TWI654362B - 藉由隨機碼輸入使觸控表面使用及耗損均衡之電子鎖 - Google Patents

藉由隨機碼輸入使觸控表面使用及耗損均衡之電子鎖

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TWI654362B
TWI654362B TW104106418A TW104106418A TWI654362B TW I654362 B TWI654362 B TW I654362B TW 104106418 A TW104106418 A TW 104106418A TW 104106418 A TW104106418 A TW 104106418A TW I654362 B TWI654362 B TW I654362B
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Abstract

本發明揭示一種電子鎖，其需要使用者在輸入密碼之前完成一耗損均衡作用。該耗損均衡作用導致該使用者觸碰控觸控介面之可不相關聯於該密碼的一或多個部分，以分散該觸控介面的耗損。可基於偽隨機數產生器及/或藉由追蹤該觸控介面的使用來識別較少使用的區域，以判定該觸控介面之經選擇用於該等耗損均衡作用的此(等)區域。

Description

藉由隨機碼輸入使觸控表面使用及耗損均衡之電子鎖 相關申請案
此申請案主張2014年3月25日申請之標題為「ELECTRONIC LOCK HAVING USAGE AND WEAR LEVELING OF A TOUCH SURFACE THROUGH RANDOMIZED CODE ENTRY」之美國臨時申請案第61/970,127號之權利，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。
本發明大體上係關於電子鎖，且特定言之，係關於一種藉由隨機碼輸入使一觸控表面使用及耗損均衡之電子鎖。
電子鎖為人熟知。為解鎖特定類型之電子鎖，使用者必須使用一觸控表面將一有效密碼輸入至該鎖中。然而，在該觸控表面之延伸使用後，使用者之指尖上之油脂及污垢可留下污跡且導致最常使用之區域上之磨損。隨著此耗損增加，最常使用之該等區域變得可與較少使用之區域可見地區分。此產生一潛在安全風險，此係因為嘗試猜測密碼之一人現在僅需想出已經耗損之鍵之順序。因此，存在對於減少用於輸入一密碼之該觸控表面上之可見耗損區域之一電子鎖之一需求。
根據一態樣，本發明提供一種電子鎖，其需要使用者在輸入密碼之前完成一耗損均衡作用。該耗損均衡作用導致該使用者觸碰該觸控介面之可不相關聯於該密碼之部分以分散該觸控介面之耗損。舉例而言，該使用者可需要在輸入該密碼之前觸碰該觸控介面之多個區域。可基於偽隨機數產生器及/或藉由追蹤該觸控介面之使用以識別較少使用之區域來判定該觸控介面之選擇用於該等耗損均衡作用之此等區域。
在一些實施例中，在一耗損均衡互動開始時，可照明該介面之一單一區域。若該使用者觸碰此區域(具有一時間限制之可能性)，則照明將停止且將照明該介面之一第二區域(可相同於第一區域)。在觸碰該第二區域(或兩個以上區域)時，該耗損均衡互動將完成。
可預期其中該耗損均衡作用可基於觸碰所照明之一列或一行鍵之實施例。舉例而言，該鎖可照明該觸控介面之彼此呈一線之3個區域且使該使用者連續觸碰所有3個區域。在一些情況中，方向性並不重要，重要的僅係該使用者在該線之一端點處而非該中點處開始。通常，該使用者可在按壓間舉起其等之手指。
在另一實施例中，該耗損均衡作用可需要該使用者觸碰且按住一或多個鍵。舉例而言，該鎖可照明該觸控介面之「1」區域，使用者必須觸碰及按住該「1」區域直至整個觸控介面照明，此指示該耗損均衡作用完成。藉由另一實例，該鎖可照明該觸控介面之兩個相鄰區域且使用者必須觸碰且按住該兩個區域直至該整個觸控介面照明。
根據一進一步態樣，本發明提供一種均衡用於一電子鎖之一觸控表面上之耗損之方法。判定一電子鎖之一觸控介面之需經選擇以完成一耗損均衡作用之一或多個部分。在該觸控介面上視覺指示此等部分。在選擇該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該等區域後，存在已完成該耗損均衡作用之一視覺及/或可聽指示。在一些實 施例中，至少部分使用一偽隨機數產生器來判定一觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分。可預期其中至少部分使用該觸控介面之耗損使用來判定一觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分之實施例。
