2020년 5월 22일많은 과학용 카메라는 온도에 따른 열 '암전류 잡음'[링크]과 고온 픽셀의 영향을 줄이기 위해 센서 냉각을 사용합니다. 일부 카메라는 과도한 열을 제거하는 여러 가지 냉각 방식을 제공하지만, 일부 카메라 및 이미징 애플리케이션에서는 냉각이 필요하지 않습니다.
카메라 센서 자체는 펠티에 소자에 의해 영하의 온도로 냉각되는 경우가 많으며, 이 펠티에 소자는 열을 카메라의 열 제거 시스템으로 전달합니다. '공기' 또는 '강제 공기' 냉각은 가장 일반적인 열 제거 방식으로, 팬이 기류를 이용하여 이 과도한 열을 주변 공기와 교환합니다. 또한, 일부 카메라는 액체 순환 시스템을 사용하여 열을 저장조나 냉각조로 배출하는 기능도 제공합니다. 이는 실용성과 비용 측면에서 이점을 제공할 수 있습니다.
액체 냉각이 필요한가요?
냉각식 카메라의 경우, 카메라 주변에 충분한 공기 흐름이 가능하고 실내 온도가 너무 높지 않은 경우 일반적으로 공랭 방식이 가장 편리한 옵션입니다. 공랭 방식은 추가 부품이나 설치가 필요 없으며, 액체 유출이나 누출 위험도 없습니다. 하지만 액체 냉각이 필수적인 두 가지 주요 상황이 있습니다.
첫째, 일부 카메라의 경우, 액체 냉각 방식을 통해 센서 온도를 낮출 수 있어 암전류 노이즈(dark current noise)를 줄일 수 있습니다. 이러한 카메라에서 수십 초에서 몇 분에 달하는 장시간 노출이 필요한 경우, 노이즈 감소를 통해 신호 대 잡음비(SNR)와 이미지 품질이 크게 향상될 수 있습니다.
둘째, 카메라 내부 팬의 진동을 최소화하기 위해 제조 과정에서 모든 노력을 기울이지만, 매우 민감한 장비의 경우 간혹 문제가 될 수 있습니다. 이 경우, 액체 냉각 방식을 사용하면 진동 없는 카메라 설치가 가능하며, 액체 순환 시스템을 민감한 장비와 분리할 수 있습니다.
