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紫邊/紫暈與圖像傳感器的關系

來源:深圳市凱茉銳電子科技有限公司2025-02-11

紫邊肯定是sensor高亮區(qū)域G像素飽和,污染了紅藍未飽和像素,所以在紅藍像素位置呈現(xiàn)出紫色,這個觀點沒錯;但是同一個sensor搭配不同的鏡頭會呈現(xiàn)出‘有無紫邊’或者‘紫邊大小的不同’,所以不能說紫邊跟鏡頭沒有關系。

 

除了紫邊,我們常遇到的還有紫暈(Purple Flare)。

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關于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)了其周圍PD,最終形成彩色光暈,如下圖所示。

微信截圖_20250211161538.png 

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

 

對于在車載或者機器視覺領域,采用RCCB,RYYCy之類CFAsensor的應用,由于C或者Y filter的透明度比G更高,發(fā)生這種Chromatic Flare的機會更大。

 

改善Chromatic Flare的方法既會從光學角度出發(fā):改善鏡頭和模組,也會從sensor pixel設計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。

微信截圖_20250211161550.png

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

微信截圖_20250211161600.png 

那么在sensor選型階段,如何判斷哪一個sensorcrosstalk的能力更好呢?

通過sensorSpectral Characterizaiton可以看到在某入射角度下各個顏色通道像素的QE響應曲線,如下圖所示:

640-1_看圖王.web.jpg

可以看出,在30°入射光條件下,RGGB sensor,加入CGComposite Grid)技術,與再加入BDTI技術的RGB QE曲線。

很明顯后者的R G B QE響應分離度更高,Crosstalk得到了改善。

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