传感器大小「摄影101」：传感器真的是越大越好吗？

发布时间：2024-10-07 08:10:53

「摄影101」：传感器真的是越大越好吗？

说完了卡口的那些事，我们终于要来到相机真正的一大核心组件——传感器。在摄影圈里有这样一句经典得不能在经典的“金句”——“底大一级压死人”。这里说的“底”就是所谓的传感器。咱们今天的文章就要讨论一下，底大一级压死人这句话到底对不对，或者说，相机传感器真的越大越好吗？

谈大小之前，不妨先来简单了解一下相机上的那块传感器吧。相机上的图像传感器是一种将光信号转变为电信号的组件，目前常用的传感器有两类：CCD（感光耦合器件）和CMOS（互补式金属氧化物半导体），关于这两样的具体分析有些复杂，本文暂时不讨论。简单来说，我们现在所用的相机也好，手机也好，均使用的是CMOS。

不同传感器的大小区别

在相机领域，你可能会听到这样的一些名词：一英寸、M4/3、APS-C、全画幅、中画幅等等，他们的根本不同就在于传感器的大小：比如APS-C画幅的传感器尺寸为23.6mm×15.7mm，全画幅则为36mm×24mm。

单看这点，其实道理很简单，像素相同的传感器，传感器尺寸越小，单位像素面积越小，接受光信号的能力越差，于是信噪比降低——最直接的反馈就是画质，特别是高感光度情况下的画质劣化将会更加严重。反之，传感器越大，照片的质量越好，细节更加丰富。可以说，传感器的尺寸是画质的决定性因素之一。

但是这一点也有一个大前提——以相同技术和工艺水平为前提。就像CPU会有制程和架构上的升级，传感器也是如此。打个比方，你可能看见的只是一块2400万像素全画幅传感器，但实际上同像素的传感器也会有迭代发展，会有不同的型号，加入不同的功能等，同像素不同代传感器在画质上有区别也并不奇怪。

D800与D810虽然都为3630万像素级别，但使用了不同的传感器，后者高感效果明显更佳

技术层面，相信大家最常听见的一项技术就是背照式传感器，这是由传统的前照式传感器进化而来，在前照式传感器中，感光二极管位于电路晶体管后方，进光量会因遮挡受到影响，而背照式传感器则把他们两个调转了位置，光线首先进入感光二极管，从而增大感光量，进而提升在低光照条件下拍摄效果。而更进一步的则是堆栈式传感器，不过堆栈式更多是提升了传感器的“速度”，我们这里就不多谈了。

其实吧，笔者认为，“传感器是不是越大越好”更像是一个伪命题，脱离需求谈性能是不切实际的，比如只是平常记录生活的用户而言，全画幅已经是天花板，而那些需要拍摄雄伟风景的摄影师，带一个一英寸的卡片机着实有些不太合适。而且APS-C画幅、M4/3系统自带了裁切系数在某些题材的拍摄中，反倒会起到帮助拍摄的作用。其实归根结底，如果单看传感器本身，那确实是越大越好，毕竟画质的好坏是取决于传感器大小的。但是伴随着小型化趋势的增强，抛开价格和需求因素，在性能能够满足需求的前提下，对于基数更加广大的普通用户而言，谁会不喜欢“小而美”的产品呢？更何况伴随着算法的加强，“计算摄影”也成为一个新兴发展的趋势，通过算法来弥补硬件上的不足，也不失为一种解决方式。

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传感器尺寸

一．三轴加速度模块ADXL335

三轴加速度传感器广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、汽车制动启动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振动测试与分析以及安全保卫振动侦察等多种领域。

产品参数：

1.产品类型：模拟传感器

2.接口类型：KF2510

3.工作电压：5V

4.引脚定义：

X:加速度计X轴

Y:加速度计Y轴

Z:加速度计Z轴

-：电源负极

+：电源正极

5.检测范围：

6.工作温度：-25℃～+85℃

7.产品尺寸(mm)：30x25mm

8.固定孔尺寸(mm)：23x18mm

9.重量(g)：3g

二.人体红外热释电传感器

该传感器能检测运动的人或动物身上发出的红外线，输出开关信号，与Arduino传感器扩展板v5.0结合使用，可以应用于各种需要检测运动人体或动物的场合。

产品参数：

1.输入电压：3.3~5V

2.工作电流：<20mA

3.工作温度：-20~85℃

4.输出电压：高电平3V，低电平0V

5.输出延迟时间(高电平)：2.3~3秒左右

6.感应角度：100°

7.感应距离：6米

8.输出指示灯：高电平点亮

9.输出引脚极限电流：1mA

10.输出接口：数字接口

11.模块尺寸：30mm×23mm

12.模块重量：4g

13.引脚定义：S：信号输出，+：电源(VCC)，-：地(GND)

