Onderzoekers komen met camera op lichtenergie

Onderzoekers van de Columbia University hebben een camera gebouwd met een sensor die zichzelf van stroom voorziet door de fotodiodes in fotovoltaïsche positie te zetten, zoals bij een zonnecel. Daardoor kan het apparaat zonder externe stroombron plaatjes blijven schieten.

Het onderzoeksteam bouwde het binnenwerk van de testcamera met in de handel verkrijgbare componenten; de behuizing van het apparaat kwam uit een 3d-printer. De sensor bestaat uit een raster van 30x40 fotodiodes. In tegenstelling tot eerdere zelfvoorzienende camera's worden die niet alleen gebruikt voor het verzamelen van beeldinformatie, maar ook voor het genereren van stroom. Zolang de lichtintensiteit ongeveer 300 lux bedraagt, kan de sensor een keer per seconde worden uitgelezen. De rest van de tijd wordt de opgevangen lichtenergie opgeslagen in een supercondensator.

Fotodiodes kunnen op meerdere manieren worden gebruikt. Bij een normale digitale camera staan de diodes in fotoconductieve positie. Er wordt een kleine hoeveelheid spanning gezet op de diode, waardoor deze sneller op veranderingen van de lichtintensiteit reageert. In de proefcamera staan de fotodiodes in fotovoltaïsche positie, zoals bij een zonnecel. Hierdoor gebruiken de diodes geen stroom om de lichtintensiteit te meten. Volgens de onderzoekers is de responstijd van de diodes in goede lichtomstandigheden nog steeds snel genoeg voor een duidelijk plaatje.

Volgens het onderzoek zou in theorie een zelfvoorzienende sensor van 200x200 pixels mogelijk zijn, wanneer die eenmaal per seconde wordt uitgelezen bij een lichtintensiteit van 300 lux. Voor situaties waarin de lichtintensiteit daarvan verschilt, kwamen de onderzoekers met een algoritme dat bepaalt hoe vaak de sensor kan worden uitgelezen. Ze zien toepassingen voor hun sensorontwerp in wearables en apparaten voor internet-of-things.

Reacties (40)

Leuke ontwikkeling. Beginstadium uiteraard, maar als dit verder doorontwikkeld wordt kan het nuttige toepassingen krijgen. Nu nog niet echt denk ik zo..

Leuke ontwikkeling, maar puur vanwege het "omdat het kan"-gehalte, als je een zelfvoorzienende camera wilt pak je een energiezuinige camera-module en een zonnepanneel. Compacter, goedkoper en beter. Kan me werkelijk niet voorstellen dat dit ooit iets wordt.

edit:
Ik zeg dus niet dat deze techniek toekomstloos is, of dat ik tegenstander ben van ogenschijnlijk toekomstloos onderzoek (wie weet wat er uit komt). Ik zeg dat deze toepassing me toekomstloos lijkt.

Daarnaast heeft datgene waar je de beelden heen stuurt toch ook stroom nodig en dus een accu en/of zonnepanneel.

[Reactie gewijzigd door martijnve op 16 april 2015 18:50]

Dus een alternatief voor 1 product met 1 onderdeel is een product welke bestaat uit 3 verschillende onderdelen. Je vergeet voor het gemak dat een zonnpaneel ook een accu nodig heeft.

Nee je hebt geen accu nodig want deze camera doet het in het donker ook niet, waarom zou mijn alternatief dat wel moeten kunnen.

Dat is juist dit systeem, alleen zit het geïntegreerd

Waarschijnlijk wordt dit -1 gemod maar, hou nou eens op met zeggen "oh dit wordt toch niks" of "wat heb je hier nou aan". De maatschappij haar technologische vooruitgang is gebaat bij mensen die niet in de eerste seconde "oke, maar" zeggen. Niemand is daarbij gebaat. Technologische vooruitgang kan alleen als je doorziet dat het prototype nog niet is wat je wilt, maar slechts op je eindproduct lijkt. Dit is een proof of concept, en daarmee niet per definitie nuttig, maar wel nuttig voor de vooruitgang in haar geheel. Zie het grote plaatje.

