Astro 6D (Cooling modified eos 6D)

냉각 6D는 캐논의 보급형 풀프레임 DSLR카메라인 eos 6D의 냉각카메라 개조제품입니다.

지금까지 저희는 카메라 내부에 이미지센서를 둘러싼 냉각모듈을 설치하거나 카메라의 전체 하우징을 제거하고 새로 재배치하는 방법으로 개조를 해왔습니다. 그러나 6D, A7s 의 개조를 진행하면서 다른 새로운 개념을 도입하였습니다.

A.이미지센서의 위치 이동.

이미지센서를 렌즈방향으로 이동시켜서 카메라 밖으로 꺼내고 TEC냉각시스템을 장착하는 개조를 시도하였습니다. 이것은 내부구조가 타이트한 6D와 소니의 카메라를 개조하기에 좋은 개념이라고 판단했습니다.

다만 이경우 메인보드에서 이미지 센서 까지의 커넥터케이블의 길이가 길어지게 되어 노이즈의 증가 또는 신호의 지연으로 인한 문제가 우려되었습니다.

새로 제작한 FPC 커넥터 케이블은 쉴드를 더욱 보강하고 메인보드에서 서포트프레임, 히트싱크, 콜드블록, 어답터 링에 이르기 까지 하나의 강화된 그라운드회로로 만들어서 노이즈 증가를 막기위해 최대한의 노력을 다하였습니다. 다만 케이블 길이증가에 따른 문제점에 대하여 걱정이 있었습니다. 케이블 연장후 테스트 결과 매우 훌륭하게 작동했고 노이즈 비교에서도 개조후에 품질저하는 없는것으로 확인되었습니다. 아마도 CMOS에서  메인보드까지는 디지털신호만이 전달되고 케이블 또한 2라인 1조의 pair cable로 되어 있어 노이즈에 강한 구조이고 더욱 강화시킨 Ground역시 회로의 안정성에 기여한것으로 생각됩니다.

카메라 바디 밖으로 꺼낸 CMOS는 개조카메라로서 단점과 장점을 함께 가지고 있습니다.

우선 단점은 이미지센서가 렌즈방향으로 셔터보다 앞으로 나가 있기 때문에 기계식셔터의 기능이 무시되고 있다는 것입니다. 기계식셔터, 전자식 셔터 조합의 디지털카메라의 노광량의 제어는 전자셔터개방-기계셔터개방-기계셔터닫힘-전자셔터닫힘 프로세스로 진행하며 이때 셔터시간은 기계식셔터의 개방에서 기계식셔터의 닫힘까지의 시간이며 기계식 셔터가 이미지센서의 전면에 위치하지 못하기 때문에 센서의 노광량은 전자식셔터의 개방에서 닫힘까지의 시간이 되기때문에 설정된 셔터시간보다 실제의 노광량은 더 많게 됩니다. 이것은  Bulb 셔터의 경우 전혀 노광량제어에 문제가 되지 않지만 1초이하의 짧은 노출시간에서는 노출시간이 길어지는 문제가 생깁니다.

두번째 단점은 SLR의 최대장점인 광학View finder를 사용할 수 없다는 것입니다. 오로지 Live view기능을 이용하여 구도를 결정하고 사진을 찍어야 합니다.

장점.

1.Drop-In filter: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 Astro6D는 필터홀더에 장착되는 필터를 장착한 상태에서 캐논카메라의 Backfocus거리인 44mm를 유지하도록 설계하였습니다.

2.TEC냉각모듈과 히트싱크가 원형실린더 형태로서 카메라 바디와 렌즈 사이에 위치하여 기존 카메라의 user interface와 유사한 형태로서 기존의 DSLR사용자 경험의 연장선에 있기 때문에 보다 친근한 외형을 갖게 되었습니다.

3. DSLR카메라는 사진 촬영시 펜타프리즘쪽으로 미러가 올라가고 렌즈의 빛이 이미지센서에 도달하도록 되어있는데 이때 위로올려진 미러의 홀더가 렌즈에서 이미지센서에 도달하는 광로를 일부 가리는 현상이 발생합니다. 물론 이 면적은 전체광량중에 작은 량이지만 이것은 화면의 밝기를 불균일하게 만드는 요인이 되기 때문에 천체사진 촬영시, 특히 모자익 사진을 만들경우 심각한 장애 요인으로 작용합니다.개조된 Astro 6D는 이미지 센서 전면에 어떠한 장애물도 없기 때문에 개조하지 않은 6D로 촬영시 올려진 미러의 홀더가 이미지센서에 드리우는 비네팅을 완전히 없앤 전체 영역에 대하여 평탄한 이미지를 얻을 수 있습니다.

B.  새로운 냉각시스템.

1. Passive Cooling : 6D는 Full Frame 동영상 촬영에 아주 유용한 카메라입니다. 그러나 동영상 촬영시 카메라의 내부에 위치한 이미지센서의 온도는 대기온도보다 약 7도이상 상승하게 됩니다.  이것은 노이즈를 만들고 화질저하의 주요원인이 됩니다.

Astro 6D 는 실린더 형태의 몸체를 요철가공하여 히트싱크를 만들었으며 이 히트싱크는 충분한 방열면적을 갖추어서 Excooler를 장착하지 않고 TEC쿨러에 3V 직류전원을 공급하는 Passive cooling mode로 작동시키면 촬영중에 안정적으로 대기온 -6도 ~ 7도의 냉각성능을 유지 할 수 있습니다. 이것은 실제 냉각개조하지 않은 일반의 6D로 동영상 촬영할 경우와 비교하면 이미지 센서의 온도를 약 14도 낮게 하는 것이기 때문에 우수한 품질의 동영상 촬영이 가능합니다. 그리고 Fan이 없기 때문에 냉각으로 인한 소음의 발생도 전혀 없으며 전원은 12V를 3V로 변환하여 사용하며 이때 전류 소모량은 약 0.7Amp매우 작아 12V 12Ah Lead sealed Battery 사용시 약 17시간 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 8V 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 8.4V, canon camera parts에 8V를 공급하는 power supply를 내장시켰습니다. 이것은 이전에 저희가 별도로 판매하던 PS1208의 DC to DC converter를 내장한 제품입니다.

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