一物两用:新型相机传感器既能拍照又能当电池

在光照较好的室内环境中,它能利用太阳能发电,然后进行工作。

一物两用:新型相机传感器既能拍照又能当电池

氧分子网讯 4月18日,美国哥伦比亚大学的研究人员成功开发了一种自发电相机,能够利用成像传感器采集的入射光来为相机供电。

这款原型相机每秒钟拍摄一张照片,在光线较好的环境中可以一直使用下去。

该团队由哥伦比亚大学计算机科学教授什里·纳亚尔(Shree Nayar)领导。纳亚尔说:“我们开发的是一种带有像素的成像传感器,这种设计不仅能够拍摄图像,还能用像素发电。”

所有数码相机内部都有成像传感器,它的作用就是捕捉取景器中的图像,其原理是将采集到的光线信息转化成信号,然后变成图像。在数码相机中,光敏二极管(成像传感器的每个像素中都包含了这种零件)负责测量进光量。纳亚尔发现这一过程与太阳能电池板中的光敏二极管收集能量的过程很相似。

“太阳能电池中也使用这种光敏二极管从光线中收集能量,只不过其使用的电路略有不同。所以我想,可以开发和重新设计相机中的像素,使之同时具备成像和发电两种作用。”他说。

为了开发这款原型产品,纳亚尔与工程师丹尼尔·西姆斯(Daniel Sims)展开了合作,使用现成的元件制作了一个30×40像素的成像传感器——这也是辨识出人脸所需的最低像素。

这种像素的设计非常简单,使用了两种晶体管。

这种成像传感器会在照相和发电两种模式间不断切换,每次拍摄周期,像素都会首先捕捉图像,然后才会发电,并为传感器供电。

在光照较好的室内环境中,300勒克斯的照度即可帮助这款相机不停运转。而常规的阴天情况下,照度则可达到数千勒克斯。

虽然这款原型相机的尺寸很大,但纳亚尔表示,它可以完全可以瘦身。

“我们计算过,完全可以采用同样的设计制作出紧凑的成像传感器。当然,瘦身后的芯片采集的光线将会减少,发电量也会降低。但此时的芯片耗电量同样会降低。”他说。

这款原型产品花费数千美元,但纳亚尔认为,倘若能够实现工业化生产,该成像传感器的生产成本将与手机或电脑中常见的成像传感器相似。

缩小传感器尺寸后可以实现不同的部署方式,包括用在监控摄像头和消费电子产品中。

纳亚尔最终希望进一步改善这项技术,使之在不拍照的情况下也能发挥供电作用。

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