Michigan Üniversitesi mühendisleri bağımsız bir kamera oluşturmak için bir görüntü sensörü geliştirdi.

Güneş panelleri ışığı elektriğe dönüştürür, görüntü sensörleri de ışığı elektriğe dönüştürür. Bunları tek bir çipte birleştirmeye çalışırsanız, tamamen otonom bir kamera yaratırsınız. Michigan Üniversitesi mühendisleri Euisik Yoon ve Sung-Yun Park kısa bir süre önce tam da bunu buldular – hem görüntü yakalayan hem de gelen ışıktan enerji depolayan mikroskobik bir sensör. Teknoloji, IEEE Xplore’da yayınlanan bir çalışmada kapsamlı bir şekilde belgelenmiştir.

Resim: Michigan Üniversitesi

Bu tür bir sensör yaratmaya yönelik ilk girişim değildir, ancak ilk prototipler emek yoğun ve düşük verimliydi. Üretim tekniklerinden biri, enerji depolamak için ışığa duyarlı yüzeye ek fotodiyotlar yerleştirmeyi içeriyordu; bu da görüntüyü oluşturmak için kullanılan ışık miktarını azaltıyordu.

Yoon ve Park tarafından tasarlanan prototip sensör bu dezavantajların hiçbirine sahip değildir. Mühendisler araştırmalarını sürdürdüler ve bazı fotonların ışığa duyarlı bir diyottan Foto-Deteksiyon diyotu yük birikimine neden olmadan geçtiğini buldular. Bu yüzden diyotun altına fazladan bir fotoelektrik diyot Foto-Voltaik diyot koydular, bu da kayan fotonları enerji depolamak için kullanıyor. “Bu yeniden kullanım değil, daha çok artıkların toplanması gibi” diyor Yoon, “Bu aslında bedava enerji.”

15 fps’de solda ve 7 fps’de görüntü kalitesi.5 fps sağ

Resim: Michigan Üniversitesi.

Fotoelektrik diyot katmanı ışığa duyarlı katmanın altında yer aldığından, sensörün neredeyse tüm alanı görüntü oluşumu için kullanılır. Aynı zamanda, fotoelektrik katman kullanılmayan fotonları yakalayarak elektriğe dönüştürür. Bu prensibe dayanan nihai mikroçip 5 mikrometre genişliğe sahiptir ve 998 pW/klx/mm2 güç sağlar. Bu, 60.000 lükslük yoğun gün ışığında 15k/s’de görüntü yakalamak için yeterlidir. Normal 20.000 ila 30.000 lüks gün ışığında bu değer %7’ye düşer.5 fps.

Sensör öncelikle konseptin kendisini doğrulamak için yapılmıştır ve daha sonra daha yüksek kare hızları veya düşük ışık koşullarında daha iyi performans için optimize edilebilir. Projenin devam ettirilmesi, gelecekte, küçük bir mikroişlemciye ve kablosuz alıcı-vericiye güç veren gelişmiş bir sensöre dayanan bağımsız bir kameraya yol açabilir.