文:Tony
智能手機的相機拍攝質素,近年不斷突破極限,但受限於輕薄機身與鏡頭模組厚度已近飽和,要再大幅提升畫質已非易事。最新消息顯示,Apple 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,為未來 iPhone 相機開闢全新升級路徑。這項技術現在已來自公開專利,預計能同時改善低光表現、顏色還原與自動對焦效能。
Apple 提案的新型感光元件,採取「像素陣列+色彩濾光層+超表面層」三層架構。傳統設計在每個像素上方放置微透鏡,只負責將一定範圍光線收斂至下方光電二極體。新設計則在濾光層上方整合一層超薄超表面,表面佈滿極細納米柱(nano‑pillar),能根據光的波長,將紅、綠、藍各色光精準路由至不同像素,甚至允許光路部分重疊,實現過往玻璃鏡片難以企及的靈活控制。
此技術最大特色,在於可針對不同顏色獨立調整「有效解像度」與感度。一般 Bayer 陣列中,綠色像素感度最高、數量最多,紅藍像素則較弱。Apple 透過超表面,為紅藍像素分配更大收光區域,收集更多光線,從而不需放大物理像素尺寸,即可提升暗位性能、降低雜訊,並減少後製白平衡校正,令顏色還原更自然流暢。
Apple 新感光元件專利,亦強調對相位差自動對焦(PDAF)的應用。傳統 PDAF 需犧牲部份像素與微透鏡結構來偵測位相差,新超表面具更強角度依賴性,能在不降低像素密度前提下,提供更高靈敏度與更寬入射角範圍,特別適合低光或低對比場景,預期對焦速度與準確度將大幅躍升。
由於超表面極薄,整個感光模組高度有望不增反減,這對鏡頭凸起已成「標配」的智能手機設計至關重要。專利更提及應用範圍涵蓋 iPhone、iPad、Mac 乃至穿戴裝置。在多鏡頭系統中,此技術可進一步提升設計自由度,實現更薄機身或更高性能差異化。
當然,這感光元件技術仍處於專利階段,並非保證量產。Apple 向來擅長先行公開關鍵技術,再挑選成熟方案上線。不過,現在計算攝影已逼近物理瓶頸之際,從高動態範圍堆疊感光元件、可變光圈,到今次超表面,都顯示 Apple 正將重心回歸硬件層,由感光元件本身重塑 iPhone 影像體驗。
資料來源:X
圖片來源:yankodesign