14.S端口接到控制器的数字输入引脚上。5V 和GND分别接到电源的+5V和GND。

三.超声波传感器

在有效探测范围内自动标定，无需任何人工调整就可以获得障碍物准确的距离。

产品参数

1、工作电压：+5v

2、工作电流：<20mA

3、工作频率：40KHz

4、工作温度范围：-10℃～+70℃

5、探测有效距离：1cm～500cm

6、探测分辨率：0.5cm

7、探测误差：±0.5%

8、灵敏度：大于1.8m外可以探测到直径2cm物体

9、接口类型：TTL(单线模式和双线模式可切换)

10、方向性侦测范围：定向式(水平/垂直)65度圆锥

11、尺寸大小： 46.7mm x 25.7mm x 19mm

12、重量大小：5g

四.压力传感器

Force Sensing Resistor 压力感应电阻是著名Interlink Electronics 公司生产的一款重量轻，体积小，感测精度高，超薄型压力传感器。当压力感测电阻器感应面的压力增加时，其阻抗就会减少，从而取得压力数据。其可用于机械手末端夹持器感测夹持物品有无，仿生机器人足下行走地面感测，哺乳类动物咬力测试生物实验，应用范围及其广泛。

产品参数：

Sensing area(感测范围): 0.2” circle

Output signal(输出信号): Passive variable resistance

Force sensitive range(压力感测范围): 0 to 10 kg

Lifetime(使用寿命): > 10 million actuations

五.电子罗盘传感器

在现代技术条件中电子罗盘作为导航仪器或姿态传感器已被广泛应用。此款是三轴数字罗盘，采用I2C串行总线接口，芯片选用Honeywell HMC5883L，具有高精度，偏移抑制等特点。他具有12位ADC、低噪声、自检测、低电压操作和宽磁场范围等特点，并且内置驱动电路，采用I2C数字接口，体积小，轻便，操作简单。广泛应用于手机、笔记本电脑、消费电子、汽车导航系统和个人导航设备等多种领域。

产品参数：

1.产品名称：电子罗盘传感器

2.产品货号：RB-02S112

3.产品类型：数字传感器

4.工作电压：5V

5.引脚定义：

SDA：I2C总线的数据线引脚

SCL：2C总线的时钟信号引脚

-：电源负极

+：电源正极

6.接口类型：KF2510

7.工作温度：-25℃～+85℃

8.重量(g)：3g

9.固定孔尺寸(mm)：23x18mm

10.产品尺寸(mm)：30x25mm

六.水蒸气传感器

水蒸气传感器是一个利用湿度方式检测有没有水分的传感器，和Arduino、xbee通信模块、Arduino传感器扩展板V5.0搭配使用，可以检测有没有下雨。将传感器放置在室外，当有雨水滴到花瓣状检测面上时，湿度将增大，随之电压升高，Arduino便知道下雨了，再配合一个MP3模块，那么就可以实现大话西游中的经典桥段，唐僧：“下雨啦!快收衣服啊!”。除了检测雨水外，雾水和水分也都能检测哦。可以配合奥松传感器扩展板使用，连接更方便。

产品参数：

工作电压：3.3V或5V

工作电流：<20mA

工作温度范围：-10℃～+70℃

接口类型：模拟信号输出

尺寸大小：35mm x 23mm

重量大小：3g

七.模拟灰度传感器

可以感知地面或桌面不同颜色而产生相应的信号，可实现与颜色有关的互动作品，也可以作为寻线小车的寻线传感器或者足球机器人的场地灰度识别。

产品参数：

1. 工作电压：3.3V或5V

2. 工作电流：<20mA

3. 工作温度范围：-10℃～+70℃

4. 探测分辨率：10%

5. 接口类型：模拟信号输出

6. 尺寸大小：30mm x 25mm

7. 重量大小：3g

8.引脚定义：S：信号输出+：电源(VCC)-：地(GND)

