Apple 研發超表面感光元件：改寫手機相機規則

智能手機的相機拍攝品質近年不斷突破極限，然而受限於輕薄機身與鏡頭模組厚度已近飽和，要在不犧牲整體設計的前提下大幅提升畫質並非易事。最近有消息指出，蘋果公司正研究一種革命性感光元件結構——以「超表面」取代傳統微透鏡，這將為未來 iPhone 相機開闢全新的升級路徑。

根據公開專利顯示，蘋果提案的新型感光元件採用了一種創新設計：「像素陣列 + 色彩濾光層 + 超表面層」三層架構。在傳統設計中，每個像素上方放置微透鏡，只負責將一定範圍內的光線收斂至下方的光電二極體；而在新設計中，在濾光層上方整合了一層超薄超表面，其表面佈滿了極細納米柱（nano-pillar），根據光的波長特性，能將紅、綠、藍各色光精準地路由至不同的像素。這種設計甚至允許光路部分重疊，實現以往玻璃鏡片難以企及的靈活控制。

此技術的一大特色是，能夠針對不同顏色獨立調整「有效解像度」與感度。傳統 Bayer 陣列中，綠色像素的感度最高、數量最多，而紅藍像素則較弱。蘋果通過超表面，為紅藍像素分配了更大的收光區域，收集更多光線，從而不需放大物理像素尺寸，就能提升暗位性能、降低雜訊，減少後製白平衡校正，令顏色還原更自然流暢。

此外，該感光元件在相位差自動對焦（PDAF）方面也有著顯著進步。傳統 PDAF 需要犧牲部分像素與微透鏡結構來偵測位相差，而新超表面具備更強的角度依賴性，在不降低像素密度的情況下提供更高的靈敏度和更寬的入射角範圍，特別適合低光或低對比場景。這將大幅提高對焦速度與準確度。

由於超表面極薄，整個感光模組的高度有望不增反減，對現已成為「標配」的鏡頭凸起設計至關重要。此外，專利還指出此技術可應用於 iPhone、iPad、Mac 乃至穿戴裝置，在多鏡頭系統中更可提升設計自由度，實現更薄機身或更高性能差異化。

雖然蘋果仍在研究階段並未保證會量產這種感光元件，但從高動態範圍堆疊感光元件、可變光圈到今次的超表面技術，都顯示出蘋果正在將重心回歸硬件層，透過感光元件本身重塑 iPhone 的影像體驗。