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华为小米TCL等相继申请屏下摄像头专利,专利混战或将开启!

时间:2020-09-05    点击次数:293

9月1日,中兴发布了全球“第一款屏下摄像头手机”的话音刚落,随后TCL就传出来已有相关的手机专利。小米紧随其上表示会在明年正式推出量产机型。屏下摄像头这个概念其实很早就被提出来。早在2018年,华米OV三星苹果都已公布过各自的屏下摄像头专利,而各自的技术路线也各有趋同之处。围绕屏下摄像头的专利混战或将开启。

 

TCL屏下摄像头手机外观专利

 

近日,国家知识产权局公开了一份TCL在今年3月申请的屏下摄像头手机外观专利。

 

 

根据专利示意图展示的内容,这项专利机型将保持正面屏幕完整,机身四周仅可见底部的USB-C插口、机身右侧的实体音量调节键与电源键,这将使这款机型的完整性大幅提高。

 

同时,在机身侧边示意图中可见,这款手机在机身后顶部可见一处凸起,目测将用于安置屏下摄像模块组件。但这样的设计一定程度上会对手机的外观颜值表现产生影响。

 

综合专利来看,这款新机将提供一个可行的屏下摄像头手机设计方案。但实际是否真正进行应用还需要看后续的官方规划。

 

此前外媒曝光了TCL屏下摄像头手机,外观与国家知识产权局公开的设计大致相同。根据外媒曝光的图片显示,这款手机采用全面屏设计,手机屏幕没有看到开孔痕迹。同时,机身背部也看不到摄像头设计,疑似同样采用屏下摄像头设计或采用变色玻璃设计。该项专利于更早的去年12月提交,并于今年6月12日发布。

 

 

就专利设计而言,这两个方案都展示了屏下摄像头技术的应用方法。这也说明TCL一直在进行相关领域的发力。至于最终将会推出哪一种方案,还需要等待后续消息。

 

 

华为屏下摄像头外观设计专利

 

据悉,华为在2019年10月28日向国家知识产权局提交了两项专利申请,但直到2020年6月2日才向外界公布,新机其外形设计极具未来感,屏幕两侧较Mate30系列所使用的瀑布屏还要延展。

 

 

根据外媒分享的专利图片可知,华为似乎正在开发一款无边框全面屏智能机,新机的屏幕两侧有着较大的曲面,且可能采用了屏下隐藏式前置摄像头的设计。

 

 

机身侧面不见实体按键,底部为USB-C端口,电源键被挪动到了顶部,音量键应该也会沿用虚拟侧栏的方案。正面完全看不到前置摄像头的开孔,顶部似乎也没有弹出式的机构,意味着它可能换用屏下隐藏式前摄的设计。

 

 

同时外媒也根据专利绘制了相关渲染图。如图所示,它最大的亮点是拥有真全面屏形态,配合双曲面屏幕的设计,正面视觉效果出众。

 

 

小米隐藏式屏下摄像头相关专利

 

2019年,小米公布了一项屏下摄像头技术相关专利。根据专利文件显示的内容:这一外观设计产品的界面为应用软件客户端界面,界面用于人机交互。

 

 

具体的运行流程为“在主视图中,用户点击界面底部的照相机控件启动前置拍摄,主视图界面中的时间日期等信息消失,同时底部出现拍摄控件栏,用户可点击控件栏中的拍摄控件进行照片和/或视频的拍摄,或调整拍摄参数。”

 

 

此时,界面顶部可观察到前置摄像头,呈现出主视图至界面变化状态图的动态效果。主视图中界面空白处为背景内容,例如壁纸。界面变化状态图中界面空白处为摄像头采集到的拍摄对象画面。”

 

也就是说,这一设计专利是小米基于屏下摄像头技术而做出的。从专利显示的方案来看在屏下摄像头技术如何运用方面,小米已经有了设想。并且,小米在这一专利设计上采用了双前置摄像头方案。

 

 

这样一来,一旦技术成熟,小米或许会在高端机型上采用这一设计。当然,从目前的情况来看,屏下摄像头技术可能还需要时间攻克。

 

近日,有外媒曝出小米4月24日最新获得的专利,而专利显示,小米屏下摄像头的技术已经日渐成熟。

 

 

