Science
08.04.2018

Winzige solarbetriebene Kamera könnte überall versteckt werden

© Bild: APA/AFP/JACQUES DEMARTHON / JACQUES DEMARTHON

Forscher haben einen winzigen Kamerachip entwickelt, der sich durch Solarenergie selbst mit Energie versorgt.

Der Bildsensor einer Kamera und eine Solarzelle haben eigentlich dieselbe Funktion: Beide wandeln Licht in Elektrizität um. Bei der Solarzelle wird diese als Energie gespeichert, beim Bildsensor werden die elektrischen Signale in Bilder umgewandelt.

Es gibt bereits mehrere Versuche beides zu kombinieren. Wenn ein Teil eines Bildsensors als Solarzelle genutzt wird, kann weniger Licht für das Erstellen eines Fotos eingefangen werden. Bei einer anderen Methode wechseln die Pixel des Sensors im Betrieb zwischen den zwei Modi, was aber sehr komplex ist und ebenfalls die Bildqualität reduziert.

Lichtdurchlässig

Forscher an der Universität von Michigan haben jetzt eine Technik entwickelt, die relativ simpel ist und gute Ergebnisse liefert. Sie haben bei ihren Forschungen entdeckt, dass die fotosensitiven Dioden eines Sensors teilweise lichtdurchlässig sind. Also haben sie eine Solarzelle unter den Sensor gepackt.

Dadurch wird kein Licht vom Bildsensor abgezweigt und die Bildqualität bleibt erhalten. „Es ist kein echtes Recycling, es ist eher das Einsammeln von Abfall. Es ist fast wie Gratis-Energie“, sagen die Forscher. Damit könne man laut den Forschern „überall eine kleine Kamera aufstellen, die nahezu unsichtbar ist.“ Dies setzt voraus, dass der wenige Millimeter kleine Sensor mit einem Mini-Prozessor und Mini-Sender ausgestattet wird. Mehrere Unternehmen arbeiten bereits an solcher Hardware.

15 Bilder pro Sekunde

Der Mini-Sensor der Forscher kann an sonnigen Tagen genug Energie sammeln, um 15 Bilder pro Sekunde aufnehmen zu können. Bei normalem Tageslicht sind 7,5 Bilder pro Sekunde möglich. Laut den Forschern sei das aber nur ein Proof-of-Concept-Chip, bei dem der Bildsensor noch nicht für einen möglichst niedrigen Energieverbrauch optimiert wurde.

Es sei möglich höhere Bildraten zu erreichen, wie etwa die für Videoaufzeichnungen üblichen 24 bis 30 Bilder pro Sekunde. Auch das Reduzieren des benötigen Lichts zur Eigenenergieversorgung sei möglich, etwa um die Kamera in Innenräumen einsetzen zu können. Wenn das Projekt an der Universität fortgesetzt wird, haben die Forscher vor, eine voll funktionsfähige Funk-Mini-Kamera zu bauen, die sich selbst mit Energie versorgt.