上海羊羽卓进出口贸易有限公司

传感器1英寸与1.7英寸 手机,相机图像传感器尺寸到底如何标注的?我们都被忽悠了吗?

发布时间:2024-12-10 10:12:18

手机、相机图像传感器尺寸到底如何标注的?我们都被忽悠了吗?

数码摄影,图像传感器是一个关系到成像品质的重要元件,其中传感器的尺寸大小更是关键,一直都有“底大一级压死人” 的说法。大家在研究了解、或是准备购买一款手机或数码相机时,在众多的参数之中必定会关心图像传感器的尺寸大小。对于一个外表为长方形的传感器来说,要标明它的尺寸似乎再简单不过了,然而事实是这样的吗?

一、问题的提出

我们知道早期的4:3画幅小尺寸传感器是以对角线的长度,并且用分数形式来标注的,如1/2.3、1/1.8、2/3等。对于用对角线长度来标注尺寸这一做法我们并不陌生,现在的电视机屏幕、电脑显示器屏幕等都是这样表示的,说一台显示器是27寸的,就表示它的屏幕对角线长度为27英寸,合计27*2.54=68.6cm。那么以此类推,对于相机传感器所标注的诸如1/2.3、1/1.8、2/3就是其对角线的长度吗?至少有些人是这样认为的,笔者在某个比较知名的科普网站上就看到如下的问题解答:

图一:在某网站上搜到的关于传感器尺寸的问题答案

该作者直接用25.4*1/2.33(原文中2.54应是作者打错了小数点)得出1/2.33传感器的对角线长度为11mm的结论,但我们只要在网上查询一下,就会发现1/2.3尺寸的传感器其对角线长度是7.7mm,边长为6.16*4.62,与11mm相差甚远。

再看看其它规格的传感器(见下图二),我们就会发现其对角线的实际长度并不等同于标注的数字,而是比标注的数字要小许多,显然不是四舍五入造成的差异。

图二:常见的传感器尺寸

那么这个用来标注传感器尺寸的分数是怎么来的,它与传感器实际的对角线长度又有怎样的关系呢?

二、解开对角线长度之谜

人们对数字影像的研究始于上个世纪五十年代,那时的摄像机还是使用的真空摄像管,其尺寸用摄像管的对角线长度来表示,而这个尺寸是包含了外层玻璃管的(也就是摄像管的外径),所以标注的1英寸(25.4mm),其实际有效长度只有16mm左右。待到七十年代CCD、CMOS传感器被研究发明后首先应用于摄像领域,传感器的尺寸标注也就沿用了真空摄像管的方式,将长宽为12.8*9.6mm、对角线有效长度16mm的CCD传感器定义为1英寸标准,由于当时的传感器尺寸都比较小在1英寸以下,所以就用分数表示。

这样的解释似乎能够说得通,对照上面图二列出的传感器尺寸,我们不妨验证一下:

1/2.3英寸传感器对角线长度:16*(1/2.3)=6.96mm1/1.8英寸传感器对角线长度:16*(1/1.8)=8.89mm1/1.7英寸传感器对角线长度:16*(1/1.7)=9.41mm4/3相机传感器对角线长度:16*(4/3)=21.33mm

计算结果与图二中的尺寸比较接近,当然还有人经过更认真的研究有了新的发现和解释:1英寸不是25.4毫米吗,按照4:3的比例作一个矩形,使其对角线长度为16mm,那么与它对应的外接圆圆弧的长度就是25.4mm(帮助不喜欢算术老师的鞋童温习一下:圆周长=直径*π),示意图如下(图三),与16mm对角线对应的外接圆的一段弧长:

16*3.14/2=25.12mm,差不多就是1英寸了。

图三

虽然出现了上面2种不同的解释,但有一点得到了公认:就是

标注的1英寸传感器其对角线实际长度是16mm而不是25.4。 现在我们终于知道:图像传感器标注的所谓对角线数值,原来是有“水份”的,说好的1英寸实际上并不是25.4mm,而只有16mm,难怪有些人说这是被厂商忽悠了,有网友提出:“尼康1系和索尼的rx100都说是一寸的底子,传感器大小不都是说的对角线么?那么一寸也就是25.4mm,但是索尼和尼康公布的数据都是13.4x8.8mm呢"?还有人开玩笑地说:4/3厂家的销售人员也许是觉得“比全画幅小一半”这种说法不够好听,所以发明了4/3。

