ในการถ่ายภาพดิจิทัลรูปแบบเซ็นเซอร์รับภาพหมายถึงรูปร่างและขนาดของเซ็นเซอร์ รับภาพ

ขนาดของเซ็นเซอร์รับภาพของกล้องดิจิทัลเป็นตัวกำหนดมุมมองของเลนส์แต่ละตัวเมื่อใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์นั้นๆ เนื่องจากเซ็นเซอร์รับภาพในกล้องดิจิทัลหลายรุ่นมีขนาดเล็กกว่าพื้นที่รับภาพ 24 มม. × 36 มม. ของกล้องฟูลเฟรม35 มม.เลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสเท่ากันจึงให้มุมมองภาพที่แคบกว่าในกล้องเหล่านั้น

ขนาดของเซ็นเซอร์มักระบุเป็นรูปแบบทางแสงในหน่วยนิ้ว นอกจากนี้ยังมีการใช้หน่วยวัดอื่นๆ ด้วย โปรดดูตารางรูปแบบและขนาดของเซ็นเซอร์ด้านล่าง

เลนส์ที่ผลิตขึ้นสำหรับกล้องฟิล์ม 35 มม. อาจใช้งานได้ดีกับตัวกล้องดิจิทัล แต่เนื่องจากวงภาพที่ใหญ่กว่าของเลนส์ระบบ 35 มม. ทำให้แสงที่ไม่ต้องการเข้าไปในตัวกล้องได้ และขนาดของเซ็นเซอร์รับภาพที่เล็กกว่าเมื่อเทียบกับฟิล์ม 35 มม. ทำให้ภาพถูกตัดบางส่วน ซึ่งผลกระทบหลังนี้เรียกว่า การตัดขอบเขตการมองเห็น (field-of-view crop) อัตราส่วนขนาดของรูปแบบ (เมื่อเทียบกับฟิล์ม 35 มม.) เรียกว่า ปัจจัยการตัดขอบเขตการมองเห็น (field-of-view crop factor), ปัจจัยการตัด (crop factor), ปัจจัยเลนส์ (lens factor), ปัจจัยการแปลงความยาวโฟกัส (focal-length conversion factor), ตัวคูณความยาวโฟกัส (focal-length multiplier) หรือตัวคูณเลนส์ (lens multiplier)

บทความนี้จะกล่าวถึงการเปรียบเทียบความชัดลึกของภาพระหว่างรูปแบบต่างๆ สามแบบ โดยใช้สูตรที่ได้มาจากบทความเรื่องความชัดลึกความชัดลึกของภาพจากกล้องทั้งสามตัวอาจเท่ากันหรือแตกต่างกันก็ได้ ขึ้นอยู่กับสิ่งที่คงที่ในการเปรียบเทียบ

พิจารณาภาพที่มีระยะห่างของวัตถุและมุมมองเดียวกัน แต่แสดงในสองรูปแบบที่แตกต่างกัน:

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

ดังนั้นค่า DOF จึงแปรผกผันกับเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสง สัมบูรณ์ และ${\displaystyle d_{1}}$${\displaystyle d_{2}}$

การใช้เส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงสัมบูรณ์เดียวกันสำหรับทั้งสองรูปแบบด้วยเกณฑ์ "ภาพเดียวกัน" (มุมมองเท่ากัน ขยายให้มีขนาดสุดท้ายเท่ากัน) จะให้ความลึกของภาพเท่ากัน เทียบเท่ากับการปรับค่าf-numberผกผันตามสัดส่วนของcrop factor – ค่า f-number ที่น้อยลงสำหรับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กกว่า (ซึ่งหมายความว่า เมื่อคงความเร็วชัตเตอร์ไว้คงที่ การเปิดรับแสงจะเปลี่ยนไปโดยการปรับค่า f-number ที่จำเป็นเพื่อให้ความลึกของภาพเท่ากัน แต่พื้นที่รูรับแสงจะคงที่ ดังนั้นเซ็นเซอร์ทุกขนาดจึงได้รับพลังงานแสงทั้งหมดจากวัตถุในปริมาณเท่ากัน เซ็นเซอร์ขนาดเล็กกว่าจะทำงานที่การตั้งค่า ISO ที่ต่ำกว่า โดยเป็นกำลังสองของ crop factor) เงื่อนไขของมุมมองภาพที่เท่ากัน ความลึกของภาพเท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงเท่ากัน และเวลาเปิดรับแสงเท่ากันนี้เรียกว่า "ความเท่าเทียมกัน" ^{[ 1 ]}

และเราอาจเปรียบเทียบความชัดลึกของเซ็นเซอร์ที่ได้รับแสงในปริมาณ เท่ากัน – โดยกำหนดค่า f-number ให้คงที่แทนที่จะเป็นขนาดรูรับแสง – ในกรณีนี้ เซ็นเซอร์จะทำงานที่ค่า ISO เดียวกัน แต่เซ็นเซอร์ขนาดเล็กกว่าจะได้รับแสงโดยรวมน้อยกว่าตามอัตราส่วนพื้นที่ อัตราส่วนของความชัดลึกจึงเป็นดังนี้

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

โดยที่และคือมิติเฉพาะของรูปแบบ และคือปัจจัยการครอบตัดสัมพัทธ์ระหว่างเซ็นเซอร์ ผลลัพธ์นี้เองที่ทำให้เกิดความคิดเห็นทั่วไปว่าเซ็นเซอร์ขนาดเล็กให้ความชัดลึกมากกว่าเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ ${\displaystyle l_{1}}$${\displaystyle l_{2}}$${\displaystyle l_{1}/l_{2}}$

อีกทางเลือกหนึ่งคือการพิจารณาความชัดลึกที่ได้จากเลนส์ตัวเดียวกันร่วมกับเซ็นเซอร์ที่มีขนาดต่างกัน (เปลี่ยนมุมมอง) การเปลี่ยนแปลงความชัดลึกเกิดจากความต้องการระดับการขยายที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ขนาดภาพสุดท้ายเท่าเดิม ในกรณีนี้ อัตราส่วนของความชัดลึกจะกลายเป็น

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

ในทางปฏิบัติ หากนำเลนส์ที่มีทางยาวโฟกัสคงที่และรูรับแสงคงที่ ซึ่งออกแบบมาสำหรับวงภาพที่ตรงตามข้อกำหนดของเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ มาปรับใช้กับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กโดยไม่เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ ทั้งความชัดลึกและความสามารถในการรับแสงจะไม่เปลี่ยนแปลง ${\displaystyle \mathrm {lx=\,{\frac {lm}{m^{2}}}} }$