从图中可以明显看出,小米的屏下摄像头可以被安放在屏幕顶部侧面或者中部位置,当前置摄像头需要工作时,屏幕区域会显示为透明,增加投光量。而在前置摄像头不工作时,屏幕将会恢复正常。

 

相较于OPPO而言,小米在技术上的展现并不积极。OPPO去年曾经多次展现其屏下摄像头技术的技术成果,而反观小米,则一直有种闷头干大事的感觉。

 

 

有外媒根据其专利图片制作了疑似小米MIX4的渲染图,从图中来看,小米MIX4的下巴仍有不少的黑边,距离理想中的全面屏还是有差距。

 

vivo屏下摄像功能相关专利

 

近期,vivo正式官宣了一款名为Apex2020的概念手机,手机搭载了许多的功能,设计也十分的亮眼。该款手机搭配120度弯曲的屏幕,同时由于其采用的是屏下镜头的方案,机身左右几乎看不到边框的存在,同时额头下巴也是十分窄。

 

据悉,vivo分别在19年10月23日和20年3月3日申请了名为“拍照方法及电子设备”和“一种电子设备”的发明专利,申请号分别为(201911013771.3)和(202010139122.4),申请人为维沃移动通信有限公司。

 

这两项专利也分别从结构以及方法的不同角度来实现了屏下摄像功能,在19年的专利中甚至发明一种可以进行屏下移动的摄像头,根据目前公开的资料,让我们一起来看看vivo的屏下摄像技术吧。

 

 

首先是基于结构创新设计的2020年发明的最新专利,如上图,为一种处于折叠状态的电子设备的结构示意图,该电子设备包括壳体、屏幕模组1、功能模组2和控制机构3。功能模组和控制机构位于由壳体和屏幕模组构成的容置空间内。屏幕模组包括第一屏幕11和可折叠的第二屏幕12,控制机构与第二屏幕连接,并驱动第二屏幕在折叠状态和展开状态之间切换。

 

在第二屏幕处于展开状态的情况下,第二屏幕遮挡功能模组;在第二屏幕处于折叠状态的情况下,功能模组从容置空间中露出。

 

具体来说,当功能模组为前置摄像头时,由于前置摄像头位于不透明的屏幕模组下方,当屏幕模组处于展开状态时,前置摄像头无法进行拍照。当用户需要拍照时,点击前拍功能后,可控制屏幕模组上位于前置摄像头上方的第二屏幕卷曲到电子设备内,解除对前置摄像头的视角的遮挡,从而可以实现前置拍照功能。

 

 

如上图,为控制机构控制第二屏幕进行折叠的示意图,驱动电机321通正向电流后带动主动齿轮322正向旋转,经从动齿轮323最后带动屏幕模组下方的支撑滚筒31朝第一方向旋转。

 

当从动齿轮朝第一方向旋转时,支撑滚筒转动带动屏幕模组中的第二屏幕,使其卷曲到电子设备内部,此时前置摄像头的视角的遮挡就可以解除,从而实现前置摄像头拍照。

 

 

而当第二屏幕进行展开时,如上图所示,驱动电机通负向电流,可以带动从动齿轮朝第二方向旋转,支撑滚筒相应地也朝第二方向旋转。由于屏幕模组中的第二屏幕与支撑滚筒的表面部分粘接,就可以带动第二屏幕展开到前置摄像头的正上方。屏幕模组完全展开后恢复到全面屏幕显示状态,就可以实现正常的全面屏幕显示,用户可以正常浏览和观看。

 

上述就是基于结构创新设计的屏下摄像头技术,其次是vivo基于方法创新的屏下摄像头专利,也详细地描述了一种控制屏下摄像头进行拍摄的方法,具体如下:

 

 

如上图,为该专利提供的一种拍照方法的流程图,首先在电子设备的摄像头已启动的情况下,获取屏幕上显示的内容画面。其次根据屏幕上显示的内容画面,确定屏幕中的第一屏幕区域,第一屏幕区域为内容画面中的第一画面区域对应的屏幕区域。

 

在确定屏幕中用于拍摄所需的屏幕之后,就可以将摄像头移动至第一屏幕的下方,这样就可以保证摄像头在移动到第一屏幕区域下方的屏下位置时,能够进行正常的图像采集。

 

