Diagonal
43.3mm
Crop Factor
1×
50mm Equiv
50mm
Що таке Camera Sensor Size Calculator?
▾
Калькулятор розміру датчика камери обчислює ключові параметри датчика, включаючи фізичні розміри, кроп-фактор, діагональ, крок пікселів, площу датчика та поле зору для будь-якого формату камери. Датчик камери є основним елементом, що визначає якість зображення, характеристики глибини різкості, роботу в умовах слабкого освітлення та ефективний кут огляду будь-якого прикріпленого об’єктива. Номенклатура розмірів датчиків у фотоіндустрії часто викликає плутанину: історичні назви, як-от «1-дюймовий датчик», насправді стосуються датчика розміром приблизно 13,2 × 8,8 мм (а не 25,4 мм), що є спадщиною угод про розміри вакуумних трубок. Кроп-фактор — відношення діагоналі повнокадрового датчика (еквівалент 35 мм) до фактичної діагоналі датчика — визначає, як поле зору об’єктива переміщується між форматами датчика. Розуміння розміру датчика має вирішальне значення для: порівняння камер у різних форматах (повнокадровий проти APS-C проти Micro Four Thirds та середнього формату), обчислення різниці в глибині різкості між системами, розуміння відмінностей у продуктивності за слабкого освітлення (більші датчики зазвичай забезпечують краще співвідношення сигнал/шум), вибору відповідних об’єктивів для певного формату сенсора та розуміння того, чому повнокадровий об’єктив 50 мм виглядає інакше. 50 мм на APS-C. Розмір датчика також визначає теоретичну межу дифракції та максимальну корисну кількість мегапікселів до того, як крок пікселя стане занадто малим для практичного використання. Технологія датчика камери просунулася в декілька поколінь: від CCD до CMOS, від переднього до зворотного підсвічування (BSI) до стекованого CMOS, кожна з яких покращує продуктивність за слабкого освітлення та динамічний діапазон для будь-якого фізичного розміру датчика.
DigiCalcs delivers precision-engineered tools for engineers and STEM professionals.
Формула
▾
Діагональ датчика = √ (ширина² + висота²)
Кроп-фактор = повнокадрова діагональ / діагональ датчика = 43,267 / діагональ датчика
Крок пікселя (мкм) = Ширина сенсора (мм) / Горизонтальні пікселі × 1000
Площа датчика = ширина × висота (мм²)
Співвідношення сторін = ширина / висота
Еквівалент FOV = Фактичний FOV × (1 / кроп-фактор)Опис змінних
▾
| Символ | Ім'я | Одиниця | Опис |
|---|---|---|---|
| W_s | Ширина датчика | mm | Фізичний горизонтальний розмір датчика, який є ключовим параметром у розрахунку датчика камери, який безпосередньо впливає на кінцевий обчислений результат. |
| H_s | Висота датчика | mm | Фізичний вертикальний розмір датчика, який є ключовим параметром у розрахунку датчика камери, який безпосередньо впливає на кінцевий обчислений результат. |
| CF | Кроп-фактор | × | Відношення діагоналі повнокадрового датчика (43,267 мм) до діагоналі цього датчика. |
| p | Крок пікселя | μm | Фізична ширина в один піксель. Більші пікселі вловлюють більше світла на піксель. |
| A | Область датчика | mm² | Загальна фізична площа датчика. Повний кадр = 864 мм²; MFT = 224,9 мм². |
Як Camera Sensor Size Calculator
▾
- 1Крок 1. Знайдіть фізичні розміри датчика камери (ширина × висота в мм) за специфікаціями виробника.
- 2Крок 2: обчисліть діагональ: √(W² + H²). Для повнокадрового 36×24: √(1296+576) = √1872 = 43,27 мм.
- 3Крок 3: Розрахуйте кроп-фактор: CF = 43,267 / ваша_діагональ.
- 4Крок 4: обчисліть крок пікселя: p = ширина_сенсора_мм / кількість_горизонтальних_пікселів × 1000 мкм.
- 5Крок 5: Обчисліть площу датчика: Ш × В мм².
