Корейские учёные предложили встраивать тепловизоры в телефоны

Группа учёных из Южной Кореи разработала тепловизор на основе микроболометра. Модуль отличается простотой в обращении, высокой точностью работы и скромной себестоимостью, что позволяет интегрировать его в современные телефоны.

Проверка температуры тела при входе в общественные здания стала повседневной реальностью с начала пандемии. Иногда это занимает слишком много времени, и на входе создаются очереди. Проблему могли бы решить камеры-тепловизоры, однако их стоимость слишком высока, чтобы подобные системы можно было устанавливать повсеместно. Решение задачи предложили учёные из Центра оптоэлектронных материалов и устройств в Корейском институте науки и техники, адаптировавшие технологию болометра — теплового приёмника инфракрасного излучения, изобретённого ещё в конце XIX века.

Микроболометр в новом исполнении достаточно неприхотлив, он демонстрирует довольно точные результаты даже при температурах в 100 °C и выше. А это значит, что подобный сенсор можно установить на телефон.

Компоненты современных смартфонов обычно разрабатываются с учётом возможности работы при температурах до 85 °C.

Традиционные бесконтактные термометры работают, преобразуя инфракрасное излучение, которое испускают все тела с температурой выше абсолютного нуля, в электрический ток. А уже его значение впоследствии пересчитывается, и на экране отображаются градусы Цельсия или Фаренгейта. Чем выше температура тела, тем интенсивнее инфракрасное излучение.

В основе современных тепловизоров лежат массивы микроболометров, которые измеряют температуру точнее простых бесконтактных термометров. Инфракрасное излучение воздействует на детектор, вызывая изменение величины электрического тока. При этом большинство современных микроболометров работают в штатном режиме только при температурах, близких к комнатным, при более высоких возникает потребность в блоке охлаждения.

Заслугой корейских учёных является замена традиционного детектора на модуль из более термостабильного материала — плёнки из диоксида ванадия. Данный материал демонстрирует те же изменения электрического тока, не давая отказов в диапазоне от комнатных температур примерно до 100 °C. В качестве дополнительной меры в микроболометр новой конструкции установили инфракрасный поглотитель, что увеличило забор излучения, а точность работы выросла в три раза. В ходе испытаний сенсор производил съёмку с частотой 100 кадров в секунду при температурах до 100 °C, что от трёх до четырёх раз быстрее традиционных датчиков.

На практике это означает, что при низкой цене микроболометр можно не только устанавливать в телефоны, но и вообще использовать повсеместно. Например, он поможет бортовым системам автомобилей обнаруживать источники опасности в тёмное время суток, в строительстве он позволит оперативно обнаруживать изъяны конструкций, а пожарные смогут лучше видеть в условиях задымления.