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iPhone 的灵动岛终于要缩小了，靠的竟然是一块镜片
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 < 500 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。
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