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- 研究人員開(kāi)發(fā)了高分辨率，高靈敏度的接近電容成像傳感器
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/11/18
指紋的接近電容圖像。捕獲的圖像不僅清楚地顯示了指紋，而且還清晰地顯示了皮膚的毛孔。
指紋可以用作訪問(wèn)鎖著的門(mén)等的標(biāo)識(shí)，但是當(dāng)前的掃描儀可能會(huì)偽造甚至是類(lèi)似的指紋。得益于日本的協(xié)作研究團(tuán)隊(duì)，這種情況可能很快就會(huì)改變。
該小組開(kāi)發(fā)了一種新型的近距離電容成像傳感器，該傳感器具有如此高的靈敏度和分辨率，以至于指紋掃描所顯示的不僅僅是指尖的漩渦，它還可以檢測(cè)出脊之間的汗水孔。
原型傳感器于12月在加利福尼亞州舊金山舉行的2018 IEEE國(guó)際電子設(shè)備會(huì)議上首次提出。在2018年國(guó)際電子設(shè)備會(huì)議的技術(shù)摘要中發(fā)表了一篇描述傳感器細(xì)節(jié)的論文。上周，作者在日本圖像信息和電視工程師協(xié)會(huì)（ITE）組織的一次會(huì)議上介紹了這項(xiàng)研究的新材料和結(jié)果。
東北大學(xué)工程研究生院教授，論文作者Shi川茂俊說(shuō)：“開(kāi)發(fā)的傳感器最重要的一點(diǎn)是它的高電容靈敏度�！�
許多觸摸屏電話和計(jì)算機(jī)觸控板使用的是不太敏感的電容傳感器，其中傳感器與導(dǎo)電工具（例如手指）之間的電特性差異使設(shè)備對(duì)滾動(dòng)或雙擊做出反應(yīng)。當(dāng)物體靠近時(shí)，電容會(huì)增加-雙擊與較輕的滾動(dòng)。
Sugawa說(shuō)，這種電容傳感器的高靈敏度源自新引入的降噪技術(shù)。
通過(guò)重復(fù)步驟和在表面上捕獲圖像來(lái)測(cè)量的日本十日元硬幣的接近電容圖像。導(dǎo)電銅材料的表面圖案的細(xì)節(jié)清晰可見(jiàn)。
傳感器芯片包含像素，以檢測(cè)樣品和檢測(cè)電極之間的電容。每個(gè)像素都有一個(gè)與之相連的檢測(cè)電極，該檢測(cè)電極與地線電容耦合。這些電信號(hào)被轉(zhuǎn)換成樣本的圖像。以前，信號(hào)會(huì)拾取背景噪聲（例如，熱噪聲）以及由于像素電組件變化而產(chǎn)生的噪聲，這會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員將復(fù)位開(kāi)關(guān)應(yīng)用于檢測(cè)電極，并利用電壓脈沖產(chǎn)生可以跟隨噪聲源的電路。復(fù)位開(kāi)關(guān)允許系統(tǒng)檢測(cè)在檢測(cè)電極處產(chǎn)生的噪聲。復(fù)位開(kāi)關(guān)關(guān)閉后，電壓脈沖會(huì)交替改變兩個(gè)電壓電平，從而有效地消除并消除了系統(tǒng)中的噪聲。
這相當(dāng)于從電視上清除白色和黑色的雪花，而無(wú)需將信號(hào)輸入到平滑的灰色屏幕。在純色背景上感覺(jué)到任何偏差要容易得多。
gawa川說(shuō)：“這一發(fā)展對(duì)普通大眾來(lái)說(shuō)很重要，因?yàn)樗梢蕴岣唠娮庸I(yè)，認(rèn)證，生命科學(xué)，農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的分析和控制效率。”
接下來(lái)，Sugawa和研究人員計(jì)劃針對(duì)特定應(yīng)用優(yōu)化傳感器，例如印刷電路板和平板的非接觸式檢查設(shè)備以及帶有已開(kāi)發(fā)傳感器芯片的便攜式相機(jī)系統(tǒng)。
該研究團(tuán)隊(duì)由Su川（Sugawa）以及副教授黑田理人（Rihito Kuroda），山本雅弘（Masahiro Yamamoto），鈴木真武（Manabu Suzuki）以及東北大學(xué)工程研究生院的研究生組成；東北大學(xué)新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造孵化中心副教授Tetsuya Goto；OHT，Inc.村上信一（Shinichi Murakami）和安田敏郎（Toshiro Yasuda）總裁Hiroshi Hamori
原型傳感器于12月在加利福尼亞州舊金山舉行的2018 IEEE國(guó)際電子設(shè)備會(huì)議上首次提出。在2018年國(guó)際電子設(shè)備會(huì)議的技術(shù)摘要中發(fā)表了一篇描述傳感器細(xì)節(jié)的論文。3月22日，作者在日本影像信息與電視工程師協(xié)會(huì)（ITE）組織的一次會(huì)議上介紹了這項(xiàng)研究的新材料和結(jié)果。
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