Исследователи разрабатывают высокочувствительный датчик для отпечатков пальцев

Отпечаток пальца может служить идентификацией для доступа к запертым дверям и многому другому, но современные сканеры могут быть обмануты поддельными или даже похожими отпечатками пальцев.

Это может скоро измениться, благодаря исследовательской команде из Японии. Группа разработала специальную электронику , а конкретно новый датчик, который обладает такой высокой чувствительностью и разрешением, что сканирование отпечатка пальца показывает больше, чем завихрения кончика пальца - он способен заметить потовые железы на пальце. Прототип датчика был впервые представлен в декабре на Международной конференции электронных устройств IEEE 2018 года в Сан-Франциско, штат Калифорния.

Документ, описывающий детали датчика, был опубликован в Технических сборниках Международного совещания по электронным устройствам 2018 года. На прошлой неделе авторы представили новые материалы и результаты исследования на конференции, организованной институтом телевидения и изображения (ITE) в Японии. «Самым значительным качеством разработанного датчика является его высокая чувствительность к поверхности», - сказал автор статьи Шигетоши Сугава, профессор Высшей инженерной школы Университета Тохоку.

Многие телефоны с сенсорным экраном и компьютерные трекпады используют менее чувствительный датчик, где различия в электрических свойствах между датчиком и проводящим инструментом (например, пальцем) позволяют устройству реагировать на прокрутку или двойной щелчок. Чувствительность увеличивается, когда объект находится ближе –к примеру двойной щелчок. По словам Сугавы, высокая чувствительность этого датчика обусловлена новой технологией шумоподавления.

Проблема шума

Чип датчика содержит пиксели для определения расстояния между образцом и электродами обнаружения. К каждому пикселю прикреплен один электрод обнаружения, который связан с проводом заземления.

Эти электрические сигналы преобразуются в изображения. Ранее сигналы воспринимали фоновый шум, такой как тепловой шум и шум, который образовался из-за изменчивости электрических компонентов пикселей, что ухудшало качество изображения. Чтобы исправить это, исследователи применили переключатели сброса к электродам обнаружения и использовали импульс напряжения для создания цепи, которая может обнаружить источник шума.

Переключатели сброса позволяют системам обнаруживать шум, возникающий на электродах. Импульс напряжения чередует два уровня напряжения после выключения переключателей сброса, эффективно подавляя и удаляя шум из системы.

Это эквивалентно удалению белого и черного шума с телевизора. Намного легче почувствовать любое отклонение на твердой поверхности. «Это событие важно для широкой общественности, поскольку оно может повысить эффективность анализа и контроля в области электронной промышленности, аутентификации, наук о жизни, сельского хозяйства и т. д.», - сказал Сугава.

Планы на будущее

Затем Сугава и исследователи планируют оптимизировать датчик для конкретных целей, таких как бесконтактное оборудование для проверки печатных плат и плоских панелей, а также портативная система камер с разработанным сенсорным чипом.

Исследовательская группа состоит из Сугавы, а также Рихито Куроды, доцента, Масахиро Ямамото, Манабу Сузуки, аспирантов и выпускников Высшей инженерной школы Университета Тохоку; Тецуя Гото, доцент Центра инкубаториев по созданию новых промышленных предприятий университета Тохоку, Хироши Хамори и многие другие. Прототип датчика был впервые представлен в декабре на Международной конференции электронных устройств IEEE 2018 года в Сан-Франциско, штат Калифорния.

Документ, описывающий детали датчика, был опубликован в Технических сборниках Международного совещания по электронным устройствам 2018 года. 22 марта авторы представили новые материалы и результаты исследования на конференции, организованной Институтом инженеров информации, телевидения и изображения (ITE) в Японии.