美國密歇根大(dà)學工(gōng)程師開(kāi)發出太陽能成像傳感器

近日，美國密歇根大(dà)學的研究人員(yuán)開(kāi)發了一(yī)種全新設計的“自供電(diàn)”CMOS圖像傳感器，其像素能夠同時進行成像和能量收集。這樣的設計可能會爲将來的緊湊自供電(diàn)相機開(kāi)辟道路。科技媒體(tǐ)TechCrunch的Devin Coldewey評論稱：“新設計的傳感器本質上是一(yī)台永遠不需要電(diàn)池或者無線電(diàn)源的相機。”

　　該研究團隊已經開(kāi)發出了能夠同時進行成像和能量收集的原型CMOS有源像素，而無需引入額外(wài)的平面PN結，其像素采用标準CMOS工(gōng)藝中(zhōng)可用的結構。論文主要作者Euisik Yoon在論文摘要中(zhōng)解釋稱：“與傳統的基于CMOS電(diàn)子的成像像素不同，新型傳感器中(zhōng)的N阱區被用作圖像捕獲的感應節點，我(wǒ)(wǒ)們采用了基于空穴的成像技術，同時利用N阱區以高于94%的高填充因子收集能量。
 

　　“最高功率密度”
 

　　Euisik Yoon表示：“我(wǒ)(wǒ)們已經成功地證明了能量收集能夠實現998 pW/klux的功率密度，同時以74.67 pJ/像素捕獲圖像。我(wǒ)(wǒ)們目前制造的原型設備已經實現了最高的功率密度，并且能夠以15 fps的速度自行維持其圖像捕獲，而無需超過60 klux照明的外(wài)部電(diàn)源。”
 

　　根據論文的内容，新型傳感器将在“60000勒克斯的晴朗天氣”下(xià)實現每秒鍾15張圖像的采集速度，而在正常的日光條件下(xià)(通常爲20000～30000勒克斯)，能夠實現每秒7.5張的圖像采集速度。據報道，研究人員(yuán)目前主要關注開(kāi)發概念驗證芯片，他們在論文中(zhōng)指出目前并沒有優化傳感器本身的功耗。
 

　　該論文得出結論稱：“我(wǒ)(wǒ)們提出了一(yī)種原型CMOS有源像素架構，該架構能夠通過在标準CMOS工(gōng)藝中(zhōng)利用固有的嵌入式垂直PN結同時實現成像和能量采集，并使用空穴作爲成像載荷子，達到94%的高填充因子。爲了證明該設計的可行性，我(wǒ)(wǒ)們制作了一(yī)個CIS芯片，并進行了功率密度爲998 pW/klux 的能量收集試驗，同時生(shēng)成了品質因數爲74.67 pJ/像素的圖像，該像素提供了最高的功率采集密度。”