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展会专题小格子带你看 CES 2020:揭秘一加手机潜隐式后摄技术

2020-01-10  3871

虽然从很早前便收到了消息,知晓一加要在 CES 上发布其创立 6 年来的第一款概念手机,但在 CES 上的展台看到这款 OnePlus Concept One 时,我们依然感到了惊喜。

不是呼声很高的「屏下摄像头」,而是「潜隐式后摄」。

是的,一加把手机的后置摄像头藏起来了——OnePlus Concept One 的手机后背采用了迈凯伦跑车同款皮革+墨色玻璃组合,手机后摄镜头完全消失在这个背壳中,既没有镜头凸出,也没有留坑,看起来又奇妙又养眼。

然而,OnePlus Concept One 并不是没有搭载后摄,当我们打开手机上的相机功能后,手机背板上方的玻璃会由黑色变至透明,露出里面的三个摄像头和闪光灯等模块。

一加的现场工作人员告诉我们,这种神奇的「潜隐式后摄」的关键,在于镜头外部采用了特殊的有机小分子电致变色玻璃的材质。这种材料在通电与不通电状态下呈现不同的颜色,且这种变色程度能够被控制。

也正是基于这种特性,一加还创新性地在手机上实现了可调节的 ND 滤镜的功能。

这款新手机还带给了我们另一个「惊喜」。在 CES 2020 开展的首日,一加的小展厅里,我们偶遇了这一潜隐式后摄技术的「幕后推手」——沃格光电的工作人员。

根据他们的介绍,OnePlus Concept One 采用的一体电致变色解决方案和超轻薄器件,正是来自于沃格光电(603773);而「潜隐式后摄」技术,代表了当前电致变色玻璃的很多尖刀技术和顶级水平。

这一下我们更兴奋了。新手机的「潜隐式后摄」背后的电致变色玻璃技术到底是什么?我们一起探寻了究竟。

何为电致变色玻璃?

何为电致变色?电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。

实际上,这是一种颇有年份的「老技术」。早在 20 世纪 30 年代,行业内就有了对电致变色技术的初步报道,而在 1999 年和 2004 年,Stadt Sparkasse 储蓄银行和瑞士再保险大厦的玻璃幕墙便已经用上了电致变色玻璃。

到了 2008 年 7 月,波音公司在用波音 787-8 梦想客机的客舱窗上采用了电致变色玻璃,将这一技术推到了大众的视线中。

目前,这一技术主要应用在建筑、飞机、跑车或高档轿车的玻璃窗户上。

电致变色发展历史

不是所有的电致变色都能用到手机上

但把电致变色玻璃用在手机镜头上,却是前无古人的。并且,用在手机镜头上的电致变色玻璃,和以前又不一样。

那么,一加采用了这一技术、需要在手机上做哪些改进呢?沃格光电向我们解答说,虽然电致变色玻璃在很多场景中多有应用,但将这种技术缩小并应用到对镜片要求极高的手机相机上,简单的材料和技术复制是不可能的。

我们见到的飞机上的、跑车里的、以及建筑物外墙玻璃上的变色玻璃,对玻璃的体积、厚度要求相对比较低,对透光率、反应速度的宽容度也远远高于智能手机。换句话说,手机用的电致变色玻璃,要更轻更薄,透光率要高,反应速度要快。

此外,玻璃的是否耐磨、使用寿命等问题,也都有待论证。

举个最简单的例子,在传统领域,目前电致变色玻璃完成一次变色大概需要 5~8 秒的时间,这个反应速度放在手机相机上就会变成这样——试想一下,在公司年会上,同事老王上演了一曲鬼畜版的「野狼 disco」,开心不已的你准备举起留下这一经典画面,等了 5 秒,你的手机相机终于打开好了,还没构图老王已经下去了——令人窒息!

