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

在大話成像技術論壇上有一些網友貢獻了他們的經驗。

光學工程師Dming999的觀點是Purple Fringe與鏡頭色差強相關，與sensor弱相關。鏡頭656-430nm的色差如果控制的好，會比較大概率減小紫邊。

boost1995提供了Imatest的說法，imatest認為Purple Finge與鏡頭無關，是因為sensor的高飽和像素溢出到周圍未飽和的像素位置導致的。

我個人不完全同意Imatest的觀點。首先紫邊肯定是sensor高亮區域G像素飽和，而紅藍像素未飽和，所以才呈現出紫色，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。最終圖像的紫邊也跟ISP的圖像處理算法有關，當然我們現在討論的是原生圖像，所以跟ISP的關系先不做討論。

除了紫邊，我們常遇到的還有紫暈（Purple Flare)。

關于Purple Flare的成因比較確定，包括鏡頭/模組內部的光線反射，雜波散射，光圈邊緣的散射，鏡頭的roughness以及模組內的灰塵都是產生Purple Flare的因素。各種因素導致高角度入射光不僅激發了正確位置的PhotoDiode，也激發了其周圍PD，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都呈現為紫色呢？這是因為對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更多穿過G filter被R，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值更高，經過白平衡，CCM之后在最終圖像上呈現出紫色/粉色的光暈。

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

改善ChromaticFlare的方法既會從光學角度出發：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。

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sensor抗crosstalk的能力更好呢？

通過sensor的Spectral 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：

可以看出，在30°入射光條件下，RGGB sensor，加入CG（Composite 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。

原文標題：紫邊/紫暈與圖像傳感器的關系

文章出處：【微信公眾號：傳感器技術】歡迎添加關注！文章轉載請注明出處。

責任編輯：haq