全面屏无疑是手机发展的趋势,近几年来,各大厂商无不在追求更高屏占比的道路中上下求索。无论是刘海屏、水滴屏还是挖孔屏,以及升降摄像头和滑盖屏,其目的都是将原先前置的一系列器件隐藏起来。其中,最迫切需要解决的两个问题,一个是前置的生物识别功能,一个是前置摄像头。
屏下指纹技术对透过率测量的需求:
近两年来屏下指纹识别技术发展迅速,并在一些高端机型中得到应用。已知屏下指纹识别方案主要为两个方向:一是利用光学识别,另一个则是利用超声波实现。
光学指纹识别的工作原理图
目前采用光学识别的主要是OLED屏幕,利用了OLED是主动发光,直接在屏幕下方布置一个CMOS传感器,利用OLED的子像素之间缝隙让光线穿透过去,进而识别指纹。近期,也有如京东方、小米等宣布实现了LCD的屏下指纹识别技术,从而使屏下指纹有望应用在各种机型中。
屏幕/膜材的透过率测量十分关键!
人脸识别技术中的透过率测量:
现阶段以苹果为代表的多个智能手机厂商都选择了3D识别技术,通过结构光构建人脸模型进行识别,目前技术来看不可避免涉及到刘海屏问题,但是自然性、不被察觉性等特点却远优于指纹识别。
3D识别技术通常采用结构光的方式实现。通过近红外激光器发射具有一定结构特征的光线后,经过人脸反射,形变之后的图案被红外图像传感器所接收。
iPhone X
目前3D识别技术中负责拍照识别的红外镜头往往隐藏在最外层的盖板玻璃之下,在摄像头模组本身较小、感光能力较弱的情况下,盖板玻璃对指定波长的红外透光率十分重要,尤其是红外镜头对红外光辐射的空间感应十分敏感,因此在设计或者检讨的时候需要特别关注盖板玻璃红外光透过率以及空间透射特性。
屏下隐藏摄像头技术
所需的透过率测量:
要做到全面屏,最“麻烦”就是前置摄像头的问题,前面提到的挖孔、滑盖和升降摄像头的方案都只是权宜之计,屏下摄像头技术才是最优解决方法。
2019年6月初国内手机制造商小米和OPPO几乎在同一时间公布了自己的屏下摄像头技术,之后包括荣耀、三星、vivo等厂商都纷纷透露各自在屏下摄像头上的技术储备。
小米隐式屏幕全面屏效果
以小米采用的隐式屏幕为例来解释,在前置摄像头区域是一块小的透明屏幕,这块小透明屏具有低反射和高透光的特性。透明屏不拍照的时候可以正常显示屏幕内容,拍照时则变成透明玻璃。
小米隐式屏幕全面屏原理
其核心技术是利用OLED材料的屏幕可以透光的性能,加上采用透明的ITO导电层实现“透明显示”的效果。但这种隐藏摄像头的技术究竟是“雾里看花”,还是真的可以达到高成像质量,取决于显示材料的透过率和雾度!
据业内测试分析,如需完美实现屏下摄像,提高照片亮度,OLED屏的透过率需要达到90%以上,而目前主流OLED屏的透过率不到70%。
同时,为保证成像清晰度,摄像头必须具备较高的解析力,它与很多因素密切相关,除了摄像头本身的MTF以外,还与透明屏幕的雾度即空间漫透射性能有关,简言之,就是隐式/透明屏幕会让画面模糊掉。
为保证屏下隐藏摄像头的成像颜色真实,透明屏幕的光谱透过率应尽量平坦,否则的话,需要进行颜色校正。
此外,考虑到透明屏幕本身具有规则的像素排列,其透光性能存在一定的各向异性,前置摄像头收集各个方向的光线时不可避免地受其影响而不能反映真实画面。
显示材料的透过率测量解决方案
远方公司已有多款透过率以及雾度的检测设备,适用于多种显示材料的透过率、雾度、空间透射分布等特性的测试,满足客户全方位的需求。
HAM-300高精度光谱雾度计
远方HAM-300高精度光谱雾度计集雾度计与分光光度计于一体,可同时测量光谱透过率,散射透光率,雾度,Lab、YI等光色参数,透射测试符合ASTM D1003、ISO 14728、GB/T 2410等国内外最新标准要求。测试具有高精度、高稳定度、高重复性、多种几何切换等特点,应用广泛。
远方HAM-300高精度光谱雾度计
某一OLED屏的光谱透过率测试结果
TR-2000材料透射测量系统
远方TR-2000材料透射测量系统可以测量材料的可见至近红外的光谱透过率,定制的小孔径非常适合于手机识别、屏下摄像区域的测试,符合ASTM D1003, GB/T 2410等标准要求。
● 光谱测试范围:380nm~1000nm
● 测量几何:0/d
● 定制小光斑尺寸
BBMS-2000双向反射/
透射空间分布测量系统
远方BBMS-2000双向反射/透射空间分布测量系统可全方位分析测量材料表面的反射、透射特性,可测参数包括材料的双向透射分布(BTDF)、双向反射分布(BRDF)、反射比分布、透射比分布、总反射(TIR)、总散射(TIS)、雾度计算等等。系统采用高准直激光光源,波长覆盖可见至近红外,非常适合于显示屏以及显示材料的表面光学及颜色特性的定量分析,且测试结果可以导出标准BSDF文件至Tracepro、Zemax等光学软件中,用于辅助光学材料或系统的模拟、设计。
远方BBMS-2000
某一扩散膜透射分布测试结果