圖像傳感器的"英寸"標(biāo)注是行業(yè)延續(xù)數(shù)年的特殊標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)際尺寸與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的"1英寸=25.4mm"無(wú)關(guān)。本文系統(tǒng)整理了常見(jiàn)傳感器規(guī)格的真實(shí)尺寸數(shù)據(jù)及換算邏輯，并從傳感器靶面、主光線角（Chief Ray Angle）及分辨率等維度系統(tǒng)闡述選型適配的技術(shù)要點(diǎn)。

一、尺寸標(biāo)注的歷史背景與換算規(guī)則

1. 歷史起源

傳感器尺寸標(biāo)注源于20世紀(jì)50年代的攝像管（如光導(dǎo)攝像管Vidicon）。當(dāng)時(shí)"1英寸"指攝像管外徑（25.4mm），但有效成像區(qū)僅占外徑的約2/3（16mm對(duì)角線）。此標(biāo)準(zhǔn)沿用至CCD/CMOS時(shí)代，形成兩類換算規(guī)則，以8mm對(duì)角線為界：

≥8mm（如1/2英寸）：用16mm/英寸規(guī)則（1/2英寸傳感器對(duì)角線8mm）

<8mm（如1/2.5英寸傳感器）：用18mm/英寸規(guī)則（1/2.5英寸傳感器對(duì)角線7.2mm）

2. 特殊性與誤差

光學(xué)格式（OF）：標(biāo)注的"英寸"是歷史定義的"光學(xué)格式"，與真實(shí)對(duì)角線無(wú)關(guān)

長(zhǎng)寬比例影響：相同對(duì)角線下，4:3傳感器面積比3:2大（如1英寸傳感器在4:3比例下為13.1×9.8mm，3:2比例下為13.2×8.8mm）

二、常見(jiàn)傳感器尺寸對(duì)照表

傳感器尺寸通常以對(duì)角線長(zhǎng)度表示，遵循行業(yè)通用換算標(biāo)準(zhǔn) 。以下為常見(jiàn)規(guī)格的物理尺寸對(duì)照表：

常見(jiàn)規(guī)格的物理尺寸對(duì)照表

三、部分參數(shù)解讀

1.信噪比

傳感器面積越大，單位像素感光面積增加，低光噪點(diǎn)減少。（信噪比是信號(hào)電壓與噪聲電壓的比值，信噪比的單位用dB來(lái)表示。高信噪比意味著更清晰的低光成像。這個(gè)參數(shù)關(guān)系的圖像中噪點(diǎn)的數(shù)量，信噪比越高，給人感覺(jué)畫(huà)面越干凈，夜視的畫(huà)面中點(diǎn)狀的噪點(diǎn)就越少。手冊(cè)中給出的信噪比一般是增益為零時(shí)的參數(shù)。）

2.分辨率匹配

指?jìng)鞲衅髂軌虿蹲降南袼財(cái)?shù)量，通常以水平和垂直方向的像素?cái)?shù)的乘積表示。分辨率越高，圖像細(xì)節(jié)越豐富。像素密度過(guò)高（如手機(jī)1/2.3英寸傳感器）可能導(dǎo)致衍射極限問(wèn)題，需配合高解析力鏡頭。

3.全局快門(mén)

工業(yè)場(chǎng)景需高幀率（如1/16000秒），和全局曝光技術(shù)，常見(jiàn)于1.1英寸傳感器。

4.像元尺寸

像元尺寸越大，能收集的的光子數(shù)量越多，即在相同光照和曝光時(shí)間內(nèi)，傳感器能收到的有效信號(hào)越多。較小的像素尺寸可以提高分辨率，但可能降低信噪比。像元大小和像元數(shù)（分辨率）共同決定相機(jī)的靶面尺寸。

5.量子效率

量子效率是器件在不同波段對(duì)光的吸收轉(zhuǎn)換效率。是描述光電器件光電轉(zhuǎn)換能力的一個(gè)重要參數(shù)，它是在某一特定波長(zhǎng)下單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的平均光電子數(shù)與入射光子數(shù)之比。由于RGB濾色陣列下不同顏色通道的量子效率差異，所以量子效率一般針對(duì)RGB通道分別給出。

四、選型注意事項(xiàng)

1. 靶面匹配

鏡頭成像直徑需≥傳感器對(duì)角線（如1英寸傳感器需16mm以上成像圈），否則出現(xiàn)暗角。

2. CRA（主光線角）

CRA偏差超過(guò)3°會(huì)導(dǎo)致邊緣偏色或亮度衰減（例如思特威SC4336P的CRA為15°，需搭配同參數(shù)鏡頭以避免暗角）典型匹配要求：手機(jī)傳感器CRA：20-30°（適應(yīng)超薄鏡頭設(shè)計(jì)）工業(yè)相機(jī)CRA：5-15°（高精度檢測(cè)需求）

3. 分辨率適配公式

鏡頭MTF分辨率適配傳感器的奈奎斯特頻率的核心公式為：?奈奎斯特頻率（fNyquist）

其中，p 表示傳感器像元尺寸（單位為mm）。該公式來(lái)源于奈奎斯特定理，表明傳感器可分辨的最高空間頻率是其采樣頻率的一半。

a.奈奎斯特頻率的物理意義?：當(dāng)鏡頭在奈奎斯特頻率處的MTF值足夠高時(shí)（通常要求MTF ≥ 0.3），才能有效傳遞對(duì)應(yīng)頻率的信號(hào)，避免圖像混疊。

b.鏡頭與傳感器的匹配設(shè)計(jì)

傳感器極限分辨率由像元尺寸直接決定，公式為：

即傳感器需滿足采樣頻率 ≥ 2倍物體空間頻率；

鏡頭MTF曲線在奈奎斯特頻率處的性能需達(dá)到系統(tǒng)要求的閾值。

五、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

微型化：通過(guò)堆棧式結(jié)構(gòu)（如索尼IMX989）突破物理限制，1英寸傳感器厚度壓縮至5.6mm，同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙原生ISO融合技術(shù)。

高動(dòng)態(tài)范圍：Pregius技術(shù)使1.1英寸傳感器兼容背照式結(jié)構(gòu)與全局快門(mén)，動(dòng)態(tài)范圍提升至80dB。

總結(jié)

圖像傳感器的"英寸"標(biāo)注堪稱技術(shù)演進(jìn)的活化石，既銘刻著真空管時(shí)代的工業(yè)印記，又巧妙適配了現(xiàn)代微型化需求。在實(shí)際選型過(guò)程中，需嚴(yán)格參照廠商技術(shù)手冊(cè)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，規(guī)避簡(jiǎn)單換算導(dǎo)致的認(rèn)知偏差，同時(shí)統(tǒng)籌考量像素密度、像元尺寸與鏡頭匹配性的多維平衡。未來(lái)，隨著計(jì)算攝影和AI算法的介入，傳感器尺寸與畫(huà)質(zhì)的關(guān)聯(lián)或?qū)⑦M(jìn)一步弱化，但物理尺寸的底層規(guī)則仍將長(zhǎng)期存在。