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(jì)，利用螺旋步進(jìn)式電機(jī)實(shí)現(xiàn)升降動作，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(shí)現(xiàn)這個設(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螺絲這個動作：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。

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(jī)可以通過控制兩相電流脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度，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，長時(shí)間運(yùn)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(jī)械上的損耗，K20和K20 Pro 30萬次標(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)會帶來更多的不穩(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用戶使用過程中的按壓以及跌落情況作了相應(yīng)的防護(hù)動作。

跌落保護(hù)

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(jī)構(gòu)加軟件的方式保護(hù)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(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(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)動時(shí)，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(jī)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(shí)間時(shí)，感應(yīng)器就會認(rèn)為手機(jī)正在做自由落體運(yùn)動，并觸發(fā)手機(jī)攝像頭的回收動作，有效保護(hù)攝像頭在跌落時(shí)造成的損壞，而這整個過程會在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其進(jìn)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(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(qiáng)度，之所以用兩顆磁鐵是為了讓霍爾校準(zhǔn)芯片能夠檢測到足夠強(qiáng)的磁場強(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時(shí)，會帶動這兩顆磁鐵進(jìn)行運(yùn)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(qiáng)度。而當(dāng)用戶按壓攝像頭的時(shí)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(qiáng)度的改變。

最終霍爾校準(zhǔn)芯片通過磁場強(qiáng)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(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)存在一個最大的問題，就是在長時(shí)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(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時(shí)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(shí)機(jī)構(gòu)加軟件的雙重保護(hù)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(shí)現(xiàn)了91.9%屏占比的真全面屏。