紅米K20和K20 Pro采用6.39英寸極界全面屏，屏占比達(dá)到了91.9%。要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，首要解決的問(wèn)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(shí)還在頂部巧妙融合了呼吸燈，其使用壽命達(dá)到了30萬(wàn)次之久。

K20和K20 Pro內(nèi)置的是一個(gè)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(jì)，利用螺旋步進(jìn)式電機(jī)實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作，可以在0.8s的時(shí)間內(nèi)彈出，同時(shí)擁有6種定制升降聲音可選。前置鏡頭蓋板采用藍(lán)寶石材質(zhì)，耐磨耐劃，可以為多次彈出帶來(lái)更強(qiáng)保護(hù)。

螺旋步進(jìn)式電機(jī)的工作原理

從K20和K20 Pro Pro拆機(jī)圖可以看到，為了解決前置攝像頭和無(wú)劉海全面屏之間的沖突，其采用了一個(gè)電動(dòng)伸縮式的結(jié)構(gòu)，而實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的部件就是一顆螺旋步進(jìn)式電機(jī)。

螺旋步進(jìn)式電機(jī)的工作原理類似我們?nèi)粘５臄Q螺絲這個(gè)動(dòng)作：順時(shí)針可以將螺絲擰下去，反之逆時(shí)針可以將螺絲擰上來(lái)。

反映到螺旋步進(jìn)式電機(jī)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(gè)動(dòng)作就是通過(guò)給線圈通兩相電流產(chǎn)生磁場(chǎng)讓轉(zhuǎn)子發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。手機(jī)可以通過(guò)控制兩相電流脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，從而實(shí)現(xiàn)前置攝像頭的升降操作。

之所以選用螺旋步進(jìn)式電機(jī)去實(shí)現(xiàn)升降操作，而不是那種直上直下的方式，主要是因?yàn)樵谑謾C(jī)內(nèi)部空間如此局促的情況下，螺旋步進(jìn)式電機(jī)更易于控制，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行也更加穩(wěn)定。

這很好理解，它只有一個(gè)動(dòng)作：“擰”，而沒(méi)有空間上的移動(dòng)，這大大減少了機(jī)械上的損耗，K20和K20 Pro 30萬(wàn)次標(biāo)稱壽命也足夠在手機(jī)的生命周期里供用戶使用。

好看又耐用 機(jī)構(gòu)加軟件雙重防護(hù)

相比之前一體式前置攝像頭設(shè)計(jì)，機(jī)械結(jié)構(gòu)確實(shí)會(huì)帶來(lái)更多的不穩(wěn)定因素，所以此次小米工程師還從機(jī)構(gòu)加軟件這兩方面針對(duì)用戶使用過(guò)程中的按壓以及跌落情況作了相應(yīng)的防護(hù)動(dòng)作。

跌落保護(hù)

為了避免用戶在使用過(guò)程中不小心跌落損壞，K20和K20 Pro采用機(jī)構(gòu)加軟件的方式保護(hù)彈出攝像頭，它會(huì)在跌落發(fā)生后急速縮回前置攝像頭，同時(shí)其內(nèi)部有彈簧裝置進(jìn)行保護(hù)。

K20和K20 Pro內(nèi)置一個(gè)三軸陀螺儀來(lái)檢測(cè)自身的跌落動(dòng)作，這個(gè)裝置可以把它想象成一個(gè)小球從三個(gè)方向x、y、z分別用三根彈簧牽著，此時(shí)小球保持靜止，為了和重力G平衡，三根彈簧共同組成一個(gè)向上的力F，此時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)，需要小球的重力G做功，小球和三根彈簧會(huì)處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，這個(gè)向上的合力F會(huì)逐漸消失，直至0。在這個(gè)過(guò)程中，手機(jī)內(nèi)部的感應(yīng)器會(huì)做一個(gè)極其精密的檢測(cè)動(dòng)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(shí)間時(shí)，感應(yīng)器就會(huì)認(rèn)為手機(jī)正在做自由落體運(yùn)動(dòng)，并觸發(fā)手機(jī)攝像頭的回收動(dòng)作，有效保護(hù)攝像頭在跌落時(shí)造成的損壞，而這整個(gè)過(guò)程會(huì)在100ms內(nèi)完成。

按壓保護(hù)

同時(shí)為了避免用戶在攝像頭升起的情況下對(duì)其進(jìn)行按壓所造成的物理?yè)p壞，K20和K20 Pro內(nèi)部采用彈簧裝置進(jìn)行物理保護(hù)，同時(shí)配備了雙磁鐵+霍爾校準(zhǔn)芯片的配置來(lái)感應(yīng)攝像頭的位移動(dòng)作。

霍爾校準(zhǔn)芯片是利用霍爾效應(yīng)制作的磁場(chǎng)傳感器，可以用來(lái)檢測(cè)磁場(chǎng)強(qiáng)度，之所以用兩顆磁鐵是為了讓霍爾校準(zhǔn)芯片能夠檢測(cè)到足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。

從以上的拆機(jī)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(jī)主板上。

當(dāng)升降式攝像頭上下移動(dòng)時(shí)，會(huì)帶動(dòng)這兩顆磁鐵進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，霍爾校準(zhǔn)芯片會(huì)記錄這兩顆磁鐵在攝像頭升降過(guò)程中各個(gè)位置所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。而當(dāng)用戶按壓攝像頭的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致兩顆磁鐵的位置發(fā)生變化從而引發(fā)磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變。

最終霍爾校準(zhǔn)芯片通過(guò)磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化檢測(cè)到用戶按壓攝像頭這個(gè)動(dòng)作，從而觸發(fā)攝像頭的自動(dòng)縮回。

中框一體式導(dǎo)軌設(shè)計(jì)保證攝像頭穩(wěn)定

此前采用這種升降式攝像頭的手機(jī)存在一個(gè)最大的問(wèn)題，就是在長(zhǎng)時(shí)間使用之后這種升降式結(jié)構(gòu)容易變得松動(dòng)，而且會(huì)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(jì)。

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(zhǎng)時(shí)間使用后不易產(chǎn)生搖晃，也就是我們常說(shuō)的松動(dòng)感，讓Redmi K20和K20 Pro的每一次升降動(dòng)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(wú)劉海全面屏的前置攝像頭安置問(wèn)題，同時(shí)機(jī)構(gòu)加軟件的雙重保護(hù)讓用戶在使用過(guò)程中完全沒(méi)用后顧之憂，最終讓K20和K20 Pro實(shí)現(xiàn)了91.9%屏占比的真全面屏。