イメージセンサーフォーマット

デジタル写真において、イメージセンサーフォーマットとは、イメージセンサーの形状とサイズのことです。

デジタル カメラのイメージ センサーの形式によって、特定のセンサーで使用される特定のレンズの視野角が決まります。多くのデジタル カメラのイメージ センサーは、フル フレーム35 mmカメラの 24 mm × 36 mm の画像領域よりも小さいため、特定の焦点距離のレンズでは、そのようなカメラの視野は狭くなります。

センサーのサイズは、多くの場合、光学フォーマットでインチ単位で表されます。他の測定方法も使用されます。以下のセンサーのフォーマットとサイズの表を参照してください。

35 mm フィルムカメラ用に製造されたレンズはデジタルボディにうまく取り付けられますが、35 mm システム レンズのイメージ サークルが大きいため、カメラボディに不要な光が入り込み、35 mm フィルム フォーマットに比べてイメージ センサーのサイズが小さいため、画像が切り取られます。この後者の影響は、視野クロップと呼ばれます。フォーマット サイズ比 (35 mm フィルム フォーマットに対する) は、視野クロップ係数、クロップ係数、レンズ係数、焦点距離変換係数、焦点距離乗数、またはレンズ乗数と呼ばれます。

被写界深度に関する記事で導出された公式を適用して、フォーマット間の 3 つの可能な被写界深度の比較について説明します。比較で一定に保たれているものに応じて、3 台のカメラの被写界深度は同じになるか、またはどちらの順序でも異なる場合があります。

2 つの異なるフォーマットで、被写体までの距離と画角が同じ写真を考えてみます。

${\displaystyle {\frac {\mathrm {DOF} _{2}}{\mathrm {DOF} _{1}}}\approx {\frac {d_{1}}{d_{2}}}}$

したがって、DOF は絶対開口径 とに反比例します。 ${\displaystyle d_{1}}$${\displaystyle d_{2}}$

両方のフォーマットで「同じ画像」基準（同じ画角、同じ最終サイズに拡大）で同じ絶対絞り径を使用すると、同じ被写界深度が得られます。これは、クロップ ファクターに反比例してf 値を調整することと同じです。つまり、より小さなセンサーでは f 値が小さくなります（これは、シャッター スピードを固定したままにすると、被写界深度を均等化するために必要な f 値の調整によって露出が変わることも意味します。ただし、絞り領域は一定に保たれるため、すべてのサイズのセンサーは被写体から同じ総光エネルギー量を受け取ります。小さいセンサーは、クロップ ファクターの 2 乗でより低いISO 設定で動作します）。視野、被写界深度、絞り径、露出時間が等しいこの状態は、「同等」として知られています。^[1]

また、同じ測光露出を受けるセンサーの被写界深度を比較することもできます。絞り径ではなくF値が固定されています。その場合、センサーは同じISO設定で動作しますが、面積比で小さいセンサーは総光量が少なくなります。被写界深度の比率は次のようになります。

${\displaystyle {\frac {\mathrm {DOF} _{2}}{\mathrm {DOF} _{1}}}\approx {\frac {l_{1}}{l_{2}}}}$

ここで、 と はフォーマットの特性寸法であり、 はセンサー間の相対的なクロップ ファクターです。この結果から、小型センサーの方が大型センサーよりも被写界深度が深いという一般的な見解が生まれます。 ${\displaystyle l_{1}}$${\displaystyle l_{2}}$${\displaystyle l_{1}/l_{2}}$

もう一つの方法は、同じレンズを異なるサイズのセンサーと組み合わせて（視野角を変えて）被写界深度を考慮することです。被写界深度の変化は、同じ最終画像サイズを達成するために異なる程度の拡大が必要になることによって生じます。この場合、被写界深度の比率は次のようになります。

${\displaystyle {\frac {\mathrm {DOF} _{2}}{\mathrm {DOF} _{1}}}\approx {\frac {l_{2}}{l_{1}}}}$。

