CN204331749U - 一种通过生物信息识别感应的电力用户界面装置 - Google Patents

Abstract

一种通过生物信息识别感应的电力用户界面装置，通过M-BUS总线连接一个远端的能耗管理系统，同时所述电力用户界面装置连接用户的多个计量设备，包括被置于所述电力用户界面装置本体外部或内部的生物信息传感器，所述电力用户界面装置本体包括控制界面或显示界面；以及对所述用户生物信息敏感的反馈部件,其中所述反馈部件包括对所述控制界面的移动敏感的第一反馈电路和对所述用户生物信息和所述显示界面之间耦合敏感的第二反馈电路。电力用户界面装置本体包括各向异性的电介质材料，减少由电容性指纹传感器阵列和生物信息之间的距离所造成的模糊。

Description

一种通过生物信息识别感应的电力用户界面装置

技术领域

本申请实施例涉及用于识别电网电力用户身份信息的设备，以及其电路。

背景技术

目前在针对于家庭用户的能耗计量技术中，已经涉及到用户可以直接在室内进行能耗确认和费用结算，然而对于用户信息的安全性和识别技术仍不成熟。

例如从本实用新型设计目的的一个方面来说，可通过生物信息认证的方式(例如指纹等)进行读取，在一般技术中，对指纹的电容性感测一方面响应于指纹识别传感器中的一个或多个电容极板之间的电容量，另一方面响应于用户手指(例如用户的手指表皮，或用户的手指皮下层)之间的不同电容量，来提供指纹信息。在一个例子中，对电容的测量涉及在用户手指表皮上产生电荷的情况。这会导致少量电荷，而这个电荷是用户感觉不到的电荷。有时，会导致对电容的测量在指纹识别传感器的电容极板与用户手指之间的电容量的相对差异，需要用户手指尽可能靠近电容极板放置。这会限制指纹识别传感器的灵活性。有时会发生对电容的测量受到相对于指纹识别传感器的手指定位。例如，用户手指必须放置在导电环内，限制了指纹识别传感器的大小和位置。这也会限制指纹识别传感器的灵活性。

以上这些例子中，会给指纹识别传感器以及结合指纹识别传感器的设备(例如使用指纹识别来进行认证的数字信号处理单元)造成影响。指纹识别传感器可能会在大小、位置或其结合指纹识别传感器设备的其他元件组合方面受到限制。

从一个方面来看，这会使得指纹识别传感器可能不会容易地结合到某些类型的设备中(例如相对较小的设备，如智能电话和触摸板)。从另一个方面来看，这会使得指纹识别传感器相对不稳定，从而影响其设计原则。

实用新型内容

本实用新型旨在解决前述缺陷，提出一种通过生物信息识别感应的电力用户界面装置,包括：被置于所述电力用户界面装置本体外部或内部的生物信息传感器,所述电力用户界面装置本体包括控制界面和显示界面中的一个或多个，其中所述生物信息传感器包括能够以电容或电阻方式耦合到用户生物信息的一组容性或阻性元件；以及对所述用户生物信息敏感的反馈元件,所述反馈元件包括对所述控制界面的移动敏感的第一反馈电路和对所述用户生物信息和所述显示界面之间耦合敏感的第二反馈电路；其中,所述生物信息传感器被安装在比所述反馈元件更靠近所述用户生物信息的位置，所述电力用户界面装置本体包括各向异性的电介质材料。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括耦合到通过在硅晶片中形成的一个或多个通孔安装的一个或多个接合线的传感器电路。

在一个实施例中，所述传感器电路被置于所述硅晶片的顶侧,所述硅晶片的所述顶侧靠近所述用户生物信息。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括耦合到通过从所述传感器电路的边缘开槽硅晶片的一个或多个沟槽安装的一个或多个接合线的传感器电路。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括封装在塑料模制品中的传感器电路。

在一个实施例中，所述塑料模制品至少被部分地去除。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括耦合到一个或多个压缩的焊接元件的传感器电路。

