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MWC2019展会,OPPO等各大手机厂商纷纷加大对全面屏技术的相关专利申请

发布于 2020-03-05 13:57 阅读()

2014年3月8日,夏普公司提交了外观设计专利申请CN302967180S,并基于此发布了Aquos Crystal系列机型,将前置摄像头放置在屏幕下方,从此窄边框高屏占比成为手机厂商角逐的技术热点。2016年10月,小米发布了屏占比高达91.3%的小米MIX系列手机并率先提出全面屏的概念,从此开创了全面屏时代。各大手机厂商纷纷加大对全面屏技术的相关专利申请。

 


2017年9月,行业巨头苹果公司发布了iPhone X,带来了全面屏的再次突破——异形全面屏,并申请了外观专利CN304414685S,将手机行业带入到异形全面屏时代。随着手机屏幕的不断扩大,原本相安无事的前置摄像头与手机屏幕反目成仇。针对前置摄像头,当时没有更好的方案,只能把“刘海”不断的缩小,缩到了极致后“水滴”屏手机就出现了,例如努比亚的外观设计专利CN304369607S。虽然手机上面只有水滴大小的“额头”,但是并未从根本上解决前置摄像头占用屏幕位置的问题。

 


在此阶段,制约全面屏发展的根本,在于如何解决前置摄像头与手机屏幕之间的冲突,无处安放的前置摄像头成为了各大手机厂商发展全面屏技术的绊脚石。为了缓解这种冲突,各大手机厂商纷纷加大对全面屏的研发力度,可谓是百花齐放百家争鸣,其中单单2018这一年中,涉及手机全面屏技术在IPC分类号H04M1/02下的专利申请量便高达1074件。其中OPPO与VIVO公司的相关专利申请之和超半数以上,可见两家公司研发投入力度之大,使其逐渐成为手机全面屏技术的先锋。

 


 

机械为王-引领全面屏技术的风向标

 

整个2018年可以说是手机行业技术革新最快的一年,也是全面屏技术飞速发展的一年。在这一年中诞生了大量的全面屏解决方案。从目前来看,手机市场上主流的全面屏技术当属VIVO公司提出的升降式摄像头全面屏解决方案,其将前置摄像头隐藏在机身中,并通过机械机构驱动摄像头的升降,解决了前置摄像头占用前面板空间的问题,达到手机正面全是屏幕的目的。从此这种颇具“机械风”的全面屏解决方案引起各大手机厂商的关注,最终成为引领全面屏技术的风向标。当然,在这种商业成功的背后必然少不了专利的支持,仅2018年一年的专利申请中,涉及机械式驱动摄像头移动的全面屏专利申请量占比高达40%以上。

 


从专利申请状况来看,早在2014年7月23日,华为便就升降式摄像头设计构思提交了专利申请CN109257462A,但当时由于构思过于超前,并没有引起足够的重视。

 


此后,各大手机厂商陆续提交升降式摄像头技术的相关专利申请,直至2018年2月,在MWC2018上VIVO展出的全面屏概念手机VIVO APEX,首次将升降式摄像头设计概念变为现实,摆脱了前置摄像头对全面屏显示的影响,真正实现了严格意义上的全面屏手机。之后OPPO、小米、华为等手机厂商也相继推出了类似构造的产品,并进行了改良和优化。

 

在Plan A背后总会有一套Plan B。在各大手机厂商竞相申请升降式摄像头专利时,小米、华为等公司从传统的滑盖手机中汲取设计灵感,研发出了同样具备“机械风”的滑盖式全面屏解决方案,并进一步申请了诸多专利,例如CN208739161U、CN109076122A等。但遗憾的是,由于机身厚度及品控的问题,相关产品在上市之后并未得到消费者的青睐。时至今日,升降式摄像头几乎成为全面屏手机的标配。

 

在2018年的专利申请中,除了具备“机械风”的全面屏解决方案之外,努比亚提交了双面屏手机专利CN108551497A,其在手机背面设置第二屏幕,利用后置摄像头及第二屏幕实现自拍功能,进而实现正面屏的全屏,并于2018年11月发布了采用双面屏技术的努比亚X手机。由此,为全面屏技术走出了一条后置摄像头代替前置摄像头的新思路。
 

