日本研发薄而灵活的图像传感器 可用于生物识别和生命体征监测

最近,东京大学和Japan Display Inc.(JD)的研究人员在过去开发的传感器的基础上,创建了一种新的顺应性成像仪,用于生物特征认证和生命体征测量应用。

  顺应性图像传感器是柔性的电子元件,可以放置在与人体皮肤直接接触的地方,记录其生命体征或其他生物信息。在过去几年中,这些成像仪已经被广泛使用,特别是用于生物认证和可穿戴电子产品,如智能手表或健身跟踪器。

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  最近,东京大学和Japan Display Inc.(JD)的研究人员在过去开发的传感器的基础上,创建了一种新的顺应性成像仪,用于生物特征认证和生命体征测量应用。这种新的成像仪是在《自然电子学》杂志上发表的一篇论文中提出的,是使用低温多晶硅薄膜晶体管(LTPS-TFT)读出电路和有机光电二极管的组合而成。

  从事这项研究的研究人员之一的横田智之(Tomoyuki Yokota)表示:“我们的实验室专注于开发柔性电子产品,尤其是有机电子产品。在我们之前的工作中,我们开发了一种用于生物医学应用的超柔性OLED和有机成像传感器,但其分辨率和速度不足以拍摄指纹图像。我们在论文中提出的适形成像仪通过集成LTPS TFT和有机光电探测器来解决这个问题。”

  尽管最近柔性成像仪很流行,但迄今为止开发出既能实现高清晰度测量又能实现高速记录的柔性成像仪已被证明是非常具有挑战性的。过去的研究工作通常会导致成像器能够获得高清记录,但速度很慢,或者其他成像仪会在较短的时间内产生较低清晰度的记录。

  另一方面,横田和他的同事开发的新成像仪可以以每秒41帧的速度,实现每英寸508像素的高分辨率数据读取。这种出色的性能是由有机光电探测器和LTPS-TFT集成到薄片型图像传感器中直接实现的。

  横田说:“由于我们的片状图像传感器薄而易弯曲(总厚度只有15微米),因此可以很容易地集成到可穿戴设备中。此外,它还可以用于测量健康状况,同时执行生物认证。因此,我们希望它能有助于防止'欺骗'和患者信息混淆。”

  横田和他的同事开发的薄而灵活的图像传感器可以拍摄指纹和静脉的高分辨率图像,这些图像现在已用于各种设置的生物特征识别。它也可以测量所谓的“ 脉搏波 ”,即压力增加的波,从体内的心室收缩开始,并从半月瓣传播到人体动脉系统及其分布。脉搏波是一种生命体征,通常在病人检查时在医疗机构进行测量。除了能够开发更先进的可穿戴电子设备和生物识别工具外,研究人员开发的适形成像仪还可以用于医疗应用,使医生能够随着时间的推移监测病人的脉搏波。

  横田说:“我们现在希望将设备与智能手表等可穿戴电子设备集成在一起。与此同时,我们也在探索我们的图像传感器在医疗领域的应用。”

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