一、定义
主光线角（Chief Ray Angle，CRA）指主光线与像面法线之间的夹角。

• 主光线（Chief Ray）：物点发出的，指向孔径光阑中心的光线，称为主光线。与主光线相对应，经过孔径光阑边缘的光线，称为边缘光线（Marginal Ray）。
  
• 光轴（Optical Axis）:光学系统的几何对称轴。对于轴上视场点，主光线通常与光轴重合；对于离轴视场点，主光线偏离光轴。
  
• 注意区分：入射角（Incident Angle）适用于描述任意光线与对应表面法线之间的夹角；而主光线角（CRA）特指主光线在像面界面处的入射角。

二、CRA匹配
镜头主光线角（Lens CRA）：
由镜头结构决定的主光线出射角，随像高增大呈连续递增曲线；规格单值标注一般为靶面最大像高处的极限出射角度。

传感器主光线角（Sensor CRA）：
图像传感器规格标定的、随像高连续变化的最优入射角基准曲线，用于确定微透镜偏移量，使对应倾角入射光精准落在光电二极管中心。

匹配关系与成像影响
（1）理想匹配（镜头 CRA ≈ 传感器 CRA）
镜头投射到传感器表面的光线倾角，恰好契合微透镜的预设偏角。光线经折射后能精准汇聚于光电二极管（PD）中心，各像素感光效率（QE）达到最优，画面亮度与色彩在全视场均匀一致，信噪比最佳。

（2）镜头 CRA ＜ 传感器 CRA（镜头出射光线倾角偏小）
由于微透镜预设偏移量未能适配实际光线，部分入射光线经折射后会落于光电二极管有效区之外，导致边缘受光量不足，引发画面四角发暗的暗角现象（如下图所示）。

（3）镜头 CRA ＞ 传感器 CRA（镜头出射光线倾角偏大）
光线倾斜程度超出微透镜补偿能力，光束被像素金属布线遮挡或发生光学串扰，不仅集光效率降低，还会引发色彩串扰（如下图所示）、色彩渐晕（Color Shading），该缺陷难以通过后端 ISP 算法完全校正。

三、CRA与微透镜偏移（Microlens Shift）
本节说明对象为前照式（FSI）CMOS 传感器。
现代 CMOS 图像传感器像素上方集成微透镜阵列（Microlens Array），用于汇聚入射光子、提升光电二极管（PD）的感光利用率。传感器边缘位置的入射光线主光线角（CRA）更大。若全部像素的微透镜都居中对准光电二极管，大倾斜角度的光线会被像素内部金属走线遮挡，无法正常到达感光区，引发严重边缘亮度渐晕。为解决此问题，可通过将边缘像素的微透镜向主光线入射方向进行物理偏移（Shift），偏移量随 CRA 同步增加，引导倾斜光线汇聚至光电二极管，提升像素集光效率，优化画面亮度均匀性。

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入瞳、均匀性_shading