Tại sao không có cảm biến CCD làm mát để giảm tiếng ồn?

Cảm biến làm mát là một công nghệ phổ biến để có được ít tiếng ồn hơn. Tại sao nó không có sẵn trên các máy D-DSLR cao cấp?

(xem http://www.andor.com/scientific_cameras/ikon-m_cooled_ccd/ để biết ví dụ cực đoan)

Tôi không nói rằng D-SLR nên được làm mát bằng nitơ lỏng. Chỉ cần một số hệ thống làm mát!

Giá cả. Mỗi lần tăng giá dẫn đến doanh số ít hơn.

Kích thước. Làm mát phải vừa vặn ở đâu đó, những tay cầm đó đã đầy pin ...

Cân nặng. Có một lý do P & S là phổ biến và không lảng vảng xung quanh một viên gạch là một trong số đó =)

Tuổi thọ pin. Làm mát chi phí năng lượng, năng lượng bị mất có nghĩa là ít bức ảnh hơn trong mỗi bộ pin.

Cải thiện nhỏ: chỉ những bức ảnh đẩy phong bì thậm chí sẽ có lợi.

Ngưng tụ: nhiệt độ thấp hơn giả tạo + không khí ẩm = nước. Nước + điện tử = gạch.

Tản nhiệt: tất cả nhiệt lượng đó phải đi đâu đó, trong trường hợp này có lẽ là bàn tay của bạn.

Sự phức tạp: một điều nữa đi sai trong lĩnh vực này.

Nó sôi sùng sục và thiếu nhu cầu thị trường.

Có là đặc sản làm mát bằng cảm biến máy ảnh ra khỏi đó. Chúng thường chỉ được sử dụng cho chụp ảnh thiên văn.

Bộ làm mát được sử dụng trong hầu hết các máy ảnh được làm mát là cái được gọi là bộ làm mát nhiệt điện , thường được gọi là "Peltier" hoặc "Seebeck cool".

Nói chung, bạn sẽ cần một peltier khá chunky để giữ cho cảm biến hình ảnh được làm mát. Ví dụ, Orion StarShoot G3 thu được điện áp 12V ở 1A để giữ cho cảm biến hình ảnh 1/3 "được làm mát đến -10 ° C. Đó là 12 watt!

Để tính kích thước pin cần thiết, bạn nhân số lần rút hiện tại với thời gian chạy. Như vậy, bạn sẽ cần pin 1 Ah, 12V để chạy cảm biến được làm mát chỉ trong một giờ . Để so sánh, pin Canon LP-E6 phổ biến (như được sử dụng trong Canon 5D2) chỉ là 7.2V ở mức 1.8Ah. Ngay cả khi bỏ qua sự khác biệt điện áp, đó là thời gian chạy ít hơn hai giờ với máy ảnh bật, cho một cảm biến nhỏ hơn nhiều .

Hơn nữa, làm mát một cảm biến khó có thể làm được gì nhiều để giảm nhiễu ISO! Làm mát cảm biến CCD / CMOS phần lớn làm giảm dòng điện tối . Tuy nhiên, ảnh hưởng của dòng điện tối hoàn toàn là một chức năng của thời gian phơi sáng, vì vậy nó chỉ thực sự giúp phơi sáng lâu. Nhiễu phơi sáng ISO cao là nhiều hoặc nhiều chức năng của cảm biến CCD / CMOS đọc nhiễu sau đó là nhiễu dòng tối của cảm biến.
Độ nhiễu đọc không bị ảnh hưởng khi làm mát cảm biến , do đó mức ISO cao sẽ gây nhiễu, ngay cả với cảm biến được làm mát.

Về cơ bản, thực sự không có lý do gì để bận tâm làm mát một cảm biến hình ảnh khác sau đó phơi sáng lâu. Nó cung cấp rất ít lợi ích, và đòi hỏi sự phức tạp hệ thống bổ sung đáng kể, và sức mạnh tăng lên ồ ạt. Một hệ thống được làm mát phải chạy liên tục trong khoảng thời gian mà người ta mong muốn chụp ảnh, vì hệ thống làm mát có thể sẽ mất nhiều phút (10-30) để làm mát cảm biến và để nhiệt độ ổn định.

