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テクノロジー

電源を必要とせずに動作する撮像素子が開発される 75

ストーリー by hylom
dpiを考えてみると…… 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

CCDやCMOSを使った撮像素子では、受光素子からの信号を受け取るために電力を必要とする。しかし、コロンビア大学のComputer Vision Laboratoryが外部電源なしで利用できるカメラデバイスを開発したそうだ(ASCIIデモ動画)。

開発された「セルフパワーイメージセンサー」はフォトダイオードを40×30個並べて配置した撮像素子(280×210mm、対角13.4インチ)を持ち、出力された電流量がそのまま画像となるという。さらにフォトダイオードから得られた電力をコンデンサに貯めることで、別途バッテリや電源が不要で利用できるという。

ただし、撮像素子のサイズは280×210mm(ほぼA4サイズ)と大きい一方で解像度は40×30ドットと荒い。とはいえ、この解像度で十分な用途もありそうなので、意外と早く実用化さえてもおかしくない。

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  • 太陽電池とCMOSを別々に搭載したほうが簡単なのでは…
    • 試作機にケチをつけても仕方がないと思うの。
      簡単な組み合わせで出しても、目新しさ、フロンティアスピリットは感じられないですから。

      記事の動画を見ましたけど、80×60に上げるだけでも、それなりに用途がありそうな感じ。
      (そしていずれは640×480に?)
      やはり当面の課題はダイオードの小型化&集積化でしょうか。
      技術のデッドストックにならないことをお祈り申し上げます。

      # ロマンを失った./erはただの死体
      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 11時14分 (#2802628)

        フォトダイオードって、太陽電池だからね。

        wikipediaで、フォトダイオード [wikipedia.org]から、“動作原理 詳細は「光起電力効果 [wikipedia.org]」を参照”と辿ると、実用例に太陽電池が挙がってるぐらいに。
        用途毎にそれぞれの用途で最大限効率的に動くように設計されているのがフォトダイオードと太陽電池の違い。

        つまりこれは、小さな太陽電池をずらっと並べると、光の当たり具合で
        それぞれの素子の発電量が違うから影絵ごっこができるよ、と言ってるだけ。

        「レンズを通った光だけで、しかも発電に向いていない素子で発電し、少しでも電力を稼ぐために撮影向きではない素子で撮影するカメラ」が、
        「別途付けられた発電専用の太陽電池で発電して、撮影専用の素子で撮影するカメラ」に勝てる要素は何も無い。

        おもしろ科学実験としては最高に面白いネタだけど、それ以上のものではない。

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      • by Anonymous Coward

        問題はダイオードの大きさではありません。

        記事にもあるように

        > 光電池の受光面積をがある程度大きくないと動作しないし、1画素あたりの面積が減るため画素数を上げるのも難しいことから、コンパクトデジカメのような可能性はまずないだろう。

        問題は受光面積なので、小型化は無理でしょう。

    • by Anonymous Coward

      カメラと捉えるよりは影絵と捉えるのが面白いかも。
      例えば壁一面に取り付けて外(の影絵)が見える壁とか。

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 8時16分 (#2802483)

    >撮像素子のサイズは280×210mm(ほぼA4サイズ

    これ、俺でも作れるよ。
    市販のフォトダイオードを基板に並べただけ?

    • by ich84 (33072) on 2015年04月23日 9時25分 (#2802516)

      作ったことがない人、作る能力がない人の常套句ですね。
      成功者の功績を見て

      「こんな漫画俺にも描ける」
      「こんな料理俺にも作れる」
      「こんなソフト俺にも作れる」

      いますよね、そういう人。
      作ってから言ってください。

      親コメント
      • Re:電子工作乙 (スコア:3, すばらしい洞察)

        by Anonymous Coward on 2015年04月23日 10時33分 (#2802580)

