iPhone 的動態島終於要縮小了，靠的竟然是一塊鏡片
iPhone 16 系列發佈的熱度才過去不久，iPhone 17 的新賣點又悄然出現了。
在國產手機如火如荼的發佈間隙，這個爆料顯得毫不起眼：下一代的 iPhone 除了多了一個 Air 型號以外，iPhone 17 Pro Max 的動態島將進一步縮小。
其實看到這條消息時，我並沒有太大的意外——因為動態島代代都在縮小，這並沒有什麼大不了的，但當我深入瞭解以後，才發現這條不起眼的消息背後，藏着的是喬布斯關於手機設計的終極願景。
超透鏡，是納米級的鏡片
要説一台 iPhone 什麼地方最顯眼，我想除了背後的影像模組外，就要數這塊屏幕上的動態島了。
要想縮減這塊礙眼的東西，我們需要先知道這塊始終以黑色面板蓋住的動態島是怎麼來的：
2017 年，iPhone X 拉開了蘋果全面屏機型的序幕。
為了保證屏佔比的優勢，iPhone 正面的部件迎來劇烈改動，Touch ID 隨着標誌性的 Home 鍵徹底退出舞台，一塊從邊框上延伸進入屏幕的區域出現了——Face ID 與自拍所用的原深感攝像頭系統，以及幫助手機與外界交互的距離傳感器和環境光傳感器都藏在其中，組成了我們熟悉的劉海。
▲ iPhone X 劉海的內部結構
到了 iPhone 14 Pro 系列上，劉海轉身一變，徹底與邊框分離，在屏幕中單獨盤踞成一個藥丸形狀，並配合從軟件上定製的交互界面，成為大家熟知的動態島。
這一次 iPhone 17 Pro Max 上動態島的縮小，蘋果就決定對其中的「原深感攝像頭系統」動刀。
這個系統中有幾大關鍵組成部分：紅外攝像頭、點陣投影儀、前置攝像頭、泛光感應元件以及距離傳感器和環境光傳感器。
發現了嗎？其中有一半的元器件，都離不開一位關鍵先生——攝像頭。
在傳統的攝像頭系統中，鏡頭依賴於純粹的光學設計，通過彎曲拋光玻璃或塑料材料將光線曲折並聚焦至一點，傳統鏡頭的製造工藝成熟，佳能、尼康等公司已經在此領域深耕多年，擁有龐大的鏡頭羣與市場份額。
▲ 傳統的相機鏡頭，主要基於光學結構設計
不過，就算傳統鏡頭在成像質量上已經非常成熟，但它們存在一些固有的侷限性：體積與重量。
由於傳統鏡頭需要通過物理彎曲來聚焦光線，導致鏡片結構限制了鏡頭的最小尺寸和重量，同時傳統鏡頭在設計上很難實現對特定波長光的精確控制，這在需要特定光譜成像的應用中是一個挑戰。
超透鏡技術的出現，有可能改變這一切。
2021 年，麻省理工學院發表了一份研究報告：
超透鏡的優勢中，有個特性最突出：輕量、高質。
這個輕量，可不是傳統光學上的「長槍大炮」與「餅乾頭」對比，超透鏡本身尺度是納米級別的。
用更專業的話講，超透鏡的厚度是「亞波長厚度」——當某個結構的厚度小於電磁波的波長，它就被稱為亞波長厚度。
用數字舉個更清晰的例子：假設一個材料的厚度是 100 納米，而我們處理的光波波長是 500 納米，那麼這個材料的厚度就是亞波長厚度（100 納米 < 500 納米）。
超透鏡就是在亞波長厚度的平面二維材料上設計的，通過高精度的納米加工技術（比如電子束光刻、飛秒激光直寫光刻和納米壓印技術），可以將超透鏡的厚度控制在數百納米級別，遠小於傳統透鏡的毫米級別。
可以説，將超透鏡與傳統鏡頭放在一起，就像一枚隱形眼鏡放在哈勃望遠鏡的旁邊。
超透鏡不止本身薄，它需要的工作空間也很小。
如果你有老式鏡頭，你一定會留意到轉動對焦環時，鏡頭在輕微前移或後移，這是因為在傳統光學設計中，鏡頭想要對焦不同距離的物體，需要移動鏡頭組之間的鏡片，才能讓圖像清晰。
麻省理工學院材料研究實驗室科學家 Tian Gu 直接表示超透鏡可以依靠自身完成對焦任務：
也就是説，超透鏡通過改變入射光的相位、振幅和偏振來實現聚焦，而無需移動透鏡本身的位置，相比傳統光學鏡頭，就省下了用於對焦的鏡組移動空間。
