屏下摄像头趋势

最完美的全面屏

“全面屏”的概念诞生于2017年。当年主要指18: 9或更纤薄显示比例的手机。随着消费者对“屏占比”这一参数的重视，“全面屏”成为了“全面屏”的发展方向。

所以我们可以看到很多种类的手机，包括刘海平、水滴屏、挖洞屏、弹出式摄像头、翻盖摄像头、滑动全面屏、双面屏等等(图1)。可惜它们并不完美，要么是屏幕的完整性被摄像头开孔破坏，要么是复杂的物理结构影响了可靠性，增加了成本和重量。因此，整个行业都把“真全面屏”的希望寄托在了全新的“屏下相机”技术上。①

简单来说，“屏下摄像头”和现在的“屏幕指纹识别”技术非常相似。前置摄像头的面积通常不会影响屏幕的显示和操作。当前置摄像头被相机等APP激活时，摄像头区域的屏幕会瞬间变得透明，从而让光线通过屏幕进入CMOS传感器，完成取景成像(图2)。从两个屏幕拼接

从屏下摄像头概念的出现到实际量产，经历了多次优化和迭代，各大手机厂商采用的方案在细节上也有很多差异。然而，本质上，这项技术是由两个有机发光二极管屏幕“拼接”而成的。

都是在对应前置摄像头的表面覆盖一层“透明屏”(也叫副屏)。与正常显示区的屏幕相比，“透明屏”所在的OLED面板覆盖了一层特制的透明阴极/阳极材料，透光率更高(图3)。相机不使用时，这一小块“透明屏幕”也能正常显示屏幕内容，与整个有机发光二极管屏幕融为一体，避免了在屏幕上开洞透光。③

不可忽视的先天缺陷

“透明屏”只是看起来透明，透光率肯定不如真正的透明玻璃，所以拍照时肯定会有偏色和模糊。另一方面，为了提高透光率，有机发光二极管屏幕面板在“透明屏幕”中的像素大小和排列也会发生变化。在正常显示时，存在色彩失真、分辨率降低等缺陷，尤其是在显示浅色图片时。这个问题在业内通常被称为“纱幕现象”(图4)。④

那么，已经上市和即将上市的屏下拍照手机解决了上述问题吗？手机厂商突围之路

首先需要注意的是，无论哪个手机品牌，都不具备自主研发屏下拍照技术的实力，要么直接购买产业链(主要是屏幕面板厂商)现成的解决方案，要么与产业链相关企业联合调整优化。

中兴轴突20

去年上市的中兴A xon 20，采用了维信诺的“I nVsee”屏内摄像头解决方案，引入了透明度更高的新型有机无机薄膜材料，在副屏区域最大限度地用透明导电层替代了不透明金属材料。叠加业界首创的驱动电路和像素结构设计，避免了像素驱动电路对摄像头的干扰，抑制了透明显示布线和像素对前置摄像头的影响。

应该注意的是，xon 20还改进了OLED面板在“透明屏幕”区域的像素排列——每个RGB像素中只有一个子像素保持发光(图5)。虽然这样可以显著提高透光率，但是会造成“透明屏”区域的PPI(每英寸像素)降低，所以一个xon 20在白色或浅色背景下的幕帘效果很明显。⑤

中兴轴突30

XON 30是中兴第二代屏下拍照手机。采用维信诺2021年6月发布的“InV seePro”屏下解决方案。它是全球首创的“一次驱动多阵列设计”，即一个子像素驱动电路同时驱动相同颜色的其他子像素，不仅提高了离屏面积每英寸的像素(图6)，而且通过扩大光传输通道，使显示效果和屏幕透过率更好。⑥左边是InV see Pro的屏下解决方案，右边是上一代InV see的屏下解决方案。

