Imagem de capacitância de proximidade de uma impressão digital. A imagem capturada mostra claramente não apenas a impressão digital, mas também poros de suor da pele. Crédito:Shigetoshi Sugawa, Tohoku University
Uma impressão digital pode servir como identificação para acessar portas trancadas e muito mais, mas os scanners atuais podem ser enganados com impressões digitais falsas ou até semelhantes. Isso pode mudar em breve, graças a uma equipe de pesquisa colaborativa baseada no Japão.
O grupo desenvolveu um novo sensor de imagem de capacitância de proximidade que tem alta sensibilidade e resolução que uma varredura de impressão digital mostra mais do que os redemoinhos da ponta de um dedo - ele detecta os poros de suor entre as cristas.
O protótipo do sensor foi apresentado pela primeira vez em dezembro no Encontro Internacional de Dispositivos Eletrônicos IEEE 2018 em San Francisco, Califórnia. Um artigo descrevendo os detalhes do sensor foi publicado no Technical Digests of 2018 International Electron Devices Meeting. Semana Anterior, os autores apresentaram novos materiais e resultados do estudo em uma conferência organizada pelo Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) no Japão.
"O ponto mais significativo do sensor desenvolvido é sua alta sensibilidade de capacitância, "disse o autor do artigo Shigetoshi Sugawa, professor da Escola de Graduação em Engenharia da Tohoku University.
Muitos telefones touchscreen e trackpads de computador usam um sensor de capacitância menos sensível, onde as diferenças nas propriedades elétricas entre um sensor e uma ferramenta condutiva (como um dedo) permitem que o dispositivo reaja à rolagem ou ao clique duplo. A capacitância aumenta quando o objeto está mais perto - o clique duplo versus rolagem mais leve.
A alta sensibilidade deste sensor de capacitância é derivada da tecnologia de redução de ruído recém-introduzida, de acordo com Sugawa.
Imagem de capacitância de proximidade de uma moeda japonesa de dez ienes medida pela repetição de passo e captura de imagem na superfície. O detalhe do padrão de superfície do material de cobre condutor é claramente visualizado. Crédito:Shigetoshi Sugawa, Tohoku University
O chip sensor contém pixels para detectar a capacitância entre a amostra e os eletrodos de detecção. Cada pixel tem um eletrodo de detecção acoplado a ele capacitivamente acoplado a um fio terra. Esses sinais elétricos são convertidos em imagens das amostras. Anteriormente, os sinais captariam o ruído de fundo, como ruído térmico e ruído devido à variabilidade dos componentes elétricos dos pixels, o que gerou imagens de baixa qualidade.
Para consertar isso, os pesquisadores aplicaram interruptores de reinicialização aos eletrodos de detecção e empregaram um pulso de voltagem para produzir um circuito que pode seguir a fonte do ruído. Os interruptores de reinicialização permitem que os sistemas detectem o ruído que surge nos eletrodos de detecção. O pulso de tensão alterna os dois níveis de tensão depois que os interruptores de reinicialização são desligados, efetivamente cancelando e removendo o ruído do sistema.
É o equivalente a remover a neve branca e preta de uma televisão sem entrada de sinal em um tela cinza. É muito mais fácil perceber qualquer desvio em um fundo sólido.
“Este desenvolvimento é importante para o público em geral porque pode melhorar a eficiência de análise e controle nos campos da indústria eletrônica, autenticação, Ciências da Vida, agricultura, e mais, "Sugawa disse.
Próximo, Sugawa e os pesquisadores planejam otimizar o sensor para aplicações específicas, como o equipamento de inspeção sem contato de placas de circuito impresso e telas planas, bem como um sistema de câmera portátil com o chip sensor desenvolvido.
A equipe de pesquisa consiste em Sugawa, assim como Rihito Kuroda, um professor associado, Masahiro Yamamoto, Manabu Suzuki, alunos de graduação na Escola de Graduação em Engenharia da Universidade de Tohoku; Tetsuya Goto, professor associado do Centro de Criação de Novas Indústrias da Universidade de Tohoku; Hiroshi Hamori, Presidente, Shinichi Murakami e Toshiro Yasuda, em OHT, Inc.
O protótipo do sensor foi apresentado pela primeira vez em dezembro no Encontro Internacional de Dispositivos Eletrônicos IEEE 2018 em São Francisco, Califórnia. Um artigo descrevendo os detalhes do sensor foi publicado no Technical Digests of the 2018 International Electronic Devices Meeting. Em 22 de março, os autores apresentaram novos materiais e resultados do estudo em uma conferência organizada pelo Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) no Japão.
