TWI646245B - 光學式壓力密碼鎖 - Google Patents

Abstract

一種光學式壓力密碼鎖，包含有：一鎖本體、一光學鎖單元以及一壓力密碼鎖單元。該光學鎖單元具有一光模組、一物體、一影像擷取單元，以及一光學鑰匙。藉由該光學鑰匙改變由該物體反射至該影像擷取單元的光線的相位，以取得一解鎖像以及一解鎖壓力與密碼組。該壓力密碼單元具有複數個壓力區與以設於該等壓力區後方的壓力感測器。每一次按壓壓力區時會取得對應之識別碼與壓力大小。當輸入的密碼與壓力與該解鎖壓力與密碼組一致時，即可打開鎖具。

Description

光學式壓力密碼鎖

本發明係關於一種鎖具有關，特別是關於一種光學式壓力密碼鎖。

隨著經濟發展的進步，治安與個人隱私受到越來越多的重視，鎖具因此成為保護自己人生與財產安全的第一道防線。目前市面上一般現有的鎖具，都是在門窗板或裝置上設有一鎖座再搭配一把鑰匙來使用，然而，一般鑰匙的安全性低，在加上鎖具行林立，一旦鑰匙遺失或被竊取之後，只需要簡單的技術就能複製，輕易達到解鎖的目的。

安全性稍高一點的密碼鎖也被大眾廣泛的使用，密碼鎖雖然可以不用搭配鑰匙來使用，但一般人在日常生活中要牢記的密碼都不在少數，時間一久就有可能會遺忘或記錯組數字，也因為沒有搭配鑰匙所以根本無法以備份鑰匙來開鎖。

工業的進步、高科技的發達造就另一個領域的鎖匙裝置如：虹膜偵測、人臉辨識或者是指紋辨識系統。透過每個人身上獨有的特徵作為解鎖的鑰匙，大大的提高安全性與防盜能力，但是目前技術仍不夠成熟，晶片或軟體的出錯事件時有耳聞，智慧的防盜保護裝置也可能因短時間輸入錯誤的次數太多而無法解鎖，諸如此類的問題反而對使用者造成極大的困擾。

本發明的主要發明目的在於提供一種光學式壓力密碼鎖，其具有較佳的安全性。

為達上述的目的與功效，本發明揭示的光學式壓力密碼鎖，包含有：一鎖本體，具有一殼體，其上設置有一鑰匙孔，以及一鎖具；一光學鎖單元，具有一光模組、一物體、一影像擷取模組設置於該殼體中，以及一光學鑰匙；該光模組發射一光線至該物體，並為該物體所穿透；該影像擷取器擷取該物體的成像；該光學鑰匙具有一光學元件，用以改變通過該光學元件的相位；該光學鑰匙插入該鎖本體的鑰匙孔中，使該光學元件位於該物體與該影像擷取器之間；一壓力密碼鎖，具有一面板以及一壓力感測單元；該面板設置於該殼體20上並具有複數個按鍵區；該壓力感測單元具有複數個壓力感測器分別設置於該等按鍵區的後方，偵測該等按鍵區所受壓力的大小，以及一壓力指示器，用以顯示該等壓力感測器所偵測到的壓力大小；一控制單元，電性連接至該影像擷取器、該壓力感測單元的該等壓力感測器與該壓力指示器，以及該鎖具；該控制單元具有一儲存元件，其中儲存有至少一個對照像以及對應該對照像的一個解鎖壓力與密碼組；其中，該解鎖壓力與密碼組包括複數個具有順序的識別碼與對應該識別碼的識別壓力的組合；以及一電源，提供該光模組、該影像擷取模組、該壓力感測單元，以及該控制單元所需的電力。

當該光學鑰匙插入該鑰匙孔中後，該影像擷取單元擷取到一個解鎖像，並傳送至該控制單元；該控制單元比對該解鎖像與該儲存元件中的對照像；如一致，則取得對應於該對照像的該解鎖壓力與密碼組；一使用者以預定壓力依序按壓該等按鍵區，使其後方的壓力感測器偵測壓力大小，並將對應於該感測器的識別碼與所偵測到的壓力大小傳送至該控制單元，並與該解鎖壓力與密碼組比對；當二者為一致時，該控制單元控制該鎖具解鎖。

