Fujifilm X-H1 (Fuji’s first IBIS Camera)

[MightyBo]

Werbung (verschwindet nach Registrierung)

Muss? Wieso? Wie gesagt alles eine Frage der konkreten Konstruktion. Und man muss nicht generell unterstellen, dass die IBIS-Konstrukteure keine Kühlkonzepte entwickeln und bauen können.

 

Das unterstelle ich ja gar nicht. Wo habe ich das geschrieben? Ich habe nur dargelegt, dass es mit IBIS deutlich schwerer ist die Wärme abzuführen und das es nur schwer möglich ist es so gut tun zu können wie bei IBIS losen Kameras.

 

Peter

[tabbycat]

Anbei ein Zitat aus einer Untersuchung an eine finnischen Universität mit etwa veralteten Kameras (D70 und EOS D30) zum Thema Rauschverhalten in Abhängigkeit der Temperatur:

Du haust da meines Erachtens konstant in die falsche Kerbe. Dass Kühlung relevant ist bestreitet niemand, ich bestreite nur, dass man sie in IBIS-Kameras so wesentlich schlechter in den Griff bekommen soll.

[wildlife]

Bei einer Filmkamera (also eine Kamera zum FILMEN) ist der IBIS ja ständig an, da kann eine eventuell wie auch immer auftretende Wärmeentwicklung schon eine Rolle spielen, aber doch nicht bei einer Bildkamera (also einer Kamera zum BILDER machen). Edit: da steht der IBIS doch nur auf Stand-by

Wenn du dem Elektromotor sagst, er braucht nicht mehr Arbeiten, er darf Pause machen/in den Stand-by Betrieb gehen, dann wirst du keine Freude mit deinen Bildern haben

[tabbycat]

Das unterstelle ich ja gar nicht. Wo habe ich das geschrieben? Ich habe nur dargelegt, dass es mit IBIS deutlich schwerer ist die Wärme abzuführen und das es nur schwer möglich ist es so gut tun zu können wie bei IBIS losen Kameras.

Spätestens hier dreht sich die Diskussion im Kreis, denn du hast eben nur deine Hypothese dargelegt. Ich sehe aber nicht belegt, dass das auch so ist.

[MightyBo]

Du haust da meines Erachtens konstant in die falsche Kerbe. Dass Kühlung relevant ist bestreitet niemand, ich bestreite nur, dass man sie in IBIS-Kameras so wesentlich schlechter in den Griff bekommen soll.

 

 

Ich gebe auf, habe keine Lust mehr.

Anscheinend gibt es Technologien auf dem Sensor, die den Dunkelstrom des Sensors verringern, damit wird das Rauschverhalten mit steigender Temperatur kompensiert. 

 

Peter

[TauCeti]

Der Sensor hängt im Stand-by im aktiv geschaltenen Magnetfeld, das ist aber statisch. Ich glaube nicht, dass hier eine größere Energieübertragung stattfindet.

[tabbycat]

Werbung (verschwindet nach Registrierung)

Ich gebe auf, habe keine Lust mehr.

Anscheinend gibt es Technologien auf dem Sensor, die den Dunkelstrom des Sensors verringern, damit wird das Rauschverhalten mit steigender Temperatur kompensiert.

Warum immer noch die gleiche Kerbe? Du unterstellst weiterhin "steigende Temperaturen" im Vergleich, also ob es ein Naturgesetz gäbe, IBIS-Sensoren nicht zu kühlen. Ich wüsste nicht mal, um welche Wärmemengen es hier überhaupt geht. Vielleicht sind das "peanuts". Gegebenenfalls ist in beiden Fällen gleichermaßen die Innenraumtemperatur oder die Chassistemperatur die begrenzende Komponente für die Temperaturdifferenz zum Sensor. Zeig mir ne belastbare Quelle, und wir müssen nicht um den heißen Brei reden. Wie gesagt: Ohne konkrete Konstruktion sind das alles Vermutungen.

[wildlife]

Der Sensor hängt im Stand-by im aktiv geschaltenen Magnetfeld, das ist aber statisch. Ich glaube nicht, dass hier eine größere Energieübertragung stattfindet.

Nochmal: ohne Strom kein Fotografieren. Denn bei den modernen Versionen des IBIS kommen VCMs zum Einsatz und die Arbeiten nun mal ohne Strom nicht, sondern der Sensor fällt in seine Grundposition zurück. Ließt man ja immer wieder: "da rumpelt was in meinem Gehäuse!". Werden wir bei Fuji auch bald zu hören bekommen. Als ob die LMs in den Objektiven nicht schon genug wären

[TauCeti]

Aber das weiß ich doch, dass man für das Magnetfeld Strom braucht. Aber im Stand-by hast Du kein stabilisiertes Sucherbild, beim Filmen aber schon und zwar ständig und da wird dann - so meine Einschätzung - mehr Energie übertragen und eventuell mehr Wärme entwickelt. Mehr wollte ich doch gar nicht sagen.