类似的问题还有玻璃厚度、透光率等。

为了实现变色的效果,电致变色玻璃需要采用多层结构,而手机镜头是一种高度集成、对光线极为敏感的光学元器件,如果厚度问题没有克服,手机镜头玻璃不管变成什么颜色,相机模组依然高高凸起十分显眼;而玻璃一旦透光率不足或出现瑕疵,那么手机最终成像效果便会出现严重的偏差。

反应速度、透光率、厚度……这些都将成为电致变色玻璃在手机镜头应用的掣肘。

一加的「潜隐式后摄」是怎么实现的?

要攻克这些难题,大家研发的投入的时间长达两年,通过特殊工艺将透明的纳米级别线路做到玻璃上,最后才有了这一能用在手机镜头上的电致变色方案。

如下图所示,OnePlus Concept One 所用的这块电致变色玻璃共有 5 层,上下两层为经过 AR 镀膜处理的玻璃;里面两层 ITO 透明导电薄膜,搭载透明的纳米级别线路,用来控制变色的电流电压;中心层是负责变色的 EC 材料。

为了尽可能控制模组的厚度,沃格光电将上下两层玻璃的厚度压缩到了 0.15mm,均一性控制在 0.01mm;同时,中间层的 EC 材料也经过反复调整,最后,应用到 OnePlus Concept One 的玻璃总厚度被控制在了 0.35mm。

沃格光电表示基于超轻薄方案,OnePlus Concept One 仅增加了十分之一毫米

在透光率问题上,沃格光电测试了 100 多种膜系设计,并通过算法模拟测试。具体来讲,OnePlus Concept One 所采用的这一电致变色玻璃,其内部增加的玻璃球可以绕开摄像头区域,而 ITO 镀膜技术则能够实现更低方阻、更高透过率的透明导电薄膜。

同时,玻璃内外侧还增加特殊的 AR 镀膜,以降低光线反射,这种上下玻璃、ITO、AR 等膜片的光学设计,可以将电致变色玻璃的透过率提升到另一个高度,确保手机的成像效果。

另外,这种透光率是可控的,如我们前文所说的,OnePlus Concept One 支持多档位的 ND 滤镜调节功能,其原理便是通过调整后摄镜头玻璃的透过率来控制手机镜头的进光量,使得手机在强光下也能拍摄出清晰且富有细节的照片。

在现场,我们特别体验了加了电致变色玻璃的手机拍照效果。

在普通模式下,手机拍照的效果与一加 7 并没有太大差异。而在专业模式下,当我们将手机直接对着展台上的灯光时,外溢的灯光就被压住了,画面呈现出更舒服的效果。

在反应速度方面,OnePlus Concept One 的电致变色玻璃从「关闭」到「开启」全程时长被控制在了 1 秒内。

「这几乎是当前业界最快的电致变色速度了」,沃格光电告诉我们,也正因此,因镜片变色对手机拍照体验造成的影响会降到几乎可以忽略不计的程度。

拯救「浴霸」,未来还有很长的路要走

我们越发地喜欢上一加这款概念手机了。

手机拍照技术的突飞猛进在给我们带来巨大便利,也让手机的工业设计付出了不小代价——即便我们嘴上不断说着「丑拒」,但手上的手机依然奔着「浴霸」的方向一路狂奔。

而 OnePlus Concept One 的「潜隐式后摄」颇有一种「不认命」感觉。这种技术不仅非常巧妙的解决了当前我们手机相机美观的问题,还带来了 ND 滤镜等更加专业的拍照体验。这种新技术的探索让我们感觉十分惊喜。

当然啦,这么说并不代表我觉得电致变色玻璃技术已经能够马上改变我们的智能手机了。相反的,当前智能手机摄像头想要变得更好看,光靠变色来「美妆」是不够的,其根源还在于镜头模组的厚度和数量的「瘦身」。

另外,电致变色玻璃要大规模应用在智能手机上,除了前文论述的小型化、纤薄化、透光率、反应速度等问题,还有玻璃硬度、使用寿命、性能稳定性等无数个问题。

但起码,这种「潜隐式后摄」技术的出现,让我们看到了行动上「丑拒」的希望。



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