CN101438323A - 用于进入控制的装置 - Google Patents

Abstract

在一种用于进入控制的装置中，该装置包括具有闭锁件的锁(2)，用于该闭锁件的操作件(3)，电子钥匙(5)，具有用于接收该钥匙(5)的识别数据的接收单元的电路，和用于根据接收的识别数据确定进入权限的评估电路，评估电路与操作件(3)和/或闭锁件配合作用，以便有选择地释放或闭锁该锁(2)。该电子钥匙(5)具有用于产生电容式近场的机构，通过该机构发送识别数据。此外设有用于将该电容式近场耦合到携带该钥匙(5)的人(4)上的装置，其中该锁(2)的接收单元包括至少一个电容耦合面，从而在接触该锁(2)时或在人(4)接近该锁(2)时闭合一个交流电回路和形成一个通过该锁(2)的、可以由该接收单元探测的电通量。

Description

用于进入控制的装置

本发明涉及一种用于进入控制的装置，该装置包括：具有闭锁件的锁，用于该闭锁件的操作件，电子钥匙，具有用于接收钥匙的识别数据的接收单元的电路，和用于根据接收的识别数据确定进入权限的评估电路，其中评估电路与操作件和/或闭锁件配合作用，以便将锁有选择地释放或闭锁。

电子钥匙在以下被理解为具有不同的构造和尤其是卡，钥匙垂挂物和由机械钥匙和电子钥匙构成的组合。

开头所述类型的进入控制装置已知有各种不同的构造。例如已知有无线遥控的钥匙，尤其是用于闭锁和释放汽车门，其中设置移动式电子钥匙，它通过无线电通讯将识别数据，必要时被编码地，发送给锁的接收器。锁具有用于对接收的信息进行评估，必要时解码的电路，其中一旦根据接收的识别数据确定了进入权限，锁就被操作。除了这种无线遥控的钥匙以外还存在一些进入控制系统，在这些系统中使用应答器钥匙。为了操作锁，只需要将应答器钥匙置于靠近锁的发送/接收单元的几个厘米的附近中，其中在应答器钥匙中储存的识别数据被感应地读出。

此外已知所谓的“人体域网(HAN)(Human Area Networks)”，其中，携带电子装置的人的皮肤被用作为在至少两个电子装置之间进行数据交换的传输介质。数据传输在此不是通过电磁波或光实施的，而是通过皮肤表面上的弱电场进行的。在此情况下它也称之为电容式近场，其中一般地设有一个发送器，它产生一个电容式近场并且具有用于将该近场耦合到相应的人的皮肤上的机构。被调制到该电场上的数据随后被一个发送器接收和被相应地评估处理。

本发明的目的在于简化对进入控制的操纵和改进常规的进入控制系统，从而提高安全性，减小无进入权限的人员的操纵可能性，防止错误操作以及提高可靠性，使用者友好性和寿命。

为了解决该任务，对开头所述类型的进入控制装置基本上进行了这样的改进，该电子钥匙具有用于产生电容式近场的机构，通过该机构发送识别数据，和包括用于将该电容式近场耦合到携带该钥匙的人上的装置，和该锁的接收单元包括至少一个电容耦合面，从而在人接触该锁或接近该锁时闭合一个交流电回路和形成一个通过该锁的、可以由该接收单元探测的电通量。由于现在识别数据借助于有关电容式近场从电子钥匙传递到锁，因此不须将电子钥匙本身带到紧靠近锁的接收器附近中并且不需要专门地激活钥匙，例如通过按下按钮。而是当电子钥匙处于相应的使用者的靠近身体的部分中就够了，例如电子钥匙处于裤袋、文件包或类似物中时，其中识别数据的发出和传输通过一个电容式近场实现，该近场由电子钥匙耦合到相应的使用者的身体表面上。一旦携带钥匙的人接近锁的一个电容耦合面或接触该耦合面或一个与该耦合面导电地连接的部分，就发生通过电容式近场从钥匙的发送器到锁的接收器的实际的数据传输，其中闭合一个交流电回路，它引起通过该锁的一个可以被接收单元探测的电通量。识别数据此时例如可以被调制到一个由电子钥匙产生的载波频率上。

进入控制的使用友好性在对锁解锁时由此得到大大的提高并且由此保证，仅仅当携带钥匙的人接近锁或接触锁时才进行数据传输，从而几乎排除了通过第三者进行操作的可能性。此外按照本发明，由于应用了一种低能量的电容式近场，进入控制系统的能量消耗非常低，并且尤其是电子钥匙的电流消耗很低。总体上通过电容式近场形成极小的电流，该电流即使通过使用者的皮肤传输对于人的组织也是完全毫无疑虑的。

