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镜头CRA角与什么参数有关

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  • TA的每日心情
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    发表于 2020-4-28 20:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 迷途羔羊 于 2020-4-29 11:15 编辑

    网上关于镜头CRA角的资料很少,我想问下镜头的CRA角与什么有关,怎么来计算它?
    我们要限制CRA角,我怎么知道我的这个镜头能不能做到这么小的CRA角呢,难道直接用操作数去优化,优化不出来就是达不到吗?




    CRA is the term used primarily for the image sensors that have a microlens array on them (to eliminate the gaps between the physical pixels). Typically, the pitch of the lenslets is changing, so that the lenslets near the edges of the sensor are shifted closer to the center of the sensor (the pitch decreases).Field of view is the term describing the system containing the imaging lens and the sensor. On a very basic level, it is the whole angle (in the object space) spanned by the imaging array.If there were no lenslet array, then the edge pixels would define the FOV (just draw the two extreme chief rays - the rays passing through the center of the pupils and hitting centers of the edge pixels - and find the angle between them). With the lenslet array, the situation is changed (but only very slightly)If the imaging lens were designed exactly for the sensor specifications, then the FOV would be directly connnected to CRA (FOV = 2*CRA). In real life it is not really possible, and the relation is approx



    这是我在网上找到的关于CRA计算的资料,但这个说的不大确定,具体该怎么计算CRA角呢?各位大佬,注意审题,我知道zemax,CV里面操作数可以限制优化CRA,我请教的是如何计算CRA,我需要提前知道什么样的参数能够做到多大的CRA,谢谢




    补充内容 (2020-5-8 11:38):
    我已经联系版主删掉本帖子了,大家不用再回复了,感谢各位
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    发表于 2020-4-28 22:12 | 显示全部楼层

    可设置曲率求解,可见与曲率相关。如何计算,应用光学里应该有吧,一般,镜头CRA要与探测器的CRA相匹配。



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    发表于 2020-4-29 09:26 | 显示全部楼层
    镜头CRA角度和所选芯片的CRA角度有关,两者差值在±2°左右,,CV里面有对应的操作数(AOI)直接控制每个视场的CRA。
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    发表于 2020-4-29 09:39 | 显示全部楼层



    这里应该可以限制

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  • TA的每日心情
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    发表于 2020-4-29 09:42 | 显示全部楼层
    这是我之前收集的资料:
    Sensor接收光能的效应与Sensor本身有关,但是还与入射到Sensor上的光线角度有很大关系。在原来的感光胶片上CRA与照度有关,而如果在CMOS或CCD Sensor上光能的接受效率不仅与CRA有关,还与Sensor的Micro Lens开口布局有关。因此在做Lens设计的时候CRA要尽量符合Sensor厂家提供的CRA参考值,这样才能和他们的Sensor布局相配合,提高光能接收效率,摄像头成像相对会更好。

          拍摄镜头和传感器之间的接口是整个可拍照手机系统中最重要的接口之一。随着镜头的长度变得越来越短,光线到达传感器像素位置的角度也就会变得越来越大。每个像素上都有一个微镜头。微镜头的主要功能就是将来自不同角度的光线聚焦在此像素上。然而,随着像素位置的角度越来越大,某些光线将无法聚焦在像素上,从而导致光线损失和像素响应降低。

        光线进入每一个像数的角度将依赖于该像素所处的位置,镜头轴心线附近的光线将以接近零角度进入像素中随着它与轴心线的距离曾大,角度也变大.CRA与像素在传感器中的位置是相关的 。

        从镜头的传感器一侧,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)。对于主光角的一般性定义是: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%。

         光线进入每个像素的角度将依赖于该像素所处的位置。镜头轴心线附近的光线将以接近零度的角度进入像素中。随着它与轴心线的距离增大,角度也将随之增大。 CRA与像素在传感器中的位置是相关的,它们之间的关系与镜头的设计有关。很紧凑的镜头都具有很复杂的CRA模式。如果镜头的CRA与传感器的微镜头设计不匹配,将会出现不理想的透过传感器的光线强度(也就是“阴影”)。通过改变微镜头设计,并对拍摄到的图像进行适当处理,就可以大大降低这种现象。

        改变微镜头设计可以大大降低阴影现象。然而,在改变微镜头设计时,必须与镜头设计者密切配合,以便为各种拍摄镜头找到适合的CRA模式。相机的设计工程师应该确保这种技术合作得以实现,并确保传感器与镜头CRA特性可以很好地匹配。为确保成功实现此目标,美光开发了相关的仿真工具和评价工具。

