深圳湾 · 2021年08月05日

手机大厂押注屏下摄像头,军备竞赛打响

自从苹果在 2017 年将刘海屏引入 iPhone X 后,就给了其他手机厂商在全面屏和前置摄像头上很多「创新」的机会。

其后的几年间,我们看到手机厂商推出的各式各样的屏幕方案:水滴屏、挖孔屏、带有双前置摄像头的药丸屏,

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或通过弹出式、旋转式、滑动式、分离式的摄像头方案实现的全面屏等等,其共同目标都是希望提升全面屏的屏占比。

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但正如我们看到的,这些方案并不完美。手机屏幕就这么大点区域,又要显示、又要拍摄,无论是在元器件选择还是结构方案上,都少不了博弈和折中,最后带来的体验自然也就差强人意。

相比之下,屏下摄像头方案因其操控自然,同时不破坏屏幕完整性,而逐渐受到手机厂商的青睐。这些年,包括华星光电、京东方、维信诺、三星等屏幕厂商,都在该领域耕耘,不断推进着显示和拍摄的二元统一。

寻求创新的手机厂商也迫不及待地推进着新技术的商业转化。

7 月 27 日,中兴手机与维信诺联合发布了第二代的屏下摄像头手机 Axon 30。手机摄像头置于屏下,屏幕也是完整的全面屏。

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在第一代屏下摄像头方案的基础上,通过算法实现屏下摄像头区域与屏幕其他区域更加一致的显示性能,同时还有更强的芯片助力。最终,前置摄像头上方显示区域分辨率实现了由 200ppi 到 400ppi 的突破。

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而 8 月 4 日一大清早,OPPO 就撒出了官宣,发布了耗时两年研发的第三代屏下摄像头技术。OPPO 宣称:

屏下摄像头已不是全新技术,但创新的像素排列、极窄的透明走线、OPPO 自研 AI 算法集等一系列前沿探索,成就了屏幕显示与屏下成像二者兼得的 OPPO 下一代屏下摄像头技术。

在结构设计上,OPPO 的新方案缩小了前置摄像头区域的像素尺寸,以此来实现更高的 400ppi 像素密度。与此同时,采用了新的 1:1 的像素电路与像素比例,以更精确地控制显示屏,而透明布线和新的制造工艺将布线宽度减少了 50%,两相结合能进一步提升视觉效果。

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OPPO 的单像素驱动电路设计在结合算法补偿后,能够做到小于 2% 的亮度差、小于 0.8 的 JNCD(JNCD 是衡量屏幕色彩准确度的标准,通常来讲,其数值越小代表颜色显示越准确)。在看电子书、浏览新闻网页等场景下,小字型、纹理细节等都会有更好的显示效果。

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至于拍摄功能,OPPO 改善了 AI 算法,让其屏下摄像头方案拥有了更智能的防衍射、HDR 和自动白平衡校准功能。

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在攻克了显示屏像素密度和实际成像的可用性问题后,OPPO 下一步准备「在硬件设计和算法处理上继续研发」,最终目标是为消费者带来「沉浸感更强、基于屏下摄像头系统的真全面屏体验」。

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不过,现阶段 OPPO 只是在原型机上进行了演示,并公布了一些拍摄样张,但并没有公布新手机的量产规划。业内人士称,OPPO 采用的是京东方的屏下摄像头方案,OPPO 将在明年推出这一方案的量产机型。

同一天里,小米也做了官宣,新手机 MIX4 将会在 8 月 10 日的雷军年度演讲中发布。据悉,小米 MIX4 也将采用屏下摄像头方案,而小米的合作供应商为华星光电

此外,预计 8 月 11 日将要发布的三星新一代折叠屏手机 Galaxy Z Fold3 也将采用三星自己的屏下摄像头方案。

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据市场调研机构 Counterpoint 8 月 4 日推出的对屏下摄像头手机的预测数据,在接下来的几年里,采用屏下摄像头方案的智能手机出货量将大幅提升,2022 年将超过 1000 万部,2025 年将超过 1 亿部。

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然而,虽然越来越多的厂商杀入该领域,并开始推出新的解决方案,屏下摄像头的大规模商业化仍面临挑战。几项比较关键的影响因素:

1、 厂商对于新材料、新工艺制程、新算法的探索,使早期的显示屏成本大幅提升。比如,中兴第一款屏下摄像头手机 Axon 20,其屏幕成本占了总成本的一半,而第二代手机的成本更高。

2、 屏下摄像头的量产还不成熟,在接下来的爬坡进程中,厂商的收益率较低,供应能力也受限。早期,屏下摄像头还只能是旗舰手机的专属。

3、 尽管目前厂商宣称,屏下摄像头区域的屏幕像素密度获得了提升,但实际显示效果仍然存疑,尤其是在追求极致体验的高端消费市场,更不允许有瑕疵。

4、 屏下摄像头解决方案一旦普及,它所涉及的生态链厂商将经历一次重组,厂商之间的配合度也将有更高的要求。

基于以上的分析,预计在 2023 年前,屏下摄像头方案都难以进入大众市场。

当然,也有不买单的。比如 vivo、iQOO 和魅族很可能选了另一条隐藏式摄像头方案。

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另有传言称,苹果的屏下摄像头手机很可能在 2024 年推出,届时,技术将更加成熟,消费市场所担忧的显示和图像质量问题,将彻底解决。





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