[wildlife]

das hat mal jemand bei der A7 Reihe ausgemessen. Da kam raus, dass der Unterschied zwischen Stabilisierung an (und Bewegung die ausgeglichen gehört) und Stabilisierung aus vernachlässigbar war. Den größten Teil dürfte also die IBIS an sich ausmachen (das hängt aber natürlich auch von den verwendeten Motoren ab).

 

Ich bin ja gespannt, was Fuji mit der X-H1 bringt. Alles besser mit gleichem Akku bei CIPA Rating 290 oder vielleicht doch irgendetwas überraschendes beim Akku?!

[tabbycat]

Ich bin ja gespannt, was Fuji mit der X-H1 bringt.

Gar kein IBIS... meine Güte, wie viele Seiten haben wir dann umsonst vollgekritzelt ...

[wildlife]

Gar kein IBIS... meine Güte, wie viele Seiten haben wir dann umsonst vollgekritzelt ...

kein Vollformat UND kein IBIS? Der Untergang!!!

[Volker]

Gar kein IBIS... meine Güte, wie viele Seiten haben wir dann umsonst vollgekritzelt ...

Genau, sie machen es analog zum "outgesourcten" Kamerablitz (EF-X8) und liefern die Kamera mit einem Mini-Gimbal aus. 

[Bluepixel]

Man kann ja die Wärmeabgabe eines Sensors in etwa abschätzen, wenn man die Leistungsaufnahme recherchiert.

Bei den CMOS-Sensoren ist die elektrische Leistungsaufnahme sehr gering, weil dort (im Gegensatz zum früheren CCD) pro Pixel z.B. Transistoren extra auf dem Chip verbaut sind und weniger Ladungen über große Strecken transportiert werden müssen. Die CCDs hatten früher weit mehr Strom verbraucht, da war sicher auch die Erwärmung ein größeres Thema.

http://www.siliconimaging.com/ARTICLES/cmos_advantages_over_ccd.htm

 

Active-pixel sensor architectures consume much less power—up to 100x less power—than their CCD counterparts. This is a great advantage in battery-dependent portable applications, such as laptop computers, hand-held scanners, and video cellphones. CCD systems, on the other hand, tend to be inherently power hungry. This is because CCDs are essentially capacitive devices, needing external control signals and large clock swings (5–15 volts) to achieve acceptable charge transfer efficiencies. Their off-chip support circuitry dissipates significant power. CCD systems require numerous power supplies and voltage regulators for operation, whereas active-pixel sensors use a single 5-volt (or 3.3-volt) supply, reducing power-supply inefficiency. A CCD system typically requires 2–5 watts (digital output), compared to 20–50 milliwatts for the same pixel throughput using an active-pixel system.

citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download%3Fdoi%3D10.1.1.855.3302%26rep%3Drep1%26type%3Dpdf+&cd=28&hl=de&ct=clnk&gl=de

IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 59, NO. 12, DECEMBER 2012
A 33-Megapixel 120-Frames-Per-Second 2.5-Watt
CMOS Image Sensor With Column-Parallel
Two-Stage Cyclic Analog-to-Digital Converters

 

 

Also: beim CMOS liegt das wohl im Bereich von höchstens wenigen Watt, mehr kann da an Wärme gar nicht erzeugt werden. Das sollte selbst beim IBIS noch problemlos abzuführen sein. Weniger als eine Fahrradglühbirne. Der Kameraprozessor und der Akku und der Monitor erzeugen sicher weit mehr Wärme.

[Don Pino]

Also, als technischer Laie nehme ich jetzt mal folgendes aus Eurer Diskussion mit: IBIS...

 

... erzeugt Hitze, die...

... zu mehr oder weniger erhöhten Rauschen führt und...

... den Energieverbrauch erhöht...

... hilft bei Tele Aufnahmen eher wenig und ist für Weitwinkel geeignet...

... aber nicht für die Landschaftsfotografie und allen anderen Spielarten, die überwiegend mit einem Stativ arbeiten und...

... natürlich auch nicht für Sportfotografie und Reportagefotografie oder Street...

 

Dann bin ich mal gespannt, wie Fuji diese "Herausforderungen" gelöst hat:-)

[Steven Weise]

Ich entnehme aus der Diskusion das Fuji sich von der "Message" der X-Pro1 entfernt haben....

[rednosepit]

Das wäre aber traurig.

[Gast]

Ich entnehme aus der Diskusion das Fuji sich von der "Message" der X-Pro1 entfernt haben....

