圖像傳感器的規格與鏡頭焦距轉換系數

路長偉

【摘 要】圖像傳感器是數碼相機的核心部件之一，圖像傳感器的尺寸與面積不僅僅關系到像素的多少，還與成像的視角等相關聯，本文將從圖像傳感器、像素與畫面清晰度的關系、傳感器面積與焦距轉換系數的關系和焦距轉換系數的計算進行簡要的論述，以期對這一概念有一個清晰的理解。

【關鍵詞】數碼相機；圖像傳感器；焦距轉換系數；等效焦距

眾所周知，數碼相機圖像傳感器的尺寸各不相同，同樣焦距的鏡頭在不同尺寸的傳感器上，所形成的成像視角亦不相同。那么，為什么同樣焦距的鏡頭安裝在不同傳感器數碼相機上會卻產生不同的視角范圍？人們常說的轉換系數是什么意思？轉換系數又是怎么計算出來的等等問題。要回答這些問題，請了解一下下面這張圖表，圖表中列舉了不同數碼相機的圖像傳感器的（CCD＼CMOS）規格、長寬尺寸、對角線長度、面積和焦距轉化系數。

表1

數碼相機的圖像傳感器的面積如果與傳統的135相機膠片面積相同的話，無論鏡頭焦距是多少，無論是安在傳統膠片相機上，還是安在數碼相機上，它們所得到的視角與畫幅是完全相同了。但遺憾的是數碼相機圖像傳感器的面積和畫幅有大有小，就像圖表中顯示的那樣。1 圖像傳感器、像素與畫面清晰度的關系

對圖像傳感器面積與畫面質量的認識，應從多方面因素來考慮。通常來看，圖像傳感器的面積越大，所能容納的像素就越多，獲得的靈敏度、動態范圍和信噪比就越高，對圖像細節表現、色彩層次、曝光寬容度等越能產生良性的影響。而圖像傳感器的面積和像素以及畫面清晰度的關系又如何呢？事實上，并非圖像傳感器面積大的就一定要比圖像傳感器面積小的要好，原因是圖像傳感器本身的質量也有優劣之分，我們在考量的時候，應該把圖像傳感器面積與圖像傳感器像素結合起來，然后再具體分析對畫面質量的影響。一般的認為，在圖像傳感器工藝技術都相同的情況下，圖像傳感器面積相同時，像素多的則畫面清晰度高；如果圖像傳感器面積不相同，仍然以像素多的畫面清晰度高；而當像素相同，影像分辨率相同，但圖像傳感器面積不相同時，通常是以圖像傳感器面積大的畫面清晰度要高一些。

2 傳感器面積與焦距轉換系數的關系

我們知道，傳統135膠片相機使用的感光材料是膠片，而數碼相機使用的感光元件則是圖像傳感器（CCD/CMOS）。由于大多數數碼相機的圖像傳感器（CCD/CMOS）面積要小于135相機的膠片面積，因而，配用同樣焦距的鏡頭，數碼相機的視角比135膠片照相機的視角要小，視角小的程度因圖像傳感器（CCD/CMOS）面積不同而不同。而要想使圖像傳感器（CCD/CMOS）面積不同的數碼相機在鏡頭焦距上等效于135膠片相機鏡頭的焦距，便要乘以焦距轉換系數。

3 焦距轉換系數的計算

一般而言，焦距轉換系數主要是針對單反數碼相機與135膠片照相機在使用同等焦距鏡頭時所產生的視角差異而采用的計算方式。比如，一只50mm的鏡頭，在圖像傳感器規格為APS-C的單反數碼相機上，與135膠片照相機的等效焦距為75mm。50mm為何變為了75mm，從上面的表格中我們可以看到50mm的鏡頭需要乘以一個1.5的系數，即：50mm×1.5=75mm。而這個“1.5”就是所謂的“焦距轉換系數”。如果還是這只50mm鏡頭，用在圖像傳感器規格為4/3英寸的數碼相機上，與135膠片照相機的等效焦距變成了100mm。因為該數碼相機的轉換系數為2，50mm×2=100mm，那么與135膠片照相機的等效焦距就是100mm了。

上述提到的焦距轉換系數為“1.5”和“2”系數，是怎么得來的呢？需要我們進一步的了解。焦距轉換系數既然是針對單反數碼相機與135膠片照相機在使用同等焦距鏡頭時所產生的視角差異而采用的計算方式，那么，必然與135膠片的尺寸相關聯。135膠片的長寬尺寸是36mm×24mm，是一個長方體，其對角線尺寸通過計算得出為43.27mm。因此，43.27mm便是數碼相機焦距轉換系數的基數，即：焦距轉換系數C=43.27mm。將數碼相機的實際焦距乘以鏡頭焦距轉換系數C，即得出等效的135膠片照相機的焦距。

例如，一臺數碼相機的實際鏡頭焦距為24mm-70mm，圖像傳感器（CCD/CMOS）的有效成像范圍的對角線尺寸為28.3mm，（15.6mm×23.6mm）。則：焦距轉換系數C=43.27mm÷28.3mm≈1.5。再用1.5分別乘以24mm和70mm，得出該鏡頭等效于135膠片照相機的焦距為36mm-105mm。

所謂“等效焦距”是把面積不同的圖像傳感器所得到的成像視角，轉化為135膠片相機上同樣的成像視角所對應的鏡頭焦距，就是等效焦距。等效焦距同樣是針對數碼相機與135膠片相機而言的。

最后讓我們了解一下當下市場上出售的主要品牌和型號單反數碼相機的轉換系數各是多少。尼康 DX 畫幅的數碼單反相機（D60、 D70 、D3200、D5200、D7100、D300S）的焦距轉換系數是1.5，尼康D600、D800、D4等，焦距轉換系是1（全畫幅）；佳能的EOS三位數、二位數（如650D、60D）等系列均為1.6，1D是1.3， 5D系列、6D、1DS和1DX焦距轉換系是都是1（全畫幅）；松下、奧林巴斯的4/3系統，轉換系數是2；索尼NEX系列的焦距轉換系是1.5。

對于數碼單反相機來說，焦距轉換系數可以在一定程度上反映出相機的檔次。目前，焦距轉換系數在1.5、1.6的數碼單反相機為中低端產品，焦距轉換系數在1.3或1的數碼單反相機為中高端產品。

[責任編輯：田吉捷]