芯片CRA是什么意思Sensor Cra光學鏡頭CRA參數的含義解釋

2022-07-02 20:12:05 MetInfo

    如果在CMOS或CCD Sensor上光能的接受效率不僅與CRA有關，還與Sensor的Micro Lens開口布局有關。因此在做Lens設計的時候CRA要盡量符合Sensor廠家提供的CRA參考值，這樣才能和他們的Sensor布局相配合，提高光能接收效率，攝像頭成像相對會更好。

    拍攝鏡頭和傳感器之間的接口是整個可拍照手機系統中最重要的接口之一。隨著鏡頭的長度變得越來越短，光線到達傳感器像素位置的角度也就會變得越來越大。每個像素上都有一個微鏡頭。微鏡頭的主要功能就是將來自不同角度的光線聚焦在此像素上。然而，隨著像素位置的角度越來越大，某些光線將無法聚焦在像素上，從而導致光線損失和像素響應降低。

    光線進入每一個像數的角度將依賴于該像素所處的位置，鏡頭軸心線附近的光線將以接近零角度進入像素中隨著它與軸心線的距離曾大，角度也變大.CRA與像素在傳感器中的位置是相關的 。 

    從鏡頭的傳感器一側，可以聚焦到像素上的光線的最大角度被定義為一個參數，稱為主光角(CRA)。對于主光角的一般性定義是：此角度處的像素響應降低為零度角像素響應(此時，此像素是垂直于光線的)的80%。

     光線進入每個像素的角度將依賴于該像素所處的位置。鏡頭軸心線附近的光線將以接近零度的角度進入像素中。隨著它與軸心線的距離增大，角度也將隨之增大。 CRA與像素在傳感器中的位置是相關的，它們之間的關系與鏡頭的設計有關。很緊湊的鏡頭都具有很復雜的CRA模式。如果鏡頭的CRA與傳感器的微鏡頭設計不匹配，將會出現不理想的透過傳感器的光線強度(也就是“陰影”)。通過改變微鏡頭設計，并對拍攝到的圖像進行適當處理，就可以大大降低這種現象。

    改變微鏡頭設計可以大大降低陰影現象。然而，在改變微鏡頭設計時，必須與鏡頭設計者密切配合，以便為各種拍攝鏡頭找到適合的CRA模式。相機的設計工程師應該確保這種技術合作得以實現，并確保傳感器與鏡頭CRA特性可以很好地匹配。為確保成功實現此目標，美光開發了相關的仿真工具和評價工具。

     由于光線是沿著不同的角度入射到傳感器上的，因此對于各種鏡頭設計而言，陰影現象都是固有的。“cos4定律”說明，減少的光線與增大角度余弦值的四次方是成比例關系的。另外，在某些鏡頭設計中，鏡頭可能本身就會阻擋一部分光線(稱為“暈光”)，這也會引起陰影現象。所以，即使微鏡頭設計可以最小化短鏡頭的陰影現象，此種現象還是會多多少少地存在。為了給相機設計者提供額外的校正陰影現象的方法，MT9D111中內嵌的圖像處理器包含了陰影校正功能，它是為某些特定鏡頭而定制的。


Lens和Sensor搭配的三個重要參數：

1.Lens的Image Circle跟Sensor的對角線； 
2.Sensor的Pixel Size; 
3.CRA. 
這三個參數是Lens和Sensor選擇的首要考量的。



一般在 Sensor data sheet中會附有全視場CRA參考值，不同sensor廠家有不同的要求，可以按照這個來做設計參考。有的Sensor廠家在公開的數據表中不會show出來，但可以跟他們索取。一般要求LENS和SENSOR的CRA曲線誤差在+/-2度，當然還有其他方面，這也是我也想了解的。

    其匹配的原則為 Lens的CRA值一定要小于Sensor的Micro Lens CRA值,否則將會導致成像照度或色彩問題. 鏡頭CRA小于SENSOR CRA  或者鏡頭CRA與SENSOR CRA 接近是最好的 ，鏡頭CRA和芯片CRA一般三度以內。要求高的有2度以內  Lens CRA與Sensor CRA不匹配出現偏色的典型例為:OV9655/53/50 Sensor當配Lens TTL值在5.0mm以下的決大多數鏡頭時,仔細觀察其成像的白色畫面,就可以看出整個畫面會有偏色的現象.OVT針對此問題改善后的Sensor型號為:OV9656.

例外Pixelplus從VGA到UXGA的Sensor配多數鏡頭時都同樣存在一樣的問題,當然此問題的產生很大程度上也與Sensor的制程有關，

Sensor CRA曲線中,縱軸表示主光線角度,單位是度,橫軸表示視場,有兩種表示方式,一種是以百分比表示,Sensor最大有效成像高度為100%,一般以10%依次區分.一種是直接以mm為單位,依次表示從Sensor中心到最大成像高度位置. 
Sensor的最大有效成像高度為Sensor有效成像面(對角線)的一半. 

說明一下 LENS 和SENSOR CRA 搭配是很主要，但目前流傳的說法中有一些錯誤的理論，現說明一下：   1.SENSOR 有一個CRA值，也就是SENSOR 的MICRO LENS  與光電二極管的位置存在一個水平誤差，并不在一條直線上，做成這樣有一定的目的，按通常的做法，因為SENSOR 的MICRO LENS 與光電二極管之間存在一定的距離，這樣的做的目的也是為了好搭配LENS。   2.LENS 也存在一個CRA值，這在LENS設計的時候就是要考慮的內容，根據SENSOR的CRA 值進行設計，偏差在2度以內為佳，太大了，容易造成受光不足和偏色。   3.并不是LENS CRA 越小越好，有人認為0度是最佳的，那也是不對的，只能說與SENSOR 的CRA 越接近越好。