Dlaczego nie ma żadnych chłodzonych czujników CCD w celu zmniejszenia hałasu?

Chłodzenie czujnika to powszechna technologia pozwalająca uzyskać mniej hałasu. Dlaczego nie jest dostępny w wysokiej klasy lustrzankach?

( ekstremalny przykład można znaleźć na stronie http://www.andor.com/scientific_cameras/ikon-m_cooled_ccd/ )

Nie twierdzę, że lustrzanki powinny być chłodzone ciekłym azotem. Tylko jakiś system chłodzenia!

Koszt. Każda podwyżka ceny powoduje mniejszą sprzedaż.

Rozmiar. Chłodzenie musi gdzieś pasować, te uchwyty są już pełne baterii ...

Waga. Jest powód, dla którego P&S są popularne, a jednym z nich jest brak ciągnięcia się za cegłą =)

Żywotność baterii. Chłodzenie kosztuje energię, utrata energii oznacza mniej zdjęć w każdym zestawie akumulatorów.

Niewielkie ulepszenie: skorzystałyby nawet strzały pchające kopertę.

Kondensacja: sztucznie niższa temperatura + wilgotne powietrze = woda. Woda + elektronika = cegła.

Radiator: całe to ciepło musi gdzieś pójść, w tym przypadku prawdopodobnie twoja ręka.

Złożoność: jeszcze jedna rzecz do popełnienia błędu w terenie.

Sprowadza się do władzy i braku zapotrzebowania rynku.

Jest to specjalistyczne chłodzony-sensor kamery tam. Na ogół są one po prostu używane do astrofotografii.

Chłodnica stosowana w prawie wszystkich chłodzonych kamerach to tak zwana chłodnica termoelektryczna , potocznie zwana „chłodnicą Peltiera” lub „chłodnicą Seebecka”.

Ogólnie rzecz biorąc, będziesz potrzebować dość grubego skóry, aby utrzymać chłodzenie matrycy. Na przykład Orion StarShoot G3 pobiera 12 V przy 1 A, aby utrzymać czujnik obrazu 1/3 "chłodzony do -10 ° C. To 12 watów!

Aby obliczyć potrzebny rozmiar baterii, należy pomnożyć bieżące czasy pobierania przez czas pracy. W związku z tym potrzebujesz baterii 1 Ah, 12V, aby uruchomić chłodzony czujnik tylko przez godzinę . Dla porównania zwykła bateria Canon LP-E6 (stosowana w Canonie 5D2) ma zaledwie 7,2 V przy 1,8 Ah. Nawet ignorowanie różnicy napięć, to mniej niż dwie godziny działania przy włączonej kamerze, dla znacznie mniejszego czujnika .

Co więcej, chłodzenie czujnika raczej nie przyczyni się do zmniejszenia hałasu ISO! Chłodzenie czujnika CCD / CMOS w znacznym stopniu redukuje ciemny prąd . Jednak skutki ciemnego prądu są wyłącznie funkcją czasu ekspozycji, więc naprawdę pomaga tylko przy długich czasach ekspozycji. Szum naświetlania przy wysokim ISO jest w takim samym stopniu funkcją szumu odczytu matrycy CCD / CMOS, jak szumu ciemnego prądu czujnika.
Chłodzenie czujnika nie wpływa na odczyty szumów , więc wysokie poziomy ISO będą hałaśliwe, nawet przy chłodzonym czujniku.

Zasadniczo naprawdę nie ma powodu, aby zawracać sobie głowę chłodzeniem matrycy innej niż długa ekspozycja. Zapewnia bardzo niewiele korzyści i wymaga znacznej dodatkowej złożoności systemu oraz znacznego wzrostu poboru mocy. System chłodzony musi działać nieprzerwanie przez czas, w którym oczekuje się robienia zdjęć, ponieważ system chłodzenia prawdopodobnie zajmie wiele minut (10-30), aby ostudzić czujnik i ustabilizować temperaturę.

Ponadto chłodnice termoelektryczne są wysoce nieefektywne i rozpraszają całą przenoszoną energię cieplną w postaci ciepła. Peltier o mocy 5 W rozproszy 5 W + wszelką energię usuniętą z matrycy. Będzie to prawie na pewno wymagało aktywnego chłodzenia , ponieważ wydajność chłodzenia jest bezpośrednio związana z tym, jak chłodna jest „gorąca” strona peltiera.

W rzeczywistości wysokiej klasy chłodzone czujniki obrazu używają chłodzenia cieczą i mogą rozpraszać dziesiątki lub setki watów ciepła.

Najprawdopodobniej ponieważ byłby nieporęczny i miałby bardzo wysokie zużycie energii.

Większość chłodzenia dla elektroniki polega na obniżeniu jej do temperatury pokojowej, ale nie zrobiłoby to wiele dla czujnika kamery, ponieważ jest on najczęściej używany przez ułamki sekundy, więc nie nagrzewa się zbytnio. Potrzebny byłby element chłodzący, aby obniżyć temperaturę, więc zasadniczo byłaby to mała lodówka lub mini AC.

Wymagałoby to elementu na zewnątrz kamery, aby odprowadzić ciepło, co oczywiście byłoby bardzo niewygodne. Baterie potrzebne do działania tego wszystkiego dodatkowo zwiększyłyby rozmiar.

Otrzymujesz więc ogromny, ciężki aparat z gorącą powierzchnią i długim czasem uruchamiania. Zbyt niepraktyczne, aby zrekompensować zmniejszony hałas.

Ciągle produkuję aparaty cyfrowe od 1994 roku. Obecnie posiadamy linię kamer bezpieczeństwa. Do niedawna nie było szczególnie dobrego powodu, aby dodać chłodnicę do aparatu bezpieczeństwa umiarkowanego zasięgu. Mają czujniki o wartości 10 USD. Słabe światło nie jest rozsądnym oczekiwaniem przy wyższych rozdzielczościach.

Ale ostatnio trend w nowych aparatach idzie na dwa sposoby, ze względu na presję na utratę kosztu kamery ze strony Chin. Aby prześcignąć tanie aparaty, każdy chce płynnego 4K @ 30fps lub super słabego oświetlenia @ 1080p.

Pracuję na bardzo słabym świetle, używając nowego czujnika 2/3 cala od Fairchild. To niespotykany rozmiar w kamerze bezpieczeństwa.

To niesamowite. Kusi mnie, aby postawić na to chłodniej, ponieważ najlepiej ocenia się go na 68F. W tej temperaturze możesz robić kolorowe zdjęcia na ciemnym parkingu i być w stanie wyraźnie odczytać tablice rejestracyjne, bez oświetlenia w podczerwieni.

Ale w normalnych temperaturach Kalifornii i wewnątrz tego szczelnie zamkniętego korpusu kamery o mocy 4 W czujnik będzie działał około 140F, a więc setki gorących pikseli zostaną przekroczone, gdy ekspozycja przekroczy 1/160 sekundy.

Peltier jest bardzo kuszący. Problem w tym, że są bardzo nieefektywne. Dodanie jednego zwiększyłoby moc kamery do 10, co sprawia, że ​​jest to słaba kamera do modernizacji. Modernizacje muszą wykorzystywać istniejącą moc, która zwykle nie przekracza 5 W na aparat.

Wynik: programowa naprawa gorących pikseli zamiast tego, co jest potrzebne, chłodniej.