Охлаждение матрицы фотоаппарата.
Dec. 3rd, 2010 10:53 pm![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
e-stepan0v.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
useless_faqКак известно, цифровые шумы, которые так портят жизнь фотографам при увеличении чувствительности, в основном носят тепловой характер.
По идее, охлаждение матрицы частично решает эту проблему.
Почему для охлаждения матрицы фотоаппаратов (распространенных моделей) не используют элемент Пельтье?
Стоят они не так дорого.
Конечно будет повышаться потребление, но выигрыш в качестве фотографий того стоит. К тому же можно предусмотреть возможность отключения.
P.S. Я имею ввиду зеркальные фотоаппараты в ценовом диапазоне, примерно, от 20 до 150 тыр (при стоимости элемента 1-2 тыр).
При этом, в дорогой и специализированной технике они уже используются, что говорит о наличии такой возможности.
По идее, охлаждение матрицы частично решает эту проблему.
Почему для охлаждения матрицы фотоаппаратов (распространенных моделей) не используют элемент Пельтье?
Стоят они не так дорого.
Конечно будет повышаться потребление, но выигрыш в качестве фотографий того стоит. К тому же можно предусмотреть возможность отключения.
P.S. Я имею ввиду зеркальные фотоаппараты в ценовом диапазоне, примерно, от 20 до 150 тыр (при стоимости элемента 1-2 тыр).
При этом, в дорогой и специализированной технике они уже используются, что говорит о наличии такой возможности.
no subject
Date: 2010-12-03 08:24 pm (UTC)+кстати выдержка из вашей же статьи "Кроме того, элементы Пельтье применяются для охлаждения устройств с зарядовой связью в цифровых фотокамерах. За счёт этого достигается заметное уменьшение теплового шума при длительных экспозициях (например в астрофотографии). Многоступенчатые элементы Пельтье применяются для охлаждения приёмников излучения в инфракрасных сенсорах."
Так что в вопросе заложена его бессмысленность)
no subject
Date: 2010-12-03 08:31 pm (UTC)+ один элемент и два контакта.
Стоимость 1500 со всеми наценками, по сравнению с 60 тыр погоды не делает.
Я специально в скобках отметил "фотоаппаратов (распространенных моделей)".
Если они применяются в технике, которая используется в астрофотографии, то почему бы не поставить и в обычные фотоаппараты?
no subject
Date: 2010-12-03 08:25 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:35 pm (UTC)Во-вторых, можно сделать не постоянное воздействие, а только когда это необходимо.
Как выяснили выше (и что я забыл уточнить в вопросе), это уже применяется в специализированной технике (астрофотографии). Так почему бы не расширить эту практику?
Хотя здравый смысл в этом есть. Это может быть одной из причин.
no subject
Date: 2010-12-03 08:42 pm (UTC)"Только когда это необходимо" - это потеря времени перед первым снимком, или перед каждым, если элемент отключать между снимками. Для оперативной съемки очень плохо.
Ну и да, тут верно подсказали, элемент Пельтье холодный только с одной стороны. С другой он горячий. А камера-то маленькая, вот и выйдет, что мы ее охладили с крышки, но нагрели с боков.
no subject
Date: 2010-12-03 08:51 pm (UTC)Или ручное отключение при необходимости.
Нагрев других частей не так критичен, к тому же это тепло можно отвести.
no subject
Date: 2010-12-03 09:56 pm (UTC)Более чем вероятный в таком случае перепад температур по матрице - это, как я понимаю, будет жопа-жопа похуже матрицы, нагретой равномерно. А если нагородить систему охлаждения с радиаторами и вентиляторами, это будет уже не портативная камера.
no subject
Date: 2010-12-03 08:32 pm (UTC)Вот сделать часть корпуса металлической с отводом тепла от матрицы на корпус, это да.
Но, думаю если так до сих пор не сделано, значит есть тому объективные препятствия.
no subject
Date: 2010-12-03 09:04 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:33 pm (UTC)А в мыльницах с маленькой матрицей толку ставить нет.
no subject
Date: 2010-12-03 08:52 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:34 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:40 pm (UTC)К тому же на потребительские камеры можно поставить и дорогие светосильные объективы, а вот с матрицей уже ничего не поделаешь.
no subject
Date: 2010-12-03 08:44 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:56 pm (UTC)А я говорю, например, про фотолюбителей-эстетов или свадебных бомбил не имеющих "неконсумерские деньги".
no subject
Date: 2010-12-03 09:00 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:04 pm (UTC)А в зале и кафешках обычно наихреновейщие условия для съемки.
Не зря же они (некоторые) даже фулфреймы покупают...
no subject
Date: 2010-12-03 09:04 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:08 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:13 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:15 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:17 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:24 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:25 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 08:47 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:02 pm (UTC)К тому же, выше говорят "в навороченных зеркалках он используется".
Хотя, для меня это достаточно веская причина. Потребление там действительно порядка ампера.
no subject
Date: 2010-12-03 09:18 pm (UTC)насчет "навороченных зеркалок" ничего не слышал. наверняка какие-нить стационарные астрофизические применения. ссылку, как грится
no subject
Date: 2010-12-03 09:10 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:14 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:35 pm (UTC)1) матрицы для астофотографии, где выдержки измеряются от десятков минут до нескольких часов.
