無電池影片攝像頭從同一光源獲取畫素和電力

微型攝像頭可以在智慧手機和監控裝置中實現自給自足

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影片非常簡單。一個男人在一段剪輯中變換面部表情,然後上下左右移動頭部,這段剪輯看起來有點像一個半個多世紀前拍攝的移動達蓋爾銀版照片。然而,用於拍攝這張頭像的相機是尖端的,它使用了一種新的光供電技術,這可能會催生永不關機的無電池相機。
 
這個概念包括將相機影像感測器收集和測量光線的能力與光伏電池將部分光線轉化為能量的能力結合起來。至少在這個階段,結果是在哥倫比亞大學開發出的一種粗糙但自給自足的數碼相機。在每個影像捕獲週期中,感測器中的畫素首先記錄並生成影像,然後收集能量併為感測器的電源充電。
 
隨著相機成為網路、可穿戴裝置以及所謂的物聯網的其他元件的關鍵部分,“您需要一種真正小巧、高質量且可以無線捕獲影像的裝置——並且可以永遠這樣做,”哥倫比亞大學計算機科學教授Shree Nayar說道,他與同事、研究工程師Daniel Sims以及位於馬薩諸塞州沙龍的ADSP Consulting負責人Mikhail Fridberg一起建立了自供電相機。Nayar將於下週在休斯頓萊斯大學舉行的IEEE國際計算攝影會議上展示他的團隊的研究成果,該研究由美國海軍研究辦公室資助。


目前市場上為數不多的自供電相機通常由太陽能電池供電。Nayar的原型相機不需要電池,而是使用一個超級電容器,該電容器透過從影像感測器的畫素中收集的能量持續充電。目前版本的相機可以在亮度約為300勒克斯的場景中,每秒捕獲黑白30x40畫素的影像,並且可以無限期地持續工作。Nayar說,這可能解析度很低,但證明了這個概念的可行性。Nayar還是哥倫比亞大學工程學院計算機視覺實驗室主任。
 
該相機可以作為監控裝置安裝,甚至可以在長時間的黑暗期間工作,因為它可以透過儲存和使用白天收集的多餘電力來在夜間生成影像。Nayar說,陽光場景的亮度達到數千勒克斯,遠遠超過使相機自供電所需的300勒克斯。
 
Nayar補充說,配備固態版本的自供電影像感測器的緊湊型相機將能夠每秒生成至少200x200畫素的影像。隨著解析度的不斷提高,考慮到智慧手機和可穿戴裝置電池續航能力差,這種相機可能會在智慧手機和可穿戴裝置中證明其用途,甚至最終可能在不拍攝影片時用於為電池充電。

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