Mičigano universiteto mokslininkai žurnale IEEE Electron Device Letters paskelbė sukūrę mikroschemą – vaizdo jutiklį, kuris tuo pačiu metu yra ir fotovoltinis elementas.
Nuotr.:Mičigano universitetas / IEEE
Straipsnis pavadintas „Simultaneous Imaging and Energy Harvesting in CMOS Image Sensor Pixels“ (Vienalaikis vaizdų ir energijos gavimas CMOS tipo vaizdo jutiklio pikseliuose).
Ši technologija leidžia kiekvienam mikroschemos pikseliui ne tik užfiksuoti į jį krintančią šviesą, taip pikselių masyvui sukuriant vaizdą, bet ir sugeneruoti savo veikimui reikalingą elektros energiją.
Tai leistų sukurti beveik nematomas, vos kelių milimetrų dydžio fotokameras, kurios galėtų veikti praktiškai neribotą laiką, jei tik būtų apšviestos šviesa, joms nereiktų jokio kito energijos šaltinio.
Kaip straipsnyje teigia šio darbo autoriai, „Fotovoltiniai elementai konvertuoja šviesą į elektros energiją. Vaizdo jutikliai taip pat konvertuoja šviesą į elektros signalus. Mes pamėginome šias dvi funkcijas sujungti viename luste, ir padaryti, kad tai vyktų vienu metu. Gautas rezultatas – vaizdo kameros jutiklis, pats apsirūpinantis energija.“ Šis jutiklis gali generuoti iki 15 kadrų per sekundę, jei yra apšviečiamas pakankamai ryškia, maždaug 60 000 liuksų Saulės šviesa. Esant įprastam dienos apšvietimui (20 000-30 000 liuksų) sparta sumažėja dvigubai, iki 7,5 kadrų per sekundę).
Šio jutiklio pikseliai yra 5 mikrometrų dydžio, ir kiekvienas gali generuoti apie tūkstantį pikovatų luksui vienam kvadratiniam milimetrui, ir tai kol kas geriausias pasiektas rezultatas tokiems vaizdo jutikliams.
Tiesa, kūrėjai teigia, kad šis lustas – kol kas tik prototipas ir pačios idėjos patikrinimas. Jis dar nėra optimizuotas, kad suvartotų mažiau energijos, be to, kol kas nėra ir duomenų kaupimo ir jų perdavimo galimybių, kas būtina visavertei kamerai. Tačiau, mokslininkų teigimu, tokie miniatiūriniai lustai jau yra kuriami, todėl jų sudėjimas į vieną autonominę kamerą tėra tik laiko ir pastangų klausimas.
Sung-Yun Park et al. Simultaneous Imaging and Energy Harvesting in CMOS Image Sensor Pixels, IEEE Electron Device Letters (2018). DOI: 10.1109/LED.2018.2811342
Daugiau:
„Google“ kuria naują vaizdo sintezės metodą
Jutiklis, naudojantis radijo bangas ypač mažiems slėgio pokyčiams matuoti
Nauja technologija leis patobulinti naktinio matymo prietaisus ir terminio vaizdo kameras
Nežemiškos gyvybės siūlo ieškoti mechaniniais mikrojutikliais
Optoelektronikos revoliucija veda organinio lazerio link
IBM paskelbė pradėsianti mažiausio pasaulyje kompiuterio gamybą