Гибрид фотоматрицы и солнечной батареи

Новая технология размещает эквивалент солнечной батареи под каждый пиксель матрицы, чтобы она сама снабжала себя энергией.

Инженеры из Мичиганского университета разработали матрицу, которая может одновременно вести съемку со скоростью до 15 к/с и вырабатывать электроэнергию. Это может позволить создать камеру, которой не требуется дополнительных источников питания – достаточно лишь дневного света.

Идея не нова, но предыдущие попытки создать матрицу с автономным питанием обычно шли двумя путями. Первый – разместить фотоэлементы на части матрицы. Это означает, что матрица может и снимать, и вырабатывать энергию одновременно, но значительно уменьшает количество света, используемого для создания изображения. Второй предполагает использовать для выработки энергии и съемки одни и те же пиксели, но в таком случае придется переключаться между режимами – а это подразумевает сложную конструкцию и как минимум вполовину уменьшает число кадров в серийной съемке.

Новая разработка – это третий путь. Обратив внимание на то, что часть фотонов проходит через диоды матрицы, не вызывая накопления заряда, инженеры разработали матрицу, где под каждым пикселем разместили еще один диод. Таким образом, верхний слой диодов собирает свет и использует их для создания изображения, а нижний вырабатывает энергию с помощью “лишних” фотонов, которые просочились через верхний слой.

Схема матрицы

Созданный ими прототип, с размером пикселей в 5 микрометров, может производить достаточно энергии, чтобы в яркий солнечный день (при освещенности 60 килолюксов) снимать серии до 15 кадров в секунду. В усредненных условиях (20-30 килолюксов) число кадров снижается до 7,5 в секунду. При этом инженеры пытались лишь проверить свою идею, поэтому не оптимизировали энергопотребление датчика. Так что полученные цифры – не предел: есть куда увеличивать и скорость съемки, и уменьшать необходимый объем света, например, для съемок в помещении.

Изображения, полученные с помощью прототипа. 15 к/с (справа) и 7,5 к/с (слева)

Как отмечают разработчики, их матрица обладает самой высокой плотностью мощности (998 пиковатт на люкс на квадратный миллиметр) среди существующих аналогов. Если они продолжат реализовывать проект, то следующей их задачей станет создание беспроводной камеры, которая сама будет снабжать себя энергией.

Источник: fototips.ru

Написать ответ