感測器大了，相同畫素尺寸可以有更多畫素，對解析度有利。

感測器大了，相同畫素數量可以有更大畫素尺寸，可以增加感光能力，增加滿肼電子數。

其實現在單反的技術已經進步很多了，很難從畫質區分半幅、全幅，但是感測器大取景器就大，用著爽啊，還有就是全幅那些個讓人流口水的鏡頭群，這是半幅比不了的。

相機的感測器是不是越大成像越清晰？

說到感測器就不得不說感測器的尺寸，而感測器的尺寸指的就是感光器件的面積大小（CCD/CMOS）。感光器件的面積越大，捕捉的光子越多，感光效能越好，信噪比越高。在不談相機設計和鏡頭等差異的前提下，假定鏡頭和光線質量完全相同，擁有更大感測器尺寸的相機成像質量更好，答案是毋容置疑的。這是由感光元件的設計基礎和攝影理論作為依據的。

感光元件在材料上大體上可以分為兩類，一類是CCD，而另一類是CMOS。CMOS和CCD一樣同為在數碼相機中可記錄光線變化的半導體。CCD和CMOS在製造上的主要區別是CCD是整合在半導體單晶材料上，而CMOS是整合在被稱做金屬氧化物的半導體材料上。CCD和CMOS感光元件都採用感光二極體作為捕獲光線的部件，感光二極體受到光線照射時會輸出電流， 電流的強度則和光照的強度成正比。每個CCD或CMOS感光單元就是感光元件上的一個子畫素。

CCD：英文全稱是“Charge-coupled Device”，中文全稱“電行耦合元件”，主要是利用P型矽片作襯底，然後用高溫氧化的方式覆蓋二氧化矽絕緣層，再在絕緣層上製作金屬鋁電極，最後在鋁上方放置光敏元件。CCD是由美國貝爾研究室於1969年開發，同年，日本SONY公司開始研究CCD。CCD感測器需在同步訊號控制下一位一位地實施轉移後讀取，電荷資訊轉移和讀取輸出需要有時鐘控制電路和三組不同的電源相配合，整個電路製造工藝複雜，目前只有少數幾個廠商DALSA、夏普、SONY、松下、富士、柯達、三洋、飛利浦具備批次生產CCD的能力。

CMOS：英文全稱是“Complementary Metal Oxide Semiconductor”，中文全稱“互補金氧半導體”，主要是利用矽和鍺這兩種元素所做成的，使其在CMOS上共存著帶 N（帶負電）和 P（帶正電） 級的半導體，這兩個互補效應所產生的電流即可被處理晶片紀錄和解讀成影像資訊。CMOS感測器的加工採用半導體廠家生產積體電路的流程，可以將光敏元件、影象訊號放大器、訊號讀取電路、模數/轉換器、影象訊號處理器及控制器都整合到一塊晶片上，只需一個晶片就可以實現很多功能，因此採用CMOS晶片的光電影象轉換系統的整體成本很低。

CCD與前照式CMOS感測器的主要差異是資料傳送的方式不同。↓如下圖所示，CCD感測器中每一行中每一個畫素的電荷資料都會依次傳送到下一個畫素中，由最底端部分輸出，再經由感測器邊緣的放大器進行放大輸出；而在前照式CMOS感測器中，每個象素都會鄰接一個放大器及A/D轉換電路，用類似記憶體電路的方式將資料輸出。

左圖為CCD感測器的結構，右圖為前照式CMOS感測器的結構

造成這種差異的原因在於：CCD的特殊工藝可保證資料在傳送時不會失真，因此各個象素的資料可匯聚至邊緣再進行放大處理；而前照式CMOS工藝的資料在傳送距離較長時會產生噪聲，因此，必須先放大，再整合各個象素的資料。

由於資料傳送方式不同，因此CCD與前照式CMOS感測器在效能與應用上也有諸多差異，這些差異包括：

1. 解析度差異：前照式CMOS感測器的每個畫素都比CCD感測器複雜，其畫素尺寸很難達到CCD感測器的水平，所以當我們比較相同尺寸的CCD與前照式CMOS 感測器時，CCD感測器的解析度通常會優於前照式CMOS感測器的水平。

2. 感光度差異：以往的前照式CMOS感測器每個畫素包含了放大器與轉換電路，過多的額外裝置壓縮單一畫素的感光區域的表面積， 在相同畫素下，同樣大小的感測器尺寸，前照式CMOS的感光度會低於CCD。

