意法携手欧莱雅巧妙应用生物测量传感技术

意法携手欧莱雅巧妙应用生物测量传感技术

     生物测量传感技术最早是应用在门禁系统的指纹识别领域。近年来，伴随着人们对安全和保密需求的不断增加，这一技术越来越多的被应用到其它领域。除了汽车、电话、电脑等传统领域外，最近这一技术还被应用到了化妆品领域。制造指纹传感器的Veridicom公司首席执行官Naeem Zafar认为：“在接下来的五年左右，整个基于生物测量传感技术的市场将变得非常庞大。最终指纹传感器将成为无所不在的家用器件，市场规模将成长到每年20-100亿美元。”
    
     开创皮肤护理领域新天地
    
     日前，意法半导体(STM)与化妆品制造商欧莱雅(L'Oreal)公司签署合作协议，宣布将共同研究开发应用于皮肤护理领域的生物测量技术。两家公司发布的皮肤芯片SkinChip，是一片矩形的硅芯片，那些关注自身形象的用户可以用它来检测自己皮肤的湿度。欧莱雅计划在百货商店的化妆品柜台推广这一产品，帮助顾客选择适合自己皮肤类型的润湿剂。该公司的研究人员也希望借助此项产品来开发新型的化妆品。
    
     这种芯片又将孵化出一个新商机，也再次证明了这种原先为指纹识别而开发的技术可以应用于众多新兴市场。意法半导体的工程师宣称，欧莱雅在大约两年以前就找上门来，探讨开发SkinChip的可能性。意法半导体触摸芯片业务部总监Alan Kramer说：“他们当时告诉我们，看到有非常小形的指纹传感器，这使他们产生了一个不同寻常的想法。”
    
     实际上，欧莱雅的想法是将触摸芯片置入一个外形类似小棒的装置中，将小棒轻触人的脸，就可以测量出皮肤的湿度。于是，两家公司花费了两年的时间来为这一想法开发所需的硬软件。
    
     欧莱雅系统的核心部份是一个象钢笔一样的小棒，直径大约为一英寸。其内部装有基于意法半导体TouchChip技术的SkinChip芯片，然后通过电缆与笔记本电脑相连接。具有图像处理算法的系统软件将在笔记本电脑上运行，可以找到皮肤的皱纹并测量其疏水程度或湿度。欧莱雅宣称，了解了湿度以后，化妆品专家可以准确地对皱纹进行治疗，同时使用适当的润湿剂，而不会造成皮肤过干或过油。 TouchChip最初是为指纹识别而开发的，因为与常规的指纹识别技术相比，它对细节能提供更高的灵敏度，所以对欧莱雅系统来说非常关键。因为它与电导率密切相关，而电导率正用于测量湿度。该芯片大小为13 x 18毫米，拥有256 x 360个像素点阵。每个点阵具有两个平行的电容盘、一个放大器和所谓的“边缘场”，可以测量50 x 50微米的面积。
    
     放大器于边缘场构成一个有源电荷对电压转换电路，使芯片可以采用与常规电容测量相异的技术进行电容测量。与常规技术的不同之处在于，TouchChip电容测量的原理是基于干扰。当物体接近该芯片时，会对边缘场产生干扰，降低电容量。因此当皮肤接近芯片时电容降低，而当皮肤远离芯片时电容则会增加。Kramer表示：“采用该技术，可以获得更高的信噪比，从而更准确地测量距离。”
    
     除了TouchChip传感器以外，这一方案还包括用于将模拟信号转换为数字信号的模拟/数字转换器。还具有一个模拟调解级、控制逻辑以及一个用于USB转换的8位微控制器。意法半导体声称，整个方案的成本大约为30美元，其中电容性TouchChip传感器本身的成本大约为20美元。
    
     其他应用领域也在日益扩大
    
     越来越多的应用领域采用了类似于欧莱雅的解决方案。意法半导体声称，他们已经交付了25万个指纹传感器，其中大约5万个用于笔记本电脑，以防止他人使用电脑及其硬盘。例如三星的GT9000系列及其它笔记本电脑上就安装了这样的传感器。
    
     指纹技术的制造商也宣称其传感器将用于多样化的其它领域，包括公民国籍身份证、政府卡和公司门禁系统，以及还处于商议阶段的飞行员身份确认系统等等。传感器制造商甚至表示，该技术可以在手枪上实现一个智能锁，以防止儿童使用枪械，还可以在未来的蜂窝电话上采用。
    
     Authentec公司就声称已经与四家蜂窝电话制造商商讨，共同为即将面世的3G手机开发超小型(6.5 X 6.5毫米)生物指纹传感器。“如果你向市场投放可以收发电子邮件和使用公司网络的高数据率手机，就可能需要指纹技术来确保安全。”Authentec公司市场副总裁Steve Mansfield说，“许多公司都与我们探讨将我们的技术集成到无线应用领域的可能性。”
    
     Mansfield还声称该公司已经赢得了两个手机制造商的设计服务合同，当前正在与供应商合作开发生物辨识技术。他说：“人们知道如果丢失了手机，任何人都可以使用它，而由于手机中存储了一些至关重要的数据信息，安全也成为一个比较大的问题。”
    
     此外，Authentec公司目前正在与Delphi汽车系统公司合作开发仪表盘传感器，防止其它人随意启动车辆。这种系统仍然使用钥匙来打开驾驶盘，但在启动点火开关以前，会检验指纹传感器的数据。
    
     然而生物传感器如果要成为普及型的家用器件，其成本必须降低。Veridicom公司的Zafar说，当前的市场规模是每年大约为1-2亿美元，年增长速率约50-60%。但是，当该器件成为通用的家用产品时，市场会急剧跃增。“市场会在今后3-8年内启动，这些器件必将变得随处可见。”Zafar接着说，“当价格降低到15美元左右时，计算机行业将会广泛采用这项技术。而当价格达到5美元左右时，又会在手机中得到广泛应用。”