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2020.05.12
顯示材料的透過率測量——為全面屏時代保駕護航

全面屏無疑是手機發展的趨勢,近幾年來,各大廠商無不在追求更高屏佔比的道路中上下求索。無論是劉海屏、水滴屏還是挖孔屏,以及升降攝像頭和滑蓋屏,其目的都是將原先前置的一系列器件隱藏起來。其中,最迫切需要解決的兩個問題,一個是前置的生物識別功能,一個是前置攝像頭。

 

屏下指紋技術對透過率測量的需求:

近兩年來屏下指紋識別技術發展迅速,並在一些高端機型中得到應用。已知屏下指紋識別方案主要為兩個方向:一是利用光學識別,另一個則是利用超聲波實現。

 

屏下指紋技術對透過率測量的需求:

近兩年來屏下指紋識別技術發展迅速,並在一些高端機型中得到應用。已知屏下指紋識別方案主要為兩個方向:一是利用光學識別,另一個則是利用超聲波實現。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

←光學指紋識別的工作原理圖

 

 

 

 

 

目前採用光學識別的主要是OLED屏幕,利用了OLED是主動發光,直接在屏幕下方佈置一個CMOS傳感器,利用OLED的子像素之間縫隙讓光線穿透過去,進而識別指紋。近期,也有如京東方、小米等宣布實現了LCD的屏下指紋識別技術,從而使屏下指紋有望應用在各種機型中。

 

 

阜時科技將其關鍵技術歸納為“主動式高穿透發射光源,寬域波長光接收技術、LCD屏背光膜材組合試驗”,終於在LCD中實現了屏下指紋功能;而紅米研發團隊則更為直接地劃出了重點:“創新採用紅外高透膜材,將原本無法穿透屏幕的紅外光通過性大幅提高。”

 

 

人臉識別技術中的透過率測量:

現階段以蘋果為代表的多個智能手機廠商都選擇了3D識別技術,通過結構光構建人臉模型進行識別,目前技術來看不可避免涉及到劉海屏問題,但是自然性、不被察覺性等特點卻遠優於指紋識別。

 

 

3D識別技術通常採用結構光的方式實現。通過近紅外激光器發射具有一定結構特徵的光線後,經過人臉反射,形變之後的圖案被紅外圖像傳感器所接收。

 

iPhone X

 

目前3D識別技術中負責拍照識別的紅外鏡頭往往隱藏在最外層的蓋板玻璃之下,在攝像頭模組本身較小、感光能力較弱的情況下,蓋板玻璃對指定波長的紅外透光率十分重要,尤其是紅外鏡頭對紅外光輻射的空間感應十分敏感,因此在設計或者檢討的時候需要特別關注蓋板玻璃紅外光透過率以及空間透射特性。

 

屏下隱藏攝像頭技術

所需的透過率測量:

要做到全面屏,最“麻煩”就是前置攝像頭的問題,前面提到的挖孔、滑蓋和升降攝像頭的方案都只是權宜之計,屏下攝像頭技術才是最優解決方法。

2019年6月初手機製造商小米和OPPO幾乎在同一時間公佈了自己的屏下攝像頭技術,之後包括榮耀、三星、vivo等廠商都紛紛透露各自在屏下攝像頭上的技術儲備。

 

 

以小米採用的隱式屏幕為例來解釋,在前置攝像頭區域是一塊小的透明屏幕,這塊小透明屏具有低反射和高透光的特性。透明屏不拍照的時候可以正常顯示屏幕內容,拍照時則變成透明玻璃。

 

其核心技術是利用OLED材料的屏幕可以透光的性能,加上採用透明的ITO導電層實現“透明顯示”的效果。但這種隱藏攝像頭的技術究竟是“霧裡看花”,還是真的可以達到高成像質量,取決於顯示材料的透過率和霧度!

據業內測試分析,如需完美實現屏下攝像,提高照片亮度,OLED屏的透過率需要達到90%以上,而目前主流OLED屏的透過率不到70%。

同時,為保證成像清晰度,攝像頭必須具備較高的解析力,它與很多因素密切相關,除了攝像頭本身的MTF以外,還與透明屏幕的霧度即空間漫透射性能有關,簡言之,就是隱式/透明屏幕會讓畫面模糊掉。

為保證屏下隱藏攝像頭的成像顏色真實,透明屏幕的光譜透過率應盡量平坦,否則的話,需要進行顏色校正。

此外,考慮到透明屏幕本身俱有規則的像素排列,其透光性能存在一定的各向異性,前置攝像頭收集各個方向的光線時不可避免地受其影響而不能反映真實畫面。

 

透過率霧度

遠方公司已有多款透過率以及霧度的檢測設備,適用於多種顯示材料的透過率、霧度、空間透射分佈等特性的測試,滿足客戶全方位的需求。

 

 

HAM-300高精度光譜霧度計

遠方HAM-300高精度光譜霧度計集霧度計與分光光度計於一體,可同時測量光譜透過率,散射透光率,霧度,Lab、YI等光色參數,透射測試符合ASTM D1003 、ISO 14728、GB/T 2410等國內外最新標準要求。測試具有高精度、高穩定度、高重複性、多種幾何切換等特點,應用廣泛。

 

遠方HAM-300高精度光譜霧度計

 

TR-2000材料透射測量系統

遠方TR-2000材料透射測量系統可以測量材料的可見至近紅外的光譜透過率,定制的小孔徑非常適合於手機識別、屏下攝像區域的測試,符合ASTM D1003, GB/T 2410等標準要求。

 

● 光譜測試範圍:380nm~1000nm

● 測量幾何:0/d

● 定制小光斑尺寸

 

BBMS-2000雙向反射/

透射空間分佈測量系統

遠方BBMS-2000雙向反射/透射空間分佈測量系統可全方位分析測量材料表面的反射、透射特性,可測參數包括材料的雙向透射分佈(BTDF)、雙向反射分佈(BRDF)、反射比分佈、透射比分佈、總反射(TIR)、總散射(TIS)、霧度計算等等。系統採用高准直激光光源,波長覆蓋可見至近紅外,非常適合於顯示屏以及顯示材料的表面光學及顏色特性的定量分析,且測試結果可以導出標準BSDF文件至Tracepro、Zemax等光學軟件中,用於輔助光學材料或系統的模擬、設計。

 

遠方BBMS-2000