Pourquoi la caméra sous l’écran de l’iPhone est-elle plus difficile à construire ?

Après la sortie de chaque nouvelle génération d'Apple, il y a toujours deux types de discussions animées : l'une concerne les commentaires acerbes sur la génération actuelle de produits et l'autre les prédictions audacieuses sur les trois prochaines générations d'iPhone.

Au cours des six mois qui ont suivi la sortie de l’iPhone 15, la caméra sous-écran est devenue le centre d’intérêt de nombreux médias.

Il y a quelque temps, Macrumor a annoncé que les fournisseurs d'Apple en Corée du Sud avaient commencé à développer des caméras sous-écran pour smartphones, tandis qu'un internaute a immédiatement souligné que des rumeurs similaires avaient circulé il y a cinq ans.

Nous ne savons pas quand nous verrons l’iPhone illustré ici, mais jusqu’à ce que nous voyions le vrai, nous savons que ce débat se poursuivra.

Comparé à Android, qui rend les caméras frontales de plus en plus petites, et se précipite même pour essayer des solutions « véritablement plein écran », Apple est comme un public assis à l'écart, dans le même temps et dans le même espace, mais ne participant pas au jeu, tout en restant à l'écart du jeu et en restant collé à l'écran. Cette tache sombre en haut.

Pour comprendre pourquoi Apple n’a pas lancé le très attendu objectif sous écran, nous devons d’abord clarifier une question :

Pourquoi les modules frontaux sont-ils si importants pour Apple ?

Plus il y a de meubles, plus la maison est grande

Il y a en fait un secret caché dans la frange d’Apple.

Le module avant comprend 8 composants de détection, dont une « lentille infrarouge », un « élément de capteur d'inondation » et un « haut-parleur ». En y repensant sous cet angle, il semble que l'existence de Qi Liuhai puisse être comprise.

L'objectif infrarouge, le projecteur de points et la caméra frontale sont les raisons fondamentales pour lesquelles Apple insiste pour conserver les gros modules.

Bien que toute la série iPhone 15 utilise une « Smart Island » plus courte et que de nombreux capteurs aient été réorganisés et conçus, ces trois frères se tiennent toujours au centre de « l'île ».

L'iPhone a toujours eu sa propre compréhension de la photographie. Le site d'évaluation DXOMARK a classé l'iPhone 15 Pro Max en tête de liste ces deux dernières années en termes d'"effet selfie". Même les 14 de l'année dernière peuvent encore figurer parmi les nouveaux téléphones en 2023. A obtenu un excellent résultat en étant à égalité à la deuxième place.

Les données papier de l'iPhone n'ont jamais été les meilleures, mais l'ombre d'Apple est toujours indispensable dans toutes les comparaisons horizontales d'évaluations photographiques : son style photo n'est pas des plus agréables, mais son effet d'image naturel se classe parmi les premiers dans toutes les grandes listes. sont quelques-uns des points forts de la liste.

À l'ère des interactions en ligne de plus en plus fréquentes, les diffusions de selfies en direct, les appels vidéo et les réunions en ligne nécessitent tous la participation de l'objectif frontal. Par conséquent, l'iPhone a placé le poids de la photographie frontale à un niveau élevé.

Les frères jumeaux de la « lentille infrarouge » et du « projecteur matriciel » fusionnent pour former le gardien de l'écosystème d'Apple : Face ID.

Il est courant d’entendre les utilisateurs d’Apple se plaindre de la durée de vie de la batterie et du signal de l’iPhone, mais il est rare d’entendre des rumeurs sur la mauvaise sécurité d’Apple, en raison des efforts approfondis d’Apple en matière de vérification de la sécurité.

Face ID a rejoint l’écosystème Apple dès 2017. Dans le même temps, l’iPhone a également complètement abandonné le Touch ID qu’il dirigeait.

La sécurité de la reconnaissance faciale est inégalée par le déverrouillage par empreinte digitale. Le processus de déverrouillage de la « Double caméra à lumière structurée 3D » est un peu difficile à expliquer, nous n'expliquerons donc que brièvement les éléments clés.

Le déverrouillage facial « niveau de paiement » est le plus grand compliment de Face ID. Même le Trésor peut compter sur la technologie fournie. Bien sûr, il existe des seuils insurmontables, et le « projecteur matriciel » est un contributeur majeur.

Le point IR invisible est projeté sur le visage de la personne à travers la lentille, formant un modèle tridimensionnel avec 30 000 réseaux de points sur le visage. Le masque virtuel est numérisé avec une lentille infrarouge et mis en correspondance avec les informations matricielles du téléphone mobile pour confirmer. la personne déverrouillée. Est-ce le propriétaire de la machine ?