八.电磁铁传感器

电磁铁是由电流产生磁场的一种磁铁，在通电状态下可产生强劲吸附力，把它安装在设备中可对被吸附物体起到停止或移动作用。根据安培定律，导线中的电流产生导线周围的磁场。为了将磁场集中，在电磁铁中电线被卷绕成一个线圈，许多线并排排列，线圈的所有磁场通过线圈的中心，在那里形成一个更强大的磁场。电磁铁能持续吸附1公斤重量的铁磁体。电磁铁模块使用简单，仅靠控制信号线的高低电平即可控制电磁铁的通断。

产品参数

品名：电磁铁模块

货号：RB-02S122

品牌：AlsRobot

产地：哈尔滨

尺寸：40mm*26mm*22mm

重量：24g

包装：防静电袋

固定孔尺寸：33mm*18mm

接口类型：3P传感器防插反接口，舵机线序

信号类型：数字信号

工作电压：DC5V

工作电流：400mA

引脚定义：

“- ”电源负极

“+”电源正极

“S”信号

连接线：3P传感器连接线、杜邦线

工作温度：-20至80℃

负载可达：1KG

九.倾角传感器

向倾角传感器是基于钢球开关的数字模块，利用钢球的特性，通过重力作用使钢球向低处滚动，从而使开关闭合或断开，的滚珠开关大都是水银开关，易破损、氧化、漏气、寿命短、污染环境等弊端，钢球滚珠开关摒弃以上缺点，更环保易用，比使用水银开关更加安全。

产品参数

1.产品货号：RB-02S028A

2. 工作电压：3.3~5v

3. 尺寸大小： 30mm x 25mm

4. 重量大小：2g

5. 信号类型：数字信号

6. 钢球开关模块角度：2~5度

引脚定义：

S：信号引脚

-：电源地

+：电源正极

十.声音传感器

该款声音检测传感器是一款小巧易用的声音检测模块，它有三个不同的输出量。不仅仅能够输出音频(audio引脚)，也能够指示声音的存在(gate引脚)，同时以模拟量的形式输出声音的振幅(envelope引脚)。

产品参数：

产品名称：Sound Detector模块

产品货号：RB-02S074

工作电压：3.5V—5.5V

制作工艺：FR4双面喷锡

发货清单：Sound Detector模块*1

包装方式：静电袋密封

选配配件：Arduino328控制器，杜邦线，排针

十一.气体传感器

产品参数：

十二.发光传感器

RGB串行发光模块由程序控制发出全彩光，多个模块可进行级联，级联方式简单，可满足不同应用场景的需求，并具有极好的装饰作用。

产品参数：

1. 产品名称：RGB串行发光模块

2. 产品货号:RB-02S109

3. 工作电压：5V

4. 接口类型：两线模拟串行通讯接口

5. 输出信号：数字信号

6. 产品尺寸：35mm x 25mm

7. 固定孔尺寸：23mm x 18mm

8. 重量大小：4g

9. 工作电流：20mA(单模块)

10. 上限级联模块数量：1024(注意电源是否符合每级模块所需的供电电量)

11. 色彩配置:红、绿、蓝每一种色彩均可设定256级饱和度

12. 引脚定义：

输入口：

-：电源地

+：电源正极

CIN：串行输入时钟线

DIN：串行输入数据线

输出口：

-：电源地

+：电源正极

十三.振动传感器

该产品是利用压电陶瓷给电信号产生震动的逆向过程，当压电陶瓷片震动时就会产生电信号，与Arduino 传感器扩展板v5.0结合使用，Arduino模拟口能感知微弱的震动电信号，可实现与震动有相关的互动作品，比如电子鼓互动作品。

产品参数：

1. 工作电压：3.3V或5V

2. 工作电流：<1mA

3. 工作温度范围：-10℃～+70℃

4. 接口类型：模拟信号输出

5. 尺寸大小：30mm x 23mm

6. 重量大小：5g

7.引脚定义：S信号输出、+电源(VCC)、-地(GND)

8.Input：压电陶瓷片的正极

9.Gnd：压电陶瓷片的负极

S端口接到控制器的模拟输入脚。5V 和GND分别接到电源的+5V和GND。

十四.电流传感器

此产品由一个电流感应器TA12-200构成，它可以将大的电流量转换为幅度小的电压量输出。同时该模块采用防插反3Pin接口，操作更加安全，插口一边有大写字母A表示该模块为模拟量传感器，另一边电流表的图标标志表示该模块具有测试电流的功能。此款产品可以应用于交流电的电流检测，上限可检测的电流为5A。

