TWI458883B - Sensitive locks - Google Patents

Description

感光式鎖具

本發明是有關於一種鎖具，特別是指一種感光式鎖具。

一般鎖具的鑰匙與鎖頭是以機械構造相配合，利用突點、凹槽、卡榫、彈性件等結構的配合設計，達到開鎖或關鎖之目的。但由於鎖具的機械結構複雜，長期使用之後容易產生磨損，此外使用上需要攜帶體型各異的鑰匙，其體積與重量皆不利於攜帶，不僅相當麻煩，金屬材質的鑰匙之邊緣相當鋒利，容易因不慎使用而受傷。更重要的是，一旦遺失則極易被外人複製，故其安全性較低。

因此後來發展出以磁力作用達到開關功能的磁控鎖，例如台灣專利第M321054號專利案，即利用具有相同極性的一磁力鑰匙與一凸銷的配合，達到開鎖之目的，但由於該專利案的鑰匙為磁鐵設計，長期使用之後會有磁力衰退的問題，導致磁力小於其裝置內部的彈簧彈力而無法開啟。除此之外，該鑰匙只具有單一組的磁極配置，即一組S極與N極的搭配，該鎖頭也是對應的設計，因此鎖頭的磁性容易被第三者測出而複製、破解與盜拷，故防盜效果與安全性仍不佳。

因此，對於各種不同物件、不同的應用場合而言，有非常多種不同的鎖具設計，而本案發明人主要是研發一種創新結構、密碼之位元數較多以及光感測等特點的感光式 鎖具，藉此解決現有產品的不便性並提高安全性與防盜性，以提供消費大眾更多的使用選擇。

因此，本發明之目的，即在提供一種結構創新、不易被複製與破解而安全性優異，並且攜帶方便而便利性佳的感光式鎖具。

於是，本發明感光式鎖具，包含：一個鎖頭、一個液晶鑰匙，以及一個偏光板單元。

該鎖頭包括一個具有一個插孔的殼座、一個安裝於該殼座內的光源單元、一個安裝於該殼座內且用於感測光線的感應單元、一個與該殼座結合安裝且可在一閉鎖位置與一開鎖位置之間轉換的卡榫單元，以及一個安裝於該殼座內且可驅動該感應單元與該卡榫單元的控制單元。該液晶鑰匙包括一個可抽離地插置於該殼座之插孔內且位於該光源單元與該感應單元之間的液晶單元，該液晶單元具有至少一個第一透光區，以及至少一個第二透光區。

該偏光板單元包括一個位於該光源單元與該液晶單元之間的第一偏光板，以及一個位於該感應單元與該液晶單元之間且供該第二透光區投射而來的光線通過的第二偏光板。該液晶單元插置於該插孔內時，該感應單元感測由該第二偏光板投射而來的光線並將一感應資訊輸給該控制單元，若該感應資訊正確則驅動該卡榫單元由該閉鎖位置轉換至該開鎖位置。

本發明之有益功效在於：使用該液晶單元作成的該液 晶鑰匙不僅結構創新，該液晶鑰匙的厚度較輕薄而方便攜帶且便利性佳，亦可避免一般金屬鑰匙鋒利的邊緣所造成的傷害。此外，該液晶鑰匙必須要通電才能作動，且在未通電時便無法由該液晶鑰匙的外觀得知資訊，所以即便遺失也不容易複製與破解，因而能大幅提升保密功能，故安全性相當優異。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1、2、3、4，本發明感光式鎖具之第一較佳實施例適合安裝於一個物件91上，該物件91可以為門板的形式，並藉由該感光式鎖具將該物件91鎖扣於一個門框92上。此外，該物件91還可以為車輛或其他機具的形式，而該感光式鎖具可用於啟動或關閉該車輛的引擎，不再舉例。而該感光式鎖具包含一個安裝於該物件91上的鎖頭1、一個液晶鑰匙2，以及一個偏光板單元3。

本實施例的鎖頭1包括一個固定地安裝於該物件91上且具有一個插孔111的中空的殼座11、一個安裝於該殼座11內的光源單元12、一個安裝於該殼座11內且用於感測光線的感應單元13、一個與該殼座11結合安裝的卡榫單元14、一個安裝於該殼座11內的控制單元16，以及一個電連接 該控制單元16而提供電能的電源單元15。該控制單元16可驅動該光源單元12、該感應單元13與該卡榫單元14。其中，該殼座11如何安裝於該物件91上非本發明改良之重點，不再說明。