以下即依本發明的目的、結構組態及使用功效，茲舉出較佳實施例，並配合圖式詳細說明。

10‧‧‧鎖本體

12‧‧‧光學鎖單元

14‧‧‧控制單元

16‧‧‧壓力密碼鎖單元

18‧‧‧電源

20‧‧‧殼體

22‧‧‧鑰匙孔

24‧‧‧防呆部

26‧‧‧鎖具

28‧‧‧光模組

30‧‧‧光傳遞模組

32‧‧‧物體

34‧‧‧影像擷取模組

36‧‧‧光學鑰匙

38‧‧‧濾波器

40‧‧‧反射鏡

42‧‧‧載體

44‧‧‧第一光學元件

46‧‧‧第二光學元件

47‧‧‧握持部

48‧‧‧儲存元件

49‧‧‧防呆部

50‧‧‧面板

52‧‧‧壓力感測單元

54‧‧‧按鍵區

56‧‧‧壓力感測器

58‧‧‧壓力指示器

60‧‧‧紅色LED燈

62‧‧‧藍色LED燈

第1圖係本發明一較佳實施例的方塊圖。

第2圖係本發明一較佳實施例的外觀圖。

第3圖係本發明一較佳實施例的光學鎖單元的示意圖。

第4圖係本發明一較佳實施例的壓力密碼鎖單元的示意圖。

第5圖係本發明一較佳實施例的示意圖，顯示經光學鑰匙之成像狀況。

第6圖係本發明一較佳實施例的結構示意圖，顯示光學鑰匙之光學元件旋轉一角度後之成像狀況。

請參閱第1圖，本發明一較佳實施例所提供之光學式壓力密碼鎖主要包括有一鎖本體10、一光學鎖單元12、一控制單元14、一壓力密碼鎖單元16，以及一電源18。

請參閱第2圖所示，該鎖本體10具有一殼體20，其上設置有一鑰匙孔22。該鑰匙孔22具有一防呆部24。在該殼體20中設有一鎖具26，供鎖定一門(圖未示)。

請參閱第3圖所示，該光學鎖單元12具有一光模組28、一光傳遞模組30、一物體32、一影像擷取模組34，以及一光學鑰匙36。在本實施例中，該光模組28為雷射光發射器，用以產生一具有預定波長的雷射光線。該光傳遞模組30的作用在於將該光模組28所提供的雷射光線傳遞至該物體32。在本實施例中，該 光傳遞模組30包括一濾波器38以及一反射鏡40。該光模組28所提供的雷射光線首先通過該濾波器38，使其具有特定範圍的波長，然後經由該反射鏡40穿透後射向該物體32。之後，該雷射光線會被該物體32反射而射向該影像擷取模組34。

在本實施例中，該物體32可為一立體物品、相片、文字或是全像底片等。該影像擷取模組34可為一感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是一互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)。

該電源18電性連接至該控制單元14，而該控制單元14則電性連接該光模組28以及該影像擷取模組34，以提供該光模組28與該影像擷取模組34所需的電力，並控制該光模組28產生該雷射光線的時機。該控制單元14具有一儲存元件48，其中儲存有至少一個對照像，以及對應於該對照像的一個解鎖壓力與密碼組。

該光學鑰匙36具有一載體42、一第一光學元件44與一第二光學元件46連接於該載體42的兩側，以及一握持部47，設於該載體42的一端。該載體42為一透明鏡片，其截面形狀對應於該殼體20的鑰匙孔22，但略小於該鑰匙孔22。該握持部47供使用者握住該光學鑰匙36。該載體42具有一防呆部49，該防呆部49與該鑰匙孔22的防呆部24呈凹凸配合之對應狀態，使該光學鑰匙36只能由一個方向與角度插入該鑰匙孔22中。該鑰匙孔22位於該物體32與該影像擷取模組34之間，當該光學鑰匙36插入後，該載體42以及該第一與該第二光學元件44,46、位於該物體32與該影像擷取模組34之間，使經該物體32反射後的該物光會依序通過該第一光學元件44、該載體42，以及該第二光學元件46。該第一與該第二光學元件44,46、可改變通過之光線的相位。在本實施例中，該第一與該第二光學元件44,46、設有特定的微結構，或是其中摻雜有特定物質。