หากไม่ นับรวมความไม่สม่ำเสมอของการตอบสนองต่อแสง (PRNU) และความแปรปรวนของสัญญาณรบกวนมืด ซึ่งไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดของเซ็นเซอร์โดยตรง สัญญาณรบกวนในเซ็นเซอร์ภาพประกอบด้วย สัญญาณ รบกวนช็อต (shot noise ) สัญญาณรบกวน การอ่าน (read noise ) และสัญญาณรบกวนมืด (dark noise ) อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนโดยรวมของเซ็นเซอร์ (SNR) ซึ่งแสดงเป็นจำนวนอิเล็กตรอนสัญญาณเทียบกับค่า rms ของสัญญาณรบกวนในอิเล็กตรอน ที่สังเกตได้ในระดับพิกเซลเดียว โดยสมมติว่าสัญญาณรบกวนช็อตมาจากการแจกแจงแบบปัวซงของอิเล็กตรอนสัญญาณและอิเล็กตรอนมืด คือ

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

โดยที่คือฟลักซ์โฟตอนตกกระทบ (โฟตอนต่อวินาทีในพื้นที่ของพิกเซล) คือประสิทธิภาพควอนตัมคือเวลาเปิดรับแสงคือกระแสไฟฟ้ามืดของพิกเซลในอิเล็กตรอนต่อวินาที และคือสัญญาณรบกวนการอ่านพิกเซลในอิเล็กตรอน rms ^{[ 2 ]}${\displaystyle P}$${\displaystyle Q_{e}}$${\displaystyle t}$${\displaystyle D}$${\displaystyle N_{r}}$

เสียงรบกวนแต่ละชนิดมีความสัมพันธ์กับขนาดของเซ็นเซอร์แตกต่างกันไป

สามารถเปรียบเทียบสัญญาณรบกวนของเซ็นเซอร์รับภาพ ในรูปแบบต่างๆ ได้สำหรับค่าฟลักซ์โฟตอนต่อพื้นที่พิกเซลคงที่ ( Pในสูตร) ​​การวิเคราะห์นี้มีประโยชน์สำหรับจำนวนพิกเซลคงที่ โดยพื้นที่พิกเซลเป็นสัดส่วนกับพื้นที่เซ็นเซอร์ และเส้นผ่านศูนย์กลางรูรับแสงสัมบูรณ์คงที่ สำหรับสถานการณ์การถ่ายภาพคงที่ในแง่ของความชัดลึก ขีดจำกัดการเลี้ยวเบนที่วัตถุ ฯลฯ หรือสามารถเปรียบเทียบได้สำหรับค่าความสว่างของระนาบโฟกัสคงที่ ซึ่งสอดคล้องกับค่า f-number คงที่ ในกรณีนี้Pจะเป็นสัดส่วนกับพื้นที่พิกเซล โดยไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่เซ็นเซอร์ สูตรข้างต้นและด้านล่างสามารถประเมินได้สำหรับทั้งสองกรณี

ในสมการข้างต้น อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนแบบช็อต (shot noise SNR) กำหนดโดย

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

นอกเหนือจากประสิทธิภาพเชิงควอนตัมแล้ว ยังขึ้นอยู่กับฟลักซ์โฟตอนตกกระทบและเวลาเปิดรับแสง ซึ่งเทียบเท่ากับเวลาเปิดรับแสงและพื้นที่ของเซ็นเซอร์ เนื่องจากเวลาเปิดรับแสงคือเวลาการรวม แสงคูณด้วย ความสว่างของระนาบภาพและความสว่างคือฟลักซ์ส่องสว่างต่อหน่วยพื้นที่ ดังนั้น สำหรับการเปิดรับแสงที่เท่ากัน อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนของเซ็นเซอร์สองตัวที่มีขนาดต่างกัน แต่มีประสิทธิภาพเชิงควอนตัมและจำนวนพิกเซลเท่ากัน (สำหรับขนาดภาพสุดท้ายที่กำหนด) จะเป็นสัดส่วนกับรากที่สองของพื้นที่เซ็นเซอร์ (หรือตัวประกอบมาตราส่วนเชิงเส้นของเซ็นเซอร์) หากการเปิดรับแสงถูกจำกัดด้วยความจำเป็นในการบรรลุความชัดลึก ที่ต้องการ (ด้วยความเร็วชัตเตอร์เดียวกัน) การเปิดรับแสงจะแปรผกผันกับพื้นที่เซ็นเซอร์ ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่น่าสนใจว่า หากความชัดลึกเป็นข้อจำกัด สัญญาณรบกวนของภาพจะไม่ขึ้นอยู่กับพื้นที่เซ็นเซอร์ สำหรับเลนส์ที่มีค่า f-number เท่ากัน อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจะเพิ่มขึ้นตามรากที่สองของพื้นที่พิกเซล หรือเป็นเส้นตรงกับระยะห่างระหว่างพิกเซล เนื่องจากค่า f-number ทั่วไปสำหรับเลนส์โทรศัพท์มือถือและ DSLR อยู่ในช่วงเดียวกันf /1.5–2เป็นเรื่องน่าสนใจที่จะเปรียบเทียบประสิทธิภาพของกล้องที่มีเซ็นเซอร์ขนาดเล็กและขนาดใหญ่ กล้องโทรศัพท์มือถือที่ดีในปี 2018 ที่มีขนาดพิกเซลทั่วไป 1.1 ไมโครเมตร (Samsung A8) จะมีอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) แย่กว่ากล้องที่มีพิกเซลขนาด 3.7 ไมโครเมตร (Panasonic G85) ประมาณ 3 เท่า และแย่กว่ากล้องฟูลเฟรมขนาด 6 ไมโครเมตร (Sony A7 III) ถึง 5 เท่า เนื่องจากสัญญาณรบกวนจากภาพ การพิจารณาช่วงไดนามิกของภาพจะทำให้ความแตกต่างนั้นชัดเจนยิ่งขึ้น ดังนั้น แนวโน้มการเพิ่มจำนวน "เมกะพิกเซล" ในกล้องโทรศัพท์มือถือในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา จึงเกิดจากกลยุทธ์ทางการตลาดเพื่อขาย "เมกะพิกเซลที่มากขึ้น" มากกว่าความพยายามที่จะปรับปรุงคุณภาพของภาพ

สัญญาณรบกวนการอ่านคือผลรวมของสัญญาณรบกวนทางอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดในวงจรการแปลงสำหรับพิกเซลในอาร์เรย์เซนเซอร์ เพื่อเปรียบเทียบกับสัญญาณรบกวนโฟตอน จะต้องอ้างอิงกลับไปยังค่าเทียบเท่าในโฟโตอิเล็กตรอน ซึ่งต้องใช้การหารสัญญาณรบกวนที่วัดเป็นโวลต์ด้วยอัตราขยายการแปลงของพิกเซล สำหรับเซนเซอร์พิกเซลแบบแอคทีฟ ค่านี้จะได้ จากแรงดันไฟฟ้าที่อินพุต (เกต) ของทรานซิสเตอร์อ่านหารด้วยประจุที่สร้างแรงดันไฟฟ้านั้น ซึ่งเป็นค่าผกผันของความจุของเกตทรานซิสเตอร์อ่าน (และการแพร่กระจายแบบลอยตัวที่เชื่อมต่ออยู่) เนื่องจากความ จุ^{[ 3 ]}ดังนั้น${\displaystyle CG=V_{rt}/Q_{rt}}$${\displaystyle C=Q/V}$${\displaystyle CG=1/C_{rt}}$