該光源單元12具有數個可被該控制單元16驅動而發出光線的發光件121，而本實施例的該等發光件121為白光發光二極體(LED)的形式，並具有使用壽命較長、發光效率較高、體積較小且節省能源等優點。然而在實施上，該等發光件121亦可為其他色光的發光二極體、螢光燈或省電燈泡，故不以本實施例所揭露的形式為限。

該感應單元13具有數個分別可被該控制單元16驅動而感測光線並輸出一個感光訊號的感光件131，圖中該等感光件131的數量是舉四個為例，但不限於此。本實施例的每一個感光件131皆為光敏感測件，且當每一個感光件131感測到光線時輸出的感光訊號為0，當每一個感光件131未感測到光線時輸出的感光訊號為1。

進一步說明的是，該等感光件131所輸出的感光訊號可依序排列組成一個感應資訊，例如1001、0101等。其中，該感應資訊中的任一個感光訊號即為一個位元，而該感應資訊內的位元數量乃根據該等感光件131的數量做增減，在實施上依據需求而定，在此不需限制。

該卡榫單元14具有一個可被該控制單元16驅動而在一個如圖1的閉鎖位置與一個如圖2的開鎖位置之間轉換的卡榫141。當該卡榫141未被該控制單元16驅動時是局 部穿出該殼座11之外，而該卡榫單元14即位於該閉鎖位置。當該卡榫141被該控制單元16驅動時，該卡榫141便向內移動而整體容置於該殼座11之內，即該卡榫單元14便由該閉鎖位置轉換至該開鎖位置。

在實施上，該卡榫單元14可透過電磁效應進行作動。即該卡榫141由導磁材料製成，而該卡榫單元14可以還具有一個磁性件(圖未示)、一個可被該控制單元16驅動而磁化該卡榫141的線圈(圖未示)，以及一個頂撐於該磁性件與該卡榫141之間且恆使該卡榫141朝該閉鎖位置移動的彈性件(圖未示)。

因此，該線圈未被該控制單元16驅動而磁化該卡榫141時，該卡榫141會受到該彈性件的頂推而朝遠離該磁性件方向向外移動，故該卡榫141是局部穿出該殼座11之外，而該卡榫單元14則位於該閉鎖位置。又當該線圈被該控制單元16驅動而磁化該卡榫141時，使該卡榫141具有磁性而能克服該彈性件的頂撐力並朝該磁性件方向向內移動，故該卡榫141整體將容置於該殼座11之內，而該卡榫單元14則位於該開鎖位置。

當然，在實施上也可以透過其他機械傳動或其他方式，使該卡榫141在該閉鎖位置與該開鎖位置之間轉換，因而不限於本實施例之舉例。由於該磁性件、該線圈與該彈性件之間的具體結構、前述構件如何安裝於該殼座11內，以及該控制單元16如何驅動該線圈以磁化該卡榫141皆非本發明改良的重點，不再一一說明。

該電源單元15具有一個將光能轉換成電能的太陽能板151，以及一個電連接該控制單元16且儲存該太陽能板151傳遞而來的電能的蓄電池152。需要說明的是，本實施例使用該太陽能板151以提供電能，因而較為環保而達到節能減碳的效果，同時配合該蓄電池152儲存電能，即便天候不佳仍能輸出穩定的電能給該控制單元16。不過在實施上，也可以透過插頭等電源輸入件與該控制單元16電連接以輸送市電，故不以本實施例所揭露的形式為限。

該控制單元16包括一個內電連件161，以及一個電連接該內電連件161與該蓄電池152並可驅動該光源單元12、該感應單元13與該卡榫單元14的微處理器162。其中，該微處理器162可接收該感應單元13所輸入的感應資訊而進行比對，進而控制該卡榫單元14在該閉鎖位置與該開鎖位置之間轉換，但因為該微處理器162如何能判斷該感應資訊以控制該卡榫單元14，以及該內電連件161、該光源單元12、該感應單元13、該卡榫單元14與該微處理器162之間的電路設計皆非本發明改良的重點，不再說明，而圖中也僅為簡單示意。

本實施例的液晶鑰匙2包括一個安裝座21、一個外電連件22，以及一個結合安裝該安裝座21與該外電連件22的液晶單元23。

該外電連件22電連接該液晶單元23且可拆離地電連接該控制單元16的內電連件161，並將該電源單元15的電力輸給該液晶單元23。在實施上，該內電連件161與該外 電連件22為公接頭與母接頭的形式，由於公接頭與母接頭的種類繁多，可依需求做選擇搭配，在此不需特別限制亦不作舉例。

