專利名稱：一種全息光學(xué)鎖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種利用光學(xué)識別開鎖的鎖具，特別是一種全息光學(xué)鎖，屬于鎖具技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，社會安全問題日益重要，特別是家居安全，而開鎖系統(tǒng)已是家居安全中的重要防線，開鎖系統(tǒng)不僅關(guān)乎家庭財產(chǎn)安全，更可能影響人生安全。傳統(tǒng)的機械開鎖系統(tǒng)容易被破解，甚至還形成了專門的開鎖技術(shù)，使得傳統(tǒng)的機 械鎖在部分盜賊眼中如同無物。具體說來，傳統(tǒng)鑰匙多數(shù)為鋸齒形，當(dāng)鑰匙插入鎖孔時，鋸齒形鑰匙將卡合并帶動鎖內(nèi)機械從而打開門鎖。而盜賊用一套同規(guī)格的鑰匙試開甚至直接用2根鐵絲模擬鑰匙形狀開啟門鎖。因此，并出現(xiàn)了機械結(jié)合光學(xué)的開鎖系統(tǒng)，如在美國專利US4787223中，用鑰匙形狀遮蔽部分激光光源，從而達到開啟門鎖的目的，但盜賊同樣可以復(fù)制和模仿鑰匙形狀，而破解門鎖。還有在現(xiàn)有的專利中，如美國專利US4369418，US4593185中，由鑰匙反射多個激光，并用多個傳感器判斷這些激光是否正確，進而判斷是否開啟鎖具，但此系統(tǒng)仍用鑰匙的特殊形狀來相互區(qū)別，仍有可能被模仿以及復(fù)制。此外，更有美國專利US6055079提出用鑰匙的激光二極管會發(fā)射特定編碼的激光至門鎖的感應(yīng)器，以此開啟門鎖。但其編碼方式過于簡單，而且此結(jié)構(gòu)二極管和傳感器均為單個，所以可以用平行分光的方法進行破解。

實用新型內(nèi)容本實用新型專利提供一種用全息方法的光學(xué)鎖，利用鑰匙上所帶信息難以復(fù)制的特點，將鑰匙拍成全息圖，并再現(xiàn)后與存儲圖像對比，從而控制鎖具的開關(guān)，提高鎖具的安全性。本實用新型是按照以下技術(shù)方案實施的全息光學(xué)鎖包括鎖具部分、鑰匙部分和光識別部分；鑰匙為帶有圖樣信息的透明條狀結(jié)構(gòu)；光識別部分包括激光器1、1:1分束鏡I 2、擴束鏡I 3、針孔I 4、透鏡I 5、全反鏡I 6、全反鏡Π 7、擴束鏡Π 8、針孔E 9、透鏡Π 10、鑰匙插孔11、1:1分束鏡Π 12、透鏡ΠΙ 13、(XD攝像機14以及計算機15 ;激光器I正前方固定I I分束鏡I ^ 11分束鏡I 2反射面與入射光路成45度；I: I分束鏡I 2右側(cè)沿著光路按順序固定擴束鏡I 3、針孔I 4、透鏡I 5和全反鏡I 6，全反鏡I 6與光路成45度，其他儀器都垂直于光路；1:1分束鏡I 2正下方固定全反鏡Π 7，調(diào)整角度使得全反鏡Π 7的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射鏡右側(cè)沿光路分別固定擴束鏡Π S、針孔Π 9、透鏡Π 10、鑰匙插孔11和1:1分束鏡E 12 ;擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8分別到針孔I 4、針孔Π 9的距離擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8的焦距相等，針孔I 4、針孔E 9分別到透鏡I 5、透鏡Π 10的距離等于透鏡I 5、透鏡Π 10的焦距；1:1分束鏡Π 12正下方依次固定透鏡III 13和CXD攝像機14，CXD攝像機14和計算機15連接；透鏡I 5、透鏡Π 10、透鏡ΠΙ 13、擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8和鑰匙插孔11都垂直于光路，全反鏡I 6正下方是1:1分束鏡Π 12，物光與參考光經(jīng)1:1分束鏡Π
12、透鏡HI 13進入CCD攝像機14。所述光路中其他元件的距離可任意設(shè)置，只需保證物光光路與參考光光路光程相
