As células solares convertem luz em electricidade, os sensores de imagem também convertem luz em electricidade. A tentativa de combinar os dois num único chip resultaria numa câmara completamente autónoma. Os engenheiros da Universidade de Michigan, Euisik Yoon e Sung-Yun Park, criaram recentemente um sensor microscópico que capta uma imagem e armazena energia da luz incidente. A tecnologia foi detalhada num estudo publicado no IEEE Xplore.
Imagem: Universidade de Michigan
Não é a primeira tentativa de um sensor deste tipo, mas os primeiros protótipos eram de trabalho intensivo e tinham baixa eficiência. Um processo de fabrico exigiu a colocação de fotodíodos adicionais na superfície fotossensível para armazenar energia, reduzindo assim a quantidade de luz utilizada para formar a imagem.
O sensor protótipo concebido pela Yoon e Park não tem todos estes inconvenientes. Continuando a sua investigação, os engenheiros notaram que alguns fotões deslizam através do díodo fotossensível díodo fotodetector sem causar uma acumulação de carga. Assim, por baixo deste díodo, colocaram um díodo fotoeléctrico adicional díodo fotovoltaico , que utilizava os fotões deslizantes para armazenar energia. “Não é reutilização, é mais como colher restos”, diz Yoon, “Na verdade, é energia livre”
Qualidade de imagem a 15 f/s esquerda e a 7.5 fps direita
Imagem: Universidade de Michigan.
Como a camada de díodos fotoeléctricos está por baixo da camada sensível à luz, quase toda a área do sensor é utilizada para a formação da imagem. Ao mesmo tempo, a camada fotoeléctrica capta os fotões não utilizados e converte-os em electricidade. O chip final com base neste princípio tem uma largura de 5 micrómetros e fornece uma potência de 998 pW /klx /mm2. Em plena luz do dia de 60.000 lux, isso é suficiente para captar imagens a 15k/s. Em dia normal, entre 20.000 e 30.000 lux, o valor desce para 7.5 fps.
O sensor foi feito principalmente para validar o próprio conceito e pode ser subsequentemente optimizado para taxas de fotogramas mais elevadas ou melhor desempenho em condições de baixa luminosidade. A continuação do projecto poderia conduzir, no futuro, a uma câmara autónoma baseada no mais recente sensor para alimentar um microprocessador minúsculo e um transceptor sem fios.
Qual é a principal função ou objetivo dessa câmara autônoma desenvolvida pelos engenheiros da Universidade de Michigan?
Como funciona exatamente esse sensor de imagem desenvolvido pelos engenheiros da Universidade de Michigan para criar uma câmara autônoma? Quais são suas principais características e como ele contribui para o avanço dessa tecnologia?