iPhone 16 系列发布的热度才过去不久，iPhone 17 的新卖点又悄然出现了。
在国产手机如火如荼的发布间隙，这个爆料显得毫不起眼：下一代的 iPhone 除了多了一个 Air 型号以外，iPhone 17 Pro Max 的灵动岛将进一步缩小。
其实看到这条消息时，我并没有太大的意外——因为灵动岛代代都在缩小，这并没有什么大不了的，但当我深入了解以后，才发现这条不起眼的消息背后，藏着的是乔布斯关于手机设计的终极愿景。
超透镜，是纳米级的镜片要说一台 iPhone 什么地方最显眼，我想除了背后的影像模组外，就要数这块屏幕上的灵动岛了。
要想缩减这块碍眼的东西，我们需要先知道这块始终以黑色面板盖住的灵动岛是怎么来的：
2017 年，iPhone X 拉开了苹果全面屏机型的序幕。
为了保证屏占比的优势，iPhone 正面的部件迎来剧烈改动，Touch ID 随着标志性的 Home 键彻底退出舞台，一块从边框上延伸进入屏幕的区域出现了——Face ID 与自拍所用的原深感摄像头系统，以及帮助手机与外界交互的距离传感器和环境光传感器都藏在其中，组成了我们熟悉的刘海。
iPhone X 刘海的内部结构
到了 iPhone 14 Pro 系列上，刘海转身一变，彻底与边框分离，在屏幕中单独盘踞成一个药丸形状，并配合从软件上定制的交互界面，成为大家熟知的灵动岛。
这一次 iPhone 17 Pro Max 上灵动岛的缩小，苹果就决定对其中的「原深感摄像头系统」动刀。
这个系统中有几大关键组成部分：红外摄像头、点阵投影仪、前置摄像头、泛光感应元件以及距离传感器和环境光传感器。
发现了吗？其中有一半的元器件，都离不开一位关键先生——摄像头。
在传统的摄像头系统中，镜头依赖于纯粹的光学设计，通过弯曲抛光玻璃或塑料材料将光线曲折并聚焦至一点，传统镜头的制造工艺成熟，佳能、尼康等公司已经在此领域深耕多年，拥有庞大的镜头群与市场份额。
传统的相机镜头，主要基于光学结构设计
不过，就算传统镜头在成像质量上已经非常成熟，但它们存在一些固有的局限性：体积与重量。
由于传统镜头需要通过物理弯曲来聚焦光线，导致镜片结构限制了镜头的最小尺寸和重量，同时传统镜头在设计上很难实现对特定波长光的精确控制，这在需要特定光谱成像的应用中是一个挑战。
超透镜技术的出现，有可能改变这一切。
2021 年，麻省理工学院发表了一份研究报告：
我们的工程师们制造出了一种可调整的「金属透镜」，它可以在不改变物理位置或形状的情况下聚焦于多个深度的物体。这种透镜不是由固体玻璃制成的，而是由一种透明的「相变」材料制成的，这种材料在加热后可以重新排列其原子结构，从而改变材料与光线的相互作用方式。
超透镜的优势中，有个特性最突出：轻量、高质。
这个轻量，可不是传统光学上的「长枪大炮」与「饼干头」对比，超透镜本身尺度是纳米级别的。
用更专业的话讲，超透镜的厚度是「亚波长厚度」——当某个结构的厚度小于电磁波的波长，它就被称为亚波长厚度。
用数字举个更清晰的例子：假设一个材料的厚度是 100 纳米，而我们处理的光波波长是 500 纳米，那么这个材料的厚度就是亚波长厚度（100 纳米
超透镜就是在亚波长厚度的平面二维材料上设计的，通过高精度的纳米加工技术（比如电子束光刻、飞秒激光直写光刻和纳米压印技术），可以将超透镜的厚度控制在数百纳米级别，远小于传统透镜的毫米级别。
可以说，将超透镜与传统镜头放在一起，就像一枚隐形眼镜放在哈勃望远镜的旁边。
超透镜不止本身薄，它需要的工作空间也很小。
如果你有老式镜头，你一定会留意到转动对焦环时，镜头在轻微前移或后移，这是因为在传统光学设计中，镜头想要对焦不同距离的物体，需要移动镜头组之间的镜片，才能让图像清晰。
麻省理工学院材料研究实验室科学家 Tian Gu 直接表示超透镜可以依靠自身完成对焦任务：
研究结果表明，我们的超透镜不用移动部件和位置，就能实现位于不同深度的重叠物体的无像差成像，可与传统的笨重的光学系统相媲美。