回到Axon 30，在InV see Pro的加持下，这款产品的“透明屏”部分每英寸像素达到了400PPI，多驱动ACE(阵列电路增强)电路布局效率提升了50%，让屏幕两个区域的过渡更加自然。中兴还为这款产品配备了独立的UDC Pro屏幕显示芯片，通过智能像素增强和智能显示优化，使屏幕显示更加准确和同步。同时，A xon 30引入了更多的透明材质，配备了感光度更大的4合1 2.24um等效大像素摄像头，结合岭头算法2.0的智能雾化和防眩光干扰功能(图7)，在减少纱幕现象的同时，可以进一步提升自拍效果。

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小米MIX4

小米MIX4采用了华星光电的屏下摄像头方案，小米官方称之为“CameraUnder Panel”。该方案的特点是将前置摄像头所在的透明子屏区域改为华星光电创新的微钻排列显示技术。通过减少像素面积，在提高透光率的同时，每英寸像素仍达到400PPI，从而保证了显示的一致性，避免了纱幕现象(图8)。⑧

此外，小米MIX4在主屏和副屏之间增加了过渡区域，辅以自主研发的DDIC调整算法和色彩调整，使得显示过渡更加自然。值得一提的是，MIX4还将连接像素和驱动电路的引线改为ITO透明氧化铟锡材料，将原本笔直的透明引线改为波浪线(图9)，从而控制透明引线的衍射，并结合1.6μm融合大像素前置摄像头和摄像头A PP级别的点扩散校正算法、多帧去噪算法、多帧动态范围扩展算法、锐化算法、自动白平衡等算法，进一步提升自拍美颜效果。

三星Galaxy Z Fold 3

Galaxy Z Fold 3是三星首款屏下拍照手机，理论上应该会采用自己的屏下拍照方案。遗憾的是，从Galaxy ZFold 3的透明屏幕区域放大图来看，其屏幕像素排列方式为“低密度大像素”(图10)。PPI甚至低于中兴A xon 20，所以这款产品的纱幕效果更明显(图11)。而且匹配的前置摄像头只有400万像素，自拍体验并不理想。好在Galaxy Z Fold 3作为一款折叠屏手机，还可以用主摄像头自拍，屏下摄像头不是刚需。⑩

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OPPO手机

8月19日，OPPO联合BOE发布了柔性有机发光二极管FDC(Full Display with Camera)屏下相机方案，重点设计了一个像素电路驱动一个有机发光二极管像素单元(“一驱一”技术)，使每个像素都可以独立控制，“透明副屏”和“主屏”可以同时实现真正的每英寸400PPI高像素。结合创新的屏幕像素排列、透明走线技术、与全屏一致的显示精度、亮度和色彩的精准控制，屏幕下方的前置区域最大程度上与整个屏幕的显示效果保持同步，通过电路和算法优化，屏幕使用寿命提升50%。

此外，OPPO通过数万张照片持续训练AI衍射算法模型，有效控制光源中的衍射问题，通过去雾、HDR、AWB等一系列算法，大幅提升屏幕下相机的成像质量，最终效果进一步接近传统的主动摄影(图12)。需要说明的是，OPPO还没有正式量产屏下拍照手机，BOE柔性有机发光二极管FDC的实际效果还有待验证。⑿

尚未完善的全屏方案

总的来说，除了三星Galaxy Z Fold 3，今年新推出的中兴A xon 30和小米MIX4(包括未上市的OPPO)相比去年量产的第一代屏下拍照手机A xon 20有了明显的提升。独立驱动芯片，透明电路排列，一驱多阵列，一驱一等技术缺一不可。

虽然上述三个品牌的透明副屏每英寸像素都达到了400PPI，但是如果放大的话，它们的像素排列还是和主屏区域不一样，主要表现就是像素更小(图13)。无论怎么优化，主屏和副屏都很难显示出同样质量的画面，在某些角度和光线下还是会出现纱幕现象。同样，它的透光率仍然受到影响，自拍效果只能无限接近但难以超越传统(透明玻璃盖)挖洞屏。

正如小米集团的陆所说，现阶段屏下拍照手机重在100%全显示，可以带来更震撼的沉浸式视觉体验。但如果你对美颜自拍要求很高，现阶段，传统的挖洞屏手机更适合你(图14)。