京东方供屏!OPPO推出新一代屏下前摄,完美平衡屏幕显示与影像效果

CINNOResearch 2021-08-04 18:56


源 :雷科技、新浪电子杂志


8月4日,OPPO正式展示了其下一代屏下摄像头解决方案。该方案通过多项硬件创新与自研算法的结合,突破性解决了传统屏幕结构与工艺、屏下区域显示质量、屏下摄像头成像效果,以及屏幕使用寿命等全行业面临的传统技术难题,将不打孔、无瑕疵的全面屏效果提升到了新的水平。


在显示方面,OPPO下一代屏下摄像头解决方案引入了一系列屏幕结构设计与AI算法集层面的技术创新:

01/ 创新屏幕像素排列

在保持原有像素数量的情况下,OPPO通过调整显示像素体积,同时实现了屏下区域400PPI的物理和显示像素密度。


02/ 透明走线与设计调整

OPPO采用创新的透明走线替代了传统屏幕走线,以精细的工艺和设计调整将走线宽度减小了50%。让屏幕效果更加细腻。


03/ 显示精度、亮度与色准控制

相较于目前行业主流以“单像素电路驱动两个像素”的方案,OPPO通过定制专用屏幕,采用“单像素电路驱动单个像素”,再加上精准的显示算法补偿,将全屏色度差和亮度差都精确控制在2%以内。

因此,在电子书、新闻客户端和地图导航等日常场景中,它都能支持更小号字体的精细显示,更好地保留纹理细节和色彩信息,让用户几乎感受不到任何视觉差异,享受更一体化、更沉浸的观看体验。

04/ 使用寿命提升

得益于“单像素电路”的全新方式,以及与专用的调优算法,OPPO全新一代屏下摄像头解决方案可对屏下区域进行补偿,将屏幕使用寿命提升高达50%。OPPO表示,他们利用“单像素电路”的方式,也就是OPPO宣传的“一拖一”技术,配合专门的调优,按照OPPO的说法,至少能用三年。



事实上,使用屏下摄像头技术的屏幕分辨率多数都徘徊在1080P左右,高分辨率还不能实现屏下摄像头技术。这块OLED屏幕来自京东方,目前,商用屏下摄像头技术的手机屏幕基本来自京东方或者维信诺。


然而,由于屏幕采用比较特殊的像素排列,等效像素的折损相对会更厉害。也就是说,官方宣称的400PPI,折损之后大概在280PPI左右,还不及视网膜标准的326PPI。


2019 年年底的未来科技大会上,OPPO 展出第一代屏下摄像头的改进版样机,其搭载了第一代屏下摄像头技术方案的优化升级版本,前置摄像头的区域更小,隐藏的更好,不仔细看很难发现,值得一提的是,这款演示机还采用了无开孔、无实体按键。

右侧为前一代屏下摄像头测试机

2020 年上半年,OPPO 率先提出“1 拖 2”的屏下摄像头技术方案,这也是 OPPO 的第二代解决方案。此外,OPPO 在 2020 年首次向国际电工委员会电子显示技术委员会(IEC)提交了屏下摄像头的标准提案。


2020年下半年,演进到第三代。OPPO和BOE通过减小屏下区域像素体积和形状的方式,将单个像素的形状变为圆型或椭圆,从而让屏下区域的像素密度和其他区域一样,均为400PPI,显示模糊的问题基本得到解决。为了解决这一小块区域复杂的布线与边缘像素结合的问题,还是延用了方型打孔,但缺点是未熄屏状态下,这一小块区域还是很容易和周围区分开来,被人发现,隐藏得不够好。



那么,对比已经友商已经商用的技术,OPPO的屏下摄像头技术有什么样的不同和优势呢?

首先,是OPPO通过像素排列的设计,保持单个像素面积不变,电流密度提升一倍,同时精调细节,这样就可以让屏下摄像头区域和正常区域的差值控制在2%以内,更加让大家找不到屏下摄像头在哪里了。

其次,还是为了解决显示一致的问题,OPPO屏下区域的像素都做了单独的像素亮度算法补偿,让屏下区域的均匀性得到保证,从而在像素面积减小的前提下,还能达成相同的亮度,解决“抹布”问题;第三,OPPO不仅仅做了驱动电路的外移和走线的透明化,更是将屏下区域1000多个像素的电路做了缩小化,1000多条走线的宽度只有2μm,像素电路密度达到了420PID,这几乎已经是当前业界屏幕制程工艺的极限,连OLED领域一哥三星都做不到。


在摄像头方面,为了解决屏下摄像头区域屏幕透光率不足所带来的拍照模糊、眩光等典型问题,OPPO美研所通过自研AI影像算法集,包括去衍射、HDR、AWB等一系列独特算法,大幅度提升成像质量。同时,OPPO还通过包含数万张照片的数据库持续训练AI去衍射算法模型,有效控制光源中的衍射问题,为用户实现更清晰、自然的拍照效果。

在全面屏时代,市场对智能手机更高屏占比的需求不断提升,OPPO也在产品形态的创新上从未停下脚步。自2018年启动对屏下摄像头的研发以来,迄今已三次迭代其技术解决方案,累计申请200余项屏下摄像技术相关专利。并且早在2019年上海MWC上,OPPO就首次展示了屏下摄像头技术,并在一定程度上攻克了屏幕透光率和拍照效果的难题。

OPPO的工程师强调了这一次OPPO的屏下摄像头在像素排布和像素驱动,都保持了400PPI。可以算的上是真正的400PPI。而目前行业主流做法是,用2.5μm的线宽做280PPI的像素驱动,在像素排布上采用400PPI。这也能解释为什么在显示效果上来说,OPPO的屏下摄像头区域显示的要更加细腻,除非凑近非常仔细地观察,才能发现屏下区域那一点点的不同。

在OPPO屏下技术的演进规划中,还有很多值得期待的东西。OPPO的工程师计划和BOE一起,对OLED显示屏各层的材质、结构做进一步的改良。比如现在OLED黄色的基底层,通过材质改进,将其变为透明的,就可以将这层的透光率从当前的70%提升到90%以上;偏光层、负极层也有改进空间,比如将现在一体化的负极层也做像素化,从而进一步提升这层的透光率。OPPO的目标,是将目前第四代方案15%左右的透光率,最终提升到40%以上,如此一来,前置影像模组就能有更好的表现。

OPPO还表示,未来计划在自研算法、屏幕结构设计与定制等方面进一步深入研发,继续优化其解决方案,达到屏幕显示与影像效果兼得的沉浸式全面屏体验。这让我们更加期待这项技术最终的量产落地。

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