実際には、固定焦点距離と固定絞りを持ち、イメージサークル用に作られたレンズを、その物理的特性を変えずに、より小さなセンサーサイズに適合させて大型センサーの要件を満たすようにした場合、被写界深度も集光も変わりません。 ${\displaystyle \mathrm {lx=\,{\frac {lm}{m^{2}}}} }$

本質的にセンサーサイズに依存しない光応答不均一性（PRNU）とダークノイズの変動を除外すると、イメージセンサーのノイズはショットノイズ、読み取りノイズ、およびダークノイズになります。信号電子とダーク電子のポアソン分布からのショットノイズを仮定して、単一ピクセルのスケールで観測された電子のrmsノイズに対する信号電子として表されるセンサーの全体的な信号対ノイズ比（SNR）は、

${\displaystyle \mathrm {SNR} ={\frac {PQ_{e}t}{\sqrt {\left({\sqrt {PQ_{e}t}}\right)^{2}+\left({\sqrt {Dt}}\right)^{2}+N_{r}^{2}}}}={\frac {PQ_{e}t}{\sqrt {PQ_{e}t+Dt+N_{r}^{2}}}}}$

ここで、は入射光子束（ピクセル領域における1秒あたりの光子数）、は量子効率、は露光時間、はピクセル暗電流（電子数/秒）、はピクセル読み出しノイズ（電子数rms）です。^[2]${\displaystyle P}$${\displaystyle Q_{e}}$${\displaystyle t}$${\displaystyle D}$${\displaystyle N_{r}}$

これらのノイズはそれぞれセンサーのサイズに応じて異なります。

画像センサーのノイズは、ピクセル面積あたりの光子束（数式のP）が一定であれば、フォーマット間で比較できます。この分析は、ピクセル数が固定で、ピクセル面積がセンサー面積に比例し、絶対絞り径が固定で、被写界深度や被写体での回折限界などの点で固定された撮像状況の場合に役立ちます。または、固定焦点面照度（固定f 値に対応）で比較することもできます。この場合、P はピクセル面積に比例し、センサー面積には依存しません。上記および下記の数式は、どちらの場合も評価できます。

上記の式では、ショットノイズSNRは次のように表される。

${\displaystyle {\frac {PQ_{e}t}{\sqrt {PQ_{e}t}}}={\sqrt {PQ_{e}t}}}$。

量子効率は別として、入射光子束と露出時間に依存します。露出時間は露出時間とイメージ プレーンの照度を掛け合わせたものであり、照度は単位面積あたりの光束です。したがって、露出が等しい場合、量子効率とピクセル数が等しい 2 つの異なるサイズのセンサーの信号対雑音比は (特定の最終イメージ サイズの場合) センサー領域の平方根 (またはセンサーの線形スケール係数) に比例します。露出が、必要な被写界深度(同じシャッター スピードで) を達成する必要性によって制約される場合、露出はセンサー領域と反比例し、被写界深度が制約である場合、イメージ ショット ノイズはセンサー領域に依存しないという興味深い結果が生じます。f 値が同一のレンズの場合、信号対雑音比はピクセル領域の平方根、つまりピクセル ピッチに比例して増加します。携帯電話と DSLR のレンズの一般的な f 値は同じ範囲であるため、1.5～2倍小型センサーと大型センサーを搭載したカメラの性能を比較するのは興味深いことです。一般的なピクセル サイズ 1.1 μm の高性能携帯電話カメラ (Samsung A8) は、ショット ノイズが原因で、3.7 μm ピクセルの交換レンズ カメラ (Panasonic G85) よりも約 3 倍、6 μm フル フレーム カメラ (Sony A7 III) よりも 5 倍も SNR が悪くなります。ダイナミック レンジを考慮すると、その差はさらに顕著になります。そのため、過去 10 年間の携帯電話カメラの「メガピクセル」数の増加傾向は、画質の向上の試みというよりも、「より多くのメガピクセル」を販売するためのマーケティング戦略によって引き起こされました。