Jap. Deswegen ja das neue Eigen-Modell, sozusagen der Beta-Proto-Typ zum Testen und Ausprobieren. Und dass die ganzen alten Bestandskunden, die aus den damaligen Gründen zu Fujifilm kamen, nicht gleich wieder gehen. Sozusagen statt kurz und schmerzlos, ganz langsam und hoffentlich so schonend wie möglich - rübergleitend - in die schöne neue und moderne Welt.

[MightyBo]

Warum immer noch die gleiche Kerbe? Du unterstellst weiterhin "steigende Temperaturen" im Vergleich, also ob es ein Naturgesetz gäbe, IBIS-Sensoren nicht zu kühlen. Ich wüsste nicht mal, um welche Wärmemengen es hier überhaupt geht. Vielleicht sind das "peanuts". Gegebenenfalls ist in beiden Fällen gleichermaßen die Innenraumtemperatur oder die Chassistemperatur die begrenzende Komponente für die Temperaturdifferenz zum Sensor. Zeig mir ne belastbare Quelle, und wir müssen nicht um den heißen Brei reden. Wie gesagt: Ohne konkrete Konstruktion sind das alles Vermutungen.

 

 

 

Also gut. Ich habe für dich etwas recherchiert und bin dabei auf eine Patentanmeldung von Cambridge Mechatronics gestossen, die im Mai 2017 veröffentlicht wurde (Also recht aktuell), die sich genau mit diesem Problem beschäftigt. Ich habe das Patent von Depatisnet runtergeladen und auf meine Dropbox hier gelegt. Siehe Seite 4 Absatz 20. Patente, also Erfindungen werden gemacht um aktuelle Problem zu lösen.

 

 

Hier mal der Ausschnitt:

 

Secondly, the image sensor generates a large amount of heat. Thus, it is desirable that the image sensor is attached to other components that act as a heat sink to allow that heat to be dissipated. This reduces the temperature rise of the image sensor and the thermal degradation that results from the image sensor self-heating. 

One approach for dissipating generated heat would be to attach a heat sink to the image sensor and moving both the image sensor and the heat sink. However this is not desirable, particular in a miniature camera, because it requires both the heat sink and the image sensor to be moved, thus increasing the size and/or the power consumption of the camera assembly. 

 

Jetzt kommt seine Erfindung:

The at least one plain bearing not only suspends the image sensor and allows its movement, but also facilitates heat transfer from the image sensor to the support structure. This is because the bearing surface on each of the carrier and the support structure bear on each other and thus provide a continuous region of thermally conductive material without an air gap. This provides a path having good thermal conductivity for dissipating heat from the image sensor, as well as providing the requisite suspension. The bearing surfaces may each be planar. This improves the thermal conductivity of the planar bearing by providing a relatively large area of contact. 

A fluid may be disposed between the bearing surfaces, for example a grease. This may improve the thermal conductivity of the planar bearing, especially if the fluid is chosen to have a high thermal conductivity.

 

 

Das aktuelle Patent zeigt auf, dass im Stand der Technik (zumindest von 2015) es Probleme gibt, die Sensorwärme bei IBIS Konstruktionen an das Gehäuse zu leiten. Das Patent zeigt ein Weg auf, wie man dieses lösen kann.

 

 

 

 

(Eine ordentliche thermodynamische Ausbildung hilft einem die Realität richtig einzuschätzen )

 

 

Peter

[tabbycat]

Welche Realität? Ich weiß ja immer noch nicht über welche Leistungen und Wärmemengen wir bei einem speziellen handelsüblichen Fotoapparat sprechen und welche Leistungsdichten für die Ableitung sinnvoll und welche erforderlich sind. Weißt du es mittlerweile?

[mjh]

- IBIS kann 5 Achsen stabilisieren; OIS nur 2

Fujis Objektive mit Bildstabilisator stabilisieren zwar nur zwei Achsen (schwenken und neigen), aber prinzipiell kann man auf diese Weise auch horizontale und vertikale Verschiebungen ausgleichen, wie Canon das vorgemacht hat – zwar nur beschränkt auf Motive in einer Entfernung, aber ein IBIS ist ebenso beschränkt. Nur Drehungen um die optische Achse kann man ausschließlich mit einem drehbaren Sensor ausgleichen.

[wildlife]

Fujis Objektive mit Bildstabilisator stabilisieren zwar nur zwei Achsen (schwenken und neigen), aber prinzipiell kann man auf diese Weise auch horizontale und vertikale Verschiebungen ausgleichen, wie Canon das vorgemacht hat

das neue 80mm Makro soll das ebenfalls machen.