Hơn nữa, các bộ làm mát nhiệt điện có hiệu quả cao, và tiêu tan tất cả năng lượng nhiệt được truyền dưới dạng nhiệt. Như vậy, một peltier 5W sẽ tiêu tan 5W + bất kỳ năng lượng nào được loại bỏ khỏi cảm biến hình ảnh. Điều này gần như chắc chắn sẽ yêu cầu làm mát chủ động , vì hiệu quả làm mát có liên quan trực tiếp đến mức độ "nóng" của tấm lót.

Nó thực sự phổ biến đối với các cảm biến hình ảnh được làm mát cao cấp để sử dụng làm mát bằng chất lỏng và chúng có thể tản nhiệt hàng chục hoặc hàng trăm watt nhiệt.

Rất có thể bởi vì nó sẽ cồng kềnh, và có mức tiêu thụ năng lượng rất cao.

Hầu hết làm mát cho thiết bị điện tử là để đưa nó xuống gần nhiệt độ phòng hơn, nhưng điều đó sẽ không ảnh hưởng nhiều đến cảm biến máy ảnh, vì nó chủ yếu được sử dụng cho các phân số của một giây, vì vậy nó sẽ không nóng lên nhiều. Bạn sẽ cần một bộ phận làm mát để giảm nhiệt độ, vì vậy về cơ bản nó sẽ là một tủ lạnh mini hoặc một AC nhỏ.

Điều này sẽ cần một yếu tố bên ngoài máy ảnh để xử lý nhiệt, điều này tất nhiên sẽ rất bất tiện. Pin cần thiết để chạy tất cả điều này sẽ thêm vào kích thước.

Vì vậy, những gì bạn nhận được là một máy ảnh lớn, nặng, với bề mặt nóng và thời gian khởi động dài. Quá không thực tế để bù cho tiếng ồn giảm.

Tôi đã làm máy ảnh kỹ thuật số từ năm 1994, liên tục. Chúng tôi hiện có một dòng camera an ninh. Cho đến gần đây, không có lý do nào đặc biệt tốt để thêm máy làm mát vào camera an ninh tầm trung. Họ có cảm biến $ 10 trong đó. Ánh sáng yếu không phải là một kỳ vọng hợp lý ở độ phân giải cao hơn.

Nhưng gần đây xu hướng máy ảnh mới đang đi theo hai chiều, do mất áp lực chi phí máy ảnh từ Trung Quốc. Để vượt qua các máy ảnh giá rẻ, mọi người đều muốn 4K @ 30 khung hình / giây mượt mà hoặc ánh sáng cực thấp @ 1080p.

Tôi đang làm việc với ánh sáng cực thấp, sử dụng cảm biến 2/3 inch mới từ Fairchild. Đó là một kích thước chưa từng thấy trong một camera an ninh.

Ngạc nhiên. Tôi muốn đặt một bộ làm mát cho nó, bởi vì nó được đánh giá tốt nhất ở 68F. Ở nhiệt độ đó, bạn có thể chụp ảnh đầy đủ màu sắc trong bãi đậu xe tối và có thể đọc rõ biển số xe mà không cần chiếu sáng IR.

Nhưng ở nhiệt độ bình thường ở California và bên trong thân máy ảnh 4W kín, cảm biến sẽ chạy khoảng 140F, và do đó, có hàng trăm pixel nóng khi độ phơi sáng vượt quá 1/160 giây.

Một peltier là rất hấp dẫn. Rắc rối là, chúng rất kém hiệu quả. Thêm một cái sẽ tăng công suất của máy ảnh lên 10, điều này làm cho nó trở thành một máy ảnh trang bị kém. Trang bị thêm cần sử dụng công suất hiện có, mà thông thường không vượt quá 5W cho mỗi camera.

Kết quả: phần mềm sửa chữa pixel nóng thay vì những gì cần thiết, mát hơn.