智能手机的相机拍摄质素，近年不断突破极限，但受限于轻薄机身与镜头模组厚度已近饱和，要再大幅提升画质已非易事。 最新消息显示，Apple 正研究一种革命性感光元件结构，以「超表面」取代传统微透镜，为未来 iPhone 相机开辟全新升级路径。 这项技术现在已来自公开专利，预计能同时改善低光表现、颜色还原与自动对焦效能。
Apple 提案的新型感光元件，采取「像素阵列+色彩滤光层+超表面层」三层架构。 传统设计在每个像素上方放置微透镜，只负责将一定范围光线收敛至下方光电二极管。 新设计则在滤光层上方整合一层超薄超表面，表面布满极细纳米柱（nano-pillar），能根据光的波长，将红、绿、蓝各色光精准路由至不同像素，甚至允许光路部分重叠，实现过往玻璃镜片难以企及的灵活控制。
此技术最大特色，在于可针对不同颜色独立调整「有效解像度」与感度。 一般Bayer阵列中，绿色像素感度最高、数量最多，红蓝像素则较弱。 Apple 透过超表面，为红蓝像素分配更大收光区域，收集更多光线，从而不需放大物理像素尺寸，即可提升暗位性能、降低噪声，并减少后制白平衡校正，令颜色还原更自然流畅。
Apple新感光元件专利，亦强调对相位差自动对焦（PDAF）的应用。 传统 PDAF 需牺牲部份像素与微透镜结构来侦测位相差，新超表面具更强角度依赖性，能在不降低像素密度前提下，提供更高灵敏度与更宽入射角范围，特别适合低光或低对比场景，预期对焦速度与准确度将大幅跃升。
由于超表面极薄，整个感光模组高度有望不增反减，这对镜头凸起已成标配的智能手机设计至关重要。 专利更提及应用范围涵盖 iPhone、iPad、Mac 乃至穿戴设备。 在多镜头系统中，此技术可进一步提升设计自由度，实现更薄机身或更高性能差异化。
当然，这感光元件技术仍处于专利阶段，并非保证量产。 Apple 向来擅长先行公开关键技术，再挑选成熟方案上线。 不过，现在计算摄影已逼近物理瓶颈之际，从高动态范围堆叠感光元件、可变光圈，到今次超表面，都显示 Apple 正将重心回归硬件层，由感光元件本身重塑 iPhone 影像体验。