Las células solares convierten la luz en electricidad, los sensores de imagen también convierten la luz en electricidad. Intentar combinarlos en un solo chip crearía una cámara totalmente autónoma. Los ingenieros de la Universidad de Michigan Euisik Yoon y Sung-Yun Park acaban de crear un sensor microscópico que captura una imagen y almacena la energía de la luz que incide sobre él. La tecnología se detalla en un estudio publicado en IEEE Xplore.
Imagen: Universidad de Michigan
No es el primer intento de crear un sensor de este tipo, pero los primeros prototipos requerían mucho trabajo y tenían una eficacia limitada. Una de las tecnologías de fabricación consistía en colocar fotodiodos adicionales en la superficie fotosensible para almacenar energía, lo que reducía la cantidad de luz utilizada para formar la imagen.
El prototipo de sensor creado por Yoon y Park está libre de todos estos inconvenientes. Al indagar más, los ingenieros observaron que algunos fotones se deslizan a través del diodo fotosensible diodo de fotodetección sin causar ninguna acumulación de carga. Así que colocaron un diodo fotoeléctrico adicional diodo fotovoltaico debajo de éste, que utiliza los fotones de deslizamiento para almacenar energía. «No es reutilizar, es más bien recoger las sobras», dice Yoon, «en realidad es energía gratuita»
Calidad de imagen a 15 fps izquierda y a 7.5 fps derecha
Imagen: Universidad de Michigan.
Con la capa de diodos fotoeléctricos debajo de la capa sensible a la luz, casi toda la superficie del sensor se utiliza para la formación de imágenes. Al mismo tiempo, la capa fotoeléctrica captura los fotones no utilizados, convirtiéndolos en electricidad. El chip final basado en este principio tiene una anchura de 5 micrómetros y ofrece una potencia de 998 pW /klx /mm2. Con una luz diurna intensa de 60.000 lux, es suficiente para capturar imágenes a una velocidad de 15k/s. Con luz diurna normal, entre 20.000 y 30.000 lux, este valor desciende a 7.5 fps.
El sensor se fabricó principalmente para validar el concepto en sí mismo, y podría optimizarse aún más para lograr una mayor velocidad de fotogramas o un mejor rendimiento con poca luz. La continuación del proyecto puede llevar, en el futuro, a la creación de una cámara independiente sobre la base del sensor más nuevo que alimentará un diminuto microprocesador y un transceptor inalámbrico.
¿Cómo funcionaría exactamente este sensor de imagen desarrollado por los ingenieros de la Universidad de Michigan y cuáles serían las aplicaciones potenciales de esta cámara autónoma?