Mengapa tidak ada sensor CCD yang didinginkan untuk mengurangi kebisingan?

Pendinginan sensor adalah teknologi umum untuk mengurangi kebisingan. Mengapa tidak tersedia pada D-SLR kelas atas?

(lihat http://www.andor.com/scientific_cameras/ikon-m_cooled_ccd/ untuk contoh ekstrem)

Saya tidak mengatakan D-SLR harus didinginkan dengan nitrogen cair. Hanya beberapa sistem pendingin!

Biaya. Setiap kenaikan harga menghasilkan lebih sedikit penjualan.

Ukuran. Pendinginan harus pas di suatu tempat, pegangan itu sudah penuh dengan baterai ...

Bobot. Ada alasan mengapa P&S populer dan tidak membawa-bawa batu bata adalah salah satunya =)

Daya tahan baterai. Pendinginan membutuhkan energi, energi yang hilang berarti lebih sedikit bidikan di setiap kemasan baterai.

Perbaikan Kecil: hanya bidikan yang mendorong amplop yang akan menguntungkan.

Kondensasi: suhu lebih rendah secara buatan + udara lembab = air. Air + elektronik = batu bata.

Heat Sink: semua panas itu harus pergi ke suatu tempat, dalam hal ini mungkin tangan Anda.

Kompleksitas: satu hal lagi yang salah di lapangan.

Itu bermuara pada kekuasaan, dan kurangnya permintaan pasar.

Ada yang khusus didinginkan-sensor kamera di luar sana. Mereka umumnya hanya digunakan untuk astrophotography.

Pendingin yang digunakan di hampir semua kamera yang didinginkan adalah apa yang disebut pendingin termoelektrik , yang umumnya bahasa sehari-hari disebut "Peltier" atau "pendingin Seebeck".

Secara umum, Anda perlu peltier yang cukup tebal untuk menjaga sensor gambar tetap dingin. Misalnya, Orion StarShoot G3 menarik 12V pada 1A untuk menjaga sensor gambar 1/3 "didinginkan hingga -10 ° C. Itu 12 watt!

Untuk menghitung ukuran baterai yang dibutuhkan, Anda mengalikan menggambar saat ini dengan waktu berjalan. Dengan demikian, Anda akan memerlukan baterai 1 Ah, 12V untuk menjalankan sensor yang didinginkan hanya selama satu jam . Sebagai perbandingan, baterai Canon LP-E6 yang umum (seperti yang digunakan pada Canon 5D2) hanya 7.2V pada 1.8Ah. Bahkan mengabaikan perbedaan tegangan, itu kurang dari dua jam runtime dengan kamera aktif, untuk sensor yang jauh lebih kecil .

Lebih jauh lagi, mendinginkan sensor tidak akan banyak membantu mengurangi kebisingan ISO! Pendinginan sensor CCD / CMOS sebagian besar mengurangi arus gelap . Namun, efek dari arus gelap adalah murni fungsi dari waktu pemaparan, jadi itu hanya sangat membantu dengan eksposur lama. Derau eksposur ISO tinggi adalah sebanyak atau lebih dari fungsi sensor baca CCD / CMOS dibandingkan derau sensor arus gelap.
Readout-Noise tidak terpengaruh oleh pendinginan sensor , sehingga level ISO tinggi akan berisik, bahkan dengan sensor yang didinginkan.

Pada dasarnya, sebenarnya tidak ada alasan untuk repot-repot mendinginkan sensor gambar selain paparan yang lama. Ini menawarkan sangat sedikit manfaat, dan membutuhkan kompleksitas sistem tambahan yang besar, dan peningkatan daya secara besar-besaran. Sistem yang didinginkan harus berjalan terus menerus selama durasi di mana seseorang mengharapkan untuk mengambil foto, karena sistem pendingin kemungkinan akan memakan waktu beberapa menit (10-30) untuk mendinginkan sensor, dan agar suhu stabil.

Selain itu, pendingin termoelektrik sangat tidak efisien, dan menghilangkan semua energi termal yang ditransfer sebagai panas. Dengan demikian, peltier 5W akan menghilangkan 5W + energi apa pun yang dikeluarkan dari sensor gambar. Ini hampir pasti membutuhkan pendinginan aktif , karena efisiensi pendinginan terkait langsung dengan seberapa dingin sisi "panas" peltier.

Ini sebenarnya umum untuk sensor gambar berpendingin kelas atas untuk menggunakan pendingin cair , dan mereka dapat menghilangkan puluhan atau ratusan watt panas.

Kemungkinan besar karena akan besar, dan memiliki konsumsi energi yang sangat tinggi.

Sebagian besar pendinginan untuk elektronik adalah untuk membawanya lebih dekat ke suhu kamar, tetapi itu tidak akan banyak membantu untuk sensor kamera, karena sebagian besar digunakan untuk sepersekian detik, sehingga tidak akan terlalu panas. Anda membutuhkan elemen pendingin untuk menurunkan suhu, jadi pada dasarnya kulkas mini atau AC mini.

Ini akan membutuhkan elemen di bagian luar kamera untuk membuang panas, yang tentu saja akan sangat merepotkan. Baterai yang dibutuhkan untuk menjalankan semua ini akan semakin menambah ukuran.

Jadi, yang Anda dapatkan adalah kamera yang besar dan berat, dengan permukaan yang panas, dan waktu startup yang lama. Terlalu tidak praktis untuk menebus pengurangan kebisingan.

Saya telah membuat kamera digital sejak tahun 1994, terus menerus. Kami saat ini memiliki garis kamera keamanan. Sampai baru-baru ini, tidak ada alasan yang sangat baik untuk menambahkan pendingin ke kamera keamanan rentang moderat. Mereka memiliki $ 10 sensor di dalamnya. Cahaya rendah bukan harapan yang masuk akal pada resolusi yang lebih tinggi.

Namun belakangan ini tren kamera baru berjalan dua arah, karena kehilangan tekanan biaya kamera dari China. Untuk mengalahkan kamera berbiaya rendah, semua orang menginginkan 4K @ 30fps yang halus, atau cahaya super rendah @ 1080p.

Saya sedang mengerjakan lampu super rendah, menggunakan sensor 2/3 inci baru dari Fairchild. Ini ukuran yang tidak pernah terdengar dalam kamera keamanan.

Luar biasa. Saya tergoda untuk memakai pendingin, karena diberi nilai 68F terbaik. Pada saat itu, Anda dapat mengambil foto penuh warna di tempat parkir yang gelap, dan dapat membaca plat nomor dengan jelas, tanpa penerangan IR.

Tetapi pada suhu California normal, dan di dalam bodi kamera 4W yang disegel itu, sensor akan bekerja sekitar 140F, dan ada ratusan piksel panas setelah paparan melebihi 1/160 detik.

Peltier sangat menggoda. Masalahnya, mereka sangat tidak efisien. Menambahkan satu akan meningkatkan watt kamera menjadi 10, yang membuatnya menjadi kamera retrofit yang buruk. Retrofits perlu menggunakan daya yang ada, yang tipikal tidak melebihi 5W per kamera.

Hasil: perbaikan perangkat lunak piksel panas alih-alih yang diperlukan, pendingin.