चीफ रे एंगल क्या है?

लेंस का मुख्य किरण कोण (CRA) ऑप्टिकल अक्ष और लेंस की मुख्य किरण के बीच का कोण होता है। लेंस की मुख्य किरण वह किरण है जो ऑप्टिकल सिस्टम के एपर्चर स्टॉप और प्रवेश पुतली के केंद्र तथा वस्तु बिंदु के बीच की रेखा से होकर गुजरती है। इमेज सेंसर में CRA का अस्तित्व इसलिए है क्योंकि इमेज सेंसर की सतह पर स्थित माइक्रो लेंस का FOV (दृश्य क्षेत्र) होता है, और CRA का मान इमेज सेंसर के माइक्रो लेंस और सिलिकॉन फोटोडायोड की स्थिति के बीच क्षैतिज त्रुटि मान पर निर्भर करता है। इसका उद्देश्य लेंस को बेहतर ढंग से समायोजित करना है।

लेंस का मुख्य किरण कोण

लेंस और इमेज सेंसर के लिए उपयुक्त सीआरए का चयन करने से सिलिकॉन फोटोडायोड में फोटॉन का अधिक सटीक कैप्चर सुनिश्चित किया जा सकता है, जिससे ऑप्टिकल क्रॉसस्टॉक कम हो जाता है।

छोटे पिक्सल वाले इमेज सेंसर के लिए, मुख्य किरण कोण एक महत्वपूर्ण पैरामीटर बन गया है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रकाश को पिक्सल की गहराई से गुजरकर पिक्सल के निचले हिस्से में स्थित सिलिकॉन फोटोडायोड तक पहुंचना होता है, जिससे फोटोडायोड में सीधे प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को अधिकतम करने में मदद मिलती है और आसन्न पिक्सल के सिलिकॉन फोटोडायोड में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा कम हो जाती है (जिससे ऑप्टिकल क्रॉसस्टॉक उत्पन्न होता है)।

इसलिए, जब कोई इमेज सेंसर लेंस का चयन करता है, तो वह मिलान के लिए इमेज सेंसर निर्माता और लेंस निर्माता से सीआरए वक्र (CRA) मांग सकता है; आमतौर पर यह अनुशंसा की जाती है कि इमेज सेंसर और लेंस के बीच सीआरए कोण का अंतर +/-3 डिग्री के भीतर नियंत्रित किया जाए, बेशक, पिक्सेल जितना छोटा होगा, आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी।

लेंस सीआरए और सेंसर सीआरए बेमेल के प्रभाव:

बेमेल होने से क्रॉसस्टॉक होता है जिसके परिणामस्वरूप छवि में रंग असंतुलन होता है, जिससे सिग्नल-टू-शोर अनुपात (एसएनआर) में कमी आती है; क्योंकि सीसीएम को फोटोडायोड में सिग्नल हानि की भरपाई के लिए बढ़े हुए डिजिटल लाभ की आवश्यकता होती है।

लेंस सीआरए और सेंसर सीआरए बेमेल के प्रभाव

यदि सीआरए मेल नहीं खाता है, तो इससे धुंधली छवियां, कोहरा, कम कंट्रास्ट, फीके रंग और क्षेत्र की गहराई में कमी जैसी समस्याएं उत्पन्न होंगी।

यदि लेंस का CRA इमेज सेंसर के CRA से छोटा है, तो रंग में अंतर उत्पन्न होगा।

यदि इमेज सेंसर लेंस के सीआरए से छोटा है, तो लेंस शेडिंग की समस्या उत्पन्न होगी।

इसलिए हमें सबसे पहले यह सुनिश्चित करना होगा कि कलर शेडिंग दिखाई न दे, क्योंकि कलर शेडिंग की तुलना में लेंस शेडिंग को डिबगिंग के माध्यम से हल करना आसान है।

इमेज सेंसर और लेंस सीआरए

ऊपर दिए गए चित्र से स्पष्ट है कि लेंस का TTL, CRA कोण निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। TTL जितना कम होगा, CRA कोण उतना ही अधिक होगा। इसलिए, कैमरा सिस्टम डिज़ाइन करते समय लेंस के CRA कोण के सटीक मिलान के लिए छोटे पिक्सल वाला इमेज सेंसर भी अत्यंत महत्वपूर्ण है।

कई बार, विभिन्न कारणों से लेंस का CRA इमेज सेंसर के CRA से पूरी तरह मेल नहीं खाता। प्रायोगिक रूप से यह देखा गया है कि सपाट शीर्ष (न्यूनतम फ्लिप) वाले लेंस CRA वक्र, घुमावदार CRA की तुलना में कैमरा मॉड्यूल असेंबली में होने वाले बदलावों को बेहतर ढंग से सहन करते हैं।

विभिन्न कारणों से लेंस का CRA, इमेज सेंसर के CRA से पूरी तरह मेल नहीं खाता।

नीचे दी गई छवियों में फ्लैट टॉप और कर्व्ड सीआरए के उदाहरण दिखाए गए हैं।

फ्लैट टॉप और कर्व्ड सीआरए के उदाहरण

यदि लेंस का सीआरए (CRA) इमेज सेंसर के सीआरए से बहुत अलग है, तो नीचे दिए गए चित्र में दिखाए अनुसार रंग का प्रभाव दिखाई देगा।

रंग का प्रभाव दिखाई देता है