Apple|砍掉 20% 刘海 苹果“挤牙膏”的背后是屏下3D视觉技术的苦与痛( 二 )
3)这些光束在投射到物体表面时,光信号会产生变化;
4)接收端(摄像头)在接收到这些变化后,会计算物体的位置及深度等信息,再经过特定的算法来复原三维空间 。
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泛光照射器由低功率VCSEL激光器和扩散片等组成,其作用是发射不可见的红外光线,使得红外摄像头在黑暗中也能接收反射自面部的点阵图案 。
屏下结构光,其实就是将包含这些元器件的相机模组置于一块“透明”的屏幕之下,既能保持摄像功能,又最大化利用屏幕面积 。
但随之而衍生的问题是:这块透明的屏幕,对相机模组的成像精度影响多大?如何来弥补光在通过屏幕时所造成的能量损耗?
光从激光发射器发出、抵达物体表面,再到被传感器吸收,要两次透过屏幕,会带来能量损耗,这就是屏下结构光面临的“透光率”问题 。
“对于红外线来讲,目前的屏幕经过特殊处理后,光的透过率大概在30%,甚至更低一些 。”
吕方璐表示,屏下结构光只能采用 OLED 屏幕,因为 OLED 属于有机材料发光,不需要类似 LCD 的背光源 。
不过,有机发光材料发光需要电流,并且电极层一般不透光,所以激光发射器发出的光在透过屏幕时,大部分光会被电极层挡住或散射掉,这就造成可利用的光只有很小的一部分 。
此外,光在透过屏幕时,由于屏幕本身是一种周期性结构,像素在不停重复,因此会导致一种衍射效应,比如一束光会衍射为几束光,光的传播方向也会受到影响 。
而在实际场景中,透光率还会受到各种噪声的影响 。
比如,在室外,太阳光里面的红外线,照射在人脸上,会成为激光发射器发出的红外线能量的噪声 。如果激光发射器的能量不够,那么就会被噪声干扰,严重影响成像效果 。
“屏下结构光首先要保证屏幕效果显示正常,不能影响用户体验,在此条件之下,再解决光的透过率这个问题,是最大的难点 。”吕方璐表示,这也是阻碍屏下结构光“量产”的根本原因 。
三种解法:屏幕、元器件和算法
问题已提出,剩下的就是对症下药找解决方法 。
屏下结构光最大的难题是“透光率”,这道题可以从三个维度来解 。
一是从 OLED 屏幕出发,提高面板透光率,或者做屏幕的定制化 。
比如,三星推出的可折叠屏手机,用的是UPC(Under Panel Camera,屏下摄像头)技术,核心是提高面板透光率的“Eco OLED”和优化像素孔径 。
提高透光率和定制屏幕虽然是最直接有效的解法,但这依赖于面板技术的进步,并且涉及到面板供应商、屏下结构光解决方案商和手机厂商之间的合作 。
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