2) матрицы для "hi-end" камер. Стоят такие игрушки ~40’000 ойро и широко не рекламируются.
no subject
Date: 2010-12-03 09:40 pm (UTC)А как решают проблему с энергопотреблением в таких "hi-end" камерах, вы не в курсе?
no subject
Date: 2010-12-03 09:57 pm (UTC)проблему решают проводом к розетке =)
no subject
Date: 2010-12-03 10:00 pm (UTC)А если серьезно, то они здоровые и аккумуляторы там тоже емкие.
no subject
Date: 2010-12-03 10:05 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 09:53 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-03 10:03 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-04 06:08 am (UTC)Но вообще мысль здравая.
no subject
Date: 2010-12-04 09:36 am (UTC)3. Шумы матрицы складываются из шумов считывания (продвижения) зарядов и тепловых шумов самого пикселя.
4. CCD матрицы, применяющиеся в бытовых (не астрономических камерах) имеют большие шумы продвижения зарядов и малые тепловые шумы. Тепловые шумы могут быть уменьшены охлаждением матрицы. Шумы продвижения уменьшены быть не могут. Такие матрицы прилично работают при выдержках до нескольких минут без охлаждения, а для увеличения выдержки им необходимы охлаждающие системы небольшой мощности. Типичные представители матрицы SONY. Характерное отношение сигнал шум 2500 раз. Для матрицы SONY стоящей в WEB камере VESTA PRO - 1000. Применение АЦП разрядностью более 12 в камерах на таких CCD матрицах нецелесообразно.
5. В астрономических ПЗС применяются CCD матрицы, имеющие очень маленькие шумы продвижения и приличный тепловой шум. Такие матрицы применяются только с системой охлаждения и имеют большое отношение сигнал шум (какое не считал). В камерах на таких матрицах применение АЦП большой разрядности – 16 – оправданы.
http://www.astronomy.ru/forum/index.php?topic=1355.40
То есть охлаждение в обычной, не специально-астрономической камере от шумов не избавит, хотя и отчасти сократит. Останутся шумы считывания, останутся сбойные пиксели, останутся шумы АЦП. Камеры со специальными, очень дорогими матрицами существуют, для них тепловой шум - основной, и их охлаждают.
2. Охлаждение требует затрат энергии. Охлаждать непосредственно паеред съёмкой кадра нельзя, будут тепловые неравномерности, надо постоянно держать холод. Полную теплоизоляцию матрицы сделать нереально, хотя бы потому, что со стороны объектива на неё поступает свет (хотя какие-то конструкции типа прозрачного вакуумного термоса вообразить можно - но они дажут искажение). Принимая, что площадь, через которую перетекает тепло, 100 квадратных сантиметров, тепло поступает через толщу 1 см (что сильно повлияет на размеры аппарата) и вещество, через которое идёт тепло, сходно по теплопроводности со стеклом, 1 Ватт на метр на Кельвин, а температуру снизили на 10 градусов (что, видимо, недостаточно), поток тепла составит 1 Вт, а принимая коэффициент производительности элемента Пельтье 0.3-0.5, получим, что энергопотребление порядка 2-3 Вт. Переводя в миллиамперчасы, исходя из напряжения 1.5 В, получим, что это около 2000 мА-ч, то есть охлаждение за час высосет пальчиковый аккумулятор (более реалистичный расчёт, боюсь, время работы сократит до десятков минут). Таким образом, для охлаждения нужен дополнительный источник энергии (сеть или внешний аккумулятор большого размера)
no subject
Date: 2010-12-04 10:23 am (UTC)Какая, Вы думаете, себестоимость у фотоаппарата, розничная цена которого в 20 тыр?
допустим, 15 тыр себестоимость, 2 тыр прибыль производителя, 3 тыр прибыль цепочки продавцов.
тогда, если поставить туда элемент Петелье, прибыль производителя упадет на 50-100%.
при этом 99% покупателей ни разу не слышали о проблеме цифровых шумов, и не готовы платить за ее решение деньги.
no subject
Date: 2010-12-04 12:03 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-04 12:13 pm (UTC)no subject
Date: 2010-12-04 12:52 pm (UTC)*чеша в затылке*
Date: 2010-12-04 10:39 pm (UTC)Посему видится ряд проблем.
1. Ёмкость элементов питания. Как говорится: "Куда побежал? Батарейки возьми".
Либо надо быть готовым иметь натурально обойму нынешних АА, либо ляпить что-то новое, сильно более емкое, причём с хорошими выходными токами.
Вы о таком слышали?
2. Отвод тепла. Фотоаппарат - он не сильно большой. И не имеет, априори, развитых поверхностей охлаждения. Поэтому к чемодану с батарейками можно смело добавлять радиатор, причём пропорциональный. Ну, либо вариант с асбестовыми рукавицами.
3. Конструкция аппарата. Нужна система мощного разделения температур - матрица должна охлаждаться, всё остальное - как получится.
Всё это ведёт к неминуемому выводу, что если в более-менее носибельном аппарате производитель пишет о применении элементов Пельтье, то речь либо о изменении температуры матрицы на считанные градусы, либо одно из двух.