22/06/01Dòng điện tốilà nguồn nhiễu camera phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian phơi sáng, được đo bằng số electron trên mỗi pixel, mỗi giây phơi sáng. Đối với các ứng dụng sử dụng thời gian phơi sáng dưới một giây, với dòng tối nhỏ hơn 1e-/p/s, thông thường có thể bỏ qua nguồn nhiễu này trong các phép tính tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.
Ví dụ, ở giá trị dòng tối 0,001 e/p/s, thời gian phơi sáng 1ms hoặc 60 giây đều dẫn đến sự đóng góp nhiễu không đáng kể, trong đó giá trị nhiễu được biểu thị bằng giá trị dòng tối nhân với thời gian phơi sáng, tất cả đều dưới căn bậc hai. Tuy nhiên, một máy ảnh khác với 2e-/p/s ở mức phơi sáng 60 giây sẽ đóng góp thêm √120 = 11e- nhiễu dòng tối, con số này có thể đáng kể hơn nhiều so với nhiễu đọc ở mức ánh sáng yếu. Tuy nhiên, ở mức phơi sáng 1ms, ngay cả mức dòng tối cao hơn này cũng không đáng kể.
Hình 1: Hình 1(a) xuất phát từ camera CMOS làm mát TucsenFL 20BWrằng dòng điện tối thấp tới 0,001e/pixel/giây. Hình 1(b) cho thấy Hình 1(a) cóa nền tảng tuyệt vời màaHầu như không bị ảnh hưởng bởi nhiễu dòng điện tối mặc dù thời gian phơi sáng có thể lên tới 10 giây.
Nhiễu dòng điện tối được tạo ra bởi chuyển động nhiệt của các electron bên trong cảm biến máy ảnh. Tất cả các nguyên tử đều trải qua chuyển động dao động nhiệt, và đôi khi một electron có thể "nhảy" ra khỏi đế cảm biến máy ảnh vào giếng điểm ảnh, nơi các quang điện tử được phát hiện được lưu trữ. Không thể phân biệt giữa các electron "nhiệt" này và các electron phát sinh thông qua việc phát hiện thành công một photon. Trong quá trình phơi sáng hình ảnh, các electron nhiệt này có thể tích tụ, góp phần tạo nên tín hiệu dòng điện tối nền. Tuy nhiên, số lượng electron chính xác là ngẫu nhiên, dẫn đến sự góp phần của nhiễu dòng điện tối. Khi kết thúc quá trình phơi sáng, tất cả các điện tích được đo và được loại bỏ khỏi điểm ảnh, sẵn sàng cho lần phơi sáng tiếp theo.
Nhiễu dòng tối phụ thuộc vào nhiệt độ, nhưng nó cũng phụ thuộc rất nhiều vào thiết kế, kiến trúc và linh kiện điện tử của cảm biến máy ảnh, do đó có thể thay đổi rất nhiều giữa các máy ảnh ở cùng nhiệt độ cảm biến.
Dòng điện tối thấp có quan trọng đối với hình ảnh của tôi không?Giá trị dòng tối nhất định có đóng góp đáng kể vào tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và chất lượng hình ảnh hay không hoàn toàn phụ thuộc vào tình huống chụp ảnh của bạn.
Đối với các tình huống chụp ảnh có độ sáng cao với hàng nghìn photon trên mỗi pixel sau khi phơi sáng máy ảnh, dòng tối khó có thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hình ảnh trừ khi phơi sángmes rất dài (hàng chục giây đến hàng phút) như trong các ứng dụng thiên văn học.
Hình 2: Đề xuất máy ảnh phơi sáng lâu Tucsen
