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多くの方がスマートフォンをメインのカメラとして使用していると確信しています。 DSLRを所有している人でさえ、ポケットに優れたシューティングゲームを持っている便利さを主張することはできません。本当のことを言えば、主力のスマートフォンのカメラの品質は、ほとんどの日々の瞬間をキャプチャするのに十分すぎるほどです。さらにエキサイティングなことをするために、メーカーは改善を遅らせる兆候を示していません。デュアルおよびトリプルカメラのトレンドに加えて、最近の数世代のスマートフォンも、カメラの開口部の拡大という点で限界を押し広げています。しかし、正確には開口とは何ですか？
f / 1.8以上の口径を持つスマートフォンを見るのはもはや珍しくありません。これはプロ級のレンズでも偉業でした。 iPhone XS Max、Pixel 3 XL、Huawei Mate 20 Proなどのデバイスはすべて、f / 1.8の開口部を備えています。ただし、一部のメーカーはこのゲームを別のレベルに引き上げています。 Samsung Galaxy S10とLG V40の両方にf / 1.5の開口部があります。
スペックシートには数値が適していますが、この絞り数値は実際に写真をより良く見せますか？それがまさに私たちが答えることを目指していることです。
絞りとは何ですか？それはすべて光のキャプチャについてです
大まかに言って、写真は適切な量の露光量を得ることがすべてであり、カメラの品質を判断するためのかなり良い経験則は、光を取り込むのがどれほど良いかを理解することです。完璧なレンズと組み合わせた最高のノッチセンサーは、デジタル一眼レフカメラの組み合わせの後に求められており、いくつかの制限はありますが、スマートフォンにも同じことが当てはまります。
スマートフォンのフォームファクターが小さいということは、レンズとセンサーが小さくなるため、それらに届く光が少なくなり、最終的な画像品質に影響を与えることを意味します。スマートフォンメーカーは、これに対抗するために1.2µm〜1.55µmの大きなセンサーピクセルサイズを使用して優れた結果を出していることを見てきました。これが絞りの出番です。
Fストップについて学ぶ
さて、開口部とは何ですか？開口部は、光がカメラに入ることができる開口部のサイズによって定義されます。開口はfストップで測定されます。これは、焦点距離を開口サイズで割った比です。そのため、Fストップが小さいほど開口部が広くなるため、より多くの光がセンサーに届くようになり、低照度の写真がより良くなり、ノイズが少なくなります。完全な「絞り」、または2の平方根のパワー（ƒ/ 2からƒ/ 2.8、ƒ/ 4からƒ/ 5.8など）で開口部を狭めると、集光領域が半分になります。
Fストップが小さいほど開口部が広くなるため、より多くの光がセンサーに届きます。これは、低照度性能の向上とシャッタースピードの高速化を意味します。
これには、一定量の光のキャプチャに必要なシャッタースピード時間が短縮されるという利点もあります。これにより、アクションショットまたは手ぶれによるブレが軽減され、OISでの使用がさらに強力になります。そのため、その完璧な静止フレームをキャプチャしたい場合は、より広い開口部がそれを達成するのに役立ちます。
アパーチャが大きいほど、ƒストップ数は低くなります。
スマートフォンのカメラは、レンズに非常に近く、DSLRカメラよりもはるかに近くに配置されます。レンズ内の光がセンサーに収束する場所からスマートフォンのカメラまでの距離にあるカメラの焦点は、DSLRよりも焦点距離が短くなっています。開口部の式は焦点距離を開口部のサイズで割ったものであることがわかっているので、これは電話のカメラがほとんどのDSLRレンズよりも広い開口部を持っている理由を説明するのに役立ちます。
スマートフォンでは、センサーは収束点に非常に近いため、焦点距離が短くなります。ただし、センサーのサイズが小さいと、これにより強力な被写界深度効果が得られません。
カメラのレンズといえば、写真愛好家は、より広い絞りとより浅い被写界深度を関連付けて、素敵なソフトなボケを可能にします。ただし、スマートフォンの場合、固定絞り、レンズの近くに配置された小さなイメージセンサー、および適度に広い視野に固執しているため、携帯電話のカメラの被写界深度は決して浅くなりません。
スマートフォンセンサーはDSLRよりもレンズにはるかに近い位置にあるため、今日のスマートフォンは開口部が小さくても開口率が広くなっています。
f / 2.2スマートフォンカメラは、実際には、フルフレームカメラのf / 13またはf / 14の開口部に相当する被写界深度を提供します。ボケ効果が強化された最新の携帯電話は、実際にソフトウェアに依存してより劇的な外観を実現しています。
