為什么標稱1英寸的CMOS成像芯片,其對角線長度不是25.4mm?


我們都知道,英寸和毫米的換算關系是:1英寸(inch) = 25.4 mm。

但是,對於一款CMOS成像芯片,雖然標稱它的對角線尺寸為1英寸,實際測量只有大約16mm,和25.4mm相差甚遠。這是為什么呢?

這實際上是一個歷史遺留問題,需要追溯到上世紀五、六十年代,那時CCD都還沒出現,最早期的電視攝像機是這樣色的:

 其中使用的核心部件叫做真空攝像管,它長得是下圖這個樣子:

 或者這個樣子:

  但是不管怎么樣,那時候的真空攝像管看起來都差不多,它們被封裝在圓柱形的玻璃外殼中,最常見的玻璃圓柱的外徑尺寸就是1英寸,還有2英寸、3英寸等等。

  現在問題來了,針對這種老式顯像管,它真正能夠顯示的圓面直徑只有16mm,遠沒有1 英寸這么大(要考慮到外殼封裝占據的空間)。當時為了相互交流溝通的方便,一般都是以顯像管的外徑的數值來指代其成像范圍,即便后來出現了CCD和CMOS成像芯片,但是這種度量方式卻被一直繼承了下來。

  所以,在工業相機領域,成像元件中提到的“英寸”這個單位,已經不能按工業標准的1英寸=25.4mm來計算了,而要按 1英寸=16mm 來計算。它嚴格遵守了Optical Format規范,中文譯名為光學格式,其數值稱為OF值,單位為英寸。

  另外需要說明的是,並不是所有的CMOS芯片都是按照 1英寸=16mm 來計算長度的,這要看CMOS對角線長度來定:只有CMOS對角線長度≥8mm時,才會使用16mm規范,此時1英寸=16mm。比如1/2 的芯片,對應對角線真實尺寸大約是8mm。對於對角線長度小於8mm的CMOS,使用18mm規范,此時1英寸=18mm,比如1/2.55英寸的芯片,其對角線的真實尺寸大約是7mm。

  下圖為不同畫幅的CMOS(或者CCD)的真實尺寸對比。一般來說,如果CMOS尺寸大於2英寸,就不再使用英寸來划分,而是給它取一個特定的名稱,比如APS畫幅,全畫幅,中畫幅,大畫幅等等。

 

 


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