Maar met jouw oplossing moeten er twee onderdelen licht kunnen opvangen, met deze camera alleen de lens.

Jij voegt dus onderdelen toe en vergroot het oppervlak aanzienlijk.

Inderdaad. Het is alleen wel te hopen dat ze iets gaan ontwikkelen wat ook zonder zonlicht energy kan opwekken. Dat zou pas echt geweldig zijn. Dat het bij wijze van door iets op te zuigen (stof bijv.) of uit een druppel watersof een maandje kan draaien.

Waterstof is een gas om het in druppels te verkrijgen heb je al heel wat energie nodig..

Als we dan toch zo gaan muggenziften, waterstof is geen gas. Het is een element.
Diwaterstof, dat is een gas (of vloeistof, temp/druk afhankelijk natuurlijk).

Waarom niet gewoon een zonnecel op de camera behuizing, die stilletjes de accu oplaadt. Dan kun je in veel gevallen meer foto's maken totdat de accu leeg is. Of zelfs "oneindig" veel foto's als je ze niet te snel achter elkaar maakt.

[Reactie gewijzigd door tfeltz op 16 april 2015 14:53]

Dat is natuurlijk alleen maar praktisch als je de camera constant om je nek laat hangen of in je hand houdt. Zodra je de camera opbergt heb je daar helemaal niks meer aan.

Je camera lekker in de zon laten bakken lijkt me sowieso al niet echt het beste wat je met dat ding kan doen.

Met de huidige spullen is dat inderdaad niet zo'n goed idee alhoewel het (hier in NL tenminste) natuurlijk ook niet constant ontzettend zonnig is.
Nu dan alleen nog een manier vinden om die warmte ook gelijk om te zetten in lading voor de accu. Regen omzetten in lading zou dan ook wel handig zijn

Je camera lekker in de regen laten zwemmen lijkt me sowieso al niet echt het beste wat je met dat ding kan doen.

Je hebt geen volle zon nodig om stroom op te wekken ... zonnecel is wat betreft een misleidend woord.

De beeldkwaliteit is bijna gelijk aan de camera's die ze in winkels gebruiken zie ik!

Ook nog echt. Als je bij Opsporing Verzocht kijkt hebben ze altijd hele goedkope camera's hangen met een frame per seconde en een resolutie niet hoger dan vga (320x200). Dan zouden ze ook nog deze camera kunnen gebruiken, scheelt ze toch weer wat stroom!!

De reden dat dit in lage kwaliteit wordt opgenomen komt met name door de opslag. Een 320x200 grijswaarde video van 1 fps staat gelijk aan 64KB per seconde. Dit komt neer op ruim 5,5 GB per dag om op te nemen. Het lijkt me vrij logisch dat daar geen Full HD 30fps camera voor wordt gebruikt. Dan heb je namelijk bijna 1000x zoveel opslag nodig (5,4 TB per dag).

EDIT: Dit is berekend zonder compressie, met compressie kan het een stuk compacter worden opgeslagen.

[Reactie gewijzigd door ghangster op 16 april 2015 13:57]

5,5GB per dag is toch al lang geen probleem meer? De beelden mogen daarnaast niet langer dan 24 uur worden opgeslagen dus met een kaartje van 32GB zit je al behoorlijk ruim en kan de resolutie zelfs op raw nog wat omhoog.

Of als je een centrale server neer zet, met daarin 2x 3TB opslag ben je nog altijd niet zoveel kwijt, maar kan je wel verdomt veel kwijt aan kwaliteit beeld.
Zoiets hoef je ook niet een maand te bewaren, als je een week kan opslaan is dat al ruim voldoende.

Dat was het punt dat ik wilde maken. 5,5 GB is geen probleem, maar 5,5 TB nog wel. Daarom wordt er voor lagere beeldkwaliteit gekozen. Nu is het in de praktijk wel zo dat er met wat betere kwaliteit wordt opgenomen (1 fps is wel heel weinig), en met compressie zal de opslag ook meevallen.