โดยทั่วไปสำหรับโครงสร้างแบบระนาบ เช่น พิกเซล ค่าความจุจะแปรผันตรงกับพื้นที่ ดังนั้นสัญญาณรบกวนจากการอ่านจะลดลงตามพื้นที่ของเซ็นเซอร์ ตราบใดที่พื้นที่ของพิกเซลแปรผันตามพื้นที่ของเซ็นเซอร์ และการแปรผันนั้นทำโดยการแปรผันพิกเซลอย่างสม่ำเสมอ

เมื่อพิจารณาอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอันเนื่องมาจากสัญญาณรบกวนจากการอ่านค่าที่ระดับการรับแสงที่กำหนด สัญญาณจะแปรผันตามพื้นที่ของเซ็นเซอร์พร้อมกับสัญญาณรบกวนจากการอ่านค่า ดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจากการอ่านค่าจึงจะไม่ได้รับผลกระทบจากพื้นที่ของเซ็นเซอร์ ในสถานการณ์ที่มีข้อจำกัดด้านความชัดลึก การรับแสงของเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่จะลดลงตามสัดส่วนของพื้นที่เซ็นเซอร์ และดังนั้นอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนจากการอ่านค่าก็จะลดลงเช่นกัน

กระแสไฟฟ้ามืดก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนสองประเภท ได้แก่ ค่าชดเชยมืด ซึ่งมีความสัมพันธ์กันเพียงบางส่วนระหว่างพิกเซล และสัญญาณรบกวนแบบช็อตที่เกี่ยวข้องกับค่าชดเชยมืด ซึ่งไม่มีความสัมพันธ์กันระหว่างพิกเซล เฉพาะส่วนประกอบของสัญญาณรบกวนแบบช็อตDt เท่านั้น ที่รวมอยู่ในสูตรข้างต้น เนื่องจากส่วนที่ไม่มีความสัมพันธ์กันของค่าชดเชยมืดนั้นยากที่จะคาดเดา และส่วนที่มีความสัมพันธ์กันหรือค่าเฉลี่ยนั้นค่อนข้างง่ายที่จะลบออก กระแสไฟฟ้ามืดเฉลี่ยประกอบด้วยส่วนประกอบที่เป็นสัดส่วนกับทั้งพื้นที่และมิติเชิงเส้นของโฟโตไดโอด โดยสัดส่วนสัมพัทธ์และปัจจัยมาตราส่วนขึ้นอยู่กับการออกแบบของโฟโตไดโอด^{[ 4 ]}ดังนั้นโดยทั่วไปแล้วสัญญาณรบกวนมืดของเซ็นเซอร์อาจคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ในเซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ กระแสไฟฟ้ามืดเฉลี่ยของพิกเซลที่อุณหภูมิปกติมีขนาดเล็ก ต่ำกว่า 50 e- ต่อวินาที^{[ 5 ]}ดังนั้นสำหรับเวลาการเปิดรับแสงถ่ายภาพทั่วไป กระแสไฟฟ้ามืดและสัญญาณรบกวนที่เกี่ยวข้องอาจถูกมองข้ามไปได้ อย่างไรก็ตาม ในเวลาการเปิดรับแสงที่ยาวนานมาก อาจเป็นปัจจัยจำกัดได้ แม้แต่ในช่วงเวลาการรับแสงสั้นหรือปานกลาง จุดผิดปกติบางจุดในกราฟการกระจายกระแสไฟฟ้ามืดอาจปรากฏให้เห็นเป็น "พิกเซลร้อน" โดยทั่วไปแล้ว สำหรับการใช้งานด้านการถ่ายภาพดาราศาสตร์ เซ็นเซอร์จะถูกระบายความร้อนเพื่อลดกระแสไฟฟ้ามืดในสถานการณ์ที่อาจต้องวัดเวลาการรับแสงเป็นเวลาหลายร้อยวินาที

ช่วงไดนามิกคืออัตราส่วนของสัญญาณที่บันทึกได้ที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุด โดยสัญญาณที่เล็กที่สุดมักจะถูกกำหนดโดย 'ระดับสัญญาณรบกวน' ในเอกสารเกี่ยวกับเซ็นเซอร์ภาพ ระดับสัญญาณรบกวนถือเป็นสัญญาณรบกวนจากการอ่าน ดังนั้น^{[ 6 ]} (หมายเหตุ สัญญาณรบกวนจากการอ่านเป็นปริมาณเดียวกันกับที่อ้างถึงในการคำนวณ SNR ^{[ 2 ]} ) ${\displaystyle DR=Q_{\text{max}}/\sigma _{\text{readout}}}$${\displaystyle \sigma _{readout}}$${\displaystyle N_{r}}$

ความละเอียดของระบบออปติกทั้งหมดถูกจำกัดด้วยการเลี้ยวเบนวิธีหนึ่งในการพิจารณาผลกระทบของการเลี้ยวเบนที่มีต่อกล้องที่ใช้เซ็นเซอร์ขนาดต่างกันคือการพิจารณาฟังก์ชันการถ่ายโอนการมอดูเลชัน (MTF) การเลี้ยวเบนเป็นหนึ่งในปัจจัยที่ส่งผลต่อ MTF ของระบบโดยรวม ปัจจัยอื่นๆ โดยทั่วไปคือ MTF ของเลนส์ ตัวกรองป้องกันการเกิดรอยหยัก และหน้าต่างการสุ่มตัวอย่างของเซ็นเซอร์^{[ 7 ]}ความถี่ตัดเชิงพื้นที่เนื่องจากการเลี้ยวเบนผ่านรูรับแสงของเลนส์คือ

${\displaystyle \xi _{\mathrm {cutoff} }={\frac {1}{\lambda N}}}$

โดยที่ λ คือความยาวคลื่นของแสงที่ผ่านระบบ และ N คือค่า f-numberของเลนส์ ถ้ารูรับแสงเป็นวงกลม เช่นเดียวกับรูรับแสงส่วนใหญ่ในกล้องถ่ายภาพ (โดยประมาณ) แล้ว MTF จะคำนวณได้จากสูตร

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

สำหรับและสำหรับ^{[ 8 ]} ปัจจัยการเลี้ยวเบนของระบบ MTF จะปรับขนาดตามและในทางกลับกันตาม(สำหรับความยาวคลื่นแสงเดียวกัน) ${\displaystyle \xi <\xi _{\mathrm {cutoff} }}$${\displaystyle 0}$${\displaystyle \xi \geq \xi _{\mathrm {cutoff} }}$${\displaystyle \xi _{\mathrm {cutoff} }}$${\displaystyle 1/N}$

ในการพิจารณาผลกระทบของขนาดเซ็นเซอร์และผลกระทบต่อภาพสุดท้าย จะต้องคำนึงถึงกำลังขยายที่แตกต่างกันที่จำเป็นเพื่อให้ได้ภาพที่มีขนาดเท่ากันสำหรับการดู ซึ่งส่งผลให้มีตัวประกอบมาตราส่วนเพิ่มเติม โดยที่คือตัวประกอบการครอบตัดสัมพัทธ์ ทำให้ตัวประกอบมาตราส่วนโดยรวมเป็นเมื่อพิจารณากรณีทั้งสามข้างต้น: ${\displaystyle 1/{C}}$${\displaystyle {C}}$${\displaystyle 1/(NC)}$