在一个实施例中，所述压缩的焊接元件包括一层封装的焊球。

在一个实施例中，所述电力用户界面装置本体包括具有被配置成将所述用户生物信息相对于所述生物信息传感器定位的透镜的控制按钮。

在一个实施例中，所述控制按钮存在于所述电力用户界面装置的防护玻璃中,以便所述透镜相对于所述防护玻璃凹陷。在一个实施例中，所述透镜具有用于接触所述用户生物信息的基本上平的表面。

在另一个实施例中，一种用于生物信息识别感应的电子设备,包括：显示元件：包括在所述显示元件内或相对于所述显示元件安装的控制元件；安装在所述显示元件和所述控制元件中的一个或两个下面的至少一个生物信息传感器,所述至少一个生物信息传感器被配置成感测用户生物信息的生物信息；对来自所述用户生物信息的压力敏感的压敏元件,其中所述压敏元件被安装在所述至少一个生物信息传感器下面,以便所述至少一个生物信息传感器被安装在比所述压敏元件更靠近所述用户生物信息的位置。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器包括被配置成通过电容耦合到所述用户生物信息上的生物信息脊线来感测所述生物信息的一组电容性元件。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器被安装在所述显示元件下面,以及其中,所述显示元件包括透镜材料。

在一个实施例中，所述透镜材料具有垂直于所述透镜材料的C平面的平面轴,所述平面轴在生物信息传感器和由所述用户生物信息接触的所述显示器的表面之间延伸。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器被安装在所述控制元件下面,以及其中,所述控制元件包括具有透镜元件的控制按钮。

在一个实施例中，所述控制按钮具有围绕所述透镜元件的周边延伸的接地法兰。

在一个实施例中，所述透镜元件相对于所述电子设备的防护玻璃凹陷。

在一个实施例中，所述透镜元件在所述用户生物信息接触所述控制按钮的位置具有基本上平面的形状。

在一个实施例中，所述控制元件包括对其上所述用户生物信息的压力敏感的透镜按钮构件,并且所述控制元件还包括被配置成对所述用户生物信息进行成像的光学或红外传感器。

在一个实施例中，所述控制元件是透明的、半透明的、或透明并半透明的。

在一个实施例中，所述电子设备还包括被配置成基于来自所述用户生物信息的压力来确定所述显示元件上的应变的应变仪。

在另一个实施例中，一种用于生物信息识别感测的移动设备,所述移动设备包括:显示器；相对于所述显示器安装的控制元件；被置于所述控制元件下面的生物信息传感器,其中所述生物信息传感器被配置成感测用户生物信息的生物信息；对来自所述用户生物信息的压力敏感的压敏元件,其中所述压敏元件被安装在所述生物信息传感器下面,以便所述生物信息传感器被安装在比所述压敏元件更靠近所述用户生物信息的位置。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括安装在晶片上的传感器电路,所述传感器电路耦合到通过在硅晶片中形成的多个通孔安装的多个接合线。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括安装在晶片上的传感器电路,所述传感器电路耦合到一层压缩的封装的焊球。在一个实施例中，在所述移动设备的防护玻璃中提供所述显示器,以及其中所述控制元件包括相对于所述防护玻璃成凹陷关系安装的透镜

本实用新型技术效果突出，为电网用户提供了一种室内的便携式安全识别设备，能够通过指纹识别的方式方便用于与电力运营部门实现信息交互，并且这个设备是一个可触控和识别度较高的装置，免去用户去电力营业场所或第三方平台进行缴费和信息查询的繁琐和缺陷，并且可以整合至用户家用电器或设备组合中，方便实用。