読み出しノイズは、センサーアレイのピクセルの変換チェーンにおけるすべての電子ノイズの合計です。これを光子ノイズと比較するには、光電子での等価値に戻す必要があります。そのためには、ボルトで測定されたノイズをピクセルの変換ゲインで割る必要があります。これは、アクティブピクセルセンサーの場合、読み出しトランジスタの入力（ゲート）の電圧をその電圧を生成する電荷で割ることで求められます。これは、読み出しトランジスタゲート（および接続されたフローティングディフュージョン）の静電容量の逆数です。静電容量は であるためです。 ^[3]したがって。 ${\displaystyle CG=V_{rt}/Q_{rt}}$${\displaystyle C=Q/V}$${\displaystyle CG=1/C_{rt}}$

一般に、ピクセルなどの平面構造では、静電容量は面積に比例するため、ピクセル面積がセンサー面積に比例する限り、読み取りノイズはセンサー面積とともに減少し、そのスケーリングはピクセルを均一にスケーリングすることによって実行されます。

特定の露出での読み取りノイズによる信号対ノイズ比を考慮すると、信号は読み取りノイズとともにセンサー領域に応じて拡大されるため、読み取りノイズ SNR はセンサー領域の影響を受けません。被写界深度が制限されている状況では、より大きなセンサーの露出はセンサー領域に比例して減少するため、読み取りノイズ SNR も同様に減少します。

暗電流は2 種類のノイズの原因となります。ピクセル間で部分的にしか相関しない暗オフセットと、ピクセル間で相関しない暗オフセットに関連するショット ノイズです。上記の式にはショット ノイズ成分Dtのみが含まれています。これは、暗オフセットの相関しない部分を予測するのが難しく、相関する部分または平均部分は比較的簡単に減算できるためです。平均暗電流には、フォトダイオードの面積と線形寸法の両方に比例する寄与が含まれており、相対的な割合とスケール係数はフォトダイオードの設計によって異なります。^[4]したがって、一般に、センサーの暗ノイズは、センサーのサイズが大きくなるにつれて増加すると予想されます。ただし、ほとんどのセンサーでは、通常の温度での平均ピクセル暗電流は小さく、1 秒あたり 50 e- 未満です。^[5]したがって、一般的な写真の露出時間では、暗電流とそれに関連するノイズは無視できます。ただし、非常に長い露出時間では、暗電流が制限要因になる場合があります。また、短いまたは中程度の露出時間でも、暗電流分布のいくつかの外れ値が「ホット ピクセル」として表示されることがあります。通常、天体写真撮影アプリケーションでは、露出が数百秒で測定される状況で暗電流を減らすためにセンサーが冷却されます。

ダイナミックレンジは、記録可能な最大信号と最小信号の比であり、最小値は通常「ノイズフロア」によって定義されます。イメージセンサーの文献では、ノイズフロアは読み出しノイズとして扱われるため、^[6]となります（読み出しノイズはSNR計算で参照される量と同じであることに注意してください^[2]）。 ${\displaystyle DR=Q_{\text{max}}/\sigma _{\text{readout}}}$${\displaystyle \sigma _{readout}}$${\displaystyle N_{r}}$

すべての光学システムの解像度は回折によって制限されます。異なるサイズのセンサーを使用するカメラに回折が及ぼす影響を考える方法の1つは、変調伝達関数（MTF）を考慮することです。回折は、システム全体のMTFに寄与する要因の1つです。他の要因としては通常、レンズ、アンチエイリアシングフィルター、センサーサンプリングウィンドウのMTFがあります。^[7]レンズの絞りを通した回折による空間カットオフ周波数は

${\displaystyle \xi _{\mathrm {カットオフ} }={\frac {1}{\lambda N}}}$

ここでλはシステムを通過する光の波長、Nはレンズの F値です。その絞りが円形の場合、ほとんどの写真の絞りが円形である場合、MTFは次のように表されます。

${\displaystyle \mathrm {MTF} \left({\frac {\xi }{\xi _{\mathrm {cutoff} }}}\right)={\frac {2}{\pi }}\left\{\cos ^{-1}\left({\frac {\xi }{\xi _{\mathrm {cutoff} }}}\right)-\left({\frac {\xi }{\xi _{\mathrm {cutoff} }}}\right)\left[1-\left({\frac {\xi }{\xi _{\mathrm {cutoff} }}}\right)^{2}\right]^{\​​frac {1}{2}}\right\}}$