图四:不同规格传感器大小对比

三、全画幅等相机传感器的尺寸标注方式

上面所说的传感器尺寸标注方式,是对早期的4:3画幅小尺寸传感器而言的,也包括现在使用小尺寸传感器的手机相机。对于全画幅数码相机,它的传感器尺寸相对较大,与传统的135mm胶片相同,边长为36*24mm,画幅长宽比3:2,也就不再沿用对角线的方式来标注尺寸了。目前APS-C、APS-H及更大画幅的数码相机,厂家都会以“长*宽“的形式标出传感器的大小,直观明了。如佳能APS-C画幅相机传感器尺寸为22.3*14.9mm,尼康和索尼APS-C画幅相机传感器尺寸为23.5mm*15.6mm等等,比理论上的24*16mm略小一些。

图五:佳能单反传感器

四、传感器尺寸与镜头等效焦距

摄影爱好者都知道在摄影术语中有“等效焦距”这一说,意思是:当我们使用非全画幅的相机拍摄照片时,实际得到的照片视角与镜头标称焦距下的视角是不一致的,需要通过一个系数来换算。

为什么有“等效焦距”这一说?因为相机通过镜头成像,镜头从原理上来说就是一个凸透镜,下面的图六能够更加直观的说明这一问题。图像下方水平红色线段表示全画幅相机传感器,横向尺寸36mm,假定镜头焦距是50mm,那么成像的视角约为46°,视角范围用带箭头的红色线条表示;图像下方水平蓝色线段表示APS-C画幅相机传感器,横向尺寸理论上24mm,那么成像的视角约为30°,视角范围用带箭头蓝色线条表示。

从图六能够很明显地看出,因为成像传感器的尺寸差异,导致在镜头相同物理焦距的情况下,成像视角带来的差异,传感器尺寸越小,成像视角就越小。

图六:图像传感器大小与镜头视角的关系

有了画幅与成像视角的差异,就对比较不同焦距的镜头带来了困难,所以人们为了方便,就提出了“等效焦距” 的概念,继续以APS-C画幅相机为例,要让得到的图像具有与全画幅50mm焦距镜头相同的46°成像视角,那么就要使用焦距为32.68mm的镜头(尼康或索尼相机)。或者说:在APS-C画幅相机上使用32.68mm焦距的镜头拍摄的照片与全画幅相机上使用50mm焦距镜头拍摄的照片具有相同的成像视角,这个50mm焦距就是32.68mm的等效焦距(有兴趣的朋友可参看笔者的另一篇文章:C幅相机拍照 镜头焦距换算为什么要乘以1.5?本文帮你解开疑惑)。

那么不同画幅的传感器其镜头等效焦距是怎么换算的呢,换算公式就是:镜头物理焦距*换算系数。

换算系数=全画幅相机传感器对角线长度/要换算的传感器对角线长度 (一般取到小数点后1位),其中全画幅相机传感器对角线长度为43.27mm。

由此可以换算出:

4/3系统相机镜头等效焦距换算系数为:43.27/21.64=2.0;佳能APS-C画幅相机:43.27/26.82=1.6;手机上的1/1.7传感器相机:43.27/9.7=4.5。

谢谢阅读!

手机摄像头CMOS大战升级,从1133英寸涨到1128英寸

如何提升手机的拍照画质,苹果用的是算法,但现在看来,只有算法已经不行,因为在Dxomark上,iPhone 11 Pro Max在很多方面还是被比下去了,毕竟CMOS太小。

而其它品牌,尤其是国产品牌,在追求大CMOS的路上越走越快,已经到了唯大不破的境地。

2月初,在小米10 Pro发布的时候,其再次使用了1.08亿像素的CMOS,体积有1/1.33英寸。硕大的体积也让小米10的机身更大,但小米加入了更多元素,比如双扬声器,无线充电,更大电池等,并没有让这一大CMOS变成累赘,虽然手机也达到了208克。