在傳統鏡頭結構中，體積與重量的減輕，往往伴隨着畫質的妥協，但超透鏡突破了這一限制，在急劇減輕的體積與重量下，也保持了優異的畫質。
超透鏡通過其納米結構精確操控光波，能夠突破傳統鏡頭的衍射極限，並達到更高的分辨率，同時能夠以單個透鏡校正像差、色差等傳統鏡頭需要大費周章才能解決的問題。此外，它還能夠聚焦不同波長的光，從而提升成像質量。
不過，麻省理工大學發佈的超透鏡使用的是 GSST 材質製作，這種材質還不允許可見光通過，也就是説，它目前只能用於原深感攝像頭系統或是背面影像模組中的 ToF 鏡頭。
所幸，超透鏡這種可能影響光學設計的技術，也並非麻省理工大學一家在研究。
2022 年，中科院物理所在《Nature Communications》發佈了一項超透鏡的新成果，實現了可見光頻段多路複用的主動變焦超透鏡。
這個超透鏡則代表着另一個方向上的突破：可以通過改變自身形態來切換焦距，並支持我們肉眼可見的光學成像。
▲ 圖片來自 @中國科學院物理研究所
根據 QYResearch 發佈的《Global Metalens Market Insights》報告預測，全球 Metalens（超透鏡）市場預計將從 2024 年的 4184 萬美元增長到 2030 年的 14 億美元，預測期內複合年增長率 (CAGR) 為 79.51%，其中中國市場佔據了 6.4526 億美元，也側面印證了這個新技術的前景。
▲ 圖片來自 aluates Reports
iPhone 17 Pro Max，將成為超透鏡的試驗田
面對這項年輕又前沿的技術，蘋果自然也不願錯過。
去年，知名爆料人郭明錤就指出蘋果垂涎超透鏡技術並非一兩天的事情了，並已經制定了初步規劃：
畢竟，如果超透鏡的性能和穩定度的確可以滿足民用設備要求，那麼在將來，iPhone 上令人頭疼的攝像頭凸起就很有可能迎來轉機，隨之而來的就是更收放自如的機身設計、更寬裕的機身內部結構。
再看遠一些，超透鏡甚至在類似於 Vision Pro、爆料中的蘋果眼鏡等下一代個人終端中，都大有可為。
按照這種展望，iPhone 17 Pro Max 上動態島縮小，就是蘋果為超透鏡準備的第一塊試驗田。
不過別高興太早，按照蘋果的慣例，與動態島變小一起迎來的，可能是動態島維修價格的再次提升——要知道，目前 iPhone 15 系列動態島出現損壞的保外維修報價，屬於「其他損壞」，價格在 4399 元至 5699 元之間，已經十分昂貴。
同時，蘋果的刀法依然階級分明，這些更改將僅適用於 iPhone 17 的 Pro Max 版本，而較小的 Pro 將保持當前的大小。
喬布斯曾提起過自己想象中的 iPhone：
從最早 2010 年收購 PolarRose，到 2013 年收購 PrimeSense，再通過多年的內部整合優化，用 Face ID 代替 Touch ID，最終催生了現在 iPhone 的雛形——iPhone X，都是蘋果追求這塊魔力玻璃所做的努力。
▲ iPad 與使用 PrimeSense 3D 傳感技術的 Structure Sensor
喬布斯的願景的確沒錯，沒有人能拒絕一塊「魔力玻璃」，諸如 iPhone X、小米 MIX 等探索全面屏的手機都取得了一定的成功——人們欣賞那些敢於踏出第一步的創新者。
從 iPhone 4 到 iPhone 16，再從劉海到動態島，iPhone 已經走過了十幾年的路程，終於籍由超透鏡，迎來了向最終形態再邁一大步的可能。
資料來源：愛範兒（ifanr）
在國產手機如火如荼的發佈間隙，這個爆料顯得毫不起眼：下一代的 iPhone 除了多了一個 Air 型號以外，iPhone 17 Pro Max 的動態島將進一步縮小。