สำหรับเงื่อนไข 'ภาพเดียวกัน' คือ มุมมองเดียวกัน ระยะห่างของวัตถุ และความชัดลึกเท่ากัน ค่า f-number จะอยู่ในอัตราส่วนดังนั้นตัวคูณมาตราส่วนสำหรับ MTF การเลี้ยวเบนจึงเป็น 1 ซึ่งนำไปสู่ข้อสรุปว่า MTF การเลี้ยวเบนที่ความชัดลึกที่กำหนดนั้นไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของเซ็นเซอร์ ${\displaystyle 1/C}$

ในทั้งสภาวะ 'การเปิดรับแสงแบบเดียวกัน' และ 'เลนส์เดียวกัน' ค่า f-number จะไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นขอบเขตการตัดแสงเชิงพื้นที่และ MTF ที่ได้บนเซ็นเซอร์จึงไม่เปลี่ยนแปลง ทำให้ MTF ในภาพที่มองเห็นได้ถูกปรับขนาดตามกำลังขยาย หรือผกผันกับตัวคูณการครอป

อาจคาดได้ว่าเลนส์ที่เหมาะสมสำหรับเซ็นเซอร์ขนาดต่างๆ สามารถผลิตได้โดยการปรับขนาดการออกแบบเดียวกันให้เป็นสัดส่วนกับปัจจัยการครอป^{[ 9 ]}ในทางทฤษฎี การดำเนินการดังกล่าวจะทำให้ได้เลนส์ที่มีค่า f-number และมุมมองภาพเท่ากัน โดยมีขนาดเป็นสัดส่วนกับปัจจัยการครอปของเซ็นเซอร์ ในทางปฏิบัติ การปรับขนาดการออกแบบเลนส์อย่างง่ายนั้นไม่สามารถทำได้เสมอไป เนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น ความคลาดเคลื่อนในการผลิต ที่ไม่สามารถปรับขนาดได้ ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของเลนส์แก้วที่มีขนาดแตกต่างกัน และเทคนิคการผลิตและต้นทุนที่มีอยู่ ยิ่งไปกว่านั้น เพื่อรักษาปริมาณข้อมูลสัมบูรณ์ในภาพให้เท่ากัน (ซึ่งสามารถวัดได้จากผลคูณของพื้นที่และแบนด์วิดท์^{[ 10 ]} ) เลนส์สำหรับเซ็นเซอร์ขนาดเล็กกว่าจึงต้องการกำลังการแยกภาพที่มากกว่า การพัฒนาเลนส์ ' Tessar ' ได้รับการกล่าวถึงโดย Nasse ^{[ 11 ]}และแสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงจากเอฟ /6.3เลนส์สำหรับกล้องฟิล์มที่ใช้การจัดเรียงแบบสามกลุ่มดั้งเดิมไปจนถึง...เอฟ /2.8เลนส์ขนาด 5.2 มม. ประกอบด้วยชิ้นเลนส์สี่ชิ้น และมีพื้นผิวแอสเฟอริกพิเศษแปดพื้นผิว ผลิตได้ในราคาประหยัดเนื่องจากมีขนาดเล็ก ประสิทธิภาพของมัน "ดีกว่าเลนส์ 35 มม. ที่ดีที่สุด – แต่ใช้ได้เฉพาะกับภาพขนาดเล็กมากเท่านั้น"

โดยสรุปแล้ว เมื่อขนาดของเซ็นเซอร์เล็ลง การออกแบบเลนส์ก็จะเปลี่ยนแปลงไป โดยมักจะเปลี่ยนแปลงอย่างมาก เพื่อใช้ประโยชน์จากเทคนิคการผลิตที่เกิดขึ้นได้เนื่องจากขนาดที่เล็ลง ฟังก์ชันการทำงานของเลนส์เหล่านี้ก็สามารถใช้ประโยชน์จากสิ่งเหล่านี้ได้เช่นกัน ทำให้สามารถซูมได้ในช่วงกว้างมาก เลนส์เหล่านี้มักจะมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับขนาดของเซ็นเซอร์ แต่หากใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็ก ก็สามารถบรรจุลงในตัวเลนส์ที่กะทัดรัดได้

ตัวเครื่องขนาดเล็กหมายถึงเลนส์ขนาดเล็กและเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก ดังนั้นเพื่อให้สมาร์ทโฟนมีขนาดบางและเบา ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนจึงใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็ก ซึ่งโดยปกติจะมีขนาดเล็กกว่า 1/2.3 นิ้ว ที่ใช้ในกล้องบริดจ์ ส่วนใหญ่ ครั้งหนึ่งNokia 808 PureViewเคยใช้เซ็นเซอร์ขนาด 1/1.2 นิ้ว ซึ่งมีขนาดใหญ่เกือบสองเท่าของเซ็นเซอร์ขนาด 1/2.3 นิ้ว เซ็นเซอร์ขนาดใหญ่มีข้อดีคือคุณภาพของภาพที่ดีกว่า แต่ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ เซ็นเซอร์ขนาดเล็กก็สามารถทำได้ดีเทียบเท่ากับเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ในอดีต การพัฒนาเทคโนโลยีเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำให้ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนสามารถใช้เซ็นเซอร์รับภาพขนาดเล็กถึง 1/4 นิ้วได้โดยไม่สูญเสียคุณภาพของภาพมากนักเมื่อเทียบกับกล้องคอมแพคราคาประหยัด^{[ 12 ]}

ในการคำนวณมุมมอง ของกล้อง ควรใช้ขนาดของพื้นที่ใช้งานของเซ็นเซอร์ พื้นที่ใช้งานของเซ็นเซอร์หมายถึงพื้นที่ของเซ็นเซอร์ที่สร้างภาพในโหมดใดโหมดหนึ่งของกล้อง พื้นที่ใช้งานอาจมีขนาดเล็กกว่าเซ็นเซอร์ภาพ และพื้นที่ใช้งานอาจแตกต่างกันในโหมดการทำงานต่างๆ ของกล้องตัวเดียวกัน ขนาดของพื้นที่ใช้งานขึ้นอยู่กับอัตราส่วนภาพของเซ็นเซอร์และอัตราส่วนภาพของภาพเอาต์พุตของกล้อง ขนาดของพื้นที่ใช้งานอาจขึ้นอยู่กับจำนวนพิกเซลในโหมดใดโหมดหนึ่งของกล้อง ขนาดของพื้นที่ใช้งานและระยะโฟกัสของเลนส์เป็นตัวกำหนดมุมมอง^{[ 13 ]}