熟習此項技術者將在考量例示目前認為之實施本發明之最佳模式之圖解說明之實施例之以下詳細描述後變得明白本發明之額外特徵及優勢。
1‧‧‧內部底座
2‧‧‧外部底座
3‧‧‧安裝板
4‧‧‧配接器
5‧‧‧閂鎖總成
6‧‧‧鎖扣
7‧‧‧螺栓致動器機構
8‧‧‧螺栓
9‧‧‧電子電路
10‧‧‧手動旋轉件
11‧‧‧基板
12‧‧‧選用之子卡
13‧‧‧可移除蓋
14‧‧‧觸控介面
15‧‧‧纜線
16‧‧‧鑰匙致動器
400‧‧‧步驟
402‧‧‧步驟
404‧‧‧步驟
500‧‧‧步驟
502‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
506‧‧‧步驟
508‧‧‧步驟
510‧‧‧步驟
600‧‧‧步驟
602‧‧‧步驟
604‧‧‧步驟
606‧‧‧步驟
700‧‧‧步驟
702‧‧‧步驟
704‧‧‧步驟
706‧‧‧步驟
D‧‧‧門
EL‧‧‧電子鎖
K‧‧‧可移除鑰匙
圖1A係根據本發明之一實施例之一電子鎖之一側視圖，該電子鎖安裝於一門上且該門以假想線展示。
圖1B係自門之外部觀察之圖1A之電子鎖之一透視圖。
圖1C係自門之內部觀察之圖1A之電子鎖之一透視圖。
圖2係圖1A至圖1C之電子鎖之一分解圖。
圖3係移除上蓋及子卡之圖2之電子鎖之內部底座之一透視圖。
圖4係展示可使用一耗損均衡作用之一例示性方法之一流程圖。
圖5係根據一實施例之使用一耗損均衡作用之一例示性方法之一流程圖。
圖6係根據一實施例之使用一耗損均衡作用之一例示性方法之一流程圖。
圖7係根據一實施例之使用一耗損均衡作用之一例示性方法之一流程圖。
圖8A至圖8C展示具有基於例示性耗損均衡方法而照明之各種區域之一例示性觸控介面。
對應參考字符貫穿若干視圖指示對應零件。本文中提出之範例圖解說明本發明之一實施例，且此等範例不應被解釋為以任何方式限制本發明之範疇。
現在參考圖式且特定言之參考圖1A至圖1C及圖2，其中展示安裝於一門D上之根據本發明之一實施例之一電子鎖(EL)，且電子鎖包含一內部底座1、一外部底座2、一安裝板3、一配接器4、一閂鎖總成5及一鎖扣6。
如在圖2中展示，閂鎖總成5具有此項技術中熟知之一組態，且包含一螺栓致動器機構7及一螺栓8。安裝板3用於將電子鎖安裝至門D。配接器4用於將電子鎖配接至門D中之一特定孔開口。儘管出於實例之目的而展示一死栓，但本文中描述之耗損均衡亦可應用至具有一觸控介面之其他類型的鎖，包含電子槓桿。
亦參考圖3，內部底座1包含用於電子鎖之電子電路9且進一步包含一手動旋轉件10。手動旋轉件10係用於門D之內側上以操作閂鎖總成5之螺栓致動器機構7，且繼而延伸及回縮螺栓8(亦參見圖1C)。在此實例中，電子電路9包含一基板11及一選用之子卡12。在圖3中，提供一可移除蓋13以在蓋13處於已安裝位置中時覆蓋於基板11及子卡12上方。選用之子卡12係透過一所要無線通信協定(例如，Zigbee、Z-wave等等)與一外部裝置無線通信之一無線通信模組。
再者，參考圖2，外部底座2包含一觸控介面14(諸如一觸控螢幕或一觸控鍵盤)以用於接收一使用者輸入。一觸控螢幕與一觸控鍵盤之間的差異在於一觸控螢幕具有某種顯示器，通常但不限於一LCD；智慧型電話係一觸控螢幕之一主要實例。觸控鍵盤藉由照明一印刷表面之背側來顯示一靜態影像；一汽車之儀表板係此照明之一良好實例。觸控螢幕及觸控鍵盤皆能夠偵測使用者藉由接觸「按壓一按鈕」，而不需壓力或機械致動。本發明係關於可應用至觸控螢幕及觸控鍵盤兩者以用作觸控介面14的耗損均衡技術。
觸控介面14(例如，諸如)係藉由一纜線15電連接至電子電路9之 基板11。當藉由電子電路9辨識使用者經由觸控介面14輸入之一有效密碼時，一電馬達(未展示)經通電以回縮閂鎖總成5之螺栓8，因此允許門D(參見圖1B)自一閉合位置打開。替代性地，提供具有一可移除鑰匙K之一鑰匙致動器16，以自門D之外部手動操作閂鎖總成5。
然而，在經由觸控介面輸入一密碼之前，電子電路9經組態以起始一耗損均衡作用，如在下文中更詳細描述，其旨在將觸控介面14之使用分散於實質上整個觸控表面上方。如上文提及，使用者之指尖上之油脂及污垢可留下污跡且超時使用可導致觸控表面之最常使用之區域上之磨損及擦痕。隨著此耗損增加，最常使用之區域變得可與較少使用之區域可見地區分。此產生一潛在安全風險，此係因為嘗試猜測密碼之一人僅需想出對應於耗損區域之鍵之順序。