3. 噪聲差異：前照式CMOS感測器的每個感光二極體都需搭配一個放大器，而放大器屬於類比電路，很難讓每個放大器所得到的結果保持一致，因此與只有一個放大器放在晶片邊緣的CCD感測器相比，前照式CMOS感測器的噪聲就會增加很多，從而影響影象品質。

4. 靈敏度差異：前照式CMOS感測器的每個畫素由四個電晶體與一個感光二極體構成，使得每個畫素的感光區域遠小於畫素本身的表面積，在畫素尺寸相同的情況下，前照式CMOS感測器的靈敏度要低於CCD感測器。

5. 成本差異：前照式CMOS感測器採用一般半導體電路最常用的CMOS工藝，可以輕易地將周邊電路整合到感測器晶片中，因而可以節省外圍晶片的成本；除此之外，由於CCD採用電荷傳遞的方式傳送資料，只要其中有一個畫素不能執行，就會導致一整排的資料不能傳送，導致控制CCD感測器的成品率比前照式CMOS感測器困難許多，這也進一步導致CCD感測器的成本會高於前照式CMOS感測器。

6. 功耗差異：前照式CMOS感測器的影象採集方式為主動式，感光二極體所產生的電荷會直接由電晶體放大輸出，但CCD感測器為被動式採集，需外加電壓讓每個畫素中的電荷移動，；故CCD感測器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外，高驅動電壓更使其功耗遠高於前照式CMOS 感測器的水平。

正是由於兩種感測器處理過程的不同，所以在早期，前照式CMOS感測器在靈敏度、解析度、噪聲控制等方面都比CCD要差，但得益於具有低成本、低功耗、以及高整合度的特點，特別適合後期開發和技術提升，接下來我們來談談前照式CMOS的缺陷已經背照式CMOS的誕生。

1. 前照式CMOS的結構性缺陷

CMOS晶片是由好多層結構反覆搭建而成的。在傳統結構中，自上而下依次為微透鏡組（Micro-lens）、彩色濾光鏡（Color Filter）、電路層（Wiring Layers）和光電二極體（Photodiodes）。在晶片這種狹小結構中，像元形成了一種類似井的成像結構，叫做“阱”。

這些層疊的金屬電路層，會阻擋和反射一部分入射光，等光線到達光電二極體的時候已經被層層盤剝，只剩下70%不到。這個過程學名叫做“量子效率”。而且，這種反射還有可能串擾旁邊的畫素，發生一種本來應該是藍光的光子卻被綠光二極體接收到了，從而在一定機率上發生顏色失真。

↑如上圖，一個典型的貝爾濾波CMOS結構。光線經過微透鏡組，被濾光鏡過濾為紅、綠、藍三種光，穿過很多層狹小的電路層後，分別被自己的光電二極體接收到，從而形成一副彩色畫面。

這個由結構產生的問題是，電路佔據的面積大，光電二極體佔據的面積就小，CMOS實際收集的光線就少，在環境光線不足或者高感光度拍攝時會造成較多的噪聲干擾，影響成畫素質，所以背照式的CMOS晶片就應運而生。

2. 背照式CMOS的基本原理

背照式CMOS：英文全稱為“Back-Illuminated CMOS”，縮寫為“BI CMOS”；或“BackSide Illumination CMOS”，縮寫為“BSI CMOS”。在背照式BSI結構中，光電二極體和電路層的位置發生了調換，自上至下依次為微透鏡（Micro-lens）、彩色濾光鏡（Color Filter）、光電二極體（Photodiodes）和電路層（Wiring Layers）。

背照式CMOS的金屬排線層以及光電二極體的位置，同前照式來說剛好相反，光線可以幾乎沒有阻擋和干擾地被光電二極體捕獲，因此光線的利用率極高。同時沒有了遮擋，開口更大，使CMOS擁有更高的靈敏度和信噪比，這一點在低照度環境下表現的尤為突出。

2008年6月，日本索尼公司釋出了數碼相機用背照式CMOS感測器；2009年2月，索尼實現BSI CMOS量產化並註冊了Exmor R商標。從此，背照式CMOS正式進入數碼領域，並使得索尼在感測器製造上處於絕對領先的地位。隨著技術的發展，後續SONY又推出“堆疊式CMOS”。在索尼CMOS產品中，Exmor表示普通CMOS，Exmor R表示背照式CMOS，Exmor RS表示堆疊式CMOS。

