زاوية الشعاع الرئيسي للعدسة هي الزاوية بين المحور البصري والشعاع الرئيسي للعدسة. الشعاع الرئيسي للعدسة هو الشعاع الذي يمر عبر فتحة النظام البصري والخط الواصل بين مركز بؤبؤ الدخول ونقطة الجسم. سبب وجود زاوية الشعاع الرئيسي في مستشعر الصورة هو وجود مجال رؤية على العدسة الدقيقة الموجودة على سطح مستشعر الصورة، وتعتمد قيمة زاوية الشعاع الرئيسي على قيمة الخطأ الأفقي بين العدسة الدقيقة لمستشعر الصورة وموضع الصمام الثنائي الضوئي المصنوع من السيليكون. والهدف من ذلك هو تحسين مطابقة العدسة.
زاوية الشعاع الرئيسي للعدسة
إن اختيار مصفوفة تباين متطابقة للعدسة ومستشعر الصورة يمكن أن يضمن التقاطًا أكثر دقة للفوتونات في الثنائيات الضوئية المصنوعة من السيليكون، مما يقلل من التشويش البصري المتبادل.
بالنسبة لمستشعرات الصور ذات البكسلات الصغيرة، أصبحت زاوية الشعاع الرئيسي معيارًا مهمًا. وذلك لأن الضوء يجب أن يخترق عمق البكسل ليصل إلى الصمام الثنائي الضوئي المصنوع من السيليكون في أسفل البكسل، مما يساعد على زيادة كمية الضوء التي تدخل مباشرة إلى الصمام الثنائي الضوئي وتقليل كمية الضوء التي تدخل إلى الصمام الثنائي الضوئي المصنوع من السيليكون في بكسل مجاور (مما يؤدي إلى التداخل البصري).
لذلك، عندما يختار مستشعر الصورة عدسة، يمكنه أن يطلب من الشركة المصنعة لمستشعر الصورة والشركة المصنعة للعدسات منحنى CRA للمطابقة؛ يوصى عمومًا بالتحكم في فرق زاوية CRA بين مستشعر الصورة والعدسة في حدود +/-3 درجات، وبالطبع، كلما صغر حجم البكسل، زادت المتطلبات.
تأثيرات عدم تطابق تباين مركز العدسة مع تباين مركز المستشعر:
يؤدي عدم التطابق إلى حدوث تداخل ينتج عنه عدم توازن الألوان عبر الصورة، مما يؤدي إلى انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)؛ حيث يتطلب CCM زيادة في الكسب الرقمي للتعويض عن فقدان الإشارة في الصمام الثنائي الضوئي.
تأثيرات عدم تطابق زاوية انحراف العدسة وزاوية انحراف المستشعر
إذا لم تتطابق قيم CRA، فسوف يتسبب ذلك في مشاكل مثل الصور الضبابية، والضباب، وانخفاض التباين، وبهتان الألوان، وانخفاض عمق المجال.
إن حجم منطقة التباين اللوني للعدسة أصغر من حجم منطقة التباين اللوني لمستشعر الصورة، مما يؤدي إلى ظهور تدرجات لونية.
إذا كان مستشعر الصورة أصغر من عدسة CRA، فسيحدث تظليل العدسة.
لذا يجب علينا أولاً التأكد من عدم ظهور تظليل الألوان، لأن تظليل العدسة أسهل في حله من خلال تصحيح الأخطاء من تظليل الألوان.
مستشعر الصورة وعدسة CRA
يتضح من الشكل أعلاه أن زمن استجابة العدسة (TTL) عاملٌ أساسي في تحديد زاوية انحراف الصورة (CRA). فكلما انخفض زمن الاستجابة، زادت زاوية انحراف الصورة. لذا، يُعدّ مستشعر الصورة ذو البكسلات الصغيرة بالغ الأهمية لمطابقة زاوية انحراف الصورة مع العدسة عند تصميم نظام الكاميرا.
في كثير من الأحيان، لا يتطابق منحنى استجابة العدسة تمامًا مع منحنى استجابة مستشعر الصورة لأسباب مختلفة. وقد لوحظ تجريبيًا أن منحنيات استجابة العدسة ذات السطح المستوي (أقل قدر من الانقلاب) أكثر تحملاً لاختلافات تجميع وحدة الكاميرا من منحنيات استجابة العدسة المنحنية.
لا تتطابق منطقة تباين العدسة تمامًا مع منطقة تباين مستشعر الصورة لأسباب مختلفة.
تُظهر الصور أدناه أمثلة على أغطية الصمامات ذات السطح المستوي والمنحني.
أمثلة على مرايا ذات سطح مستوٍ ومرايا منحنية
إذا كان معامل التباين اللوني للعدسة مختلفًا جدًا عن معامل التباين اللوني لمستشعر الصورة، فسيظهر انحراف اللون كما هو موضح في الصورة أدناه.
يظهر اللون المائل
تاريخ النشر: 5 يناير 2023