およびについては^[8]したがって 、システムMTFの回折ベースの係数は に応じて変化し、さらに に応じて変化します（同じ光波長の場合）。 ${\displaystyle \xi <\xi _{\mathrm {カットオフ} }}$${\displaystyle 0}$${\displaystyle \xi \geq \xi _{\mathrm {カットオフ} }}$${\displaystyle \xi _{\mathrm {カットオフ} }}$${\displaystyle 1/N}$

センサー サイズの影響とそれが最終画像に与える影響を考慮する場合、表示用に同じサイズの画像を得るために必要な異なる倍率を考慮する必要があります。その結果、追加のスケール係数 が生じます。ここで は相対的なクロップ係数であり、全体のスケール係数 になります。上記の 3 つのケースを考えてみましょう。 ${\displaystyle 1/{C}}$${\displaystyle {C}}$${\displaystyle 1/(NC)}$

「同じ写真」条件、つまり同じ画角、被写体までの距離、被写界深度の場合、f 値は比率 となり、回折 MTF のスケール係数は 1 となり、特定の被写界深度における回折 MTF はセンサー サイズに依存しないという結論に至ります。 ${\displaystyle 1/C}$

「同じ測光露出」と「同じレンズ」の両方の条件では、f 値は変更されないため、空間カットオフとセンサー上の結果的な MTF は変更されず、表示される画像の MTF は拡大率として、または逆にクロップ係数として拡大縮小されます。

さまざまなセンサーサイズに適したレンズは、同じ設計をクロップファクターに比例して単純にスケーリングするだけで製造できると予想される。^[9]このような作業により、理論上は、センサーのクロップファクターに比例したサイズで、同じ f 値と画角を持つレンズが製造される。実際には、製造公差の非スケーラビリティ、さまざまなサイズのガラスレンズの構造的完全性、利用可能な製造技術とコストなどの要因により、レンズ設計の単純なスケーリングが常に達成できるわけではない。さらに、画像内の同じ絶対情報量 (空間帯域幅積^[10]として測定できる) を維持するには、より小さなセンサー用のレンズにはより高い分解能が必要である。「テッサー」レンズの開発は Nasse によって議論されており、^[11]、従来のレンズから 1/4 インチのレンズへの変換が示されている。f /6.3オリジナルの3群構成からプレートカメラ用のレンズまでf /2.88 つの極めて非球面性の高い表面を備えた 5.2 mm の 4 要素光学系。サイズが小さいため、経済的に製造できます。その性能は「最高の 35 mm レンズよりも優れていますが、非常に小さな画像の場合のみです」。

まとめると、センサーのサイズが小さくなると、それに伴うレンズの設計は、サイズが小さくなったことで可能になった製造技術を活用するために、しばしばかなり根本的に変わります。このようなレンズの機能も、これらを活用でき、極端なズーム範囲が可能になります。これらのレンズは、センサーのサイズに比べて非常に大きいことがよくありますが、小さなセンサーであればコンパクトなパッケージに収めることができます。

本体が小さいということはレンズが小さいということであり、センサーも小さいということなので、スマートフォンをスリムで軽量に保つために、スマートフォンメーカーは、ほとんどのブリッジカメラで使用されている1/2.3インチよりも小さいセンサーを使用しています。かつては、Nokia 808 PureViewだけが1/1.2インチのセンサーを使用していましたが、これは1/2.3インチのセンサーのほぼ3倍の大きさです。センサーが大きいほど画質が良いという利点がありますが、センサー技術の向上により、より小さなセンサーでも以前のより大きなセンサーと同じ性能を実現できます。これらのセンサー技術の向上により、スマートフォンメーカーは、低価格のコンパクトカメラと比較して画質をあまり犠牲にすることなく、1/4インチほどの小さなイメージセンサーを使用できます。^[12]

