como Apple y Samsung, los cambios en la tecnología de fotografía debajo de la pantalla fueron impulsados principalmente por China. ZTE, Xiaomi y OPPO se han convertido en los tres primeros fabricantes en producir en masa y anunciar tecnología bajo pantalla. Detrás de ellos, confían en soluciones de Visionox, CSOT y BOE.
Como se mencionó anteriormente, la fotografía fuera de pantalla implica muchas tecnologías, como materiales de pantalla, dispositivos de diodos emisores de luz orgánicos, diseño de matrices, algoritmos de conducción, etc., que son innovaciones sistemáticas.
Especialmente para los fabricantes de pantallas, esta innovación es extremadamente difícil. Cuando ni los clientes ni los fabricantes de materiales y equipos saben cómo será una "cámara debajo de la pantalla" real, los fabricantes de paneles deben diseñar su propia forma de producto, formular estándares, diseñar y desarrollar, comprar materiales y realizar pruebas, lo cual es difícil y arriesgado. .
“Cuando estábamos haciendo esta tecnología, no había muestras en el mundo, y ciertamente no había productos, por lo que no teníamos ninguna referencia. Nuestras supuestas soluciones eran todas nuestras propias ideas, y luego. Los probamos nosotros mismos. En ese momento, algunas personas realmente cuestionaron si se podía hacer. Al hablar con expertos extranjeros, clientes y la cadena industrial, todos fueron cuestionados y sintieron que la contradicción entre la visualización y la transmisión de luz no se podía resolver hasta ahora. Les mostramos la demostración... Si no hacemos esto, el proceso de comercialización de la tecnología debajo de la pantalla tomará al menos 1 o 2 años", dijo con franqueza Lou Junhui.
En este sentido, la tecnología de fotografía debajo de la pantalla es un reflejo de la fuerza de innovación tecnológica de los fabricantes de paneles nacionales.
En opinión de Li, analista jefe de la industria de pantallas de Jiwei Consulting, la innovación de los fabricantes nacionales de paneles y teléfonos móviles en la tecnología de fotografía debajo de la pantalla tiene una importancia rectora para la industria.
“Por un lado, desempeña el papel de cultivar la cadena de suministro y guiar a los clientes. La cadena de suministro tiene una dirección clara para optimizar el rendimiento del producto, y los clientes también pueden centrar más energía y recursos en productos que. son adecuados para los esfuerzos de los fabricantes de terminales. Por otro lado, una vez que el producto se produce en masa y se lanza con éxito, la investigación sobre su tecnología puede ayudar a la industria a evitar muchos desvíos, reducir los costos de prueba y error y centrarse en soluciones probadas. , lo que puede acelerar el desarrollo de la pantalla, la promoción y popularización de la tecnología", dijo Li.
(Revisión/Sami)