מהי זווית הקרן הראשית

זווית קרן העדשה הראשית היא הזווית בין הציר האופטי לקרן הראשית של העדשה. קרן העדשה הראשית היא הקרן שעוברת דרך פתח הצמצם של המערכת האופטית והקו שבין מרכז אישון הכניסה לנקודת האובייקט. הסיבה לקיומו של זווית שדה ראייה (CRA) בחיישן התמונה היא שיש שדה ראייה (FOV) על עדשת המיקרו על פני חיישן התמונה, וערך ה-CRA תלוי בערך שגיאה אופקי בין עדשת המיקרו של חיישן התמונה למיקום הפוטודיודה הסיליקון. המטרה היא להתאים טוב יותר את העדשה.

זווית הקרן הראשית של העדשה

בחירת CRA תואם של עדשה וחיישן תמונה יכולה להבטיח לכידה מדויקת יותר של פוטונים לתוך פוטודיודות סיליקון, ובכך להפחית את הצטלקות האופטית.

עבור חיישני תמונה עם פיקסלים קטנים, זווית הקרן הראשית הפכה לפרמטר חשוב. הסיבה לכך היא שהאור צריך לעבור דרך עומק הפיקסל כדי להגיע לפוטודיודת הסיליקון בתחתית הפיקסל, מה שעוזר למקסם את כמות האור שנכנסת ישירות לפוטודיודת הסיליקון ומפחית את כמות האור שנכנסת לפוטודיודת הסיליקון של פיקסל סמוך (יצירת קרוסטוק אופטי).

לכן, כאשר חיישן תמונה בוחר עדשה, הוא יכול לבקש מיצרן חיישן התמונה ויצרן העדשות עקומת CRA לצורך התאמה; בדרך כלל מומלץ לשלוט בהפרש זווית ה-CRA בין חיישן התמונה לעדשה בטווח של +/-3 מעלות, כמובן שככל שהפיקסל קטן יותר, כך הדרישה גבוהה יותר.

השפעות של אי התאמה בין CRA של העדשה לבין CRA של החיישן:

אי התאמה גורמת לערב-דיבור (crosstalk) וכתוצאה מכך חוסר איזון בצבעים לאורך התמונה, וכתוצאה מכך ירידה ביחס אות לרעש (SNR); מכיוון ש-CCM דורש הגבר דיגיטלי מוגבר כדי לפצות על אובדן אות בפוטודיודה.

השפעות של אי התאמה בין CRA של העדשה לבין CRA של החיישן

אם ה-CRA אינו תואם, הדבר יגרום לבעיות כגון תמונות מטושטשות, ערפל, ניגודיות נמוכה, צבעים דהויים ועומק שדה מופחת.

רזולוציית CRA של העדשה קטנה יותר מזו של חיישן התמונה שיפיק הצללת צבע.

אם חיישן התמונה קטן יותר מחיישן התמונה (CRA) של העדשה, תתרחש הצללה של העדשה.

לכן עלינו לוודא תחילה שהצללת צבע לא מופיעה, מכיוון שהצללת עדשה קלה יותר לפתרון באמצעות ניפוי שגיאות מאשר הצללת צבע.

חיישן תמונה ועדשה CRA

ניתן לראות מהאיור למעלה ש-TTL של העדשה הוא גם המפתח לקביעת זווית ה-CRA. ככל ש-TTL נמוך יותר, כך זווית ה-CRA גדולה יותר. לכן, חיישן התמונה עם פיקסלים קטנים חשוב מאוד גם להתאמת CRA של העדשה בעת תכנון מערכת המצלמה.

לעיתים קרובות, ערך ה-CRA של העדשה אינו תואם במדויק את ערך ה-CRA של חיישן התמונה מסיבות שונות. נצפה בניסוי שעקומות CRA של עדשה עם חלק עליון שטוח (היפוך מינימלי) סובלניות יותר לשינויים בהרכבת מודול המצלמה מאשר CRAs מעוקלים.

תקן CRA של העדשה אינו תואם במדויק לתקן CRA של חיישן התמונה מסיבות שונות.

התמונות למטה מציגות דוגמאות של CRAs שטוחים ומעוקלים.

דוגמאות ל-CRAs שטוחים ומעוקלים

אם ה-CRA של העדשה שונה מדי מה-CRA של חיישן התמונה, גוון הצבע יופיע כפי שמוצג בתמונה למטה.

יציקת הצבעים מופיעה