Is een lage donkerstroom belangrijk voor mijn beeldvorming?

Donkere stroomHet donkerstroomsignaal is een ruisbron in de camera die afhankelijk is van de temperatuur en de belichtingstijd, en wordt gemeten in elektronen per pixel per seconde belichtingstijd. Voor toepassingen met belichtingstijden van minder dan één seconde, waarbij de donkerstroom minder dan 1e-/p/s bedraagt, kan het doorgaans worden genegeerd bij berekeningen van de signaal-ruisverhouding.

Bijvoorbeeld, bij een donkerstroomwaarde van 0,001 e/p/s leiden belichtingstijden van 1 ms en 60 seconden beide tot een verwaarloosbare ruisbijdrage, waarbij de ruiswaarde wordt gegeven door de donkerstroomwaarde vermenigvuldigd met de belichtingstijd, alles onder de wortel. Een andere camera met 2e-/p/s bij een belichtingstijd van 60 seconden zou echter een extra donkerstroomruis van √120 = 11e- toevoegen, wat veel significanter kan zijn dan de uitleesruis bij lage lichtniveaus. Toch zou zelfs dit hogere donkerstroomniveau bij een belichtingstijd van 1 ms verwaarloosbaar zijn.

Afbeelding 1: Afbeelding 1(a) is afkomstig van een gekoelde CMOS-camera van Tucsen.FL 20BWdat de donkerstroom zo laag is als 0,001e/pixel/s. Figuur 1(b) laat zien dat figuur 1(a) heefta uitstekende achtergrond dieaVrijwel ongevoelig voor donkerstroomruis, zelfs bij een belichtingstijd van 10 seconden.

Donkerstroomruis wordt veroorzaakt door de thermische beweging van elektronen in de camerasensor. Alle atomen ondergaan thermische trillingen en soms kan een elektron uit het substraat van de camerasensor 'springen' naar de pixelput waar gedetecteerde foto-elektronen worden opgeslagen. Het is onmogelijk om onderscheid te maken tussen deze 'thermische' elektronen en elektronen die zijn ontstaan door de succesvolle detectie van een foton. Tijdens de belichting van een afbeelding kunnen deze thermische elektronen zich ophopen en bijdragen aan een achtergrondsignaal van de donkerstroom. Het precieze aantal elektronen is echter willekeurig, wat leidt tot de bijdrage van donkerstroomruis. Aan het einde van de belichting worden alle ladingen uit de pixel verwijderd, zodat deze klaar is voor de volgende belichting.

Donkerstroomruis is temperatuurafhankelijk, maar ook sterk afhankelijk van het ontwerp en de architectuur van de camerasensor en de camera-elektronica. Daardoor kan de donkerstroomruis bij dezelfde sensortemperatuur sterk variëren van camera tot camera.

Is een lage donkerstroom belangrijk voor mijn beeldvorming?Of een bepaalde donkerstroomwaarde significant bijdraagt aan de signaal-ruisverhouding en beeldkwaliteit van uw beelden, hangt volledig af van uw specifieke opnamesituatie.

Bij beeldvorming met veel licht en duizenden fotonen per pixel na een camera-opname is het zeer onwaarschijnlijk dat de donkerstroom een significante invloed heeft op de beeldkwaliteit, tenzij de belichtingstijd extreem lang is.mDe tijdsduur is erg lang (tientallen seconden tot minuten), zoals bijvoorbeeld in astronomische toepassingen..