زاویه پرتو اصلی چیست؟

زاویه پرتو اصلی لنز، زاویه بین محور نوری و پرتو اصلی لنز است. پرتو اصلی لنز، پرتویی است که از دیافراگم سیستم نوری و خط بین مرکز مردمک ورودی و نقطه جسم عبور می‌کند. دلیل وجود CRA در حسگر تصویر این است که یک میدان دید (FOV) روی لنز میکرو روی سطح حسگر تصویر وجود دارد و مقدار CRA به مقدار خطای افقی بین میکرو لنز حسگر تصویر و موقعیت فوتودیود سیلیکونی بستگی دارد. هدف، تطابق بهتر لنز است.

زاویه پرتو اصلی لنز

انتخاب CRA منطبق با لنز و حسگر تصویر می‌تواند ثبت دقیق‌تر فوتون‌ها توسط فوتودیودهای سیلیکونی را تضمین کند و در نتیجه تداخل نوری را کاهش دهد.

برای حسگرهای تصویر با پیکسل‌های کوچک، زاویه پرتو اصلی به یک پارامتر مهم تبدیل شده است. دلیل این امر این است که نور باید از عمق پیکسل عبور کند تا به فوتودیود سیلیکونی در پایین پیکسل برسد، که به حداکثر رساندن مقدار نوری که مستقیماً به فوتودیود می‌رسد و کاهش مقدار نوری که به فوتودیود سیلیکونی یک پیکسل مجاور می‌رود (ایجاد تداخل نوری) کمک می‌کند.

بنابراین، هنگامی که یک حسگر تصویر، لنزی را انتخاب می‌کند، می‌تواند از سازنده حسگر تصویر و سازنده لنز، منحنی CRA را برای تطبیق درخواست کند؛ به طور کلی توصیه می‌شود که اختلاف زاویه CRA بین حسگر تصویر و لنز در محدوده +/-3 درجه کنترل شود، البته هرچه پیکسل کوچکتر باشد، این الزام بیشتر است.

اثرات عدم تطابق CRA لنز و CRA حسگر:

عدم تطابق منجر به تداخل می‌شود که منجر به عدم تعادل رنگ در تصویر می‌شود و در نتیجه نسبت سیگنال به نویز (SNR) کاهش می‌یابد؛ زیرا CCM برای جبران افت سیگنال در فوتودیود نیاز به افزایش بهره دیجیتال دارد.

اثرات عدم تطابق CRA لنز و CRA حسگر

اگر CRA مطابقت نداشته باشد، مشکلاتی مانند تصاویر تار، مه آلود، کنتراست پایین، رنگ‌های محو و کاهش عمق میدان ایجاد می‌شود.

CRA لنز کوچکتر از CRA حسگر تصویر است که سایه رنگی ایجاد می‌کند.

اگر حسگر تصویر از CRA لنز کوچکتر باشد، سایه لنز رخ خواهد داد.

بنابراین ابتدا باید مطمئن شویم که سایه رنگی ظاهر نمی‌شود، زیرا حل مشکل سایه لنز از طریق اشکال‌زدایی آسان‌تر از سایه رنگی است.

حسگر تصویر و لنز CRA

از شکل بالا می‌توان دریافت که TTL لنز نیز کلید تعیین زاویه CRA است. هرچه TTL کمتر باشد، زاویه CRA بزرگتر است. بنابراین، حسگر تصویر با پیکسل‌های کوچک نیز برای تطبیق CRA لنز هنگام طراحی سیستم دوربین بسیار مهم است.

اغلب، CRA لنز به دلایل مختلف دقیقاً با CRA حسگر تصویر مطابقت ندارد. به صورت تجربی مشاهده شده است که منحنی‌های CRA لنز با سطح صاف (حداقل میزان چرخش) نسبت به CRAهای خمیده، تحمل بیشتری در برابر تغییرات مونتاژ ماژول دوربین دارند.

به دلایل مختلف، CRA لنز دقیقاً با CRA حسگر تصویر مطابقت ندارد.

تصاویر زیر نمونه‌هایی از CRA های مسطح و منحنی را نشان می‌دهند.

نمونه‌هایی از CRA های مسطح و منحنی

اگر CRA لنز با CRA حسگر تصویر خیلی متفاوت باشد، ته رنگ همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، ظاهر می‌شود.

رنگ غالب ظاهر می‌شود