[ Arus gelap ] – Apakah arus gelap yang rendah penting untuk pencitraan saya? |

Arus gelapadalah sumber derau kamera yang bergantung pada suhu dan waktu pencahayaan, diukur dalam elektron per piksel, per detik waktu pencahayaan. Untuk aplikasi yang menggunakan waktu pencahayaan kurang dari satu detik, dengan arus gelap kurang dari 1e-/p/s, hal ini biasanya dapat diabaikan dalam perhitungan rasio sinyal terhadap derau.

Misalnya, pada nilai arus gelap 0,001 e/p/s, waktu pencahayaan 1 ms atau 60 detik keduanya menghasilkan kontribusi noise yang dapat diabaikan, di mana nilai noise ditentukan oleh nilai arus gelap dikalikan dengan waktu pencahayaan, semuanya di bawah akar kuadrat. Namun, kamera lain dengan 2e-/p/s pada pencahayaan 60 detik akan menghasilkan tambahan noise arus gelap sebesar √120 = 11e-, yang mungkin jauh lebih signifikan daripada noise pembacaan pada tingkat cahaya rendah. Namun, pada pencahayaan 1 ms, bahkan tingkat arus gelap yang lebih tinggi ini pun akan dapat diabaikan.

Gambar 1 : Gambar 1(a) berasal dari kamera CMOS berpendingin TucsenFL 20BWbahwa arus gelap serendah 0,001e/piksel/detik. Gambar 1(b) menunjukkan bahwa Gambar 1(a) memilikia latar belakang yang sangat bagus yangaHampir kebal terhadap kebisingan arus gelap meskipun waktu paparannya mencapai 10 detik.

Derau arus gelap disebabkan oleh gerakan termal elektron di dalam sensor kamera. Semua atom mengalami gerakan vibrasi termal, dan terkadang sebuah elektron dapat 'melompat' keluar dari substrat sensor kamera ke dalam sumur piksel tempat fotoelektron yang terdeteksi tersimpan. Mustahil untuk membedakan antara elektron 'termal' ini dan elektron yang muncul melalui deteksi foton yang berhasil. Selama proses pencahayaan gambar, elektron termal ini dapat terakumulasi, berkontribusi pada sinyal arus gelap di latar belakang. Namun, jumlah elektron yang tepat bersifat acak, sehingga berkontribusi pada derau arus gelap. Di akhir pencahayaan, semua muatan diukur dan dibersihkan dari piksel agar siap untuk pencahayaan berikutnya.

Kebisingan arus gelap bergantung pada suhu, tetapi juga sangat bergantung pada desain dan arsitektur sensor kamera serta perangkat elektronik kamera, sehingga dapat sangat bervariasi dari kamera ke kamera pada suhu sensor yang sama.

Apakah arus gelap yang rendah penting untuk pencitraan saya?Apakah nilai arus gelap tertentu akan memberikan kontribusi signifikan terhadap rasio sinyal terhadap derau dan kualitas gambar Anda sepenuhnya bergantung pada skenario pencitraan Anda.

Untuk skenario pencitraan cahaya tinggi dengan ribuan foton per piksel setelah paparan kamera, arus gelap sangat tidak mungkin berpengaruh signifikan terhadap kualitas gambar kecuali paparan waktumWaktu yang sangat panjang (puluhan detik hingga menit) seperti pada aplikasi astronomi.