Un equip d’investigació dirigit per Shree K. Nayar, T.C. Chang Professor de Ciències de la Computació a Columbia Engineering, ha inventat una càmera de vídeo prototip que és el primer a ser totalment autoalimentat-que pot produir una imatge cada segon, per temps indefinit, d’una escena d’interior ben il·luminat. Van dissenyar un píxel que no només pot mesurar la llum incident, però també convertir la llum incident en energia elèctrica. L’equip presenta el seu treball a la Conferència Internacional sobre la fotografia computacional a la Universitat de Rice a Houston, 24 d’abril a 26.
Una càmera de vídeo basat en un sensor d’imatge autoalimentat pot funcionar indefinidament sense una font d’alimentació externa.
-Imatge Cortesia del Laboratori de Visió per Computador

“Estem enmig d’una revolució d’imatge digital”, diu Nayar, que dirigeix ​​el Laboratori de Visió Informàtica en Enginyeria de Columbia. Assenyala que en l’últim any, aproximadament dos milions de càmeres de diversos tipus es van vendre a tot el món. “Crec que acabem de veure la punta de l’iceberg. S’espera que la imatge digital per permetre a molts camps emergents, incloent dispositius portàtils, xarxes de sensors, entorns intel·ligents, medicina personalitzada, i l’Internet de les Coses. Una càmera que pot funcionar com un dispositiu sense lligams per sempre, sense cap font d’alimentació externa, seria increïblement útil “.

Un investigador líder en imatge computacional, Nayar es va adonar que tot i les càmeres digitals i els panells solars tenen mides diferents propòsits una llum mentre que els altres converteix la llum per encendre tots dos estan construïts a partir essencialment els mateixos components. Al cor de qualsevol càmera digital és un sensor d’imatges, un xip amb milions de píxels. La clau que permet dispositiu en un píxel és el fotodíode, que produeix un corrent elèctric quan s’exposa a la llum. Aquest mecanisme permet a cada píxel per mesurar la intensitat de la llum que cau sobre ell. El mateix fotodíode també s’utilitza en panells solars per convertir la llum incident a l’energia elèctrica. El fotodíode en un píxel de la càmera s’utilitza en la manera de fotoconductora, mentre que en una cèl·lula solar s’utilitza en el model fotovoltaica.

Nayar, treballant amb l’enginyer de recerca Daniel Sims BS’14 i consultor Mikhail Fridberg de ADSP Consulting, que s’utilitza fora de la plataforma de components per fabricar un sensor d’imatge amb 30×40 píxels. En el seu prototip de càmera, que està allotjat en un cos imprès 3D, fotodíode de cada píxel sempre s’opera en la manera fotovoltaic.

El disseny de píxel és molt simple, i utilitza només dos transistors. Durant cada cicle de captura d’imatge, els píxels es va utilitzar per primera vegada per gravar i llegir a la imatge i després collir energia i carregar l’oferta i el sensor d’imatge de potència sensors alterna contínuament entre la captura d’imatges i modes d’aprofitament d’energia. Quan la càmera no s’utilitza per capturar imatges, pot utilitzar-se per generar energia per a altres dispositius, com ara un telèfon o un rellotge.
Nayar pren nota que el sensor d’imatge podria utilitzar una bateria recarregable i carregar a través de la seva capacitat de recol·lecció: “Però ens va prendre un enfocament extrem per demostrar que el sensor és de fet realment autoalimentat i utilitza només un condensador per emmagatzemar l’energia obtinguda.”
“S’han proposat alguns dissenys diferents per a sensors d’imatge que es pot collir l’energia en el passat. Però el nostre prototip és la primera demostració d’una càmera de vídeo totalment autoalimentat, “continua. “I, tot i que hem utilitzat components off-the-shelf per demostrar el nostre disseny, la nostra arquitectura sensor es presta fàcilment a un sensor d’imatge d’estat sòlid compacte. Creiem que els nostres resultats són un important pas endavant en el desenvolupament de tota una nova generació de càmeres que pot funcionar per a una durada molt llarga, idealment, per sempre, sense ser alimentat externament “.

Font: http://engineering.columbia.edu/columbia-engineer-invents-video-camera-runs-without-battery