Les informations faciales sont en réalité 20 fois plus sécurisées que les solutions d’empreintes digitales. La probabilité de déverrouiller le téléphone avec la même empreinte digitale est de une sur 50 000, mais avec Face ID, cette probabilité est réduite à une sur un million.

Après des années d'améliorations de la reconnaissance faciale, les utilisateurs peuvent l'utiliser lorsqu'ils portent des masques, des lunettes et des chapeaux, mais les photos avec de faux visages ou même des modèles de visage 1:1 ne peuvent pas être déverrouillées.

Afin d'éviter que le propriétaire ne soit déverrouillé de force par d'autres personnes tenant le téléphone pendant son sommeil, Face ID ajoute également la technologie de « détection d'attention ». Ce n'est que lorsque l'attention du propriétaire tombe sur l'écran du téléphone que l'iPhone reconnaîtra la commande de déverrouillage. le processus peut être effectué.

Des fonctionnalités telles qu'une belle apparence et le plein écran sont autant d'éléments qui peuvent être compromis face à la « sécurité » et à « l'image ».

L’entêtement d’Apple gardera les franges et les pilules jusqu’à ce qu’il rencontre une technologie sous-écran « parfaite ».

Cependant, plusieurs brevets révélés les uns après les autres sur le site des brevets d'Apple semblent avoir donné quelques signes d'un véritable plein écran qui est loin.

Le trois axes qui bloque l'écart

ZTE, Xiaomi, OPPO, Samsung, etc., qui ont lancé des caméras sous-écran, portent des noms différents pour cette technologie, mais la logique sous-jacente pour parvenir à la « disparition de l'objectif » est similaire.

Étant donné que le matériau luminescent OLED est opaque, si vous voulez pouvoir voir l'écran et permettre à la lentille de nous voir sous l'écran, vous devez augmenter la transmission lumineuse de l'écran dans la zone de la lentille avant, que ce soit il s'agit de laisser les pixels L'écart entre eux devient plus grand, ou certains pixels sont déduits. L'effet final est que la lumière peut passer en douceur à travers l'espace et entrer dans l'objectif.

Apple utilise également le même principe pour concevoir les objectifs sous l'écran. Cependant, par rapport aux fabricants précédents, les objectifs sous l'écran des iPhone doivent faire face à deux problèmes inhérents :

– L'iPhone équipé de FaceID possède un module frontal plus grand qui doit être caché
– Les modules plus grands nécessitent des zones de transmission lumineuse plus grandes

Le Red Magic 9 Pro est actuellement la meilleure machine du marché qui contrôle la différence de résolution entre la « zone sous l'écran » et la « zone de l'écran principal ». Dans cette expérience, nous ne pouvons pas ressentir la différence dans la plupart des scènes. le manque de qualité d'image est brutal, mais c'est aussi un effet qui ne peut être obtenu qu'avec une seule caméra.

En réponse à cela, Apple a utilisé la méthode « intégration + masquage » dans le brevet pour minimiser l'impact sur la résolution de l'écran.

Dans le document de brevet portant le nom de code 20240077648, une technologie appelée « intégration d'un projecteur matriciel et d'un projecteur à faisceau large » est mentionnée.

L'illuminateur à faisceau large est la lentille infrarouge mentionnée ci-dessus, qui est utilisée pour émettre une lumière infrarouge pour aider le téléphone à reconnaître les visages et à déterminer si l'utilisateur regarde directement l'écran pour garantir que seul l'utilisateur peut déverrouiller l'écran.

Désormais, Apple peut combiner l'illuminateur et le projecteur de points en un seul module de projection compact, réduisant ainsi la surface de la paire de capteurs à près de la moitié de sa taille d'origine, réduisant ainsi le besoin de zone sous l'écran.

Le « guide d'onde optique plan » d'un autre brevet est une extension de la technologie d'intégration mentionnée ci-dessus.

Les modules tels que la détection de la lumière ambiante, la capture d'images, la reconnaissance des gestes et la détection de proximité dans les modules frontaux traditionnels doivent émettre ou recevoir un rayonnement optique dans différentes régions spectrales à travers diverses ouvertures physiques afin de compléter les instructions de fonctionnement correspondantes et la perception de l'environnement. et les utilisateurs.

C’est pourquoi la plupart des téléphones portables plein écran actuels laissent une tache noire sur l’écran, non pas parce qu’ils aiment ça, mais parce qu’ils n’ont pas le choix.

Cependant, les guides d'ondes optiques planaires semblent résoudre ce problème. Cette technologie utilise des guides d'ondes optiques planaires sur les écrans de téléphones mobiles pour guider le rayonnement sur la surface d'affichage sans interférer avec la fonctionnalité d'affichage.