        いや、これ、成功者じゃなくて、おもしろネタ作品だから。

        アイデアを聞いた段階で、そらできるやろ、
        作ったと聞いて、ほんまに作りよったんかい、
        実機を見て、作り込みすぎ(笑)、
        動いてるのを見て、すげー、ちゃんと動いてやがる(笑)!
        と爆笑する類の。

        「スピーカーユニットを2つ使うことで電源不要な電話を作成」みたいなニュースを見ても、
        「すごい! 先進的なアイデアだ!」って勘違いしちゃう人って結構多いのか。
        突っ込まれる前に答えとくと、ちなみに、その電話(笑)なら、作ったことがあるよ。

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        • by Anonymous Coward

          研究と書いてあるので専用の半導体を作るぐらいしたのかと思ったら、ディスクリートダイオードを基板に並べてハーベスタは既製品なので、悪く言えば組み合わせただけですよね。
          似たようなので、センサレスLEDタッチパネル(LEDをフォトダイオード代わりに使う)ってのも電子工作でやってた人がいたような。

        • by Anonymous Coward

          スピーカーだけ並べてマイクはどするんですか?

          • by Anonymous Coward

            あれ?スピーカーは実用的にもマイクのかわりになりますよ?
            トランシーバーで1個のスピーカーで回路切り替えで送信にも受信にも使ってるとか。
            (元コメのようにアンプなしで直結して使えるとはとても思えないが)

          • by Anonymous Coward

            本当にわかってないのかネタにマジレスしてるのか知らないけど、「スピーカーユニットが2つあって電源不要な電話」って糸電話のことでしょ。

            • by Anonymous Coward

              ? 普通に圧電マイク=圧電スピーカー繋いだやつでしょ?

          • by Anonymous Coward

            スピーカーはマイクとしても使えますよ。マイクほどの性能にはなりませんから、科学実験教室とか以外では、まずそういう風には使いませんが。

            # 実は、「糸電話」というより画期的なデバイスがあるんですが、こちらはマイクどころかスピーカーすら付いていないというシンプルさですよ

            なるほど、だから騙されるんですね。
            「スピーカー」として売られていると、スピーカーとしてしか使えない、
            音を拾うためには「マイク」として売られている別の何かを買ってこないとダメ、というような世界観。

            デジカメの撮像素子というのは、何か不思議なチカラで絵をデータに変えてるんではなく、
            単に、各素子に当たった光のエネルギーを電力に変換しているだけです。
            その電力を丁寧に測るか、電力源としてなるべく効率良く外へ引っ張り出すかの違いが、デジカメと太陽電池の差です。

            • by Anonymous Coward

              すみません、適当に書きました。実用的にもマイクのかわりに [srad.jp]なるんですね。勉強不足でした。訂正します。

              • それはスピーカーの問題ではなく、マイク端子側の問題である可能性が高いですね。

                「ダイナミックマイクとダイナミックスピーカーは、実質同じ構造をしている」ので、「ダイナミックスピーカーはダイナミックマイク代わりになる」のです。
                ダイナミックマイクを繋げられない機器にダイナミックスピーカーを繋いでも、当然マイクとしては使えません。
                また、ダイナミックマイクが使える機器でも、マグネチックスピーカーを繋いだのではマイク代わりにはなりません。(「イヤホン」だとマグネチックスピーカーである可能性が高いでしょう。「ミニスピーカー」だったら、ダイナミックスピーカーの可能性が高いかな。)

                テープレーコーダーなどの「オーディオ機器」のマイク端子なら、ダイナミックマイクに対応している場合が多いので、ダイナミックスピーカーもマイク代わりになる可能性は高いと思います。
                ですが、PCのマイク端子なんかは、PC側から電源供給されていて、マイクは供給された電源で増幅した音声信号を出力するようになってます。そういった端子に対しては、増幅回路のないダイナミックマイクを繋いでも使えません。ダイナミックマイクを使うならマイクアンプを通す必要があります。

