Diagonal
43.3mm
Crop Factor
1×
50mm Equiv
50mm
是什么 Camera Sensor Size Calculator?
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相机传感器尺寸计算器可计算关键传感器参数，包括物理尺寸、裁剪系数、对角线、像素间距、传感器面积和任何相机格式的视野。相机传感器是决定图像质量、景深特性、低光性能以及任何所连接镜头的有效视角的基本要素。相机行业中的传感器尺寸命名法常常令人困惑：“1 英寸传感器”等历史名称实际上指的是尺寸约为 13.2 × 8.8 毫米（而不是 25.4 毫米）的传感器，这是真空管尺寸约定的遗留问题。裁剪系数 — 全画幅（35 毫米等效）传感器对角线与实际传感器对角线的比率 — 决定了镜头视野在传感器格式之间的转换方式。了解传感器尺寸对于以下方面至关重要：比较不同格式的相机（全画幅与 APS-C、微型三分之四与中画幅）、计算系统之间的景深差异、了解低光性能差异（较大的传感器通常提供更好的信噪比）、为给定传感器格式选择合适的镜头，以及了解为什么全画幅上的 50mm 镜头与 APS-C 上的 50mm 镜头看起来不同。传感器尺寸还决定了理论衍射极限以及像素间距变得太小而无法实际使用之前的最大可用百万像素数。相机传感器技术已经发展了几代：从 CCD 到 CMOS，从前照式到背照式 (BSI) 再到堆叠式 CMOS，每种技术都提高了任何给定物理传感器尺寸的低光性能和动态范围。
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公式
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传感器对角线 = √(宽度² + 高度²)
裁剪系数 = 全帧对角线 / 传感器对角线 = 43.267 / 传感器对角线
像素间距 (μm) = 传感器宽度 (mm) / 水平像素 × 1000
传感器面积 = 宽度 × 高度 (mm²)
长宽比 = 宽度 / 高度
等效 FOV = 实际 FOV ×（1 / 裁剪系数）变量说明
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| 符号 | 名称 | 单位 | 描述 |
|---|---|---|---|
| W_s | 传感器宽度 | mm | 传感器的物理水平尺寸，是相机传感器计算中的关键参数，直接影响最终的计算结果 |
| H_s | 传感器高度 | mm | 传感器的物理垂直尺寸，是相机传感器计算中的关键参数，直接影响最终的计算结果 |
| CF | 作物因素 | × | 全画幅传感器对角线 (43.267mm) 与该传感器对角线的比率。 |
| p | 像素间距 | μm | 一个像素的物理宽度。像素越大，每个像素捕获的光线越多。 |
| A | 传感器区域 | mm² | 传感器的总物理面积。全画幅 = 864 平方毫米； MFT = 224.9 平方毫米。 |
如何 Camera Sensor Size Calculator
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- 1第 1 步：从制造商的规格中找到相机传感器的物理尺寸（宽度 × 高度，以毫米为单位）。
- 2步骤 2：计算对角线：√(W² + H²)。对于全画幅36×24：√(1296+576) = √1872 = 43.27mm。
- 3步骤 3：计算裁剪系数：CF = 43.267 / your_diagonal。
- 4步骤 4：计算像素间距：p =sensor_width_mm /horizontal_pixel_count × 1000 μm。
- 5步骤 5：计算传感器面积：W × H mm²。
- 6步骤 6：与参考比较：全画幅面积 = 864 mm²。传感器的聚光优势 =（您的面积 / 864） — 传感器越大，低光性能越好。
例题解析
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对角线 = √(23.5²+15.6²) = 28.19mm。 CF = 43.267/28.19 = 1.534×。像素间距=23.5/6250×1000=3.76μm。面积 = 366.6mm²（全画幅的 42%）。
21.63 毫米对角线恰好提供 2.0 倍裁剪系数。面积 = 225mm² — 仅占全画幅面积的 26%，每个等效构图收集的光线相应较少。
