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想要实现手机全面屏?你至少要解决这五个技术问题

 StephenCSP 2017-06-16

2017年已经快过半,今天手机行业的趋势之一就是——“全面屏”。



自从小米MIX打响了冲击高屏占比的第一枪后,三星,LG等厂商均开始发力,为我们带来了惊艳的产品。


当然,作为智能手机行业知名的风向标,iPhone一向被广大消费者寄予厚望。从目前流出的消息来看,iPhone 8也将搭载全面屏。

  


作为一个“轻易不出手,出手必惊艳”的厂商,苹果究竟能拿出什么样的全面屏产品,自然就成了万众期待的焦点。如今网络上流传有N多的iPhone概念图,看起来十分惊艳,但我们都知道,理想有多丰满,现实就有多骨感。


表面上看,手机就是一块屏幕,但是在它之下“隐藏”了不少传感器。Home键(前置指纹识别键),光线传感器,距离传感器,听筒以及前置摄像头等。


那么,我们要怎么做呢?

指纹识别

隐藏实体前置指纹识别按键,有人会说:简单啊!用后置指纹识别不就好了!

这话虽有道理,但是,直接使用后置指纹识别,无疑有些“逃避”的意思。


那么,有没有能够在保证全面屏的条件下,又能实现前置指纹识别的方法呢?


答案是:光学指纹识别。



之所以采用光学指纹识别而不是目前流行的电容式指纹识别,原因在于电容式指纹识别的穿透能力差,不能满足实际需求。而“昙花一现”的超声波式指纹识别则由于自身产业链不够成熟,在识别精度以及准确性上都很难让人满意。


即使是光学指纹识别,目前也可以分为两种方案,UnderDisplay与InDisplay。


UnderDisplay,即将指纹识别传感器放到屏幕下方的解决方案。而InDisplay则是将指纹识别传感器嵌入屏幕的解决方案。要明确的是,UnderDisplay是过渡方案,InDisplay则是终极方案。

  


苹果很早就申请过相关专利不管是UnderDisplay还是InDisplay,都必须配合OLED屏幕。

  


由于OLED屏幕自发光的特性,使得各像素之间可以留有一定间隔,保证光线透过(光学指纹识别就是依靠光线反射)。但我们知道,屏幕分辨率(ppi)越高,像素之间的间隔也就越小。因此高分辨率下如何保证指纹能准确识别是一大难题。


这里我们也可以大胆进行猜测,新款iPhone的光学识别区域大概会做成类似TouchBar一般的特殊触控区。该区域的ppi与主屏的ppi并不相同,以此保证指纹识别正常运行。至于功能,可参考HTC U Ultra的辅屏。


HTC U Ultra的辅屏

听筒


对于听筒,小米MIX的方式是:悬臂压电陶瓷导声。


先是悬臂式压电陶瓷,小米通过这块陶瓷来连接手机中框并震动,然后通过中框震动来震动空气发出声音。


简单的说,小米MIX是将手机中框作为膜片,以此去掉了传统的听筒。


但是实测在使用中大部分环境下能很清楚的听到别人在讲什么,总有开免提的错觉。


在办公室音量开到最大,电话那头大声讲话:大部分身边人表示“能提到电话里有声音,但是听不清具体内容”——虽然有些不适应,但是能兼顾隐私。

  


小米MIX的解决方案

索尼给出了一个可能更好的解决方案。但是,目前这一方案是应用在电视上,而非手机上。


索尼在年初的CES 2017展会上,发布了全新的OLED电视A1E。


索尼屏幕发声

它是通过使用电视内部的震动单元,驱动OLED屏幕发声。这一方案的优秀之处在于,屏幕可以定向传声。


这就在很大程度上解决了外放问题。当然,利用屏幕本身发声还有其它优势,比如可以在观看视频时使音画表现效果浑然一体,表现力更强。


希望这一技术尽快使用在手机上。

前置摄像头

前置摄像头可能是最大的难题,而它又是如此的重要。事实上,即使强如苹果,可能也没有任何办法能在全面屏的前提下,做到前置摄像头隐藏。


有人想到过将手机后置摄像头“转变”为前置摄像头的方法。

  


在需要的时候,将后置摄像头进行翻转,也就得到了前置摄像头。类似的处理方法可以保证全面屏幕的完整性,同时让拍照质量有了提高。

  


但这种解决方案会破坏整机的一体性(还可能会增加手机机身厚度)。所以说,这可能是关于美感的一种取舍,是选择全面屏,还是选择机身背部的一体性。

光线传感器

目前,市面上只有一款设备的解决方案是比较靠谱的,就是Apple Watch。

  


因为Apple Watch的光线传感器是隐藏在屏幕下方的。按照苹果的官方说法,这一传感器叫做太阳能电池环境光源感应器(本身是太阳能电池材料)。


由于Apple Watch采用了OLED屏幕,使光线可以透过屏幕。传感器通过侦查光线照射在传感器上产生的电流强度来感知外部光线强度,从而进行调节。

  


只是,目前这项技术为苹果独有,因此我们可以期待在新iPhone中见到它。但是其它品牌呢?


距离传感器


距离感应器又叫位移传感器。距离感应器一般设置在手机听筒的两侧以便于工作。



当用户接听或拨打电话时,手机靠近头部,距离感应器可以测出距离,到了一定程度后便通知屏幕熄灭,拿开手机再度点亮屏幕。


需要指出的是,距离传感器大多数通过发射红外线进行工作。因此,我们一般称之为红外线距离传感器。



这方面,又要说到小米MIX。


它采用了超声波测距系统,以此来代替传统的红外线距离传感器。

  


其实超声波测距系统也不是多么高大上的事物,我们平时熟知的倒车雷达就是超声波测距。使用超声波测距系统,可以将元件放置在机身内,无需开孔。


唯一的不足是超声波的穿透能力较差。目前来看,其直接穿透屏幕存有较大衰减。因此,如何解决这一问题,便是手机厂商下一步需要思考的。


最后的话:

单一技术可能不难实现,但将诸多技术进行整合,其难度将上升几个数量级。好在技术的基础已经打好,未来还是很值得期待。或许,我们不能在今年见到任何一个满意的全面屏手机。但是未来,我们一定能够见到,理想中的全面屏产品。




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