Astro 5D Mark IV (냉각개조 5D Mark IV)
캐논의 5D 시리즈의 최신 기종인 5D Mark IV를 냉각카메라로 출시하였습니다.
저희는 이 카메라에 이전 냉각카메라 모델보다 더 단순하고 가벼워진 Hybrid cooling 개조 방식을 적용하여 콤펙트한 냉각 카메라를 완성하였습니다.
새로운 이미지센서
최근 캐논의 이미지센서기술에 주목할 만한 큰 변화가 있었습니다. 그것은 CMOS 밖에 있던 A/D Converter가 이미지센서 웨이퍼에 심겨진 On-Chip ADC 설계가 적용된 것입니다.
이러한 센서설계의 변화는 빛의 신호를 디지털신호로 전환할때 Read Noise를 획기적으로 줄여주게 되어 저조도촬영시 이전 센서들에 비하여 더어두운 빛도 노이즈없이 기록할 수 있도록 해줍니다.
Dark Frame shot을 이전카메라와 비교해보면 이전의 카메라의 사진에서 느껴지던 밴딩노이즈는 더이상 보이지 않고 상당히 균질한 background pattern을 볼 수 있습니다. 아마 새로운 이미제센서 설계방식에 맞춰 이미지처리 알고리즘에 큰 개선이 있다고 생각됩니다.
하이브리드 냉각 방식
Astro 6D 이래로 이미지센서를 카메라 바디 전면으로 이동시킨 후 밀폐된 방에 냉각모듈을 구성해서 그 외부표면의 히트싱크를 Fan으로 공기를 불어서 냉각하는 Active cooling 냉각방식을 사용하였습니다.
Astro 5D Mark IV는 EXcooler 없이, 원통형히트싱크는 Passive Cooling기능을 하고, 배면의 cooling Fan은 Active Cooling을 담당하여 2가지 쿨링방식이 동시에 적용된 하이브리드 쿨링방식을 채택했습니다.
효율적인 Active cooling을 위해 배면에 추가적 히트싱크가공의 하고, 공기의 급배기 흐름을 통제하는 가이드월을 만들어서 냉각성능이 극대화되도록 하였고, 쿨링팬은 현존하는 상용모델중 가장 안정적인 성능,수명이 검증된 녹투아 제품을 사용하여 무진동쿨링을 실현하였습니다.
그결과 크기는 작아지고 단순하게 되었습니다. 하지만 냉각성능은 상온-18도(+2C ~-2C)를 확보하였습니다.
완벽한 이슬방지 기능
이미지센서의 표면은 온도가 상당히 낮기 때문에 특별한 결로대책이 필요합니다. 일단 냉각모듈전체를 O링을 이용해 공기의 유통을 차단하여 외부의 수증기 유입을 막고, 이미지센서을 감싸는 콜드블록의 표면적을 충분히 크게 디자인하여 내부에 존재하는 수증기의 응결이 펠티어소자에 가까은 콜드블록표면에 집중하여 일어나도록 유도하여 온도가 더 높은 이미지센서 표면에는 결로가 생기지 않게 됩니다. 실리카겔등 제습제를 사용치 않고 완벽한 결로방지가 가능하게 되었습니다.
이미지센서의 위치 이동
Astro 5D Mark IV는 냉각개조작업시 카메라 내부가 아닌 외부에
냉각모듈을 구성하는 방식으로 디자인 방향을 설정하였습니다. 그것은 이미지센서를 렌즈방향으로 이동시켜서 카메라 밖으로 꺼내고 TEC냉각시스템을 장착하는 방법입니다.
다만 이경우 메인보드에서 이미지 센서 까지의 커넥터케이블의 길이가 길어지게 되어 노이즈의 증가 또는 신호의 지연으로 인한 우려가 있지만 Astro 6D 이후 노하우를 바탕으로 Ground 회로가 대폭 강화된 FPC 케이블은 쉴드를 더욱 보강하였습니다.
카메라 바디 밖으로 꺼낸 CMOS는 개조카메라로서 단점과 장점을 함께 가지고 있습니다.
단점은 이미지센서가 렌즈방향으로 셔터보다 앞으로 나가 있기 때문에 기계식셔터의 기능이 무시되고 있다는 것과 SLR의 최대장점인 광학View finder를 사용할 수 없다는 것입니다. 그러나 Drop-In Filter시스템을 렌즈 마운트와 이미지센서에 장착할 수 있게 되었습니다.
Drop-In filter 시스템
이미지센서에서 백포커스44mm사이에 Drop-In filter 시스템을 장착하여 카메라렌즈를 사용할 경우에도 렌즈분리하지 않고 필터교환을 자유롭게 할 수 있다는 것입니다. 이것은 Narrow band imaging에 매우 유효한 개념입니다. 그리고 Astro 5D Mark IV는 필터홀더에 두께2mm 필터를 장착한 상태에서 캐논카메라의 Backfocus거리인 44mm를 유지하도록 설계하였습니다.