在一實施例中，僅在該載體的一側面設置一光學元件。在另一實施例中，光學元件是埋設於該載體42中。

使用前，將該光學鑰匙36插入該鑰匙孔22中，並啟動該光模組28產生光線，經由該光傳遞模組30，照射該物體32。被該物體32反射的光線會通過該光學鑰匙36，以被該第一與該第二光學元件44、46改變其相位，最後在該影像擷取模組34產生一解鎖像。

該影像擷取模組34將其所擷取到的解鎖像傳送至該控制單元14，該控制單元14則讀取該儲存元件48中預存的對照像，以與該解鎖像進行比對。如比對的結果為該解鎖像與該對照像為一致，則取得對應於該對照像的解鎖壓力與密碼組。每一解鎖壓力與密碼組包括複數個具有順序的識別碼與對應該識別碼的識別壓力的組合。

請參閱第4圖所示，該壓力密碼鎖單元16，包含有一面板50以及一壓力感測單元52。該面板50設置於該殼體20上，具有複數個按鍵區54。在本實施例中，該等按鍵區54共有12個，其上分別標示有數字0-9以及#與＊，以3×4矩陣方式排列。該壓力感測單元52具有複數個壓力感測器56，分別設置於該等按鍵區54的後方，以偵測該等按鍵區54所受壓力的大小。在本實施例中，該等壓力感測器56為陶瓷壓力感測器。當按下某一按鍵區54後，對應之壓力感測器56即會產生一特定的識別碼。該壓力感測單元52更具有一壓力指示器58，顯示該等壓力感測器56所偵測到的壓力大小。在本實施例中，該壓力指示器58具有二個可發出不同色光的LED燈60,62，例如：紅色與藍色。當某一壓力感測器56所偵測到的壓力小於一預定壓力值時，下稱第一識別壓力，紅色LED燈60亮；當壓力感測器56所偵測到的壓力大於該預定壓力值時，下稱第二識別壓力，藍色 LED燈62亮。該等壓力感測器56與該壓力指示器58均電性連接至該控制單元14，並由該電源18提供其所需之電力。

在另一實施例中，該壓力指示器具有一喇叭(圖未示)，可發出不同頻率或音量大小的聲音，以通知使用者所施壓力的大小。

當使用者依序且以不同的力量按下該面板50上的按鍵區54時，即會產生一壓力與密碼組，並傳送至該控制單元14。此時，比對該光學鎖單元12所產生之解鎖壓力與密碼組與該壓力密碼鎖單元16所輸入之壓力與密碼組；如該壓力與密碼組與自該儲存元件48所取得的該解鎖壓力與密碼組相同，則該控制單元14解鎖該鎖具26；如為不同，該控制單元14則保持該鎖具26為鎖定的狀態。

舉例而言，該儲存元件48中所儲存之對照像為一個玩偶，該解鎖壓力與密碼組為1+第一識別壓力、2+第一識別壓力、3+第二識別壓力，以及4+第一識別壓力。則當插入的光學鑰匙36能在該影像擷取模組34上成像一個相同的玩偶，而且使用者也在該面板50上依序鍵入1並加壓至紅色LED亮、2並加壓至紅色LED亮、3並加壓至藍色LED亮，以及4並加壓至紅色LED亮。如此即可達成解鎖該鎖具26單元的效果。

在此要特別提出說明的是：無論是先插入正確的光學鑰匙再輸入正確的壓力與密碼組，還是先輸入正確的壓力與密碼組再插正確的光學鑰匙，均可達到解鎖該鎖具26的作用。相反的，只要光學鎖、壓力、密碼，任一不正確時，即無法打開該鎖具26。

本發明的優點在於：

1.由於解鎖的關鍵在於該光學鑰匙上的該第一與該第二光學元件、的光學特性，而該光學特性是無法由肉眼或是光學儀器來讀取並複製。因此，即使該光學鑰匙被第三人取得，他/她完全無法複製。

2.根據發明人的實驗結果，當轉動該第一或該第二光學元件、一角度後，其所產生的光學特性亦產生變化。第5圖顯示為通過該鎖匙單元後，該影像擷取模組所擷取到的影像；第6圖則是旋轉該第二光學元件一角度後，該影像擷取模組所擷取到的影像。在此特點下，製造者僅需製造相同的光學元件，然後以不同的角度設置在該載體上，即可產生不同的該光學鑰匙。如此可大幅降低製造成本。

