Astro A7s (냉각개조 sony A7s)


소니에서 2014년 발표한 카메라중에서 가장 주목받는 제품이  A7s인데 풀프레임이면서 화소수는 보급형 디지털카메라보다 적은 1200만화소의 카메라로 고감도 사진촬영이 가능하여 iso 409,600, 4K동영상 촬영을 지원하는 카메라입니다.
테스트 결과 노이즈는 캐논의 6D, 5D mark III보다는  좀더 많지만 저조도, 고감도 촬영특성은 아주 양호한 성능을 보여주고 있었습니다.

개조전 내부 분해를 해서 관찰한 결과 모든 전자 회로를 단 한장의 메인보드에 집적하였고 작은 외형을 유지하기위해 많이 노력한 것을 알 수 있었습니다.이것은 회로의 성격이 다르면 별도의 PCB를 만드는 캐논DSR의 설계개념과는 비교되는 것입니다.

냉각개조를 하기 위해서는 두가지 방법을 생각했는데 그 첫째는 CDS-5D에서 시도했던 전체의 하우징을 버리고 새로이 카메라의 부품을 재배치하여 냉각모듈을 설치하는것입니다. 둘째는 이미지센서를 바디에서 꺼내서 렌즈 방향으로 약39mm이동시키고 이것을 둘러싸는 냉각모듈을 설치하는 방법입니다.

이미 냉각 6D Poject를 후자의 방법으로 진행중이었기에 A7s도 둘째의 방법으로 개조하기로 결정하였습니다.

이미지센서의 케이블연장 테스트:

바디의 전체적인 Ground를 점검하고 새로 장착하는 히트싱크와 콜드블록, 커버전체를 Ground 회로와 하나되게 하고 쉴드기능을 하도록 처리하고 이미지 센서와 메인보드를 연결하는 FPC 케이블을 연장하여 안정성 테스트를 하였습니다. 노이즈의 증가는 거의 발견할 수 없었고 동영상, 정지영상 모두 정상적으로 찍을 수 있었습니다.

A7s는 아주 특별한 기능 Silent shooting mode가 있습니다. 이 기능은 캐논의 DSLR에는 없는 기능으로서 Live view상태에서 기계식 셔터의 작동없이 전자식셔터만 작동하여 설정된 노출시간 만큼 빛을 받아서 저장하는 것으로서 기계식셔터가 제 역할을 하지 못하는 냉각 A7s에서는 짧은 셔터속도 제어에 매우 훌륭한 도구입니다.

 

냉각 A7s의 렌즈마운트를 소니 미러리스 표준이 아닌 백포커스가 44mm인 캐논 EF마운트를 사용하도록 하였습니다. 이것은 기존 CentralDS 제품인 CDS-6D, CDS-600DII, Astro6D에서 공통으로 사용가능한 Drop-In filter 시스템을 함께 사용하기위한 것으로서 개발시간을 단축하고 제작단가를 낮추는 장점이 있습니다.

냉각  A7s의 냉각시스템은 냉각 6D에 적용된 실린더형상의 히트싱크와 착탈식 EXcooler컨셉이 그대로 적용되었으며 동일한 부품규격을 적용하였습니다.

B.  새로운 냉각시스템.

1. Passive Cooling : A7s는 Full Frame 4K 동영상 촬영이 가능한 훌륭한카메라입니다. 그러나 동영상 촬영시 카메라의 내부에 위치한 이미지센서의 온도는 대기온도보다 약 7도이상 상승하게 됩니다.  이것은 노이즈를 만들고 화질저하의 주요원인이 됩니다. 특히 저조도의 상황에서 찍은 동영상이라고 한다면 내부 열이 만드는 노이즈는 극복해야할 중요한 과제가 분명합니다.

냉각개조 A7s 는 실린더 형태의 몸체를 3 D모델링을 통한 3차원 설계와 MCT기계가공을 통하여 히트싱크를 만들었으며 이 히트싱크는 충분한 방열면적을 갖추어서 Excooler를 장착하지 않고 TEC쿨러에 약4V 직류전원을 공급하는 Passive cooling mode로 작동시키면 촬영중에 이미지센서의 온도를 안정적으로 대기온도보다 약 6도 ~ 7도의 낮게 유지 시켜 줍니다. 이것은 실제 냉각개조하지 않은 일반의 A7s로 동영상 촬영할 경우와 비교하면 이미지 센서의 온도를 약 14도~15도 낮게 하는 것이기 때문에 우수한 품질의 동영상 촬영이 가능합니다. 그리고 Fan이 없기 때문에 냉각으로 인한 소음의 발생도 전혀 없으며 전원은 12V를 4V로 변환하여 사용하며 이때 전류 소모량은 약 0.8Amp매우 작아 12V 12Ah 납축전지를 사용시 약 15시간 연속으로 냉각장치구동이 가능합니다.

2. Active Cooling:  착탈식의 디자인으로 만든 EXcooler는 히트싱크에 공기를 불어주어 시간당 방열량을 크게 만들어서 큰 냉각성능을 갖게 하였고 냉각효과를 올리기 위해 TEC에 8.5V DC를 공급하고 동시에 2개의 40mm 쿨링팬을 가동하여 적극적인 방열을 통해 이미지센서의 온도를 상온-18도(+2~-2도)로 유지하도록 하였습니다.

3.착탈식 EXcooler: 저소음, 안정적인 고성능 쿨링팬의 대명사인 오스트리아 녹투아회사의 40mm 쿨링팬을 2개 사용하여 저소음, 무진동의 쿨링을 실현했으며 카메라의 히트싱크 다닥면의 삼각대고정용 홀에 1/4″ 나사를 이용하여 쉽게 탈부착이 가능하게 하였습니다.12V  DC전원을 메인power source로 사용하여 Fan에 12V,  TEC쿨러에 8.5V를 공급하는 power supply를 내장시켰습니다. Astro 6D에 적용한 것처럼 sony camera를 구동하는 전원공급장치를 포함시켜서 리튬이온 배터리 없이 카메라를 사용할 수 있도록 하였습니다.

4.디지털온도계: 이미지센서의 온도를 실시간으로 확인할 수 있도록 디지털온도계를 기본 악세사리로 제공합니다.

C. 냉각전후 다크프레임 비교
1. 실내 상온, ASA1600, 450초, RAW, 500x500pixels 중앙부 Crop (원본)

2. 실내 상온, ASA1600, 450초, RAW,  500x500pixels 중앙부 Crop (포토샵 Level  255 -> 30)

D. 카메라 어답터 사용 예시

Information of the product :
*Cool down the temperature of CMOS sensor about 18 Celsius degree(±2℃) from that of ambient air.
*Absolutely high-Quality image in B-shutter use compared with usual DSLR
*Realtime Monitoring of the cooling temperature by digital thermometer
*Drop-in filter system
*Use of high efficiency Thermo electric cooler module.
*Power: 12V, 2A DC
*Low Pass Filter Removed.
*Optimal design by 3D CAD modelling
*Precision manufacturing by CNC machine
*Perfect tuning of optical axis of CMOS sensor by 3 point alignment
*Permanent Anti-dew system applied.
*Detachable Excooler (40mm cooling fan 2pcs & Power supply)  included.
*Live-view Focus function alive.
*Mechanical Shutter and Sensor Cleaning function are disabled.

Various Adapters for Astro A7s