[Mørkestrøm] – Er lav mørkestrøm viktig for avbildningen min? |

Mørk strømer en kamerastøykilde som er temperatur- og eksponeringstidsavhengig, målt i elektroner per piksel, per sekund eksponeringstid. For applikasjoner som bruker eksponeringstider på mindre enn ett sekund, med mørk strøm mindre enn 1e-/p/s, kan den vanligvis ignoreres i beregninger av signal-til-støy-forhold.

For eksempel, ved en mørkestrømverdi på 0,001 e/p/s, fører eksponeringstider på 1 ms eller 60 sekunder begge til ubetydelig støybidrag, der støyverdien er gitt av mørkestrømverdien multiplisert med eksponeringstiden, alt under en kvadratrot. Imidlertid ville et annet kamera med 2e-/p/s ved 60 sekunders eksponering bidra med ytterligere √120 = 11e- med mørkestrømstøy, som kan være langt mer signifikant enn lesestøyen ved lave lysnivåer. Likevel, ved 1 ms eksponering, ville selv dette høyere mørkestrømnivået være ubetydelig.

Figur 1: Figur 1(a) kommer fra et Tucsen-kjølt CMOS-kamera.FL 20BWat den mørke strømmen er så lav som 0,001e/piksel/s. Figur 1(b) viser at figur 1(a) hara utmerket bakgrunn somaNesten immun mot mørkstrømsstøy, selv om eksponeringstiden er så lang som 10 sekunder.

Mørkstrømsstøy forårsakes av den termiske bevegelsen til elektroner i kamerasensoren. Alle atomer opplever termisk vibrasjonsbevegelse, og av og til kan et elektron «hoppe» ut av kamerasensorens substrat og inn i pikselbrønnen der detekterte fotoelektroner er lagret. Det er umulig å skille mellom disse «termiske» elektronene og elektroner som har oppstått gjennom vellykket deteksjon av et foton. Under eksponeringen av et bilde kan disse termiske elektronene bygge seg opp og bidra til et bakgrunnsmørkstrømssignal. Imidlertid er det nøyaktige antallet elektroner tilfeldig, noe som fører til bidraget fra mørkstrømsstøy. På slutten av eksponeringen måles alle ladninger og fjernes fra pikselet, klar for neste eksponering.

Mørkestrømsstøy er temperaturavhengig, men den er også sterkt avhengig av kamerasensorens design og arkitektur og kameraelektronikk, så den kan variere mye fra kamera til kamera ved samme sensortemperatur.

Er lav mørkestrøm viktig for avbildningen min?Hvorvidt en gitt verdi for mørk strøm vil bidra betydelig til bildenes signal-til-støy-forhold og bildekvalitet, avhenger helt av bildescenarioet ditt.

For bilder i sterkt lys med tusenvis av fotoner per piksel etter kameraeksponering, er det svært usannsynlig at mørkestrøm vil ha betydning for bildekvaliteten med mindre eksponeringstiden er høyere.mer veldig lange (titalls sekunder til minutter) slik som i astronomiapplikasjoner.