1.什么是CRA?
CRA的英文全称为Chief Ray Angle,Image Sensor存在CRA的原因为Image Sensor表面的Mirco Lens存在FOV(Field of view),而CRA值的大小则取决于Image Sensor的Micro Lens与硅光电二极管的位置存在一个水平误差值,做成这的的目的是为了能够更好的搭配镜头。
选择匹配的Lens&Image Sensor的CRA,可确保捕获更加准确的光子到硅光电二极管中,从而减少光学串扰。
对于小像素的Image Sensor来说,主光线角已成为重要参数。这是因为光必须通过像素的深度到达像素底部的硅光电二极管,这有助于最大限度地增加正确进入光硅电二极管的光的数量,并减少进入相邻像素的硅光电二极管的光的数量(产生光串扰)。
所以Image sensor在选择镜头时,可以向Image Sensor厂商&镜头厂商索要CRA曲线图进行匹配;一般建议Image Sensor与镜头的CRA角度差控制在+/-3度以内,当然Pixel越小要求越高。
镜头CRA和传感器CRA不匹配的影响:
不匹配导致整个图像的颜色不平衡产生串扰,从而导致信噪比(SNR)的降低;因为CCM需要增加数字增益来补偿光电二极管中的信号损失。
CRA不对应会引起影像不清、有雾、反差度低、颜色变淡、景深变小的等问题。
镜头CRA小于Image Sensor CRA会产生Color shading。
Image Sensor小于镜头CRA会产生Lens shading。
所以要首先保证不出现Color shading,因为Lens shading比Color shading更容易通过调试解决。
从上图可以看出镜头的TTL也是决定CRA角度的关键,TTL越低CRA的角度就越大,所以小像素的Image sensor对于相机系统设计时的镜头CRA匹配也至关重要。
通常,出于各种原因,镜头CRA与Image sensor CRA并不完全匹配。 实验上已经观察到,与弯曲的CRA相比,具有平坦顶部(最小翻转)的镜头CRA曲线更能容忍相机模块的装配变化。
如下图显示平顶和弯曲CRA的示例。
镜头的CRA与Image sensor的CRA相差过大会出现如下图偏色。
镜头的CRA与Image sensor的CRA匹配则图像正常,如下图:
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