Нові датчики, нові можливості



Незважаючи на велику кількість всіляких «органів почуттів» у смартфонів, розробники намагаються впровадити нові датчики, розширивши можливості пристроїв. Зі зрозумілих причин, захисні скла дисплеїв практично не використовувалися для розміщення датчиків, якщо не вважати touch screen-плівки.

Але нещодавно була оприлюднена технологія, завдяки якій скло смартфону зможе виконувати не тільки функції механічного захисту і розпізнавання дотиків користувача. Її розробили дослідники з Політехнічної школи Університету Монреаля, Канада, і фахівці компанії Corning.

У переважній більшості сучасних смартфонів є певний набір датчиків, що став стандартом де-факто. Наприклад, в YotaPhone вбудовані:

• трехосевой електронний компас, який представляє собою сукупність датчиків, які вимірюють магнітне поле Землі, і конвертера вихідних даних;
• датчик наближення і освітленості з вбудованим інфрачервоним світлодіодом, що застосовуються під час телефонної розмови для визначення відстані до обличчя користувача;
• гіроскоп/акселерометр, призначений для визначення положення смартфона в просторі і використання в розважальних програмах;
• тачскрін-сенсори.

Такий набір дозволяє задовольнити потреби більшості користувачів. Але канадсько-американської групи вчених-розробників цього здалося мало, і в результаті на світ народилася і була відпрацьована в лабораторних умовах вищезгадана ідея вбудовування датчиків в скло.

Вона полягає в тому, щоб впровадити в скло різні датчики, які передають не електричний, а фотонний сигнал. Для цього за допомогою лазера в захисному склі (розробники використовували Gorilla Glass) формується система найтонших каналів-хвилеводів, непомітні для неозброєного ока і не спотворюють зображення.

Звичайно, це не перший випадок, коли лазером в склі «вирізають» хвилеводи. Але ще ніхто не робив це з Gorilla Glass. Справа в тому, що цього склу притаманне високе внутрішнє напруження, завдяки чому воно і відрізняється високою механічною міцністю. Тому розробники побоювалися, що скло може просто луснути в ході обробки.



На думку авторів проекту, створені ними хвилеводи відрізняються високою якістю. Справа в тому, що навіть використання лазера зазвичай не дає ідеальної рівності стінок каналів, що призводить до неминучих втрат світла на різних дефектах. Проте в даній роботі втрати сигналу виходять приблизно в 10 разів менше, ніж зазвичай. Це якраз і стало наслідком внутрішньої напруги в Gorilla Glass і його високою гомогенності. Також ці властивості скла дозволили застосувати малопотужний лазер, який працював сверхкороткими імпульсами з високою частотою, що дозволило зробити стінки хвилеводів ще рівніше.

На відміну від тієї ж фотолітографії, лазерне формування хвилеводів має цілий ряд переваг:

• Дешевизна і простота.
• Можливість створення хвилеводів не тільки на поверхні скла, але і в його обсязі.
• Можливість створення декількох шарів хвилеводів, що дозволяє зменшити габарити самих пристроїв.

Для демонстрації працездатності ідеї автори створили два лабораторних зразка. Перший являє собою термодатчик на базі інтерферометра Маха-Цендера, що складається з прямого та викривленого хвилеводів. При нагріванні скло розширюється, тим самим збільшується довжина хвилеводів. Смартфон вимірює, наскільки змінюється довжина хвилі, що проходить через хвилеводи світу, і виходячи з цього визначає температуру скла.

Другий зразок отримав вбудовану систему аутентифікації. Для цього була сформована система хвилеводів з поперечно «пробуреними» отворами в різних місцях.



На цих отворах відбуваються втрати світла. Причому для кожного пристрою виходить свій унікальний патерн світлових «пробоїв», як відбиток пальця. Для користувача вони непомітні. В результаті смартфон можна використовувати як один з рівнів у системі безпеки при проведенні транзакцій. Для цього достатньо буде «показати» дисплей інфрачервоному детектора, який вважає унікальне розташування отворів. Зокрема, цей спосіб трохи більш безпечний у порівнянні з радіочастотним підтвердженням, яке легше перехопити. А інфрачервоні хвилі блокуються більшістю матеріалів, тому ваш смартфон ніхто не просканує у вас в кишені.

Крім цього розробники технології бачать ще ряд напрямків, де можуть застосовуватися вбудовані в захисне скло фотонні датчики. Наприклад, в медицині: можна буде визначати рівень цукру в крові, або навіть проводити аналіз ДНК.

Також розробники вважають, що, крім вбудовування датчиків, дану технологію можна буде в кінцевому підсумку використовувати для впровадження обчислювальних модулів, створюючи прозорі сенсорні екрани на зразок тих, що ми бачили у фільмах «Аватар» і «Залізна Людина».

Як ви вважаєте, наскільки може бути корисна і затребувана дана технологія?

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.