CCD尺寸大小的含义是什么？与画质有何关系

现在随着数码相机走进人们的生活，对于数码相机的知识也越来越受到大家的关注，有网友问道：数码相机的CCD尺寸有1/1.8英寸、1/2.7英寸，它们有什么不同？这一尺寸会影响到数码相机的什么功能？

    在此，我们就借助国外网站的一篇文章，给大家做个说明：

   1. CCD的“型”表示尺寸的不同

    数码相机规格表中的CCD一栏经常写着“1/2.7英寸CCD”等。这里的“1/2.7英寸”就是CCD的尺寸，实际上就是CCD对角线的长度。

　　现有的数码相机一般采用1/2.7英寸、1/2.5英寸和1/1.8英寸等尺寸的CCD。CCD是受光元件（像素）的集合体，接收透过镜头的光并将其转换为电信号。在像素数一样的情况下，CCD尺寸越大单位像素就越大。这样，单位像素可以收集更多的光线，因此，理论上可以说有利于提高画质。

    CCD的尺寸用对角线长度表示。尺寸越小，设备就可以设计得越小，不过，单位像素的面积变小的话，很难聚光。有时也用“英寸”代替“型”，不过，这种情况下，“1英寸不等于25.4mm”。

　　但是，数码相机画质的好坏不仅是由CCD决定的。镜头以及通过CCD输出的电信号形成图像的电路的性能等也能够影响到相机的画质。所谓的“大尺寸CCD＝高画质”是不正确的。例如，虽然1/2.7英寸比1/1.8英寸尺寸小，但配备1/2.7英寸CCD的数码相机并没有受到画质不好的批评。

　　顺便说一句，1/2.7英寸的“型”有时也写作“inch”，不过，在这里不是普通的“1英寸＝25.4mm”。由于结合了CCD亮相前摄像机上使用的摄像管和显示方式，因此，习惯上采用比较特殊的尺寸。1/2.7英寸为6.6mm，1/1.8英寸约为9mm。

     就拿1/1.8英寸的ＣＣＤ来说吧。1/1.8英寸换算成实际单位的话约为0.555英寸大小,换算成mm单位的话约为14.1毫米。但1/1.8英寸CCD的对角线真的有14.1毫米么？如果说实际长度真有14.1毫米的话就没有问题了，可偏偏1/1.8英寸CCD的对角线的实际长度只有8.93毫米。那剩下那1/3的5.17毫米到底跑哪儿去了呢？

 其实，以这种方式标示出来的大小和实际大小的差异在于，1/1.8英寸不是传感器的大小，而是真空管的尺寸。(在CCD出现之前,摄像机是利用一种叫作“光导管(Vidicon tube)”的成像器件感光成像的,是一种特殊设计的电子管,其直径的大小,决定了其成像面积的大小,所以,人们就用其直径来分类表示不同感光面积的产品,CCD出现之后,最早被大量应用在摄像机上,也就自然而然沿用了光导管的尺寸表示方法,进而扩展到所有类型的图像传感器的尺寸表示方法上举例来说,被称为“1/1.8”型的CCD,就表示其成像面积与一根直径为1/1.8英寸的光导管的成像面积近似.光导管的直径与具体成像面积没有固定的换算公式,实际成像面积的对角线大约相当于光导管直径的2/3.).1/1.8英寸的形式是从1950年开始，为了表示真空管的尺寸而使用的，所以这1/1.8英寸指的不是传感器对角线的长度，而是它周围一圈真空管的径直长度。为了帮助理解，下面就让我们来看看图例吧。

上图中，黑色部分为真空管，绿色长方形部分为传感器。1/1.8英寸（14.1毫米）指的是围绕在传感器周围的真空管的直径，而传感器的对角线长只有8.93毫米，所以会有5.71毫米的误差。另外还要注意的一点就是，传感器的宽度约为周围真空管直径的2/3。

    粗粗看的话并不会觉得真空管和传感器在尺寸有什么数学上的关系。但CCD的面积也约为真空管实际有效面积的2/3，所以至今仍采用的是真空管直径表示方法。

    但为什么不直接用毫米来表示CCD大小呢？因为和电视机，电脑屏幕一样，一般都采用对角线长度的形式来表示它们的尺寸。另外，用表示真空管直径的方式还能覆盖CCD的实际大小，所以自然而然的把这种1/1.8英寸的表示方式沿用至今。

    最后，为了能进一步了解CCD的实际大小，我们把它们都换成mm的形式来看看。最近推出大型CCD有2/3英寸大小，也就是说实际直径有1厘米左右。就目前为止，市面上相机的最大尺寸的CCD就是Contax的36.0 ×24.0mm了。

    本质上，大家在数码相机/摄像机说明书上，看到有一个影像传感器尺寸大小的指标，如1/2英寸、2/3英寸、3/4英寸等，这些都是表示这台数码相机所有的CCD或 CMOS影像传感器的对角线大小,如下图:

业界通用的规范是1英寸大小=长12.8mm x 宽9.6mm=对角线为16mm的4:3比例传感器所对应的面积。有了这样的规范，我们就可以知道这台相机的影像传感器的大小了，例如1/2英寸的传感器的对角线是1英寸的一半，为8mm，1/4英寸就是1英寸的1/4，对角线长度即为4mm；

1/2.7 : 16*1/2.7=5.9259=5.9

1/2.5 : 16*1/2.5=6.4000

1/1.8 : 16*1/1.8=8.8889

1/1.7 : 16*1/1.7=9.4118

2/3    : 16*2/3 =10.6667=11

常用CCD/CMOS尺寸对比：

 2. CCD尺寸与画质的关系

    现在市面上的消费级数码相机主要有2/3英寸、1/1.8英寸、1/2.7英寸、1/3.2英寸四种。CCD/CMOS尺寸越大，感光面积越大，成像效果越好。1/1.8英寸的300万像素相机效果通常好于1/2.7英寸的400万像素相机(后者的感光面积只有前者的55%)。而相同尺寸的 CCD/CMOS像素增加固然是件好事，但这也会导致单个像素的感光面积缩小，有曝光不足的可能。但如果在增加CCD/CMOS像素的同时想维持现有的图像质量，就必须在至少维持单个像素面积不减小的基础上增大CCD/CMOS的总面积。目前更大尺寸CCD/CMOS加工制造比较困难，成本也非常高。因此，CCD/CMOS尺寸较大的数码相机，价格也较高。感光器件的大小直接影响数码相机的体积重量。超薄、超轻的数码相机一般CCD/CMOS尺寸也小，而越专业的数码相机，CCD/CMOS尺寸也越大。

转载：http://www.vojs.cn/dfzj/dfkt/dfxtjcrm/201107/t20110728_115653.htm