Как iPhone 5S может иметь такую ​​большую апертуру? ф/2.2?

Во-первых, объектив iPhone 5 должен иметь диафрагму f/2,2, из-за маленького размера пикселя эффекты дифракции, которые начинают проявляться при f/11 на DSLR, начинают проявляться 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 попадать на датчик, а для этого нужен большой объектив.

Цифра f/2.2 на самом деле означает большое количество света на единицу площади . Учитывая крошечный датчик в iPhone 5, это означает, что объектив все еще пропускает небольшое количество света.

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

Фокусное расстояние объектива iPhone составляет 4,1 мм, поэтому входной зрачок равен 1,86 мм, чего нетрудно добиться в небольшом корпусе. Сравните это с объективом 35 мм f/2.0 для цифровой зеркальной фотокамеры, диаметр входного зрачка которого составляет 17,5 мм!

Сторона № 1: диаметр входного зрачка

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

Чтобы быть точным, я использую термин «входной зрачок» вместо «физическая апертура» (отверстие в оправе объектива, где расположена диафрагма). Важным фактором для работы объектива является не то, насколько велика апертура, а то, насколько большой она кажется из внешнего мира. У объектива Canon 600mm f/4 входной зрачок имеет колоссальную ширину 150 мм! При этом сама диафрагма расположена посередине объектива, где места для 150-мм отверстия явно нет.

Таким образом, вы можете прочитать из этого, что линза с большим входным зрачком не обязательно должна быть физически большой, однако для того, чтобы апертура казалась шириной 150 мм, отверстие в передней части линзы должно быть не менее 150 мм. И если вы посмотрите на Canon 600mm f/4, то увидите, что передний элемент размером с тарелку!

Размер входного зрачка и диаметр переднего элемента чрезвычайно хорошо коррелируют для длинных фокусных расстояний, но когда вы переходите на сверхширокие, соответствие прекращается. Наш объектив 8 мм f/4.0 должен иметь крошечный передний элемент. Ответ заключается в том, что для объектива с диафрагмой f/4.0 физическое отверстие в объективе шириной 2 мм должно быть видно со всего поля зрения, что немаловажно; отсюда и большой выпуклый передний элемент.

Из-за меньшего размера сенсора объектив iPhone имеет гораздо меньшее поле зрения по сравнению с его фокусным расстоянием, поэтому диапазон углов, под которыми должна быть видна физическая апертура, значительно уменьшен, что позволяет переднему элементу (и, следовательно, размеру объектива в целом) быть намного меньше, чем у объектива APS-C.

Сторона № 2: дизайн объектива камеры телефона

Небольшое число f, такое как f/2.2, связано не только с большими объективами, но и с дорогими объективами. Хотя объективы f/2 появляются на некоторых компактах, это, как правило, модели высокого класса. Таким образом, очевидный вопрос заключается в том, как камера iPhone достигает относительно большой апертуры по цене, которая является экономичной для включения в смартфон.

Ответ на этот вопрос заключается в том, что объектив изготовлен из асферических пластиковых элементов. Асферические линзы из стекла очень дороги в производстве, однако линза iPhone настолько мала, что ее можно отлить из пластика, что дешево, но подходит только для небольших элементов, так как пластик будет слишком сильно расширяться/сжиматься при нагревании при увеличении.

Nokia 808 PureView является лучшим примером этого, поскольку представляет собой полностью асферический дизайн с пятью элементами, который стоил бы целое состояние, чтобы сделать его из стекла (если бы это вообще было возможно с сегодняшними технологиями). круг изображения). См. эту ссылку для получения дополнительной информации, в том числе поперечного сечения изображения объектива, показывающего такие кривые, о которых дизайнеры объективов DSLR могут только мечтать!

http://ramrao.abajirao.com/photography/nokia-800pv-lens.html (Не работает. Используйте ссылку Wayback Machine )

Значения F относятся к фокусному расстоянию ; абсолютный размер апертуры объектива f/2,2 в 1/2,2 раза больше фокусного расстояния объектива. Камеры мобильных телефонов имеют крошечные сенсоры и, следовательно, большие кроп-факторы — их фокусное расстояние обычно составляет всего несколько миллиметров. Даже при большой относительной апертуре абсолютный размер апертуры составляет всего один-два миллиметра.