広い開口はカメラの品質を保証するものではありませんが、Fストップ値を小さくすると、センサーへの光が多くなり、シャッタースピードの時間が短縮され、ブレが減り、センサーのノイズが減少します。大きなピクセルは十分な光を取り込むために必ずしも広い開口部を必要としないため、この値は常にピクセルサイズと組み合わせて考慮する必要があります。ただし、小さなピクセルと小さな開口部は、低照度のパフォーマンスが問題になることを示しています。
Samsung Galaxy S9は、デュアルアパーチャテクノロジーを初めて導入しました。 1つのレンズでf / 1.5とf / 2.4の間で選択できます。
レンズ品質
すべてのスマートフォンのカメラスタックで同様に重要ですが、しばしば無視されているコンポーネントはレンズです。他のすべてのものと同様に、これらも品質がかなり異なります。結局、レンズが汚れていると写真の品質が低下するため、透明度や透明度が低いレンズガラスはセンサーに届く光の量を減らすため、画質が低下します。
新しいGalaxy S10など、非常に広い開口を使用するスマートフォンでは、レンズの設計に特別な注意を払う必要があります。これは、いくつかのデバイスに悩まされる収差歪みとレンズフレア効果を回避するためです。このように考えてみましょう。光が広い穴を通過するときに正確に焦点を合わせるのは難しいため、レンズの製造にはさらに注意を払う必要があります。収差歪みは、レンズが光の点を完全に集束できない場合に発生するさまざまな問題をカバーしています。開口部が広い電話機は、定義上、より閉じた開口部を備えた電話機よりもシーンの特定の部分に焦点が合わないため、問題が発生しやすくなります。
収差歪みにはさまざまな効果があります。これらには、球面収差（明瞭度と鮮明度の低下）、コマ（ぼけまたは尾引き）、像面湾曲（エッジでの焦点の損失）、歪み（画像の凸または凹）、色収差（焦点が合っていない色および分割白色光）などが含まれます。以下の例を参照してください（ソース）。
スマートフォンのレンズを含むカメラのレンズは、光を適切に焦点合わせし、これらの収差を減らすように設計された複数の「補正グループ」から構築されています。安価なレンズはグループ数が少ない傾向があるため、問題が発生しやすくなります。ここでは、レンズの材質も重要な役割を果たします。高品質のガラスと複数のコーティングにより、補正が改善され、歪みが少なくなります。写真家は、これらを「高速」レンズと呼ぶことがあります。
このように考えると、より広い穴を通過する光を正確に集光するのは難しいので、広口径レンズを製造するときはさらに注意が必要です。
レンズの品質は数値やスペックシートから判断するのが難しく、多くの携帯電話メーカーはまったく言及していません。残念ながら、レンズを安くするとこれらの開発が役に立たなくなる可能性があるため、この問題は口径とピクセルサイズについての話を複雑にします。
幸いなことに、Zeiss、Leicaなど、有名な光学系企業がスマートフォン市場に参入しています。
結論として、レンズの品質は、他の要因と同様に重要です。レンズの質が悪いと、他の場所で行われた優れたエンジニアリングを取り消すことができます。残念ながら、理解するのは難しい要素であり、カメラをテストせずに評価することはほとんど不可能です。
すべてを一緒に入れて
これで、「開口部とは」に対する答えがわかりました。おそらくお気付きのように、絞りはすべてではなく、すべての優れたスマートフォンカメラのセットアップを終了します。写真の他のほとんどの分野と同様に、購入を決定する際には、品質を示す指標ではないため、あまり有用な数字ではありません。ただし、低照度でのキャプチャやシャッタースピードの高速化など、多くの利点があります。
そこにいるクリエイティブにとって、より良いアクションショットの可能性に加えて、より広い口径は面白い射撃能力の面で実際にはそれほど余分なものを提供しません。レンズはスマートフォンに固定されており、センサーのサイズが小さいため、非常に近接したショットを除き、芸術的なブラーの邪魔になったり、コントロールすることができません。最近では、ボケ効果を提供するほとんどの電話カメラは、ソフトウェア経由で、および/または二次カメラからのデータと組み合わせてそうしています。ユニークなショットを探している場合、広角カメラとズームカメラはより興味深いオプションです。
とはいえ、小型のスマートフォンセンサーは特に低照度に敏感であり、優れたレンズとセンサーと組み合わせた広い開口部は、理論的にノイズを減らし、見栄えの良い画像を生成するのに役立つはずです。ただし、最終的に確認する唯一の方法は、カメラを自分で試運転することです。
