Binnenkort is het zover; dan kun je in Nederland en België de eerste smartphone met camera achter het scherm kopen, de ZTE Axon 20 5G. Het voert te ver om dit aan te duiden als het begin van een nieuw tijdperk, maar het is wel de vervolmaking van een reis die nu al enkele jaren duurt, de reis om de frontcamera niet langer in de weg te laten zitten van het scherm.
Die reis begon al een paar jaar geleden, toen smartphonemakers de bezels gingen verkleinen met de nieuwe schermtechniek om de aansturing alleen vanaf de onderkant te laten plaatsvinden. Toen Samsung met de Galaxy S8 en later Apple met de iPhone X de hardware voor de aansturing ombogen in de behuizing om 'de kin' te verkleinen, kwamen randloze telefoons nóg dichterbij.
Er zijn ook diverse andere vondsten geweest om de bezels te elimineren, zoals sensoren achter het scherm, het scherm als luidspreker en een vingerafdrukscanner achter de display. Maar de frontcamera bleef het probleem dat het langst niet kon worden opgelost.
Een korte reis
:strip_exif()/i/2001713859.jpeg?f=imagemedium)
De eerste telefoon met een inkeping op onze redactie was de Essential Phone in de zomer van 2017. Dat najaar volgde nog de iPhone X en vanaf begin 2018 ging het los: vrijwel elke fabrikant bracht al snel telefoons met een notch uit. Samsung doet dat vooral bij goedkopere modellen als de Galaxy A50, Huawei sprong er vol op met bijvoorbeeld de P20, Xiaomi kwam met toestellen als de Pocophone F1 en ook andere fabrikanten bleven niet achter.
:strip_exif()/i/2003111038.jpeg?f=imagemedium)
Toch bleef het kriebelen. De inkeping was er nu en veel mensen hadden er misschien geen last van, maar dat moest toch beter kunnen? In de zomer van 2018 zagen we voor het eerst een ander concept: de pop-upcamera van de Oppo Find X. Dat heeft een uitschuifbaar gedeelte dat alleen naar boven komt als het nodig is. Dat concept vond navolging bij bijvoorbeeld OnePlus in de 7 Pro in de lente van 2019.
:strip_exif()/i/2003157166.jpeg?f=thumblarge)
Er zijn ook varianten op geweest, zoals de omklappende camera's van bijvoorbeeld de ASUS Zenfone 6 uit 2019 en de Samsung Galaxy A80 uit datzelfde jaar. Die systemen hebben wel nadelen. Het vereist motortjes en bewegende onderdelen, twee elementen die gevoelig zijn voor storingen. Nu is dat in gebruik bij veel mensen geen nadeel gebleken, maar iets anders is dat wel: motortjes en andere mechanismes nemen ruimte in de behuizing in en die ruimte kun je dan niet gebruiken voor andere componenten.
Begin 2019 zagen we daarom de laatste tussenstap verschijnen in een telefoon: Het gat in het scherm. Dat was de Honor View 20 van Huawei in januari, gevolgd door de Samsung Galaxy S10-telefoons in februari. Het gat in het scherm bleek de oplossing voor de meeste fabrikanten. Het kan in lcd's en oledschermen en het is te plaatsen waar je wilt. De meeste fabrikanten zetten het in de hoek om het zo min mogelijk in de weg te laten zitten, maar Samsung heeft na de S10 toch gekozen voor een plaatsing centraal bovenin.
Het gat in het scherm is de laatste tussenstap, omdat het scherm om de camera heen zit. Dat heeft alsnog een nadeel, want je ziet niets op de plek waar de camera zit. Dat heeft geleid tot wijzigingen in de positie van bijvoorbeeld de klok of notificatie-iconen boven in beeld. Ook kan het in de weg zitten als je bijvoorbeeld games speelt of video's kijkt. En om dat op te lossen, is deze laatste stap nodig: een camera achter het scherm.
Hoe de camera weggewerkt wordt
Maar hoe kan dat, de camera wegwerken achter het scherm? Dat is in de basis vrij simpel: camera erin schroeven, scherm eroverheen en klaar. Het probleem is natuurlijk dat een scherm over het algemeen niet transparant is en dat de camera daardoor niets ziet.
De grootste beperking van camera's achter het scherm wordt dus dat het niet werkt met lcd's. Lcd's werken per definitie met een backlight en een backlight kan niet transparant zijn. Daarom is deze techniek vooralsnog uitgesloten op telefoons met lcd's.
Bij oledschermen is dat anders. Het substraat is weliswaar doorgaans niet transparant, maar het kán wel. En oledpixels geven licht en zijn weliswaar van zichzelf niet transparant, maar er zit ruimte tussen die pixels in om licht door te laten.
