光学开关系统 【技术领域】
本发明是有关于一种光学开关系统，且特别是有关于一种利用光学信号组合识别的光学开关系统，而得以避免被轻易破解。
背景技术
近年来社会治安每况愈下，且窃贼闯空门、偷汽车变卖的案件亦层出不穷，使得居家安全均暴露在高度的危险当中。细究其因，主要乃是传统钥匙与门锁的机械结构实在太容易被窃贼破解，进而导致窃贼日益猖狂。
详细而言，钥匙表面具有特殊锯齿形状。当钥匙插入门锁的锁孔时，这些特殊锯齿形状会卡合并带动门锁内的机械以开启门锁。然而，窃贼利用万用钥匙或甚至是两根细铁丝伸入锁孔，便可仿真出钥匙的特殊结构而将门锁开启。如此一来，传统机械式的钥匙与门锁过于容易被破解，而无实质上防护的功能。
因此，现有技术便有提出以钥匙门锁搭配光学结构的开关方式以提升防护能力，而此乃揭露于美国专利US4787223中，其中钥匙乃用于带动机械结构以遮断激光光源，进而开启门锁。然而，若钥匙是以特殊形状而带动机械结构时，窃贼便可容易复制钥匙的特殊形状，进而使得此门锁丧失防护能力。
现有技术另有提出如美国专利US4369481、US4593185的钥匙门锁结构，而其均是利用激光照射至钥匙上而反射出多道激光，再由多个接收器判读这些激光是否正确，藉由以控制门锁的开关。然而，这些激光反射的角度方向仍取决于钥匙的特殊形状，亦即窃贼仍可藉由复制钥匙的特殊形状，进而使得门锁丧失防护能力。
此外，现有技术更有提出如美国专利US6055079的钥匙门锁结构，其中钥匙的激光二极管会发射出特定编码的激光束至门锁的感应器，藉此以开启门锁。然而，其编码方式过于简单，且此结构中的激光二极管与感应器的数量均为单个，使得有心之士仍可利用平行分光的方式来破解激光束的编码。
【发明内容】
有鉴于此，本发明的目的是提供一种光学开关系统，其利用多个光源与感应器做搭配编码，而特定光源会产生光束(特定光源可为所有的光源或是部分光源)，仅有当预定的感应器接收到光束，且其它感应器同时并未感应到光束的情况下，此光学开关系统才会开启，如此可大幅提高破解光学开关系统的难度。
为达上述或是其它目的，本发明提出一种光学开关系统，包括钥匙机构(key mechanism)与对应的锁机构(lock mechanism)，其中钥匙机构包括输出单元与多个光源，而锁机构包括接收单元、多个感应器(sensor)与第一开关单元。这些光源是配置于输出单元上，而部分光源适于产生光束，且接收单元是对应输出单元。感应器是配置于接收单元上，并适于感应这些光束，且第一开关单元是耦接至感应器。此外，当预定感应器感应到光束，且其它感应器同时未感应到光束时，第一开关单元将会开启。
在本发明的一实施例中，上述的输出单元可为钥匙，而接收单元可为锁，且第一开关单元可为锁闩。
在本发明的一实施例中，上述的输出单元可为卡合件，而接收单元可为卡槽。
在本发明的一实施例中，上述的光源可为激光二极管，具体而言，此光源可为全波段激光、全波段发光二极管或全波段红外线电磁波。
在本发明的一实施例中，上述的这些光束具有不同的触发时间，而当感应器感应到光束可具有特定的触发时间时，第一开关单元将会开启。
在本发明的一实施例中，上述的这些光束具有不同的触发间隔，而当感应器感应到光束可具有特定的触发间隔时，第一开关单元将会开启。
在本发明的一实施例中，上述的这些光束具有不同的波段，而当感应器感应到光束可具有特定的波段时，第一开关单元将会开启。
在本发明的一实施例中，上述的这些光束具有不同的相对强度，而当感应器感应到这些光束可具有特定的相对强度时，第一开关单元将会开启。
在本发明的一实施例中，上述的光学开关系统更可包括警报器，而警报器耦接至锁机构，以接收锁机构传递的信息。此外，当感应器接收到不正确的光束时，警报器可传送警示信息至后方警示中心。
在本发明的一实施例中，上述地锁机构更包括一第二开关单元，连接至接收单元，且输出单元适于带动接收单元以开启第二开关单元。当输出单元带动接收单元时，光源会产生光束。此外，第二开关单元可为锁闩。
