什么是 CRA ?

Posted 2023-03-03

参考技术A 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 。

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。

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。

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c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。

参考： https://blog.csdn.net/huddheaven/article/details/52300262

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