专利名称：一种全息光学锁的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种利用光学识别开锁的锁具，特别是一种全息光学锁，属于锁具技术领域。
背景技术：
目前，社会安全问题日益重要，特别是家居安全，而开锁系统已是家居安全中的重要防线，开锁系统不仅关乎家庭财产安全，更可能影响人生安全。传统的机械开锁系统容易被破解，甚至还形成了专门的开锁技术，使得传统的机械锁在部分盗贼眼中如同无物。具体说来，传统钥匙多数为锯齿形，当钥匙插入锁孔时，锯齿形钥匙将卡合并带动锁内机械从而打开门锁。而盗贼用一套同规格的钥匙试开甚至直接用2根铁丝模拟钥匙形状开启门锁。因此，并出现了机械结合光学的开锁系统，如在美国专利US4787223中，用钥匙形状遮蔽部分激光光源，从而达到开启门锁的目的，但盗贼同样可以复制和模仿钥匙形状，而破解门锁。还有在现有的专利中，如美国专利US4369418，US4593185中，由钥匙反射多个激光，并用多个传感器判断这些激光是否正确，进而判断是否开启锁具，但此系统仍用钥匙的特殊形状来相互区别，仍有可能被模仿以及复制。此外，更有美国专利US6055079提出用钥匙的激光二极管会发射特定编码的激光至门锁的感应器，以此开启门锁。但其编码方式过于简单，而且此结构二极管和传感器均为单个，所以可以用平行分光的方法进行破解。
发明内容
本发明专利提供一种用全息方法的光学锁，利用钥匙上所带信息难以复制的特点，将钥匙拍成全息图，并再现后与存储图像对比，从而控制锁具的开关，提高锁具的安全性。本发明是按照以下技术方案实施的全息光学锁包括锁具部分、钥匙部分和光识别部分；钥匙为带有特殊图样信息的透明条状机构；光识别部分包括激光器1，透镜5、10、 13，扩束镜3、8，针孔4、9，1 1分束镜2、12，全反镜6、7，CCD摄像机14，钥匙插孔11以及计算机15 ；激光器1正前方固定分束镜2，分束镜2反射面与入射光路成45度。分束镜2右侧沿着光路按顺序固定扩束镜3、针孔4、透镜5以及全反镜6、全反镜6与光路成45度角； 分束镜2正下方固定全反镜7，调整角度使得全反镜7的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射镜右侧沿光路分别固定扩束镜8、针孔9、透镜10、钥匙插孔11以及分光镜12 ； 扩束镜3、8分别到针孔4、9的距离与扩束镜的焦距相等，针孔4、9分别到透镜5、10的距离等于透镜5、10的焦距；分光镜12正下方依次固定透镜13和CXD摄像机14，CXD摄像机14 和计算机15连接；透镜5、10、13，扩束镜3、8和钥匙插孔11都垂直于光路，全反镜6正下方是分光镜12，物光与参考光经分光镜12、透镜13，进入CXD摄像机14。
所述光路中其他元件的距离可任意设置，只需保证物光光路与参考光光路光程相寸。所述的钥匙部分可以由透明有机玻璃，塑料等制成；透镜13的规格可以与透镜5、 10不同；各个光学元件的固定采用常规的固定方式。本发明的工作原理是首先把钥匙插入钥匙插孔时，将携带钥匙信息，携带此信息的光将与参考光在CCD处形成干涉，并由CCD采集，记录到计算机内；当钥匙再次插入时，物光将携带钥匙信息，在CCD处与参考光形成干涉图样，将干涉图在计算机中再现，通过和原来的图样进行匹配，判断控制锁具是否开启。本发明采用全息光谱识别，钥匙携带的图样纹路信息具有唯一性，钥匙难以被模仿和复制，具有安全性高、工作可靠等优点。
图1为本发明光识别部分原理示意图； 图2为本发明钥匙示意图中1-激光器；2、12-1:1分束镜；3、5、8、10、13_透镜；4、9_小孔；6、7_全反镜； 11-钥匙插孔；14-CXD摄像机；15-计算机；16-钥匙、17-钥匙手柄。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明