也就是说，超透镜通过改变入射光的相位、振幅和偏振来实现聚焦，而无需移动透镜本身的位置，相比传统光学镜头，就省下了用于对焦的镜组移动空间。
在传统镜头结构中，体积与重量的减轻，往往伴随着画质的妥协，但超透镜突破了这一限制，在急剧减轻的体积与重量下，也保持了优异的画质。
超透镜通过其纳米结构精确操控光波，能够突破传统镜头的衍射极限，并达到更高的分辨率，同时能够以单个透镜校正像差、色差等传统镜头需要大费周章才能解决的问题。此外，它还能够聚焦不同波长的光，从而提升成像质量。
不过，麻省理工大学发布的超透镜使用的是 GSST 材质制作，这种材质还不允许可见光通过，也就是说，它目前只能用于原深感摄像头系统或是背面影像模组中的 ToF 镜头。
所幸，超透镜这种可能影响光学设计的技术，也并非麻省理工大学一家在研究。
2022 年，中科院物理所在《Nature Communications》发布了一项超透镜的新成果，实现了可见光频段多路复用的主动变焦超透镜。
这个超透镜则代表着另一个方向上的突破：可以通过改变自身形态来切换焦距，并支持我们肉眼可见的光学成像。
图片来自 @中国科学院物理研究所
根据 QYResearch 发布的《Global Metalens Market Insights》报告预测，全球 Metalens（超透镜）市场预计将从 2024 年的 4184 万美元增长到 2030 年的 14 亿美元，预测期内复合年增长率 (CAGR) 为 79.51%，其中中国市场占据了 6.4526 亿美元，也侧面印证了这个新技术的前景。
图片来自 aluates Reports
iPhone 17 Pro Max，将成为超透镜的试验田面对这项年轻又前沿的技术，苹果自然也不愿错过。
去年，知名爆料人郭明錤就指出苹果垂涎超透镜技术并非一两天的事情了，并已经制定了初步规划：
逐渐降低目前对塑料镜头的依赖度；控制超透镜的生产使用成本；最早 2026 年在 Apple Vision Pro 或后续产品中大量应用超透镜；如果爆料信息准确，苹果显然想做第一个吃「螃蟹」的人。
毕竟，如果超透镜的性能和稳定度的确可以满足民用设备要求，那么在将来，iPhone 上令人头疼的摄像头凸起就很有可能迎来转机，随之而来的就是更收放自如的机身设计、更宽裕的机身内部结构。
再看远一些，超透镜甚至在类似于 Vision Pro、爆料中的苹果眼镜等下一代个人终端中，都大有可为。
按照这种展望，iPhone 17 Pro Max 上灵动岛缩小，就是苹果为超透镜准备的第一块试验田。
不过别高兴太早，按照苹果的惯例，与灵动岛变小一起迎来的，可能是灵动岛维修价格的再次提升——要知道，目前 iPhone 15 系列灵动岛出现损坏的保外维修报价，属于「其他损坏」，价格在 4399 元至 5699 元之间，已经十分昂贵。
同时，苹果的刀法依然阶级分明，这些更改将仅适用于 iPhone 17 的 Pro Max 版本，而较小的 Pro 将保持当前的大小。
乔布斯曾提起过自己想象中的 iPhone：
我希望手机能够像一块「充满魔力的玻璃」，简洁、轻薄、没有多余的元素。
从最早 2010 年收购 PolarRose，到 2013 年收购 PrimeSense，再通过多年的内部整合优化，用 Face ID 代替 Touch ID，最终催生了现在 iPhone 的雏形——iPhone X，都是苹果追求这块魔力玻璃所做的努力。
iPad 与使用 PrimeSense 3D 传感技术的 Structure Sensor
乔布斯的愿景的确没错，没有人能拒绝一块「魔力玻璃」，诸如 iPhone X、小米 MIX 等探索全面屏的手机都取得了一定的成功——人们欣赏那些敢于踏出第一步的创新者。
从 iPhone 4 到 iPhone 16，再从刘海到灵动岛，iPhone 已经走过了十几年的路程，终于籍由超透镜，迎来了向最终形态再迈一大步的可能。
发表于 2024-11-1 09:00:48
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