考虑到摄像头拍摄过程,由于在屏幕下方,受当前摄像头上方屏幕显示内容的影响,因此,第一屏幕区域的尺寸等于摄像头的镜头尺寸,以提高在屏幕上找到适合摄像头拍摄的屏下拍摄位置的几率。

 

 

上图提供了在具体场景下进行拍照的方法示意图,在电子设备检测到摄像头已启动的情况下,获取屏幕上显示的内容画面,之后根据该内容画面确定屏幕中用于屏下拍摄的第一屏幕区域,同时还可以指示摄像头在屏下移动至第一屏幕区域的下方进行拍摄,从而实现电子设备的前置拍摄功能。

 

因此可以看到,该专利使用了在电子设备的屏幕下方设置可移动的摄像头的创新设计,在电子设备检测到摄像头已启动的情况下,获取屏幕上显示的内容画面,根据屏幕上显示的内容画面确定屏幕中用作摄像位置的第一屏幕区域,并控制摄像头移动至第一屏幕区域下方。

 

这种方法可以通过对电子设备屏幕上显示的内容进行分析,来选择屏下适合摄像头拍摄的位置,指示摄像头移动至该位置,与其他厂商使用的刘海屏、水滴屏相比,无需在屏幕上开孔即可以实现全面屏电子设备的拍摄功能,增加了电子设备屏幕的可视空间。

 

以上就是vivo发明的不同类型的屏下摄像的专利,利用结构以及方法的创新,使得手机设备可以在保持全面屏的同时实现拍摄功能。

 

OPPO“折叠屏+屏下摄像头”

 

OPPO申请了可折叠屏手机设计外观专利,从相关图片来看,OPPO折叠屏手机采用屏幕向后凹折,即屏幕外折叠的设计。OPPO这项专利将最新的折叠屏技术+屏下摄像技术结合。

 

此前,OPPO副总裁暨中国大陆事业部总裁沈义人,曾在微博上对外展示过OPPO旗下的可折叠屏手机外观,其微博图片展现了OPPO折叠屏手机的具体凹折方式,照片显示OPPO折叠屏手机采用屏幕向后凹折,即屏幕维持在外的设计,并且强调所有设计均为自行打造,而非公版设计,并考虑进行量产。

 

 

据悉,OPPO在19年6月19日申请了一项名为“移动终端、折叠屏及其基板”的发明专利(申请号:201910529705.5),申请人为OPPO(重庆)智能科技有限公司。

 

 

如上图所示为折叠屏的层结构示意图。折叠屏包括基板11、薄膜晶体管(TFT)层12、有机发光二极管(OLED)层13、薄膜封装(TFE)层14、触控层15、偏光片16以及盖板17。

 

其中,薄膜晶体管层、有机发光二极管层、薄膜封装层、触控层、偏光片以及盖板17依次层叠至基板的一侧,即薄膜晶体管层设置在基板的一侧,有机发光二极管层设置在薄膜晶体管层上,薄膜封装层设置在有机发光二极管层上,触控层设置在薄膜封装层上,偏光片设置在触控层上,盖板设置在偏光片上。

 

通过这些材料我们可以看到OPPO确实在选材上做出了很大的创新,也许从层结构上看不出太多的细节,下面我们再来了解一下其基本结构。

 

 

如上图为基板11的展开平面结构示意图,基板包括柔性基底111和透光件112。柔性基底与透光件均呈片状,且连为一体,以便利用柔性基底和透光件构成的基板作为载体,设置机发光二极管层、薄膜封装层等结构层。

 

在解决折叠屏幕问题时,基板与折叠屏的折叠部分相对应的位置界定弯折区域11a,基板与折叠屏的非折叠部分相对应的位置界定非弯折区域11b,也就是除了弯折区域以外,其余部分都是非弯折区域。由此可见,柔性屏幕也不是所有的部位都能折叠的,只有特定的部分可以进行折叠,不过这也增加了移动设备的便携性,以及在需要大屏幕时提供了便捷,只需要轻轻一拉,就可以从手机屏幕变为平板大小。

 

