Immagine della capacità di prossimità di un'impronta digitale. L'immagine catturata mostra chiaramente non solo l'impronta digitale, ma anche sudore pori della pelle. Credito:Shigetoshi Sugawa, Università di Tohoku
Un'impronta digitale può servire come identificazione per accedere a porte chiuse e altro ancora, ma gli scanner attuali possono essere ingannati con impronte digitali false o addirittura simili. Questo potrebbe cambiare presto, grazie a un team di ricerca collaborativo con sede in Giappone.
Il gruppo ha sviluppato un nuovo sensore di imaging capacitivo di prossimità che ha una sensibilità e una risoluzione così elevate che una scansione delle impronte digitali mostra più dei vortici di un dito:rileva i pori del sudore tra le creste.
Il prototipo di sensore è stato presentato per la prima volta a dicembre all'IEEE International Electronic Devices Meeting 2018 di San Francisco, California. Un documento che descrive i dettagli del sensore è stato pubblicato nel Technical Digests of 2018 International Electron Devices Meeting. La settimana scorsa, gli autori hanno presentato nuovi materiali e risultati dello studio in una conferenza organizzata dall'Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) in Giappone.
"Il punto più significativo del sensore sviluppato è la sua elevata sensibilità alla capacità, " ha detto l'autore della carta Shigetoshi Sugawa, professore alla Graduate School of Engineering della Tohoku University.
Molti telefoni touchscreen e trackpad per computer utilizzano un sensore di capacità meno sensibile, dove le differenze nelle proprietà elettriche tra un sensore e uno strumento conduttivo (come un dito) consentono al dispositivo di reagire allo scorrimento o al doppio clic. La capacità aumenta quando l'oggetto è più vicino:il doppio clic rispetto allo scorrimento più leggero.
L'elevata sensibilità di questo sensore di capacità deriva dalla tecnologia di riduzione del rumore di nuova introduzione, secondo Sugawa.
Immagine della capacità di prossimità di una moneta da dieci yen giapponese misurata ripetendo il passaggio e l'acquisizione dell'immagine sulla superficie. Il dettaglio del modello di superficie del materiale di rame conduttivo è chiaramente visualizzato. Credito:Shigetoshi Sugawa, Università di Tohoku
Il chip del sensore contiene pixel per rilevare la capacità tra il campione e gli elettrodi di rilevamento. Ogni pixel ha un elettrodo di rilevamento collegato ad esso accoppiato capacitivamente con un filo di terra. Questi segnali elettrici vengono convertiti in immagini dei campioni. In precedenza, i segnali rileverebbero rumore di fondo come rumore termico e rumore dovuto alla variabilità delle componenti elettriche dei pixel, che ha prodotto immagini di qualità inferiore.
Per risolvere questo problema, i ricercatori hanno applicato interruttori di ripristino agli elettrodi di rilevamento e hanno impiegato un impulso di tensione per produrre un circuito in grado di seguire la fonte del rumore. Gli interruttori di ripristino consentono ai sistemi di rilevare il rumore proveniente dagli elettrodi di rilevamento. L'impulso di tensione alterna i due livelli di tensione dopo lo spegnimento degli interruttori di ripristino, annullando e rimuovendo efficacemente il rumore dal sistema.
È l'equivalente di rimuovere la neve bianca e nera da un televisore senza segnale in ingresso in un liscio, schermo grigio. È molto più facile rilevare qualsiasi deviazione su uno sfondo solido.
"Questo sviluppo è importante per il grande pubblico perché può migliorare l'efficienza dell'analisi e del controllo nei campi dell'industria elettronica, autenticazione, Scienze di vita, agricoltura, e altro ancora, " ha detto Sugawa.
Prossimo, Sugawa e i ricercatori hanno in programma di ottimizzare il sensore per applicazioni specifiche, come l'apparecchiatura di ispezione senza contatto di circuiti stampati e pannelli piatti, nonché un sistema di telecamere portatili con il chip sensore sviluppato.
Il gruppo di ricerca è composto da Sugawa, così come Rihito Kuroda, un professore associato, Masahiro Yamamoto, Manabu Suzuki, studenti laureati sia con la Graduate School of Engineering dell'Università di Tohoku; Tetsuya Goto, professore associato presso il New Industry Creation Hatchery Center della Tohoku University; Hiroshi Hamori, Presidente, Shinichi Murakami e Toshiro Yasuda, all'OHT, Inc.
Il prototipo del sensore è stato presentato per la prima volta a dicembre all'IEEE International Electron Devices Meeting 2018 di San Francisco, California. Un documento che descrive i dettagli del sensore è stato pubblicato nei Technical Digests dell'International Electronic Devices Meeting 2018. Il 22 marzo, gli autori hanno presentato nuovi materiali e risultati dello studio in una conferenza organizzata dall'Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) in Giappone.
