22/06/01Karanlık akımSıcaklık ve pozlama süresine bağlı, piksel başına elektron sayısı ve pozlama süresi saniyesi cinsinden ölçülen bir kamera gürültü kaynağıdır. Bir saniyeden kısa pozlama süreleri kullanan ve karanlık akımı 1e-/p/s'den düşük olan uygulamalarda, sinyal-gürültü oranı hesaplamalarında genellikle göz ardı edilebilir.
Örneğin, 0,001 e/p/s karanlık akım değerinde, 1 ms veya 60 saniyelik pozlama süreleri, ihmal edilebilir düzeyde gürültü katkısına yol açar; gürültü değeri, karanlık akım değerinin pozlama süresiyle çarpımı ile belirlenir ve tüm bunlar karekökü alınarak hesaplanır. Ancak, 60 saniye pozlamada 2e-/p/s'lik farklı bir kamera, √120 = 11e- değerinde ek bir karanlık akım gürültüsüne katkıda bulunur ve bu, düşük ışık seviyelerinde okuma gürültüsünden çok daha önemli olabilir. Yine de, 1 ms pozlamada, bu daha yüksek karanlık akım seviyesi bile ihmal edilebilir düzeyde olacaktır.
Şekil 1: Şekil 1(a) Tucsen soğutmalı CMOS kameradan alınmıştırFL 20BWkaranlık akımın 0,001e/piksel/s kadar düşük olduğu. Şekil 1(b), Şekil 1(a)'nına mükemmel bir arka planaKaranlık akım gürültüsüne karşı neredeyse bağışık, ancak pozlama süresi 10 saniyeye kadar çıkıyor.
Karanlık akım gürültüsü, kamera sensörü içindeki elektronların termal hareketinden kaynaklanır. Tüm atomlar termal titreşim hareketi yaşar ve ara sıra bir elektron, kamera sensörünün alt tabakasından, tespit edilen fotoelektronların depolandığı piksel kuyusuna "sıçrayabilir". Bu "termal" elektronlar ile bir fotonun başarılı bir şekilde algılanmasıyla ortaya çıkan elektronlar arasında ayrım yapmak imkansızdır. Bir görüntünün pozlaması sırasında, bu termal elektronlar birikerek arka plan karanlık akım sinyaline katkıda bulunabilir. Ancak, elektronların kesin sayısı rastgeledir ve bu da karanlık akım gürültüsünün oluşmasına neden olur. Pozlamanın sonunda, tüm yükler ölçülür ve pikselden temizlenerek bir sonraki pozlamaya hazır hale getirilir.
Karanlık akım gürültüsü sıcaklığa bağlıdır, ancak aynı zamanda kamera sensörünün tasarımına, mimarisine ve kamera elektroniğine de büyük ölçüde bağlıdır, bu nedenle aynı sensör sıcaklığında kameradan kameraya büyük ölçüde değişebilir.
Düşük karanlık akımı görüntülemem için önemli midir?Belirli bir karanlık akım değerinin görüntülerinizin sinyal-gürültü oranına ve görüntü kalitesine önemli ölçüde katkıda bulunup bulunmayacağı tamamen görüntüleme senaryonuza bağlıdır.
Bir kamera pozlamasından sonra piksel başına binlerce fotonun olduğu yüksek ışık görüntüleme senaryoları için, pozlama süresi ayarlanmazsa karanlık akımın görüntü kalitesinde önemli olması pek olası değildir.mastronomi uygulamalarında olduğu gibi çok uzundur (onlarca saniyeden dakikalara kadar).
Şekil 2: Tucsen uzun süreli pozlama kamerası önerisi