同时这样的设置也可以让屏下摄像头与折叠屏幕两种属性共存。这是因为透光件的透光率大于90%以上,从而透光件所对应的位置具有较好的透光性能。透光件位于非弯折区域,从而利用透光件提供良好透光性能的同时,不会影响到基板除透光件之外的区域的弯折性能。

 

利用透光件在基板的局部位置性能透光率较高的透光区域,来设置屏下摄像头或屏下指纹等感光元件,进而折叠屏只需要在对应感光元件的位置进行开孔或透光处理即可,以维持较高屏占比。

 

以上就是OPPO独特设计的折叠屏幕和屏下摄像头共存的专利技术,两块屏幕通过柔性材料进行链接,可以翻转,合并,上下分屏等多种运行模式,展开180度后即变身为一台平板电脑。

 

三星屏下摄像头专利

 

据荷兰媒体LetsGoDigital最新报导,三星手机旗下一项采用「3D曲面弧形全萤幕」的新技术,于2018年底已向世界知识产权局WIPO提出专利的申请,并分别于美国、韩国递交专利文件,已于今年6月6日正式向外界公开。

 

 

此外,机身也没有采用升降式镜头、或弹出式镜头的设计。另,机身背面的设计图,则是显示主相机采用双镜头的配置。

 

特别一提的是,三星这项「3D曲面弧形全萤幕」的专利技术文件中,在机身上半部靠近顶端边框的区域,设置了可隐藏于萤幕下方的前置自拍镜头与感应器;并且还提到了在手机萤幕四周的边缘部分,甚至还可以具备有特殊的操控功能。

 

例如:触控机身萤幕左右的最边缘处,可显示最近常开启使用App应用程式的捷径;触控萤幕顶端与底端的上下边缘处,还提供可摆放媒体播放器等小工具的操控应用方式。只要轻碰萤幕的最顶端或最底端,即可快速开启音乐播放功能。

 

 

荷媒LetsGoDigital依据三星「3D曲面弧形全萤幕」专利文件的设计图、与相关功能描述,依此绘制设计出该款未来手机的概念渲染假想图,把前置自拍镜头模组隐藏于萤幕下方,带大家抢先一窥这项具革命性的创新专利技术,未来应用于新一代智慧手机的样貌。

 

2019年,外媒曝光了三星最新申请的一份专利,展示了旋转式屏下摄像头、以及可以滑动的副显示屏。

 

 

从曝光的专利图片来看,三星是打算在手机的背部放置了一块副屏。然后通过上下滑动的方式,实现切换,平时不用时可以将其隐藏在手机背部。这样带来的好处是,正面屏占比更高,下巴几乎可以实现毫无遮挡的全面屏效果。

 

 

而另一个摄像头专利则是基于此设计而存在的,通过屏幕的滑动,手机内部的摄像头也会随之转动,从而进行前置到后置的切换。

 

iPhone屏下摄像头专利

 

外媒《AppleInsider》从美国专利局网站发现,苹果提交一份名为「附加透光窗口的萤幕」的新专利,实质的构想正是萤幕下镜头技术。苹果的解法是,在特定萤幕区域下方安装密集的透光小窗口,再将前镜头摆放于底下,相机得以捕捉外面的景观,而外侧则看不到内侧的相机,仍能保有正常萤幕的显示状况。苹果未来或将把相机藏在萤幕下,届时就能达成真正的全萤幕!

 

 

相比OPPO于曾经展示的萤幕下镜头,可能会因为光线反射,影响相片品质。在专利中,苹果也有料想到这一点,他们将在内部涂上防止反射的涂料,避免OLED萤幕反弹回来的光线影响感应器。

 

可惜的是,这项专利恐怕没能这么快实现,即便是其他手机品牌,外媒推估也至少都要等到2021年才会有成熟的技术。据天风国际证券分析师郭明錤先前的报告指出,苹果预计在2020年改用「超微小镜头」,将能有效缩减刘海面积,有望先改为类似于水滴屏、开孔的方式呈现。

 

另,苹果在2009、2018、今年五月都曾缴交相似的专利申请,最终会采用哪种方案,目前仍是未知数。

 

深弘知识产权专注知产实际案例研究,通过分析表象剖析事件本质;在知识产权服务领域,对国内外专利申请与规划、商标注册与规划、著作权登记与保护、高新技术企业认定等企业知识产权保护实务方面经验丰富。

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