- 6Крок 6. Порівняйте з еталонним: площа повного кадру = 864 мм². Перевага вашого датчика у зборі світла = (ваша область / 864) — більший показник кращий для роботи в умовах слабкого освітлення.
Розв'язані приклади
▾
Діагональ = √(23,5²+15,6²) = 28,19 мм. CF = 43,267/28,19 = 1,534 ×. Крок пікселя = 23,5/6250×1000 = 3,76 мкм. Площа = 366,6 мм² (42% повного кадру).
Діагональ 21,63 мм дає рівно 2,0 × кроп-фактора. Площа = 225 мм² — лише 26% повнокадрової площі, відповідно збираючи менше світла на еквівалентну композицію.
CF = 43,267/67,1 = 0,645× (коефіцієнт розширення — лінзи здаються ширшими, ніж на повнокадрових). Площа = 2169 мм² = 2,5 × площі повного кадру — величезна перевага збору світла.
Діагональ 12,2 мм забезпечує кадрування 3,54×. Площа = 71,5 мм² — лише 8,3% повнокадрової площі. Незважаючи на 48 МП, малий крок пікселя (1,22 мкм) значно обмежує попіксельне захоплення світла порівняно з більшими датчиками.
Практичне застосування
▾
Покупці камер порівнюють формати сенсорів під час вибору оновлень системи. Ця програма зазвичай використовується професіоналами, яким потрібен точний кількісний аналіз для підтримки прийняття рішень, складання бюджету та стратегічного планування у відповідних галузях.
Кінематографісти встановлюють вимоги до камер для постановок, які потребують певних характеристик глибини різкості. Практики галузі покладаються на ці розрахунки для порівняння продуктивності, порівняння альтернатив і забезпечення відповідності встановленим стандартам і нормативним вимогам
Користувачі адаптерів об’єктивів обчислюють ефективну фокусну відстань і кроп-фактори для змішаних систем. Наукові дослідники та студенти використовують ці обчислення для перевірки теоретичних моделей, виконання курсових завдань і розвитку глибшого розуміння основних математичних принципів
Фотографи розуміють перехід системи (APS-C до повнокадрового, кадрування до середнього формату). Фінансові аналітики та планувальники включають ці розрахунки у свій робочий процес, щоб створювати точні прогнози, оцінювати сценарії ризику та надавати зацікавленим сторонам рекомендації на основі даних.
Особливі випадки
▾
Подвійний піксельний автофокус і поділ пікселів
{'title': 'Подвійне піксельне автофокусування та розділення пікселів', 'body': "Dual Pixel CMOS AF від Canon і Phase Detect CMOS AF від Sony розміщують пікселі з визначенням фази на сенсорі. У реалізації Canon кожна ділянка пікселя розділена на два фотодіоди, які можна зчитувати окремо для визначення фази або комбінувати для зображення. Це забезпечує швидке й точне автофокусування по всьому кадру без виділення певних пікселів виключно для виконання завдань АФ."}
rolling shutter', 'body': 'Rolling shutter зчитує сенсор рядок за рядком протягом кінцевого періоду, викликаючи геометричне спотворення об'єктів, що швидко рухаються, або швидкого руху камери. Глобальний затвор зчитує всі пікселі одночасно, усуваючи ефект рухомого затвора. Глобальні датчики затвора є стандартними для наукових камер і камер машинного зору; Sony A9 III (2024) була першою повнокадровою бездзеркальною споживчою камерою з вбудованим глобальним затвором.'}
Від’ємні вхідні значення можуть або не можуть бути дійсними для обчислення датчика камери залежно від контексту домену.
Деякі формули приймають від’ємні числа (наприклад, температури, швидкості зміни), тоді як інші вимагають виключно позитивних вхідних даних. Користувачі повинні перевірити, чи їхній конкретний сценарій допускає від’ємні значення, перш ніж покладатися на результат. Професіонали, які працюють із накипом датчика камери, повинні бути особливо уважними до цього сценарію, оскільки він може призвести до оманливих результатів, якщо не поводитися належним чином. Завжди перевіряйте граничні умови та перехресну перевірку незалежними методами, коли такий випадок виникає на практиці.