隨著CMOS技術不斷推陳出新，成本較低、傳輸速度更快、噪聲控制與成畫素質不斷提升，CMOS已形成了對CCD絕對優勢。在民用領域，CMOS已基本取代CCD；全球最大的感測器供應商索尼，已於2017年3月停產CCD，改為集中發展和生產CMOS感測器，索尼上一部使用CCD的相機已經要追溯到2010年的A390。近年來CMOS感應器在相機的應用上更是廣泛流行，如尼康、富士、賓得、飛思等數碼相機廠商採用的都已經是索尼的COMS感測器。

大部分的攝影初學者對感光元件尺寸的表示方法大惑不解，例如全畫幅，中畫幅之類的感光元件是使用漢字來表示的；又諸如APS-C畫幅，APS-H畫幅的感光元件是使用英文縮寫進行標註的；而更多的相機則使用的是諸如1/1.8英寸，1/2.3英寸這樣的分數表示。為什麼我們在談到較大尺寸感光元件時會使用毫米做單位，而談到小尺寸感光元件時卻使用分數和英寸？

首先我們來談談“全畫幅尺寸”從膠片過渡到數碼攝影時代後，我們把採用與135膠捲相同尺寸的感光元件的數碼單反相機稱為“全畫幅數碼相機”。所以全畫幅數碼單反相機的感光元件尺寸為36×24mm，↓如下圖↓：

我們知道生產全畫幅的感光元件成本更高，為了降低生產成本，並進一步搶佔中低端相機市場，相機廠商開始使用較小尺寸的感光元件，在一些低端的卡片相機上，廠商們出於成本考慮，將感測器做的非常小，例如1/2.3英寸的感測器，它的尺寸僅為6.16×4.62mm，在面積上只達到全畫幅的3.2%。或許廠商認為把它叫做全畫幅的3.2%不夠好聽，所以將其叫做1/2.3英寸，又是分數又是英寸，無非就是想讓它聽起來更大一些。需要注意的是，說明書上標註的感測器尺寸例如1/3.6英寸，它並不是感測器的某一條邊的長度，而是感測器對角線的長度。

↓常見的數碼相機影象感測器尺寸表↓

↓常見的數碼相機影象感測器尺寸對比↓

一般情況下我們認為，決定數碼相機成像質量硬體因素有3個，即影象感測器（CCD/CMOS）、鏡頭以及影象處理器。要講三個因素中，誰最重要，似乎不太好講，因為三個因素中，任何一個因素的硬體素質不達標，都會降低最終的影象質量。不過，如果我們進一步分析，可以看到影象感測器（CCD/CMOS）是其中最重要的因素，而感測器尺寸的大小又是其中的決定性因素。接下來我們就來看看大尺寸感測器的主要優點。

1. 容許更大的像場，獲得更大的通光量

像場是指在照相機中，以膠片或影象感測器的有效對角線為直徑所形成的一個圓，像場越大，感光器件上能夠獲得的光線總量越多，形成的影象質量越好。

例如數碼相機APS尺寸的感測器，其長寬尺寸為24mm×16mm，對角線為28.8mm，像場面積為652.9mm²，感測器受光面積為384mm²，而全畫幅的感測器，其長寬尺寸為34mm×26mm，對角線為43.3mm，像場面積為1470mm²，感測器受光面積為864mm²。全畫幅感測器的實際受光面積是APS尺寸的2.25倍，不難看出，全畫幅感測器的成畫素質要高於APS畫幅。

↓（如下圖：全畫幅與APS畫幅的像場對比）↓

2. 更高的感光度，獲得在弱光環境下的優質影象

高感光度使用在環境光線差的場合，比如陰雨天、舞臺或夜景等。但過高的感光度容易使影象質量下降，主要表現在缺乏層次、噪點增多、畫面變髒，造成這種情況的主要原因是感測器的靈敏度和信噪比不足，光線不好時為了達到一定的曝光量，需要加大電訊號的增益量，噪聲訊號也隨之被放大，這種噪聲訊號，就是指感測器在捕捉、放大以及處理光訊號的過程中所產生的粗糙部分；通俗的講，就是CCD/CMOS無法處理較慢的快門速度所帶來的巨大工作量，致使某些畫素失去控制。因此噪聲的大小是衡量數碼相機成像質量的重要指標。

