由Shree K. Nayar，哥伦比亚工程学院计算机科学的T.C. Chang教授领导的一个研究小组发明了一种原型摄像机，这是第一个完全自我供电的摄像机——它可以在光线充足的室内场景中每秒无限地产生图像。他们设计了一种像素，不仅可以测量入射光，还可以将入射光转换成电能。该团队将于4月24日至26日在休斯敦莱斯大学举行的国际计算摄影会议上介绍他们的工作。
“我们正处于一场数字成像革命之中，”纳亚尔说，他是哥伦比亚工程学院计算机视觉实验室的主任。他指出，仅去年一年，全球就售出了大约20亿部不同类型的相机。“我认为我们只是看到了冰山一角。预计数字成像将使可穿戴设备、传感器网络、智能环境、个性化医疗、物联网等许多新兴领域成为可能。一款可以永远作为无连接设备使用的相机——无需任何外部电源——将是非常有用的。”
纳亚尔是计算成像领域的领军人物，他意识到尽管数码相机和太阳能电池板有不同的用途——一种是测量光线，另一种是将光线转换为电能——但两者都是由本质上相同的组件构成的。任何数码相机的核心都是一个图像传感器，一个几百万像素的芯片。在像素中，关键的使能装置是光电二极管，它暴露在光下就会产生电流。这种机制使每个像素都能测量落在它上面的光的强度。同样的光电二极管也用于太阳能电池板将入射光转换为电能。相机像素中的光电二极管用于光导模式，而太阳能电池中的光电二极管用于光伏模式。
纳亚尔与14岁的研究工程师丹尼尔·西姆斯(Daniel Sims BS)和ADSP咨询公司的顾问米哈伊尔·弗里德伯格(Mikhail Fridberg)合作，使用现成的组件制造了一个30×40像素的图像传感器。在他的原型相机中，每个像素的光电二极管总是在光伏模式下工作。
像素设计非常简单，只使用了两个晶体管。在每个图像捕捉周期中，像素首先用于记录和读出图像，然后收集能量并为传感器电源充电——图像传感器不断在图像捕捉和功率收集模式之间切换。当相机不用于拍摄图像时，它可以用来为手机或手表等其他设备发电。
纳亚尔指出，图像传感器可以使用可充电电池，并通过其收集能力进行充电:“但我们采用了一种极端的方法，以证明传感器确实是自我供电的，只使用一个电容来存储收集的能量。”
“过去曾有人提出过几种不同的收集能量的图像传感器设计。然而，我们的原型是第一个完全自供电的摄像机，”他继续说道。“而且，尽管我们使用了现成的组件来展示我们的设计，但我们的传感器架构很容易使自己成为一个紧凑的固态成像芯片。我们相信，我们的研究成果在开发新一代相机方面迈出了重要的一步，这种相机可以在没有外部电源的情况下长时间工作，理想情况下，可以永远工作。”
了下:M2M(机器对机器)
