一種用于生物認(rèn)證和生命體征測量的柔性傳感器
by Ingrid Fadelli , Tech Xplore
適形成像儀是柔性的電子元件，可以放置在與人體皮膚直接接觸的地方，記錄他/她的生命體征或其他生物信息。在過去幾年中，這些成像儀已經(jīng)被廣泛使用，特別是用于生物認(rèn)證和可穿戴電子產(chǎn)品，如智能手表或健身跟蹤器。
東京大學(xué)（University of Tokyo）和日本顯示器公司（Japan Display Inc.）的研究人員在過去開發(fā)的傳感器的基礎(chǔ)上，最近開發(fā)了一種新的適形成像儀，用于生物認(rèn)證和生命體征測量應(yīng)用。這臺新的成像儀由低溫多晶硅薄膜晶體管（LTPS-TFT）讀出電路和有機光電二極管組合而成，發(fā)表在《自然電子學(xué)》雜志上。
“我們的實驗室主要關(guān)注柔性電子器件的發(fā)展，特別是有機電子學(xué)的發(fā)展，”從事這項研究的研究員之一Tomoyuki Yokota告訴TexxPro。在我們以前的工作中，我們開發(fā)了一種用于生物醫(yī)療應(yīng)用的超柔性O(shè)LED和有機成像傳感器，但是它的分辨率和速度不足以拍攝指紋圖像。我們在論文中提出的適形成像儀通過集成LTPS TFT和有機光電探測器來解決這個問題。”
盡管他們最近的流行，開發(fā)靈活的成像儀，可以達(dá)到高清晰度測量和高速記錄，迄今已證明是非常具有挑戰(zhàn)性的。過去的研究工作常常導(dǎo)致成像儀能夠獲得高清晰度的記錄，但速度相當(dāng)慢，或者其他成像儀能夠在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生低清晰度的記錄。
另一方面，橫田和他的同事開發(fā)的新成像儀可以以每秒41幀的速度，以每英寸508像素的高分辨率讀取數(shù)據(jù)。這種顯著的性能是由有機光電探測器和LTPS-TFT集成到薄片型圖像傳感器中直接實現(xiàn)的。
橫田說：“由于我們的片狀圖像傳感器薄而易彎曲（總厚度只有15微米），因此可以很容易地集成到可穿戴設(shè)備中。”此外，它還可以用于測量健康狀況，同時執(zhí)行生物認(rèn)證。因此，我們希望它能有助于防止“欺騙”和患者信息混淆。”
Yokota和他的同事開發(fā)的薄而靈活的圖像傳感器可以獲取指紋和靜脈的高分辨率圖像，這些圖像現(xiàn)在被用于各種設(shè)置中的生物特征識別。它還可以測量所謂的“脈搏波”，即從人體心室收縮開始、從半月瓣傳播到人體動脈系統(tǒng)的壓力升高波，以及它的分布。
Credit: Yokota et al.
脈搏波是一種生命體征，通常在病人檢查時在醫(yī)療機構(gòu)進(jìn)行測量。除了能夠開發(fā)更先進(jìn)的可穿戴電子設(shè)備和生物識別工具外，研究人員開發(fā)的適形成像儀還可以用于醫(yī)療應(yīng)用，使醫(yī)生能夠隨著時間的推移監(jiān)測病人的脈搏波。
“我們現(xiàn)在希望將我們的設(shè)備與智能手表等可穿戴電子產(chǎn)品集成，”Yakota說同時，我們也在探索我們的圖像傳感器在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用。”
更多信息: Tomoyuki Yokota et al. A conformable imager for biometric authentication and vital sign measurement, Nature Electronics (2020). DOI: 10.1038/s41928-019-0354-7
原文鏈接：https://techxplore.com/news/2020-02-flexible-sensor-biometric-authentication-vital.html
聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準(zhǔn)。
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