為了提高畫素數而不增加成本、數碼相機廠商在消費類產品上採取的辦法是：縮小單個畫素的面積，增加畫素的密度。目前，數字影象感測器CCD和CMOS的最小畫素尺寸分別為1.43微米和1.12微米。受半導體薄膜材料物理性質與數字影象感測器傳統結構的限制，這樣的畫素尺寸已接近物理極限。若繼續縮小尺寸，畫素將失去感光功能。據說2015年底，美國阿拉巴馬大學華人教授宋金會帶領的科研團隊，成功研製出畫素尺寸僅為50奈米的新型影象感測器，大幅度突破了當前數字影象感測器畫素尺寸為1000奈米的極限，是否實際投入工業應用領域，尚不得而知。

影象感測器感光單元（單個畫素）的面積大小，是影響噪聲大小的最主要因素。兩款數碼相機，如果畫素數相同，感測器尺寸較小的機型，容易產生影象噪聲。大尺寸的影象感測器意味著更強的感光效能，大大提高了在弱光環境下的成像質量。

↓（如下圖：同樣數量的畫素在不同尺寸感測器上的面積對比）↓

3. 容納更多的畫素數數量，獲得更清晰的影象

畫素（pixel）：在影象處理中，要把連續影象取樣為離散影象，也即數字化和量化才能進行處理，其取樣點便稱作 “畫素”。簡而言之，“畫素”是用來計算數字影象的最小單位，同樣尺寸的數字影象，畫素數量越多，影象越清晰。在數碼相機中，我們通常說的畫素值，指的是數碼相機的感測器上包含的感光單位的數量，一般以百萬畫素為單位，它決定著輸出的數字影象的畫素值。

解析度（resolution）：是指單位長度內畫素的多少，也就是畫素精度，目前國際上都是計算一英寸長度內畫素的多少。圖片的解析度越大，圖片的清晰度越高，圖片的解析度越小，圖片的清晰度越低。

由此我們可以得知，影象感測器的尺寸越大，意味著可以容納的畫素數量越多，影象的解析度越高，成像會更加清晰。這也是為什麼如今的數碼相機廠商會不斷嘗試推出極高畫素的全畫幅相機，如2015年上市的佳能 EOS 5DsR有效畫素高達5060萬，而SONY最新上市的α7R IV有效畫素更是樹立了6100萬的標杆。

4. 更高的動態範圍，獲得更好的圖片細節

動態範圍好的影象感測器，能夠準確記錄影像從亮部到暗部的複雜變化，而影象感測器的動態範圍，在很大程度上取決於單個畫素的大小即受光面積的大小。較大的像素面積，能捕捉到微弱的光訊號，同樣，較大的畫素體積也能容納更多的電荷，在拍攝環境光比強烈時，更能記錄下豐富的細節。

尺寸較小的影象感測器，則意味著更高的畫素密度、更小的像素面積，單個畫素的面積過小則會產生“光線溢位”現象，所謂光線溢位，是指明亮景物的光線向暗部滲透的現象。影象感測器上的畫素透過感應光線來產生電荷，當某個畫素（感光單元）受到太多的光照、電荷被充滿之後，繼續產生的電荷會溢位到鄰近的畫素去。從照片上看，就像是亮部景物的光線 “汙染”了旁邊的細節。

5. 更快的快門速度，在動態條件下更易獲得清晰影象

在光圈大小和感光度一定的情況下，為了獲得合適的曝光量，具有決定意義的就是快門速度。如快門速度不夠快，拍攝物體又處於運動狀態時，則不易獲得清晰的影象。在被拍攝物體、環境光線、光圈大小和感光度都已經確定的情況下，增大感測器的受光量則能夠提高快門速度，從而獲得更清晰的影象。

總之，有一句俗語在攝影愛好者中廣為流傳，那就是“底大一級壓死人”！說的其實就是更大尺寸的感測器擁有更優秀的成效素質。隨著無反時代的到來，數碼相機的選擇也越來越多，作為攝影愛好者而言，在經濟條件允許的情況還是儘量購置一套適合自己的全畫幅系統吧。

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沒有愚蠢的問題，只有無趣的回答，但願我的回答足夠有趣而嚴謹。