紅米K20和K20 Pro采用6.39英寸極界全面屏，屏占比達到了91.9%。要實現(xiàn)這一設(shè)計，首要解決的問題是前置攝像頭如何安置。
官方介紹，K20和K20 Pro采用了升降式前置攝像頭，可以在0.8秒內(nèi)配合燈效將前置攝像頭升起，同時還在頂部巧妙融合了呼吸燈，其使用壽命達到了30萬次之久。
K20和K20 Pro內(nèi)置的是一個怎樣的升降式攝像頭
K20和K20 Pro升降式前置攝像頭采用中框一體式導(dǎo)軌設(shè)計，利用螺旋步進式電機實現(xiàn)升降動作，可以在0.8s的時間內(nèi)彈出，同時擁有6種定制升降聲音可選。前置鏡頭蓋板采用藍寶石材質(zhì)，耐磨耐劃，可以為多次彈出帶來更強保護。
螺旋步進式電機的工作原理
從K20和K20 Pro Pro拆機圖可以看到，為了解決前置攝像頭和無劉海全面屏之間的沖突，其采用了一個電動伸縮式的結(jié)構(gòu)，而實現(xiàn)這個設(shè)計最關(guān)鍵的部件就是一顆螺旋步進式電機。
螺旋步進式電機的工作原理類似我們?nèi)粘５臄Q螺絲這個動作：順時針可以將螺絲擰下去，反之逆時針可以將螺絲擰上來。
反映到螺旋步進式電機就是，我們可以把定子想像成螺母，轉(zhuǎn)子想像成螺絲，而擰的這個動作就是通過給線圈通兩相電流產(chǎn)生磁場讓轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動。手機可以通過控制兩相電流脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度，從而實現(xiàn)前置攝像頭的升降操作。
之所以選用螺旋步進式電機去實現(xiàn)升降操作，而不是那種直上直下的方式，主要是因為在手機內(nèi)部空間如此局促的情況下，螺旋步進式電機更易于控制，長時間運行也更加穩(wěn)定。
這很好理解，它只有一個動作：“擰”，而沒有空間上的移動，這大大減少了機械上的損耗，K20和K20 Pro 30萬次標(biāo)稱壽命也足夠在手機的生命周期里供用戶使用。
好看又耐用 機構(gòu)加軟件雙重防護
相比之前一體式前置攝像頭設(shè)計，機械結(jié)構(gòu)確實會帶來更多的不穩(wěn)定因素，所以此次小米工程師還從機構(gòu)加軟件這兩方面針對用戶使用過程中的按壓以及跌落情況作了相應(yīng)的防護動作。
跌落保護
為了避免用戶在使用過程中不小心跌落損壞，K20和K20 Pro采用機構(gòu)加軟件的方式保護彈出攝像頭，它會在跌落發(fā)生后急速縮回前置攝像頭，同時其內(nèi)部有彈簧裝置進行保護。
K20和K20 Pro內(nèi)置一個三軸陀螺儀來檢測自身的跌落動作，這個裝置可以把它想象成一個小球從三個方向x、y、z分別用三根彈簧牽著，此時小球保持靜止，為了和重力G平衡，三根彈簧共同組成一個向上的力F，此時F=G=m*g（其中m為小球的質(zhì)量，g為重力加速度）。
當(dāng)K20和K20 Pro被用戶不小心跌落作自由落體運動時，需要小球的重力G做功，小球和三根彈簧會處于相對靜止的狀態(tài)，這個向上的合力F會逐漸消失，直至0。在這個過程中，手機內(nèi)部的感應(yīng)器會做一個極其精密的檢測動作。
我們從以上的坐標(biāo)圖示可以看到，當(dāng)三根彈簧組成的向上合力F變化低至0.125g的數(shù)值，并持續(xù)將近20ms的時間時，感應(yīng)器就會認(rèn)為手機正在做自由落體運動，并觸發(fā)手機攝像頭的回收動作，有效保護攝像頭在跌落時造成的損壞，而這整個過程會在100ms內(nèi)完成。
按壓保護
同時為了避免用戶在攝像頭升起的情況下對其進行按壓所造成的物理損壞，K20和K20 Pro內(nèi)部采用彈簧裝置進行物理保護，同時配備了雙磁鐵+霍爾校準(zhǔn)芯片的配置來感應(yīng)攝像頭的位移動作。
霍爾校準(zhǔn)芯片是利用霍爾效應(yīng)制作的磁場傳感器，可以用來檢測磁場強度，之所以用兩顆磁鐵是為了讓霍爾校準(zhǔn)芯片能夠檢測到足夠強的磁場強度。
從以上的拆機圖可以看到，在升降式攝像頭的支架側(cè)邊放置有兩顆磁鐵，霍爾校準(zhǔn)芯片則位于兩顆磁鐵旁邊的手機主板上。
當(dāng)升降式攝像頭上下移動時，會帶動這兩顆磁鐵進行運動，霍爾校準(zhǔn)芯片會記錄這兩顆磁鐵在攝像頭升降過程中各個位置所對應(yīng)的磁場強度。而當(dāng)用戶按壓攝像頭的時候，會導(dǎo)致兩顆磁鐵的位置發(fā)生變化從而引發(fā)磁場強度的改變。
最終霍爾校準(zhǔn)芯片通過磁場強度的變化檢測到用戶按壓攝像頭這個動作，從而觸發(fā)攝像頭的自動縮回。
中框一體式導(dǎo)軌設(shè)計保證攝像頭穩(wěn)定
此前采用這種升降式攝像頭的手機存在一個最大的問題，就是在長時間使用之后這種升降式結(jié)構(gòu)容易變得松動，而且會出現(xiàn)升降位置不到位的情況，為此Redmi K20和K20 Pro采用了中框一體式導(dǎo)軌設(shè)計。
中框一體式導(dǎo)軌相比那些采用結(jié)構(gòu)件組裝成導(dǎo)軌的方案，由于減少了零件組裝的步驟，從而縮減了生產(chǎn)公差，讓升降式攝像頭在長時間使用后不易產(chǎn)生搖晃，也就是我們常說的松動感，讓Redmi K20和K20 Pro的每一次升降動作都充滿了品質(zhì)感。
總結(jié)：
升降式攝像頭完美解決了K20和K20 Pro無劉海全面屏的前置攝像頭安置問題，同時機構(gòu)加軟件的雙重保護讓用戶在使用過程中完全沒用后顧之憂，最終讓K20和K20 Pro實現(xiàn)了91.9%屏占比的真全面屏。
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