De hoek van de hoofdstraal van de lens is de hoek tussen de optische as en de hoofdstraal van de lens. De hoofdstraal is de straal die door het diafragma van het optische systeem gaat en de lijn vormt tussen het middelpunt van de intredepupil en het objectpunt. De reden voor het bestaan van de CRA (Clinical Radiation Angle) in de beeldsensor is dat er een gezichtsveld (FOV) is op de microlens op het oppervlak van de beeldsensor, en de waarde van de CRA is afhankelijk van een horizontale foutwaarde tussen de microlens van de beeldsensor en de positie van de siliciumfotodiode. Het doel is om de lens beter op elkaar af te stemmen.
De hoek van de hoofdstraal van de lens
Door een passende CRA (Color Rendering Area) voor lens en beeldsensor te kiezen, kan een nauwkeurigere opname van fotonen in siliciumfotodiodes worden gegarandeerd, waardoor optische overspraak wordt verminderd.
Voor beeldsensoren met kleine pixels is de hoek van de hoofdstraal een belangrijke parameter geworden. Dit komt doordat het licht door de diepte van de pixel moet gaan om de siliciumfotodiode aan de onderkant van de pixel te bereiken. Dit helpt om de hoeveelheid licht die direct in de fotodiode terechtkomt te maximaliseren en de hoeveelheid licht die in de siliciumfotodiode van een aangrenzende pixel terechtkomt te verminderen (waardoor optische overspraak ontstaat).
Wanneer een beeldsensor een lens selecteert, kan deze daarom de fabrikant van de beeldsensor en de lensfabrikant om een CRA-curve vragen ter afstemming. Over het algemeen wordt aanbevolen dat het verschil in CRA-hoek tussen de beeldsensor en de lens binnen +/-3 graden blijft. Hoe kleiner de pixel, hoe hoger deze eis uiteraard is.
Effecten van een verschil in CRA tussen lens en sensor:
Een mismatch leidt tot overspraak, wat resulteert in een kleuronbalans in het beeld en een verlaging van de signaal-ruisverhouding (SNR). Omdat CCM een verhoogde digitale versterking vereist om het signaalverlies in de fotodiode te compenseren, is dit noodzakelijk.
Effecten van een verschil tussen de CRA van de lens en de CRA van de sensor
Als de CRA niet overeenkomt, kan dit problemen veroorzaken zoals onscherpe beelden, mist, laag contrast, vervaagde kleuren en een verminderde scherptediepte.
Als de CRA van de lens kleiner is dan de CRA van de beeldsensor, zal dit kleurafwijkingen veroorzaken.
Als de beeldsensor kleiner is dan de CRA van de lens, treedt lensschaduw op.
We moeten er dus eerst voor zorgen dat er geen kleurschakeringen optreden, omdat lensschakeringen gemakkelijker op te lossen zijn door middel van debugging dan kleurschakeringen.
Beeldsensor en lens CRA
Uit de bovenstaande afbeelding blijkt dat de TTL van de lens ook cruciaal is voor het bepalen van de CRA-hoek. Hoe lager de TTL, hoe groter de CRA-hoek. Daarom is een beeldsensor met kleine pixels ook erg belangrijk voor de afstemming van de lens-CRA bij het ontwerpen van een camerasysteem.
Vaak komt de CRA van de lens om verschillende redenen niet exact overeen met de CRA van de beeldsensor. Experimenteel is gebleken dat lens-CRA's met een vlakke bovenkant (minimale helling) beter bestand zijn tegen variaties in de cameramodule dan gebogen CRA's.
De CRA van de lens komt om verschillende redenen niet exact overeen met de CRA van de beeldsensor.
De onderstaande afbeeldingen tonen voorbeelden van CRA's met een vlakke bovenkant en CRA's met een gebogen bovenkant.
Voorbeelden van CRA's met een vlakke bovenkant en CRA's met een gebogen bovenkant.
Als de kleurhoek van de lens te veel afwijkt van de kleurhoek van de beeldsensor, ontstaat er een kleurafwijking zoals te zien is in de onderstaande afbeelding.
De kleurzweem verschijnt
Geplaatst op: 05-01-2023
