[发明专利]手写动态力信息采集装置

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，具体涉及一种手写动态力信息采集装置。

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动态力信息采集装置，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：一种手写动态力信息采集装置，所述采集装置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，传感器包括圆环电容单元组和条状电容单元组，所述条状电容单元组设置在圆环电容单元组外基板的四角，圆环电容单元组包括两对以上圆环电容单元对，所述圆环电容单元对包括两个圆环电容单元，所述条状电容单元组包括X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组，X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括两个以上相互形成差动的电容单元模块，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，每个圆环电容单元和条状电容单元均包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。

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。所述每个圆环电容单元的感应电极和驱动电极正对且形状相同，所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，条状电容单元的驱动电极长度大于感应电极长度，条状电容单元的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。所述条状电容单元的左差位δ_左＝右差位δ_右，且其中d₀为弹性介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。所述两组相互形成差动的电容单元模块的条状电容单元的驱动电极和感应电极沿宽度方向设有初始错位偏移，错位偏移大小相同、方向相反。所述圆环电容单元组包括n个同心圆环电容单元，其中其中，a_平为平行板的长度，r_圆为圆环电容单元圆环的宽度，a_δ圆相邻两圆环电容单元之间的电极间距。X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组均包括m个条状电容单元，其中，a_平为平行板的长度，a_δ条为相邻两条状电容单元之间的电极间距，a₀条状电容单元的宽度。所述同心圆环电容单元的宽度r_圆和条状电容单元的宽度a₀相等；条状电容单元电极间距a_δ条和圆环电容单元电极间距a_δ圆相等，所述条状电容单元的宽度其中，d₀为弹性介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。所述圆环电容单元组和条状电容单元组的驱动电极通过一个引出线与传感系统信号处理器连接，所述圆环电容单元组的每个圆环电容单元的感应电极单独引线与传感系统信号处理器连接，所述X方向差动电容单元组和Y方向差动电容单元组的电容单元模块感应电极分别通过一根引出线与传感系统信号处理器连接。所述圆环电容单元、电容单元模块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。所述传感器系统信号处理器包括多路信号高速切换电路、A/D变换电路和控制电路，所述高速切换电路包括三级切换电路，前一级切换电路的输出为下一级切换电路的输入信号，最后一级切换电路经A/D变换电路送入控制电路。