カメラの画角を計算するには、センサーのアクティブエリアのサイズを使用する必要があります。センサーのアクティブエリアとは、カメラの特定のモードで画像が形成されるセンサーの領域を意味します。アクティブエリアは画像センサーよりも小さい場合があり、同じカメラでも動作モードによってアクティブエリアが異なる場合があります。アクティブエリアのサイズは、センサーのアスペクト比とカメラの出力画像のアスペクト比によって異なります。アクティブエリアのサイズは、カメラの特定のモードのピクセル数によって異なります。アクティブエリアのサイズとレンズの焦点距離によって画角が決まります。^[13]

半導体イメージセンサーは、レンズの射出瞳からセンサー表面上の点、つまりピクセルに投影される光円錐の形状により、大口径および画像フィールドの周辺でシェーディング効果の影響を受ける可能性があります。この効果については、Catrysse と Wandell が詳細に説明しています。^[14] この議論の文脈では、上記の最も重要な結果は、レンズの射出瞳からピクセルの感光体まで、結合された 2 つの光学系間で光エネルギーが完全に転送されるようにするには、対物レンズ/ピクセル システムの幾何学的範囲(エタンデュまたは光スループットとも呼ばれる) が、マイクロレンズ/感光体システムの幾何学的範囲 以下でなければならないということです。対物レンズ/ピクセル システムの幾何学的範囲は、 w_ピクセルがピクセルの幅、( f /#) _objectiveが対物レンズの F 値で表されます。マイクロレンズ/光受容体システムの幾何学的範囲は次のように表されます。 ここで、w _{photoreceptor}は光受容体の幅、( f /#) _microlensはマイクロレンズの f 値です。 $${\displaystyle G_{\mathrm {目的} }\simeq {\frac {w_{\mathrm {ピクセル} }}{2{(f/\#)}_{\mathrm {目的} }}}\,,}$$$${\displaystyle G_{\mathrm {pixel} }\simeq {\frac {w_{\mathrm {photoreceptor} }}{2{(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }}}\,,}$$

陰影 を避けるために、${\textstyle G_{\mathrm {pixel} }\geq G_{\mathrm {objective} },}$$${\displaystyle {\frac {w_{\mathrm {photoreceptor} }}{{(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }}}\geq {\frac {w_{\mathrm {pixel} }}{{(f/\#)}_{\mathrm {objective} }}}.}$$

w _{photoreceptor} / wpixel = ff _（レンズの線形充填率） の場合、条件は次のようになります。$${\displaystyle {(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }\leq {(f/\#)}_{\mathrm {objective} }\times {\mathit {ff}}\,.}$$

したがって、シェーディングを回避するには、マイクロレンズの F 値を、撮影レンズの F 値よりも、ピクセルの線形充填係数と同等以上の係数で小さくする必要があります。マイクロレンズの F 値は、最終的にはピクセルの幅と、焦点距離を決定するシリコン上の高さによって決まります。次に、これはメタライゼーション層の高さ、つまり「スタック高さ」によって決まります。特定のスタック高さでは、ピクセル サイズが小さくなるにつれてマイクロレンズの F 値は大きくなり、シェーディングが発生する対物レンズの F 値は大きくなる傾向があります。^[a]

ピクセル数を維持するために、小型センサーはピクセルも小さくなる傾向があり、同時に、センサーに投影される光の量を最大化するために、対物レンズの F 値を小さくする必要があります。上記の効果に対抗するために、小型フォーマットのピクセルには、マイクロレンズの F 値を下げることができるエンジニアリング設計機能が含まれています。これには、メタライゼーションを少なくする簡素化されたピクセル設計、ピクセルの見かけの表面をマイクロレンズに近づけるためにピクセル内に構築された「ライトパイプ」、および「背面照明」が含まれます。「背面照明」では、ウェーハを薄くして光検出器の背面を露出させ、マイクロレンズ層を配線層のある前面ではなくその表面に直接配置します。^[b]

一部のプロ用 DSLR、SLT、ミラーレス カメラでは、35 mm フィルムのフレームのサイズに相当する フル フレームセンサーが使用されています。

ほとんどの消費者向けデジタル一眼レフ、一眼レフカメラ、ミラーレスカメラは、比較的大きなセンサーを使用しています。センサーのサイズは、 APS -Cフィルムのフレームより若干小さい（クロップファクター1.5～1.6）、またはそれより30%小さい（クロップファクター2.0）です（これは、オリンパスやパナソニックが採用しているフォーサーズシステムです）。

