카메라 센서 크기 안내

CMOS 센서 크기는 카메라 성능에 어떤 영향을 미치나요?

Sensor format sets the light-collecting area, and it drives physical size, cost, and lens requirements. It does not by itself set low-light SNR or dynamic range. Those come out of quantum efficiency, fill factor, full-well capacity, read noise, dark current, the exposure time and f-number you run, and the processing behind the sensor. Format is one input to that budget. Every camera project weighs it against the rest.

Larger pixels collect more photons per pixel, but that becomes better low-light performance only under a fair comparison: same f-number, same exposure time, same scene irradiance, comparable quantum efficiency and pixel architecture, and the same output resolution after any binning or downsampling. Compare two sensors at matched output resolution and the per-pixel advantage often shrinks.

A larger sensor also needs a lens with a larger image circle, and holding image quality and corner illumination across that wider field is the harder design problem. M12 lenses cover sensors up to 1/1.8 inch typically, with select designs to 2/3 inch, while C-mount lenses carry the formats above that.

디지털 카메라 센서 포맷 종류가 왜 이렇게 헷갈리는 걸까요?

이 형식 유형 분류 체계는 CCD 및 CMOS 센서가 등장하기 전에 제조된 비디오 카메라 튜브에서 유래했습니다. 이러한 비디콘 튜브는 튜브와 전극을 고정하는 기계적 구조로 인해 활성 음극 영역 외부에 불투명한 부분이 있었습니다.

이미징 영역은 튜브의 외경보다 상당히 작았습니다. 고체 상태 CCD 센서가 튜브를 대체했을 때, 제조사들은 기존 렌즈 시스템과의 호환성을 유지하기 위해 기존의 포맷 명명 규칙을 그대로 따랐습니다. 그 결과, 현대의 센서 포맷 명칭은 센서의 실제 치수가 아니라, 동일한 이미지 서클을 생성할 수 있는 비디콘 튜브의 등가 직경을 나타냅니다.

포맷 유형과 실제 센서 크기 사이에는 어떤 수학적 관계가 있나요?

We've done our best to fit a "modern-day" curve to the format names, using commonly agreed upon datapoints of 1" = 16.0mm, 1/2" = 8.0mm, 1/3" = 6.0mm, 1/4" = 4.5mm, then cross-referencing as many other articles as possible. Treat that fit as a convenience, not a definition: the format names are a historical list inherited from tube diameters, not a continuous function of sensor diagonal.

That is why the curve breaks between the 1/2" and 1/2.3" format sizes, and why the chart below still carries the legacy "image dissector" label for the tube diameter. When the number matters, take width and height from the sensor datasheet or from the reference table below.

센서 포맷 참조표

The table below lists common CMOS sensor formats with nominal dimensions. Active area varies between manufacturers and between parts sold under one label. Use the table for orientation and the datasheet active area for any calculation.

내 센서 포맷에 맞는 렌즈는 어떻게 선택하나요?

The lens image circle must equal or exceed the sensor diagonal. A full-frame fisheye lens is no exception: it is specified to cover the diagonal, and accepting barrel distortion does not substitute for coverage. A circular fisheye is the deliberate exception, since its image circle is designed to fall inside the sensor's short side.

A "1/2 inch" rating is shorthand for an image circle near 8mm, not a guarantee of coverage. Coverage is a criterion: ask what relative illumination and MTF the vendor still holds at the edge of that circle, and at which aperture, wavelength, and conjugate. Two lenses carrying the same format label can differ at the corner once the criterion is fixed. Run a sensor past the rated circle and the corners darken or go black.

Running a lens on a sensor smaller than its rated format is common and usually safe optically, but coverage alone is not compatibility. Chief ray angle, the sensor cover glass and filter stack, working distance, MTF over the field you actually use, mechanical clearance behind the mount, and the narrower field of view all still have to check out.

