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Ve lo spiega l’ingegnere/1: la fotocamera frontale sotto al display

A partire dal 21 dicembre in Italia e in altri Paesi selezionati è possibile acquistare il nuovo ZTE Axon 20 5G, che si distingue da ogni smartphone visto fino ad ora per la fotocamera frontale che implementa celata sotto al display. In questo articolo, che inaugura la mia rubrica “Ve lo spiega l’ingegnere” su TraMe&Tech, vi spiegherò che cosa si nasconde dietro a questa incredibile innovazione.

La tecnologia del sensore

Il principio di funzionamento di questa soluzione non si discosta molto da quello di un tradizionale sensore CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) presente nelle fotocamere di vecchia generazione.

Esso imita il funzionamento dell’occhio umano, che presenta 3 diverse tipologie di recettori che assorbono luce blu, verde e rossa. In questo modo anche la fotocamera presenta una matrice di fotodiodi che permettono di assorbire la luce nei 3 diversi colori.

Per quanto riguarda l’elettronica del sensore, invece, essa rimane pressoché invariata rispetto ai predecessori. Il fotodiodo permette di assorbire la luce e trasformare questo segnale ottico (fotoni) in un segnale segnale elettrico analogico (elettroni). Solo infine verrà trasformato in un segnale digitale tramite l’utilizzo di un ADC (convertitore analogico-digitale) ed elaborato dal processore al fine di arrivare ad una immagine fruibile e piacevole all’occhio umano.

La luce attraverso lo schermo

La novità principale di questo nuovo sensore sta invece nella parte di ottica e dei filtri. Poiché davanti alle lenti della fotocamera è presente il display, la porzione di schermo davanti ad essa non può essere come un tradizionale schermo OLED, ma deve permettere alla luce di filtrare nel momento in cui vogliamo scattare una foto. Questo è reso possibile dalla bassa densità di pixel che permettono di far passare una buona quantità di fotoni.

Si può immaginare questo come un setaccio: più le maglie (pixel del display) sono fitte minore sarà la quantità di materiale che oltrepasserà. Lo svantaggio sarà però una minore resa visiva dello schermo.

Aumento della qualità visiva

In aggiunta, la porzione di schermo sovrastante viene anche dotata di materiale con alto indice di trasmissione al fine di massimizzare il segnale. Il quale non solo è importante che sia alto, ma anche che sia privo di interferenze e disturbi. Per questo motivo si attua a monte una tecnica tanto semplice quanto efficace che consiste nel lasciare la porzione di pixel in prossimità del sensore spenti.

Inoltre, i disturbi vengono anche attenuati tramite l’impiego di un chip integrato indipendente a doppio controllo e circuiti driver integrati. Che consentono la sincronizzazione dei colori tra la telecamera frontale e il display convenzionale.

 

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I nuovi orizzonti

Altri produttori oltre a ZTE hanno già annunciato che nel prossimo anno lanceranno sul mercato i loro prodotti con “under screen camera”. Spiccano tra tutti i cinesi OPPO e Xiaomi, quest’ultimi addirittura con una terza generazione di questa tecnologia. L’azienda di Lei Jun ha infatti migliorato il circuito di pilotaggio dei pixel OLED per migliorare la trasmissione della luce sopra la fotocamera.

Inoltre, Xiaomi ha affermato che il suo algoritmo di fotocamera sviluppato autonomamente permette la stessa qualità dell’immagine dei tradizionali scatti selfie. Rendendo così la sua ultima soluzione “quasi perfetta”. In futuro, infine, sarà raddoppiato il numero dei pixel per avere una risoluzione dello schermo complessivamente omogenea.

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Marco De Pace
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