該液晶單元23與該安裝座21結合安裝，並可抽離地插置於該殼座11之插孔111內而位於該光源單元12與該感應單元13之間。該液晶單元23具有兩個間隔設置且分別電連接該外電連件22的透光導電基板231、數個彼此間隔地設置於該等透光導電基板231之間並與該等透光導電基板231共同界定出數個容裝空間236的間隔條232，以及數個分別填充於該等容裝空間236內的液晶層233。

該液晶單元23的其中一個透光導電基板231具有一個朝向該光源單元12而供光線射入的入光面237，而該液晶單元23的另一個透光導電基板231具有一個朝向該感應單元13而供光線射出的出光面238。

該等透光導電基板231、該等間隔條232與該等液晶層233組合成該液晶單元23之後，該等透光導電基板231可以接受由該外電連件22所輸入的電能，對該等液晶層233施予電壓以控制該等液晶層233改變入射光線的偏振方向。

也就是說，透過該等透光導電基板231施予其中幾個該等液晶層233電壓而改變光線偏振方向，同時不施加電壓給另外幾個該等液晶層233而不改變入射光線的偏振方向。因而使該液晶單元23具有數個不改變入射光線的偏振方向而讓光線射出的第一透光區234，以及數個改變光線偏 振方向而讓光線射出的第二透光區235，並且該等第一透光區234與該等第二透光區235分別對應該等感光件131。

在實施上，每一個透光導電基板231是由一塊無鈉玻璃與數條金屬光柵組合而成，但由於該等透光導電基板231如何電連接該外電連件22，以及該等透光導電基板231如何被驅動而控制該等液晶層233改變入射光線的偏振方向，進而形成該等第一透光區234與該等第二透光區235皆非本發明改良之重點，不再說明，圖中該等透光導電基板231也僅以單一層體簡單示意。

需要說明的是，在本實施例中，該等第一透光區234與該等第二透光區235的數量分別為兩個，並且必須在該等透光導電基板231通電後該液晶單元23才會形成該等第一透光區234與該等第二透光區235，但為了方便說明，在圖1中以假想線示意該等第一透光區234與該等第二透光區235。

每一個第一透光區234與每一個第二透光區235都對應其中一個感光件131。由於該液晶單元23只要具有一個第一透光區234與一個第二透光區235即可達成本發明改良之目的，因此在實施上，該等第一透光區234與該等第二透光區235的數量不以多個為限，並且該等第一透光區234與該等第二透光區235數量與排列方式乃根據編碼設定做調整，在此不需特別限制。

本實施例的偏光板單元3包括一個位於該光源單元12與該液晶單元23之間的第一偏光板31，以及一個位於該感 應單元13與該液晶單元23之間的第二偏光板32。該第一偏光板31設置於該液晶單元23的入光面237上，並只供該等發光件121投射而來的光線中平行一個第一方向偏振的光線通過而射入該入光面237，該第二偏光板32設置於該液晶單元23的出光面238上，並供平行一個第二方向的偏振光線通過而朝該感應單元13投射，其中，該第一方向與該第二方向垂直。

在一般狀況下，該卡榫141是如圖1所示地局部穿出該殼座11之外，即該卡榫單元14是位於該閉鎖位置。使用時，可以握持該液晶鑰匙2的安裝座21，並將該液晶單元23對準插入該殼座11的插孔111。當該液晶鑰匙2的外電連件22與該鎖頭1的控制單元16的內電連件161電連接時，該控制單元16的微處理器162會啟動該光源單元12，使該光源單元12朝該第一偏光板31投射光線，同時透過該外電連件22將該電源單元15的電力輸給該液晶單元23的透光導電基板231，進而使該液晶單元23區分成該等第一透光區234與該等第二透光區235。以本實施例為例，該等第一透光區234分別對應位於中間的兩個液晶層233，而該等第二透光區235分別對應位於外側的兩個液晶層233。

由於該第一偏光板31只供平行該第一方向偏振的光線通過而射入該入光面237，又因為該等第一透光區234不改變入射光線的偏振方向而讓光線直接朝該第二偏光板32射出。此時，由於該第二偏光板32只供平行該第二方向偏振的光線通過，因此通過該等第一透光區234的光線無法由 該第二偏光板32射出，而對應等第一透光區234的感光件131則因為沒有感測到光線而各別輸出的感光訊號為1。

在此同時，當通過該第一偏光板31的平行該第一方向偏振的光線射入該等第二透光區235時，光線的偏振方向由平行該第一偏振方向改變為平行該第二偏振方向，進而順利地通過該第二偏光板32，因此對應該等第二透光區235的感光件131感測到光線而各別輸出的感光訊號為0。