此外,通过分析各大手机厂商的专利申请发现,部分手机厂商另辟蹊径,提出几种独特的全面屏解决方案,例如小米的专利申请CN106790826A,其通过翻转的方式将后置摄像头翻转至本体的正面作为前置摄像头,增加正面显示面板的屏幕面积,解决了全面屏电子设备的前置摄像问题。小米的专利申请CN107071102A,通过在手机背面设置弹出式面镜,采用隐藏式的面镜模组与后置摄像头替代前置摄像头,从而提高屏幕在前面板上的屏占比。虽然这些解决方案只申请了专利,尚未投入到实际应用中,但其也为整个全面屏技术的发展做出了一定的贡献。
 

 

 

科技之光-角逐屏下摄像头技术

 


随着搭载升降式摄像头手机的市场占有率不断提升,升降式摄像头全面屏技术的缺陷也逐渐显现,升降模组的耐用性和较为厚重的手机结构都成为不能回避的问题,手机市场需要更加完善的全面屏解决方案。目前,更高的屏占比及更轻便的手机结构成为消费者购买新款手机产品的重要理由,而且各大手机厂商不断研发屏下指纹技术及其它屏下传感器技术。在市场和技术因素的双重影响下,屏下摄像头技术初见端倪。

 


最早出现将摄像头放置在屏幕下方的技术为“挖孔屏”技术,例如2017年6月华为与小米公司分别提交的专利申请CN108885376A及CN109151098A、2017年7月份OPPO公司提交的专利申请CN107247356A等。所谓“挖孔屏”是将全面屏的部分位置挖空或进行透明处理,并将前置摄像头设置于挖空或透明处理位置的屏幕下方,而这种方案摄像头对应位置处的面板为透光板并不是显示面板,从屏幕显示效果来看,“挖孔屏”与之前的“水滴屏”等异形屏的显示效果类似,都不是完整的全面屏显示,无法同时满足全面屏和图像采集需求,但这无疑是迈出了屏下摄像头技术的第一步。

 


随后,为了使得全面屏需求和图像采集需求并存,各大手机厂商纷纷投入研发力量对“挖孔屏”进行优化和改良,并提交相关专利申请争夺屏下摄像头技术的“主权”。
 

目前,结合相关公开的专利申请,各大公司的屏下摄像头技术大致可分为两派,其中一派从优化屏幕像素结构的角度出发,提出了大量关于改变显示屏幕结构的专利申请,如华为于2017年7月提交了专利申请WO2019006749A1,其将摄像头放置于显示面板背后,摄像头前方的显示面板具备透明部分和非透明部分,摄像头通过透明部分拍摄外界景物,实现了在不影响屏幕画面整体显示效果的情况下,将摄像头整合到显示区域中的效果。但是由于上述屏幕中的非透明部分会遮挡摄像头的正常拍摄,而透明部分会导致显示分辨率下降,因此该方案处于屏下摄像头技术的过渡阶段。

 

为了解决上述冲突,华为又于2018年1月19日提交了专利申请CN110060578A,其根据摄像头的工作状态来控制PMOLED显示面板的点亮和息屏,实现采集与全面屏显示的切换。而后小米于2018年5月提交了专利申请CN208210033U,其采用具备多个独立可控像素的显示屏,在显示状态下,对显示屏的像素使能,使得整体显示模组正常显示图像;在部分透光状态下,对显示屏对应区域处的像素去使能,并且光线调节组件中对应区域呈透光态,光线可从该区域穿透显示屏,此时,镜头可获取由上述区域穿透显示屏的光线,以进行拍摄。

 


 

另一派则通过增加辅助结构来弥补显示屏幕的空洞,如OPPO于2018年6月提交了专利申请CN108551505A、CN208386639U及CN208386728U,其通过在摄像头中设置投影组件,使得屏幕在显示状况下控制摄像头投影组件投影显示,在成像状态下控制摄像头采集外部图像,实现了全面屏显示和图像采集功能的并存。随后,2018年11月小米提交了专利申请CN208924293U,其通过在屏幕下方设置前置摄像头,并在前置摄像头的旁边另外设置第二显示器件,当需要拍摄时,驱动组件将前置摄像头移动到屏幕透光部下方从而采集外部光线,而当显示图像时,驱动组件将第二显示器件移动到屏幕透光部下方从而实现全面屏显示。