เซนเซอร์รับภาพเซมิคอนดักเตอร์อาจประสบปัญหาจากเอฟเฟกต์การบังแสงที่รูรับแสงขนาดใหญ่และที่ขอบของสนามภาพ เนื่องจากรูปทรงเรขาคณิตของกรวยแสงที่ฉายจากรูรับแสงทางออกของเลนส์ไปยังจุดหรือพิกเซลบนพื้นผิวเซนเซอร์ เอฟเฟกต์ดังกล่าวได้รับการอธิบายโดยละเอียดโดย Catrysse และ Wandell ^{[ 14 ]} ในบริบทของการอภิปรายนี้ ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุดจากข้างต้นคือ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายโอนพลังงานแสงอย่างสมบูรณ์ระหว่างระบบออปติคอลสองระบบที่เชื่อมต่อกัน เช่น รูรับแสงทางออกของเลนส์ไปยังตัวรับแสงของพิกเซลขอบเขตทางเรขาคณิต (หรือที่เรียกว่า etendue หรือปริมาณแสงที่ผ่าน) ของระบบเลนส์วัตถุ/พิกเซลจะต้องมีขนาดเล็กกว่าหรือเท่ากับขอบเขตทางเรขาคณิตของระบบไมโครเลนส์/ตัวรับแสง ขอบเขตทางเรขาคณิตของระบบเลนส์วัตถุ/พิกเซลกำหนดโดย โดย ที่w _pixelคือความกว้างของพิกเซล และ( f /#) _objectiveคือค่า f ของเลนส์วัตถุ ขนาดทางเรขาคณิตของระบบไมโครเลนส์/โฟโตรีเซปเตอร์กำหนดโดย โดย ที่w _{โฟโตรีเซปเตอร์}คือความกว้างของโฟโตรีเซปเตอร์ และ( f /#) _{ไมโครเลนส์}คือค่า f-number ของไมโครเลนส์ $${\displaystyle G_{\mathrm {objective} }\simeq {\frac {w_{\mathrm {pixel} }}{2{(f/\#)}_{\mathrm {objective} }}}\,,}$$$${\displaystyle G_{\mathrm {pixel} }\simeq {\frac {w_{\mathrm {photoreceptor} }}{2{(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }}}\,,}$$

เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดเงาดังนั้น ${\textstyle G_{\mathrm {pixel} }\geq G_{\mathrm {objective} },}$$${\displaystyle {\frac {w_{\mathrm {photoreceptor} }}{{(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }}}\geq {\frac {w_{\mathrm {pixel} }}{{(f/\#)}_{\mathrm {objective} }}}.}$$

ถ้าw _{photoreceptor} / w _pixel = ffซึ่งเป็นค่า fill factor เชิงเส้นของเลนส์ เงื่อนไขก็จะกลายเป็นเช่นนี้ $${\displaystyle {(f/\#)}_{\mathrm {microlens} }\leq {(f/\#)}_{\mathrm {objective} }\times {\mathit {ff}}\,.}$$

ดังนั้น หากต้องการหลีกเลี่ยงการเกิดเงา ค่า f-number ของไมโครเลนส์จะต้องมีค่าน้อยกว่าค่า f-number ของเลนส์รับภาพอย่างน้อยที่สุดเท่ากับค่า fill factor เชิงเส้นของพิกเซล ค่า f-number ของไมโครเลนส์นั้นถูกกำหนดโดยความกว้างของพิกเซลและความสูงเหนือซิลิคอน ซึ่งเป็นตัวกำหนดระยะโฟกัส ระยะโฟกัสนี้จะถูกกำหนดโดยความสูงของชั้นโลหะ หรือที่เรียกว่า 'ความสูงของชั้น' สำหรับความสูงของชั้นที่กำหนด ค่า f-number ของไมโครเลนส์จะเพิ่มขึ้นเมื่อขนาดของพิกเซลลดลง ดังนั้นค่า f-number ของเลนส์วัตถุที่เกิดเงาจึงมีแนวโน้มเพิ่มขึ้น^{[ a ]}

เพื่อรักษาจำนวนพิกเซล เซนเซอร์ขนาดเล็กจึงมักจะมีพิกเซลที่เล็กลง ในขณะเดียวกันก็ต้องการค่า f-number ของเลนส์วัตถุที่เล็กลงเพื่อเพิ่มปริมาณแสงที่ฉายลงบนเซนเซอร์ให้มากที่สุด เพื่อแก้ไขผลกระทบที่กล่าวถึงข้างต้น พิกเซลขนาดเล็กจึงมีคุณสมบัติการออกแบบทางวิศวกรรมที่ช่วยลดค่า f-number ของไมโครเลนส์ได้ ซึ่งอาจรวมถึงการออกแบบพิกเซลที่เรียบง่ายขึ้นซึ่งต้องการการเคลือบโลหะน้อยลง 'ท่อส่งแสง' ที่สร้างขึ้นภายในพิกเซลเพื่อให้พื้นผิวที่มองเห็นได้อยู่ใกล้กับไมโครเลนส์มากขึ้น และ ' การส่องสว่างจากด้านหลัง ' ซึ่งเวเฟอร์จะถูกทำให้บางลงเพื่อเปิดเผยด้านหลังของโฟโตดีเทคเตอร์ และชั้นไมโครเลนส์จะถูกวางไว้บนพื้นผิวนั้นโดยตรง แทนที่จะเป็นด้านหน้าที่มีชั้นสายไฟ^{[ b ]}

กล้อง DSLR, SLTและกล้องมิเรอร์เลสระดับ มืออาชีพบางรุ่น ใช้ เซ็นเซอร์ ฟูลเฟรมซึ่งมีขนาดเทียบเท่ากับเฟรมฟิล์ม 35 มม.

กล้อง DSLR, SLT และกล้องมิเรอร์เลสระดับผู้บริโภคส่วนใหญ่ใช้เซ็นเซอร์ขนาดค่อนข้างใหญ่ โดยอาจมีขนาดเล็กกว่าเฟรม ฟิล์ม APS -C เล็กน้อย โดยมีตัวคูณขนาด (crop factor) 1.5–1.6 หรือเล็กกว่านั้น 30% โดยมีตัวคูณขนาด 2.0 (นี่คือระบบ Four Thirdsซึ่งใช้โดยOM System (เดิมคือOlympus ) และPanasonic )

ณ เดือนพฤศจิกายน 2013 มีกล้องมิเรอร์เลสเพียงรุ่นเดียวที่ติดตั้งเซ็นเซอร์ขนาดเล็กมาก ซึ่งเป็นขนาดที่พบได้ทั่วไปในกล้องคอมแพค นั่นคือPentax Q7ที่มีเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.7 นิ้ว (ตัวคูณระยะ 4.55) ดูรายละเอียดเพิ่มเติมในหัวข้อ§ เซ็นเซอร์ขนาดเล็กด้านล่าง

ในด้านการตลาดมีการใช้คำศัพท์ที่หลากหลายเพื่ออธิบายรูปแบบเซ็นเซอร์ของกล้อง DSLR/SLT/mirrorless ซึ่งรวมถึงคำต่อไปนี้:

• รูปแบบ ดิจิทัล SLR ฟูลเฟรมพื้นที่860 มม. ^²โดยมีขนาดเซ็นเซอร์เกือบเท่ากับฟิล์ม 35 มม. (36×24 มม.) จากPentax , Panasonic , Leica , Nikon , Canon , SonyและSigma
• ฟิล์ม ขนาด 370 มม.พื้นที่² ส่วน สำหรับเซ็นเซอร์ APS-Cมาตรฐาน จากNikon , Pentax , Sony , Fujifilm , Sigma (ตัวคูณระยะโฟกัส 1.5) (อย่างไรก็ตาม ฟิล์ม APS-C จริงมีขนาดใหญ่กว่า)
• เลนส์APS-Cขนาดเล็ก330 มม^. (ตัวคูณระยะโฟกัส 1.6) จาก Canon
• รูปแบบ ระบบ Micro Four Thirdsขนาด225 มม. ^²จาก Panasonic, OM System, Blackmagic Design และ Polaroid (ตัวคูณระยะโฟกัส 2.0)

ขนาดเซ็นเซอร์ที่ล้าสมัยและเลิกผลิตแล้ว ได้แก่:

• เซ็นเซอร์ Leica M8 และ M8.2มีพื้นที่548 มม. ^² (ตัวคูณขนาดภาพ 1.33) เซ็นเซอร์ในกล้องซีรี่ส์ M รุ่นปัจจุบันมีขนาดเท่ากับกล้องฟูลเฟรม (ตัวคูณขนาดภาพ 1.0)
• พื้นที่ รับภาพ 548 มม. ^² คือฟอร์แมต APS-HของCanonสำหรับกล้อง DSLR ระดับมืออาชีพความเร็วสูง (ตัวคูณขนาดภาพ 1.3) เซ็นเซอร์ในซีรีส์ 1D/5D ปัจจุบันนั้นเทียบเท่ากับฟูลเฟรม (ตัวคูณขนาดภาพ 1.0)
• เลนส์ขนาด 548 มม. ^²รูป แบบ APS-Hสำหรับกล้องมิเรอร์เลสระดับไฮเอนด์ SD Quattro H จากSigma (ตัวคูณระยะโฟกัส 1.35)
• เลนส์ขนาด 370 มม. ²พื้นที่ APS-C อัตราส่วนครอป 1.5 จากEpson , Samsung NX, Konica Minolta
• เซ็นเซอร์ Foveon X3ขนาด286 มม. ^²ใช้ในกล้อง DSLR ซีรีส์ Sigma SD และกล้องมิเรอร์เลสซีรีส์ DP (ตัวคูณขนาด 1.7) รุ่นต่อมา เช่นSD1 , DP2 Merrillและกล้องส่วนใหญ่ในซีรีส์ Quattro ใช้เซ็นเซอร์ Foveon ที่มีตัวคูณขนาด 1.5 ส่วนกล้องมิเรอร์เลส Quattro H รุ่นล่าสุดใช้เซ็นเซอร์ Foveon แบบ APS-H ที่มีตัวคูณขนาด 1.35
• เลนส์ ขนาด225 มม^.ระบบ Four Thirdsจาก Olympus (ตัวคูณระยะโฟกัส 2.0)
• 116 มม.พื้นที่ 2 1" ^รูปแบบ Nikon CXที่ใช้ในซีรี่ส์ Nikon 1 ^{[ 17 ]}และ ซีรี่ส์ Samsung mini-NX (ปัจจัยการครอป 2.7)
• พื้นที่ 43 มม. ^² 1/1.7" Pentax Q7 (ตัวคูณระยะ 4.55)
• เลนส์ขนาด 30 มม. พื้นที่ ²ส่วน 1/2.3" สำหรับ กล้อง Pentax Q รุ่นดั้งเดิม (ตัวคูณขนาด 5.6) กล้องรุ่นปัจจุบันของ Q-series มีตัวคูณขนาด 4.55

เมื่อ มีการนำเซ็นเซอร์ ฟูลเฟรมมาใช้ครั้งแรก ต้นทุนการผลิตอาจสูงกว่าต้นทุนของเซ็นเซอร์ APS-C ถึงยี่สิบเท่า เซ็นเซอร์ฟูลเฟรมสามารถผลิตได้เพียงยี่สิบชิ้นบนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ขนาด 8 นิ้ว (20 ซม.) ซึ่งสามารถบรรจุเซ็นเซอร์ APS-C ได้ถึง 100 ชิ้นหรือมากกว่า และ ผลผลิตจะลดลงอย่างมากเนื่องจากมีพื้นที่สำหรับสิ่งปนเปื้อนต่อส่วนประกอบจำนวนมาก นอกจากนี้ การผลิตเซ็นเซอร์ฟูลเฟรมในตอนแรกต้องใช้การเปิดรับแสงแยกกันสามครั้งในแต่ละขั้นตอนของ กระบวนการ โฟโตลิโทก ราฟี ซึ่งต้องใช้มาสก์และขั้นตอนการควบคุมคุณภาพที่แยกต่างหาก Canon เลือก ขนาด APS-H ซึ่งเป็นขนาดกลาง เนื่องจากในขณะนั้นเป็นขนาดที่ใหญ่ที่สุดที่สามารถสร้างลวดลายได้ด้วยมาสก์เดียว ช่วยควบคุมต้นทุนการผลิตและจัดการผลผลิต^{[ 18 ]}ปัจจุบันอุปกรณ์โฟโตลิโทกราฟีรุ่นใหม่ช่วยให้สามารถเปิดรับแสงแบบผ่านครั้งเดียวสำหรับเซ็นเซอร์ฟูลเฟรมได้ แม้ว่าข้อจำกัดในการผลิตที่เกี่ยวข้องกับขนาดอื่นๆ จะยังคงเหมือนเดิมมาก

เนื่องจากข้อจำกัดที่เปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาในการผลิตและการประมวลผลเซมิคอนดักเตอร์ และเนื่องจากผู้ผลิตกล้องมักจัดหาเซ็นเซอร์จากโรงงานผลิตของ บุคคลที่สาม จึงเป็นเรื่องปกติที่ขนาดของเซ็นเซอร์จะแตกต่างกันเล็กน้อยภายในรูปแบบที่ระบุไว้เดียวกัน ตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์ฟูลเฟรมของกล้อง Nikon D3และD700ที่ระบุว่าเป็นฟูลเฟรมนั้น มีขนาดจริง 36 × 23.9 มม. ซึ่งเล็กกว่าเฟรมขนาด 36 × 24 มม. ของฟิล์ม 35 มม. เล็กน้อย อีกตัวอย่างหนึ่งเซ็นเซอร์ของPentax K200D (ผลิตโดย Sony ) มีขนาด 23.5 × 15.7 มม. ในขณะที่ เซ็นเซอร์ของK20Dรุ่นเดียวกัน (ผลิตโดย Samsung ) มีขนาด 23.4 × 15.6 มม.