在本實施例中，由於該液晶單元23的第一透光區234與第二透光區235配合該第一偏光板31與該第二偏光板32而依序形成透光、不透光、不透光與透光四個部分，因此該感應單元13的四個感光件131分別對應前述四個部分而依序輸出的感光訊號組成該感應資訊為0110，並輸給該控制單元16進行判斷。

當該感應資訊不正確時，該卡榫單元14不會產生任何動作，仍位於該閉鎖位置，因而無法開啟該物件91。當該感應資訊正確，該控制單元16驅動該卡榫單元14的卡榫141向內移動，而該卡榫單元14便由如圖1所示的該閉鎖位置轉換至由如圖2所示的該開鎖位置，即可開啟該物件91。

接著，將該液晶鑰匙2抽離該插孔111而使該外電連件22不與該控制單元16的內電連件161電連接時，該控制單元16的微處理器162會關閉該光源單元12與該感應單元13以節省能源，同時驅動該卡榫141向外移動而局部穿出該殼座11之外以將該物件91鎖扣於該門框92上，因此該 卡榫單元14便由該開鎖位置轉換至該閉鎖位置。

由以上說明可知，本實施例使用該液晶單元23作成的該液晶鑰匙2不僅結構創新，相較於一般金屬材質的鑰匙，本實施例的液晶鑰匙2厚度較輕薄而方便攜帶且便利性佳，又因為該液晶鑰匙2其外形可以設計成各種樣式，甚至可捲曲，亦可避免一般金屬鑰匙鋒利的邊緣所造成的傷害。

此外，由於一般鑰匙僅需數分鐘便可複製完成，而本實施例之液晶鑰匙2必須要通電才能作動，且在未通電時便無法由該液晶鑰匙2的外觀得知資訊，所以即便遺失也不容易複製與破解。更重要的是，若是施加不正確的電壓更可能破壞整片液晶鑰匙2，因而能大幅提升保密功能，故安全性相當優異。

參閱圖5，本發明感光式鎖具之第二較佳實施例大致與該第一較佳實施例相同，兩者之間的差別在於：本實施例的偏光板單元3設置的位置與該第一較佳實施例不同，即本實施例的第一偏光板31與第二偏光板32是彼此間隔且固定地安裝於該殼座11內，並且位於該光源單元12與該感應單元13之間。

而該液晶單元23可抽離地位於該第一偏光板31與該第二偏光板32之間，並且該液晶單元23的入光面237間隔地朝向該第一偏光板31且供通過該第一偏光板31的光線射入，而該液晶單元23的出光面238間隔地朝向該第二偏光板32且將光線投射至該第二偏光板32。

除了具有該第一較佳實施例的結構創新、保密性與安全性優異等優點之外，由於本實施例的液晶鑰匙2上沒有設置該第一偏光板31與該第二偏光板32，因此使得該液晶鑰匙2整體重量與體積可以更進一步地輕量化與精簡，故攜帶性與便利性更是優於該第一較佳實施例。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧鎖頭

11‧‧‧殼座

111‧‧‧插孔

12‧‧‧光源單元

121‧‧‧發光件

13‧‧‧感應單元

131‧‧‧感光件

14‧‧‧卡榫單元

141‧‧‧卡榫

15‧‧‧電源單元

151‧‧‧太陽能板

152‧‧‧蓄電池

16‧‧‧控制單元

161‧‧‧內電連件

162‧‧‧微處理器

2‧‧‧液晶鑰匙

21‧‧‧安裝座

22‧‧‧外電連件

23‧‧‧液晶單元

231‧‧‧透光導電基板

232‧‧‧間隔條

233‧‧‧液晶層

234‧‧‧第一透光區

235‧‧‧第二透光區

236‧‧‧容裝空間

237‧‧‧入光面

238‧‧‧出光面

3‧‧‧偏光板單元

31‧‧‧第一偏光板

32‧‧‧第二偏光板

91‧‧‧物件

92‧‧‧門框

圖1是一立體示意圖，說明本發明感光式鎖具之一第一較佳實施例之一鎖頭及一液晶鑰匙的關係，其中，該鎖頭安裝於一物件上，且該鎖頭之一卡榫單元位於一閉鎖位置而將該物件鎖扣於一門框上；圖2是一類似圖1的示意圖，說明該液晶鑰匙插置於該鎖頭上，且該鎖頭之卡榫單元位於一開鎖位置而未將該物件扣鎖於該門框；圖3是該第一較佳實施例之一功能方塊圖；圖4是該液晶鑰匙插置於該鎖頭上之一未完整的俯視剖視示意圖；及圖5是一未完整的俯視剖視示意圖，說明本發明感光式鎖具之一第二較佳實施例之一鎖頭及一液晶鑰匙的關係。

