[ Sötétáram ] – Fontos-e az alacsony sötétáram a képalkotásom szempontjából? |

Sötét áramlategy kamerazajforrás, amely hőmérséklet- és expozíciós időfüggő, elektronokban/pixelben, az expozíciós idő másodpercében mérve. Azoknál az alkalmazásoknál, amelyek egy másodpercnél rövidebb expozíciós időt és 1 e-/p/s-nál kisebb sötétáramot használnak, jellemzően figyelmen kívül hagyható a jel-zaj arány számításaiban.

Például 0,001 e/p/s sötétáram-értéknél az 1 ms-os vagy 60 másodperces expozíciós idők egyaránt elhanyagolható zajhozzájárulást eredményeznek, ahol a zajértéket a sötétáram-érték szorzata az expozíciós idővel adja meg, négyzetgyök alatt. Egy másik kamera azonban 2e-/p/s-os expozícióval és 60 másodperces expozícióval további √120 = 11e- sötétáram-zajjal járulna hozzá, ami sokkal jelentősebb lehet, mint az olvasási zaj alacsony fényviszonyok mellett. Mégis, 1 ms-os expozíciónál még ez a magasabb sötétáram-szint is elhanyagolható lenne.

1. ábra: Az 1(a) ábra a Tucsen hűtött CMOS kamerájából származik.FL 20BWhogy a sötétáram akár 0,001e/pixel/s is lehet. Az 1(b) ábra azt mutatja, hogy az 1(a) ábraa kiváló háttér, amelyaSzinte immunis a sötétáram zajára, bár az expozíciós idő akár 10 másodperc is lehet.

A sötétáram-zajt a kamera érzékelőjén belüli elektronok hőmozgása okozza. Minden atom hőrezgő mozgáson megy keresztül, és időnként egy elektron „kiugorhat” a kamera érzékelőjének aljzatából a pixel kútjába, ahol a detektált fotoelektronok tárolódnak. Lehetetlen különbséget tenni ezek a „termikus” elektronok és a foton sikeres detektálása során keletkezett elektronok között. Egy kép expozíciója során ezek a termikus elektronok felhalmozódhatnak, hozzájárulva egy háttér sötétáram-jelhez. Az elektronok pontos száma azonban véletlenszerű, ami a sötétáram-zajhoz vezet. Az expozíció végén a pixelből minden töltést eltávolítanak, így az készen áll a következő expozícióra.

A sötétáram-zaj hőmérsékletfüggő, de nagymértékben függ a kameraérzékelő kialakításától és architektúrájától, valamint a kamera elektronikájától is, így ugyanazon érzékelőhőmérséklet mellett kameránként nagymértékben változhat.

Fontos-e az alacsony sötétáram a képalkotásom szempontjából?Az, hogy egy adott sötétáram-érték jelentősen hozzájárul-e a képek jel-zaj arányához és képminőségéhez, teljes mértékben a képalkotási helyzettől függ.

Nagy fényerejű képalkotási helyzetekben, ahol pixelenként több ezer foton van a kamera expozíciója után, a sötétáram valószínűleg nem lesz jelentős a képminőségben, kivéve, ha az expozíció időtartama hosszabb.mnagyon hosszúak (tíz másodpercektől percekig), például csillagászati alkalmazásokban.