CN201011225Y - 光学棱镜组合锁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用光学原理和光学控概念组合而成的新型门锁，它包括一个光源、光学棱镜、光敏二极管组、数字控制电路和电磁铁，光敏二极管组将由光源经过光学棱镜准直后得到的光信号转为电信号输入进数字控制电路控制电磁铁的弹出或收回，起到开门和关门的作用。光学棱镜组合锁是利用光学控制原理，结合相应的光学器件，对设计的COMS电路进行控制和输出，从而达到遥控锁具的效果。所以相对与普通锁具而言，具有更高的安全性，防盗性，多用性，及稳定性。

Description

光学棱镜组合锁

技术领域

本实用新型涉及一种门锁装置，其特别涉及一种利用光学原理和光学控概念组合而成的新型门锁。

背景技术

我国古代锁具不仅历史悠久，种类众多，制造精巧，而且有着丰富的文化内涵。如今的锁具经过长久的发展，已有了机械式、电子式和两者并用式等种类，并且形式多样。

既然有了锁，那么与之相匹配的钥匙，也相应成为家居安全中的要素之一。特别是现在的家庭更重视私密性，对安全性要求更高，钥匙除了传统概念中的形象，随着锁的发展，它也发生了异化，很可能是一道密码，或者是一张磁卡，但也必须和手柄一起使用，没有脱离传统的门锁概念。

好的锁在材质的选择上就必须是非常坚固的，具有防钻、防撬、抗击、抗锤、抗踢踏等性能。户门锁的朝外面最好没有任何暴露的螺丝，它的执手只是起到推拉和美观的作用，而没有旋转锁舌的功能。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种防盗性高、锁眼小、灵敏度高，无需旋转锁舌和门手柄的新一代的光学棱镜组合门锁，它既不同与普通机械锁，又区别与现今流行的电子或电磁锁，而是独立于两者之外，利用光学原理和光学控概念组合而成的新型门锁，最特别的就是它可以分别对应多把不同的钥匙，避免了更换锁具的麻烦。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光学棱镜组合锁，包括一个光源、光学棱镜、光敏二极管组、数字控制电路和电磁铁，光敏二极管组将由光源经过光学棱镜准直后得到的光信号转为电信号输入进数字控制电路控制电磁铁的弹出或收回，起到开门和关门的作用。所述一个光源位于光学棱镜的焦点位置，光源发出光线后，通过光学棱镜，经准直后，光线均水平发射出去。所述光学棱镜的焦距为3-5厘米，厚度不超过1厘米，可以为圆形或方形。所述光敏二极管组由任意个数的光敏二极管组成，光源通过光学棱镜准直后得到的光信号可使任意光敏二极管导通，形成相应的任意组合的电信号。所述数字控制电路由若干与门U1、一个译码芯片U2和一个差放电路组成。所述的译码芯片U2有一控制输入口接开关K，开关K的开关两个状态对应两把钥匙，而增加开关K的数量可以使一把锁具对应任意多把钥匙。

光学棱镜组合锁是利用光学控制原理，结合相应的光学器件，对设计的COMS电路进行控制和输出，从而达到遥控锁具的效果。所以相对与普通锁具而言，具有更高的安全性，防盗性，多用性，及稳定性。

光控部分由光源、光学棱镜、光敏二极管组组成。光源位于光学棱镜焦点位置，它发出光线后，首先通过光学棱镜，经准直后，光线均水平出射。然后光线经钥匙后，照射到棱镜后方垂直面上相应的各个光敏二极管上(按长方形或圆形整齐排列)时，便可以导通后面的数控电路。这里，我们要强调的是：当且又当照射到需要导通的光敏二极管，而其他不需要导通的光敏二极管没有被照射到时，电路才能够导通。

在这部分原理的设计上，其特点主要有两个：第一，它本身只利用了一个光源控制整个光学电路，将发散光源与棱镜相结合，形成平行光源，控制电路。在这个思想上，我们自认为是比较新颖而且可行的。第二，锁具的好坏关键是它的安全性，而这款锁的安全系数我们认为是很高的。因为我们设计的光路是可以取到任意的个数和任意的二极管，所以锁的安全系数就可以将所有可取种类的数值相加，得到的和便是这款锁具的安全系数。

数字电路控制部分由若干与门、一个译码芯片74138和一个差放电路组成。与门的作用是检查每个不需要导通的光敏二极管在接入74138前，是否被导通，然后将结果送到74138中。如果有任意一个被导通的话，74138就不会有输出。74138的输出信号最后通过差放电路，将电压放大，从而控制电磁铁的收缩，控制锁具。

