Как iPhone 5S может иметь такую ​​большую апертуру? е / 2,2?

Я думал, что для того, чтобы иметь большую апертуру, такую ​​как f / 2.2, большое количество света должно быть в состоянии проникнуть в датчик, и для этого нужна была большая линза.

Как это возможно, что в iPhone 5S, который имеет такой маленький объектив камеры, диафрагма может быть настолько широкой?

Во-первых, объектив iPhone 5 должен быть f / 2.2, из-за небольшого размера пикселя, эффекты дифракции, которые начинают проявляться при f / 11 на DSLR, начинают распространяться при f / 1.45 на 5,6 мм (диагональ ) датчик!

Я думал, что для того, чтобы иметь большую апертуру, такую ​​как f / 2.2, большое количество света должно быть в состоянии попасть в датчик, и для этого нужна была большая линза.

Цифра f / 2.2 фактически означает большое количество света на единицу площади . Учитывая крошечный сенсор в iPhone 5, это означает, что все еще остается небольшое количество света, проходящего через объектив.

Объектив f / 2.2 имеет входной зрачок (видимый размер апертуры при взгляде через центр объектива), диаметр которого равен фокусному расстоянию, деленному на 2,2

Фокусное расстояние объектива iPhone составляет 4,1 мм, поэтому входной зрачок составляет 1,86 мм, чего нетрудно достичь в небольшой упаковке. Сравните это с объективом 35 мм f / 2.0 для DSLR, у которого есть входной зрачок диаметром 17,5 мм!

В стороне # 1: диаметр входного зрачка

Из вышесказанного может показаться, что сверхширокоугольные объективы с фокусным расстоянием 8 мм и диафрагмой 4,0 для больших датчиков камеры размера APS-C должны быть того же размера, что и объектив iPhone, так как входной зрачок едва ли больше. , Однако эти линзы во много, много раз больше. Чтобы объяснить, почему нам нужно немного углубиться в конструкцию объектива.

Чтобы быть точным, я использую термин «входной зрачок» вместо «физической апертуры» (отверстие в тубусе объектива, где расположена радужная оболочка). Важным фактором для производительности объектива является не то, насколько велика апертура, а то, насколько велика она кажется от внешнего мира. Объектив Canon 600 мм f / 4 имеет входной зрачок шириной 150 мм! Тем не менее, сама апертура расположена в середине объектива, где явно нет места для отверстия диаметром 150 мм.

Таким образом, вы можете прочитать из этого, что большая линза входного зрачка не должна быть физически большой, однако для того, чтобы диафрагма имела ширину 150 мм, отверстие в передней части линзы должно быть не менее 150 мм. И если вы посмотрите на Canon 600mm f / 4 clear, это случай с передним элементом размером с тарелку!

Размер входного зрачка и диаметр переднего элемента чрезвычайно хорошо коррелируют для более длинных фокусных расстояний, но когда вы попадаете в ультраширину, соответствие прекращается. Наш объектив 8 мм f / 4.0 должен иметь крошечный передний элемент. Ответ заключается в том, что для объектива с коэффициентом f / 4.0 физическое отверстие в объективе, которое имеет ширину 2 мм, должно быть видимым по всему полю зрения, что значительно; отсюда большой выпуклый передний элемент.

Из-за меньшего датчика объектив iPhone имеет гораздо меньшее поле зрения по сравнению с его фокусным расстоянием, поэтому диапазон углов, с которых должна быть видна физическая диафрагма, значительно уменьшен, что позволяет использовать передний элемент (и, следовательно, размер объектива в целом) должен быть намного меньше, чем у объектива APS-C.

В стороне # 2: дизайн объектива камеры телефона

Наличие небольшого числа f, такого как f / 2.2, связано не только с большими линзами, но и с дорогими линзами. Хотя объективы f / 2 появляются на некоторых компактах, они, как правило, являются моделями высокого класса. Таким образом, очевидный вопрос заключается в том, как камера iPhone достигает относительно больших отверстий по цене, которая экономична для включения в смартфон.

Ответ на этот вопрос заключается в том, что линза выполнена из асферических пластиковых элементов. Асферические изделия из стекла очень дороги в изготовлении, однако линзы iPhone настолько малы, что их можно отформовать из пластика, который дешев, но работает только для небольших элементов, поскольку пластик при расширении расширяется / сжимается при нагревании слишком сильно.

Nokia 808 PureView является лучшим примером этого, будучи асферическим дизайном с пятью элементами, который стоил бы абсолютного состояния, чтобы сделать из стекла (если бы это было даже возможно с сегодняшними процессами) и по сообщениям превзошел Zeiss 50 f / 2 (принимая изображение круга во внимание). Смотрите эту ссылку для получения дополнительной информации, включая поперечное сечение изображения объектива, показывающее кривые, о которых дизайнеры объективов DSLR могут только мечтать!

http://ramrao.abajirao.com/photography/nokia-800pv-lens.html (не работает. Ссылка на устройство обратной связи )

Значения F являются относительно фокусного расстояния; абсолютный размер диафрагмы объектива f / 2.2 в 1 / 2.2 раза больше фокусного расстояния объектива. Камеры мобильных телефонов имеют крошечные датчики и, следовательно, большие факторы кропа - их фокусное расстояние обычно составляет всего несколько миллиметров. Даже при большой относительной апертуре абсолютный размер апертуры составляет всего миллиметр или два.