 

Gerade im Nahbereich wäre aber vermutlich eine Stabilisierung der Rotation auch sehr wünschenswert

[mjh]

Das mag sein, ich gehe da nur theoretisch dran.

Wenn die Theorie stimmt, muss sie sich in der Praxis beweisen. Das ist aber nicht der Fall, denn bei Olympus, Sony und Pentax/Ricoh scheint es keine entsprechenden Probleme zu geben.

 

Nun muss man nach der Falsifizierung einer Theorie nicht unbedingt erklären, warum sie falsch ist, aber ein Faktor könnte eine Rolle spielen: Es gibt in einer Kamera verschiedene Wärmequellen, darunter den Prozessor und den Akku. Der Sensor ist zwar auch eine Wärmequelle (bei einer spiegellosen Kamera mehr als bei einer DSLR) und man muss sehen, dass die Wärme abgeleitet wird, aber er ist nicht die stärkste Wärmequelle und läuft eher Gefahr, seinerseits von anderen Wärmequellen aufgeheizt zu werden. Ein Sensor, der keine gut wärmeleitende Verbindung zum Chassis hat, hat zwar geringere Chancen, seine Wärme abzugeben, aber er läuft auch weniger Gefahr, seinerseits aufgeheizt zu werden.

[MightyBo]

Wenn die Theorie stimmt, muss sie sich in der Praxis beweisen....

 

... Ein Sensor, der keine gut wärmeleitende Verbindung zum Chassis hat, hat zwar geringere Chancen, seine Wärme abzugeben, aber er läuft auch weniger Gefahr, seinerseits aufgeheizt zu werden.

Du übersiehst den Punkt, den ich schon weiter oben geschrieben habe, dass die Wärme, die im Sensor entsteht abgeführt werden muss, ansonsten wird dieser immer wärmer. Nachdem die Wärme kaum nach vorne und seitlich abgegeben werden kann und auch nur geringfügig an die Umgebungsluft, muss die Wärme nach hinten abgegeben werden. Sony Sensoren habe beispielsweise Wärmeleitelemente im Sensor integriert, um die Wärme von der Photodiodenebene zur Rückseite des Sensors zu leiten. Von da aus muss die Wärme allerdings weitergeführt werden, ansonsten wird der Sensor immer wärmer um die eingebrachte Energie dann denoch abzuführen. Der Sensor muss deshalb rückseitig thermisch an das Gehäuse angekoppelt werden, auch wenn das Risiko besteht, das durch ein warmes Gehäuse (Akku oder Umgebungswärme) die Gesamtsystemtemperatur steigt. Natürlich kann man durch entsprechendes Gehäusedesign die Wärmeströme der einzelnen Wärmequellen geschickt an die Kameraoberfläche führen und die gegenseitige Beeinflussung minimieren.

 

Es scheint aber, dass es Kompensationsmethoden direkt auf den Sensor für den Anstieg des Dunkelstrom mit steigender Temperatur gibt. Das könnte erklären warum das Problem in der Praxis nicht so bekannt ist.

 

Die obige Patentanmeldung zeigt ja klar auf, dass es das Problem tatsächlich gibt. Warum sollte man sonst eine teure Patentanmeldung für ein Problem tätigen was es nur hypothetisch gibt?

Patentrecherchen sind ein probates Mittel um den Stand der Technik und dessen Probleme festzustellen. (Neben der Thermodynamik und Wärmeleitung/übertragung mein täglich Brot)

 

Peter

[MightyBo]

Welche Realität? Ich weiß ja immer noch nicht über welche Leistungen und Wärmemengen wir bei einem speziellen handelsüblichen Fotoapparat sprechen und welche Leistungsdichten für die Ableitung sinnvoll und welche erforderlich sind. Weißt du es mittlerweile?

Ich habe herausgefunden, das ein 16MP CMOS Sonysensor 450mW Verlustleistung hat. Es gibt aner auch Sensoren mit deutlich mehr Verlusleistung und auch deutlich weniger (ich habe ein besonders beworbenen verlustarmen Sensor mit 4,5nW/Pixel gefunden, das wären bei 24 MP etwas mehr als 100 mW).

Die Optiker hier könnten noch mal angeben wieviel Wäremenergie über das einfallende Licht auf den Sensor eingebracht wird. Das könnte noch mal die gleiche Größenordnung sein. 1 W Verlustleistung am Sensor wäre schon eine Wärmequelle, um die man sich bei der Konzeption kümmern muss.

 

 

Peter

[Dein Support für das Forum]

Hat dir das Forum geholfen? So kannst du das Forum unterstützen!

Premium Mitglied werden | Spenden | Bei Amazon* oder eBay* kaufen
Software: Topaz* | DxO Nik Collection* | Skylum Luminar* (–10€ mit Gutschein FXF) | * Affiliate Links