而后,在3月OPPO的Find X2 Pro发布会上,OPPO公布首次采用了索尼的IMX689,CMOS大小达到了1/1.4英寸,4800万像素,单个像素面积达到1.12μm,十分强大。当然重量也达到了207克。

通过这两个CMOS,小米和OPPO并列Dxomark拍照得分第一,这并不奇怪,这两款CMOS只要潜心使用,都会爆发出巨大的威力。

然后就是华为出场了,其P40 Pro将采用双主摄,分别是:

IMX700,1/1.28英寸,RYYB阵列,5200万像素,广角;

IMX650,1/1.5英寸,RGGB阵列,4000万像素,超广角;

3倍长焦头、10倍无损变焦的潜望式镜头,以及ToF镜头。

之前我们已经见识到RYYB传感器的威力了,虽然只有1/1.7英寸,但Mate 30 Pro排名第三,V30 Pro排名第四,都说明了RYYB传感器的巨大实力。

可以肯定的是,P40 Pro凭借RYYB主摄,双主摄设计必然再次登顶Dxomark,也会给人惊艳的画质表现。

所以,现在说3999元买个小米10或者荣耀V30 Pro,是不是有些过头,自己并没有太追求拍照效果,显然也是不对的,因为马上就有更强的拍照手机诞生,还是买个相对画质好一些的,更能跟得上手机使用的大趋势。

相关问答

请问1/2.3寸 传感器 是多大?如何计算大小?!-ZOL问答

1英寸=2.54厘米1/2.3英寸CCD相机传感器,对角线约1.1厘米。传感器尺寸越大,感光面积越大,成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400...

佳能g12相相机的 传感器 尺寸是1/ 1.7英寸 折算为面积是多少?

佳能那个实为传感器规格,哈苏的为长宽尺寸,我这么理解一般家用DC都用规格表示以简化数据,比如全画幅、APSC、1/2.5等,而且都是全球统一标准的。若要说长宽实...

1.7英寸 cmos 传感器 多大?

1.7英寸cmos传感器长12厘米宽6厘米1.7英寸cmos传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节...

gw1和imx686哪个好?

IMX686,是索尼最新的手机相机传感器,拥有1/1.7英寸超大感光元件。在尺寸上仅仅小于三星的一亿像素传感器,比起华为独占的IMX600还要大!与三星gw1的大小一样。...

照相机 传感器1 /2.33是什么意思-ZOL问答

是指相机传感器的尺寸。1英寸等于25.4mm,2.54*1/2.33=11mm,11mm是对角线的长度,折算成3比4的长宽比例,大约58.08平方毫米。从选择相机的角度来说,可以认为同代...

vivos18像素为什么没有s7高?

虽然vivos18和S7都有18MP的摄像头,但是照片的质量不只取决于像素数量,还受到多个因素的影响,比如传感器质量、光圈大小、镜头质量、处理器等等。S7采用了超大...

相机中的全画幅和非全画幅是什么意思,有什么区别? - 小手牵...

全画幅是针对传统35mm胶卷的尺寸来说的。以前的数码单反CCD尺寸都比35mm胶卷的尺寸小,全画幅数码单反CCD(或CMOS的感光成像的元件)尺寸和35mm胶卷的...

相机中的全画幅和非全画幅是什么意思,有什么区别? - 小红薯2...

这是指传感器的尺寸,传感器尺寸越大相机画质就越好,相机也就越高档价格也越贵全画幅传感器的长宽尺寸大约是36x24mm,和传统的135胶卷的底片一样大,...

cmos和索尼imx682哪个好?

cmos和索尼imx682都好,索尼6400万IMX682好,索尼6400万IMX686是今年的旗舰级相机,SonyIMX682传感器是中高端水平,也是IMX686的微缩版本,两个传感器COMS尺...

imx686尺寸?

IMX686传感器尺寸为1/1.7英寸,拥有6400万像素超清画质。该传感器支持硬件级直出9248x6944超高分辨率照片,也可以四合一1.6μm大像素。IMX686传....

展开全部内容