حسگرهای تصویر، بدون نیاز به باتری

سلول‌های خورشیدی و حسگرهای تصویر، نور را به الکتریسیته تبدیل می‌کنند. مهندسان دانشگاه میشیگان سعی کرده‌اند با قرار دادن این دو بر روی یک تراشه، حسگر تصویری بسازند که بدون باتری و در نور روز، قادر به تهیه عکس باشد. به اعتقاد Euisik Yoon، استاد مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه میشیگان و سرپرست این پروژه، با استفاده از چنین حسگری امکان ساخت دوربین‌های کوچکی فراهم خواهد شد که در هر جایی قابل نصب باشند. در گذشته هم از ترکیب اجزای فوتوولتاییک و حسگرهای نوری برای تصویربرداری استفاده شده بود، اما تلاش‌های گذشته چندان موفق نبوده‌اند. در حسگرهای تصویر، تمام نور ورودی به الکتریسیته تبدیل نمی‌شود و بخشی از فوتون‌های نور بدون استفاده به هدر می‌روند.

تصاویر حاصل از حسگر دانشگاه میشیگان. سمت چپ: با نرخ 7.5 فریم در ثانیه. سمت راست: با نرخ 15 فریم در ثانیه

در طراحی حسگر جدید، سعی شده که از این فوتون‌ها برای تولید انرژی استفاده شود. فوتون‌هایی که در تولید تصویر شرکت نمی‌کنند توسط یک حسگر دوم که در زیر حسگر اصلی تصویرگیری قرار دارد و نقش فوتوولتاییک را بازی می‌کند، جمع‌آوری می‌شوند. نمونه اولیه حسگر جدید بر اساس روش معمول مبتنی بر CMOS ساخته شده است، اما پیکسل‌های آن نسبت به حسگرهای تصویر معمول، نیازمند ساختار و ویژگی‌های الکتریکی متفاوتی هستند. نمونه اولیه این تراشه، در مقایسه با حسگرهای مشابه، بیشترین کارآیی استخراج انرژی را دارد. این حسگر در یک روز آفتابی قادر به تهیه ۱۵ فریم در ثانیه است و در شرایط نوری معمول، این میزان به 7.5 فریم در ثانیه کاهش می‌یابد. اما با توجه به اینکه هنوز میزان مصرف انرژی حسگر، بهینه‌سازی نشده می‌توان انتظار داشت، در آینده نرخ فریم افزایش قابل‌توجهی یافته و امکان تصویرگیری در فضاهای داخلی هم فراهم شود. لازم به ذکر است که این محققان تجربه‌های زیادی در حوزه حسگرهای تصویرگیری با مصرف توان بسیار کم دارند؛ به عنوان مثال آن‌ها مدارهایی طراحی کرده‌اند که براساس میزان نور محیط، نرخ فریم را به‌طور خودکار تنظیم می‌کند.