【中國儀表網 儀表研發】近日，美國密歇根大學的研究人員開發了一種全新設計的“自供電”CMOS圖像傳感器，其像素能夠同時進行成像和能量收集。這樣的設計可能會為將來的緊湊自供電相機開辟道路。科技媒體TechCrunch的Devin Coldewey評論稱：“新設計的傳感器本質上是一臺永遠不需要電池或者無線電源的相機。”
 

 

　　該研究團隊已經開發出了能夠同時進行成像和能量收集的原型CMOS有源像素，而無需引入額外的平面PN結，其像素采用標準CMOS工藝中可用的結構。論文主要作者Euisik Yoon在論文摘要中解釋稱：“與傳統的基于CMOS電子的成像像素不同，新型傳感器中的N阱區被用作圖像捕獲的感應節點，我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照明的外部電源。”
 

　　根據論文的內容，新型傳感器將在“60000勒克斯的晴朗天氣”下實現每秒鐘15張圖像的采集速度，而在正常的日光條件下(通常為20000～30000勒克斯)，能夠實現每秒7.5張的圖像采集速度。據報道，研究人員目前主要關注開發概念驗證芯片，他們在論文中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：“我們提出了一種原型CMOS有源像素架構，該架構能夠通過在標準CMOS工藝中利用固有的嵌入式垂直PN結同時實現成像和能量采集，并使用空穴作為成像載荷子，達到94%的高填充因子。為了證明該設計的可行性，我們制作了一個CIS芯片，并進行了功率密度為998 pW/klux 的能量收集試驗，同時生成了品質因數為74.67 pJ/像素的圖像，該像素提供了最高的功率采集密度。”