1‧‧‧鎖頭

11‧‧‧殼座

111‧‧‧插孔

14‧‧‧卡榫單元

141‧‧‧卡榫

15‧‧‧電源單元

151‧‧‧太陽能板

2‧‧‧液晶鑰匙

21‧‧‧安裝座

22‧‧‧外電連件

23‧‧‧液晶單元

234‧‧‧第一透光區

235‧‧‧第二透光區

3‧‧‧偏光板單元

31‧‧‧第一偏光板

32‧‧‧第二偏光板

91‧‧‧物件

92‧‧‧門框

Claims (10)

1. 一種感光式鎖具，包含：一鎖頭，包括一個具有一個插孔的殼座、一個安裝於該殼座內的光源單元、一個安裝於該殼座內且用於感測光線的感應單元、一個與該殼座結合安裝且可在一閉鎖位置與一開鎖位置之間轉換的卡榫單元、一個安裝於該殼座內且可驅動該感應單元與該卡榫單元的控制單元，以及一個電連接該控制單元而提供電能的電源單元；一液晶鑰匙，包括一個可抽離地插置於該殼座之插孔內且位於該光源單元與該感應單元之間的液晶單元，以及一個電連接該液晶單元且可拆離地電連接該控制單元的外電連件，該液晶單元具有至少一個第一透光區，以及至少一個第二透光區；及一偏光板單元，包括一個位於該光源單元與該液晶單元之間的第一偏光板，以及一個位於該感應單元與該液晶單元之間且供該第二透光區投射而來的光線通過的第二偏光板，該液晶單元插置於該插孔內時，該光源單元會被該控制單元驅動而發光，而該外電連件將該電源單元的電力輸給該液晶單元以驅動該第二透光區改變通過的光線的偏振方向，同時該感應單元會被該控制單元驅動而感測由該第二偏光板投射而來的光線並將一感應資訊輸給該控制單元，若該感應資訊正確則驅動該卡榫單元由該閉鎖位置轉換至該開鎖位置。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之感光式鎖具，其中，該卡榫單元具有一個可被該控制單元驅動而在該閉鎖位置與該開鎖位置之間轉換的卡榫，當該卡榫未被該控制單元驅動時該卡榫局部穿出該殼座之外，而該卡榫單元則位於該閉鎖位置，當該卡榫被該控制單元驅動時該卡榫向內移動而整體容置於該殼座內，而該卡榫單元便由該閉鎖位置轉換至該開鎖位置。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之感光式鎖具，其中，該液晶鑰匙的液晶單元具有數個不改變入射光線的偏振方向而讓光線射出的第一透光區，以及數個改變入射光線的偏振方向而讓光線射出的第二透光區。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之感光式鎖具，其中，該控制單元包括一個內電連件，以及一個電連接該內電連件與該電源單元並可驅動該光源單元、該感應單元與該卡榫單元的微處理器。
5. 依據申請專利範圍第4項所述之感光式鎖具，其中，該液晶鑰匙還包括一個與該液晶單元結合安裝的安裝座，該液晶鑰匙的外電連件可拆離地電連接該控制單元的內電連件。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之感光式鎖具，其中，該液晶單元具有兩個間隔設置且分別電連接該外電連件的透光導電基板、數個彼此間隔地設置於該等透光導電基板之間並與該等透光導電基板共同界定出數個容裝空間的間隔條，以及數個分別填充於該等容裝空間內的液晶 層。
7. 依據申請專利範圍第5項所述之感光式鎖具，其中，該電源單元具有一個太陽能板，以及一個儲存該太陽能板傳遞而來的電能且電連接該控制單元的蓄電池。
8. 依據申請專利範圍第3項所述之感光式鎖具，其中，該感應單元具有數個分別對應該等第一透光區與該等第二透光區的感光件，每一個感光件都可被該控制單元驅動而感測光線並輸出一個感光訊號，而該等感光件所輸出的感光訊號可依序排列組成該感應資訊。
9. 依據申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之感光式鎖具，其中，該液晶單元具有一個供該第一偏光板設置且供通過該第一偏光板的光線射入的入光面，以及一個供該第二偏光板設置且將光線投射至該第二偏光板的出光面。
10. 依據申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之感光式鎖具，其中，該第一偏光板與該第二偏光板間隔且固定地安裝於該殼座內並位於該光源單元與該感應單元之間，而該液晶單元可抽離地位於該第一偏光板與該第二偏光板之間，並具有一個供通過該第一偏光板的光線射入的入光面，以及一個將光線投射至該第二偏光板的出光面。