为什么没有冷却的CCD传感器来降低噪声？

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传感器冷却是降低噪音的常用技术。为何它在高端D-SLR上不可用？

（有关极端示例，请参见http://www.andor.com/scientific_cameras/ikon-m_cooled_ccd/）

我并不是说应该用液氮冷却D-SLR。只是一些冷却系统！

sensor noise-reduction iso-noise

— 轻快的法斯托
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它已经完成了，但是我认为这将证明一些缺点：youtube.com/watch? v =

— ESultanik 2012年

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航天摄影师现在就这样做。它不必像他们做的那么大。我想尝试一下。大多数回答的人都错过了你的观点。传感器后部的珀尔帖非常小。理想情况下，应将其放在干燥的空气室内，以免起雾。

— 罗素·麦克马洪

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@RussellMcMahon-说即使出于能源原因而无法做到这一点仍然有效，即使您将技术规模缩小到最小也是如此。完全绝缘某些东西基本上是不可能的。这样，您将不得不连续消耗数瓦的功率，以保持任何体面大小的CCD / CMOS散热。有一个原因，就是天文摄影师会绕着巨大的汽车电池大小的电池行驶，以运行其冷却的相机。您需要容量。

— 假名称

@FakeName-能源原因远低于我的错误响应列表。第一个链接有一个“噪音费”半小时的曝光时间。这不是一个小小的改进，在某些情况下，许多拍摄都会受益。然后...

— 拉塞尔·麦克马洪

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@RussellMcMahon-冷却传感器所产生的噪声减少与曝光时间长短成正比，因为冷却传感器主要是为了减少暗电流。因此，除非您长时间曝光，否则这确实没有意义。此外，也有市场上的很多产品都使用他们可以逃脱，即使如此，他们仍然使用最小的冷却器大量的权力。看到我的答案更多。

— 假名称

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成本。每次提价都会导致销售减少。

尺寸。散热必须放在某个地方，那些把手已经装满了电池...

重量。P＆S受欢迎是有原因的，其中之一就是不拖拉砖=）

电池寿命。冷却消耗能量，能量损失意味着每个电池组的击发次数更少。

小改进：只有突破极限的镜头才会受益。

冷凝：人为降低的温度+潮湿的空气=水。水+电子产品=砖。

散热器：所有热量都必须流到某个地方，在这种情况下，可能是您的手。

复杂性：该领域又要出错的一件事。

— 帕特里克·休斯
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我只是在工作中看到一堆破烂的设备，就像WTF。我以前从未见过液冷相机。一个老家伙告诉我，他们在1990年代用新水泵付了大约5万美元。有点奇怪，它只有一根冷却液和乙二醇。我曾想过要拿它，但泵太大了，难以携带。

— 2013年

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它归结为权力，缺乏市场需求。

那里有专用的冷传感器相机。它们通常仅用于天文摄影。

几乎所有冷却的相机中使用的冷却器是所谓的热电冷却器，俗称“珀尔帖”或“塞贝克冷却器”。

通常，您将需要一个相当厚实的珀尔帖来保持图像传感器的冷却。例如，Orion StarShoot G3在1A时消耗12V 电压，以将1/3“图像传感器保持冷却到-10°C。这是12瓦！

要计算所需的电池大小，请将电流消耗乘以运行时间。因此，您将需要一个1 Ah，12V的电池来运行冷却的传感器仅一小时。作为比较，普通的佳能LP-E6电池（在佳能5D2中使用）在1.8Ah时仅为7.2V。即使忽略电压差，对于较小的传感器来说，打开相机也只需不到两个小时的运行时间。

此外，冷却传感器不太可能减少ISO噪音！冷却CCD / CMOS传感器可大大降低暗电流。但是，暗电流的影响纯粹是曝光时间的函数，因此它仅对长时间曝光有帮助。高ISO曝光噪声是CCD / CMOS传感器读取噪声的多少，或更多是传感器的暗电流噪声的函数。
传感器的冷却不会影响读数噪声，因此，即使传感器已冷却，也会使高ISO噪音很大。

基本上，除了长时间曝光外，实际上没有任何理由去麻烦冷却图像传感器。它带来的好处非常少，并且需要相当大的系统复杂性，并且功耗会大大增加。冷却的系统必须在期望照相的时间内连续运行，因为冷却系统可能需要花费几分钟（10-30）来冷却传感器并保持温度稳定。