Довідкова таблиця розмірів сенсора камери
▾
| Формат | Розміри (мм) | Площа (мм²) | Діагональ (мм) | Кроп-фактор |
|---|---|---|---|---|
| Великий формат 4×5" | 127 × 101,6 | 12,903 | 162.6 | 0,27× |
| Середній формат (перший етап) | 53,7 × 40,4 | 2,169 | 67.1 | 0,64× |
| Середній формат (Fuji GFX) | 43,8 × 32,9 | 1,441 | 54.8 | 0,79× |
| Повнокадровий (35 мм) | 36,0 × 24,0 | 864 | 43.3 | 1,0× |
| APS-H (Canon 1D) | 27,9 × 18,6 | 519 | 33.5 | 1,29× |
| APS-C (Nikon/Sony/Fuji) | 23,5 × 15,6 | 367 | 28.2 | 1,53× |
| APS-C (Canon) | 22,3 × 14,9 | 332 | 26.8 | 1,61× |
| Micro Four Thirds | 17,3 × 13,0 | 225 | 21.6 | 2,0× |
| 1 дюйм | 13,2 × 8,8 | 116 | 15.9 | 2,72× |
| 1/1,7 дюйма | 7,6 × 5,7 | 43.3 | 9.5 | 4,55× |
| 1/2,3 дюйма (смартфон) | 6,2 × 4,7 | 29.1 | 7.8 | 5,55× |
Часті запитання
▾
Чому «1-дюймовий» датчик насправді не 25,4 мм?
Позначення «1 дюйм» — це пережиток технології відеокамери з вакуумною трубкою 1950-х років, де зовнішній діаметр трубки становив 1 дюйм (25,4 мм). Справжня площа зображення становила лише половину діаметра труби. Сучасний 1-дюймовий датчик зображення має розмір приблизно 13,2 × 8,8 мм (діагональ 16,4 мм), а не 25,4 мм. Інші назви розмірів датчиків (1/1,7 дюйма, 1/2,3 дюйма) дотримуються тієї самої угоди та так само вводять в оману, якщо їх сприймати буквально.
Чи завжди більший датчик забезпечує кращу якість зображення?
Загалом так для універсальності шуму, динамічного діапазону та глибини різкості — але не універсально. Більші датчики збирають більше загального світла на композицію, пропорційно покращуючи SNR. Однак повнокадрова камера на 45 МП із посереднім об’єктивом може дати гірші результати, ніж камера APS-C із роздільною здатністю 20 МП із винятковим об’єктивом із фіксованим фокусуванням. Якість об’єктива, створення сенсора (BSI проти CMOS із переднім підсвічуванням), обробка зображень і крок пікселів – усе це сприяє. Розмір датчика є важливим, а не єдиним фактором.
Наскільки повнокадровий режим кращий за APS-C для зйомки в умовах слабкого освітлення?
За умови однакової кількості пікселів і аналогічної піксельної технології повнокадровий режим забезпечує приблизно на 1–1,5 стопи кращу продуктивність високої ISO, ніж APS-C, оскільки пікселі фізично більші та збирають більше фотонів. З ідентичним кроком пікселів (те саме покоління технології) перевагою є чиста площа датчика: повнокадрова площа (864 мм²) / площа APS-C (~366 мм²) = 2,36 ×, що становить приблизно 1,24 стоп-переваги. На практиці розрив між поточним повнокадровим і APS-C часто становить лише 0,7–1,3 стопи.
Що таке багатошаровий датчик і як він впливає на якість зображення?
Багатошаровий (або багатошаровий) сенсор CMOS розміщує піксельний шар поверх окремого чіпа обробки, з’єднаного мідними зв’язками через кремній. Це забезпечує набагато більшу швидкість зчитування (зменшує рухомий затвор і забезпечує вищу швидкість серійної зйомки) і інтегрує буфери DRAM для надшвидкісного запису. Багатокомпонентні сенсори Sony (A9 III використовує глобальний сенсор із груповим затвором) забезпечують повну роздільну здатність до 120 кадрів/с без спотворень, що обертаються затвором, що є значною перевагою для спортивної та екшн-зйомки.
