- 研究人員開發了高分辨率，高靈敏度的接近電容成像傳感器
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 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。
指紋可以用作訪問鎖著的門等的標識，但是當前的掃描儀可能會偽造甚至是類似的指紋。得益于日本的協作研究團隊，這種情況可能很快就會改變。
該小組開發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國際電子設備會議上首次提出。在2018年國際電子設備會議的技術摘要中發表了一篇描述傳感器細節的論文。上周，作者在日本圖像信息和電視工程師協會（ITE）組織的一次會議上介紹了這項研究的新材料和結果。
東北大學工程研究生院教授，論文作者Shi川茂俊說：“開發的傳感器最重要的一點是它的高電容靈敏度。”
許多觸摸屏電話和計算機觸控板使用的是不太敏感的電容傳感器，其中傳感器與導電工具（例如手指）之間的電特性差異使設備對滾動或雙擊做出反應。當物體靠近時，電容會增加-雙擊與較輕的滾動。
Sugawa說，這種電容傳感器的高靈敏度源自新引入的降噪技術。
通過重復步驟和在表面上捕獲圖像來測量的日本十日元硬幣的接近電容圖像。導電銅材料的表面圖案的細節清晰可見。
傳感器芯片包含像素，以檢測樣品和檢測電極之間的電容。每個像素都有一個與之相連的檢測電極，該檢測電極與地線電容耦合。這些電信號被轉換成樣本的圖像。以前，信號會拾取背景噪聲（例如，熱噪聲）以及由于像素電組件變化而產生的噪聲，這會導致圖像質量下降。
為了解決這個問題，研究人員將復位開關應用于檢測電極，并利用電壓脈沖產生可以跟隨噪聲源的電路。復位開關允許系統檢測在檢測電極處產生的噪聲。復位開關關閉后，電壓脈沖會交替改變兩個電壓電平，從而有效地消除并消除了系統中的噪聲。
這相當于從電視上清除白色和黑色的雪花，而無需將信號輸入到平滑的灰色屏幕。在純色背景上感覺到任何偏差要容易得多。
gawa川說：“這一發展對普通大眾來說很重要，因為它可以提高電子工業，認證，生命科學，農業等領域的分析和控制效率。”
接下來，Sugawa和研究人員計劃針對特定應用優化傳感器，例如印刷電路板和平板的非接觸式檢查設備以及帶有已開發傳感器芯片的便攜式相機系統。
該研究團隊由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）以及東北大學工程研究生院的研究生組成；東北大學新產業創造孵化中心副教授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國際電子設備會議上首次提出。在2018年國際電子設備會議的技術摘要中發表了一篇描述傳感器細節的論文。3月22日，作者在日本影像信息與電視工程師協會（ITE）組織的一次會議上介紹了這項研究的新材料和結果。
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