介紹一下CRA主光角測(cè)試的重要性

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、汽車、工業(yè)級(jí)等眾多新領(lǐng)域?qū)π滦透唠A相機(jī)模塊的需求日益增長(zhǎng)，目前在索尼攜手臺(tái)積電沖刺商機(jī)的市場(chǎng)背景下，豪威、安森美等圖傳感器供應(yīng)商也加大追單，使得近期不論高/中/低階CMOS圖像傳感器元件（CIS）都呈現(xiàn)缺貨狀態(tài)。同時(shí)，5G時(shí)代的來(lái)臨也加快了機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的引入，并逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工檢測(cè)方法，因此，模組廠商對(duì)于相機(jī)鏡頭在靈敏度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的制造要求越來(lái)越高。

今天，我們來(lái)介紹影響鏡頭模組相對(duì)照度的重要因素之一——CRA主光線角度（Chief Ray Angle）。

在相機(jī)鏡頭光學(xué)特性參數(shù)設(shè)定中，由于光線進(jìn)入各個(gè)單像素的角度不一樣，因此在每個(gè)單像素上表面增加了一個(gè)微透鏡修正光線角度，使光線垂直進(jìn)入感光元件表面，這就是芯片CRA的概念，它需要與鏡頭的CRA保持在一點(diǎn)的偏差范圍內(nèi)。

通常來(lái)講，Sensor的效能與Sensor本身的靈敏度和光線入射的角度有關(guān)。而光線入射到Sensor pixel的角度是由Lens的CRA和Sensor的Micro Lens開(kāi)口布局（Sensor的CRA）共同決定的。

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)的80%。

講完CRA的原理之后，接下來(lái)我們介紹一下CRA 主光角測(cè)試的重要性。

首先觀察這張圖，我們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)事情：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，做成這樣的目的是什么呢？

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，這樣做的目的也是為了方便搭配Lens。此外，Lens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)，一般建議Sensor與Lens的CRA角度差控制在±2~3度以內(nèi)，并不是Lens的CRA值越小越好，而是與Sensor的CRA值越接近越好。

此時(shí)應(yīng)注意：

1. 當(dāng)Pixel的尺寸越來(lái)越小時(shí)，即分辨率越高, 邊緣的Pixel越容易受到影響；

2. 當(dāng)CCM的尺寸越來(lái)越小時(shí)，即Lens的距離變短，CRA的角度影響變大。

鏡頭CRA與芯片不匹配可能會(huì)產(chǎn)生的影響：

- 不能確保可以準(zhǔn)確的捕獲光子到硅光電二極管中；

- 會(huì)導(dǎo)致信噪比(SNR)的降低 (顏色不平衡產(chǎn)生干擾)；

- 圖像不清、有霧、反差度低、顏色變淡、景深變小。

CRA 匹配的影響：

- 鏡頭CRA過(guò)小于芯片的CRA時(shí)，會(huì)出現(xiàn)暗角，芯片邊緣受光不足，也就是鏡頭的陰影Lens Shading；

- 鏡頭CRA過(guò)大于芯片的CRA時(shí)，光線會(huì)折射到周邊的圖元pixel上，導(dǎo)致圖元間出現(xiàn)干擾，即色彩陰影Color shading，特別是在圖像四周更為顯著。

CRA作為鏡頭光學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的一個(gè)不可或缺的指標(biāo)，它的重要性不言而喻。因此，市場(chǎng)亟需加強(qiáng)對(duì)鏡頭模組產(chǎn)品的測(cè)試要求。

面對(duì)嚴(yán)苛的市場(chǎng)需求，光焱科技重磅推出智慧終端高階相機(jī)晶片檢測(cè)儀SG-A設(shè)備新產(chǎn)品，該款產(chǎn)品遵循EMVA1288圖像傳感器與相機(jī)光電性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)圖像傳感器芯片市場(chǎng)需求進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)設(shè)計(jì)，它具備以下功能特點(diǎn)：

高階相機(jī)晶片檢測(cè)儀SG-A設(shè)備測(cè)量參數(shù)范圍：
- Quantum efficiency
- Overall system gain
- Temporal dark noise
- Signal-to–noise ratio
- Absolute sensitivity threshold
- Saturation capacity
- Dynamic range
- Spatial nonuniformity (DSNU, PRNU)
- Linearity error
- CRA
- Integration
- Calibration

高階相機(jī)晶片檢測(cè)儀SG-A設(shè)備的需求定位：

高階相機(jī)晶片檢測(cè)儀SG-A設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域：