Sterker nog, stiekem hebben we al een paar jaar smartphones met een camera achter het scherm. Immers, de optische vingerafdrukscanners achter het scherm zijn niets meer dan kleine cameraatjes. Bij de poging tot ontgrendelen lichten de pixels de vinger op en de camera kijkt door de pixels heen naar de vingertop.
Die techniek vereist geen goede fotokwaliteit. De software gooit de te lichte delen simpelweg weg en maakt donkergrijze delen zwart, waarna deze het gevonden patroon probeert te matchen met de opgeslagen vingerafdruk in een database.
Het gaat daarom altijd om kleine ccd- of cmos-sensors, waarbij het vooral belangrijk is dat de sensor íets ziet, maar het is onbelangrijk hoe dat er precies uitziet.
Dat wijkt natuurlijk in diverse opzichten af van hoe een camera voor selfies zou moeten werken. Ten eerste is er veel minder licht. Een selfie maak je in wisselende omstandigheden, maar zelden met felle oledpixels vlakbij je gezicht.
Het is dan ook tekenend dat de eerste fabrikant die claimde klaar te zijn voor massaproductie van camera's achter het scherm helemaal geen camerafabrikant is; het is een schermleverancier: Visionox.
Om de tech te laten werken, zijn zoveel aanpassingen nodig dat Visionox spreekt over een 'secundair scherm' voor de camera. Dat tweede scherm is gemaakt van andere materialen en heeft een andere pixelstructuur. Om meer licht door te laten, kunnen fabrikanten kiezen om alleen op die plek pixels weg te laten en daardoor voor de camera de resolutie te verlagen. Visionox spreekt ook van andere, transparante materialen voor gebruik van onderdelen van het scherm om zo de transparantie te verbeteren.
Dat is de oplossing van Visionox, en het lijkt erop dat ZTE deze Chinese schermleverancier heeft gekozen voor de Axon 20 5G. Maar er zijn meer fabrikanten die eraan werken. Samsung zou de techniek voor het eerst gebruiken in de Z Fold3 in de zomer van volgend jaar. Hoe dat precies werkt, is onbekend.
Andere Chinese bedrijven zijn wat meer genegen om vroegtijdig details te geven. Xiaomi wil de techniek volgend jaar in telefoons zetten en werkt zelf aan het transparant maken van het scherm. Het heeft gekozen voor kleinere pixels in plaats van een lagere resolutie; zo blijft de resolutie in stand en moet het scherm uniformer zijn. Bovendien probeert Xiaomi niet-transparante onderdelen van het scherm te verbergen achter de pixels, zodat zoveel mogelijk ruimte overblijft om licht doorheen te laten gaan.
Behalve Xiaomi is ook Oppo ermee bezig. Een nieuw prototype lekte vorige maand uit en vorig jaar kondigde Oppo al aan ermee bezig te zijn. Welke techniek daar precies achter zit en welke keuzes Oppo maakt, is op het moment van schrijven niet bekend.
Behalve de hardware is er nog een ander onderdeel: software. Bedrijven als Google, Apple en nu ook Samsung en Xiaomi doen veel met computational photography en die expertise lijkt goed bruikbaar bij deze camera's. De bedoeling is immers om met minder licht toch mooie plaatjes uit die camera's te laten komen en dat is precies de bedoeling van de nachtmodus die afgelopen jaren op elke duurdere smartphone is verschenen.
Tot slot
De camera achter het scherm komt er dus aan, maar over de kwaliteit valt nog weinig te zeggen. Die van Visionox is vermoedelijk in actie te zien bij de ZTE Axon 20 5G en die zullen we vermoedelijk nog gaan reviewen, maar eerdere testen zijn niet dolenthousiast over de kwaliteit. De telefoon is in actie te zien onder meer in een Unbox Therapy-video. Die video moet een indruk geven van hoe zichtbaar de frontcamera is onder diverse omstandigheden.
Aan de andere kant zijn er meerdere fabrikanten druk mee bezig en bedrijven als Xiaomi en Samsung geven wellicht meer om camerakwaliteit dan een schermmaker als Visionox. Die hebben wellicht ook de know-how in huis om algoritmes te maken die met beperkte lichtopbrengst toch mooie beelden kunnen maken.
De camera achter het scherm is vooral winst voor mensen die hem weinig gebruiken. Hij zit er toch, mocht je hem een keer nodig hebben. Maar hij doorbreekt het beeld nergens. Met de komst van deze technologie is de reis die leidde via inkeping en pop-upcamera écht afgerond.