圖4展示可藉由電子電路9使用以使對應於使用者之密碼之區域與觸控介面14之其他區域之耗損均等之例示性步驟。在諸多情況中，藉由使用者在輸入一密碼之前啟動或「喚醒」觸控介面14(方塊400)。舉例而言，電子鎖可包含用於啟動觸控介面14之一按鈕。替代性地，觸控介面14之一區域可用於啟動觸控介面14。在啟動觸控介面14後，使用者將需要在輸入密碼之前執行一耗損均衡作用(方塊402)。舉例而言，耗損均衡作用可需要使用者觸碰觸控介面之無關於密碼之一或多個區域。舉例而言，電子電路9可包含一PRNG(例如，偽隨機數產生器)，以判定觸控介面14之哪一區域照明。藉由另一實例，使用者與介面之互動可經追蹤且觸控介面14之較少使用之區域可經選擇以用於耗損均衡。在一些情況中，可使用PRNG及/或觸控介面14之使用追蹤之一組合。一旦已執行耗損均衡作用，接著使用者可輸入一密碼以解鎖電子鎖(方塊404)。
圖5展示根據本發明之一實施例之可藉由電子電路9執行之一例示性耗損均衡作用之步驟。在此實例中，使用者必須依序選擇觸控介 面14之多個區域作為一耗損均衡作用。舉例而言，在啟動觸控介面(方塊500)後，電子電路9可照明對應於一鍵之觸控介面之區域之一者(方塊502)。在此實例中，使用者將需要觸碰所照明區域。在偵測到使用者觸碰第一所照明區域(方塊504)後，接著電子電路9將照明一第二區域(方塊506)。接著使用者將需要觸控第二所照明區域。在偵測到已觸碰第二所照明區域(方塊508)後，耗損均衡完成(方塊510)且接著使用者可輸入一密碼以解鎖電子鎖。舉例而言，電子電路9可藉由照明觸控介面14之所有區域來指示耗損均衡作用完成。儘管在此實例中，兩個所照明區域用於耗損均衡，熟習此項技術者應暸解，此僅出於實例之目的。可在結束耗損均衡作用之前取決於環境依序照明及由使用者觸碰額外區域。
考量其中使用者藉由按壓一按鈕來啟動觸控介面14之此實施例之一實例。在此實例中，電子電路9基於一偽隨機數產生器及/或使用追蹤來照明對應於「1」鍵之區域。在使用者觸碰觸控介面14之對應於「1」鍵之區域後，電子電路9基於偽隨機數產生器及/或使用追蹤來照明對應於「7」鍵之區域。在使用者觸碰觸控介面14之對應於「7」鍵之區域後，電子電路9基於偽隨機數產生器及/或使用追蹤來照明對應於「9」鍵之區域。在偵測到使用者觸碰對應於「9」鍵之區域後，電子電路9可照明觸控介面14之所有區域，以指示使用者現在可輸入密碼。
圖6展示根據本發明之另一實施例之可藉由電子電路9執行之一例示性耗損均衡作用的步驟。在此實例中，電子電路9照明沿著相同軸配置成一線之區域，且使用者必須在輸入密碼之前選擇該等區域。舉例而言，在啟動觸控介面(方塊600)後，電子電路9可照明觸控介面之對應於配置成一線之三個鍵(其等可為一列鍵或一行鍵)之三個區域(方塊602)。電子電路9可使用一偽隨機數產生器及/或使用追蹤以判定 觸控介面14中的哪一列鍵或哪一行鍵照明。接著使用者可在輸入密碼之前選擇所照明區域(方塊604)。在一些實施例中，使用者選擇區域(例如，鍵)之方向性並不重要，重要的僅係使用者在線之一端點處而非在中點處開始。在偵測到已連續觸碰所照明區域後，耗損均衡完成(方塊606)且接著使用者可輸入一密碼以解鎖電子鎖。
考量其中使用者藉由按壓一按鈕來啟動觸控介面14之此實施例之一實例。在此實例中，在圖8A中展示，電子電路9基於偽隨機數產生器及/或使用追蹤來照明觸控介面14之對應於「1」、「2」及「3」鍵之區域。在偵測到使用者連續觸碰「1」、「2」及「3」鍵(或「3」、「2」及「1」鍵)後，耗損均衡完成且接著使用者可輸入一密碼以解鎖電子鎖。考量另一實例，在圖8B中展示，其中電子電路9照明對應於「1」、「4」及「7」鍵之區域，且耗損均衡在使用者連續輸入「1」、「4」及「7」鍵(或「7」、「4」及「1」鍵)後完成。考量一進一步實例，在圖8C中展示，其中電子電路照明對應於「2」、「5」及「8」鍵之區域，且耗損均衡在使用者連續輸入「2」、「5」及「8」鍵(或「8」、「5」及「2」鍵)後完成。在輸入所照明區域之序列後，電子電路9可照明觸控介面14之所有區域以指示耗損均衡作用完成。
圖7展示根據本發明之另一實施例之可藉由電子電路9執行之一例示性耗損均衡作用的步驟。在此實施例中，於啟動觸控介面(方塊700)後，電子電路9照明觸控介面14之至少一個區域(方塊702)。使用者必須觸碰及按住(諸)所照明區域達一預定時間段直至耗損均衡完成。在偵測到(諸)所照明區域之此觸碰及按住(方塊704)後，耗損均衡作用完成(方塊706)。
