[التيار المظلم] - هل التيار المظلم المنخفض مهم لتصويري؟ |

التيار المظلمهو مصدر ضوضاء للكاميرا، يعتمد على درجة الحرارة ومدة التعرض، ويُقاس بالإلكترونات لكل بكسل في الثانية من مدة التعرض. في التطبيقات التي تستخدم أزمنة تعرض أقل من ثانية واحدة، مع تيار معتم أقل من 1e-/p/s، يُمكن عادةً تجاهله في حسابات نسبة الإشارة إلى الضوضاء.

على سبيل المثال، عند قيمة تيار مظلم تساوي 0.001 e/p/s، فإن زمنَي تعريض 1 مللي ثانية أو 60 ثانية يُؤديان إلى مساهمة ضئيلة في الضوضاء، حيث تُحسب قيمة الضوضاء من خلال ضرب قيمة تيار الظلام في زمن التعريض، وكل ذلك بجذر تربيعي. ومع ذلك، فإن كاميرا أخرى ذات قيمة 2e-/p/s عند تعريض 60 ثانية ستُسهم بمساهمة إضافية قدرها √120 = 11e- من ضوضاء تيار الظلام، والتي قد تكون أكثر أهمية بكثير من ضوضاء القراءة عند مستويات الإضاءة المنخفضة. مع ذلك، عند تعريض 1 مللي ثانية، حتى هذا المستوى الأعلى من تيار الظلام سيكون ضئيلاً.

الشكل 1: الشكل 1 (أ) يأتي من كاميرا CMOS المبردة من TucsenFL 20BWأن التيار المظلم منخفض إلى 0.001e/pixel/s. يوضح الشكل 1(ب) أن الشكل 1(أ) يحتوي علىa خلفية ممتازة والتيaيعتبر محصنًا تقريبًا ضد ضوضاء التيار المظلم على الرغم من أن وقت التعرض يصل إلى 10 ثوانٍ.

تنتج ضوضاء التيار المظلم عن الحركة الحرارية للإلكترونات داخل مستشعر الكاميرا. تتعرض جميع الذرات لحركة اهتزازية حرارية، وقد يقفز إلكترون من ركيزة مستشعر الكاميرا إلى تجويف البكسل حيث تُخزن الإلكترونات الضوئية المكتشفة. يستحيل التمييز بين هذه الإلكترونات "الحرارية" والإلكترونات الناتجة عن الكشف الناجح عن فوتون. أثناء تعريض الصورة، تتراكم هذه الإلكترونات الحرارية، مما يُسهم في ظهور إشارة تيار مظلم في الخلفية. ومع ذلك، فإن العدد الدقيق للإلكترونات عشوائي، مما يُسهم في ظهور ضوضاء التيار المظلم. في نهاية التعريض، تُقاس جميع الشحنات وتُزال من البكسل استعدادًا للتعريض التالي.

تعتمد ضوضاء التيار المظلم على درجة الحرارة، ولكنها تعتمد أيضًا بشكل كبير على تصميم مستشعر الكاميرا وهندستها وإلكترونيات الكاميرا، وبالتالي يمكن أن تختلف بشكل كبير من كاميرا إلى أخرى عند نفس درجة حرارة المستشعر.

هل التيار المظلم المنخفض مهم لتصويري؟إن ما إذا كانت قيمة التيار المظلم المحددة ستساهم بشكل كبير في نسبة الإشارة إلى الضوضاء وجودة الصورة الخاصة بك يعتمد كليًا على سيناريو التصوير الخاص بك.

بالنسبة لسيناريوهات التصوير ذات الإضاءة العالية مع آلاف الفوتونات لكل بكسل بعد تعرض الكاميرا، من غير المرجح أن يكون للتيار المظلم تأثير كبير على جودة الصورة ما لم يتم تقليل وقت التعرض.mتكون طويلة جدًا (عشرات الثواني إلى الدقائق) كما هو الحال في تطبيقات علم الفلك.