태양 전지는 빛 에너지를 전기로 변환하며 이미징 센서의 원리는 빛을 전자 신호로 변환하는 것입니다. 두 가지를 하나로 결합하면 자체 태양 광 충전 기능을 갖춘 이미징 센서를 얻을 수 있습니다. 센서는 이미이 센서를 만들었습니다. 센서는 주간 햇빛만으로 초당 15 프레임을 촬영할 수 있습니다.
미시간 대학의 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 교수 인 윤의식 연구원은 마이크로 프로세서와 무선 트랜시버 시스템을 결합하면 이미지를 전송할 수있는 소형 카메라를 만들 수 있다고 말했다.
이전의 광전 식 이미징 센서는 크게 두 가지 범주로 나눌 수 있는데 첫 번째 범주는 센서의 픽셀 중 일부를 광전지로 대체하는 것이지만 원칙적으로 문제는 없지만 광전지의 수를 늘리면 픽셀 수를 줄여야합니다. 두 번째 범주는 픽셀이 이미징 상태와 발전 상태 사이를 전환하도록하는 것입니다. 원칙적으로 이것은 가능하지만 시스템이 더욱 복잡해지며 필연적으로 센서 초당 최대 프레임 수가 제한됩니다.
윤 교수와 박성윤 박사는 세 번째 방법을 만들었는데 많은 광자가 카메라에 도착했음을 알았지 만 포토 다이오드에 의해 전기로 변환되지는 않았지만 포토 다이오드 사이의 틈을 가로 질러 그 에너지를 포토 다이오드로 전달했다. 그런 다음 두 사람이 포토 다이오드 뒤에 두 번째 다이오드 층을 광전지 층으로 배치하여 전자를 전기 에너지로 변환하여 센서에 도달하는 광자 에너지를보다 완전하게 사용했습니다.
태양 광 다이오드는 장시간 사용되어 왔기 때문에 광자 에너지를 누설하여 전기를 생성하지 못하므로 귀중한 이미징 픽셀 공간을 차지하지 않으며 복잡한 스위칭 작업이 필요하지 않습니다.
센서는 표준 CMOS 프로세스를 사용하지만 픽셀 구조와 전기적 특성은 기존 센서와는 완전히 다르다. 첫째, 새로운 시스템의 픽셀은 포토 다이오드 아래에 PN 접합과 전력 생성 다이오드를 포함한다. 둘째, 전통적인 픽셀은 음으로 대전 된 전자를 전하 캐리어로 사용합니다. 새로운 시스템은 동시 이미징 및 발전을 위해 전하 캐리어로 양극으로 충전 된 홀을 사용합니다. 홀은 전자보다 빠르게 움직이지만 이미지에는 영향을 미치지 않습니다.
왼쪽에는 초당 7.5 프레임으로 찍은 이미지가 있고, 오른쪽에는 초당 15 프레임으로 찍은 이미지가 있습니다.
5 마이크론 새로운 센서 픽셀 크기 제곱 PIVA 당 럭스 당 998mm의 발전 능력이 훨씬 60,000 룩스 맑은 밝은 모든 자동 생성 센서 휘도를 넘으면, 초당 15 프레임의 속도로 시스템의 속도 있도록 충분한 20,000-30,000 럭스 초당 7.5 프레임의 최고 촬영 속도에 대응하는 시스템에 일반적인 조명 조건을 촬영. 표준 비디오 프레임 레이트는 초당 30 개 프레임이지만, 이것은 필요하지 않다.
또한, 연구진은 시스템 공간의 감소 된 전력 소비뿐만 아니라 나타낸다. 팀이 동일한 프레임에서 더 큰 조명을 제공하도록 시스템을 허용하기 위해, 빛의 프레임 레이트에 따라 자동 조정 기술을 포함 저전력 기술의 다양한 테스트했다 속도.
이 프로젝트의 다음 목표는 실용적인 자체 충전 무선 전송 카메라가 될 것입니다.