Développement d’une nouvelle technologie pour vérifier la température corporelle avec l’appareil photo d’un smartphone

Des capteurs d’imagerie thermique qui détectent et capturent des images des signatures thermiques des corps humains et d’autres sujets ont récemment été utilisés dans les thermostats pour vérifier les températures faciales pour le dépistage sans contact du COVID-19 aux entrées des bâtiments. Dans ces circonstances, l’industrie des smartphones envisage activement l’incorporation de tels capteurs en tant que fonctionnalités portables pour créer la fonction complémentaire de mesure de la température en temps réel. De plus, l’application de cette technologie aux véhicules autonomes peut faciliter une conduite autonome plus sûre.

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Won Jun Choi du Center for Opto-Electronic Materials and Devices de l’Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a développé un capteur d’imagerie thermique qui surmonte les problèmes existants de prix et de limites de température de fonctionnement. grâce à une recherche collaborative avec l’équipe du professeur Jeong Min Baik de l’Université Sungkyunkwan (SKKU). Le capteur développé dans ce travail peut fonctionner à des températures allant jusqu’à 100 degrés Celsius sans dispositif de refroidissement et devrait être plus abordable que les capteurs standard sur le marché, ce qui ouvrirait la voie à son application aux smartphones et aux véhicules autonomes.

Pour être intégrés au matériel des smartphones et des véhicules autonomes, les capteurs doivent fonctionner de manière stable et sans aucune difficulté à des températures élevées de 85 degrés Celsius et 125 degrés Celsius, respectivement. Pour que les capteurs d’imagerie thermique conventionnels satisfassent à ce critère, un dispositif de refroidissement indépendant serait nécessaire. Cependant, les appareils de refroidissement haut de gamme de qualité suffisante coûtent plus de 2 millions de won coréens ; même de tels dispositifs ne rendent pas le capteur adapté aux opérations à des températures aussi élevées que 85 degrés Celsius. Par conséquent, les capteurs d’imagerie thermique conventionnels n’ont pas été appliqués dans ces domaines.

Une équipe de recherche conjointe de KIST et SKKU a développé un dispositif utilisant un dioxyde de vanadium (VO₂)-B film stable à 100 degrés Celsius. Cet appareil détecte et convertit la lumière infrarouge générée par la chaleur en signaux électriques ; cela élimine le besoin de dispositifs de refroidissement, qui représentent plus de 10 % du coût des capteurs d’imagerie thermique et consomment de grandes quantités d’électricité. L’appareil a pu obtenir le même niveau de signaux infrarouges à 100 degrés Celsius qu’à température ambiante. De plus, grâce à la fabrication et à l’utilisation d’un absorbeur infrarouge capable d’absorber autant de lumière infrarouge externe que possible, les signatures thermiques ont été détectées avec une sensibilité trois fois plus élevée et converties en signaux électriques. L’appareil affiche un temps de réponse d’environ 3 millisecondes même à 100 degrés Celsius, ce qui est environ 3 à 4 fois plus rapide que les appareils conventionnels. Ces vitesses de réponse élevées permettent à l’appareil de capturer des images thermiques à 100 images par seconde, dépassant de loin le niveau conventionnel de 30 à 40 images par seconde. Cela fait également de l’appareil un candidat intéressant pour une utilisation dans des véhicules autonomes.

Le Dr Choi du KIST déclare que « grâce à notre travail avec la recherche sur la convergence dans cette étude, nous avons développé une technologie qui pourrait réduire considérablement le coût de production des capteurs d’imagerie thermique. Notre appareil, par rapport à des appareils plus conventionnels, a une réactivité et une vitesse de fonctionnement supérieures. Nous nous attendons à ce que cela accélère l’utilisation des capteurs d’imagerie thermique dans les secteurs de l’approvisionnement militaire, des smartphones et des véhicules autonomes.

Fourni par le Conseil national de recherches scientifiques et technologiques