附图说明

图1为本实用新型的界面操作原理组成示意图。

具体实施方式

参照图1，通过生物信息(例如指纹)识别感应的电力用户界面装置1的一个较佳实施例包括被置于所述电力用户界面装置本体外部或内部的生物信息传感器,所述电力用户界面装置本体1包括控制界面13和显示界面12。显示界面12可包括集成在一起的多个界面，例如显示指纹识别数据的界面11和显示对应用户信息的界面12，用户3可通过在图示T方向上移动来控制多个界面的组成顺序。其中，所述生物信息传感器包括能够以电容或电阻方式采集到用户生物信息的一组容性或阻性部件135；以及对所述用户生物信息敏感的反馈部件,其中所述 反馈部件包括对所述控制界面的移动敏感的第一反馈电路133和对所述用户生物信息与所述显示界面12之间耦合敏感的第二反馈电路134，所述第一反馈电路133电连接所述第二反馈电路134，所述第二反馈电路134进一步电连接所述电力用户信息识别设备中的一个单片机，用于向设备反馈感测结果，其中第一反馈电路133首先工作，在感测结果成功后向第二反馈电路134发送信号表示感测符合，用户手指3可以在显示界面12上进行操作。其中,所述生物信息传感器132被安装在比所述反馈部件133更靠近所述用户生物信息来源(例如图1B中用户手指3)的位置，所述电力用户界面装置本体1包括各向异性的电介质材料。

在一个实施例中，电力用户界面装置1通过M-BUS总线连接一个远端的能耗管理系统2，较佳为一个PC机器，同时界面1连接用户的多个计量设备。

在一个实施例中，所述生物信息传感器132包括耦合到通过在控制界面13的硅晶片中形成的一个或多个通孔安装的一个或多个接合线的传感器电路。

在一个实施例中，所述传感器电路被置于所述硅晶片的顶侧,所述硅晶片的顶侧靠近所述用户生物信息来源。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括耦合到通过从所述传感器电路的边缘开槽硅晶片的一个或多个沟槽安装的一个或多个接合线的传感器电路。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括封装在塑料模制品中的传感器电路。

在一个实施例中，所述塑料模制品至少被部分地去除。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括耦合到一个或多个压缩的焊接部件的传感器电路。

在一个实施例中，所述压缩的焊接部件包括一层封装的焊球。

在一个实施例中，所述电力用户界面装置本体包括具有被配置成将指纹信息来源相对于所述生物信息传感器定位的透镜131的控制按钮。在本申请的一般技术中，透镜131可作为一个防护玻璃框架中的按钮(可以至少构成按钮的顶部元件)。按钮包括了透镜131及其周围组件,透镜131的至少一部分构成规则凹陷形状,带有将用户手指3引向按钮上的效果。此规则凹陷形状可以同样至少部分地通过隔离环部件14(作为生物信息传感器132的金属传感层部分中的一部分)中的倒角形成。

传感器电路132可以利用按钮的一个或多个电特性,例如按钮材料(例如氧化铝或其他各向异性材料)的各向异性,使传感器电路较好地感测用户手指的表皮(或可任选地,用户的手指的皮下部分)，使得指纹识别传感器电路将借助于按钮材料的各向异性,表现出与用户手指的相对来说较佳的电容耦合,指纹识别传感器电路将获得相对来说较佳的一组指纹图像信息。类似地,在适用的情况下,传感器电路可以利用其他按钮材料的电磁特性,以借助于按钮材料的这 些其他电磁特性,表现出与用户手指的相对来说卓越的电容耦合,在一个实施例中，可使用各向异性电介质材料来在电容性指纹传感器132上方形成一层或多层,例如防护玻璃131或按钮表面层。各向异性电介质可以减少由电容性指纹传感器阵列和手指的表面(或皮下)之间的距离所造成的模糊。例如,定向在手指和电容传感器阵列之间覆盖或延伸的玻璃层可以增强成像，使得其垂直于其横向平面的轴中的一个轴在传感器成像阵列和由要被成像的手指接触的表面或手指附近的表面之间延伸。一般而言,垂直于横向平面的纵向轴可以具有比平行于横向平面方向更高的介电常数,如此增强电容性感测和/或成像。

在一个实施例中,所述控制按钮存在于所述电力用户界面装置的防护玻璃中,以便所述透镜相对于所述防护玻璃凹陷。按钮可由下列材料或其等效物制成:氧化铝、玻璃或经过化学处理的玻璃、经过化学处理的具有其至少某些特征的化合物,或具有类似性质的其他化合物组成。透镜131被设置在隔离环部件14内。在一个实施例中,隔离环部件14可以被用来屏蔽电磁效应,带有提供电容隔离或其他电磁隔离的效果。隔离环部件14在图中被示为具有夹持透镜131以及当构建组件时可以在界面设备13内将其对齐显示界面12或形成定向的规则形状边缘，例如矩形。