Як вибрати між високомегапіксельною камерою чи високою ISO?
Вибір залежить від вашого основного випадку використання. Камери з високою роздільною здатністю (45–100 МП) чудово підходять для: студійної зйомки, ландшафтної/архітектурної зйомки (великий друк), комерційної фотозйомки продукту та стокової фотографії, яка потребує максимальної роздільної здатності. Камери з оптимізованою високою роздільною здатністю ISO (24 МП із найкращим у своєму класі датчиком) чудово підходять для: спортивної та активної зйомки, весільної фотозйомки, фотожурналістики, дикої природи та астрофотографії, а також будь-якої роботи в умовах слабкого освітлення. Деякі фотоапарати (Sony A7R V, Nikon Z8) поєднують високу роздільну здатність із відмінною високою ефективністю ISO, але зазвичай за преміальною ціною.
Що таке заднє освітлення (BSI) і чому воно покращує продуктивність датчика?
У звичайних CMOS-сенсорах із переднім підсвічуванням схема зчитування розташована перед фотодіодами, частково блокуючи вхідне світло. Датчики із зворотним підсвічуванням (BSI) перевертають архітектуру, щоб фотодіоди дивилися безпосередньо на вхідне світло, а схеми розташовані на задній панелі. Це збільшує ефективну площу збору світла кожного пікселя на 30–50% і зменшує перешкоди від внутрішніх відображень, покращуючи чутливість, динамічний діапазон і рівень шуму. Більшість сучасних датчиків Sony, Canon і Nikon використовують архітектуру BSI.
Як розмір датчика впливає на глибину різкості на практиці?
Для того самого поля зору (таке ж кадрування), діафрагми та відстані зйомки більший датчик завжди створює меншу глибину різкості, оскільки для досягнення того самого кута огляду потрібен об’єктив з більшою фактичною фокусною відстанню. Повнокадровий об’єктив 50 мм f/1.8 забезпечує меншу глибину різкості, ніж об’єктив 33 мм f/1.2 на APS-C (той самий еквівалентний кут зору 50 мм), оскільки фактична фокусна відстань (50 мм проти 33 мм) визначає глибину різкості, а не еквівалентну фокусну відстань. Ефективна діафрагма для порівняння DOF = фактична діафрагма × кроп-фактор.
Поширені помилки
▾
- !Довіряючи історичним назвам розмірів («1 дюйм», «1/2,3 дюйма») для відображення фактичних фізичних розмірів.
- !Порівняння кількості мегапікселів між датчиками різних розмірів без урахування кроку пікселя та наслідків SNR.
- !Ігнорування генерації датчика (BSI проти переднього підсвічування) під час порівняння камер із аналогічним фізичним розміром датчика.
- !Вплив кроп-фактора на кут огляду плутає з його невідповідністю для розрахунку експозиції.
- !Припустимо, що датчики середнього формату завжди кращі за повнокадрові — з еквівалентним кроком пікселів, подібним показником SNR, лише ширшим полем зору з еквівалентними лінзами.
Порада профі
Порівнюючи камери різних виробників, завжди дивіться фактичні розміри сенсора в таблиці специфікацій виробника, а не покладайтеся на назви маркетингових форматів. Такі сайти, як Sensor Sizes (sensorsizes.info) і DPReview, підтримують точні бази даних фізичних розмірів датчиків для більшості серійних камер.
Чи знаєте ви?
Перша комерційна цифрова камера з сенсором CCD, Dycam Model 1 (1990), мала сенсор розміром лише 375 × 240 пікселів — загалом 90 000 пікселів, або 0,09 мегапікселя. Датчик мав розміри приблизно 6 × 4 мм із кроком пікселів приблизно 16 мкм — за іронією долі, крок пікселів більший, ніж у багатьох сучасних камер високої роздільної здатності, що дає йому теоретично кращу світлочутливість на піксель, ніж сучасні датчики на 50 МП.
Regional Guides
▾
🇺🇸 US▾
🇬🇧 UK▾
🇪🇺 EU▾
Джерела
Отримуйте щотижневі поради з математики
Приєднуйтеся до 12 000+ підписників, які щотижня отримують поради щодо калькулятора.