Решения по улучшению пропускания камеры под дисплеем: углубленный анализ новых материалов и технологий компоновки

По мере того, как смартфоны с полным экраном становятся все более распространенными, технология камеры под дисплеем становится центром внимания в отрасли. Суть современных технологических достижений заключается в улучшении пропускания камеры при сохранении целостности экрана. В этой статье будут рассмотрены новейшие решения как в области применения новых технологий, так и в области пиксельной компоновки.

Традиционные экраны состоят из нескольких слоев, включая пиксельные блоки, подложки, цветные фильтры, через которые должен пройти свет, чтобы достичь камера сенсор. Однако эмиссионный слой и блокирующий слой OLED-экранов поглощают часть света, в результате чего коэффициент пропускания составляет всего 30–40%, что напрямую влияет на качество изображения. Поэтому для повышения коэффициента пропускания необходимы прорывы как в области светопропускания, так и в области структурного проектирования.

Прозрачная технология OLED: в традиционных экранах OLED металлические электроды блокируют свет. Прозрачные OLED заменяют металлические электроды на оксид индия и олова (ITO) и оптимизируют материалы эмиссионного слоя, увеличивая пропускание до 60%-70%. Например, последняя технология Samsung «ClearView» использует нанопрозрачные электроды и упаковочные материалы с высокой пропускаемостью, чтобы обеспечить более свободный путь для области камеры, сохраняя при этом яркость экрана.

Наномасштабное оптическое покрытие: Покрывая поверхность экрана наномасштабным диоксидом кремния или оксидным покрытием, можно уменьшить отражение света и повысить пропускаемость. Тесты, проведенные в лаборатории Huawei, показывают, что эта технология может улучшить пропускаемость на 8–12%, а также обеспечивает устойчивость к отпечаткам пальцев и царапинам.

Микролинзовый массив: внедрение микролинзового массива между экраном и датчиком может рассеивать свет на датчике. Патент Apple показывает, что технология MLA может увеличить эффективную пропускаемость более чем на 20%, значительно улучшая изображение, особенно в условиях низкой освещенности.

Расположение шахматной доски (Check Pattern): традиционное «ромбовидное расположение» меняется на чередование черных и белых пикселей в области под экраном, уменьшая площадь блокирующего слоя. Xiaomi MIX использует эту схему, которая увеличивает пропускание до 55%, но есть проблема снижения разрешения.

Конструкция с прозрачными отверстиями Honeycomb: технология V "Invisible Screen" использует гексагональную матрицу прозрачных отверстий, увеличивая площадь пропускания при сохранении плотности пикселей. В сочетании с динамическим алгоритмом пикселей пропускание может достигать 65% и поддерживать разрешение 4K.

Технология динамической регулировки пикселей: система Clear Sight от Qualcomm может автоматически регулировать состояние пикселей в области камеры в зависимости от окружающего освещения: при съемке отключается эмиссионный слой и включается режим пропускания, а когда съемка не производится, дисплей возвращается в нормальное состояние. Тестовые данные показывают, что эта технология может мгновенно увеличить пропускание до 80%, но для этого требуется поддержка чипа с высокой производительностью.

Повышение чувствительности сенсора: сенсоры нового поколения, такие как IMX989 от Sony, улучшают освещенность на 30% за счет технологии слияния четырех пикселей, косвенно решая проблему недостаточного пропускания света.

Конструкция оптического пути под дисплеем: технология «Light Path» от OO использует преломляющие призмы для направления света к боковым датчикам, обходя препятствия на экране, достигая коэффициента пропускания более 90, но для этого требуется перепроектировать структуру корпуса.

В настоящее время наивысший коэффициент пропускания в отрасли превысил 75%, но все еще предстоит решить проблему баланса между яркостью экрана и коэффициентом пропускания. В будущем применение материалов с квантовыми точками и гибких датчиков может еще больше повысить производительность. Однако стоимость и стабильность массового производства остаются ключевыми барьерами для внедрения технологии.

Улучшение пропускания камеры под экраном является всеобъемлющим достижением оптического дизайна в области материаловедения и оптимизации алгоритмов. Ожидается, что с итерацией технологий полноэкранные мобильные телефоны достигнут пропускания более 90% к 2026 году, действительно устранив визуальную фрагментацию «экрана с дыроколом».