รูปแบบเซ็นเซอร์รับภาพส่วนใหญ่มี อัตราส่วนภาพใกล้เคียงกับฟิล์ม 35 มม. คือ 3:2 อย่างไรก็ตามระบบ Four Thirdsเป็นข้อยกเว้นที่สำคัญ โดยมีอัตราส่วนภาพ 4:3 ดังที่พบในกล้องดิจิทัลขนาดกะทัดรัดส่วนใหญ่ (ดูด้านล่าง)

เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นสำหรับกล้องโทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัลขนาดกะทัดรัด และกล้องบริดจ์ เซ็นเซอร์รับภาพส่วนใหญ่ที่ติดตั้งในกล้องขนาดกะทัดรัดมีอัตราส่วนภาพ 4:3 ซึ่งตรงกับอัตราส่วนภาพของ ความละเอียดหน้าจอ SVGA , XGAและSXGA ที่ได้รับความนิยม ในยุคของกล้องดิจิทัลรุ่นแรกๆ ทำให้สามารถแสดงภาพบนจอภาพ ทั่วไปได้ โดยไม่ต้องครอปภาพ

ณ เดือนธันวาคม 2010 กล้องดิจิทัลขนาดกะทัดรัดส่วนใหญ่ใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็ก 1/2.3 นิ้ว กล้องรุ่นดังกล่าวได้แก่ Canon PowerShot SX230 IS, Fujifilm Finepix Z90 และ Nikon Coolpix S9100 กล้องดิจิทัล รุ่นเก่าบางรุ่น (ส่วนใหญ่จากปี 2005–2010) ใช้เซ็นเซอร์ขนาดเล็กกว่าคือ 1/2.5 นิ้ว ได้แก่ Panasonic Lumix DMC-FS62, Canon PowerShot SX120 IS, Sony Cyber-shot DSC-S700และ Casio Exilim EX-Z80

ณ ปี 2018 กล้องคอมแพคระดับไฮเอนด์ที่ใช้เซ็นเซอร์ขนาด 1 นิ้ว ซึ่งมีพื้นที่เกือบสี่เท่าของเซ็นเซอร์ที่ใช้ในกล้องคอมแพคทั่วไป ได้แก่ Canon PowerShot G-series (G3 X ถึง G9 X), Sony DSC-RX100 series, Panasonic Lumix DC-TZ200 และ Panasonic DMC-LX15 ส่วน Canon นั้นมีเซ็นเซอร์ APS-C ในรุ่นท็อปอย่าง PowerShot G1 X Mark III

สุดท้ายนี้ Sony ยังมีกล้อง DSC-RX1 และ DSC-RX1R ในไลน์ผลิตภัณฑ์ ซึ่งมีเซ็นเซอร์ฟูลเฟรมที่ปกติแล้วจะพบได้เฉพาะในกล้อง DSLR, SLT และ MILC ระดับมืออาชีพเท่านั้น

เนื่องจากข้อจำกัดด้านขนาดของเลนส์ซูมกำลังสูงกล้องบริดจ์ ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน จึงใช้เซ็นเซอร์ขนาด 1/2.3 นิ้ว ซึ่งเล็กเท่ากับที่ใช้ในกล้องคอมแพคทั่วไป เนื่องจากขนาดของเลนส์เป็นสัดส่วนกับขนาดของเซ็นเซอร์รับภาพ เซ็นเซอร์ขนาดเล็กจึงช่วยให้สามารถซูมได้มากด้วยเลนส์ขนาดปานกลาง ในปี 2011 กล้องFujifilm X-S1 ระดับไฮ เอนด์ได้ติดตั้งเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 2/3 นิ้ว และในปี 2013–2014 ทั้ง Sony ( Cyber-shot DSC-RX10 ) และ Panasonic ( Lumix DMC-FZ1000 ) ก็ได้ผลิตกล้องบริดจ์ที่มีเซ็นเซอร์ขนาด 1 นิ้วออกมา

นับตั้งแต่ทศวรรษ 2020 เซ็นเซอร์ของโทรศัพท์มือถือ หลายรุ่น มีขนาดใหญ่กว่ากล้องคอมแพคทั่วไป iPhone 13 ที่วางจำหน่ายในปี 2021 มีขนาดเซ็นเซอร์กล้องหลัก 1/1.9 นิ้ว^{[ 19 ]} เซ็นเซอร์ขนาด 1/1.83 นิ้วของ Nokia N8 (2010) ถือเป็นเซ็นเซอร์ที่ใหญ่ที่สุดในโทรศัพท์มือถือในช่วงปลายปี 2011 Nokia 808 (2012) มีขนาดใหญ่กว่ากล้องคอมแพคด้วยเซ็นเซอร์ขนาด 1/1.2 นิ้ว ความละเอียด 41 ล้านพิกเซล^{[ 20 ]}ขนาดเซ็นเซอร์ 1/2.3 นิ้วและเล็กกว่านั้นพบได้ทั่วไปในเว็บแคมกล้องวิดีโอดิจิทัลและอุปกรณ์ขนาดเล็กอื่นๆ ส่วนใหญ่

เซ็นเซอร์ดิจิทัลขนาดใหญ่ที่สุดในกล้องที่วางจำหน่ายทั่วไปนั้นเรียกว่า " มีเดียมฟอร์แมต " โดยอ้างอิงจากฟิล์มที่มีขนาดใกล้เคียงกัน แม้ว่าฟิล์มมีเดียมฟอร์แมตที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด คือฟิล์ม ขนาด 120ซึ่งมีความกว้าง 6 เซนติเมตร (2.4 นิ้ว) และมักถ่ายภาพเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส แต่ขนาดเซ็นเซอร์ดิจิทัล "มีเดียมฟอร์แมต" ที่พบได้ทั่วไปนั้นมีขนาดประมาณ 48 มิลลิเมตร × 36 มิลลิเมตร (1.9 นิ้ว × 1.4 นิ้ว) ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าเซ็นเซอร์ฟู ลเฟรมของกล้อง DSLR ประมาณสองเท่า

เซ็นเซอร์ CCDที่มีจำหน่ายได้แก่ดิจิทัลแบ็ค P65+ ของPhase One พร้อมเซ็นเซอร์ Dalsaขนาด 53.9 มม. × 40.4 มม. (2.12 นิ้ว × 1.59 นิ้ว) ที่มีความละเอียด 60.5 ล้านพิกเซล^{[ 21 ]} และDSLR "S-System" ของLeica พร้อมเซ็นเซอร์ขนาด 45 มม. × 30 มม. (1.8 นิ้ว × 1.2 นิ้ว) ที่มีความละเอียด 37 ล้านพิกเซล ^{[ 22 ]}ในปี 2010 Pentaxได้เปิดตัว DSLR ขนาดกลาง 645D ความละเอียด 40 ล้าน พิกเซล พร้อมเซ็นเซอร์ CCD ขนาด 44 มม. × 33 มม. (1.7 นิ้ว × 1.3 นิ้ว) ^{[ 23 ]}รุ่นต่อมาของซีรี่ส์ 645 ยังคงใช้เซ็นเซอร์ขนาดเดียวกัน แต่เปลี่ยนจาก CCD เป็นเซ็นเซอร์ CMOS ในปี 2016 Hasselblad ประกาศเปิดตัว X1D กล้อง มิเรอร์เลสขนาดกลาง 50MP พร้อมเซ็นเซอร์ CMOS ขนาด 44 มม. × 33 มม. (1.7 นิ้ว × 1.3 นิ้ว) ^{[ 24 ]} ในช่วงปลายปี 2016 Fujifilmก็ได้ประกาศเปิดตัวFujifilm GFX 50S กล้อง มิเรอร์เลสขนาดกลาง รุ่นใหม่ สู่ตลาด พร้อมเซ็นเซอร์ CMOS ขนาด 43.8 มม. × 32.9 มม. (1.72 นิ้ว × 1.30 นิ้ว) และความละเอียด 51.4MP ^{[ 25 ] [ 26 ]}