光学棱镜组合锁的钥匙可以用塑料片或金属片做成，深色，大小和长度由锁中所用光敏二极管组成的数量和形状决定，每个光敏二极管的直径为5mm左右，若排列成正方形，按16个计算，则钥匙大小为2.5*2.5厘米，加上手柄部分，其总的大小相当于一张普通磁卡大小，厚度仅为2-3毫米，在钥匙插入锁中以后导通总电路，电磁铁弹出，起到开门作用，在钥匙拔出以后电磁铁收回，从而关门。

附图说明

图1是本实用新型光学棱镜组合锁的方框图；

图2是本实用新型光学棱镜组合锁的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示方框图，光源1位于光学棱镜2的焦点位置，该棱镜焦距为3-5厘米，厚度不超过1厘米，可以为圆形或方形，它发出光线后，首先通过光学棱镜2，经准直后，光线均水平发射出去。然后光线经钥匙后，照射到棱镜后方垂直面上相应的光敏二极管组3上，光敏二极管组3按长方形或圆形整齐排列，光敏二极管组将光信号变成电信号，进入数字控制电路4，如果信号对应并且正确，数字控制电路4输出，驱动电磁铁5得电，电磁铁5弹出，门就开了。

如图2所示电路原理图，在我们的设计中，我们假设由16个光敏二极管D1～D16组成光敏二极管组3放置在电路中，我们可以选定任意个数的光敏二极管作为导通，而其他的则作为截止使用。如图2所示，如果我们任意取5个作为导通，而其他11个不导通，那么它的安全系数的在概率上的计算方法就应该是在16个数中任取5个，即C₁₆ ⁵，如果取8个，计算就应该是在16个数里任取8个。因为我们设计的光路是可以取到任意的个数和任意的光敏二极管，所以锁的安全系数在概率上的计算方法上就是将所有可取种类的数值相加，得到的和便是这款锁具的大致的安全系数。经计算当光敏二极管个数为16个时，其安全系数可达10的5次方，当光敏二极管个数达到32个时，安全系数则可达到10的11次方。

数字控制电路4由若干与门(如图中U1为6输入1输出与门)、一个译码芯片U2又如图中选用74138)和一个差放电路(如图为典型的对称使用2个2N3904组成的差放电路)组成。与门的作用是检查每个不需要导通的光敏二极管在接入74138前，是否被导通，然后将结果送到74138中。如果有任意一个被导通的话，74138就不会有输出。74138在这里主要有2个作用：第一，通过光敏二极管的输入情况，判断是否正确，如果正确，则输出。这样检测不仅确保了开锁的唯一性，而且对日后提高锁具的安全系数，增加光敏二极管数量提供了基础。第二，我们在设计时，考虑到普通锁具的一个缺点，就是当普通锁具对应的钥匙被遗失时，这把锁具基本就不再能被使用了，需要更换新的锁具。针对这一问题，我们在设计时加入了一个开关K，使得我们的锁具可以对应2把钥匙，但在同种情况下只有一种可以打开。这样，即使钥匙遗失了，只要按下开关，立刻就可以使用另一把钥匙，无需更换锁具。开关K控制着74138的C口，当开关打开时，C口相当于输入低平信号，则只有4号口可能有输出，对应一把钥匙。当开关合上时，C口相当于输入高平信号，则只有3号口可能输出，对应另把钥匙。这样在一个锁里就存在两套锁具(依此类推，我们增加开关的数量，就可以对应任意多把不同的钥匙)。74138的输出信号最后通过差放电路，将电压放大，驱动电磁铁的收缩，控制锁具。

Claims (6)

1.一种光学棱镜组合锁，其特征在于，包括一个光源(1)、光学棱镜(2)、光敏二极管组(3)、数字控制电路(4)和电磁铁(5)，光敏二极管组(3)将由光源(1)经过光学棱镜(2)准直后得到的光信号转为电信号输入进数字控制电路(4)，控制电磁铁(5)的弹出或收回，起到开门和关门的作用。

2.根据权利要求1所述的光学棱镜组合锁，其特征在于所述一个光源(1)位于光学棱镜(2)的焦点位置，光源(1)发出光线后，通过光学棱镜(2)，经准直后，光线均水平发射出去。

3.根据权利要求1所述的光学棱镜组合锁，其特征在于，所述光学棱镜(2)的焦距为3-5厘米，厚度不超过1厘米，可以为圆形或方形。

4.根据权利要求1所述的光学棱镜组合锁，其特征在于，所述光敏二极管组(3)由任意个数的光敏二极管组成，光源(1)通过光学棱镜(2)准直后得到的光信号可使任意光敏二极管导通，形成相应任意组合的唯一确定的电信号。

5.根据权利要求1所述的光学棱镜组合锁，其特征在于，所述数字控制电路(4)由若干与门(U1)、一个译码芯片(U2)和一个差放电路组成。

6.根据权利要求5所述光学棱镜组合锁，其特征在于，所述的译码芯片(U2)有一个或多个控制输入口接开关(K)，每个开关(K)的开关两个状态对应两把钥匙。

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