Imagen de capacitancia de proximidad de una huella dactilar. La imagen capturada muestra claramente no solo la huella digital, pero también sudan los poros de la piel. Crédito:Shigetoshi Sugawa, Universidad de Tohoku
Una huella dactilar puede servir como identificación para acceder a puertas cerradas y más, pero los escáneres actuales pueden ser engañados con huellas dactilares falsas o incluso similares. Eso puede cambiar pronto gracias a un equipo de investigación colaborativo con sede en Japón.
El grupo ha desarrollado un nuevo sensor de imágenes de capacitancia de proximidad que tiene una sensibilidad y resolución tan altas que el escaneo de huellas dactilares muestra más que los remolinos de la yema de un dedo:detecta los poros de sudor entre las crestas.
El sensor prototipo se presentó por primera vez en diciembre en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos IEEE 2018 en San Francisco, California. Se publicó un artículo que describe los detalles del sensor en el Technical Digests of 2018 International Electron Devices Meeting. La semana pasada, los autores presentaron nuevos materiales y resultados del estudio en una conferencia organizada por el Instituto de Ingenieros de Televisión e Información de Imágenes (ITE) en Japón.
"El punto más significativo del sensor desarrollado es su alta sensibilidad de capacitancia, "dijo el autor del artículo Shigetoshi Sugawa, profesor de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tohoku.
Muchos teléfonos con pantalla táctil y trackpads de computadora usan un sensor de capacitancia menos sensible, donde las diferencias en las propiedades eléctricas entre un sensor y una herramienta conductora (como un dedo) permiten que el dispositivo reaccione al desplazamiento o al doble clic. La capacitancia aumenta cuando el objeto está más cerca:el doble clic frente al desplazamiento más ligero.
La alta sensibilidad de este sensor de capacitancia se deriva de la tecnología de reducción de ruido recientemente introducida, según Sugawa.
Imagen de capacitancia de proximidad de una moneda japonesa de diez yenes medida repitiendo el paso y la captura de imagen en la superficie. El detalle del patrón de la superficie del material de cobre conductor se visualiza claramente. Crédito:Shigetoshi Sugawa, Universidad de Tohoku
El chip sensor contiene píxeles para detectar la capacitancia entre la muestra y los electrodos de detección. Cada píxel tiene un electrodo de detección adjunto que está acoplado capacitivamente con un cable de tierra. Estas señales eléctricas se convierten en imágenes de las muestras. Previamente, las señales captarían ruido de fondo, como ruido térmico y ruido debido a la variabilidad de los componentes eléctricos de los píxeles, lo que hizo que las imágenes fueran de menor calidad.
Para arreglar esto, los investigadores aplicaron interruptores de reinicio a los electrodos de detección y emplearon un pulso de voltaje para producir un circuito que puede seguir la fuente de ruido. Los interruptores de reinicio permiten que los sistemas detecten el ruido que surge en los electrodos de detección. El pulso de voltaje alterna los dos niveles de voltaje después de que se apagan los interruptores de reinicio, anulando y eliminando eficazmente el ruido del sistema.
Es el equivalente a quitar la nieve blanca y negra de un televisor sin entrada de señal en un suave, pantalla gris. Es mucho más fácil detectar cualquier desviación en un fondo sólido.
"Este desarrollo es importante para el público en general porque puede mejorar la eficiencia del análisis y el control en los campos de la industria electrónica, autenticación, Ciencias de la vida, agricultura, y más, "Dijo Sugawa.
Próximo, Sugawa y los investigadores planean optimizar el sensor para aplicaciones específicas, como el equipo de inspección sin contacto de placas de circuito impreso y paneles planos, así como un sistema de cámara portátil con el chip sensor desarrollado.
El equipo de investigación está formado por Sugawa, así como Rihito Kuroda, un profesor asociado, Masahiro Yamamoto, Manabu Suzuki, estudiantes graduados de la Escuela de Graduados de Ingeniería de la Universidad de Tohoku; Tetsuya Goto, profesor asociado del Centro de Incubación de Creación de Nuevas Industrias de la Universidad de Tohoku; Hiroshi Hamori, presidente, Shinichi Murakami y Toshiro Yasuda, en OHT, C ª.
El sensor prototipo se presentó por primera vez en diciembre en la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos IEEE 2018 en San Francisco, California. Se publicó un documento que describe los detalles del sensor en los resúmenes técnicos de la Reunión Internacional de Dispositivos Electrónicos de 2018. El 22 de marzo los autores presentaron nuevos materiales y resultados del estudio en una conferencia organizada por el Instituto de Ingenieros de Televisión e Información de Imágenes (ITE) en Japón.
