Michigani ülikooli insenerid arendavad autonoomse kaamera pildiandurit.

Päikesepatareid muudavad valguse elektriks, ka pildiandurid muudavad valguse elektriks. Püüdes neid ühendada ühel kiibil, luuakse täiesti autonoomne kaamera. Michigani ülikooli insenerid Euisik Yoon ja Sung-Yun Park mõtlesid hiljuti välja just selle – mikroskoopilise sensori, mis nii pildistab kui ka salvestab sissetuleva valguse energiat. Tehnoloogiat kirjeldati üksikasjalikult IEEE Xplore’is avaldatud uuringus.

Pilt: Michigani Ülikool

See ei olnud esimene katse ehitada sellist andurit, kuid esimesed prototüübid olid töömahukad ja madala tõhususega. Üks tootmistehnika hõlmas täiendavate fotodioodide paigutamist valgustundlikule pinnale energia salvestamiseks, mis vähendas pildi moodustamiseks kasutatava valguse kogust.

Yooni ja Parki projekteeritud prototüüpandur on vaba kõigist neist puudustest. Uurimistööd jätkates märkasid insenerid, et mõned footonid libisevad läbi valgustundliku dioodi fotodioodi , ilma et see põhjustaks laengu tekkimist. Nii et nad panid selle dioodi alla täiendava fotoelektrilise dioodi foto-vooltilise dioodi , mis kasutas libisevaid fotone energia salvestamiseks. “See ei ole korduvkasutamine, see on pigem jääkide kogumine,” ütleb Yoon, “see on tegelikult tasuta energia.”

Pildi kvaliteet 15 fps vasakul ja 7 fps vasakul .5 fps paremal

Pilt: Michigani Ülikool.

Kuna valgustundliku kihi all on fotoelektriline dioodikiht, kasutatakse pildistamiseks peaaegu kogu sensori pindala. Samal ajal püüab fotogalvaaniline kiht kasutamata fotonid, muundades need elektriks. Sellel põhimõttel põhineva lõpliku kiibi laius on 5 mikromeetrit ja selle võimsus on 998 pW /klx /mm2. Intensiivse päevavalguse puhul 60 000 luksi piisab sellest, et saavutada pildistamiskiirus 15 k/s. Tavalises päevavalguses, vahemikus 20 000 kuni 30 000 luksi, langeb väärtus 7-le.5 fps.

Andur oli mõeldud eelkõige kontseptsiooni enda valideerimiseks ja seda võiks veelgi optimeerida, et saavutada suurem kaadrisagedus või parem jõudlus vähese valguse tingimustes. Projekti jätkamine võib tulevikus viia täiustatud sensoril põhineva iseseisva kaamera valmimiseni, mis toidab tillukest mikroprotsessorit ja traadita transiiverit.