這(zhe)裏(li)提(ti)到(dao)的(de)新(xin)技(ji)術(shu)等(deng)同(tong)於(yu)在(zai)每(mei)個(ge)像(xiang)素(su)下(xia)放(fang)置(zhi)了(le)太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)。太(tai)陽(yang)能(neng)電(dian)池(chi)將(jiang)光(guang)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)。圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)也(ye)可(ke)以(yi)將(jiang)光(guang)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)。如(ru)果(guo)可(ke)以(yi)在(zai)同(tong)一(yi)顆(ke)芯(xin)片(pian)上(shang)同(tong)時(shi)完(wan)成(cheng)兩(liang)種(zhong)轉(zhuan)換(huan)，你(ni)將(jiang)擁(yong)有(you)一(yi)台(tai)自(zi)供(gong)電(dian)攝(she)像(xiang)機(ji)。據(ju)麥(mai)姆(mu)斯(si)谘(zi)詢(xun)報(bao)道(dao)，密(mi)歇(xie)根(gen)大(da)學(xue)（University of Michigan）的工程師們最近提出了該設想
，一款能夠實現上述兩種功能的圖像傳感器，每秒拍攝15張圖片
，且隻有在日光照射下才能運行。

 

密歇根大學電氣工程和計算機科學係教授，此次研究的領導者Euisik Yoon教授表示，“能量采集成像儀集成了微型處理器和無線收發器並為其供電，就可以在任何地方放置一個幾近無形的小型攝像機。”他們將研究結果發表在了期刊《IEEE Electron Device Letters》上。

 

 

早期對自供電圖像傳感器的嚐試主要有兩種途徑。其一是利用光伏（photovoltaics）填充傳感器的部分位置。這種直接的辦法可以起作用，但是大大減少了生成圖像的可用光子數量。

 

另一種途徑是讓圖像傳感器的像素在光電探測器和光伏電池之間切換角色。這種辦法也能行得通，但是複雜，並可能會以圖像幀數減少50%為代價。

 

Yoon和博士後研究人員Sung-Yun Park提ti出chu的de解jie決jue方fang案an則ze沒mei有you上shang述shu缺que點dian。他ta們men注zhu意yi到dao許xu多duo光guang子zi穿chuan過guo像xiang素su點dian的de光guang電dian二er極ji管guan不bu會hui引yin起qi電dian荷he積ji累lei，他ta們men將jiang第di二er個ge二er極ji管guan藏zang於yu光guang電dian探tan測ce器qi的de下xia麵mian，充chong當dang光guang伏fu收shou集ji這zhe些xie雜za散san的de光guang子zi。Yoon指出，“這不是真的再利用，更像是對浪費了的資源的收集
，這些都是免費的能源。”

 

由(you)於(yu)光(guang)伏(fu)位(wei)於(yu)傳(chuan)感(gan)器(qi)下(xia)麵(mian)，幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)的(de)像(xiang)素(su)區(qu)域(yu)都(dou)能(neng)檢(jian)測(ce)到(dao)圖(tu)像(xiang)。又(you)由(you)於(yu)它(ta)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)感(gan)器(qi)錯(cuo)過(guo)的(de)雜(za)散(san)光(guang)子(zi)，能(neng)夠(gou)持(chi)續(xu)收(shou)集(ji)並(bing)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)能(neng)。

 

雖然這款圖像傳感器的樣品使用標準CMOS工藝技術，其像素需要有別於標準圖像傳感器的結構和電氣特性。最大的不同在於，新像素包含一個PN結jie，本ben質zhi上shang是shi一yi個ge額e外wai的de二er極ji管guan

，位wei於yu圖tu像xiang傳chuan感gan二er極ji管guan下xia方fang。其qi次ci
，典dian型xing的de像xiang素su使shi用yong電dian子zi作zuo為wei主zhu要yao電dian荷he載zai體ti。為wei了le讓rang光guang伏fu和he傳chuan感gan二er極ji管guan同tong時shi工gong作zuo，Yoon和他的團隊不得不設計一款收集帶正電的空穴（矽的電子空位）的器件。空穴的移動速度沒有矽中的電子快
，但是也不會太慢，因此不會幹擾圖像的捕獲。

 

由此產生的像素寬度為5微米的芯片

，能夠獲得最高能量收集密度（998皮瓦每平方毫米每勒克斯）
，超過了迄今為止所有的具有能量收集功能的圖像傳感器。如果天氣晴朗，就能產生60,000勒克斯供每秒拍攝15幀。正常的日光條件下（20,000~30,000勒克斯）會降低至每秒7.5幀。標準的視頻速率為每秒30幀，但並非總是需要如此。

 

將重點放在獲得概念驗證型芯片上，“我們沒有優化傳感器本身的功耗。”Park解釋道。因此，提高幀率或降低室內所需的照明條件還有改善的空間。Yoon和Park深諳此道
，已經為圖像傳感器開發出許多超低功耗技術，如自動調製幀率
，以適應可用照明和具有微瓦級特征檢測係統的電路。

 

如果該項目繼續下去，他們將努力整合自供電無線攝像頭所需的一切。

 

（來源：麥姆斯谘詢）