对现有的钥匙的改造可以由此变得容易，即锁以及装配件部件，操作把手或操作旋钮和类似物包含所有为了接收识别数据、评估接收的数据以及操作闭锁件而需要的结构单元。由此保证了一种非常紧凑的结构和不需要任何外部的装置，如例如接收天线，从而现有的进入控制系统可以在不花费较大的费用下更换成按照本发明的钥匙。

在此以优选的方式规定，锁的接收单元具有至少两个电极，它们一起形成一个接收电容器。接收电容器的电极由此也可以集成在锁单元中，其中两个电极在锁内部的具体布置可以相应于有关的要求不同地进行。但是一般最有利的是将接收电容器的电极布置在锁中的一个被大部分电通量通过的位置上。电通量通过锁的路径取决于锁的各个部件的具体的结构构造，如例如装配件，操作把手或操作柄头以及闭锁柱体的构造，以及也取决于锁在对应的门中的对应的安装情况。依据锁的具体特征以及安装情况的不同，形成或强或弱的杂散场，由此必须注意将接收电容器的电极布置在锁内的一个被电通量通过的位置上，从而可以闭合一个交流电回路，例如通过门和地面，返回到携带电子钥匙的人和钥匙并且能够进行数据交换。

为了使锁简单地打开或闭锁，从电子钥匙到锁的单向数据交换就能够满足。但是按照一个优选的扩展方案，设有一种双向的数据交换，其中设有一个用于从锁向电子钥匙发送数据的发送装置。这种从锁到钥匙的反向通道例如可以用于编码目的和用于传输附加的数据，该数据可以储存在钥匙中和在接下来的开启过程中输回给锁。为此目的，发送装置优选具有用于产生电容式近场和将该场耦合到携带钥匙的人上的机构。发送装置此时可以也具有至少两个电极，它们一起形成一个发送电容器。在这种情况下可以采用这样的结构，使得接收电容器的电极和发送电容器的电极相互独立地和相互分开地形成。但是有利的是采取这样的结构，使得接收电容器的电极中的至少一个电极同时也构成发送电容器的电极中的一个电极。在此，或者是一个惟一的电极可以同时是接收电容器的一个电极和发送电容器的一个电极，其中每个电容器附加地具有各一个另外的电容器，或者是可以总共只设置两个电极，它们交替地形成接收电容器和发送电容器。

各种不同的可能性可以考虑用于实现电极在锁内部的特别有利的布置。例如至少一个电极可以布置在锁的装配件中或由装配件或由该装配件的部分形成。在一种这样的布置中，电极尽可能靠近使用者放置，从而使用者只需要接触装配件或接近装配件，以使门打开。对于设有用于锁的把手单元和操作单元情况，可以以优选的方式改进该装置，使得至少一个电极布置在锁的柄头或由柄头或由柄头的一部分形成。当至少一个电极布置在锁的闭锁柱体中或由闭锁柱体或由闭锁柱体的一部分形成时，则形成一种特别紧凑的结构。在这种结构情况下，可以在门的至少一侧上完全取消用于通讯目的的把手单元或操作单元并且接收单元和/或发送单元可以完全地集成在锁中或闭锁柱体中。

对于接收电容器完全地设置在柄头中的情况，优选这样地改进该结构，即将接收电容器的两个电极布置在锁的柄头上或里面，其中优选地，一个电极布置在柄头的外表面上或者形成柄头的外表面和另一个电极布置在一个通过绝缘层与该外表面分开的柄头内表面上。

在另一个优选的扩展方案中规定，操作件，尤其是锁的把手件，与布置在锁内部的接收电容器的电极导电地连接。

按照本发明的进入控制装置的电路也可以直接地集成在锁中和此时有利地规定，至少一个电极与该电路导电地连接。

电极的具体的构造可以以各种不同的方式实现，其中优选的一种结构是电极中的至少一个电极由在锁的一个构件上的可导电的薄膜形成。除了可导电的薄膜以外也可以规定，电极中的至少一个电极由锁的一个构件的可导电的涂层，尤其是漆层形成。

本发明在以下借助于在附图中示意示出的实施例详细地描述。在附图中，图1示出了按照本发明的进入控制装置的一个示意图，图2示出了按照图1的结构的一个简化的等效电路图，图3示出了在按照本发明的进入控制装置的一种结构中电通量的路线和图4至8示出了进入控制装置的一些修改的结构。

