最近有朋友提出Purple Fringe的成因問(wèn)題——主要是Lens的原因，還是主要是sensor的原因？

在大話成像技術(shù)論壇上有一些網(wǎng)友貢獻(xiàn)了他們的經(jīng)驗(yàn)。

光學(xué)工程師Dming999的觀點(diǎn)是Purple Fringe與鏡頭色差強(qiáng)相關(guān)，與sensor弱相關(guān)。鏡頭656-430nm的色差如果控制的好，會(huì)比較大概率減小紫邊。

boost1995提供了Imatest的說(shuō)法，imatest認(rèn)為Purple Finge與鏡頭無(wú)關(guān)，是因?yàn)閟ensor的高飽和像素溢出到周?chē)达柡偷南袼匚恢脤?dǎo)致的。

我個(gè)人不完全同意Imatest的觀點(diǎn)。首先紫邊肯定是sensor高亮區(qū)域G像素飽和，而紅藍(lán)像素未飽和，所以才呈現(xiàn)出紫色，這個(gè)觀點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)；但是同一個(gè)sensor搭配不同的鏡頭會(huì)呈現(xiàn)出‘有無(wú)紫邊’或者‘紫邊大小的不同’，所以不能說(shuō)紫邊跟鏡頭沒(méi)有關(guān)系。最終圖像的紫邊也跟ISP的圖像處理算法有關(guān)，當(dāng)然我們現(xiàn)在討論的是原生圖像，所以跟ISP的關(guān)系先不做討論。

除了紫邊，我們常遇到的還有紫暈（Purple Flare)。

關(guān)于Purple Flare的成因比較確定，包括鏡頭/模組內(nèi)部的光線反射，雜波散射，光圈邊緣的散射，鏡頭的roughness以及模組內(nèi)的灰塵都是產(chǎn)生Purple Flare的因素。各種因素導(dǎo)致高角度入射光不僅激發(fā)了正確位置的PhotoDiode，也激發(fā)了其周?chē)鶳D，最終形成彩色光暈，如下圖所示。

這也就是所謂的Optical Crosstalk。為什么大多Chromatic Flare都呈現(xiàn)為紫色呢？這是因?yàn)閷?duì)RGGB CFA而言，G通道的color filter比R，B通道的color filter透明度更高，因此高角入射光線可以相對(duì)更多穿過(guò)G filter被R，B對(duì)應(yīng)像素吸收。這樣就會(huì)導(dǎo)致這些位置的R/G,B/G ratio比那些正常位置的數(shù)值更高，經(jīng)過(guò)白平衡，CCM之后在最終圖像上呈現(xiàn)出紫色/粉色的光暈。

對(duì)于在車(chē)載或者機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域，采用RCCB，RYYCy之類(lèi)CFA的sensor的應(yīng)用，由于C或者Y filter的透明度比G更高，發(fā)生這種Chromatic Flare的機(jī)會(huì)更大。

改善ChromaticFlare的方法既會(huì)從光學(xué)角度出發(fā)：改善鏡頭和模組，也會(huì)從sensor pixel設(shè)計(jì)的角度盡量隔絕光線的Crosstalk。

比如加入金屬隔離墻（Separation Gird），隔離高角度光的Crosstalk，如下圖。

或者采用deep trench isolation（DTI)，也就是在像素更深的位置裝金屬以隔絕光線Crosstalk，下圖為backsidedeep trench isolation。

那么在sensor選型階段，如何判斷哪一個(gè)sensor抗crosstalk的能力更好呢？

通過(guò)sensor的Spectral Characterizaiton可以看到在某入射角度下各個(gè)顏色通道像素的QE響應(yīng)曲線，如下圖所示：

可以看出，在30°入射光條件下，RGGB sensor，加入CG（Composite Grid）技術(shù)，與再加入BDTI技術(shù)的RGB QE曲線。

很明顯后者的R G B QE響應(yīng)分離度更高，Crosstalk得到了改善。

原文標(biāo)題：紫邊/紫暈與圖像傳感器的關(guān)系

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