小米第三代屏下相机技术原理,小米屏下相机技术如何实现的

今年大部分手机厂商都在聚焦120Hz高屏和超快充，明年各大厂商的主打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？了解它与Xda边肖。

首先，我们来看看离屏拍照的原理:

在此，这里的屏下摄像头指的是摄像头区域的正常显示，显示器上的异常画面，如水滴屏、刘海平等直接切掉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，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。

相机要放在屏幕下面，相机要能同时拍照，也就是说相机上面的透光率要比较高，一般在60%以上。如何实现这一点？

1.泡沫层是不透明的，所以必须打孔。

2.下层玻璃本身是透明的，不需要开孔。

3.上层玻璃也是透明的，不需要开洞。

4.偏光片层目前的透过率大多在45%以内，达不到透过率要求，偏光片还得打孔。

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。

你以为你只要打开泡沫和偏光镜就行了？太天真了！

如果我们移除有机发光二极管显示器的玻璃盖板、OCA胶和保护泡沫，则只剩下上下玻璃和中间的发光层。这时我们用透射比仪测量，发现透射的光能只有不到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不拍照的时候正常显示，拍照的时候发光层有比较高的透过率。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。有机发光二极管的结构如图所示，包括以下几个层次:

阳极(阳极)

空空穴注入层(HIL)，

空空穴传输层(HTL)，

发光层(EML)，

电子传输层(ETL)。

阴极(阴极)

一般有空空穴阻挡层(HBL)、电子阻挡层(EBL)和盖层(CPL)。

阴极:

选择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，延长器件的使用寿命。比如常用的正极材料:简单金属:Ag、Al、Li、Mg、Ca、In等。简单金属活性大，容易被氧化，导致寿命缩短。

此时，请回过头来看第一张图。在上玻璃和下玻璃之前，留下空白色层。这一层通常由true 空制成或填充有惰性气体，只是为了防止电极和生物材料氧化。三星通常的做法是充低压氮气。

阳极:

因为空空穴需要被注入有机发光二极管，所以它需要具有高的功函数。通常选择薄而透明的ITO。

当电子和空空穴结合在一起，激发生物材料发光时，光的角度都有。手机显示器只需要一面发光，所以阴极同步也要起到反光膜的作用，提高显示亮度。

有文献提到阴极和阳极之间形成谐振腔，可以调节光提取效率，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，像素分布和布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小于6%，这主要是由于布线和电极的不透明反射层。

从图中可以清楚地看到，反射电极的遮光占了很大的比例。有朋友提出，如果能把阴极做成透明的，去掉反射层的屏蔽，像透明的有机发光二极管一样，就可以当屏下相机用了。

但是手机上的透明有机发光二极管会带来显示亮度低，显示对比度下降的问题，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，小米采取了什么技术呢？

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。在前两代技术中，虽然屏幕最初是透明的，但显示精度略有妥协，屏幕下的摄像头显示区域每英寸像素只有普通显示区域的一半。r小米第三代屏下摄像头就是不能牺牲每一个像素，让所有物理像素100%点亮。早期的技术会因为透明像素方案而降低屏幕精度，这也是目前业界的常规做法。即每四个像素中保留一个像素用于显示，另外三个像素通过改变内部结构和材质使其透明，从而达到屏幕透光效果，但这种方案牺牲了大量的有效像素。

小米第三代屏下摄像头采用了全新的自研像素排列，让屏幕透过亚像素的缝隙区域透光。这具有这样的优点，即每个单位像素仍然保持完整的RGB子像素显示，而不牺牲每英寸的像素。与市场上常见的方案相比，小米第三代屏内摄像头的显示区域水平和垂直像素数量增加了一倍，实现了与正常显示区域相同的每英寸像素和显示精度，物理像素的全点对点显示，以及相同的亮度、色标和色域。整个屏幕是一体的，很难分辨出区别。

小米已经正式宣布，最新的第三代摄像头技术将于明年发布，可能会在最新的小米11上。让我们一起期待吧。

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