在图1中示意示出了一个门和一个开门的人以及单个的杂散电容，损耗电容和耦合电容。门用1表示和具有锁2，该锁具有构造成柄头的操作件3。人4携带有电子钥匙5，该电子钥匙例如可以插在裤袋中。电子钥匙此时产生一个具有一个载波频率的电容式近场，识别数据被调制到该电容式近场上。电容式近场耦合到人4的身体表面上和随后传导到锁2的接收器。此时电子钥匙5具有相对于地面6的杂散电容Cst。在电子钥匙5和人4之间的过渡部分上要关注耦合电容Ck。此外在人4和地面6之间产生损耗电容Cv。最后，锁2或它的柱体具有相对于地面的柱体电容Cz。

相应的简化等效电路图在图2中示出，其中再次给出了所描述的电容。此时Cv模拟全部的电容，其导致从发送器不经过接收器的接收电容器闭合，而是绕过该接收器和因此对在接收器和发送器之间的耦合没有任何贡献的电通量。Cst作为和值模拟可供用于反射底部电极相对于地面的电容式耦合的电容。Ck作为和值模拟可供用于人4相对于第二电极的电容式耦合的电容。Cz作为和值模拟可供用于锁或柱体相对于地面的电容式耦合的电容。此时锁在图2中再次用2表示和具有接收电容器7。接收电容器7是这样设计的，即一方面通过接收电容器闭合一个足够的电通量和另一方面使电容器上的电压不会变得太小。如果接收电容器的电容太小，那么太少的电通量通过接收电容器闭合。但是接收电容器太大的电容也会是干扰的，即电容器上的电压u＝q/c会变得不利地小。

在图3中示意地示出在接收电子钥匙的识别数据期间在门上的电通量。接收电容器此时布置在锁的外侧上，并且是布置在柄头8上或里面，其结果是在电子钥匙5的发送器和锁2中的接收器之间形成更好的电耦合。为了操作锁，人4将电子钥匙5携带在身体上和接触外柄头8就足够了。此时最迟在接触外柄头8时识别数据被输送。通过例如在人的手和外柄头8之间的一种足够的电容式耦合，也可以借助于该耦合在接触柄头8之前就已经传递了数据。由图3中可以看见，通过将接收电容器的电极设置在门外侧上，即在外柄头8的里面，可以以特别有利的方式将形成的电通量用于接收识别数据。Ψ1在此表示从外柄头8经锁2和门1延伸到地面6的电通量。Ψ2表示从外柄头8通过锁2延伸到内柄头9和延伸到地面6的电通量。此外出现一个电通量Ψ3，该电通量没有示出并且是在接收电容器之后的全部杂散量的和，这些杂散量已经通过接收电容器，但是在朝着发送器的方向上没有通过Ψ1或Ψ2的路径，而是通过许多可能的其它路径闭合。

图4中示出按照图3的外柄头8的一个放大的视图。在外柄头8的外侧上示出电极10和在内部中示出接收电容器7的电极11。此时两个电极中的每个电极可以由实心的金属，金属薄膜以涂层、涂漆或其它方式形成。因此电极10例如可以是一个涂层，而电极11由一个金属杯形成或也是一个在柄头8内侧上的涂层。内电极11，以及外电极10，都可以以不同的尺寸实施。或者整个柄头8或者只是柄头周面的一部分可以用作电极。具有用于接收识别数据的接收单元和用于确定进入权限的评估电路的电路可以布置在锁2内部的任何位置上。如果需要，该电路必须借助于一个或多个通过锁引导的导线与电极连接。

在图5中示出了一种电极布置，它尤其适用于将数据从锁2发送返回到电子钥匙5。电极12可以与按照图4的结构相比较并且也布置在外柄头8中。第二电极可以这样地放置，使得在两个发送电极之间形成一个相应大的杂散量。锁2或柱体和电极此时是这样地成形的，使得杂散场的尽可能大的部分与发送器和接收器(电子钥匙5)耦合。第二电极此时可以任意地构造和布置。在图5中示出了两种可能的结构。例如第二电极可以由内柄头9上的电极13形成。按照一种可以替代的结构，第二电极可以由电极14形成，该电极通过锁2的柱体壳形成。通过一种这样的用于发送的设置改善了在作为发送器的锁或柱体2和电子钥匙5之间的耦合。

图6示出了另一种电极布置，其中全部电极设置在锁2的柱体15中，由此保证了一种特别紧凑的结构。柱体15的一个前部部分在此构成电极16和通过绝缘层17与其它的电极18分开。由柱体15的内部末端部分形成的另一个电极用19表示出并且也通过绝缘层20与电极18分开。依据柱体15的哪一侧被电子钥匙5或携带电子钥匙5的人4接近的情况，接收电容器7此时或者由电极对16和18或者由电极对18和19形成。由此分别是与接近的电子钥匙5面对的电极16或19作为第一电极与第二电极18连接以形成接收电容器7。在柱体15中也可以安置电组件和构件，如例如电池，读出电子机构，评估电子机构以及信号电子机构。电极16和19例如可以分别由一种足够导电的材料如例如金属，一种足够导电的薄膜如例如用作封套的金属薄膜，一种足够导电的涂层，一种足够导电的漆层或以其它方式形成。可选择地，在闭锁柱体15的两侧中一侧上或在两侧上安装柄头，该柄头可以导电地与电极16或19连接。

