Panourile solare transformă lumina în electricitate, senzorii de imagine transformă și ei lumina în electricitate. Încercarea de a combina cele două într-un singur cip ar crea o cameră complet autonomă. Inginerii Euisik Yoon și Sung-Yun Park, de la Universitatea din Michigan, au descoperit recent un senzor microscopic care captează o imagine și stochează energia din lumina incidentă. Tehnologia a fost detaliată într-un studiu publicat în IEEE Xplore.
Imagine: Universitatea din Michigan
Aceasta nu este prima încercare de realizare a unui astfel de senzor, dar primele prototipuri au necesitat multă muncă și au avut o eficiență scăzută. Una dintre tehnicile de producție presupunea plasarea unor fotodiode suplimentare pe suprafața fotosensibilă pentru a stoca energie, ceea ce reducea cantitatea de lumină folosită pentru a forma imaginea.
Prototipul senzorului creat de Yoon și Park este lipsit de toate aceste dezavantaje. Continuându-și cercetările, inginerii au observat că unii fotoni alunecă prin dioda fotosensibilă dioda de fotodetecție fără a provoca o acumulare de sarcină. De aceea, au plasat o diodă fotoelectrică suplimentară dioda foto-voltaică dedesubt, care a folosit fotonii de alunecare pentru a stoca energie. „Nu este o reutilizare, ci mai degrabă o recoltare a resturilor”, spune Yoon, „Este de fapt energie gratuită”
Calitatea imaginii la 15 fps stânga și 7.5 fps dreapta
Imagine: Universitatea din Michigan.
Deoarece stratul de diode fotovoltaice se află sub stratul sensibil la lumină, aproape întreaga suprafață a senzorului este utilizată pentru imagistică. În același timp, stratul fotoelectric captează fotonii nefolosiți și îi transformă în energie electrică. Circuitul integrat final bazat pe acest principiu are o lățime de 5 micrometri și oferă o putere de 998 pW/klx/mm2. În condiții de lumină naturală intensă de 60000 lux, acest lucru este suficient pentru a capta imagini la 15k/s. În condiții normale de lumină diurnă, între 20.000 și 30.000 de lux, aceasta scade la 7.5 fps.
Senzorul a fost proiectat în primul rând pentru a valida conceptul în sine și ar putea fi ulterior optimizat pentru rate de cadre mai mari sau pentru o performanță mai bună în condiții de iluminare slabă. Continuarea proiectului ar putea duce, în viitor, la o cameră autonomă bazată pe un senzor de ultimă generație care alimentează un microprocesor minuscul și un emițător-receptor wireless.
Cum poate fi utilizat acest senzor de imagine în afara dezvoltării unei camere autonome? Există alte aplicații practice ale acestui senzor în diverse domenii?
Într-adevăr, este o inovație fascinantă dezvoltată de inginerii de la Universitatea din Michigan! Ce tehnologie este utilizată în acest senzor de imagine pentru a permite camerei să funcționeze autonom și cum poate fi implementată în diverse aplicații practice? Cât de remarcată este performanța acestui senzor și există potențial pentru dezvoltarea ulterioară a acestei tehnologii pentru a îmbunătăți calitatea imaginilor sau pentru a adăuga noi funcționalități camerei?