[发明专利]手写多维力信息采集装置

说明书

技术领域

本发明属于身份认证技术领域，涉及到电子签名，具体涉及一种手写多维力信息采集装置。

背景技术

生物识别技术是指依据人独有的身体特征或行为习惯来对个体进行唯一鉴定。作为一项新兴的科学，生物识别技术已经深入到社会生活的各个层面，给公众带来安全保证，成为公认的身份识别技术。生物识别所用到的特征通常具有唯一性，可定量测量，持久性等特点，同时还要便于采集，用户容易接受，样本不易伪造，银行等机构现在最为常用的防伪方法是采集签名和指纹，我们在一些消费场所通过银行卡、信用卡等支付方式时也会有密码和电子签名两层保护。但是，签名是一种静态特征，具有可伪造的特点，作为一种静态特征使用在银联电子签名等领域还存在一定的安全隐患。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种手写多维力信息采集装置，不仅能采集到用户的签名，而且采集在书写过程中产生的三维空间(O-XYZ坐标系统)多维力矢量信息，这种“隐藏”在汉字背后的多维力信息，是别人无法看到的，从而也是无法模仿的，而且手写行为是一种主动行为，不同于掌纹、虹膜等静态行为，因此，基于获取的三维空间多维力信息作为身份认证特征具有突出有益效果。

本发明的技术方案是：一种手写多维力信息采集装置，所述采集系统包括数据采集模块和传感系统信号处理器，数据采集模块包括传感器矩阵，传感器矩阵设置在书写区域下方，所述传感器包括X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块是由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a₀长度b₀的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka₀长度b₀的条状电容单元组成的第二条状电容单元组。

手写多维力信息采集装置，所述采集装置还包括显示模块和敏感膜片，所述显示模块连接传感系统信号处理器，敏感膜片覆盖在传感器阵列表面，所述显示模块的长和宽相比于传感器阵列以相同的比例缩小。所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，σ_max为最大应力值。所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ。所述平行板面积S＝M(a₀+2a_δ+ka₀)b₀/2，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组的条状电容单元引线通过并联或者独立连接到传感系统信号处理器。所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述第一条状电容单元组和第二条状电容单元组与传感系统信号处理器之间分别设有中间变换器，中间变换器用于设置电压对电容或频率对电容的传输系数。

本发明有如下积极效果：本发明的电子签名多维力信息采集系统采集书写过程中产生的三维空间(O-XYZ坐标系统)多维力矢量信息，这种“隐藏”在汉字背后的多维力信息，是别人无法看到的，从而也是无法模仿的，而且手写行为是一种主动行为，反应了个体的习惯特征。另外，本发明将信息显示模块和采集模块分开，避免刻意模范，降低可模仿性，提高安全因子。本发明的电容压力传感器有效使用平板面积，并且通过驱动电极两端预留等方式有效解决三维力间耦合，并利用特殊的条状电容结构，使法向与切向转换都达到较高的线性、精度与灵敏度。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式的条状电容单元及其坐标系。

图2是本发明的具体实施方式的条状电容单元示意图。