图像传感器的"英寸"标注是行业延续数年的特殊标准，其实际尺寸与工业标准的"1英寸=25.4mm"无关。本文系统整理了常见传感器规格的真实尺寸数据及换算逻辑，并从传感器靶面、主光线角（Chief Ray Angle）及分辨率等维度系统阐述选型适配的技术要点。

一、尺寸标注的历史背景与换算规则

1. 历史起源

传感器尺寸标注源于20世纪50年代的摄像管（如光导摄像管Vidicon）。当时"1英寸"指摄像管外径（25.4mm），但有效成像区仅占外径的约2/3（16mm对角线）。此标准沿用至CCD/CMOS时代，形成两类换算规则，以8mm对角线为界：

≥8mm（如1/2英寸）：用16mm/英寸规则（1/2英寸传感器对角线8mm）

<8mm（如1/2.5英寸传感器）：用18mm/英寸规则（1/2.5英寸传感器对角线7.2mm）

2. 特殊性与误差

光学格式（OF）：标注的"英寸"是历史定义的"光学格式"，与真实对角线无关

长宽比例影响：相同对角线下，4:3传感器面积比3:2大（如1英寸传感器在4:3比例下为13.1×9.8mm，3:2比例下为13.2×8.8mm）

二、常见传感器尺寸对照表

传感器尺寸通常以对角线长度表示，遵循行业通用换算标准 。以下为常见规格的物理尺寸对照表：

常见规格的物理尺寸对照表

三、部分参数解读

1.信噪比

传感器面积越大，单位像素感光面积增加，低光噪点减少。（信噪比是信号电压与噪声电压的比值，信噪比的单位用dB来表示。高信噪比意味着更清晰的低光成像。这个参数关系的图像中噪点的数量，信噪比越高，给人感觉画面越干净，夜视的画面中点状的噪点就越少。手册中给出的信噪比一般是增益为零时的参数。）

2.分辨率匹配

指传感器能够捕捉的像素数量，通常以水平和垂直方向的像素数的乘积表示。分辨率越高，图像细节越丰富。像素密度过高（如手机1/2.3英寸传感器）可能导致衍射极限问题，需配合高解析力镜头。

3.全局快门

工业场景需高帧率（如1/16000秒），和全局曝光技术，常见于1.1英寸传感器。

4.像元尺寸

像元尺寸越大，能收集的的光子数量越多，即在相同光照和曝光时间内，传感器能收到的有效信号越多。较小的像素尺寸可以提高分辨率，但可能降低信噪比。像元大小和像元数（分辨率）共同决定相机的靶面尺寸。

5.量子效率

量子效率是器件在不同波段对光的吸收转换效率。是描述光电器件光电转换能力的一个重要参数，它是在某一特定波长下单位时间内产生的平均光电子数与入射光子数之比。由于RGB滤色阵列下不同颜色通道的量子效率差异，所以量子效率一般针对RGB通道分别给出。

四、选型注意事项

1. 靶面匹配

镜头成像直径需≥传感器对角线（如1英寸传感器需16mm以上成像圈），否则出现暗角。

2. CRA（主光线角）

CRA偏差超过3°会导致边缘偏色或亮度衰减（例如思特威SC4336P的CRA为15°，需搭配同参数镜头以避免暗角）典型匹配要求：手机传感器CRA：20-30°（适应超薄镜头设计）工业相机CRA：5-15°（高精度检测需求）

3. 分辨率适配公式

镜头MTF分辨率适配传感器的奈奎斯特频率的核心公式为：‌奈奎斯特频率（fNyquist）

其中，p 表示传感器像元尺寸（单位为mm）。该公式来源于奈奎斯特定理，表明传感器可分辨的最高空间频率是其采样频率的一半。

a.奈奎斯特频率的物理意义‌：当镜头在奈奎斯特频率处的MTF值足够高时（通常要求MTF ≥ 0.3），才能有效传递对应频率的信号，避免图像混叠。

b.镜头与传感器的匹配设计

传感器极限分辨率由像元尺寸直接决定，公式为：

即传感器需满足采样频率 ≥ 2倍物体空间频率；

镜头MTF曲线在奈奎斯特频率处的性能需达到系统要求的阈值。

五、技术发展趋势

微型化：通过堆栈式结构（如索尼IMX989）突破物理限制，1英寸传感器厚度压缩至5.6mm，同时实现双原生ISO融合技术。

高动态范围：Pregius技术使1.1英寸传感器兼容背照式结构与全局快门，动态范围提升至80dB。

总结

图像传感器的"英寸"标注堪称技术演进的活化石，既铭刻着真空管时代的工业印记，又巧妙适配了现代微型化需求。在实际选型过程中，需严格参照厂商技术手册的实测数据，规避简单换算导致的认知偏差，同时统筹考量像素密度、像元尺寸与镜头匹配性的多维平衡。未来，随着计算摄影和AI算法的介入，传感器尺寸与画质的关联或将进一步弱化，但物理尺寸的底层规则仍将长期存在。