什麼是感光元件?讓你瞭解種類差異、等效焦距以及 4 個影響層面
什麼是感光元件?讓你瞭解種類差異、等效焦距以及 4 個影響層面
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大家好,我是布萊克。我認為挑選一台相機最重要的指標就是感光元件了,不同的感光元件尺寸不僅影響到成像畫質、鏡頭,更有著不同的價位。這篇文章將分享什麼是感光元件,並且介紹種類、等效焦距概念,以及感光元件尺寸大小影響的 4 個層面,讓我們一起看下去吧!

如果剛好想要購買新的相機,我在下面文章有提到一些挑選相機的方式,可以參考參考喔!

 
 
 

感光元件種類 (CMOS、CCD) 差異

這段將會介紹市場主流的感光元件種類,如果不想瞭解這部分的差異,可以略過。
目前市場上,感光元件主要分為「感光耦合元件」(CCD)「互補式金氧半導體」(CMOS)兩種。這兩種的主要差異在於對光的靈敏度、解析度、雜訊度、製作成本、耗電量的差異。

CCD CMOS
靈敏度
解析度 低 (新技術高)
雜訊度
耗能比 高,需外加電壓
成本

感光元件種類差異/出自科技與資訊研究所部落格,布萊克重新繪製

 

雖然 CCD 技術的感光元件在解析度與雜訊度都勝過 CMOS 感光元件,但市場方面基於成本考量,CMOS 感光元件似乎還是較受青睞。經過不斷改良,這兩種感光元件差異可能會縮小。
 
 
 

感光元件尺寸大小

當你在挑選相機的時候時常會看到「全(片)幅」、「APS-C」,甚至是會看到「M43」或「1吋 CMOS」,這些術語全部講的都是同一件事情,那就是感光元件的尺寸大小。而感光元件有時也稱為「影像感應器」。



標榜全片幅 CMOS 感光元件

 



標榜APS-C CMOS 影像感應器

 



標榜4/3吋超大感光元件

 



標榜1吋CMOS感光元件

 
 

各位應該不難看出一個趨勢,感光元件越大,價格也會越貴。每個商品都說「感光元件超大」,到底是多大呢?布萊克將常見的感光元件尺寸大小列在表 2,各位可以比較一下。



各種感光元件尺寸差異圖/出自維基百科

 

感光元件 實際尺寸大小
全片幅 (Full frame) 36mm x 24mm
APS-C 23.6mm x 15.6mm
APS-C (Canon) 22.2mm x 14.8mm
1.5" 18.7mm x 14.0mm
M43 (Micro Four Thirds) 17.3mm x 13.0mm
1" 12.8mm x 9.6mm
2/3" 8.8mm x 6.6mm
1/1.8" 7.18mm x 5.32mm
1/2.5" 5.76mm x 4.29mm

感光元件實際大小

 
 

說到這裡給大家講個概念,最大尺寸的感光元件並非是 35mm x 24mm 這種全片幅的大小。現在市面上可以買到感光元件更大的「中片幅」機種,像是富士 FUJIFILM GFX 50S,這台的感光元件尺寸是 43.8mm x 32.9mm,當然售價可想而知,有興趣的朋友可以點這裡看看。





而 Canon 在 2018 年的時候發表了一個號稱「世界之最」的感光元件,尺寸大小來到了 20cm x 20cm,單位真的是公分,布萊克並沒有寫錯單位喔!新聞在這邊 (英文),據說適合用來拍攝天體、夜行動物,布萊克只想說:這比我常用的鏡子還大!

 
 

各位可能會有個疑問,為什麼感光元件需要區分尺寸呢?最主要原因是以前生產感光元件技術瓶頸較大,良率較低。生產 10 個感光元件,可能只能用 5 個甚至更低,如此只能提高售價,這樣更多人會買不起相機。為了吸引讓更多族群,才會發展較小尺寸的感光元件,並提高良率。

相較於感光元件較小的相機,有著以下優勢:

  • 機身售價較低
  • 鏡頭尺寸也變小
  • 便於攜帶
  • 重量更輕
  • 防手震效果較好

但是感光元件較小,連帶會影響到可視角度的變化,這部分會在下個段落做個詳細介紹。

 

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等效焦距是什麼?介紹換算倍率讓你知

這部分用文字描述有點難懂,布萊克直接上圖,你就能夠知道了。以下假設使用同一個角度、地點、鏡頭,單純更換機身而已。



相同焦距下,全片幅機身視角較寬

 