         由于光线是沿着不同的角度入射到传感器上的,因此对于各种镜头设计而言,阴影现象都是固有的。“cos4定律”说明,减少的光线与增大角度余弦值的四次方是成比例关系的。另外,在某些镜头设计中,镜头可能本身就会阻挡一部分光线(称为“晕光”),这也会引起阴影现象。所以,即使微镜头设计可以最小化短镜头的阴影现象,此种现象还是会多多少少地存在。为了给相机设计者提供额外的校正阴影现象的方法,MT9D111中内嵌的图像处理器包含了阴影校正功能,它是为某些特定镜头而定制的。


    Lens和Sensor搭配的三个重要参数:
    1.Lens的Image Circle跟Sensor的对角线;
    2.Sensor的Pixel Size;
    3.CRA.

    一般在 Sensor data sheet中会附有全视场CRA参考值,不同sensor厂家有不同的要求,可以按照这个来做设计参考。有的Sensor厂家在公开的数据表中不会show出来,但可以跟他们索取。一般要求LENS和SENSOR的CRA曲线误差在+/-2度,当然还有其他方面,这也是我也想了解的。

        其匹配的原则为 Lens的CRA值一定要小于Sensor的Micro Lens CRA值,否则将会导致成像照度或色彩问题. 镜头CRA小于SENSOR CRA  或者镜头CRA与SENSOR CRA 接近是最好的 ,镜头CRA和芯片CRA一般三度以内。要求高的有2度以内  Lens CRA与Sensor CRA不匹配出现偏色的典型例为:OV9655/53/50 Sensor当配Lens TTL值在5.0mm以下的决大多数镜头时,仔细观察其成像的白色画面,就可以看出整个画面会有偏色的现象.OVT针对此问题改善后的Sensor型号为:OV9656.

    例外Pixelplus从VGA到UXGA的Sensor配多数镜头时都同样存在一样的问题,当然此问题的产生很大程度上也与Sensor的制程有关,

    Sensor CRA曲线中,纵轴表示主光线角度,单位是度,横轴表示视场,有两种表示方式,一种是以百分比表示,Sensor最大有效成像高度为100%,一般以10%依次区分.一种是直接以mm为单位,依次表示从Sensor中心到最大成像高度位置.
    Sensor的最大有效成像高度为Sensor有效成像面(对角线)的一半.
    Zemax可同Raid操作数查看。
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     楼主| 发表于 2020-4-29 10:11 | 显示全部楼层
    古月 发表于 2020-4-28 22:12
    可设置曲率求解,可见与曲率相关。如何计算,应用光学里应该有吧,一般,镜头CRA要与探测器的CRA相匹配。 ...

    这些我都知道怎么操作,我是想知道怎么计算的?我怎么确定我这个结构能不能做到这个CRA角呢,难道我每个初始结构都要上去用zemax试一试

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     楼主| 发表于 2020-4-29 10:13 | 显示全部楼层
    cshlovech 发表于 2020-4-29 09:26
    镜头CRA角度和所选芯片的CRA角度有关,两者差值在±2°左右,,CV里面有对应的操作数(AOI)直接控制每个视 ...

    我知道怎么设计,注意审题,我的问题是在设计之前怎么计算这个初始结构能做到要求的CRA,难道我啥都不管,直接上去用操作数限制,做不到就换下一个结构吗?
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     楼主| 发表于 2020-4-29 10:14 | 显示全部楼层
    copland 发表于 2020-4-29 09:39
    这里应该可以限制

    不想再回复了,我的问题是怎么计算,而不是zemax怎么限制,谢谢回复
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    发表于 2020-4-30 11:50 | 显示全部楼层
    小伙计你是厉害的,我是在这个论坛里面第一次见问问题然后暴躁的把回答问题的人怼一顿,然后趾高气扬的说一些: 注意审题! 不想回复了等等的话。  

    这些工程师也不是欠你钱嘛或者拿你工资嘛,需要这么怼吗
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    发表于 2020-4-30 15:18 | 显示全部楼层
    623641274 发表于 2020-4-30 11:50
    小伙计你是厉害的,我是在这个论坛里面第一次见问问题然后暴躁的把回答问题的人怼一顿,然后趾高气扬的说一 ...

    他确实有点迷途,哈哈
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