综上所述，在本发明的光学开关系统中，首先是藉由光源与感应器做搭配编码，而特定光源会产生光束，而同时要所有的感应器均正确作动时(正确作动包括接收到光束或是未接收到光束)，第一开关组件始会开启，藉此可提升破解的难度。更进一步而言，本发明更可于光束的触发时间、触发间隔、波段或是相对强度上进行变化，以再强化防护能力。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
图1A～1B为依据本发明一实施例的光学开关系统的示意图；
图1C～1D为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图；
图2A～2E为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图；
图3为依据本发明再一实施例的光学开关系统的示意图。
100、100a、200a～200e、300：光学开关系统
110：钥匙机构
112、312：输出单元
114a、114b、114c、114d、114e：光源
116a、116b、116c、116d、116e：光束
120：锁机构
122、322：接收单元
124a～124e：感应器
126：第一开关单元
130：警报器
328：第二开关单元
【具体实施方式】
图1A为依据本发明一实施例的光学开关系统的示意图，而图1B绘示图1A的光学开关系统的部分分解示意图，其中本发明的光学开关系统可设置于屋门、车门、保险箱或其它合适的场所。请参考图1A～1B，本发明的光学开关系统100包括钥匙机构110与对应的锁机构120。一般来说，锁机构120可固定于如前述的屋门上，用以防止窃贼自屋门进入房屋，而使用者乃随身携带钥匙机构110，藉此以开启锁机构120进入屋内。
钥匙机构110包括输出单元112与多个光源114a、114b、114e，而这些光源114a、114b、114e是配置于输出单元112上。锁机构120包括接收单元122、多个感应器124a、124b、124c、124d、124e与第一开关单元126，而这些感应器124a、124b、124c、124d、124e是配置于接收单元122上，且第一开关单元126是耦接该接收单元122，其中输出单元112是对应接收单元122而恰可置放于接收单元122上。
当输出单元112置放于接收单元122上时，特定光源114a、114b、114e会产生光束116a、116b、116e，而光束116a、116b、116e会被对应的感应器124a、124b、124e所接收，藉此以开启第一开关单元126。具体而言，本实施例的所有的光源均会产生光束，而光源114a、114b、114e与感应器124a、124b、124c、124d、124e的数量不同，且感应器的数量大于光源的数量。只有在感应器124a、124b、124e接收到光束116a、116b、116e，且同时感应器124c、124d没有接收到任何光束的情况下，第一开关单元126才会开启，其中感应器124a、124b、124e是对应光源114a、114b、114e而为预定的感应器，而其它感应器124c、124d则未对应任何光源。
藉由以上的设计，感应器124c、124d可被视为是『假的(false)』感应器，而当其没有接收到光束时才是正确开启的情况。在一般大众的观念中，感应器是用来感应光束始能开启的想法正好与本发明的概念相反，藉此以增强光学开关系统被破解的困难度。
此外，输出单元112可为卡合件，而对应的接收单元122可为卡槽，且第一开关单元126可为锁闩，如此卡合件恰好可卡至于卡槽上以开启锁闩。不过本发明并不限制输出单元112与接收单元122的形式，在其它实施例中，输出单元亦可为钥匙，且接收单元亦可为锁，而此将在的后的内容中详述。
另外，由于激光具有高亮度(Brightness)、高方向性(Directionary)与单色性(Monochromatity)等良好特性，因此光源114a、114b、114e可采用激光二极管。详细而言，其可为全波段激光、全波段发光二极管、全波段红外线电磁波或是其它合适的构件，且本发明亦不限制光源的形式。
