レンズ主光線角とは、光軸とレンズ主光線との間の角度です。レンズ主光線とは、光学系の絞りを通過し、入射瞳中心と物点を結ぶ線を通る光線です。イメージセンサーにCRAが存在する理由は、イメージセンサー表面のマイクロレンズにFOV（視野）があり、CRAの値はイメージセンサーのマイクロレンズとシリコンフォトダイオードの位置との間の水平誤差値に依存するためです。レンズをより良くマッチングさせるためです。
レンズ主光線角度
レンズとイメージセンサーの一致する CRA を選択すると、シリコンフォトダイオードへの光子のより正確なキャプチャが保証され、光クロストークが低減されます。
小さなピクセルを持つイメージセンサーでは、主光線角度が重要なパラメータとなっています。これは、光がピクセルの奥深くまで透過してピクセル下部のシリコンフォトダイオードに到達する必要があるためです。主光線角度は、フォトダイオードに直接入射する光量を最大化し、隣接するピクセルのシリコンフォトダイオードに入射する光量を低減します（光学クロストークの発生）。
したがって、イメージセンサーがレンズを選択するときは、イメージセンサーメーカーとレンズメーカーにマッチングのための CRA 曲線を問い合わせることができます。一般的に、イメージセンサーとレンズの CRA 角度の差は +/-3 度以内に制御することが推奨されますが、もちろんピクセルが小さいほど、要件は高くなります。
レンズ CRA とセンサー CRA の不一致の影響:
不一致によりクロストークが発生し、画像全体の色の不均衡が生じ、信号対雑音比 (SNR) が低下します。これは、CCM ではフォトダイオードでの信号損失を補うためにデジタル ゲインの増加が必要になるためです。
レンズCRAとセンサーCRAの不一致の影響
CRA が対応していないと、画像がぼやける、霧が出る、コントラストが低くなる、色あせする、被写界深度が浅くなるなどの問題が発生します。
レンズの CRA がイメージセンサーの CRA よりも小さいため、色むらが生じます。
イメージセンサーがレンズの CRA より小さい場合、レンズシェーディングが発生します。
したがって、レンズ シェーディングはカラー シェーディングよりもデバッグで解決しやすいため、まずカラー シェーディングが表示されないようにする必要があります。
イメージセンサーとレンズCRA
上の図からわかるように、レンズのTTLもCRA角度を決定する鍵となります。TTLが低いほど、CRA角度は大きくなります。したがって、カメラシステムを設計する際には、小さなピクセルを持つイメージセンサーもレンズのCRAマッチングに非常に重要です。
レンズのCRAは、様々な理由により、イメージセンサーのCRAと完全に一致しないことがよくあります。実験的に、レンズのCRA曲線が平坦な（最小の反転）形状であれば、湾曲したCRAよりもカメラモジュールの組み立てばらつきに対する耐性が高いことが確認されています。
レンズのCRAは、さまざまな理由により、イメージセンサーのCRAと完全には一致しません。
以下の画像は、フラット トップ CRA と湾曲 CRA の例を示しています。
フラットトップCRAと湾曲CRAの例
レンズの CRA がイメージセンサーの CRA と大きく異なる場合、下の図のように色かぶりが発生します。
色かぶりが現れる
投稿日時: 2023年1月5日
