手机行业竞争激烈,各家厂商都在多个方面不断改进技术以及产品体验。在诸多产品性能中,手机的成像性能是各个厂家比拼的一个重要方面。决定手机成像性能的因素有很多,包括镜头、防抖方式、图像算法、图像探测器等,其中图像探测器(目前主要为CMOS)作为相机的核心器件,对成像质量具有非常重要的作用。关注手机行业的朋友应该知道,手机厂家在宣传时会把图像传感器的尺寸作为一个宣传点,这是因为在同样的像素数情况下,图像传感器的尺寸越大单个像元的感光面积越大,进光量就越大,从而会有更好的成像效果和夜拍能力。如图 1所示为几款手机的图像传感器的尺寸。
图 1 部分手机图像传感器尺寸(图片源于www.smzdm.com)
从图中可以看出,图像传感器的尺寸都是以inch(英寸)来标识的,这个尺寸指的是对角线尺寸。我们都知道,1 inch=25.4mm,然而有些网友去深究手机所用的图像传感器尺寸时,发现厂家所宣传的1inch怎么都不够25.4mm。如图 2所示为SONY公司的一款CMOS的图像传感器指标,可以看出,其成像部分对角线为9.33mm,如果按照“1 inch=25.4mm”计算的话,9.33mm只有1/2.7,但是图中却标为1/1.7,难道这是厂家虚假宣传或者是乌龙吗?
图 2 SONY公司的IMX204参数
其实想一想,SONY作为图像传感器全球的领导者,不可能是虚假宣传或者乌龙,那么这是什么原因呢。通过查阅成像领域的历史发现,这是历史原因造成的。这得追溯到上个世纪中叶,当时图像传感器还不是我们现在所用的固体成像器件(CCD或者CMOS),而是真空成像器件,如摄像管(如图 3所示)。
图 3 摄像管结构示意图
真空摄像管的外面是有个玻璃罩子的,摄像管外径是把玻璃厚度也算进去的,当然,玻璃罩子是不能成像的,所以外径为1英寸的真空管,实际成像区域只有16mm左右,如图 4所示,于是16mm就成了电子摄像照相行业一个约定俗成的度量单位。虽然今天真空摄像管除了在一些特殊的应用场合,已经很难见到了,但是这种度量方式却被一直继承了下来,也就是在描述图像探测器有效感光尺寸时,默认1 inch =16mm来计算的。
图 4 摄像管尺寸示意图(图片来自网络)
下面是几种常见的图像传感器感光面尺寸,供大家参考。
表 1常见图像传感器尺寸
其实,你只要记住在描述成像器件的时候,1inch=16mm就可以了,但有的时候算出来并不是严格的整数,靠近一些典型的值取数就行了,如果你是做成像产品设计的,实际的有效面积还是根据长度和宽度具体计算。
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