ขนาดของเซนเซอร์จะระบุเป็นนิ้ว เนื่องจากในยุคที่เซนเซอร์ภาพดิจิทัลเริ่มแพร่หลายนั้น เซนเซอร์เหล่านี้ถูกนำมาใช้แทนหลอดภาพวิดีโอ หลอดภาพวิดีโอทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1 นิ้วโดยทั่วไปจะมีพื้นที่รับแสงรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดประมาณเส้นทแยงมุม16 มม. ดังนั้นจึงเป็นเซ็นเซอร์ดิจิทัลที่มีขนาดเส้นทแยงมุม 16 มม.เทียบเท่ากับหลอดภาพวิดีโอขนาด 1 นิ้ว ชื่อของเซนเซอร์ดิจิทัลขนาด 1 นิ้ว ควรจะอ่านให้ถูกต้องกว่าคือ "เซนเซอร์เทียบเท่าหลอดภาพวิดีโอขนาดหนึ่งนิ้ว" คำอธิบายขนาดของเซนเซอร์รับภาพดิจิทัลในปัจจุบันคือขนาดเทียบเท่าหลอดภาพวิดีโอ ไม่ใช่ขนาดจริงของเซนเซอร์ ตัวอย่างเช่น เซนเซอร์ขนาด 1 นิ้ว มีขนาดเส้นทแยงมุมเท่ากับ...16 มม . ^{[ 27 ] [ 28 ]}

ขนาดมักแสดงเป็นเศษส่วนของนิ้ว โดยมีเลข 1 อยู่ในตัวเศษ และเลขทศนิยมอยู่ในตัวส่วน ตัวอย่างเช่น 1/2.5 แปลงเป็นเศษส่วนอย่างง่ายได้ เป็น 2/5 หรือเป็นเลขทศนิยมได้เป็น 0.4 ระบบ "นิ้ว" นี้ให้ผลลัพธ์ที่ประมาณ 1.5 เท่าของความยาวเส้นทแยงมุมของเซ็นเซอร์ การวัด " รูป แบบออปติคอล " นี้ย้อนกลับไปถึงวิธีการแสดงขนาดภาพของกล้องวิดีโอที่ใช้กันจนถึงปลายทศวรรษ 1980 โดยอ้างอิงถึงเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของตัวหุ้มแก้วของท่อกล้องวิดีโอเดวิด โพกจากเดอะนิวยอร์กไทมส์กล่าวว่า "ขนาดเซ็นเซอร์จริงนั้นเล็กกว่าที่บริษัทผู้ผลิตกล้องเผยแพร่มาก ประมาณหนึ่งในสาม" ตัวอย่างเช่น กล้องที่โฆษณาว่ามีเซ็นเซอร์ขนาด 1/2.7 นิ้ว ไม่ได้มีเซ็นเซอร์ที่มีเส้นทแยงมุม 0.37 นิ้ว (9.4 มม.) แต่เส้นทแยงมุมจะใกล้เคียงกับ 0.26 นิ้ว (6.6 มม.) มากกว่า^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ]}แทนที่จะเรียกว่า "รูปแบบ" ขนาดของเซ็นเซอร์เหล่านี้มักจะเรียกว่า " ประเภท " เช่น "CCD ประเภท 1/2 นิ้ว"

เนื่องจากรูปแบบเซ็นเซอร์แบบใช้หน่วยนิ้วไม่ได้มีการกำหนดมาตรฐาน ขนาดที่แน่นอนจึงอาจแตกต่างกันไป แต่ขนาดที่ระบุไว้เป็นขนาดทั่วไป^{[ 30 ]}พื้นที่เซ็นเซอร์ที่ระบุไว้ครอบคลุมมากกว่า 1,000 เท่า และเป็นสัดส่วนกับปริมาณแสงสูงสุดที่เป็นไปได้และความละเอียดของภาพ ( ความเร็วเลนส์ เท่ากัน เช่นค่า f-number ต่ำสุด ) แต่ในทางปฏิบัติแล้วไม่ได้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับสัญญาณรบกวนหรือความละเอียดของภาพเนื่องจากข้อจำกัดอื่นๆ ดูการเปรียบเทียบ^{[ 32 ] [ 33 ]}ขนาดรูปแบบฟิล์มก็รวมอยู่ด้วยเพื่อการเปรียบเทียบ ตัวอย่างการใช้งานโทรศัพท์หรือกล้องอาจไม่ได้แสดงขนาดเซ็นเซอร์ที่แน่นอน

• กล้อง DSLR ดิจิทัลฟูลเฟรม
• ขนาดเซ็นเซอร์และมุมมองภาพ
• ระยะโฟกัสเทียบเท่า 35 มม.
• รูปแบบฟิล์ม
• การถ่ายภาพดิจิทัลเทียบกับการถ่ายภาพด้วยฟิล์ม
• รายชื่อกล้องวิดีโอแบบเปลี่ยนเลนส์ที่มีเซ็นเซอร์ขนาดใหญ่
• รายชื่อเซ็นเซอร์ที่ใช้ในกล้องดิจิทัล
• มุมมอง
• ปัจจัยพืชผล
• ขอบเขตการมองเห็น

• เอริค ฟอสซัม: จากโฟตอนสู่บิตและเหนือกว่านั้น: วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของโลกดิจิทัล , 13 ตุลาคม 2554 (วิดีโอการบรรยายบน YouTube)
• โจเซฟ เจมส์: ความเท่าเทียมกันที่ Joseph James Photography
• Simon Tindemans: พารามิเตอร์การถ่ายภาพทางเลือก: แนวทางที่ไม่ขึ้นกับรูปแบบที่ 21stcenturyshoebox
• โหมด ISO สูงของกล้องคอมแพค: แยกแยะข้อเท็จจริงจากคำโฆษณาเกินจริงที่ dpreview.com พฤษภาคม 2550
• ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับกล้องคอมแพคคือเซ็นเซอร์ที่มีความละเอียด 6 ล้านพิกเซลขึ้นไป หรือดีกว่านั้นคือเซ็นเซอร์ที่มีขนาดพิกเซลมากกว่า 3 ไมโครเมตร (ดูรายละเอียดได้ที่ 6mpixel.org)
• [1]ที่ hasselblad.com