坐寸ο所述的鑰匙部分可以由透明有機玻璃，塑料等制成；透鏡III 13的規(guī)格可以與透鏡I 9、透鏡II 10不同；各個光學(xué)元件的固定采用常規(guī)的固定方式。本實用新型的工作原理是首先把鑰匙16插入鑰匙插孔11時，將攜帶鑰匙信息，攜帶此信息的光將與參考光在CXD攝像機14處形成干涉，并由CXD攝像機14采集，記錄到計算機15內(nèi)；當(dāng)鑰匙再次插入時，物光將攜帶鑰匙信息，在CCD攝像機14處與參考光形成干涉圖樣，將干涉圖在計算機15中再現(xiàn)，通過和原來的圖樣進行匹配，判斷控制鎖具是否開啟。本實用新型的有益效果采用全息光譜識別，鑰匙攜帶的圖樣紋路信息具有唯一性，鑰匙難以被模仿和復(fù)制，具有安全性高、工作可靠等優(yōu)點。

圖I為本實用新型光識別部分原理示意圖；圖2為本實用新型鑰匙示意圖；圖中I-激光器、2-1:1分束鏡I、3-擴束鏡I、4-針孔I、5_透鏡I、6-全反鏡I、7-全反鏡Π、8_擴束鏡Π、9_針孔E、10-透鏡Π、11-鑰匙插孔、12-1:1分束鏡Π 13-透鏡ΠΙ、14-CCD攝像機、15-計算機、16-鑰匙、17-鑰匙手柄。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型專利進一步說明如圖I所示，本全息光學(xué)鎖包括鎖具部分、鑰匙部分和光識別部分；鑰匙為帶有圖樣信息的透明條狀結(jié)構(gòu)；光識別部分包括激光器1、1:1分束鏡I 2、擴束鏡I 3、針孔I 4、透鏡I 5、全反鏡I 6、全反鏡Π 7、擴束鏡E 8、針孔]I 9、透鏡Π 10、鑰匙插孔11、1:1分束鏡Π 12、透鏡ΠΙ 13、(XD攝像機14以及計算機15 ;激光器I正前方固定I: I分束鏡I 2,1:1分束鏡I2反射面與入射光路成45度；I: I分束鏡I 2右側(cè)沿著光路按順序固定擴束鏡I 3、針孔I 4、透鏡I 5和全反鏡I 6，全反鏡I 6與光路成45度，其他儀器都垂直于光路；1:1分束鏡I 2正下方固定全反鏡II 7，調(diào)整角度使得全反鏡E 7的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射鏡右側(cè)沿光路分別固定擴束鏡Π S針孔Π 9、透鏡Π 10、鑰匙插孔11和I: I分束鏡Π12 ;擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8分別到針孔I 4、針孔Π 9的距離與擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8的焦距相等，針孔I 4、針孔Π 9分別到透鏡I 5、透鏡Π 10的距離等于透鏡I 5、透鏡Π 10的焦距；1:1分束鏡Π 12正下方依次固定透鏡ΠΙ 13和CXD攝像機14，CXD攝像機14和計算機15連接；透鏡I 5、透鏡Π 10、透鏡ΠΙ 13、擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8和鑰匙插孔11都垂直于光路，全反鏡I 6正下方是1:1分束鏡Π 12，物光與參考光經(jīng)1:1分束鏡Π 12、透鏡EI 13進入C⑶攝像機14。實驗中激光器I可以采用5毫瓦紅光半導(dǎo)體激光器，擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8可以采用5 X焦距f=2mm的擴束鏡，擴束鏡I 3、擴束鏡Π 8分別到針孔I 4、針孔Π 9的距離為2mm，透鏡I 5、透鏡Π 10可采用焦距f=10cm，外徑# = 25 mm的透鏡。針孔I 4、針孔Π 9分別到透鏡I 5、透鏡Π 10的距離為IOcm ;透鏡ΠΙ 13規(guī)格最好與透鏡I 5、透鏡Π 10相同；CCD攝像機14采用DH-HV系列(USB2. O),光路中其他儀器的距離可任意設(shè)置，只需保證物光光路與參 考光光路光程相等。如圖I所示用全息方法光學(xué)鎖的參考光光路包括激光器I發(fā)出的激光經(jīng)過I: I分束鏡Π 2到達擴束鏡I 3、針孔I 4產(chǎn)生發(fā)散的光束，經(jīng)過透鏡I 5后產(chǎn)生平行光，并經(jīng)過全反鏡I 6光束直射到I: I分束鏡Π 12，并由透鏡ΠΙ 13匯聚到達CXD攝像機14上。用全息方法光學(xué)鎖的物光光路包括激光器I發(fā)出的激光經(jīng)過I: I分束鏡Π 2將部分光強照射到全反鏡Π 7上，經(jīng)擴束鏡Π 8、針孔Π 9產(chǎn)生發(fā)散的光束，經(jīng)過透鏡Π 10后產(chǎn)生平行光，照射到鑰匙插孔11上，然后光束通過1:1分束鏡Π 12并由透鏡ΠΙ 13匯聚到達CCD攝像機14上。