图7示出另一个结构，其中闭锁柱体15仅在室内侧配有柄头9。接收电容器或发送电容器的第一电极此时用21表示，第二电极用22表示。内柄头9此时可以可选择地与电极22连接。

最后在图8中示出另一个电极布置，其中电极主要形成在装配件的部分中或形成为装配件部分。外装配件23和内装配件24在此分别具有一个把手25和26，其中室内侧的装配件24和室外侧的装配件23通过连接销27连接。此时装配件23和24，把手25和26和/或连接销27可以构造成电极或设有电极，其中仅仅须注意的是，接收电容器或发送电容器的各两个电极通过绝缘相互分开。例如连接销27可以用作绝缘，其中一个电极可以布置在外装配件23中和另一个电极可以布置在内装配件24中。也可以设置在图8中没有示出的单独的绝缘层，例如设置在门把和所配属的装配件之间。

Claims (16)

1.用于进入控制的装置，它包括具有闭锁件的锁(2)，用于该闭锁件的操作件(3)，电子钥匙(5)，具有用于接收该钥匙(5)的识别数据的接收单元的电路，和用于根据接收的识别数据确定进入权限的评估电路，其中评估电路与操作件(3)和/或闭锁件配合作用，以便有选择地释放或闭锁该锁(2)，其特征在于，该电子钥匙(5)具有用于产生电容式近场的机构，通过该机构发送识别数据，和包括用于将该电容式近场耦合到携带该钥匙(5)的人(4)上的装置，和该锁(2)的接收单元包括至少一个电容耦合面，从而在人(4)接触该锁(2)或接近该锁(2)时闭合一个交流电回路和形成一个通过该锁(2)的、可以由该接收单元探测的电通量。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，接收单元具有至少两个电极(10，11；16，18；18，19；21，22)，它们一起形成一个接收电容器(7)。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于，该接收电容器(7)的电极(10，11；16，18；18，19；21，22)布置在锁(2)内的一个被电通量的大部分通过的部位上。

4.按照权利要求1，2或3所述的装置，其特征在于，还设有用于从锁(2)向电子钥匙(5)发送数据的发送装置。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，该发送装置具有用于产生电容式近场的机构和用于将该场耦合到携带该钥匙(5)的人(4)上。

6.按照权利要求4或5所述的装置，其特征在于，该发送装置具有至少两个电极(10，11；16，18；18，19；21，22)，它们一起形成一个发送电容器。

7.按照权利要求1至6中之一所述的装置，其特征在于，接收电容器的电极(16，18；18，19)中的至少一个电极同时形成发送电容器的电极(16，18；18，19)中的一个电极。

8.按照权利要求1至7中之一所述的装置，其特征在于，至少一个电极布置在锁(2)的装配件(23，24)中或由装配件(23，24)形成或由装配件的一部分形成。

9.按照权利要求1至8中之一所述的装置，其特征在于，至少一个电极(16，18，19，21，22)布置在锁(2)的闭锁柱体中或由闭锁柱体形成或由闭锁柱体的一部分形成。

10.按照权利要求1至9中之一所述的装置，其特征在于，至少一个电极(10，11)布置在锁(2)的柄头(8，9)中或由柄头(8，9)形成或由柄头的一部分形成。

11.按照权利要求1至10中之一所述的装置，其特征在于，接收电容器(7)的两个电极(10，11)布置在或锁(2)的柄头(8，9)上或里面。

12.按照权利要求10或11所述的装置，其特征在于，一个电极(10)布置在柄头(8，9)的外表面上或形成柄头(8，9)的该外表面和另一个电极(11)布置在通过一个绝缘层与该外表面分开的柄头(8，9)的内表面上。

13.按照权利要求1至12中之一所述的装置，其特征在于，操作件(3)，尤其是锁(2)的把手件，与布置在锁的内部的电极导电地连接。

14.按照权利要求1至13中之一所述的装置，其特征在于，至少一个电极(10，11，16，18，19，21，22)与该电路导电地连接。

15.按照权利要求1至14中之一所述的装置，其特征在于，电极(10，11，16，18，19，21，22)中的至少一个电极由在锁(2)的一个构件上的可导电的薄膜形成。

16.按照权利要求1至15中之一所述的装置，其特征在于，电极(10，11，16，18，19，21，22)中的至少一个电极由锁的一个构件的可导电的涂层，尤其是漆层，形成。

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