在一个实施例中，所述透镜具有用于接触所述用户生物信息的基本上平的表面。按钮被安置在生物信息传感器132主体电路上方并与其电气耦合。在一个实施例中,传感器132电路相对来说是矩形,带有能够感测用户3的指纹的二维图像11的效果。然而,在替代实施例中,传感器132电路可以被置于圆形或六边形形状的适于接收2D指纹图像信息的另一种形状内。

传感器132包括向其上印刷了指纹识别电路的硅晶片,指纹识别电路电耦合到控制界面设备13。其识别电路被安装在与用户手指相对靠近的位置,使得指纹识别电路可以响应于用户手指上的每一个点处的电容的测量,来收集指纹图像信息。

在一个实施例中,压敏部件135包括集成电路,包括以二维(2D)阵列排列的一个或多个电容极板,每一电容极板都被配置为响应于其阵列中的一个或多个像素处的用户手指指纹图形,收集某些指纹图像信息，从而当每一个电容极板在其阵列中收集指纹图像信息的一个或多个像素时,这些电容极板组集体地接收2D阵列的指纹图像信息。例如,2D阵列的指纹图像信息可以被用来确定用户的指纹的实质性特点,这些实质性特点可以被用来在数据库中注册用户的指纹,供以后使用,或可以以后将实质性特点与注册的指纹图像信息进行比较,以识别用户的指纹,并可能响应于该指纹图像信息来认证用户。

传感器132可以电容方式耦合,或以其他电磁方式耦合到用户手指皮下部分。此外,传感器132可以与执行对用户的指纹的光学感测、红外感测、或其他感测的元件结合或组合地工作, 这些元件本身可以耦合到用户手指的表皮、用户手指的皮下部分、或者表示用户的指纹的某种其他特点。

传感器132包括硅晶片，上面印刷有集成电路,用于测量一个或多个电容极板之间的,或用户的指纹(用户手指3的表皮上)之间的电容,带有提供关于用户手指3的指纹图像信息的效

果。隔离环部件提供电绝缘,使得测量到的电容是用户手指3和传感器132之间产生的,而不是任何其他对象和指纹识别传感器之间的。隔离环部件可以在按钮的透镜131附近形成。作为一个示例,隔离环部件可以包括到用于支撑或集成隔离环部件的结构(例如按钮法兰)的一侧,或在一侧形成。

在一个实施例中,指纹识别传感器包括以2D阵列布置的一组电容极板,包括具有大致500DPI像素密度或差不多的密度(或可任选地,较大的或较小的密度)的像素,带有提供关于用户手指的2D指纹图像信息的效果。在一个实施例中,2D指纹图像包括一组灰度值,每一个像素都有一个或多个这样的值,提供一组2D灰度值以便发送到处理器供进行指纹识别。

控制界面设备13可包括能够使用应变仪来确定用户是否正按压在防护玻璃131上的一个或多个传感器上,其具有可选的温度补偿。所述传感器132可从用户手指的压力来测量防护玻璃131上应变力的相对量,使得当用户使用较大按压力按触防护玻璃131上时,应变量将从相对最小值(例如当勉强触摸时)变为相对较大值(当较大按压力按下时)到相对最大值(当用户的手指基本上完全地压住防护玻璃131时)。

在另一个实施例中，一种用于生物信息识别感应的能耗采集设备,包括：显示部件：包括在所述显示部件内或相对于所述显示部件安装的控制部件；安装在所述显示部件和所述控制部件中的一个或两个下面的至少一个生物信息传感器,所述至少一个生物信息传感器被配置成感测用户生物信息的生物信息；对来自所述用户生物信息的压力敏感的压敏部件,其中所述压敏部件被安装在所述至少一个生物信息传感器下面,以便所述至少一个生物信息传感器被安装在比所述压敏部件更靠近所述用户生物信息的位置。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器包括被配置成通过电容耦合到所述用户生物信息上的生物信息脊线来感测所述生物信息的一组电容性部件。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器被安装在所述显示部件下面,以及其中,所述显示部件包括光学透镜。

