CN108425562A - 基于偏振的光学锁 - Google Patents

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CN108425562A
CN108425562A CN201810251137.2A CN201810251137A CN108425562A CN 108425562 A CN108425562 A CN 108425562A CN 201810251137 A CN201810251137 A CN 201810251137A CN 108425562 A CN108425562 A CN 108425562A
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王政乔
卢明伟
宋家友
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Zhengzhou University
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Zhengzhou University
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B63/00—Locks or fastenings with special structural characteristics
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B15/00—Other details of locks; Parts for engagement by bolts of fastening devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E05B—LOCKS; ACCESSORIES THEREFOR; HANDCUFFS
    • E05B19/00—Keys; Accessories therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Lock And Its Accessories (AREA)

Abstract

本发明公开了基于偏振的光学锁，包括锁体、钥匙、中控单元三部分，利用光的波粒二象性、马吕斯定律和布儒斯特定律配合偏振片构成的偏振阵列，来完成识别工作。增加钥匙复制难度，降低互开几率，提高安全性。是一个低成本的安全锁。

Description

基于偏振的光学锁
技术领域
本发明涉及一种锁具，尤其是一种光学锁。
背景技术
目前广泛使用的是以弹子锁为代表的机械锁和以指纹锁为代表的智能锁，这两类锁具的钥匙（机械钥匙或指纹）都容易被提取、复制，安全性不足。在前些年提出的利用闪光频率识别的《光学钥匙》（专利号CN102926587A）可以通过在锁体内部添加感光元件记录破解；《具有开关状态指示功能的光学钥匙》（专利号CN103362362）采用的是不同波长的光源进行分类匹配，成本很高；《一种全息光学锁》（专利号CN102383669A）利用钥匙的表面光学特性进行识别，识别难度很大，且非常容易受温度、湿度、压力等外界因素的干扰，同时成本非常高。
发明内容
为了增加钥匙复制难度，减少互开几率，降低成本，本发明专利提供了一种基于偏振的光学锁。通过对激光发射器和激光接收器之间设置偏振片，来避免了激光1落在预定落光点2上的问题，适当增加复杂度，降低互开率。
本发明专利采用的技术方案是：一种基于偏振的光学锁，包括锁体、钥匙、中控单元。锁体包括锁筒、激光阵列、上下偏振阵列和光传感器阵列，激光阵列由多个细激光发射器排列构成，偏振阵列由多个不同偏振方向的偏振片排列构成，光传感器阵列由多个红外接收传感器排列构成。钥匙采用高透光材料，内部有随机裂痕，外部由硬质耐磨材料构成。
上述的基于偏振的光学锁，所述锁体大致为长方体（见图4），内有长方体空腔可使钥匙插入，上有偏振阵列和激光阵列，下有偏振阵列和光传感器阵列。锁体由高透光材质构成。
上述的基于偏振的光学锁，所述激光阵列、光传感器阵列和偏振阵列由多个棱台状模块构成。模块由激光发射器（或光传感器）、聚光透镜以及各种朝向的偏光片构成，模块开有线孔，方便线路连接。
上述的基于偏振的光学锁，所述钥匙由钥匙柄、支撑防摩柱和钥匙内芯构成。钥匙柄供手持方便插拔，支撑防摩柱减少内芯摩擦损耗，钥匙内芯有随机裂痕用于识别。
本发明专利的有益效果是，本发明专利利用光的波粒二象性以及偏振片的物理性质，完成了光源与目标点的一一对应，加上钥匙内芯裂痕造成的空隙对光源会造成不可预测影响，根据布儒斯特定律我们可以认定一束光从激光发射器射出，经过内芯和偏振并到达光传感器，最终强度要高于阈值，这一过程是不可预测的，因此大大提高了识别复杂度；由于内芯裂痕数目、方向、大小等过于随机，因此不可复制，只能通过中控添加钥匙来完成“配钥匙”这一过程，因此大大增加了复制难度；锁体内部的偏振阵列由各种方向的偏振片构成，偏振片方向可随机，因此射出的偏振光也不可预测，同样增加了识别复杂度。除此之外，激光发射器、光传感器和偏振片价格低廉，钥匙内芯要求低（如碎裂的钢化玻璃就可以用作内芯），因此成本低，能大量生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
图1为本发明专利示意图；
图2为激光发射（光传感）模块的正视图；
图3为激光发射（光传感）模块的下视图；
图4为锁体的示意图；
图5为钥匙的示意图；
图6为钥匙的正视图；
图中1.激光发射（光传感）模块，2.线孔，3.激光发射器（或光传感器），4.聚光透镜，5.偏振片（阵列），6.锁筒，7.锁筒内壁，8.导气孔，9.钥匙柄，10.支撑防摩柱，11.钥匙内芯，12.发射、识别阵列
具体实施方式
锁体包括上下两个12.发射、识别阵列和6.锁筒两部分，12.发射、识别阵列由多个1.激光发射（光传感器）模块组成，可根据需要随机排列（如上方选择激光发射模块构成阵列，下方选择光传感器模块构成阵列，也可二者混搭）。1.激光发射（光传感器）模块由3.激光发射器（或光传感器）、4.聚光透镜和5.偏振片组成，开有2.线孔，方便走线。其中3.激光发射器（或光传感器）可根据需求更换，5.偏振片的偏振方向可随机排列。6.锁筒的内壁7.锁筒内壁涂有亮银色反光材料（如银镜）。
钥匙包括9.钥匙柄、10.支撑防摩柱和11.钥匙内芯，开有8.导气孔。9.钥匙柄采用硬质不透光材料，方便握持，10.支撑防摩柱采用硬质光滑半透光材料，支撑钥匙体，保护钥匙内芯，减少内芯摩擦损耗，契合锁孔，内芯能稳定到达预定位置，11.钥匙内芯采用硬质高透光材料，内有随机裂痕。
用户将钥匙插入6.锁筒，锁筒内空气由于压差从8.导气孔排出，待钥匙到达底部，3.激光发射器发射激光经过4.聚光透镜，再通过5.偏振片的偏振形成偏振光，部分光束通过11.钥匙内芯经过折射、反射等过程，部分光束经过10.支撑防摩柱再被偏向11.钥匙内芯，同时一些从侧面逸出的光被7.锁筒内壁上的银镜反射回11.钥匙内芯，最终部分光到达12识别阵列中的6.偏振片，根据马吕斯定律，这些光的强度在通过了1.光传感器模块中的5.偏振片会受到不同程度的衰减，其中光的强度大于设定阈值的被3.光传感器识别，小于阈值的不被3.光传感器识别。3.光传感器组成的12.识别阵列将信号整理后传输到中控单元，中控单元将数据与存储数据进行比对，如果数据匹配，则判定钥匙匹配，并执行开锁程序。

Claims (1)

1.一种基于偏振的光学锁，包括锁体、钥匙、中控单元，其特征在于：12.发射、识别阵列中的1.激光发射（光传感）模块内设置了随机方向的5.偏振片，并用1.激光发射（光传感）模块组成12.发射、识别阵列。
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