Gürültüyü azaltmak için neden soğutulmuş CCD sensörleri yok?

Sensör soğutma, daha az gürültü elde etmek için yaygın bir teknolojidir. Neden ileri teknoloji D-SLR'lerde mevcut değil?

( aşırı bir örnek için bkz. http://www.andor.com/scientific_cameras/ikon-m_cooled_ccd/ )

D-SLR'lerin sıvı azotla soğutulması gerektiğini söylemiyorum. Sadece biraz soğutma sistemi!

Maliyet. Her fiyat artışı daha az satışla sonuçlanır.

Boyut. Soğutma bir yere sığmalı, bu grip bölümleri zaten pil dolu ...

Ağırlık. P&S'nin popüler olmasının ve bir tuğlanın etrafına dolanmamanın bir nedeni var

Pil ömrü. Soğutma enerji maliyeti, enerji kaybı, her pil paketinde daha az çekim anlamına gelir.

Küçük İyileştirme: sadece zarfı iten çekimler bile fayda sağlayabilir.

Yoğunlaşma: yapay olarak daha düşük sıcaklık + nemli hava = su. Su + elektronik = tuğla.

Isı Emici: tüm bu ısı bir yere gitmek zorunda, bu durumda muhtemelen eliniz.

Karmaşıklık: sahada yanlış gidecek bir şey daha var.

İktidara ve pazar talebinin eksikliğine dayanır.

Orada olan orada özel soğutmalı sensör kameralar. Genellikle sadece astrofotografi için kullanılırlar.

Hemen hemen tüm soğutmalı kameralarda kullanılan soğutucu , yaygın olarak "Peltier" veya "Seebeck soğutucu" olarak adlandırılan termoelektrik soğutucu olarak adlandırılır.

Genellikle, bir görüntü sensörünü soğutmak için oldukça tıknaz bir peltier'e ihtiyacınız olacaktır. Örneğin, Orion StarShoot G3 1/3 inç görüntü sensörünü -10 ° C'ye soğutmak için 1A'da 12V çeker. Bu 12 watt!

Gereken pil boyutunu hesaplamak için, geçerli çizim sürelerini çalışma süresiyle çarpıyorsunuz. Bu nedenle, soğutulmuş bir sensörü sadece bir saat çalıştırmak için 1 Ah, 12V aküye ihtiyacınız olacaktır . Karşılaştırma olarak, ortak Canon LP-E6 pil (Canon 5D2'de kullanıldığı gibi) 1.8Ah'de sadece 7.2V'dir. Gerilim farkını görmezden gelse bile, daha küçük bir sensör için kamera açıkken iki saatten az çalışma süresi .

Ayrıca, bir sensörün soğutulmasının ISO gürültüsünü azaltmak için pek bir şey yapması pek olası değildir! Bir CCD / CMOS sensörünün soğutulması, karanlık akımı büyük ölçüde azaltır . Bununla birlikte, karanlık akımın etkileri tamamen maruz kalma süresinin bir fonksiyonudur, bu yüzden sadece uzun pozlamalara gerçekten yardımcı olur. Yüksek ISO pozlama gürültüsü, CCD / CMOS sensörünün okuma gürültüsünün , sensörün karanlık akım gürültüsünden çok veya daha fazla bir fonksiyonudur .
Okuma-Gürültü sensörün soğutulmasından etkilenmez , bu nedenle soğutulmuş bir sensörle bile yüksek ISO seviyeleri gürültülü olacaktır.

Temel olarak, uzun pozlama dışında bir görüntü sensörünün soğutulmasını rahatsız etmek için gerçekten hiçbir neden yoktur. Çok az fayda sağlar ve önemli ölçüde ek sistem karmaşıklığı ve büyük ölçüde artan güç çekilmesi gerektirir. Soğutmalı bir sistemin fotoğraf çekmeyi beklediği süre boyunca sürekli çalışması gerekir, çünkü soğutma sisteminin sensörü soğutması büyük olasılıkla birkaç dakika (10-30) alır ve sıcaklığın dengelenmesi gerekir.

Ayrıca, termoelektrik soğutucular oldukça etkisizdir ve aktarılan tüm termal enerjiyi ısı olarak dağıtır. Bu şekilde, 5W peltier 5W + görüntü sensöründen çıkarılan enerjiyi dağıtacaktır. Soğutma verimliliği, peltiğin "sıcak" tarafının ne kadar soğuk olduğu ile doğrudan ilişkili olduğu için, bu neredeyse kesinlikle aktif soğutma gerektirir .

Üst düzey soğutmalı görüntü sensörlerinin sıvı soğutma kullanması aslında yaygındır ve onlarca veya yüzlerce watt ısıyı dağıtabilirler.

Büyük olasılıkla hantal ve çok yüksek bir enerji tüketimine sahip olacağı için.

Elektronikler için çoğu soğutma, oda sıcaklığına yakınlaştırmak içindir, ancak çoğunlukla bir saniyenin kesirleri için kullanıldığından kamera sensörü için pek bir şey yapmaz, bu yüzden fazla ısınmaz. Sıcaklığı düşürmek için bir soğutma elemanına ihtiyacınız olacaktır, bu yüzden aslında bir mini buzdolabı veya bir mini AC olacaktır.

Bu, ısıyı atmak için kameranın dışında bir öğeye ihtiyaç duyacaktır, ki bu elbette çok rahatsız edici olacaktır. Tüm bunları çalıştırmak için gereken piller daha da büyük olacaktır.

Böylece, sıcak bir yüzeye ve uzun bir başlangıç ​​süresine sahip büyük, ağır bir kamera. Azaltılmış gürültüyü telafi etmek için çok pratik değil.

1994'ten beri sürekli dijital kameralar yapıyorum. Şu anda bir dizi güvenlik kameramız var. Yakın zamana kadar, orta menzilli bir güvenlik kamerasına soğutucu eklemek için özellikle iyi bir neden yoktu. İçlerinde 10 dolarlık sensör var. Düşük ışık, yüksek çözünürlüklerde makul bir beklenti değildir.

Ancak son zamanlarda, Çin'den gelen düşük maliyetli kamera baskısı nedeniyle yeni kameralardaki eğilim iki yoldan gidiyor. Düşük maliyetli kameraları aşmak için herkes pürüzsüz 4K @ 30fps veya süper düşük ışık @ 1080p istiyor.

Fairchild'in yeni 2/3 inçlik sensörünü kullanarak süper düşük ışıkta çalışıyorum. Bir güvenlik kamerasında duyulmamış bir boyut.

İnanılmaz. Üzerine bir soğutucu koymak için cazipim, çünkü en iyi 68F olarak derecelendirildi. Bu sıcaklıkta, karanlık bir otoparkta tam renkli fotoğraflar çekebilir ve kızılötesi aydınlatma olmadan plakaları net bir şekilde okuyabilirsiniz.

Ancak normal California sıcaklıklarında ve mühürlü 4W kamera gövdesinde, sensör 140F civarında çalışacak ve bu nedenle pozlama 1/160 saniyeyi aştığında yüzlerce sıcak piksel var.

Bir peltier çok caziptir. Sorun şu ki, son derece verimsizler. Birini eklemek kameranın watt değerini 10'a yükseltir, bu da onu zayıf bir retrofit kamera yapar. Sonradan yükseltmeler, tipik olarak kamera başına 5W'ı aşmayan mevcut gücü kullanmalıdır.

Sonuç: yazılım sıcak piksel tamiri yerine gerekli olanı, bir soğutucu.