相同焦距下,非全片幅機身視角較窄

 

有發現上面這兩張圖片的差異嗎?因為感光元件的變小了,可以接收陽光的區域也變得狹窄了,可視角度也變得狹窄了,畫面中的景物就會跟著變大,有點像焦距變大的感覺,但是實際上焦距並沒有改變,這種因感光元件變化導致可視角度變化的概念就是換算倍率。

下面的 YouTube 影片(英文) 展示了上面的概念,影片左邊是全片幅的相機,右邊是 APS-C 相機。請留意影片下方的鏡頭、焦距、角度都是相同的,但是右邊的 APS-C 相機明顯有放大的效果。

相同焦距的全片幅鏡頭分別接在全片幅機身與 APS-C 機身上的視覺效果,可以從 2:46 開始看/出自 Chris Brockhurst YouTube 頻道

 
 

經過一些換算,最終可以得到換算倍率。由於 Canon 家族的 APS-C 感光元件面積與一般的標準不一致,所以換算倍率也不同。

感光元件 換算倍率 機身範例
全片幅 (Full frame) X 1.0 Sony Alpha 7
APS-C (Canon) X 1.6 Canon EOS 850D
APS-C (Sony、Nikon) X 1.5 Sony Alpha A6600、Nikon D7500
M43 (Micro Four Thirds) X 2.0 Panasonic LUMIX LX100 II

感光元件與換算倍率

 
 

例如說,使用 300mm 鏡頭於 M43 系統機身,其拍攝視覺效果「等效」於使用 600mm 鏡頭於全片幅機身上,因為 M43 系統存在 2 倍的轉換倍率。
再舉一個例子,如下圖 8,Sony A6600 機身使用 APS-C 的感光元件,其搭配 SEL1655G 鏡頭,於 16mm 的拍攝視覺效果「等效」於使用 Sony A7M3 機身使用全片幅的感光元件搭配 SEL2470GM 使用 24mm 的效果。



APS-C 機身與全片幅機身的換算倍率為 1.5 倍

 
 

因此,若要使用全片幅及 APS-C 的相機拍出同樣的視角,請留意換算倍率的問題,換算出來的焦距就是等效的概念,故稱為「等效焦距」。

如果還是不太熟悉也沒有關係,布萊克找了等效焦距實際拍攝的 YouTube 影片(英文),影片左邊的是 APS-C 相機,右邊是全片幅的相機。各位可以看看要達到相同視角,相機的焦距是怎麼變化的。

等效焦距展示影片,可以從 7:13 開始看/出自 TubeNoob YouTube 頻道

 
 
 

感光元件尺寸影響層面

在這段當中將詳細的介紹感光元件尺寸影響的層面。以下僅以全片幅感光元件與 APS-C 感光元件作為比較。

  • 價格
    這應該淺顯易懂,從上面的比較,應該不難看出,感光元件越大,價格就會越貴。

  • 重量與體積
    從上方的比較表格不難看出,感光元件越大,使用的材料越多,重量也越重,體積也越大。

  • 景深變化
    從上圖 6 與圖 7 可以看出,在相同焦段之下,感光元件越小,視野就越窄。現在要將同樣的視野投射在較大的感光元件,景深看起來就會越淺,得到更朦朧的散景。這算是簡單的說法,實際解釋起來會挺複雜的。

  • 高感光度(ISO)
    較大的感光元件,相同解析度之下,每個像素分配到的面積較大,顏色控制較好,所以畫質較好。不過近幾年感光元件技術越來越進步,導致這項差距會越來越小,大家就參考囉!



APS-C 與全片幅感光元件差異比較圖/出自 Seeing Voices Media Limited

 
 
 

如何確定感光元件尺寸?

