ドライアイス・ク-リングDSLR ...............................05. 08.29.
Dry Ice Cooling Unit &CMOSの密閉チェンバーをレンズのマウントの前の方に配置して設計しました.
横の写真の四角い穴がドライアイスの六面体が入ったり出たりする入り口です。
ドライアイスのお店で28mm x 28mm x 28mm 80つを6500ウオンで購入しました。
保管はスチロールボックスの中に2日ほど可能であり、外気に開放された状態で１つを入れて30分ほど撮ったら高さが1/5に低くなりました。外気と遮断されるように措置した結果、持続する時間が2倍以上長くなりました。断熱被覆までしたら持続する時間はもっと長くなると思います.
長さ15cmのFPC cableとconnectorを利用して前回よりもっときれいにCMOSからMainboardまでを繋げました。
FPC cableは運良く32핀ピン、1.0mmピッチに長さ15cmのものを購入することができて従来のCMOSのFPCBと合わせて作業することができました。
ケーブルが過ぎる各境界面(CMOS Chamber >Dryice Chamber >camera Body)はシリコンでコーキングしてsealing
Cableの配線のためにカメラBodyのミラーは上に上げて固定し、シャッターの幕は除去して、開かれた空間を通じてケーブルが通るようにしました。
CMOS Sensorの温度は多分時間が過ぎることによってドライアイスが昇華しながら上昇すると思われますが、まだ性格にチェックしてみることができませんでした。CMOS Chamberは密閉して乾燥窒素ガスを注入しましたが密閉空間の内部の低温部に少量ではありますが結露が発生し続けて悩んだ末、ドライアイスの昇華の際に発生するCO2がCMOSユニットの内部を経て排出されるようにした結果、結露に対しては効果がありました。ただ、CO2ガスが常温以下では一般的に不活性であり電気の絶縁性が良いと言われていますがチップや内部の配線にどのような影響を与えるのかについてはまだ自信を持って言うことができない状態です。
そしてCMOSチェンバーの中の湿度の管理に問題があり保護グラスが除去されたCMOSセンサーの表面に結露が発生揣摩したがそれにもかかわらず問題なくきちんと作動しました。
多分、チップの表面のRGBフィルター層又はマイクロレンズなど別途の表面層が半導体素子に対して絶縁層を形成しているのではないかと思います。
結露問題を始めまだまとめられなかった部分がたくさんあります。
となりの写真はCMOS Sensorですがセンサーの上に厚さ0.5mmの保護グラスが付いており、センサーの受光面を密閉して保護するようになっていますがこれがArnt-Reflectionのコーティングがされていなかったためこれを除去しました。
幸にも薄い刃物を利用して簡単に除去することができましたが、急いだため片方が割れてしまい一部がセンサーのハウジングに残っています
センサーを取り扱う際に注意しなければいけないという負担が生じ、また除去されたガラスの厚さに当たるフォーカスの移動が発生したことを考慮することになりました。
今になって考えてみると得より失のほうが多かったですね。(絶対まねしないで下さい
上の写真はドライアイスを利用して冷却状態でASA1600、30min 露光されたダークフレームの写真です。
Bシャッターなのでmechanical Shutterはないですが写真には問題ありません。多分、電子シャッターの概念により作動されるのではないかと思います。４つの角の熱ノイズが非常に鮮明ですがその原因はまだよくわかりません。CMOSチェンバーがとても小さくなっているためセンサーの４つの角からハウジングへの熱の交換がたくさん行われ、Sensorの真ん中よりも温度がたくさん上がって発生する現象ではないかと思います
この熱ノイズを除いては全体的にノイズはほとんど見られませんでした。(A、B領域の拡大イメージ参考)
乾燥窒素をCMOSチェンバー内に充填しシーリングを完璧にしましたがそれでも結露が発生し続けました。
原因を考えてみたら普段は外気と同じ圧力の状態にありますが一旦、Dryiceによって冷却が始まるとチェンバーの内部の気体は収縮され外部より低い圧力の状態になり、これは外気の流入をもたらすからであると思います。 は窒素充填後、内部に乾燥剤を入れる方法でテストを進めました。
フィールドテストの初の対象はオリオン座でした、やはり霜がセンサーの表面に発生しながらその姿が鮮明に表われ始めました。それにもかかわらずセンサーは正常的に作動しました。
キャノン135mm L レンズ + 8分露光( F3.6)
感度1600、冷却300D
結露の対策が早急に必要