2013 年 11 月の時点では^[update]、コンパクト カメラに典型的な非常に小さなセンサーを搭載したミラーレス モデルは、 1/1.7 インチ センサー (クロップ ファクター 4.55) を搭載したPentax Q7の 1 つだけでした。以下の「コンパクト デジタル カメラとカメラ付き携帯電話に搭載されているセンサー」セクションを参照してください。

マーケティングでは、DSLR/SLT/ミラーレス センサー フォーマットを説明するために、次のようなさまざまな用語が使用されています。

• ペンタックス、パナソニック、ライカ、ニコン、キヤノン、ソニー、シグマの35mmフィルム（36×24mm）とほぼ同等のセンサー寸法を持つ、860mm 2^エリアのフルフレームデジタル一眼レフフォーマット。
• Nikon、Pentax、Sony、Fujifilm 、Sigma の370 mm ²エリアAPS-C標準フォーマット(クロップファクター 1.5) (ただし、実際の APS-C フィルムはこれより大きくなります。)
• キヤノンの330 mm ²エリアAPS-C小型フォーマット(クロップファクター 1.6)
• パナソニック、オリンパス、ブラックマジック、ポラロイドの225 mm ²エリアのマイクロフォーサーズシステムフォーマット (クロップファクター 2.0)

廃止および生産終了となったセンサーのサイズは次のとおりです。

• 548 mm ^{2 の}面積を持つライカのM8 および M8.2センサー (クロップ ファクター 1.33)。 現在の M シリーズ センサーは実質的にフル フレームです (クロップ ファクター 1.0)。
• 548 mm ^{2 の}エリアを持つCanonのAPS-Hフォーマットは、プロレベルの高速 DSLR 向けです (クロップ ファクター 1.3)。 現在の 1D/5D シリーズ センサーは実質的にフル フレームです (クロップ ファクター 1.0)。
• シグマの高級ミラーレスカメラ SD Quattro H の548 mm ²エリアAPS-Hフォーマット(クロップファクター 1.35)
• エプソン、サムスンNX、コニカミノルタの370 mm ²エリア APS-C クロップファクター 1.5 フォーマット。
• シグマSD シリーズ DSLR および DP シリーズ ミラーレス で使用されている286 mm ²領域のFoveon X3フォーマット(クロップ ファクター 1.7) 。SD1、DP2 Merrillなどの後期モデルや、Quattro シリーズのほとんどでは、クロップ ファクター 1.5 の Foveon センサーが使用されています。さらに最近の Quattro H ミラーレスでは、クロップ ファクター 1.35 の APS-H Foveon センサーが使用されています。
• オリンパスの225 mm ²エリアフォーサーズシステムフォーマット (クロップファクター 2.0)
• 116 mm ²エリア 1 インチNikon CX フォーマットは、 Nikon 1 シリーズ^[17]およびSamsung mini-NX シリーズで使用されています(クロップファクター 2.7)
• 43 mm ²エリア 1/1.7 インチペンタックス Q7 (クロップ ファクター 4.55)
• 30 mm ²エリア 1/2.3 インチ オリジナルPentax Q (5.6 クロップ ファクター)。 現在の Q シリーズ カメラのクロップ ファクターは 4.55 です。

フルフレームセンサーが初めて導入されたとき、製造コストはAPS-Cセンサーの20倍を超えることがありました。100個以上のAPS-Cセンサーに適合する8インチ（20 cm）のシリコンウェハーで製造できるのは20個のフルフレームセンサーのみであり、コンポーネントあたりの汚染物質の領域が大きいため、歩留まりが大幅に低下します。さらに、フルフレームセンサーの製造では、当初、フォトリソグラフィープロセスの各ステップで3回の別々の露光が必要であり、別々のマスクと品質管理ステップが必要でした。キヤノンは、当時単一のマスクでパターン化できる最大のサイズであった中間のAPS-Hサイズを選択し、製造コストを抑えて歩留まりを管理しました。 ^[18]現在では、新しいフォトリソグラフィー機器により、フルフレームセンサーのシングルパス露光が可能ですが、サイズに関連するその他の製造上の制約はほぼ同じままです。