产品参数：

1.产品名称：电流传感器

2.产品货号：RB-02S088

3.工作电压：5V

4.数据类型：模拟输入

5.尺寸：30mm x 25mm

6.引脚定义：S：信号接口 NC：电源正极(可以不连接) -：电源地

十五.电压检测模块

此模块的模拟分辨率为0.00489V(5V/1023)，故电压检测模块检测输入下限电压为 0.00489V×5=0.02445V。通过3P传感器连接线插接到传感器扩展板，不仅可以轻松实现对电压电量大小的检测，监控互动媒体作品或机器人电池供电的电量，也可以通过IICLCD1602液晶模块显示电压制作电压监测器。

产品参数：

产品名称：电压检测传感器

产品货号：RB-02S009

电压输入范围：DC0-25V

电压工作范围：DC0-25V

电压检测范围：DC0.02445V-25V

数据类型：模拟输入

电压模拟分辨率：0.00489V

DC输入接口：红色端子正极接VCC，负极接GND

尺寸：30mm x 25mm

接口类型：KF2510-3P

产品接口：

S：信号接口

+：电源正极

-：电源地

十六.碰撞传感器

碰撞开关模块可在各种单片机控制器上应用，尤其在Arduino控制器上更为简单，通过3P传感器连接线插接到Arduino专用传感器扩展板上可以非常容易地实现与碰撞相关的互动作品

产品参数：

1.产品名称：碰撞开关

2.产品货号：RB-02S033A

3.工作电压：3.3V/5V

4.数据类型：数字输出

5.尺寸：30mm x 25mm

6.引脚定义：

1.S：信号接口

2.+：电源正极

3.-：电源地

十七.水位传感器

是一款简单易用、小巧轻便、性价比较高的水位/水滴识别检测传感器，其是通过具有一系列的暴露的平行导线线迹测量其水滴/水量大小从而判断水位。轻松完成水量到模拟信号的转换，输出的模拟值可以直接被程序中函数所应用，达到水位报警的功效，低功耗，灵敏度是其又一大特点。

产品参数：

1.产品名称：液位传感器/水位传感器

2.产品货号：RB-02S048A

3.工作电压：DC5V

4.工作电流：小于20mA

5.传感器类型：模拟

6.检测面积：40mm x 16mm

7.制作工艺：FR4双面喷锡

8.固定孔尺寸：3.2mm

9.人性化设计：半月形凹陷防滑处理

10.工作温度：10℃-30℃

11.工作湿度：10%-90%无凝结

12.产品重量：3g

13.产品尺寸：65mm x 20mm x 8mm

14.发货清单：水位传感器*1

15.包装方式：静电袋密封

16.选配配件：3P传感器连接线、Arduino 控制器、传感器扩展板等

17.定义：

S：信号接口

+：电源正极

-：电源地

十八.旋转角度传感器

旋转角度传感器是基于可调电位计工作原理所设计，其不仅可以做为可调电阻控制电机转速，还可以在其旋转头部安装单摆轮，测量倾角，旋转角度从0到300度，可使用3P传感器连接线与Arduino Sensor Shield V5.0 传感器扩展板接插，

十九.火焰传感器

焰传感器可以用来探测火源或其它一些波长在760纳米～1100纳米范围内的热源，探测角度达60度，其中红外光波长在940纳米附近时，其灵敏度达到上限。传感器特设M3固定安装孔，调节方向与固定方便易用，此火焰传感器在灭火机器人比赛或者搜救机器人比赛中起着非常重要的作用。

产品参数：

1.工作电压：+5v

2.尺寸大小： 30mm x 25mm

3.重量大小：3g

4.信号类型：模拟信号

5.工作环境：-25~+85℃

6.存储温度：-30~+100℃

7.接收波长：760纳米-1100纳米

8.下面为火焰传感器实测数据，一根蜡烛为火源，室内正常日光灯环境实测：

无火源时，对着日光灯：

0.35V-0.12V

10cm: 4.98V

20cm：4.88V

30cm：4.72V

40cm：3.77V

50cm：2.89V

60cm：2.34V

70cm：1.92V

80cm：1.45V

90cm：1.15V

100cm：0.96V

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