vendredi 29 novembre 2024

Taille des capteur IMX178 et IMX678

Pourquoi seule la diagonale du capteur SONY IMX178/678 est indiquée dans la documentation du capteur, et pas sa hauteur ni sa largeur ? Pourtant certains sites ou logiciels d'astronomie demandent ces informations. Voici comment les calculer (et vérifier)...

 (Update: Décembre 2025: ajout du capteur  IMX678-AAQR) 

Problème 

Comment déduire la taille (Horizontal x Vertical) du capteur connaissant la Diagonale du capteur et son format (Aspect Ratio) ?

Solution 

  1. Pour le IMX178 on a donc un capteur au format 3:2 (1.5) avec une diagonale de 8.92 mm. Nous avons deux données (format et diagonale) que l'on peut relier aux deux inconnues (H, V) ainsi :

Format= 3/2 = H/V                 (dans la doc)
Diag = 
8.92 =sqrt(V² + H²)        (doc + Pythagore)

On développe l'expression donnant la diagonale en remplaçant H par V*3/2 :

Diag = sqrt(V² + H²)      = sqrt(V² + (V*3/2)²)
     = sqrt(V² + V²*2.25) = V * sqrt(1+2.25) = V * sqrt(3.25)
     = V * 1.803

==> V = Diag/1.803 = 8.92 / 1.803 = 4.95 mm
==> H = V*3/2 = 7.42 mm

👉 Les dimensions du capteur IMX178-LQJ sont : H x V = 7.42 mm x 4.95 mm

  • Pour le capteur IMX678 les données de départs sont: Diag=8.86mm et format16:9 (1.777)
    Avec la même méthode que ci-dessus on trouve que
    👉 Les dimensions du capteur IMX678-AAQR sont : H x V =  7.72 mm x 4.34 mm

Vérifications 

  • Pour le capteur IMX178 on peut vérifier que Diag = sqrt(V² + H²) = sqrt(4.95² + 7.42²) = 8.919 mm
    Pour 8.92 mm annoncé.

    La résolution effective  du capteur IMX178 étant de (3096 x 2080) on peut aussi vérifier la dimension des pixels (les photo-sites pour être précis) donné par Sony :

7.42 mm / 3096 pixel = 2.39 µm/pixel
4.95 mm / 2080 pixel = 2.37 µm/pixel

Ce qui correspond au 2.4 µm annoncé par Sony.

  • Pour le capteur IMX178 on peut vérifier que Diag = sqrt(V² + H²) = sqrt(4.34² + 7.72²) = 8.856 mm
    Pour 8.86 mm
     annoncé.

    La résolution effective du capteur IMX678 étant de de (3856 × 2180) on peut aussi vérifier la dimension des pixels (les photo-sites pour être précis) donné par Sony :

7.72 mm / 3856 pixel = 2.00 µm/pixel
4.34 mm / 
2180 pixel = 1.99 µm/pixel

Ce qui correspond au 
2.0 µm annoncé par Sony.

 

Notes: Diagonale (et Type)

  • Si on connaît H et V on en déduit l'aspect  Ratio=H/V et la Diagonale=sqrt(V²+H²)

  •  Si on connaît la Diagonale et l'aspect Ratio on calcule V=Diag/sqrt(1+R²) puis on déduit H=V*R
    (c'est ce que nous avons fait ci-dessus)

Si on peut tout calculer avec H et V pourquoi donner la Diagonale (et le Type?

La Diagonale est une caractéristique très importante d'un capteur car elle donne le diamètre du cercle couvrant le capteur, ce qui est un paramètre fondamental pour la conception de l'optique qui sera mise devant de capteur. La surface du cercle doit être exempte d’aberrations, en particulier du vignetage qui a pour effet d'assombrir les coins. Le prix de l'optique va beaucoup dépendre de la diagonale c'est à dire du diamètre du cercle. L'aspect Ratio du capteur dans le cercle n'est pas très important pour le design de l'optique.

Note: Ce que Sony appelle le  'Type' est en fait le 'Format Type'.  

Pour le Type les choses sont moins évidentes. Il semble que cette information remonte aux tubes vidicon utilisés dans les caméras cathodiques. Le Type, bien qu'un nombre, serait plus une taille comme les vêtement (S, M, L, XL) qu'une véritable mesure. Il serait proportionnel à la diagonale (dpreview) et donnerait le type, ou la famille, du tube utilisé pour contenir le capteur cathodique. Pour un capteur CMOS le Type dépend peut être de la taille du chip, ou de la taille de la fenêtre sur le chip ?...