En primer lugar, la lente del iPhone 5 tiene que ser f / 2.2, debido al pequeño tamaño de píxel, los efectos de difracción que comienzan a arrastrarse a f / 11 en una DSLR, comienzan a arrastrarse a f / 1.45 en un 5.6 mm (diagonal ) sensor!
Pensé que para tener una gran apertura, como f / 2.2, una gran cantidad de luz debería poder ingresar al sensor y para hacerlo, se necesitaba una gran lente.
La figura f / 2.2 en realidad significa una gran cantidad de luz por unidad de área . Dado el pequeño sensor en el iPhone 5, esto significa que todavía hay una pequeña cantidad de luz en general transmitida por la lente.
Una lente f / 2.2 tiene una pupila de entrada (el tamaño aparente de la abertura cuando se mira a través del centro de la lente) cuyo diámetro es igual a la distancia focal dividida por 2.2
La distancia focal de la lente del iPhone es de 4.1 mm, por lo que la pupila de entrada es de 1.86 mm, lo que no es difícil de lograr en un paquete pequeño. Compare esto con una lente de 35 mm f / 2.0 para una réflex digital, que tiene una pupila de entrada que tiene 17.5 mm de diámetro.
Aparte # 1: diámetros de pupila de entrada
De lo anterior, parece ser el caso de que ultraanchas con distancias focales de 8 mm y f-stops de 4.0 para sensores de cámara de gran tamaño APS-C deben ser del mismo tamaño que la lente del iPhone, ya que la pupila de entrada apenas es más grande . Sin embargo, estas lentes son muchas, muchas veces más grandes. Para explicar por qué necesitamos profundizar un poco más en el diseño de lentes.
Para ser precisos, utilizo el término "pupila de entrada", en lugar de "apertura física" (el orificio en el cuerpo de la lente donde se encuentra el iris). El factor importante para el rendimiento de la lente no es qué tan grande es la apertura, sino qué tan grande parece ser del mundo exterior. ¡La lente Canon 600 mm f / 4 tiene una pupila de entrada de 150 mm de ancho! Sin embargo, la abertura en sí se encuentra en el medio de la lente, donde claramente no hay espacio para una abertura de 150 mm.
Entonces, puede leer de esto que una lente de pupila de entrada grande no tiene que ser físicamente grande, sin embargo, para que la abertura parezca tener 150 mm de ancho, la abertura en la parte frontal de la lente debe tener al menos 150 mm. Y si nos fijamos en la Canon 600mm f / 4 clear, ¡este es el caso con un elemento frontal del tamaño de un plato!
El tamaño de la pupila de entrada y el diámetro del elemento frontal están extremadamente correlacionados para distancias focales más largas, pero a medida que ingresa a ultramuros, la correspondencia se detiene. Nuestra lente de 8 mm f / 4.0 debe tener un pequeño elemento frontal. La respuesta es que para que una lente sea f / 4.0, el agujero físico en la lente, que parece tener 2 mm de ancho, debe ser visible desde todo el campo de visión, lo cual es considerable; de ahí un gran elemento frontal bulboso.
Debido al sensor más pequeño, la lente del iPhone tiene un campo de visión mucho más pequeño en comparación con su distancia focal, por lo tanto, el rango de ángulos desde el que la apertura física debe ser visible es muy reducido, lo que permite el elemento frontal (y, por lo tanto, el tamaño de la lente como un todo) para ser mucho más pequeño que el de la lente APS-C.
Aparte # 2: diseño de la lente de la cámara del teléfono
Tener un número f pequeño como f / 2.2 no solo está asociado con lentes grandes sino también con lentes costosos. Mientras que las lentes f / 2 aparecen en algunos compactos, tienden a ser modelos de gama alta. Entonces, la pregunta obvia es cómo la cámara del iPhone logra una apertura relativamente grande a un precio económico para su inclusión en un teléfono inteligente.
La respuesta a esta pregunta es que la lente está hecha de elementos plásticos asféricos. Los asféricos hechos de vidrio son muy caros de fabricar, sin embargo, la lente del iPhone es tan pequeña que puede moldearse a partir de plástico, que es barato pero solo funciona para elementos pequeños, ya que el plástico se expandiría / contraería demasiado al calentarse cuando se amplíe.
El Nokia 808 PureView es el mejor ejemplo de esto, siendo un diseño asférico de cinco elementos, que costaría una fortuna absoluta hacer de vidrio (si fuera posible con los procesos de hoy) y supuestamente supera el Zeiss 50 f / 2 (tomando el círculo de la imagen en cuenta). ¡Vea este enlace para obtener más información, incluida una sección transversal de la imagen de la lente que muestra el tipo de curvas con las que los diseñadores de lentes DSLR solo pueden soñar!
http://ramrao.abajirao.com/photography/nokia-800pv-lens.html (roto. Enlace de la máquina Wayback )