인터벌타이머/벌브타이머
Astro 5D Mark IV 에 인터벌타이머/벌브타이머 라는 편리한 기능
두가지가 추가 되었습니다. 인터벌 타이머는 B셔터를 제외한 30초까지의 노출 사진에 사용가능하며, 노출 회수, 각 노출간의 시간간격을 설정할 수 있도록 되어 있어서 야간 타임랩스 사진등에 편리한 기능이 될것입니다.
벌브타이머는 B셔터 노출 시간을 설정할 수 있게 하여 리모트 콘트롤러 없이도 정해진 시간 만큼 긴시간노출을 할 수 있게 되어 천체사진 촬영이 편리해 졌습니다.
더 강력해진 노이즈제거 성능
고도로 집약된 전자부품들로 구성된 카메라 내부공간은 예기치 않는 전기적인 노이즈가 발생할 수 있는 환경입니다. 카메라제조회사에서는 이것을 최소화하기위해 금속박판을 이용하여 만든 쉴트커버 또는 Tape형식의 각종 노이즈방지 처리를 하고 Ground회로 설계에 세심한 노력을 기올이고 있습니다.
Astro 5D Mark IV의 경우 밀폐챔버속에 갖혀있는 CMOS는 노이즈 발생우려가 있는 카메라의 다른 전자부품들과 완전히분리되어 있고, 알미늄합금으로 가공된 밀폐챔버는 매우 훌륭한 전자파 차폐벽을 역할을 하기 때문에 이미지센서가 빛 Data를 신호Data로 전환시킬때 외부 노이즈로부터 영향을 최소화시킬 수 있습니다. 여기에 펠티어소자에 의한 이미지센서의 냉각이 더해져서 획기적으로 백그라운드 노이즈를 줄였습니다.
새로운 CF2 표준 마운트
천체사진용 카메라의 경우 다양한 형태의 광학계와 결합되어 사용되어지기 때문에 마운트의 형태, 규격은 상당히 중요한 의미가 있습니다.
CentralDS에서는 지금까지 얻는 설계Data를 바탕으로 모든카메라제품에 공통 적용할 표준마운트 규격을 확정하였습니다.
비네팅을 최소화하고, 필터의 추가사용에 편리하게하고, 다양한 광학계와 쉽게 연결가능하게 하며, 견고한 결합이 가능하게 하는것을 목표로하여 설계하였습니다.
이것은 22mm 플랜지백의 APS-C sensor, Full Frame sensor공통규격으로서 카메라쪽 마운트안쪽에 천체사진용 2”(48mm)필터와 52mm filter를 마운트에 장착가능토록할 수 있도록 하여 망원경,렌즈등 선택에 상관없이 항상 내장형으로 필터 사용이 가능토록하였습니다.
M4 무두나사 3개로 본체에 고정된 마운트링은 Field Rotator 기능을 함께 겸하고 있기 때문에 사각형태의 배플이 적용된 카메라 렌즈 사용시에 효과적입니다. 그리고 천체사진 촬영시 쉽게 구도를 변경할 수 있습니다.
AF Mount Adapter
Astro 6D 이래로 A7s, D810의 경우 DIFH를 기본마운트로 하였습니다.이경우 천체사진용 필터의 사용을 편리하게 하는 분명한 장점이 있지만 AF,렌즈통신접점을 연결하기에 DIFH가 매우 까다로운 걸림돌이 되었습니다.
최근 CF2 마운트설계시 DIFH, AF Mount tube, MF Mount Tube를 M72/M66 Thread에 자유롭게 선택하여 장착할 수 있도록 하였습니다.
최근들어 출시되는 STM 렌즈나 , USM 렌즈들의 경우 대부분 카메라 바디로부터 전원을 공급받아 렌즈 초점조절링의 구동이 가능하게 설계된 경우가 많아서 렌즈통신이 안되는 DIFH 시스템은 상단한 제약이 있었습니다.
AF 마운트어답터를 스크류방식으로 CF2 마운트의 M66나사 장착 후 외부케이블과 PCB커넥터로 카메라 바디에 연결하는 방식으로 설계하였습니다. 이것은 커넥터분리 후 M66나사결합을 풀면 바로 분리 될 수 있어 MF, DIFH, 망원경용 어답터등으로 쉽게 변경할 수 있습니다.
이제 AF Mount Adapter를 이용하면 최신형의 훌륭한 캐논의 카메라 렌즈들의 조리개조절과 초점조절을 자유롭게 할 수 있어 렌즈 활용성을 획기적으로 개선하였습니다.