半導体の製造および処理の制約は常に変化しており、カメラメーカーはサードパーティのファウンドリーからセンサーを調達することが多いため、同じ公称フォーマット内でセンサーの寸法がわずかに異なるのはよくあることです。たとえば、Nikon D3およびD700カメラの公称フルフレームセンサーの実際の寸法は36 × 23.9 mmで、35 mmフィルムの36 × 24 mmフレームよりもわずかに小さくなっています。別の例として、Pentax K200Dのセンサー（ Sony製）の寸法は23.5 × 15.7 mmですが、同時期のK20Dのセンサー（Samsung製）の寸法は23.4 × 15.6 mmです。

これらのイメージセンサー形式のほとんどは、35 mm フィルムの3:2のアスペクト比に近似しています。ここでも、フォーサーズ システムは注目すべき例外であり、ほとんどのコンパクト デジタル カメラで見られるように、アスペクト比は 4:3 です (以下を参照)。

ほとんどのセンサーは、カメラ付き携帯電話、コンパクトデジタルカメラ、ブリッジカメラ用に作られています。コンパクトカメラに搭載されているイメージセンサーのほとんどは、アスペクト比が 4:3 です。これは、最初のデジタルカメラの時代に普及していたSVGA、XGA、SXGA のディスプレイ解像度のアスペクト比と一致しており、通常のモニターでトリミングすることなく画像を表示できます。

2010 年 12 月現在、^[update]ほとんどのコンパクト デジタル カメラは、小型の 1/2.3 インチ センサーを使用しています。このようなカメラには、Canon Powershot SX230 IS、Fuji Finepix Z90、Nikon Coolpix S9100 などがあります。一部の古いデジタル カメラ(主に 2005 ～ 2010 年製) では、さらに小型の 1/2.5 インチ センサーが使用されており、これには Panasonic Lumix DMC-FS62、Canon Powershot SX120 IS、Sony Cyber​​-shot DSC-S700、Casio Exilim EX-Z80 などがあります。

2018年現在、一般的なコンパクトカメラに搭載されているセンサーの約4倍の面積を持つ1インチセンサーを搭載した高級コンパクトカメラには、キヤノンPowerShot Gシリーズ（G3 XからG9 X）、ソニーDSC RX100シリーズ、パナソニックLumix TZ100、パナソニックDMC-LX15などがあります。キヤノンは、最上位モデルのPowerShot G1 X Mark IIIにAPS-Cセンサーを搭載しています。

最後に、ソニーのラインナップには、通常はプロ用 DSLR、SLT、MILC でのみ使用されるフルフレーム センサーを搭載した DSC-RX1 および DSC-RX1R カメラがあります。

強力なズーム対物レンズのサイズの制約により、現在のブリッジカメラのほとんどは、一般的なよりコンパクトなカメラで使用されているものと同じくらい小さい 1/2.3 インチ センサーを備えています。レンズのサイズはイメージ センサーのサイズに比例するため、センサーが小さいほど、中程度のサイズのレンズで大きなズーム量が可能になります。2011 年には、ハイエンドのFujifilm X-S1に、はるかに大きな 2/3 インチ センサーが搭載されました。2013 ～ 2014 年には、Sony ( Cyber​​-shot DSC-RX10 ) と Panasonic ( Lumix DMC-FZ1000 ) の両社が、1 インチ センサーを搭載したブリッジカメラを製造しました。

カメラ付き携帯電話のセンサーは、一般的なコンパクトカメラのセンサーよりもはるかに小さく、電気部品と光学部品の小型化が可能になっています。約1/6インチのセンサーサイズは、カメラ付き携帯電話、ウェブカメラ、デジタルビデオカメラで一般的です。Nokia N8 (2010) の1/1.83インチセンサーは、2011年後半の携帯電話で最大のセンサーでした。Nokia 808 (2012) は、4100万画素、1/1.2インチセンサーでコンパクトカメラを上回ります。^[19]

