라이트로 카메라 사례 연구

소개

Lytro는 차세대 무선 카메라를 소개하고 싶었을 때 보이드 코퍼레이션의 열 사업부인 Aavid에 도움을 요청했습니다. 열 관리, FEA 분석, 패키지 레이아웃 및 설계 타당성 조사에 대한 Aavid의 전문 지식을 통해 Lytro는 적시에 비용 효율적인 방식으로 새로운 카메라를 출시할 수 있었습니다.

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도전 과제

4인치 터치스크린, 이미지 센서, 가변 전원(작동 모드에 따라 변경되는) PCB, 솔레노이드 작동형 기계식 셔터, 모터 제어 보드가 포함된 고배율 렌즈 등 카메라 기능을 위해서는 열 솔루션이 필요했으며, 이는 또한 사진의 품질과 제품의 긴 수명을 보장하는 것이었습니다.

열과 관련된 가장 중요한 구성요소는 이미지 센서였습니다. 작동 온도는 찍는 사진의 질에 직접적으로 영향을 주기 때문입니다. 카메라 본체 내부의 온도 편차를 이미지 센서 한계 이하로 유지하는 것이 열 솔루션의 주요 초점이었습니다.

대용량 배터리나 칩 하위 구성요소와 같은 다른 PCB 구성요소도 내부 온도의 상승에 영향을 주었습니다. 외부 표면 온도(접촉 온도)는 카메라가 작동되는 동안 언제나 목표 한계 이하를 유지해야만 했습니다.

해결책

Aavid 팀은 기존 카메라 콘셉트에 대해 매우 상세한 CFD 모델을 만들었습니다.
이 모델의 매개변수는 실제 실험 결과에서 동일한 결과가 나타날 때까지 미세 조정되었습니다.

CFD 모델이 검증을 통해 확정된 후, Aavid는 열 성능을 개선할 수 있는 다양한 내부 레이아웃을 제안하였습니다. 다음은 채택된 예의 일부입니다.

- 핵심 구성 요소로부터 고전력 부품 분리
- 핵심 구성 요소에서 열을 방출하는 열 경로 최적화
- 복사열을 외부로 잘 전달하는 카메라 본체 재질 및 마무리 선택

산출물/결과

Aavid는 다양한 작동 조건에서 예상되는 이미지 센서 접합점, 칩, 배터리, 터치 온도를 자세히 설명하는 보고서를 라이트로에 제공했습니다. 모두 정해진 기준을 넘지 않는, 좋은 결과였습니다.

인클로저의 후면으로 가는 열 경로를 만들어 전반적인 열 성능이 향상되었습니다(이전에는 다른 곳으로 버려졌음).

Aavid 연구팀은 특정 고출력 부품을 서로 떨어지게 배치하고 PCB의 핵심 구성 요소에서 멀리 두면 열 성능이 상당히 개선된다는 것을 발견하였으며, 이를 바탕으로 고객에게 최적화된 PCB 레이아웃을 제안했습니다.

중력 벡터는 열 결과를 크게 변화시키지 않는 것으로 나타났습니다. 따라서 카메라는 부정적인 열 영향없이 모든 방향에서 작동할 수 있었습니다.

라이트로는 Aavid가 제출한 데이터와 보고서를 참고하여, 제안한 변경 사항을 승인하고 차세대 무선 카메라를 성공적으로 출시했습니다.

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