En hoe lang gaan camera systemen mee?

Het is niet iets waar een winkel winst uithaalt dus het staat onderaan het lijstje voor investeringen.

Tuurlijk kun je een high-end modern systeem neerzetten... of je bespaart een paar duizend euro, behoud je VHS systeem en investeert het geld elders.

Lang leve de compressie, dit hoeft helemaal niet in BMP hoor Ikzelf heb 3 camera's hangen die in 720p opnemen met 6fps in kleur, en die verbruiken zo'n 500GB per stuk voor 30 dagen (variëren tussen de 400 en 600GB, afhankelijk van hoe monotoon de "achtergrond" is).

[Reactie gewijzigd door v0LrAtH op 16 april 2015 13:46]

Natuurlijk hoef je van bewakingscamera geen RAW foto's op te slaan. Met video van een statische camera kan er behoorlijk agressief gecomprimeerd worden en daarnaast kunnen nog wat trucjes worden toegepast zoals alleen opnemen als er iemand langs loopt of alleen een diff met de achtergrond opslaan.

Helaas voor opsporing verzocht; in het donker doen ze het niet zo goed

Wat ik me afvraag is ze kunnen dus zonder stroom uitgelezen worden maar het signaal moet toch ergens naar toen. Het moet naar iets dat wel op stroom verbruikt. Daarnaast is het een beetje donker werkt het ding dus niet meer.

Offtopic: Je wilt een signaal naar het verleden opsturen? Ik zeg: uitvinden en patenteren die hap

Ik heb een veel beter concept, geen energievoorziening nodig en direkt gebruikmakend van invallend licht.

Je laat gewoon licht via een lens binnenvallen en dat licht laat je op een plaat met lichtgevoelig materiaal komen die de ingevallen lichtdeeltjes omzet in een verkleuring, ow...wacht.

Bedoel je polaroid?

De eerste foto's die op zilverjodide werden vastegelegd, ik weet eerlijk gezegd niet hoe een polaroid camera werkt.

Ik doelde meer op dat het erg ironisch is dat in het digitale tijdperk workarounds worden gezocht voor problemen die totaal niet speelde in het analoge tijdperk. Je had immers geen batterij nodig, nu proberen ze dmv van licht .... een foto te maken.

Sja...gezien de moderatie ben ik 1 van de weinige die dat schijnbaar nogal vermakelijk vind

Polaroid werkt hetzelfde alleen zit de ontwikkel vloeistof in de foto (witte gedeelte als ik het goed heb) en wordt deze door rollers over de foto geperst als hij uit de camera komt.

Dat is de gein van een polaroid, de foto ontwikkeling zit in de foto.

Oh and waaien met de foto helpt geen zier en toch doet iedereen het.

obvious trolls is obvious?

Ouderwetse fotorolletje.

haha, ja inderdaad, aslr ftw

Kun je hiermee niet een 0 W stand-by systeem mee maken voor apparaten met afstandsbediening (TVs)? Dat wil zeggen, een zelfvoorzienende sensor/camera checkt of het specifieke IR licht van de afstandsbediening wordt gedetecteerd, waarna hij de TV (netstroom) aan zet..?

[Reactie gewijzigd door Gulpen op 16 april 2015 19:54]

Konden ze beter sneloplaadbare batterijen gebruiken

Doet me denken aan de Konica EE-matic uit 1963. Dit topding (zelf een gehad) gebruikt zonne energie om Auto Exposure te doen.

Ingenieus!!
Knopje op compactcamera's bouwen om de lensbeschermer open te zetten voor als je bijv thuis bent, dan kan je 'm alvast veilig opladen.
Aan de andere kant... AA batterijen zijn overal ter wereld verkrijgbaar en er zijn een hele hoop verkoopplekken zoals supermarkten en tankstations.