Débarrassez-vous des mots professionnels obscurs et ésotériques : avec lui, la plupart des capteurs (sauf l'appareil photo) n'affecteront pas l'utilisation même s'ils sont placés sous l'écran, tout comme le déverrouillage par empreinte digitale sur le téléphone portable.

En théorie, la combinaison d'Apple réduit la taille du module avant et la zone nécessaire pour réduire la résolution de l'écran. La seule chose qui doit être compromise avec l'écran principal est une lentille optique avant.

Ce rendu de l’iPhone 16 n’est donc pas déraisonnable.

Mais pour être vraiment complet, l'objectif doit être un sujet incontournable. Après tout, la résolution au-dessus du module est toujours différente de celle de l'écran principal. Même sur le Red Magic 9 Pro, vous verrez toujours une "fenêtre d'écran- comme "l'apparence dans l'interface en surbrillance de couleur claire." de la zone sous l'écran.

Et le troisième axe d’Apple est spécialement conçu pour cela.

Tout d'abord, grâce à la disposition spéciale des pixels en « W », la transmission de la lumière est augmentée, le phénomène de diffraction est réduit et des « halos » et « brouillard » apparaissent dans les selfies.

Ensuite, les composants de cette zone (tels que le métal du capteur tactile) peuvent être rapprochés ou éloignés de leurs pixels adjacents dans différents scénarios d'utilisation, réduisant ainsi l'écart entre la « zone de suppression de pixel » et la différence d'affichage de la « zone de densité totale de pixels ».

À en juger par la description du document de brevet, Apple a atteint une résolution variable au sens physique.

En feuilletant les documents du brevet, j'ai également découvert une « mise en garde » d'Apple.

Le diagramme schématique ne donne pas l'emplacement précis de la zone sous l'écran, mais répertorie les emplacements possibles dans l'ordre. Cette bombe fumigène n'est pas moins que chaque année avant la sortie d'un nouvel iPhone, tout Internet lance un carnaval de spéculations sur la forme du module arrière.

Au cours des deux dernières années, les grands fabricants semblent avoir ralenti leur exploration des affichages plein écran.

D'une part, après des années de tentatives, des idées fantastiques telles que les écrans double face avant et arrière, les objectifs rabattables, les écrans coulissants, etc. sont devenues des produits historiques éphémères. Les idées sont très fraîches mais le marché ne les paie pas. Au niveau technique actuel, le téléphone mobile idéal, « portable en poids », « haute définition en pixels » et « complet en écran », ne peut satisfaire que deux d'entre eux.

L’élément jeté dans ce triangle impossible constitue également les caractéristiques de différentes marques et séries.

En revanche, l'écran incomplet n'est pas entièrement un inconvénient. En revenant en haut de l'écran, j'ai soudain découvert que l'existence de creux, de franges ou de gouttes d'eau donne non seulement de la place au module avant pour jouer, mais fournit également un habitat naturel pour la barre d'état.

Le jour où les solutions hors écran deviendront populaires, où iront les informations de la barre d’état ? Quelles astuces les fabricants proposeront-ils concernant la suppression et la conservation de ces icônes ? Cela vaut vraiment la peine d’attendre avec impatience.

Cependant, la recherche d’écrans parfaits par les gens a maintenu cette longue lutte acharnée dans l’espace. À quoi ressembleront les écrans de téléphones portables du futur ? En fait, nous avons déjà la réponse.

L'ancien concepteur en chef d'Apple, Jony Ive, estime que la "piscine à débordement" sera une forme d'écran de téléphone portable à l'avenir. Du Samsung Galaxy Note Edge au Huawei Mate 30 pro, ce concept a été involontairement utilisé partout, mais il peut vraiment être réalisé Visuellement, le Xiaomi Mix α est sans limites, mais cette machine est encore trop loin de la production de masse, ou en d'autres termes, de nous.

Ces documents de brevet nous donnent aussi un petit espoir d'un "iPhone plein écran", mais Apple, qui a toujours voulu aller jusqu'au bout, a été un peu plus lent sur le chemin de la recherche de l'écran parfait.

Tout comme Steve Jobs, qui préfère avoir une maison vide plutôt que de se contenter de meubles qu'il n'aime pas, le design de l'iPhone semble avoir toujours maintenu ce concept, étant toujours unique et toujours en retard, mais bien sûr il le fera. apporter également des changements dans le temps, attirant l'attention du monde.

Plus important encore, lorsque vous assemblez les iPhones de ces dernières années, vous constatez qu’ils ont réellement progressé tranquillement.

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