在一个实施例中，所述光学透镜材料具有垂直于所述光学透镜材料的C平面的平面轴,所述平面轴在生物信息传感器和由所述用户生物信息接触的所述显示器的表面之间延伸。

在一个实施例中，所述至少一个生物信息传感器被安装在所述控制部件下面,以及其中,所述控制部件包括具有光学透镜的控制按钮。

在一个实施例中，所述控制按钮具有围绕所述光学透镜的周边延伸的接地法兰。

在一个实施例中，所述光学透镜相对于所述能耗采集设备的防护玻璃凹陷。

在一个实施例中，所述光学透镜在所述用户生物信息接触所述控制按钮的位置具有基本上平面的形状。

在一个实施例中，所述控制部件包括对其上所述用户生物信息的压力敏感的光学透镜按钮构件,并且所述控制部件还包括被配置成对所述用户生物信息进行成像的光学或红外传感器。

在一个实施例中，所述控制部件是透明的、半透明的、或透明并半透明的。

在一个实施例中，所述能耗采集设备还包括被配置成基于来自所述用户生物信息的压力来确定所述显示部件上的应变的应变仪。

在另一个实施例中，一种用于生物信息识别感测的移动设备,包括:显示器；相对于所述显示器安装的控制部件；被置于所述控制部件下面的生物信息传感器,其中所述生物信息传感器被配置成感测用户生物信息的生物信息；对来自所述用户生物信息的压力敏感的压敏部件,其中所述压敏部件被安装在所述生物信息传感器下面,以便所述生物信息传感器被安装在比所述压敏部件更靠近所述用户生物信息的位置。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括安装在晶片上的传感器电路,所述传感器电路耦合到通过在硅晶片中形成的多个通孔安装的多个接合线。

在一个实施例中，所述生物信息传感器包括安装在晶片上的传感器电路,所述传感器电路耦合到一层压缩的封装的焊球。

在一个实施例中，在所述移动设备的防护玻璃中提供所述显示器,以及其中所述控制部件包括相对于所述防护玻璃成凹陷关系安装的透镜。

Claims (8)

1.一种通过生物信息识别感应的电力用户界面装置，其特征在于所述电力用户界面装置通过M-BUS总线连接一个远端的能耗管理系统，同时所述的电力用户界面装置连接用户的多个计量设备，所述电力用户界面装置包括：被置于所述电力用户界面装置本体外部或内部的生物信息传感器，所述电力用户界面装置本体包括控制界面或显示界面，其中所述生物信息传感器包括能够以电容或电阻方式采集到用户生物信息的一组电容性或电阻性部件；以及对所述用户生物信息敏感的反馈部件,其中所述反馈部件包括对所述控制界面的移动敏感的第一反馈电路和对所述用户生物信息和所述显示界面之间耦合敏感的第二反馈电路，其中，所述生物信息传感器被安装在比所述反馈部件更靠近所述用户生物信息来源的位置，所述电力用户界面装置本体包括各向异性的电介质材料，减少由电容性指纹传感器阵列和生物信息之间的距离所造成的模糊。

2.如权利要求1所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述生物信息传感器包括耦合到通过在硅晶片中形成的一个或多个通孔安装的一个或多个接合线的传感器电路，所述传感器电路被置于所述硅晶片的顶侧，所述硅晶片顶侧靠近所述用户生物信息来源。

3.如权利要求1所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述生物信息传感器包括耦合到通过从所述传感器电路的边缘开槽硅晶片的一个或多个沟槽安装的一个或多个接合线的传感器电路。

4.如权利要求1所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述生物信息传感器包括封装在塑料模制品中的传感器电路。

5.如权利要求4所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述塑料模制品至少被部分地去除。

6.如权利要求1所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述生物信息传感器包括耦合到一个或多个压缩的焊接部件的传感器电路。

7.如权利要求1所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述电力用户界面装置本体包括具有被配置成将所述用户生物信息相对于所述生物信息传感器定位的透镜的控制按钮，所述控制按钮被安装于所述电力用户界面装置的防护玻璃中，以便所述透镜相对于所述防护玻璃凹陷。

8.如权利要求7所述的电力用户界面装置，其特征在于，所述透镜具有用于接触所述用户生物信息的基本上平整表面。