超小型のiPhone 6 Plusレンズはどのようにして大きなDOFを生成できますか？

Appleの仕様によると、iPhone 6 Plusの厚さは0.28インチ（7.1 mm）であり、レンズの長さはその一部にすぎません。そして、私が見つけた記事によると、被写界深度は「開口（レンズの直径）、レンズのサイズ、距離比、印刷サイズ」の関数です。

iPhone 6 Plusの直径が非常に短い非常に短いレンズには、このような自由度があり、ボケが目立つのはなぜですか？

ここにあるリンク EXIF情報を確認するために、元のフルサイズのサンプルには、。iPhone 6 Plusのサンプル画像はすべてf = 2.2のようです。

注：DOFは、ソフトウェアの方法（PhotoShop / Gimpの「レンズ/フォーカスブラー」と同様）で追加できます。ただし、ソフトウェアに焦点を合わせるものと焦点をぼかすものがわかっている場合に限ります。また、レタッチなしでフィルターアプリケーションを裏切るフォーカス境界にアーティファクトが表示されません。

物理的な原理は常に同じですが、キットレンズを使用して劇的な浅いDOFを取得するにはどうすればよいですか？スマートフォンのレンズは（平均DSLRキットレンズと比較して）はるかに小さく、再生する光学ズーム機能がなく、絞りサイズさえ固定されているため（インターネットで見つけたものに基づいて） 。

上の写真の枝の中央（ナナカマドの一種）は約30〜50 cm（12〜20インチ）離れており、最も近い木は約5 m（16フィート）離れている可能性があります。したがって、距離比は約1:10または1:20になります。

昔のNokia Asha 206携帯電話で写真を撮ったところ、手と最遠木の比が1：100以上になる可能性がありますが、すべてに焦点が合っています！

私の質問を少し言い換えると、「クールなボケ」を取得することに興味はありません。iPhone 6 Plusが浅いDOF画像をどのように生成し、レンズのサイズが似ているにも関わらず私が見た他のいくつかのスマートフォンが「すべての焦点が合った」写真を撮る方法に興味があります。

レンズの構造や画像処理装置は変更されましたか？

多くの古いまたは安価な電話カメラは、「固定焦点」レンズを使用しています。つまり、常にカメラから特定の距離に焦点を合わせるように設定されています。これは通常、「過焦点距離」に設定されます。つまり、その距離の半分から無限大までのすべてに焦点が合っています。

これは、「フォーカス」として許容されるものに依存します。しかし、これらのカメラからのほとんどの写真は十分に鮮明で、常に大きな被写界深度を持ちます。しかし、彼らは数センチ離れたものに焦点を合わせることができないかもしれません。

最新の高品質の電話カメラのほとんどは、オートフォーカス付きのレンズを使用しています。たとえば、iPhoneの場合、3GS以降のすべてのモデルにオートフォーカスがあります（少なくともリアカメラの場合）。特定の距離に焦点を合わせることができ、より鮮明な写真が得られます。そのため、カメラに近いものに焦点を合わせ、背景のぼかしを増やすことができます。つまり、被写界深度を浅くすることができます。

また、電話カメラは他の方法で改善されました。具体的には、センサーのサイズ。たとえば、iPhone 6には1/3インチのセンサーがあります。これはデジタル一眼レフやコンパクトカメラに比べてそれほど大きくはありませんが、多くの古いカメラ付き携帯電話よりもはるかに大きいです。センサーが大きいほど、被写界深度を浅くすることができます（同等の焦点距離と絞りの場合）。

簡単な答えは、十分に近くに焦点を合わせれば、どのカメラシステムでも浅い被写界深度（したがってボケ）を得ることができるということです。

同じ平面内で異なる角度で入射する光を集束できないため、有限の被写界深度が生じます。光が間違った距離に焦点を結ぶと、点ではなく、開口部の形状がスポットとして表示されます。

大きな開口部は、開口部が入る場所である大きなスポットを作成します。ただし、焦点が近いと、その要因が入る角度の変動が大きくなります。オブジェクトの上部とカメラの間の角度はどちらの場合もほぼ同じになり、両方のオブジェクトに焦点が合います（被写界深度内）。ここで、2m離れた物体と1m離れた物体を想像してください。角度が完全に異なり、両方の場合にオブジェクトが互いに同じ距離にあるにもかかわらず、両方に焦点を合わせることができなくなります。近くに焦点を合わせると、被写界深度が減少します。今、彼らがさらに近くにいるかどうかを想像してください。

したがって、可能な絞り値に関係なく、十分に近くに焦点を合わせることができる場合、被写界深度が小さくなりすぎてオブジェクト/背景がぼやけるポイントに常に到達します。

あなたは読書から4つの要素（レンズ直径、レンズサイズ、距離比、印刷サイズ）について言及しましたが、本当に重要なのは最初の2つ、より具体的にはレンズアイリス（開口部の直径物理的なレンズの直径ではなく、光の入射）とレンズの焦点距離（レンズの中心からセンサーまでの距離）。これらの比率はf / stopであり、1に近づくほど、ボケ（焦点が合っていない）効果が得られます。

言及したように、jpegヘッダーに保存されたカメラのEXIFデータは、各ショットのf / stopを示し、f / 2.2では、f / 4またはfを超えるとかなりの量のボケが得られます（ご覧の通り） / 8より多くの「すべてに焦点が合っている」効果が見え始め、f / 16では少しボケが残ります。

IOW、重要なのは直径と長さの比率であり、実際の寸法ではありません。そのため、小さなレンズは、小さなセンサーに適合し、大きな虹彩設定に対して開かれている限り問題ありません。その開口部は一眼レフでは制御できますが、iPhoneではあまり制御できません。

カメラの焦点が無限遠の場合、特定の距離にあるオブジェクトのぼかし円のサイズは、レンズの開口部のサイズと同じです。そのため、iPhoneカメラに直径1 mmのレンズ絞りがあり、焦点が無限に設定されている場合、すべてのオブジェクトは1 mmレベルでぼやけます：100メートル先の木では検出できませんが、チェリーでは検出できますレンズの前に。

したがって、チェリーをシャープにするには、焦点距離をその範囲に設定する必要があります。結果として、遠距離にあるものはすべて、鮮明に焦点が合ったチェリーの1 mm円と同じ角度サイズ（つまりピクセル数）のぼかし円を持ちます。

重要なのは距離比ではないことに注意してください（月に焦点が合っている場合、星は10億倍遠くにある場合でも焦点が合っています）。