工业相机——感光元件尺寸介绍

工业相机——CCD/CMOS尺寸计算

最近有用到大恒的工业相机，学到很多相机方面的基础知识，借此机会开始码字记笔记，养成良好习惯。

感光元件尺寸

感光元件的尺寸有两种标示方法，即光学格式（OF，Optical Format）和尺寸类型。

（1）光学格式

光学格式一般用感光元件的对角线长度比例来表示，即OF=对角线长度/1英寸=对角线长度/16mm。需要注意的是，这里的1英寸并不等于通常的25.4mm，而是16mm，即感光元件为12.8mm×9.6mm时，它是1英寸感光元件。
业界通用的规范就是 1英吋 CCD尺寸= 长 12.8mm × 宽 9.6mm = 对角线为 16mm 之对应面积。透过“勾股定理”，可得出该三角之三边比例为 4：3：5；换句话说，我无须给你完整的面积参数，只要给你该三角形最长一边长度，你就可以透过简单的定理换算回来。而且面积对角线长度就是16除以那个分母。
这种标示方法多用于长宽比为4∶3的袖珍数码相机和消费级数码相机上，感光元件尺寸从1/5英寸到2/3英寸不等。这种标示方法与用来解释14、30吋电视屏幕大小之面积比例道理是完全一致，这里的尺寸并不是“单位”而是“比例 ”！
目前的趋势是在CCD尺寸不变甚至减小的前提下，尽量增加像素传感器的数量，以满足人们对像素无止境的要求。但是CCD尺寸不变，增加像素就意味着单个像素捕捉光线能力下降，从而会引发噪声增加、色彩还原不良、动态范围减小等问题。

（2）尺寸类型

数码单反相机的感光元件长宽比多为3∶2，其尺寸标示方法有所不同，一般用感光元件尺寸类型标示。主要分为全画幅Full Frame（接近或等于135画幅，如佳能1Ds系列、5D Mark II的36.0mm×24.0mm，尼康D3、D700的36.0mm×23.9mm，尼康D3x、索尼α900的35.9mm×24mm，佳能5D的35.8mm×23.9mm等）、APS-H尺寸（佳能1D 系列的28.1mm×18.7mm，镜头焦距转换系数为1.3）、APS-C尺寸（如23.6mm×15.8mm、22.2mm×14.8mm、20.7mm×13.8mm等，镜头焦距转换系数分别为1.5、1.6和1.7）。奥林巴斯、松下数码单反相机所用的感光元件尺寸为17.3mm×13.0mm，长宽比为4∶3，镜头焦距转换系数为2.0。从相机的结构上分类，有两种系统，分别称为4/3系统和微型4/3系统。
1996年由尼康、佳能、美能达、富士、柯达五大公司联合开发的APS系统(Advanced Photo System，即先进照片系统)问世。APS系统在原135胶片系统的基础上进行了较大改进，包括相机、感光材料、冲印设备、配套产品等全面创新，大幅度缩小胶片尺寸，使用新的智能暗盒设计，融入数字技术，成为能记录拍摄数据、辅助信息的智能型胶片系统。APS系统是对传统摄影体系的一次重大变革，本应有较好的发展前景。遗憾的是它生不逢时，由于数码相机的问世与迅猛发展，APS系统很快被淘汰。 　APS系统共有三种底片画幅可供选择，即：APS-H、APS-C和APS-P。APS-H为30.2mm×16.7mm，是APS胶卷可摄取的最大画幅；APS-C是左右各挡去一部分，为25.5mm×16.7mm，长宽比接近135画幅的3:2；APS-P是上下各挡去一部分，为30.2mm×9.5mm，属于超宽银幕画幅。 　数码单反相机的感光元件尺寸标示方法借用了APS标准，把感光元件尺寸接近APS-C尺寸的20.7mm×13.8mm（适马用）、22.2mm×14.8mm、22.3mm×14.9mm（上两种尺寸佳能用）、23.0mm×15.5mm（富士用）、23.4mm×15.6mm（宾得K20D）、23.5mm×15.6mm（索尼α700）、23.5mm×15.7mm（索尼α350、宾得K200D、K10D、K-m）、23.6mm×15.8mm（尼康用，称为DX格式，以及索尼α300、α200）等都称为APS-C画幅，而佳能EOS-1D系列所用的28.1mm×18.7mm称为APS-H画幅。

常见感光元件尺寸

相机的感光元件尺寸的宽高比例其实不是固定的，下面列举了一些不同规格的感光元件，其标示方法有的是光学格式，有的是尺寸类型，如何区分我还未特别清晰明了，希望有专业人士能回答我，如下图：