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    行業(yè)資訊

    芯片CRA是什么意思Sensor Cra光學(xué)鏡頭CRA參數(shù)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(guān),還與Sensor的Micro Lens開口布局有關(guān)。因此在做Lens設(shè)計(jì)的時(shí)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(duì)會(huì)更好。

        拍攝鏡頭和傳感器之間的接口是整個(gè)可拍照手機(jī)系統(tǒng)中最重要的接口之一。隨著鏡頭的長(zhǎng)度變得越來越短,光線到達(dá)傳感器像素位置的角度也就會(huì)變得越來越大。每個(gè)像素上都有一個(gè)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(dǎo)致光線損失和像素響應(yīng)降低。

        光線進(jìn)入每一個(gè)像數(shù)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(jìn)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(guān)的 。 

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

         光線進(jìn)入每個(gè)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(jìn)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(guān)的,它們之間的關(guān)系與鏡頭的設(shè)計(jì)有關(guān)。很緊湊的鏡頭都具有很復(fù)雜的CRA模式。如果鏡頭的CRA與傳感器的微鏡頭設(shè)計(jì)不匹配,將會(huì)出現(xiàn)不理想的透過傳感器的光線強(qiáng)度(也就是“陰影”)。通過改變微鏡頭設(shè)計(jì),并對(duì)拍攝到的圖像進(jìn)行適當(dāng)處理,就可以大大降低這種現(xiàn)象。

        改變微鏡頭設(shè)計(jì)可以大大降低陰影現(xiàn)象。然而,在改變微鏡頭設(shè)計(jì)時(shí),必須與鏡頭設(shè)計(jì)者密切配合,以便為各種拍攝鏡頭找到適合的CRA模式。相機(jī)的設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該確保這種技術(shù)合作得以實(shí)現(xiàn),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(shí)現(xiàn)此目標(biāo),美光開發(fā)了相關(guān)的仿真工具和評(píng)價(jià)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(duì)于各種鏡頭設(shè)計(jì)而言,陰影現(xiàn)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(guān)系的。另外,在某些鏡頭設(shè)計(jì)中,鏡頭可能本身就會(huì)阻擋一部分光線(稱為“暈光”),這也會(huì)引起陰影現(xiàn)象。所以,即使微鏡頭設(shè)計(jì)可以最小化短鏡頭的陰影現(xiàn)象,此種現(xiàn)象還是會(huì)多多少少地存在。為了給相機(jī)設(shè)計(jì)者提供額外的校正陰影現(xiàn)象的方法,MT9D111中內(nèi)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(gè)重要參數(shù):

    1.Lens的Image Circle跟Sensor的對(duì)角線; 
    2.Sensor的Pixel Size; 
    3.CRA. 
    這三個(gè)參數(shù)是Lens和Sensor選擇的首要考量的。



    一般在 Sensor data sheet中會(huì)附有全視場(chǎng)CRA參考值,不同sensor廠家有不同的要求,可以按照這個(gè)來做設(shè)計(jì)參考。有的Sensor廠家在公開的數(shù)據(jù)表中不會(huì)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(dāng)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(huì)導(dǎo)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(nèi)。要求高的有2度以內(nèi)  Lens CRA與Sensor CRA不匹配出現(xiàn)偏色的典型例為:OV9655/53/50 Sensor當(dāng)配Lens TTL值在5.0mm以下的決大多數(shù)鏡頭時(shí),仔細(xì)觀察其成像的白色畫面,就可以看出整個(gè)畫面會(huì)有偏色的現(xiàn)象.OVT針對(duì)此問題改善后的Sensor型號(hào)為:OV9656.

    例外Pixelplus從VGA到UXGA的Sensor配多數(shù)鏡頭時(shí)都同樣存在一樣的問題,當(dāng)然此問題的產(chǎn)生很大程度上也與Sensor的制程有關(guān),

    Sensor CRA曲線中,縱軸表示主光線角度,單位是度,橫軸表示視場(chǎng),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(qū)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(duì)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(cuò)誤的理論,現(xiàn)說明一下:  
    1.SENSOR 有一個(gè)CRA值,也就是SENSOR 的MICRO LENS  與光電二極管的位置存在一個(gè)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?yàn)镾ENSOR 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(gè)CRA值,這在LENS設(shè)計(jì)的時(shí)候就是要考慮的內(nèi)容,根據(jù)SENSOR的CRA 值進(jìn)行設(shè)計(jì),偏差在2度以內(nèi)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(rèn)為0度是最佳的,那也是不對(duì)的,只能說與SENSOR 的CRA 越接近越好。


    標(biāo)簽: CRA
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