Ett fingeravtryck kan fungera som identifiering för att komma åt låsta dörrar och mer, men nuvarande skannrar kan duperas med falska eller till och med liknande fingeravtryck. Det kan ändras snart, tack vare ett samarbetande forskarteam baserat i Japan.

Gruppen har utvecklat en ny närhetskapacitansavbildningssensor som har så hög känslighet och upplösning att en fingeravtrycksskanning visar mer än en fingertopps virvlar – den upptäcker svettporerna mellan åsarna.

Prototypsensorn presenterades först i december vid 2018 IEEE International Electronic Devices Meeting i San Francisco, Kalifornien. Ett dokument som beskriver detaljerna om sensorn publicerades i Technical Digests of 2018 International Electron Devices Meeting. Förra veckan, författarna presenterade nytt material och resultat från studien vid en konferens som anordnades av Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) i Japan.

"Den viktigaste punkten med den utvecklade sensorn är dess höga kapacitanskänslighet, " sa pappersförfattaren Shigetoshi Sugawa, en professor vid Graduate School of Engineering vid Tohoku University.

Många pekskärmstelefoner och styrplattor för datorer använder en mindre känslig kapacitanssensor, där skillnaderna i elektriska egenskaper mellan en sensor och ett ledande verktyg (som ett finger) gör att enheten kan reagera på rullning eller dubbelklickning. Kapacitansen ökar när objektet är närmare – dubbelklicket kontra lättare rullning.

Den höga känsligheten hos denna kapacitanssensor härrör från nyintroducerad brusreduceringsteknik, enligt Sugawa.

Sensorchippet innehåller pixlar för att detektera kapacitansen mellan provet och detektionselektroderna. Varje pixel har en detektionselektrod kopplad till den som är kapacitivt kopplad med en jordledning. Dessa elektriska signaler omvandlas till bilder av proverna. Tidigare, signalerna skulle ta upp bakgrundsbrus som termiskt brus och brus på grund av variabiliteten av elektriska komponenter i pixlar, vilket skapade bilder av lägre kvalitet.

För att fixa detta, forskarna använde återställningsbrytare på detektionselektroderna och använde en spänningspuls för att producera en krets som kan följa bruskällan. Återställningsomkopplarna gör att systemen kan upptäcka brus som uppstår vid detekteringselektroderna. Spänningspulsen alternerar de två spänningsnivåerna efter att återställningsbrytarna stängs av, effektivt eliminera och ta bort brus från systemet.

Det motsvarar att ta bort den vita och svarta snön från en tv utan signalingång till en mjuk, grå skärm. Det är mycket lättare att känna av avvikelser på en solid bakgrund.

"Denna utveckling är viktig för allmänheten eftersom den kan förbättra effektiviteten i analys och kontroll inom elektronikindustrin, autentisering, biovetenskap, lantbruk, och mer, sa Sugawa.

Nästa, Sugawa och forskarna planerar att optimera sensorn för specifika applikationer, såsom den beröringsfria inspektionsutrustningen av kretskort och platta paneler samt ett portabelt kamerasystem med det utvecklade sensorchipset.

Forskargruppen består av Sugawa, liksom Rihito Kuroda, en docent, Masahiro Yamamoto, Manabu Suzuki, doktorander båda med Tohoku Universitys Graduate School of Engineering; Tetsuya Goto, en docent vid Tohoku Universitys New Industry Creation Hatchery Center; Hiroshi Hamori, president, Shinichi Murakami och Toshiro Yasuda, på OHT, Inc.

Prototypsensorn presenterades först i december vid 2018 IEEE International Electron Devices Meeting i San Francisco, Kalifornien. Ett dokument som beskriver detaljerna om sensorn publicerades i Technical Digests of the 2018 International Electronic Devices Meeting. Den 22 mars, författarna presenterade nytt material och resultat från studien vid en konferens som anordnades av Institute of Image Information and Television Engineers (ITE) i Japan.