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哥伦比亚大学教授发明首款自供电摄像机

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由哥伦比亚大学计算机科学教授 Shree K. Nayar领导的研究小组已经发明了一种摄像机的原型,是第一个自供电的摄像机,可以对一个明亮的室内场景以每秒生产一个图像,并且是无限期的。他们设计了一个像素(pixel),不仅可以测量入射光,还能把入射光转换成电力。团队准备与4月24至26日在莱斯大学展示这一技术。

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Nayar说:“我们正处于一个数字影像革命的中间。”他指出,仅在去年,全球售出的各类型相机总数和为二十亿左右。

“我认为我们已经看到了冰山一角。数字影像将在许多新兴领域成为可能,包括可穿戴设备、传感器网络、智能环境、个性化医疗和物联网。一个可用作无线设备并无需外部电力供应的摄像头是非常有用的。

作为计算机成像研究领域的一位领军人物,Nayar意识到尽管数码相机和太阳能电板有不同的目的——一个测量光,另一个将光转换成能量。从本质上来说有相同的组件构造。任何数码相机的核心都是一个图像传感器和一个有数以百万计像素的芯片。将图像置于一个像素的关键是光二极管(在曝光时产生电流),这种机制使每个像素测量光的强度下降。

像素的设计非常简单,仅使用两个晶体管。在每个图像捕获周期中,首先使用像素来记录和读出图像,然后获取能量并对传感器电源充电。当不使用相机来捕捉图像时,它可以充当其他设备的发电装置,如手机和手表。

Nayar指出,图像传感器可使用可充电电池并为期充电。

但是我们采取了一个极端的方法来证明所使用的传感器确实是真正的自供电和使用电容器存储所收集的能量。

虽然目前该技术图像质量仍有很大提高空间,但是作为一种概念,对于研发隐秘的监控摄像头、可穿戴设备或物联网设备使用的摄像头都是一种突破性的概念。

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