此外，热电冷却器效率很低，并且将所有传递的热能作为热量散发。这样，5W珀耳帖将耗散5W +从图像传感器中去除的任何能量。这几乎肯定需要主动冷却，因为冷却效率与珀尔帖“热”面的冷却程度直接相关。

高端冷却的图像传感器使用液体冷却实际上是很常见的，它们可以耗散数十瓦或数百瓦的热量。

— 假名
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FN-我仍然（仍然是）不同意您所说的功率水平，而不是其他与摄影有关的方面。仅仅因为人们目前做的事情确实很糟糕，并不意味着一定是这样。正如您所注意到的，珀尔帖冷却器是很棒的工具，但是效率非常低。您不太可能看到有人为35mm国内市场传感器生产斯特林循环冷却器，但是它们将大大超过Peltier的效率，并且实际上“相当容易”，并且如果索尼决定使用它们，则成本可能非常低。冷静下来的时间...

— 拉塞尔·麦克马洪

FN ...例如，将斯特林冷指连接到传感器上时，液氮的冷却时间可能为几秒钟。一些制导炮弹装有焦耳汤姆森膨胀喷嘴冷水机，用于冷却将炮弹导向目标的红外传感器。发射冲击触发了冷却循环，随着壳体上升，传感器被冷却至LN温度，直到其弹道弧顶时，红外导引头已准备就绪。他们致力于实时运动相关用途的努力表明，短时间曝光IR用途可观的收益。

— 拉塞尔·麦克马洪

@RussellMcMahon是IR特有的。温暖的物体会发出红外线，其中包括红外线传感器本身。因此，您希望传感器尽可能冷。

— derobert 2012年

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最有可能是因为它笨重，并且具有很高的能耗。

电子产品的大多数冷却是为了使其降温至接近室温，但这对于相机传感器来说并没有多大用处，因为它通常仅用不到一秒钟的时间，因此不会发热太多。您需要一个冷却元件来降低温度，因此它实际上是一台迷你冰箱或一台迷你AC。

这将需要照相机外部的元件来散发热量，这当然是非常不便的。运行所有这些所需的电池将进一步增加尺寸。

因此，您所获得的是一台巨大，笨重的相机，表面很热，启动时间很长。不足以弥补降低的噪声。

— 古法
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哈苏相机非常庞大。在光线不足的情况下，您将始终拥有所需的时间。（星星，月光下的森林中的动物）

— Skippy Fastol 2012年

@SkippyFastol：是的，您只会在将相机用于夜间照相术时才忍受，而为此购买额外相机的人很少，无法将价格降至任何人都能买到的价格。

— Guffa 2012年

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@Guffa-有很多制造冷却相机的制造商。它们只是不面向消费者。它们通常针对科学成像和天文摄影。它们也从几千美元到数万美元不等。谷歌“冷CCD”来看看。我在第一个结果页上算出6个不同的制造商。

— 假名称

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@FakeName：是的，但问题是为什么它们不在D-SLR中使用。

— Guffa 2012年

@Guffa-好点。我想我概括了问题“为什么没有手帮助冷却传感器的相机在那里你是正确的。

— 假名字

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自1994年以来，我一直在制造数码相机。我们目前有一系列的安全摄像机。直到最近，还没有特别好的理由在中档安全摄像机中添加冷却器。他们有10美元的传感器。在较高分辨率下，光线不足不是合理的期望。

但是最近，由于中国失去了成本的相机压力，新型相机的趋势正在向两种方向发展。为了超越低成本相机，每个人都想要平滑的4K @ 30fps或超低照度@ 1080p。

我正在使用Fairchild的新型2/3英寸传感器进行超低照度工作。监控摄像头的尺寸是闻所未闻的。

太奇妙了。我很想在上面放一个散热器，因为它的最高额定温度为68F。在此温度下，您可以在黑暗的停车场中拍摄全彩色照片，并且无需红外照明就能清晰地读取车牌。

但是在正常的加利福尼亚温度下，在密封的4W相机机身内部，传感器将在140F左右运行，因此一旦曝光时间超过1/160秒，就会有数百个热像素。

珀尔贴非常诱人。麻烦的是，它们效率很低。增加一个将使相机的瓦数增加到10，这使其成为较差的改装相机。改造需要使用现有功率，每个摄像机通常不超过5W。

结果：软件热像素修复而不是所需的冷却器。

— 丹尼尔·劳顿
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用密封材料建造散热器不是值得吗？

— Euri Pinhollow '16