2月18日 小米第三代屏下摄像头的技术原理 以及如何实现小米的屏下拍照技术

分享一篇关于手机知识的文章给大家。相信很多朋友还是不太了解手机。随后边肖也在网上搜集了一些关于手机实时信息的相关知识与大家分享。希望大家看了能有所帮助。

今年大部分手机厂商都在聚焦120Hz高屏和超快充。明年各大厂商的主要技术肯定是屏下拍照技术。今天小米也公布了自己的第三代屏下拍照技术，那么屏下拍照技术是什么原理呢？用Xda边肖来看看吧。

首先，我们来看看离屏摄像头的原理：

特此，这里的屏下摄像头是指摄像头区域仍能正常显示，而显示器上的异形屏如水滴屏、刘海平等直接切出一部分显示区域来拍照的，不在讨论范围内。

首先，我们来看看手机显示屏的结构。下图我画了六层。从上到下分别是玻璃盖(也就是我们常说的外屏)、OCA胶、偏光片层、上玻璃、下玻璃、泡沫。

要把相机放在屏幕下面，同时相机要能拍照，也就是说相机上的透光率要比较高，一般在60%以上。如何实现这一点？

1.泡沫层是不透明的，必须穿孔。

2.下层玻璃本身是透明的，不需要打孔。

3.上层玻璃也是透明的，不需要开洞。

4.目前偏光片层的透过率大多在45%以内，达不到透过率要求，偏光片要打孔。

5.OCA胶层是透明的，不需要打孔。

6.玻璃盖板也是透明的，不需要开洞。

你以为你只要冲泡沫和偏光片就行了吗？太天真了！

如果我们去掉一个有机发光二极管显示屏的玻璃盖板、OCA胶和保护泡沫，只剩下上下玻璃和中间的发光层，那么我们用透过率仪测量，发现透过的光能只有不到6%。注意我图中光线的粗细，并注明光能。也就是说，有机发光二极管的发光层是不透明的。

嗯，我们的目的是让这个区域的发光层在拍照的时候正常显示，发光层在拍照的时候有比较高的透过率。我该怎么办？

我们先来看看发光层的结构，再来说说解决办法。如图所示，有机发光二极管的结构由以下几个层次组成：

阳极

空穴注入层(HIL)，

空穴传输层(HTL，空穴传输层)，

发射层(EML)，

电子传输层

阴极

通常有空穴阻挡层(HBL)、电子阻挡层(EBL)和覆盖层(CPL)。

阴极：

需要低功率材料作为有机发光二极管的阴极。使用低功函数的材料作为阴极，不仅可以提高电子注入效率，还可以降低有机发光二极管工作时产生的焦耳热，提高器件的使用寿命。比如常见的正极材料：金属元素：Ag、Al、Li、Mg、Ca、In等。单质金属活泼易氧化，导致使用寿命缩短。

此时，请回过头来看第一张图。在上玻璃和下玻璃之前，留有空白层。这一层通常被制成真空或填充惰性气体，只是为了防止电极和生物材料被氧化。三星通常的做法是充低压氮气。

阳极：

因为需要将空穴注入有机发光二极管，所以要求它具有高的功函数。通常选择薄而透明的ITO。

当电子和空穴结合激发生物材料发光时，发光的角度都有，而手机的显示屏只需要单面发光，所以阴极同步也要起到反射膜的作用，提高显示亮度。

根据一些文献，阴极和阳极之间形成谐振腔，可以调节光效率，提高光谱纯度。其实这种调节能力聊胜于无，所以有机发光二极管目前的发展方向还是在于从材料上提高发光效率和光谱纯度。

下面是在显微镜下拍摄的有机发光二极管的微观结构。每个小矩形代表一个像素，像素的分布和走线都可以看得很清楚。如上所述，测得的有机发光二极管透射率不超过6%，这主要是由迹线和电极的不透明反射层造成的。

从图中可以清楚的看到，反射电极的遮光占了很大的比重。有朋友提出是否可以把阴极做得更透明，可以去掉反射层的遮光。与透明有机发光二极管类似，它可以用作屏幕外摄像机。

但是手机上的透明有机发光二极管会带来显示亮度低，显示对比度降低，如下图的透明有机发光二极管所示。这种方案会造成摄像头区域的显示效果和正常区域的显示效果相差很大。

那么，小米采用了什么技术呢？

正常的有机发光二极管屏幕几乎是不透明的，因此要实现透明，必须在屏幕下方的相机区域采用特殊的像素排列。前两代技能

术，虽然初步实现了屏幕透明，但显示精度却略有妥协，屏下相机显示区域的像素密度只有普通显示区的一半。r而小米第三代屏下相机，就是不能牺牲每─颗像素，让所有物理像素100%全部点亮。早期技术会降低屏幕精度是因为采用了透明像素的解决方案，这也是目前业界的常规做法。即每4个像素保留1个做显示，其余3个通过改变内部结构及材质使之具有透光性，以此达到屏幕透光效果，但这—方案牺牲了大量有效像素。

小米第三代屏下相机采用全新自研像素排布，通过子像素的间隙区域让屏幕透过光线。如此带来的好处，就是每个单位像素仍旧保留完整的RGB子像素(Sub-Pixel)显示，不牺牲像素密度。相比市面普通方案，小米第三代屏下相机的显示区域无论横向、纵向像素数量全部翻倍，实现与正常显示区域完全一致的像素密度和显示精度，点对点物理像素全显示，并达到相同的亮度、色准及色域。整块屏幕，浑然一体，难辨差异。

小米已经官宣了明年将发布最新的第三代相机技术，很大可能是在最新的小米11上，让我们一起期待吧。

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