考量其中使用者藉由按壓一按鈕來啟動觸控介面14之此實施例之一實例。在此實例中，電子電路9照明對應於「1」之區域。使用者必須觸碰及按住對應於「1」鍵之區域。在按住達一預定時間段後， 電子電路9將照明觸控介面14之所有區域以指示耗損均衡完成。考量其中電子電路9照明多個區域(諸如對應於「2」及「3」鍵之區域)之另一實例。在此實例中，使用者將觸碰及按住觸控介面14之對應於「2」及「3」鍵之區域。在達到預定時間段後，電子電路9可照明觸控介面14之所有區域以指示耗損均衡作用完成。
在另一實施例中，在啟動觸控介面14後，電子電路9照明觸控介面14之所有區域，惟將作為一耗損均衡作用而需被觸碰之至少一個鍵除外。使用者必須觸碰(諸)未照明區域以完成耗損均衡作用。考量其中電子電路9照明除對應於「2」鍵及「5」鍵之區域以外之所有區域之一實例。當使用者觸碰「5」鍵時，電子電路9將照明該區域。於此實例中，未經照明之其餘區域將對應「2」鍵。一旦使用者觸碰對應於「2」鍵之區域，該區域將照明且耗損均衡作用將完成。
在一進一步實施例中，觸控介面14之一或多個區域可閃爍且必須經觸碰以用於耗損均衡作用。此可依序完成，其將自一個閃爍區域開始，此將導致在觸碰第一閃爍區域後之另一閃爍區域及諸如此類直至耗損均衡作用完成。替代性地，多個閃爍區域可呈現於觸控介面14上，其等將各需經觸碰以完成耗損均衡作用。考量其中對應於「2」鍵之區域閃爍之一實例。在使用者觸碰此區域後，對應於「5」鍵之區域可開始閃爍。在使用者觸碰對應於「5」鍵之區域後，電子電路9可開始閃爍對應於「9」鍵之區域。在使用者觸碰此區域後，耗損均衡作用將完成。
雖然已關於本發明之一實施例描述本發明，但可在本發明之精神及範疇內進一步修改本發明。因此，此申請案旨在使用本發明之一般原則涵蓋本發明之任何變化、使用或調適。此外，此申請案旨在涵蓋自本發明之此等背離，如在本發明屬於之此項技術中之已知或習知實踐之範圍內。

Claims (30)

  1. 一種電子鎖，其包括：一閂鎖總成，其包含可在一延伸位置與一回縮位置之間移動之一螺栓；一觸控介面；及一電路，其與該觸控介面進行電通信，其中該電路經組態以回應於經輸入至該觸控介面中之一有效密碼而控制該螺栓自該延伸位置至該回縮位置之移動；且其中該電路經組態以需要一耗損均衡作用，該耗損均衡作用需要在輸入一密碼之前由使用者選擇該觸控介面之一或多個部分，其中選擇需要使用者觸碰且按住該觸控介面之一或多個部分達一預定時間段，且該預定時間段長於在該觸控介面上輸入一密碼所需之一時間段。
  2. 如請求項1之電子鎖，其中該耗損均衡作用需要在輸入一密碼之前之該觸控介面上之至少一個輸入。
  3. 如請求項2之電子鎖，其中該耗損均衡作用需要在輸入一密碼之前之該觸控介面上之複數個輸入。
  4. 如請求項3之電子鎖，其中該電路經組態以在該觸控介面上提供關於該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用之該部分的視覺指示。
  5. 如請求項4之電子鎖，其中該電路經組態以照明該觸控介面之待選擇用於該耗損均衡作用的一或多個部分。
  6. 如請求項5之電子鎖，其中該耗損均衡作用係藉由選擇該觸控介面之該等所照明部分而完成。
  7. 如請求項5之電子鎖，其中該觸控介面之該等所照明部分大致上同軸。
  8. 如請求項4之電子鎖，其中該電路經組態以回應於接收該觸控介面上之關於該耗損均衡作用之一部分之輸入而依序提供該觸控介面之完成該耗損均衡作用所需之該等部分之一視覺指示。
  9. 如請求項2之電子鎖，其中該電路經組態以追蹤該觸控介面之耗損使用。
  10. 如請求項9之電子鎖，其中藉由在該耗損均衡作用期間要求選擇該觸控介面之較少使用的一或多個部分，而使該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用的一部分係至少部分基於該觸控介面的該耗損使用。
  11. 如請求項2之電子鎖，其中該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用的一部分係至少部分基於一偽隨機數產生器。
  12. 如請求項2之電子鎖，其中該電路經組態以視覺及/或可聽地指示該耗損均衡作用已完成。