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      • by Anonymous Coward

        で、実際に作ると、「コピーしただけ」ってけなすけどね。

        • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 10時31分 (#2802576)
          先人の偉業を貶す奴が、後発のくせに何の工夫も無く同じ物作ったんじゃ、そりゃ言われるでしょ。
          皆に先んじて何かをやり遂げるというのは、それだけでもリスペクトに値するのですよ。
          親コメント
        • by Anonymous Coward

          けなしてるんじゃない。
          事実を指摘しているだけ。

    • by upken (38225) on 2015年04月23日 8時42分 (#2802493)

      「できる」と「できた」は全然価値が違う。
      まあ、重量や形状の制約がない限り太陽電池は別の方がいいとは思う。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        「重量や形状の制約がない限り」とまるで特殊ケースみたいに言うけど、無電源センサーは「市販の小型デジカメをUSBか何かで充電しつつ使う」という単純なソリューションが使えない状況でないとお呼びではない。つまり、重量や形状の制約はあって当たり前ということになる。

    • by Anonymous Coward

      コレ、夏休みの工作っぽい感じで自作して遊べるんじゃね?

      昔、青焼きコピー用紙と虫眼鏡を使ってカメラ作って遊んだことあるんだよね。
      30分ぐらい露光して。

      そういう原始的な遊びは、デジタル時代では難しいなぁと思ってたけど、フォトダイオード並べるという原始的手段で遊べるんだなぁ。

    • by Anonymous Coward

      勉強のため、回路図だけでもください。

      • by Anonymous Coward

        フォトダイオード→抵抗を適量→なんかのアナログ入力、以上。

        それを、フォトダイオードの数分用意して並べるだけ。

        「なんかのアナログ入力」は、解像度が1x1か1x2で良ければ、パソコンの音声入力で十分。
        より高解像度を目指すなら、USB接続のA/D変換ボードで16チャネルやら32チャネルやらのが売られているから、それを使えば良い。

    • by Anonymous Coward

      作れるでしょうね。

      CdSセルと太陽電池で作る方が安価に作れると思います。

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 9時10分 (#2802504)

    内部の小人さんに食べ物を与えなくてもいいんだ。

    • by Anonymous Coward

      光合成する小人さんですね

      • by Anonymous Coward

        小さなグリーンマン(notおはよう!こどもショー)?

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 9時14分 (#2802507)

    の方が実用的なのでは

    • by Anonymous Coward

      フォトダイオードは反応速度が非常に高速だから、シャッタースピードをソフト側で制御できる。
      これに鉛の筒をつけて、ある程度の指向性を持たせたのが、ガンマカメラの原理になってる。

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 9時26分 (#2802517)

    と思ったら、なんだこりゃ・・・

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 9時46分 (#2802540)

    もっと小型化すれば、人工眼球に使えるかなとか思いました。

    こういうので、盲目の人が荒い画素だけども見えるようになったという実験があった気がします。

  • by Anonymous Coward on 2015年04月23日 9時59分 (#2802557)

    ねえよ

    • by Anonymous Coward

      イメージサークルの直径 350mm が必要だというのもねえ。

    • by Anonymous Coward

      解像度だけで言えば、機器(エアコンとか自動ドアとか)の前にいる人の認識程度なら十分だろ

      • by Anonymous Coward

        無電源な特徴を生かすためには普通のカメラが備えている機能を色々諦めなきゃならんから明るさが変化する様な環境じゃ使えん

      • by Anonymous Coward

        それだとエアコンや自動ドアから電源がとれるよね?
        そっちの方が膨大な電力を使うんだから、カメラごときでは省エネにもなりゃしない。

        電気の通っていない無人施設の侵入警報機ならアリかも。
        センサーが反応するとはじめて電池が使われ、ブザーが鳴って、PHSが警報通信をするとか。
        電池の交換サイクルを結構延ばせるはず。

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あと、僕は馬鹿なことをするのは嫌いですよ (わざとやるとき以外は)。-- Larry Wall

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