其實看到這條消息時，我並沒有太大的意外——因為動態島代代都在縮小，這並沒有什麼大不了的，但當我深入瞭解以後，才發現這條不起眼的消息背後，藏着的是喬布斯關於手機設計的終極願景。
超透鏡，是納米級的鏡片
要説一台 iPhone 什麼地方最顯眼，我想除了背後的影像模組外，就要數這塊屏幕上的動態島了。
要想縮減這塊礙眼的東西，我們需要先知道這塊始終以黑色面板蓋住的動態島是怎麼來的：
2017 年，iPhone X 拉開了蘋果全面屏機型的序幕。
為了保證屏佔比的優勢，iPhone 正面的部件迎來劇烈改動，Touch ID 隨着標誌性的 Home 鍵徹底退出舞台，一塊從邊框上延伸進入屏幕的區域出現了——Face ID 與自拍所用的原深感攝像頭系統，以及幫助手機與外界交互的距離傳感器和環境光傳感器都藏在其中，組成了我們熟悉的劉海。
▲ iPhone X 劉海的內部結構
到了 iPhone 14 Pro 系列上，劉海轉身一變，徹底與邊框分離，在屏幕中單獨盤踞成一個藥丸形狀，並配合從軟件上定製的交互界面，成為大家熟知的動態島。
這一次 iPhone 17 Pro Max 上動態島的縮小，蘋果就決定對其中的「原深感攝像頭系統」動刀。
這個系統中有幾大關鍵組成部分：紅外攝像頭、點陣投影儀、前置攝像頭、泛光感應元件以及距離傳感器和環境光傳感器。
發現了嗎？其中有一半的元器件，都離不開一位關鍵先生——攝像頭。
在傳統的攝像頭系統中，鏡頭依賴於純粹的光學設計，通過彎曲拋光玻璃或塑料材料將光線曲折並聚焦至一點，傳統鏡頭的製造工藝成熟，佳能、尼康等公司已經在此領域深耕多年，擁有龐大的鏡頭羣與市場份額。
▲ 傳統的相機鏡頭，主要基於光學結構設計
不過，就算傳統鏡頭在成像質量上已經非常成熟，但它們存在一些固有的侷限性：體積與重量。
由於傳統鏡頭需要通過物理彎曲來聚焦光線，導致鏡片結構限制了鏡頭的最小尺寸和重量，同時傳統鏡頭在設計上很難實現對特定波長光的精確控制，這在需要特定光譜成像的應用中是一個挑戰。
超透鏡技術的出現，有可能改變這一切。
2021 年，麻省理工學院發表了一份研究報告：
引用我們的工程師們製造出了一種可調整的「金屬透鏡」，它可以在不改變物理位置或形狀的情況下聚焦於多個深度的物體。這種透鏡不是由固體玻璃製成的，而是由一種透明的「相變」材料製成的，這種材料在加熱後可以重新排列其原子結構，從而改變材料與光線的相互作用方式。
超透鏡的優勢中，有個特性最突出：輕量、高質。
這個輕量，可不是傳統光學上的「長槍大炮」與「餅乾頭」對比，超透鏡本身尺度是納米級別的。
用更專業的話講，超透鏡的厚度是「亞波長厚度」——當某個結構的厚度小於電磁波的波長，它就被稱為亞波長厚度。
用數字舉個更清晰的例子：假設一個材料的厚度是 100 納米，而我們處理的光波波長是 500 納米，那麼這個材料的厚度就是亞波長厚度（100 納米 < 500 納米）。
超透鏡就是在亞波長厚度的平面二維材料上設計的，通過高精度的納米加工技術（比如電子束光刻、飛秒激光直寫光刻和納米壓印技術），可以將超透鏡的厚度控制在數百納米級別，遠小於傳統透鏡的毫米級別。
可以説，將超透鏡與傳統鏡頭放在一起，就像一枚隱形眼鏡放在哈勃望遠鏡的旁邊。
超透鏡不止本身薄，它需要的工作空間也很小。
如果你有老式鏡頭，你一定會留意到轉動對焦環時，鏡頭在輕微前移或後移，這是因為在傳統光學設計中，鏡頭想要對焦不同距離的物體，需要移動鏡頭組之間的鏡片，才能讓圖像清晰。
麻省理工學院材料研究實驗室科學家 Tian Gu 直接表示超透鏡可以依靠自身完成對焦任務：
引用研究結果表明，我們的超透鏡不用移動部件和位置，就能實現位於不同深度的重疊物體的無像差成像，可與傳統的笨重的光學系統相媲美。
也就是説，超透鏡通過改變入射光的相位、振幅和偏振來實現聚焦，而無需移動透鏡本身的位置，相比傳統光學鏡頭，就省下了用於對焦的鏡組移動空間。