  13. 如請求項12之電子鎖，其中該電路經組態以藉由閃爍該觸控介面的至少一部分來照明，以指示該耗損均衡作用已完成。
  14. 如請求項1之電子鎖，其中該觸控介面包括一觸控鍵盤或一觸控螢幕之一者。
  15. 一種電子鎖，其包括：一閂鎖總成，其包含可在一延伸位置與一回縮位置之間移動之一螺栓；一觸控介面；及一電路，其與該觸控介面進行電通信，其中該電路經組態以回應於經輸入至該觸控介面中之一有效密碼而控制該螺栓自該延伸位置至該回縮位置之移動；其中該電路經組態以追蹤該觸控介面之耗損使用；其中該電路經組態以需要一耗損均衡作用，該耗損均衡作用需要在輸入一密碼之前選擇該觸控介面之一或多個部分；其中該電路經組態以至少部分基於該耗損使用來判定該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分；且其中該電路經組態以在該觸控介面上提供關於該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分之一視覺指示。
  16. 如請求項15之電子鎖，其中該電路經組態以藉由基於該耗損均衡來選擇該觸控介面之該等較少使用的部分而判定該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用的該一或多個部分。
  17. 如請求項15之電子鎖，其中該電路經組態以至少部分基於一偽隨機數產生器來判定該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用的該一或多個部分。
  18. 如請求項15之電子鎖，其中該電路經組態以在該觸控介面上提供關於該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用之該部分之一視覺指示。
  19. 如請求項18之電子鎖，其中該電路經組態以照明該觸控介面之待選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分。
  20. 如請求項19之電子鎖，其中該耗損均衡作用係藉由選擇該觸控介面之該等所照明部分而完成。
  21. 如請求項20之電子鎖，其中該觸控介面之該等所照明部分係大致上同軸。
  22. 如請求項15之電子鎖，其中該電路經組態以回應於接收該觸控介面上之關於該耗損均衡作用之一部分的輸入而依序照明該觸控介面之完成該耗損均衡作用所需的該等部分。
  23. 如請求項15之電子鎖，其中該耗損均衡作用需要該觸控介面之一或多個部分之一選擇達一預定時間段。
  24. 如請求項23之電子鎖，其中該預定時間段長於在該觸控介面上輸入一密碼所需之一時間段。
  25. 一種均衡一電子鎖之一觸控介面上之耗損之方法，該方法包括以下步驟：判定一電子鎖之一觸控介面之需經選擇以完成一耗損均衡作用之一或多個部分；在該觸控介面上視覺指示該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分；且在選擇該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分後，視覺及/或可聽地指示該耗損均衡作用已完成。
  26. 如請求項25之方法，其中至少部分使用一偽隨機數產生器來判定一觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分。
  27. 如請求項25之方法，進一步包括追蹤該觸控介面之耗損使用之步驟。
  28. 如請求項27之方法，其中至少部分使用該觸控介面之該耗損使用來判定一觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分。
  29. 如請求項25之方法，其中藉由照明該觸控介面之所需之此等部分來視覺指示該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用之該一或多個部分。
  30. 如請求項25之方法，其中藉由回應於接收該觸控介面上之需經選擇用於該耗損均衡作用之該等部分的選擇來依序照明該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用的該一或多個部分，而視覺指示該觸控介面之需經選擇以完成該耗損均衡作用的該一或多個部分。
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