[ Donkerstroom ] – Is lae donkerstroom belangrik vir my beeldvorming? |

Donkerstroomis 'n kameraruisbron wat temperatuur- en blootstellingstydafhanklik is, gemeet in elektrone per pixel, per sekonde van blootstellingstyd. Vir toepassings wat blootstellingstye van minder as een sekonde gebruik, met donkerstroom minder as 1e-/p/s, kan dit tipies geïgnoreer word in sein-tot-ruisverhoudingsberekeninge.

Byvoorbeeld, teen 'n donkerstroomwaarde van 0.001 e/p/s, lei blootstellingstye van 1 ms of 60 sekondes albei tot 'n weglaatbare geraasbydrae, waar die geraaswaarde gegee word deur die donkerstroomwaarde vermenigvuldig met die blootstellingstyd, alles onder 'n vierkantswortel. 'n Ander kamera met 2e-/p/s teen 60 sekondes blootstelling sou egter 'n bykomende √120 = 11e- donkerstroomgeraas bydra, wat dalk baie meer betekenisvol is as die leesgeraas teen lae ligvlakke. Tog, teen 1 ms blootstelling, sou selfs hierdie hoër donkerstroomvlak weglaatbaar wees.

Figuur 1: Figuur 1(a) kom van die Tucsen-verkoelde CMOS-kamera.FL 20BWdat die donkerstroom so laag as 0.001e/pixel/s is. Figuur 1(b) wys dat Figuur 1(a) heta uitstekende agtergrond wataamper immuun teen donkerstroomgeraas, alhoewel die blootstellingstyd so lank as 10 sekondes is.

Donkerstroomgeraas word veroorsaak deur die termiese beweging van elektrone binne die kamerasensor. Alle atome ervaar termiese vibrasiebeweging, en soms kan 'n elektron uit die kamerasensor se substraat "spring" in die pixelput waar opgespoorde foto-elektrone gestoor word. Dit is onmoontlik om te onderskei tussen hierdie "termiese" elektrone en elektrone wat ontstaan het deur die suksesvolle opsporing van 'n foton. Tydens die blootstelling van 'n beeld kan hierdie termiese elektrone opbou, wat bydra tot 'n agtergrond-donkerstroomsein. Die presiese aantal elektrone is egter lukraak, wat lei tot die bydrae van donkerstroomgeraas. Aan die einde van die blootstelling word alle ladings gemeet en van die pixel verwyder, gereed vir die volgende blootstelling.

Donkerstroomgeraas is temperatuurafhanklik, maar dit is ook hoogs afhanklik van die kamerasensor se ontwerp en argitektuur en kamera-elektronika, dus kan dit baie van kamera tot kamera verskil by dieselfde sensortemperatuur.

Is lae donkerstroom belangrik vir my beeldvorming?Of 'n gegewe donkerstroomwaarde beduidend sal bydra tot jou beelde se sein-tot-ruisverhouding en beeldkwaliteit, hang geheel en al van jou beeldscenario af.

Vir hoëligbeeldscenario's met duisende fotone per pixel na 'n kamerablootstelling, is dit hoogs onwaarskynlik dat donkerstroom betekenisvol in beeldkwaliteit sal wees, tensy blootstellingstyd...mes is baie lank (tiene sekondes tot minute) soos in sterrekunde-toepassings.