3.將該第一光學元件與該第二光學元件對調，或是僅設置一個光學元件，或是設置三個或更多光學元件，均可產生不同的成像結果。

4.如果該光學鑰匙遺失時，僅需將該儲存單元中對應之對照像刪除，即可避免第三人取得該光學鑰匙後打開該光學鎖。

5.密碼再加上壓力，可產生比一般密碼鎖多上非常多倍的組合，大幅提高安全性。

6.實施例中僅提出兩種識別壓力的應用，然技術領域具有通常知識者，可輕易將其擴張籌3個、4個，或更多的識別壓力的應用。

以上乃本發明之較佳實施例及設計圖式，惟較佳實施例以及設計圖式僅是舉例說明，並非用於限制本發明技藝之權利範圍，凡以均等之技藝手段、或為下述「申請專利範圍」內容所涵蓋之權利範圍而實施者，均不脫離本發明之範疇而為申請人之權利範圍。

Claims (9)

1. 一種光學式壓力密碼鎖，包含有：一鎖本體，具有一殼體，其上設置有一鑰匙孔，以及一鎖具；一光學鎖單元，具有一光模組、一物體、一影像擷取模組設置於該殼體中，以及一光學鑰匙；該光模組發射一光線至該物體，並為該物體所穿透；該影像擷取器擷取該物體的成像；該光學鑰匙具有一光學元件，用以改變通過該光學元件的相位；該光學鑰匙插入該鎖本體的鑰匙孔中，使該光學元件位於該物體與該影像擷取器之間；一壓力密碼鎖，具有一面板以及一壓力感測單元；該面板設置於該殼體上並具有複數個按鍵區；該壓力感測單元具有複數個壓力感測器分別設置於該等按鍵區的後方，偵測該等按鍵區所受壓力的大小，以及一壓力指示器，用以顯示該等壓力感測器所偵測到的壓力大小；一控制單元，電性連接至該影像擷取器、該壓力感測單元的該等壓力感測器與該壓力指示器，以及該鎖具；該控制單元具有一儲存元件，其中儲存有至少一個對照像以及對應該對照像的一個解鎖壓力與密碼組；其中，該解鎖壓力與密碼組包括複數個具有順序的識別碼與對應該識別碼的識別壓力的組合；以及一電源，提供該光模組、該影像擷取模組、該壓力感測單元，以及該控制單元所需的電力；其中該光學元件設有特定的微結構，或是其中摻雜有特定物質；其中該物體選自下列族群之至少一者：立體物品、相片、文字，以及全像底片；當該光學鑰匙插入該鑰匙孔中後，該影像擷取單元擷取到一個解鎖像，並傳送至該控制單元；該控制單元比對該解鎖像與該儲存元件中的對照像；如一致，則取得對應於該對照像的該解鎖壓力與密碼組；一使用者以預定壓力依序按壓該等按鍵區，使其後方的壓力感測器偵測壓力大小，並將對應於該感測器的識別碼與所偵測到的壓力大小傳送至該控制單元，並與該解鎖壓力與密碼組比對；當二者為一致時，該控制單元控制該鎖具解鎖。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該光學鎖更包含有一光傳遞模組，包括一濾波器以及至少一反射鏡，將該光模組所提供的光線傳遞至該物體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該光學鑰匙具有一載體以及至少一光學元件設於該載體；該光學元件改變通過之光線的相位。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該鑰匙孔具有一防呆部，該載體具有一防呆部，與該鑰匙孔的防呆部對應，使該光學鑰匙只能由一個方向與角度插入該鑰匙孔中。
5. 如申請專利範圍第3項所述之光學式壓力密碼鎖，其中光學鑰匙更具有一握持部，連接於該載體之一端。
6. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該影像擷取模組為一感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是一互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)。
7. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該壓力感測單元之壓力感測器為陶瓷壓力感測器。
8. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該壓力指示器具有二個可發出不同色光的燈，當某一壓力感測器所偵測到的壓力小於一預定壓力值時，該二燈之其中一者亮；當壓力感測器所偵測到的壓力大於該預定壓力值時，該二燈的另一者亮。
9. 如申請專利範圍第1項所述之光學式壓力密碼鎖，其中該壓力指示器具有一喇叭，可發出不同頻率或音量大小的聲音，以通知使用者所施壓力的大小。