For embedded vision applications with sensors up to 1/1.8" format (8.9mm diagonal), M12 mount lenses provide compact, cost-effective solutions. For larger sensor formats, C-mount lenses extend coverage beyond what most M12 optics reach, and many C-mount models add an adjustable iris and focus ring for depth-of-field control.

내 용도에 맞는 센서 형식은 무엇으로 선택해야 할까요?

센서 형식 선택은 해상도 요구 사항, 감광도 요구 사항, 물리적 공간 제약 및 예산에 따라 달라집니다. 다음 지침을 참고하십시오.

• 이동형 로봇 (1/4" ~ 1/1.7"): 소형 센서는 로봇 공학용 경량 M12 렌즈와 잘 어울립니다. 내비게이션을 위해서는 넓은 시야각을 우선적으로 고려하십시오.
• 자동차용 비전(1/2.8" ~ 1/1.7"): 소형 패키지와 저조도 성능 간의 균형. 자동차용 M12 렌즈는 내구성이 뛰어난 설계를 갖추고 있습니다.
• 머신 비전 (1/1.7인치 ~ 1인치): 더 큰 포맷일수록 더 높은 해상도와 글로벌 셔터 기능을 지원합니다. 2/3인치 및 1인치 포맷의 글로벌 셔터 센서는 정밀 응용 분야에 사용하기 위해 C-마운트 렌즈와 결합됩니다.
• 감시용 (1/3인치 ~ 1/2인치): 검증된 렌즈 공급망을 갖춘 비용 효율적인 포맷입니다. 감시용 렌즈는 주야간 작동에 최적화되어 있습니다.

노출은 조리개 수치, 게인, 모션 블러와 어떻게 상호작용하나요?

Sensor format sets the physical area available to collect light, but how much light actually reaches each pixel in a given frame comes down to exposure: image-plane irradiance multiplied by integration time. Aperture, transmission, and spectrum act through the irradiance term; sensor gain sits outside exposure, a readout setting that changes no photons. Image-plane irradiance scales with 1/(f/#)², so each full stop increase in f-number (for example F/2.8 to F/4) roughly halves the light reaching the sensor. See the f-number guide for the full derivation.

노출 시간을 늘리는 것은 조리개 값을 작게 설정함으로써 손실된 빛을 보충하는 한 가지 방법이지만, 동시에 프레임 촬영 중 물체나 카메라의 움직임으로 인한 번짐 현상도 가중시킵니다. 일반적인 컨베이어 속도인 200~500mm/s에서 노출 시간을 1ms 더 늘리면 물체에 약 0.2~0.5mm의 모션 블러가 추가됩니다. 당사의 모션 블러 가이드와 카메라 노출 가이드에서는 이러한 상충 관계가 비전 시스템의 감지 정확도에 어떤 영향을 미치는지 다루고 있습니다.

Sensor gain, the third adjustment, acts at readout, not on exposure. Analog gain, ahead of the analog-to-digital converter, suppresses only the noise added after the gain stage: ADC and quantization noise. Read noise accumulates across the reset, source-follower, column-amplifier, and ADC stages; noise already at the gain input is amplified with the signal, not suppressed. No gain setting collects photons the optics never delivered, and analog gain costs headroom at the bright end. Digital gain rescales values that were already converted, so it raises brightness and visible image noise together.

Because full-well capacity scales with pixel area, though full-well density is sensor-specific, sensors with larger pixels, which for a given resolution come from larger formats, hold more signal headroom before gain-driven noise becomes limiting. This is one more reason format selection is a system-level tradeoff, not just a field-of-view decision.

자주 묻는 질문

왜 1/2.8인치 센서의 크기가 1/2.8인치가 아닐까요?

인치 단위의 명칭은 1950년대 비디콘 텔레비전 카메라 관에서 유래했습니다. 이 형식 명칭은 유효 영상 영역이 아니라 외부 유리관의 직경을 가리키는 것이었습니다. 기계적 장착 구조로 인해 유효 음극 영역은 관 직경의 약 3분의 2에 불과했습니다.

