22/06/01Corrente escuraé uma fonte de ruído de câmera dependente da temperatura e do tempo de exposição, medida em elétrons por pixel, por segundo de tempo de exposição. Para aplicações que utilizam tempos de exposição inferiores a um segundo, com corrente escura inferior a 1e-/p/s, ela normalmente pode ser ignorada nos cálculos da relação sinal-ruído.
Por exemplo, com um valor de corrente escura de 0,001 e/p/s, tempos de exposição de 1 ms ou 60 segundos levam a uma contribuição de ruído insignificante, onde o valor do ruído é dado pelo valor da corrente escura multiplicado pelo tempo de exposição, tudo sob uma raiz quadrada. No entanto, uma câmera diferente com 2 e-/p/s a uma exposição de 60 s contribuiria com um adicional de √120 = 11 e- de ruído de corrente escura, que pode ser muito mais significativo do que o ruído de leitura em níveis baixos de luminosidade. Ainda assim, com uma exposição de 1 ms, mesmo esse nível mais alto de corrente escura seria insignificante.
Figura 1: A Figura 1(a) vem da câmera CMOS resfriada de TucsenFL 20BWque a corrente escura é tão baixa quanto 0,001e/pixel/s. A Figura 1(b) mostra que a Figura 1(a) tema excelente histórico queaQuase imune ao ruído de corrente escura, embora o tempo de exposição seja de até 10 s.
O ruído de corrente escura é causado pelo movimento térmico dos elétrons dentro do sensor da câmera. Todos os átomos sofrem movimento vibracional térmico e, ocasionalmente, um elétron pode "saltar" do substrato do sensor da câmera para o poço de pixels onde os fotoelétrons detectados são armazenados. É impossível distinguir entre esses elétrons "térmicos" e elétrons que surgiram através da detecção bem-sucedida de um fóton. Durante a exposição de uma imagem, esses elétrons térmicos podem se acumular, contribuindo para um sinal de corrente escura de fundo. No entanto, o número exato de elétrons é aleatório, levando à contribuição do ruído de corrente escura. Ao final da exposição, todas as cargas são medidas e removidas do pixel, prontas para a próxima exposição.
O ruído de corrente escura depende da temperatura, mas também é altamente dependente do design e da arquitetura do sensor da câmera e da eletrônica da câmera, podendo variar muito de câmera para câmera na mesma temperatura do sensor.
A baixa corrente escura é importante para minha geração de imagens?Se um determinado valor de corrente escura contribuirá significativamente para a relação sinal-ruído e a qualidade da imagem dependerá inteiramente do seu cenário de geração de imagens.
Para cenários de imagens de alta luminosidade com milhares de fótons por pixel após a exposição da câmera, é altamente improvável que a corrente escura seja significativa na qualidade da imagem, a menos que a exposição sejamsão muito longos (dezenas de segundos a minutos), como em aplicações de astronomia.
Figura 2: Recomendação de câmera de longa exposição de Tucsen
