22/06/01Curent întunecateste o sursă de zgomot al camerei care depinde de temperatură și de timpul de expunere, măsurată în electroni pe pixel, pe secundă de timp de expunere. Pentru aplicațiile care utilizează timpi de expunere mai mici de o secundă, cu curent de întuneric mai mic de 1e-/p/s, aceasta poate fi de obicei ignorată în calculele raportului semnal-zgomot.
De exemplu, la o valoare a curentului de întuneric de 0,001 e/p/s, timpii de expunere de 1ms sau 60 de secunde duc ambii la o contribuție neglijabilă a zgomotului, unde valoarea zgomotului este dată de valoarea curentului de întuneric înmulțită cu timpul de expunere, toate sub o rădăcină pătrată. Cu toate acestea, o cameră diferită cu 2e-/p/s la o expunere de 60s ar contribui cu un zgomot suplimentar de √120 = 11e-, care poate fi mult mai semnificativ decât zgomotul de citire la niveluri scăzute de lumină. Totuși, la o expunere de 1ms, chiar și acest nivel mai ridicat al curentului de întuneric ar fi neglijabil.
Figura 1: Figura 1(a) provine de la camera CMOS răcită TucsenFL 20BWcă curentul de întuneric este de doar 0,001e/pixel/s. Figura 1(b) arată că Figura 1(a) area fundal excelent careaAproape imun la zgomotul curentului întunecat, deși timpul de expunere este de până la 10 secunde.
Zgomotul de curent întunecat este cauzat de mișcarea termică a electronilor din interiorul senzorului camerei. Toți atomii experimentează o mișcare vibrațională termică și, ocazional, un electron poate „sări” din substratul senzorului camerei într-un puț de pixel unde sunt stocați fotoelectronii detectați. Este imposibil să se facă distincția între acești electroni „termici” și electronii care au apărut prin detectarea cu succes a unui foton. În timpul expunerii unei imagini, acești electroni termici se pot acumula, contribuind la un semnal de curent întunecat de fundal. Cu toate acestea, numărul precis de electroni este aleator, ceea ce duce la contribuția zgomotului de curent întunecat. La sfârșitul expunerii, toate sarcinile sunt măsurate ca fiind eliminate din pixel, gata pentru următoarea expunere.
Zgomotul de curent întunecat depinde de temperatură, dar depinde și în mare măsură de designul, arhitectura senzorului camerei și de componentele electronice ale acesteia, astfel încât poate varia foarte mult de la o cameră la alta la aceeași temperatură a senzorului.
Este important curentul de întuneric scăzut pentru imagistica mea?Contribuția semnificativă a unei anumite valori a curentului de întuneric la raportul semnal-zgomot și la calitatea imaginii depinde în întregime de scenariul de imagistică utilizat.
Pentru scenarii de imagistică în lumină puternică, cu mii de fotoni pe pixel după o expunere a camerei, este foarte puțin probabil ca curentul de întuneric să fie semnificativ în calitatea imaginii, cu excepția cazului în care expunerea este...msunt foarte lungi (de la zeci de secunde la minute), cum ar fi în aplicațiile astronomice.
Figura 2: Recomandarea camerei Tucsen cu expunere lungă