在傳統鏡頭結構中，體積與重量的減輕，往往伴隨着畫質的妥協，但超透鏡突破了這一限制，在急劇減輕的體積與重量下，也保持了優異的畫質。
超透鏡通過其納米結構精確操控光波，能夠突破傳統鏡頭的衍射極限，並達到更高的分辨率，同時能夠以單個透鏡校正像差、色差等傳統鏡頭需要大費周章才能解決的問題。此外，它還能夠聚焦不同波長的光，從而提升成像質量。
不過，麻省理工大學發佈的超透鏡使用的是 GSST 材質製作，這種材質還不允許可見光通過，也就是説，它目前只能用於原深感攝像頭系統或是背面影像模組中的 ToF 鏡頭。
所幸，超透鏡這種可能影響光學設計的技術，也並非麻省理工大學一家在研究。
2022 年，中科院物理所在《Nature Communications》發佈了一項超透鏡的新成果，實現了可見光頻段多路複用的主動變焦超透鏡。
這個超透鏡則代表着另一個方向上的突破：可以通過改變自身形態來切換焦距，並支持我們肉眼可見的光學成像。
▲ 圖片來自 @中國科學院物理研究所
根據 QYResearch 發佈的《Global Metalens Market Insights》報告預測，全球 Metalens（超透鏡）市場預計將從 2024 年的 4184 萬美元增長到 2030 年的 14 億美元，預測期內複合年增長率 (CAGR) 為 79.51%，其中中國市場佔據了 6.4526 億美元，也側面印證了這個新技術的前景。
▲ 圖片來自 aluates Reports
iPhone 17 Pro Max，將成為超透鏡的試驗田
面對這項年輕又前沿的技術，蘋果自然也不願錯過。
去年，知名爆料人郭明錤就指出蘋果垂涎超透鏡技術並非一兩天的事情了，並已經制定了初步規劃：
- 逐漸降低目前對塑料鏡頭的依賴度；
- 控制超透鏡的生產使用成本；
- 最早 2026 年在 Apple Vision Pro 或後續產品中大量應用超透鏡；
畢竟，如果超透鏡的性能和穩定度的確可以滿足民用設備要求，那麼在將來，iPhone 上令人頭疼的攝像頭凸起就很有可能迎來轉機，隨之而來的就是更收放自如的機身設計、更寬裕的機身內部結構。
再看遠一些，超透鏡甚至在類似於 Vision Pro、爆料中的蘋果眼鏡等下一代個人終端中，都大有可為。
按照這種展望，iPhone 17 Pro Max 上動態島縮小，就是蘋果為超透鏡準備的第一塊試驗田。
不過別高興太早，按照蘋果的慣例，與動態島變小一起迎來的，可能是動態島維修價格的再次提升——要知道，目前 iPhone 15 系列動態島出現損壞的保外維修報價，屬於「其他損壞」，價格在 4399 元至 5699 元之間，已經十分昂貴。
同時，蘋果的刀法依然階級分明，這些更改將僅適用於 iPhone 17 的 Pro Max 版本，而較小的 Pro 將保持當前的大小。
喬布斯曾提起過自己想象中的 iPhone：
引用我希望手機能夠像一塊「充滿魔力的玻璃」，簡潔、輕薄、沒有多餘的元素。
從最早 2010 年收購 PolarRose，到 2013 年收購 PrimeSense，再通過多年的內部整合優化，用 Face ID 代替 Touch ID，最終催生了現在 iPhone 的雛形——iPhone X，都是蘋果追求這塊魔力玻璃所做的努力。
▲ iPad 與使用 PrimeSense 3D 傳感技術的 Structure Sensor
喬布斯的願景的確沒錯，沒有人能拒絕一塊「魔力玻璃」，諸如 iPhone X、小米 MIX 等探索全面屏的手機都取得了一定的成功——人們欣賞那些敢於踏出第一步的創新者。
從 iPhone 4 到 iPhone 16，再從劉海到動態島，iPhone 已經走過了十幾年的路程，終於籍由超透鏡，迎來了向最終形態再邁一大步的可能。
資料來源：愛範兒（ifanr）