Охлаждение матрицы фотоаппарата.

[e-stepan0v.livejournal.com]

Как 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.

Comments

[amaranth815.livejournal.com]

Имхо это связано со значительным усложнением конструкции, что либо понизит надежность, либо увеличит стоимость) и то и то уменьшит спрос.

+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)

[hvd.livejournal.com]

Потому что запотевание охлажденной матрицы (вспомните, как выглядит стакан с холодным пивом в жару) не только перекроет весь выигрыш в качестве от охлаждения, но и вообще убьет возможность сделать хоть мало-мальски резкий снимок.

[gouen.livejournal.com]

Элемент Пельтье тоже нужно в свою очередь охлаждать. Причём греется он сильно больше.

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.

[nmoroz.livejournal.com]

В навороченных зеркалках он используется.
А в мыльницах с маленькой матрицей толку ставить нет.

[dmitriy-ukhov.livejournal.com]

Качество фотоснимков на консумерской технике сейчас ограничивается далеко не шумами матрицы. Можно сказать, что описанной вами проблемы не существует в принципе, поэтому ее и не решают.

[horsehorse.livejournal.com]

с элементом Пельтье ресурс батарей фотоаппарата станет измеряться не в количестве снимков, а в минутах. И будет этих минут не много ))

[gipsylilya.livejournal.com]

Ой блин... Я всегда думала, что Пельтье - это такой чувак, который в мюзиклах поёт

[denkoshka.livejournal.com]

Насколько я знаю, используют в двух направлениях:
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.

[isolder.livejournal.com]

Я думаю, что шумы не главная проблема для камер среднего уровня.
Но вообще мысль здравая.

[sanitareugen.livejournal.com]

1. Тепловые шумы - не единственный источник дефектов.
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)

[mask-13.livejournal.com]

Я смотрю, он дорого стоит - 1-2 тыр
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.

[murmau.livejournal.com]

А не проще ли светосилу объектива повысить? Если сейчас на мыльницах объектив например 10 мм диаметром, площадь при этом 78 мм2, то увеличив диаметр объектива до 30 мм получим площадь 706 мм2, что в 9 раз больше.

*чеша в затылке*

[valaichi-pf.livejournal.com]

Проблема в том, что элемент Пельтье не сколько охлаждает одну сторону, сколько сам греется. КПД - проценты.
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.