CF = 43.267/67.1 = 0.645×（扩展系数——镜头看起来比全画幅宽）。面积=2169mm²=2.5×全画幅面积——海量聚光优势。
12.2 毫米对角线可提供 3.54 倍裁剪。面积 = 71.5mm² — 仅是全画幅面积的 8.3%。尽管有 48 MP，但与较大的传感器相比，微小的像素间距 (1.22μm) 严重限制了每像素的光捕获。
实际应用
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相机买家在选择系统升级时比较传感器格式。此应用程序通常由需要精确定量分析以支持各自领域的决策、预算和战略规划的专业人士使用
电影摄影师为需要特定景深特性的作品指定摄像机要求。行业从业者依靠此计算来衡量性能基准、比较替代方案并确保符合既定标准和监管要求
镜头适配器用户计算混合系统的有效焦距和裁剪系数。学术研究人员和学生使用此计算来验证理论模型、完成课程作业并加深对基本数学原理的理解
摄影师了解系统转换（APS-C 到全画幅，裁剪到中画幅）。财务分析师和规划人员将此计算纳入他们的工作流程中，以生成准确的预测、评估风险场景并向利益相关者提供数据驱动的建议
特殊情况
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双像素自动对焦和像素分割
{'title': '双像素自动对焦和像素分割', 'body': “佳能的双像素 CMOS AF 和索尼的相位检测 CMOS AF 在传感器上放置相位检测像素。在佳能的实施中，每个像素点被分成两个光电二极管，可以单独读取以进行相位检测或组合起来进行成像。这样可以在整个画面上快速、准确地自动对焦，而无需将特定像素专门用于 AF 任务。”}
卷帘快门', 'body': '卷帘快门在有限的时间内逐行读取传感器，导致快速移动的拍摄对象或相机快速移动的几何失真。全局快门同时读取所有像素，消除滚动快门效应。全局快门传感器是科学和机器视觉相机的标准配置；索尼 A9 III (2024) 是首款具有原生全局快门的全画幅无反光镜消费相机。'}
根据域上下文，负输入值对于相机传感器计算可能有效，也可能无效。
有些公式接受负数（例如温度、变化率），而其他公式则需要严格的正数输入。用户在依赖输出之前应检查其特定场景是否允许负值。使用相机传感器计算的专业人员应特别注意这种情况，因为如果处理不当，可能会导致误导性结果。当实践中出现这种情况时，请务必验证边界条件并使用独立方法进行交叉检查。
相机传感器尺寸参考表
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| 格式 | 尺寸（毫米） | 面积（平方毫米） | 对角线（毫米） | 作物因素 |
|---|---|---|---|---|
| 大画幅 4×5" | 127×101.6 | 12,903 | 162.6 | 0.27× |
| 中画幅（第一阶段） | 53.7×40.4 | 2,169 | 67.1 | 0.64× |
| 中画幅（富士 GFX） | 43.8×32.9 | 1,441 | 54.8 | 0.79× |
| 全画幅（35mm） | 36.0×24.0 | 864 | 43.3 | 1.0× |
| APS-H（佳能 1D） | 27.9×18.6 | 519 | 33.5 | 1.29× |
| APS-C（尼康/索尼/富士） | 23.5×15.6 | 367 | 28.2 | 1.53× |
| APS-C（佳能） | 22.3×14.9 | 332 | 26.8 | 1.61× |
| 微型三分之四 | 17.3×13.0 | 225 | 21.6 | 2.0× |
| 1英寸 | 13.2×8.8 | 116 | 15.9 | 2.72× |
| 1/1.7英寸 | 7.6×5.7 | 43.3 | 9.5 | 4.55× |
| 1/2.3 英寸（智能手机） | 6.2×4.7 | 29.1 | 7.8 | 5.55× |
常见问题
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为什么“1 英寸”传感器实际上不是 25.4 毫米？
“1 英寸”这一名称是 20 世纪 50 年代真空管摄像机技术的延续，当时真空管的外径为 1 英寸（25.4 毫米）。实际成像面积仅为管直径的一半左右。现代“1 英寸”图像传感器的尺寸约为 13.2 × 8.8 毫米（16.4 毫米对角线），而不是 25.4 毫米。其他传感器尺寸名称（1/1.7 英寸、1/2.3 英寸）遵循相同的约定，如果按字面意思理解，同样会产生误导。
