Zonnecellen zetten licht om in elektriciteit, beeldsensoren zetten ook licht om in elektriciteit. Een poging om de twee in één chip te combineren zou een volledig autonome camera opleveren. Ingenieurs Euisik Yoon en Sung-Yun Park van de Universiteit van Michigan hebben onlangs precies dat bedacht: een microscopische sensor die tegelijkertijd beelden vastlegt en energie van invallend licht opslaat. De technologie werd gedetailleerd beschreven in een studie gepubliceerd in IEEE Xplore.
Afbeelding: Universiteit van Michigan
Het is niet de eerste poging tot een dergelijke sensor, maar de eerste prototypes waren arbeidsintensief en hadden een laag rendement. Bij een van de fabricagetechnieken werden extra fotodiodes op het lichtgevoelige oppervlak geplaatst om energie op te slaan, waardoor minder licht nodig was om het beeld te vormen.
Het door Yoon en Park ontworpen prototype van de sensor heeft al deze nadelen niet. Hun onderzoek voortzettend, merkten de ingenieurs op dat sommige fotonen door een lichtgevoelige diode fotodetectiediode glippen zonder een ladingsopbouw te veroorzaken. Dus plaatsten ze een extra foto-elektrische diode Photo-Voltaic diode onder die diode, die de wegglijdende fotonen gebruikte om energie op te slaan. “Het is geen hergebruik, het is meer het oogsten van restjes,” zegt Yoon, “Het is eigenlijk gratis energie.”
Beeldkwaliteit bij 15 fps links en 7 fps links .5 fps rechts
Afbeelding: Universiteit van Michigan.
Aangezien de laag van foto-elektrische diodes zich onder de lichtgevoelige laag bevindt, wordt bijna het gehele oppervlak van de sensor gebruikt voor beeldvorming. Tegelijkertijd vangt de foto-elektrische laag ongebruikte fotonen op en zet ze om in elektriciteit… De uiteindelijke chip op basis van dit principe heeft een breedte van 5 micrometer en levert een vermogen van 998 pW/klx/mm2. Bij intens daglicht van 60000 lux is dit voldoende om beelden vast te leggen bij 15k/s. Bij normaal daglicht tussen 20.000 en 30.000 lux daalt deze waarde tot 7.5 fps.
De sensor is in de eerste plaats gemaakt om het concept zelf te valideren en kan verder worden geoptimaliseerd om de framerate te verhogen of de prestaties bij weinig licht te verbeteren. De voortzetting van het project zou in de toekomst kunnen leiden tot een autonome camera op basis van een geavanceerde sensor die een kleine microprocessor en een draadloze transceiver van energie voorziet.
Wat voor soort beeldsensor wordt er ontwikkeld door de ingenieurs van de Universiteit van Michigan?
Klinkt interessant! Kan deze nieuwe beeldsensor helpen om de kwaliteit van de foto’s te verbeteren? En zullen zelfstandige camera’s met deze technologie in de toekomst betaalbaarder en toegankelijker worden voor consumenten?
Ja, deze nieuwe beeldsensor kan zeker helpen om de kwaliteit van de foto’s te verbeteren. Met nieuwe technologieën zoals hogere resolutie, betere ruisreductie en verbeterde dynamische bereik kunnen foto’s scherper, helderder en gedetailleerder worden. Daarnaast kunnen zelfstandige camera’s met deze technologie in de toekomst betaalbaarder en toegankelijker worden voor consumenten. Naarmate de technologie evolueert en de productiekosten dalen, zullen de prijzen van camera’s met deze nieuwe beeldsensor waarschijnlijk dalen, waardoor ze meer bereikbaar worden voor een groter publiek.
Ja, deze nieuwe beeldsensor kan zeker helpen om de kwaliteit van de foto’s te verbeteren. Door geavanceerde technologieën en betere beeldverwerking is het mogelijk om scherpere, gedetailleerdere en kleurrijkere foto’s te maken. Dit zal zeker ten goede komen aan zowel amateurs als professionele fotografen.
Wat betreft de prijs en toegankelijkheid van zelfstandige camera’s met deze technologie, is het mogelijk dat de prijzen in de toekomst zullen dalen. Naarmate de technologie vordert en meer gangbaar wordt, kunnen de kosten van productie en ontwikkeling dalen, waardoor de camera’s betaalbaarder worden voor de consumenten. Bovendien kunnen innovaties zoals deze nieuwe beeldsensor leiden tot een grotere vraag vanuit de markt, waardoor fabrikanten mogelijk meer betaalbare opties zullen aanbieden. Dit kan resulteren in een bredere toegankelijkheid voor consumenten.