市販のカメラに搭載されている最大のデジタルセンサーは、同様の寸法のフィルムフォーマットにちなんで「中判」と呼ばれています。最も一般的な中判フィルムである120 ロールは幅が 6 cm (2.4 インチ) で、正方形に撮影されることが最も一般的ですが、最も一般的な「中判」デジタルセンサーのサイズは約 48 mm × 36 mm (1.9 インチ × 1.4 インチ) で、これはフルフレーム DSLRセンサーフォーマットの約 2 倍のサイズです。

利用可能なCCDセンサーには、 6050万画素のダルサの53.9mm×40.4mm（2.12インチ×1.59インチ）センサーを搭載したフェーズワンのP65+デジタルバック^[20] や、3700万画素の45mm×30mm（1.8インチ×1.2インチ）センサーを搭載したライカの「Sシステム」デジタル一眼レフカメラ[ ^{21]がある。}ペンタックスは2010年に、44mm×33mm（1.7インチ×1.3インチ）CCDセンサーを搭載した40MPの645D中判デジタル一眼レフカメラを発売した。^[22] 645シリーズの後期モデルでは、センサーサイズは同じだが、CCDがCMOSセンサーに置き換えられた。 2016年、ハッセルブラッドは44 mm × 33 mm（1.7インチ× 1.3インチ）のCMOSセンサーを搭載した50MPの中判ミラーレスカメラX1Dを発表しました。 ^[23] 2016年後半には、富士フイルムも43.8 mm × 32.9 mm（1.72インチ× 1.30インチ）のCMOSセンサーと51.4MPを搭載した新しい中判ミラーレスカメラFujifilm GFX 50Sを発表しました。 ^{[24] [25]}

センサーのサイズはインチ表記で表されます。これは、デジタル画像センサーが普及した当時、ビデオカメラのチューブの代わりに使用されていたためです。一般的な外径1インチの円形ビデオカメラチューブには、約1インチの長方形の感光領域があります。対角線で16mmなので、16 mmの対角サイズは、1インチのビデオ管に相当します。1インチのデジタルセンサーの名前は、より正確には「1インチのビデオカメラ管相当」センサーと読む必要があります。現在のデジタル画像センサーのサイズ記述子は、ビデオカメラ管相当のサイズであり、センサーの実際のサイズではありません。たとえば、1インチセンサーの対角寸法は16mm ^[26] [ ^27]

サイズは、分子に 1、分母に小数を持つインチの分数で表現されることが多いです。たとえば、1/2.5 は、単純な分数では 2/5 、小数では 0.4 になります。この「インチ」システムでは、センサーの対角線の長さの約 1.5 倍という結果になります。この「光学フォーマット」の測定は、1980 年代後半まで使用されていたビデオ カメラの画像サイズの表現方法に遡り、ビデオ カメラ チューブのガラス エンベロープの外径を参照しています。ニューヨーク タイムズのDavid Pogueは、「実際のセンサー サイズは、カメラ会社が公表しているサイズよりはるかに小さく、約 3 分の 1 ほど小さい」と述べています。例えば、1/2.7インチセンサーを宣伝しているカメラには、対角線が0.37インチ（9.4 mm）のセンサーは搭載されておらず、対角線は0.26インチ（6.6 mm）に近いです。^{[28] [29] [30]}これらのセンサーサイズは、「フォーマット」ではなく、「1/2インチ型CCD」のようにタイプと 呼ばれることがよくあります。

インチベースのセンサーフォーマットは標準化されていないため、正確な寸法は異なる場合がありますが、記載されているものは一般的なものです。^[29]記載されているセンサー領域は1000倍以上に及び、最大可能な光収集と画像解像度（同じレンズ速度、つまり最小f値）に比例しますが、実際には他の制限により画像ノイズや解像度に直接比例しません。比較を参照してください。 ^{[31] [32]}比較のためにフィルムフォーマットサイズも含まれています。携帯電話やカメラのアプリケーション例では、正確なセンサーサイズが示されていない場合があります。

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• [2] hasselblad.comより