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Aus zumindest technischer Sicht einen großen Sprung gemacht hat die Kamera. Denn unter der Oberfläche des 8-Megapixel-Sensors gibt es mehrere kleine Veränderungen, die in Summe eine deutlich höhere Qualität als beim in dieser Kategorie ohnehin schon guten iPhone 5 ermöglichen sollen. Dazu gehört in erste Linie die Vergrößerung der Pixel von 1,4 auf 1,5 Mikrometer, was grundsätzlich eine verbesserte Farberkennung und eine geringere Artefaktbildung bei nicht optimalen Lichtverhältnissen bedeutet.
Für letztere Einsatzgebiete ist auch der neue LED-Blitz vorgesehen, bei dem zwei verschiedenfarbige Dioden - Weiß und Bernstein - zum Einsatz kommen. Gesteuert werden beide von einem speziellen Algorithmus: Je nach Situation und Lichtbedingungen können die Dioden automatisch einzeln oder kombiniert eingesetzt werden, um die typischen Farbverfälschungen beim Blitzeinsatz zu vermindern. Ebenfalls neu sind neben der Serienbildfunktion mit bis zu 10 Aufnahmen pro Sekunde auch Slow-Motion-Videos, die nun aufgezeichnet werden können. Dafür erfolgt die Aufzeichnung mit 120 Bildern pro Sekunde, die Auflösung wird jedoch auf 1.280 x 720 Pixel - bei Standardvideos 1.920 x 1.080 Pixel - begrenzt. Beibehalten wurde der Bildstabilisator, der aber nach wie vor nicht optischer Natur ist.
Auch wenn die Kamera des iPhone 5s im direkten Vergleich mit dem Vorgängermodell rein technisch betrachtet besser ausfällt, in der Praxis sind die Unterschiede weit weniger gravierend. Bei guten Lichtverhältnissen nehmen sich beide Geräte kaum etwas, hier und da sind minimale Unterschiede bei kräftigen Farben zu erkennen. Sind die Bedingungen hingegen nicht optimal, gibt es hingegen stärkere Abweichungen. Denn in solchen Situationen bieten die größeren Pixel des 5s-Sensors einen Vorteil; hier wird mehr Licht aufgenommen. Allerdings setzt der Blitz in Grenzsituationen zu spät ein, sodass das Ergebnis doch ein Stück weit ernüchternd ist. Wird hingegen auf die LEDs zurückgegriffen, bieten die beiden unterschiedlichen Dioden einen klaren Vorteil, auch wenn das Gesamtergebnis - Smartphone-typisch - allenfalls befriedigend ist.