如图1所示，本全息光学锁的锁具部分包括激光器1，透镜5、10、13，扩束镜3、8，针孔 4,9,1:1分束镜2、12，全反镜6、7，(XD摄像机14，钥匙插孔11以及计算机15 ；激光器1正前方固定分束镜2，分束镜2反射面与入射光路成45度。分束镜2右侧沿着光路按顺序固定扩束镜3、针孔4、透镜5以及全反镜6，其中全反镜与光路成45度，其他仪器都垂直于光路；分束镜2正下方固定全反镜7，调整角度使得全反镜7的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射镜右侧沿光路分别固定扩束镜8、针孔9、透镜10、钥匙插孔11以及分光镜 12，扩束镜3、8分别到针孔4、9的距离与扩束镜的焦距相等；针孔4、9分别到透镜5、10的距离应等于透镜5、10的焦距；分光镜12正下方依次固定透镜13和CXD摄像机14，CXD摄像机14和计算机15光连接；透镜5、10、13，扩束镜3、8和钥匙插孔11都垂直于光路，全反镜6正下方是分光镜12，物光与参考光经分光镜12、透镜13，进入CXD摄像机14。实验中激光器1可以采用5毫瓦红光半导体激光器，扩束镜3、8可以采用5 焦距f=2mm的扩束镜，扩束镜3、8分别到针孔4、9的距离为2mm，透镜5、10可采用焦距 f=10cm，外径mm的透镜。针孔4、9分别到透镜5、10的距离为IOcm ；透镜13规格最好与透镜5、10相同；C⑶采用DH-HV系列(USB2. 0)。光路中其他仪器的距离可任意设置，只需保证物光光路与参考光光路光程相等。如图1所示用全息方法光学锁的参考光光路包括激光器1发出的激光经过分束镜2到达扩束系统3、4产生发散的光束，经过透镜5后产生平行光，并经过全反镜6光束直射到分束镜12，并由透镜13汇聚到达摄像机CXD上。用全息方法光学锁的物光光路包括激光器1发出的激光经过分束镜2将部分光强照射到反射镜7上，经扩束系统8、9产生发散的光束，经过透镜10后产生平行光，照射到钥匙插孔11上，然后光束通过分束镜12并由透镜13汇聚后到达摄像机C⑶上。参考光光路与物光光路应有相同的光程。如图2所示是钥匙16的形状，可以由透明物质制成，例如塑料，有机玻璃等，钥匙附带有手柄17，并且可以根据光路设置成不同的形状。钥匙插入钥匙插孔时，将携带钥匙信息，携带此信息的光将与参考光在CCD处形成干涉，并由CCD采集，记录到计算机内。因为有机玻璃的纹路具有唯一性，所以钥匙很难被复制或者破解。当钥匙再次插入时，物光将携带钥匙信息，在CCD处与参考光形成干涉图样，将干涉图在计算机中再现。如果和预存图样匹配，则电脑控制锁具开启。如果插入的不是钥匙，将在CCD上形成其他图片，在计算机中再现以后，难以和原来存储的图片相匹配， 则锁具不会开启。本发明是通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。
权利要求
1. 一种全息光学锁，包括锁具部分、钥匙部分和光识别部分，其特征在于钥匙为带有特殊图样信息的透明结构；光识别部分包括激光器(1)，透镜(5)、(10)、(13)，扩束镜(3)、 (8)，针孔(4)、(9)，1:1分束镜(2)、(12)，全反镜(6)、(7)，CCD摄像机(14)，钥匙插孔(11) 以及计算机(15)；激光器(1)正前方固定分束镜(2)，分束镜(2)反射面与入射光路成45 度；分束镜(2)右侧沿着光路按顺序固定扩束镜(3)针孔(4)透镜(5)以及全反镜(6)，全反镜与光路成45度，其他仪器都垂直于光路；分束镜(2)正下方固定全反镜(7)，调整角度使得全反镜(7)的入射光和反射光垂直且反射光光路向右，在反射镜右侧沿光路分别固定扩束镜(8)、针孔(9)、透镜(10)、钥匙插孔(11)以及分光镜(12);扩束镜(3)、(8)分别到针孔(4)、(9)的距离与扩束镜的焦距相等，针孔(4)、(9)分别到透镜(5)、(10)的距离等于透镜(5)、(10)的焦距；分光镜(12)正下方依次固定透镜(13)和CXD摄像机(14)，CCD摄像机(14)和计算机(15)连接；透镜(5)、(10)、(13)，扩束镜(3)、(8)和钥匙插孔(11)都垂直于光路，全反镜(6)正下方是分光镜(12)，物光与参考光经分光镜(12)、透镜(13)，进入CXD 摄像机(14)。
全文摘要
本发明涉及一种全息光学锁，包括钥匙部分和锁具部分。钥匙部分由透明物质制成；锁具部分中激光器正前方固定分束镜；分束镜的反射面与入射光路成45度，分束镜右侧沿着光路按顺序固定扩束镜、针孔、透镜以及全反镜，其中全反镜与光路成45度，其他仪器都垂直于光路；分束镜正下方固定又一全反镜，在反射镜右侧沿光路分别固定扩束镜、针孔、透镜、钥匙插孔以及分光镜，分光镜正下方依次固定透镜和CCD摄像机，CCD摄像机和计算机光连接；由于钥匙由透明物质制成，内部的结构都不相同，纹路具有唯一性，因此钥匙难以被模仿和复制，从而提高了锁具的安全性能。
文档编号E05B49/00GK102383669SQ20111032262
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者张永安, 蒋鑫巍 申请人:昆明理工大学