前言:在镜头选型时,我们必须关注到的一项重要指标就是 sensor 和 lens 的 CRA 是否匹配,当 sensor 和 lens 的 CRA 不匹配时,就会导致luma shading 或者 color?shading 的出现,对后期成像的效果影响很大,本文主要介绍一下?CRA 的概念?。
1、什么是 CRA ?
sensor?
的效能与?
sensor?
本身的灵敏度,以及与光线入射到?
sensor?
的角度有关。而光线入射到?
sensor pixel?
的角度是由?
Lens?
的?
CRA?
和?
sensor
的
Micro Lens?
开口布局(
sensor
的
CRA
)决定的。
CRA 是?
Chief?Ray Angle?的缩写,意思是主光角。
镜头的传感器一侧,
可以聚焦到像素上的光线的最大角度被定义为一个参数,称为主光角(CRA)
。此角度处的像素响应降低为零度角像素响应(
此时,此像素是垂直于光线的)
的?
80%
。
我们在挑选镜头时会有一个 CRA 的参数,在选择 sensor 时同样有一个 CRA 的参数 (sensor 像素点上有个微透镜,这也是为什么有sensor CRA的原因),选型时镜头和 sensor 的 CRA 参数要尽可能接近(一般不超过 3度)。否则当 lens CRA 大于 Sensor CRA 会出现明显的 color shading,当 lens CAR 小于 Sensor CRA 会出现 luma shading,建议是选择 lens CRA 小于 sensor CRA 的配置,因为luma shading 较 color shading 后端 ISP 更容易处理一些的。
2、为什么 CRA 会导致lu
ma shading?
当 lens CRA 小于 sensor CRA 时,从定义来理解就是,光线从镜头入射到像素上的最大光线角度,要比光线经过 sensor micro lens入射到像素上的最大光线角度要小,但成像光路是 镜头 ---> sensor micro lens --->像素,所以当满足镜头 CRA 入射的光线(也就是光线入射角度的范围是0-CRA,此时是最大的入射光线角度),经过 sensor micro lens 时,micro lens 的 CRA 要更大,这就导致sensor 边缘的像素受光损失,就会出现暗角。
3、为什么 CRA 会导致color
?shading
如上图是 sensor 的内部结构,sensor?上 micro lens 的作用就是聚焦光线,把入射光线引入到正确的像素点上(可以看到当没有 micro lens 时光线垂直入射,边缘的光线是照射不到像素上的),当入射光线的CRA角度超过sensor?的CRA时,就会导致经过R-filter的光线,照到了G像素上,造成像素之前的串扰,出现color shading;
如上图所示,当光线垂直入射(也就是CRA为0时),光线可以正确的入射到像素上,但 Lens 的 CRA 很难是 0,视场范围越大的镜头,其 CRA 值就越大,sensor?上的微镜头要与镜头做匹配,其实就是通过移动微镜头将大角度的入射光线引导到正确的像素上,才能保证图像正常(如图b所示)。所以 sensor micro? lens 能纠正的最大光路角度就是sensor CRA,但当 lens CRA?大于 sensor CRA 时,则 sensor 就无法通过位移 micro lens,矫正全部的大角度入射光线到正确的像素,就会导致 color shading 的出现 。
注:以上是个人目前的理解总结,如有问题,欢迎交流指正。
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