更大的传感器是否总是能产生更好的图像质量？
一般来说，对于噪点、动态范围和景深的多功能性来说是可以的，但并非普遍如此。较大的传感器可以收集每个成分更多的总光，从而成比例地提高信噪比。然而，使用普通镜头的 45 MP 全画幅相机可能会比使用出色定焦镜头的 20 MP APS-C 相机产生更差的效果。镜头质量、传感器生成（BSI 与前照式 CMOS）、图像处理和像素间距都会产生影响。传感器尺寸是重要因素之一，但不是唯一因素。
对于弱光摄影来说，全画幅比 APS-C 好多少？
假设相同的像素数和类似的像素技术，全画幅可提供比 APS-C 大约 1-1.5 档更好的高 ISO 性能，因为像素物理上更大并收集更多光子。在相同的像素间距（同一代技术）下，优势在于纯传感器面积：全画幅面积（864mm²）/APS-C面积（~366mm²）= 2.36×，大约是1.24档的优势。实际上，当前的全画幅和 APS-C 之间的差距通常只有 0.7-1.3 档。
什么是堆叠传感器以及它如何影响图像质量？
堆叠式（或分层式）CMOS 传感器将像素层置于单独的处理芯片之上，并通过硅上的铜柱键合进行连接。这样可以实现更快的读出速度（减少卷帘快门并实现更高的突发速率）以及集成 DRAM 缓冲区以实现超高速记录。索尼的堆叠传感器（A9 III 使用全局快门堆叠传感器）可实现高达 120 fps 的全分辨率，且没有卷帘快门失真，这对于体育和动作摄影来说是一个显着优势。
如何选择高像素或高 ISO 相机？
选择取决于您的主要用例。高百万像素 (45–100 MP) 相机擅长：工作室摄影、风景/建筑（大印刷输出）、商业产品摄影以及需要最大分辨率的库存摄影。高 ISO 优化相机（24 MP，具有一流的传感器）非常适合：体育和动作、婚礼摄影、新闻摄影、野生动物和天文摄影以及任何弱光工作。一些相机（索尼 A7R V、尼康 Z8）将高分辨率与出色的高 ISO 性能结合在一起，但价格通常较高。
什么是背面照明 (BSI)？为什么它可以提高传感器性能？
在传统的前照式 CMOS 传感器中，读出电路位于光电二极管前面，部分阻挡入射光。背照式 (BSI) 传感器翻转架构，使光电二极管直接面向入射光，电路位于背面。这将每个像素的有效聚光面积增加了 30-50%，并减少了内部反射的干扰，从而提高了灵敏度、动态范围和噪声性能。大多数现代索尼、佳能和尼康传感器都使用 BSI 架构。
传感器尺寸在实践中如何影响景深？
对于相同的视场（相同的取景）、光圈和拍摄距离，较大的传感器总是产生较浅的景深，因为它需要更长的实际焦距镜头才能达到相同的视角。全画幅上的 50mm f/1.8 比 APS-C 上的 33mm f/1.2（相同的 50mm 等效视场）提供更浅的景深，因为实际焦距（50mm 与 33mm）驱动景深，而不是等效焦距。自由度比较的有效光圈 = 实际光圈 × 裁剪系数。
常见错误注意事项
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- !相信历史尺寸命名（“1 英寸”、“1/2.3 英寸”）代表实际的物理尺寸。
- !比较不同尺寸传感器之间的百万像素数，而不考虑像素间距和信噪比影响。
- !比较物理传感器尺寸相似的相机时，忽略传感器生成（BSI 与前照式）。
- !将裁剪因子对视角的影响与其与曝光计算的无关性混淆。
- !假设中画幅传感器总是比全画幅传感器更好——在相同的像素间距、相似的信噪比性能、相同镜头的情况下，视野更宽。
专业提示
在比较不同制造商的相机时，请务必从制造商的规格表中查找实际的传感器尺寸，而不是依赖营销格式名称。 Sensor Sizes (sensorsizes.info) 和 DPReview 等网站维护着大多数生产相机的传感器物理尺寸的准确数据库。
你知道吗？
第一台配备 CCD 传感器的商用数码相机是 Dycam Model 1 (1990)，其传感器尺寸仅为 375 × 240 像素，总共 90,000 像素，即 0.09 兆像素。该传感器的尺寸约为 6 × 4mm，像素间距约为 16μm - 具有讽刺意味的是，比许多现代高分辨率相机的像素间距更大，理论上它的每像素光灵敏度比当今的 50 MP 传感器更好。
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参考资料
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