工业相机的靶面（Sensor Format 或 Image Sensor Size）指的是相机内部图像传感器（CMOS 或 CCD）感光区域的物理尺寸。它是工业相机的一个核心参数，直接影响成像系统的视野、分辨率匹配、镜头选择等多个关键方面。

简单理解： 就像传统胶卷相机的“底片”大小一样，靶面就是数字相机的“电子底片”的实际大小。

如何计算靶面尺寸？

靶面尺寸通常用以下方式表示和计算：

直接尺寸（单位：mm）：

• 这是最直接和精确的方式，通常表示为 宽度(W) x 高度(H)，单位是毫米（mm）。

• 计算原理：

• 靶面尺寸 = 单个像素尺寸 x 该方向上的有效像素数

• 宽度 (W) = 像元尺寸 (μm) * 水平有效像素数 (H_pixels) / 1000 (将μm转换为mm)

• 高度 (H) = 像元尺寸 (μm) * 垂直有效像素数 (V_pixels) / 1000

• 举例： 一个相机像元尺寸是 3.45μm x 3.45μm，分辨率是 2448 x 2048。

• 宽度 W = 3.45 μm * 2448 / 1000 = 8.4456 mm ≈ 8.45 mm

• 高度 H = 3.45 μm * 2048 / 1000 = 7.0656 mm ≈ 7.07 mm

• 因此该相机的靶面尺寸约为 8.45mm x 7.07mm。

光学格式（单位：英寸 "）：

• 这是历史沿袭下来的表示法（源自早期的摄像管），用英寸表示，并带有引号（如 1/1.8", 1/2.5", 1", 2/3" 等）。

• 关键点： 这个英寸数并不是传感器的实际对角线长度！它是一个“光学格式”代号。实际对角线长度大约是标称值的 2/3。

• 计算实际对角线尺寸（近似）：

• 实际对角线长度 (mm) ≈ 光学格式标称值 (英寸) * 16 mm

• 为什么是16？ 这是历史约定俗成的转换系数（1英寸光学格式对应的实际对角线约为16mm）。

• 举例：

• 标称 1" 靶面：实际对角线 ≈ 1 * 16mm = 16mm

• 标称 2/3" 靶面：实际对角线 ≈ (2/3) * 16mm ≈ 10.67mm

• 标称 1/1.8" 靶面：实际对角线 ≈ (1/1.8) * 16mm ≈ 8.89mm

• 注意： 不同制造商、不同时期对同一标称格式（如1/1.8"）的传感器，其精确尺寸可能略有差异。因此，对于关键应用，务必查阅相机的详细规格书（Datasheet） 获取精确的宽高尺寸（单位mm）。

对角线长度（单位：mm）：

• 有时也会直接给出传感器的对角线长度（mm）。知道对角线长度和宽高比（通常为 4:3， 3:2 或 1:1），可以推算出宽度和高度（利用勾股定理）。

靶面尺寸决定了哪些关键因素？

视野（FoV）：

• 这是最直接、最重要的影响。在相同的工作距离（WD） 和 镜头焦距（f） 下，靶面越大，能看到的视野范围（FoV）就越宽。

与镜头的匹配（兼容性）：

• 镜头像场（Image Circle）： 镜头设计时能清晰成像的最大圆形区域直径。镜头的像场直径必须大于或等于相机靶面的对角线长度，否则图像边缘会出现严重的暗角（Vignetting）和分辨率下降。

• 选型原则： 选择的镜头必须标明其支持的最大传感器格式（例如，“Designed for 1" sensor", "Compatible up to 2/3" sensor")，且这个值应大于或等于你相机的靶面尺寸（光学格式或实际对角线）。给大靶面相机配小像场镜头会导致边缘成像差。

分辨率与像素密度的权衡：

• 在相同的像素分辨率（如 500万像素） 下：

• 靶面越大，单个像素尺寸通常也越大（或者可以做得更大）。

• 靶面越小，单个像素尺寸通常越小（或者必须做得很小才能达到高分辨率）。

• 影响：

• 大靶面+大像素： 通常具有更好的低照度性能（感光能力更强）和动态范围，噪点控制可能更好。但相机体积和成本可能更高。

• 小靶面+小像素： 可以在更小的物理空间内实现高分辨率，相机更紧凑、成本可能更低。但对镜头分辨率（MTF）要求极高，低照度性能和动态范围可能受限，更容易出现噪点。

景深（Depth of Field - DoF）：

• 在相同光圈值（f/#）和相同视野（FoV） 下（这意味着需要更换不同焦距的镜头来保证FoV相同）：
  

• 使用大靶面相机通常需要搭配更长焦距的镜头来获得与小靶面相机相同的视野。

• 景深与焦距平方成反比。 因此，使用更长焦距镜头的大靶面相机，在相同光圈和相同FoV下，其景深会更浅（背景虚化更明显）。

• 如果保持相同焦距和光圈，那么大靶面相机视野更大，但其景深与小靶面相机在相同焦距光圈下（视野更小）的景深理论上是相同的。但实际应用中，为了获得特定视野，靶面大小直接影响所需镜头焦距，从而间接影响景深。

对镜头分辨率的要求：

• 为了充分利用相机传感器的分辨率，镜头在对应的空间频率（由像素尺寸决定）下的调制传递函数（MTF）必须足够高。像素尺寸越小（意味着要达到高分辨率，靶面可以小也可以大，但像素密度高），对镜头的分辨率要求就越苛刻。小靶面高分辨率相机需要非常锐利的镜头。