As células solares convertem a energia da luz em eletricidade, e o princípio dos sensores de imagem é converter luz em sinais eletrônicos.Se você pode combinar os dois em um, você pode obter um sensor de imagem com suas próprias capacidades de carregamento solar. Eles já fizeram este sensor, o sensor pode disparar 15 quadros por segundo com apenas a luz do sol diurna.
O chefe da equipe de pesquisa, Euisik Yoon, professor de engenharia elétrica e ciência da computação da Universidade de Michigan, disse que, quando combinado com um microprocessador e um sistema transceptor sem fio, esse sensor pode criar uma câmera compacta capaz de transmitir imagens.
Sensores de imagem de luz anterior podem ser divididos em duas categorias. A primeira categoria é substituir alguns dos pixels do sensor por células fotovoltaicas, o que teoricamente não é problema, mas aumentar o número de células fotovoltaicas deve reduzir o número de pixels. A segunda categoria é deixar o pixel alternar entre o estado de geração de imagens e o estado de geração de energia.Em princípio, isso também é viável, mas o sistema será mais complexo e inevitavelmente limitará o número máximo de quadros por segundo do sensor.
Professor e de doutoramento Yoon Sung-Yun Parque criou os três primeiros métodos. Eles notaram que muitos fotões atingir a câmara, mas não foi convertido em fotodiodos de energia eléctrica, mas através do espaço entre os fotodiodos, transferir energia para o o substrato. Assim, os dois fotodiodo atrás de um diodo segunda camada colocada como a camada fotovoltaica para os electrões em energia eléctrica. Assim, a energia do fotão que chega ao sensor foi mais totalmente utilizada.
Desde o diodo fotovoltaico sempre esteve lá antes de usar, mas o vazamento de energia dos fótons inexplorado para gerar eletricidade, para que ambos não vai ocupar valiosos pixels de imagem espaço, sem operação de comutação complexo.
O sensor é feito usando um processo CMOS padrão, mas sua estrutura de pixels e características elétricas são bem diferentes dos sensores convencionais.Primeiro, os pixels do novo sistema contêm uma junção PN e um diodo gerador de energia sob o fotodiodo. Os pixels tradicionais usam elétrons carregados negativamente como carregadores de carga.O novo sistema usa buracos carregados positivamente como portadores de carga tanto para geração de imagens quanto para geração de energia.Os buracos se movem mais rápido que os elétrons, mas eles não afetam a geração de imagens.
À esquerda, uma imagem tirada a 7,5 quadros por segundo e à direita, uma imagem tirada a 15 quadros por segundo.
O novo tamanho de pixel do sensor de 5 mícrons, a capacidade de geração de energia de 998 milímetros por lux por metro quadrado Piva, excede em muito todos os luminância sensor de auto-geração brilhante ensolarado a 60000 lux, é suficiente para permitir que a velocidade do sistema de a 15 quadros por segundo atirar as condições de iluminação normais para 20.000-30.000 lux, o sistema de disparo de velocidade máxima de 7,5 quadros por segundo correspondente. taxa de quadros de vídeo padrão é de 30 quadros por segundo, mas isso não é necessário.
Além disso, a equipe de pesquisa representa, bem como a redução do consumo de energia do espaço do sistema. Equipa testou uma variedade de tecnologias de baixa potência, incluindo técnicas de ajuste automático de acordo com a taxa de fotogramas da luz, a fim de permitir que o sistema para proporcionar uma maior iluminação no mesmo quadro Taxa
O próximo objetivo do projeto será uma câmera de transmissão sem fio com carregamento automático.