Verfahren zum energieautarken Betrieb einer Vorrichtung sowie eine energieautarke Vorrichtung mit einem oder mehreren lichtempfindlichen Sensorelementen

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Leichter Sensor

Beschreibung

Eine mögliche Anwendung ist eine energieautarke Kamera, die ihren eigenen Energiebedarf durch das einfallende Licht selbst deckt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum energieautarken Betrieb einer Vorrichtung mit einem oder mehreren in einer Matrix angeordneten lichtempfindlichen Sensorelementen (Fotodetektoren in Form von CMOS-Sensoren). Dabei werden zwei zeitlich getrennte Betriebsphasen durch eine integrierte Kontrolleinrichtung gesteuert. Die erste Betriebsphase dient zur Energieumwandlung von Licht in elektrische Energie und deren Zwischenspeicherung in einem Energiespeicher (Kondensator), die zweite Betriebsphase dient zur fotoelektrischen Erfassung von optischen Signalen (Bildaufnahme). Für die Inbetriebnahme aus dem ausgeschalteten Zustand heraus werden so viele der lichtempfindlichen Sensorelemente zur Aufnahme von Lichtenergie verwendet, bis das benötigte Spannungsniveau für eine darauf folgende Bildaufnahme zur Verfügung steht. Dies beinhaltet eine Überwachung des Ladungszustands des Energiespeichers und eine Umwandlung der erzeugten Spannung auf Betriebsspannungsniveau durch eine integrierte Ladungspumpe. Bei einer geringen Menge an gespeicherter Energie kann durch die Kontrolleinrichtung nur ein Teil der Matrix aus Sensorelementen ausgelesen und eine geringere Datenmenge übermittelt werden. Durch die Einschränkung der Datenmenge bzw. der Auswertung der erfassten Signale sowie durch die zeitlich versetzte Übermittlung der Daten (je nach Energiezustand des Speichers) kann die Kamera in einem energieautarken Modus gehalten werden. Die Übermittlung der Daten kann verschiedene Schnittstellen (z.B. kabellos per Funk) erfolgen.

 

Vorteile

Aufnahme räumlich auflösender Bilder, Servicefreiheit, kabellose Datenübermittlung

 

Anwendung

Energieautarke Überwachungskamera

 

Patentsituation

Auf das Verfahren wurde am 16. Oktober 2008 ein deutsches Patent und am 25. Oktober 2007 ein japanisches Patent erteilt. Zudem wurden drei amerikanische Patente erteilt: 10. August 2004, 12. Oktober 2004 und 06. März 2008.

US 2006/0268979 A1, JP2007281144A, US20080055443 DE602005003497T2, US6803553