參考光光路與物光光路應(yīng)有相同的光程。如圖2所示是鑰匙16的形狀，可以由透明物質(zhì)制成，例如塑料，有機玻璃等，鑰匙附帶有手柄17，并且可以根據(jù)光路設(shè)置成不同的形狀。鑰匙16插入鑰匙插孔11時，將攜帶鑰匙信息，攜帶此信息的光將與參考光在CCD攝像機14處形成干涉，并由CCD攝像機14采集，記錄到計算機15內(nèi)。因為有機玻璃的紋路具有唯一性，所以鑰匙很難被復(fù)制或者破解。當(dāng)鑰匙16再次插入時，物光將攜帶鑰匙信息，在CCD攝像機14處與參考光形成干涉圖樣，將干涉圖在計算機15中再現(xiàn)。如果和預(yù)存圖樣匹配，則電腦控制鎖具開啟。如果插入的不是鑰匙，將在CCD攝像機14上形成其他圖片，在計算機15中再現(xiàn)以后，難以和原來存儲的圖片相匹配，則鎖具不會開啟。本實用新型是通過具體實施過程進行說明的，在不脫離本實用新型范圍的情況下，還可以對本實用新型專利進行各種變換及等同代替，因此，本實用新型專利不局限于所公開的具體實施過程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實施方案。
權(quán)利要求1.一種全息光學(xué)鎖，包括鎖具部分、鑰匙部分和光識別部分，其特征在于鑰匙為帶有圖樣信息的透明條狀結(jié)構(gòu)；光識別部分包括激光器(1)、1:1分束鏡1(2)、擴束鏡1(3)、針孔I (4)、透鏡I (5)、全反鏡I (6)、全反鏡II (7)、擴束鏡II (8)、針孔II (9)、透鏡II (10)、鑰匙插孔(11)、1:1分束鏡11(12)、透鏡111(13)、0 攝像機(14)以及計算機(15);激光器(I)正前方固定1:1分束鏡I (2)，I: I分束鏡I (2)反射面與入射光路成45度；I: I分束鏡I (2)右側(cè)沿著光路按順序固定擴束鏡I (3)、針孔I (4)、透鏡I (5)和全反鏡I (6)，全反鏡I (6)與光路成45度，其他儀器都垂直于光路；1:1分束鏡I (2)正下方固定全反鏡II (7)，調(diào)整角度使得全反鏡II (7)的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射鏡右側(cè)沿光路分別固定擴束鏡II(8)、針孔II (9)、透鏡II (10)、鑰匙插孔(11)和1:1分束鏡II (12);擴束鏡I (3)、擴束鏡II (8)分別到針孔I (4)、針孔II (9)的距離與擴束鏡I (3)、擴束鏡II (8)的焦距相等，針孔I (4)、針孔II (9)分別到透鏡I (5)、透鏡II (10)的距離等于透鏡I (5)、透鏡II (10)的焦距;1:1分束鏡II(12 )正下方依次固定透鏡III (13 )和CXD攝像機(14 )，CXD攝像機(14 )和計算機(15 )連接；透鏡I (5)、透鏡II (10)、透鏡III (13)、擴束鏡I (3)、擴束鏡II (8)和鑰匙插孔(11)都垂直于光路，全反鏡I (6)正下方是I: I分束鏡II (12)，物光與參考光經(jīng)I: I分束鏡II (12)、透鏡III (13)進入CXD攝像機(14)。
專利摘要本實用新型涉及一種全息光學(xué)鎖,包括鑰匙部分和鎖具部分。鑰匙部分由透明物質(zhì)制成；鎖具部分中激光器正前方固定分束鏡；分束鏡的反射面與入射光路成45度，分束鏡右側(cè)沿著光路按順序固定擴束鏡、針孔、透鏡以及全反鏡，其中全反鏡與光路成45度，其他儀器都垂直于光路；分束鏡正下方固定又一全反鏡，在反射鏡右側(cè)沿光路分別固定擴束鏡、針孔、透鏡、鑰匙插孔以及分光鏡，分光鏡正下方依次固定透鏡和CCD攝像機，CCD攝像機和計算機光連接；由于鑰匙由透明物質(zhì)制成，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)都不相同，紋路具有唯一性，因此鑰匙難以被模仿和復(fù)制，從而提高了鎖具的安全性能。
文檔編號E05B19/26GK202544551SQ20112040409
公開日2012年11月21日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者張永安, 蔣鑫巍 申請人:昆明理工大學(xué)