솔리드 스테이트 센서가 진공관을 대체했을 때, 제조사들은 기존 렌즈 시스템과의 하위 호환성을 위해 기존 명명 규칙을 그대로 유지했습니다. “1/2.8인치” 센서의 대각선 길이는 약 6.4mm로, 0.357인치(9.07mm)와는 거리가 멉니다.

센서 포맷을 기준으로 시야각을 어떻게 계산하나요?

시야각 계산에 포맷 유형을 직접 사용하지 마십시오. 포맷 지정은 제조사마다 차이가 있는 근사치일 뿐입니다. 대신 데이터시트에 명시된 실제 센서 치수를 사용하십시오.

Angle of view needs both the sensor dimension and the focal length: AoV = 2 × arctan(sensor_dimension / (2 × focal_length)), for a rectilinear lens focused near infinity. Linear field of view then needs a working distance: FOV = 2 × WD × tan(AoV / 2). Both are pinhole approximations. At finite conjugates the image distance exceeds the focal length, so work from magnification instead. Use our Field of View Calculator with actual sensor width or height in millimeters.

더 작은 센서 형식에 맞춰 설계된 렌즈를 사용하면 어떻게 되나요?

렌즈의 화각이 센서 전체를 덮지 못하기 때문에 비네팅(모서리가 어두워지는 현상)이 발생합니다. 이 현상의 정도는 포맷 불일치에 따라 달라집니다. 1/2" 센서에 1/3" 렌즈를 장착하면 모서리가 상당히 어두워질 수 있습니다. 2/3" 센서에 1/2" 렌즈를 장착하면 심각한 비네팅이 나타납니다.

Always select a lens rated for your sensor format or larger. A 2/3" lens on a 1/3" sensor uses only the central portion of the image circle, which is optically safe, but coverage alone is not compatibility: check chief ray angle, the cover glass stack, rear clearance, and the narrower field of view before calling the pairing good.

내 용도에 필요한 초점 거리는 어떻게 계산하나요?

Start with the far-conjugate approximation: Focal Length ≈ (Working Distance × Sensor Width) / Scene Width. It treats the lens as a pinhole, which is close enough when the object sits many focal lengths away.

Imaging a 2-meter wide scene from 3 meters with a 1/2.8" sensor (5.1mm width) gives 3000mm × 5.1mm / 2000mm = 7.65mm, so a 7.5mm or 8mm lens. At short working distances use the thin-lens form f = WD × m / (1 + m), with magnification m = sensor width / scene width and WD measured from the object-side principal plane. Use our EFL Calculator to check both.

조리개 값은 노출과 모션 블러에 어떤 영향을 미치나요?

F-값은 단위 시간당 센서에 도달하는 빛의 양을 결정합니다. 이미지 평면의 조도는 1/(f/#)²에 비례하므로, 조리개 값이 클수록(F-값이 낮을수록) 더 짧은 시간 내에 동일한 노출 수준에 도달합니다.

노출 시간을 짧게 설정하면 모션 블러가 줄어드는데, 모션 블러의 정도는 대략 피사체 속도에 노출 시간을 곱한 값에 비례합니다. 조리개를 좁게 설정하면 노출 시간을 길게 할 것(블러 증가), 조명을 더 밝게 할 것, 아니면 센서 게인을 높일 것(노이즈 증가, 다이내믹 레인지 감소) 중에서 선택해야 합니다.

커먼랜즈는 완전한 카메라 모듈을 조립할 수 있나요?

네. 커먼랜즈는 광학 설계, 센서 통합(소니, 옴니비전, 온세미), 렌즈 홀더 선정은 물론, 초점 조정 및 나사 잠금 처리를 포함한 완전한 모듈 조립 서비스를 제공합니다.

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