如同上面介紹,通常會在產品規格的畫面列出這台相機機身的感光元件。



Sony 官方網站標示相機機身的感光元件尺寸/出自臺灣 Sony 官方網站

 



Canon 官方網站標示相機機身的感光元件尺寸/出自臺灣 Canon 官方網站

 
 
 

結論

感光元件尺寸是挑選相機機身一個很重要的指標。在這篇文章也有提到「等效焦距」的概念,通常是用來描述獲得相同視角時的換算關係。感光元件尺寸大小也會影響 4 個層面,尺寸也不是越大越好,牽扯的層面甚廣,也有各自的優缺點。

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by 工程師布萊克


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最後修改日期: 2020-12-05

作者

留言

最近剛好想買相機來記錄一下生活 剛好看到版主分享這個文章 感覺非常受用 原本對這些專有名詞都沒有什麼研究 謝謝分享

    作者
    布萊克 

    謝謝,透過相機記錄生活真的很有趣,每次看以前的相片總是可以勾起滿滿的回憶。 在挑選相機時多多注意一下感光元件,希望這個主題有幫助到你。

對於我這個相機白痴來說,這篇文章非常好理解! 也更加清楚每台相機的特性~

    作者
    布萊克 

    謝謝,希望透過我的分享能讓你更加瞭解這個領域。 對於內容上有任何意見,也歡迎告訴我喔!

原來感光元件也有這麼多學問,身邊有喜歡相機的朋友立馬分享給她XD

    作者
    布萊克 

    謝謝分享喔!希望這些資訊能幫助到你的朋友,有興趣的話要常常回來觀看最新文章喔!

感光元件原來也是個很重要的指標! 而每一項產品也有不一樣的優缺點 可以依照自己喜好去選擇 相機真的是一門很大的學問 謝謝版主的細心分享。

    作者
    布萊克 

    沒錯,看是要輕便的、畫質好的、錄影時間長的、周邊鏡頭多的、喜歡的品牌…等,感光元件只是其中一個判斷指標而已,應該依照自己的需求挑選符合的相機喔!

講解得好詳細,謝謝分享。另外,請問版主攝影適合用什麼樣的相機呀?

    作者
    布萊克 

    這是一個範圍相當廣大的問題,要先確認您的預算、品牌偏好、拍攝題材、機種才能進行推薦。 您的文章多數以保養知識為主,如果您有想過要拍攝保養前後對比相片/影片的話,這類相片/影片通常都是在室內拍攝居多。 我會建議您可以挑選光圈較大的鏡頭,如光圈f/1.8之類的定焦鏡頭,不僅體積較小也方便收納,而相機機身倒還好,挑選一個喜歡的品牌即可。 而如果您是自己居住,應該要買一條快門線與三腳架,這樣您才能自己控制快門進行拍照。 希望以上建議有幫助到您,有任何疑問歡迎留言。

原來感光元件尺寸也是挑選相機的一項重要元素之一! 我之前都只看網路介紹哪台光圈大,哪台色彩比較銳利~ 感謝版大精闢專業的分析跟介紹!

    作者
    布萊克 

    這算是比較容易的指標,但也相對重要喔! 目前常見的主流品牌也有色彩上的差異,可以多看看比較。

站長分析的真多,原來感光元件這麼重要,沒在玩相機的還真沒那麼清楚

    作者
    布萊克 

    哈哈,至少讓您多認識一點攝影領域的概念了,希望這篇的內容對您有幫助。

簡單易懂又專業,要開始經營YT,想想好好學攝影,也在挑相機~

    作者
    布萊克 

    謝謝,拍攝 YouTube ube 可以使用廣角鏡,這樣旅遊時的周邊風景可以一併進去。給您參考囉!

原來一張照片拍得好不好 光元件的因素占很大呢! 長知識了 謝謝版主分享

    作者
    布萊克 

    謝謝,希望這些資訊能幫助到你,可以的話就常常回來看看最新文章喔!

最近在學攝影,剛好有學到這一塊,看完版主文章,對感光元件有了更多的認識! 謝謝版主分享~

    作者
    布萊克 

    對於這方面有不懂,歡迎提出來討論喔!謝謝。

所以如果用一句話來解釋的話,感光元件到底是什麼呢?我好像還是沒看懂,可能我是攝影小白吧XD 感光元件的差異會讓照片有什麼不同嗎?像鏡頭的差異應該就是焦距、廣度之類的,感光元件的部分我還是沒搞懂是做什麼用的

    作者
    布萊克 

    簡單來說,感光元件就是拆掉鏡頭後看到的組件,它可以用來將「影像轉換成電子訊號」。 以一張相片來說,感光元件越大的相機,景深會越淺,這就是為什麼手機拍出來的景深跟單眼相機拍出來的景深不同,相機都會拍到模糊的背景; 而同時也會影響到畫質,越大感光元件,相片可以更加細膩。

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