请再参考图1A～1B，本实施例的光学开关系统100更可包括警报器130，而警报器130是耦接至锁机构120，以接收锁机构120传递的信息。详细而言，当输出单元112置放于接收单元122时，若是任何一个感应器接收到不正确的光束时(如感应器124a、124b、124e没有接收到光束，或是感应器124c、124d接收到光束)，则第一开关单元126便会持续关闭甚至死锁，而锁机构120便会传递信息至警报器130。此时，警报器130可发出警示音以达吓阻的效果，并可传送警示信息至后方警示中心(如警察局或保全中心)，或是以简讯、电子邮件通知屋主。
在本实施例中，依序排列的感应器124a、124b、124c、124d、124e的数量是五个，而光源114a、114b、114e的数量为三个，且分别是配置于『1』、『2』、『5』号位置以对应感应器124a、124b、124e。不过本发明并不限定感应器或是光源的数量，更不限定光源的相对配置位置。以下将再另举实施例并撘配图示说明。
图1C为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图，请参考图1C，本实施例的光学开关系统100a与与前述的光学开关系统100(如图1A所示)类似，其差别仅在于光源与感应器在数量以及设定上不尽相同。具体而言，光源114a、114b、114c、114d、114e与感应器124a、124b、124c、124d、124e的数量均为五个，但是仅有特定的光源114a、114b、114c、114e的会产生光束116a、116b、116c、114e，而光源114d并不会产生光束。
承接上述，只有在预定的感应器124a、124b、124c、124e接收到光束116a、116b、116c、116e，且其它的感应器124d同时没有接收到任何光束的情况下，第一开关单元126才会开启。亦即本实施例的感应器124d仍可视为是『假的』感应器，而当其没有接收到光束时才是正确开启的情况。
在此概念下，本实施例的光源114d也可被视为是『假的』光源，就算钥匙机构110被盗取复制，一般观念也会将光源114d复制成用以产生光束的光源，而恰好与本发明的用途相反，藉此可再增强光学开关系统被破解的困难度。
再次强调的是，本发明的精神在于当所有感应器均要正确作动时，第一开关单元126才会开启，其中正确作动是指预订的感应器要接收到光束，而其它感应器是不要接收到光束。至于感应器与光源数量，本发明并不限定，亦即光源的数量可以大于、等于或是小于感应器的数量。
当然，以前述的实施例而言，本发明更可将所有的光源114a～114e均产生对应的光束116a～116e投射至感应器124a～124e，而如图1D所示。只有当所有的感应器124a～124e均感受到正确光束116a～116e时，第一开关单元126才会开启。
为使进一步提升光学开关系统的防护能力，本发明更可调变光束的触发时间、触发间隔、波段或是相对强度，而以下将再另举实施例并搭配图示说明。
图2A为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图。请参考图2A，本实施例的光学开关系统200a与前述的光学开关系统100(如图1A所示)类似，其差别仅在于光束116a、116b、116e具有不同的触发时间。详细而言，光束116b的触发时间最长，光束116e具次，光束116a最短，而当感应器124a、124b、124e所感应到的光束116a、116b、116e分别具有特定的触发时间时，第一开关单元126才会开启。如此一来，除了特定感应器124a、124b、124e需接收光束外，其所接收的光束还必须分别具有特定预设的触发时间，才能满足开启第一开关单元126的条件，藉此可使光学开关系统200a更难以被破解。
图2B为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图。请参考图2B，本实施例的光学开关系统200b与前述的光学开关系统100(如图1A所示)类似，其差别仅在于光束116a、116b、116e具有不同的触发间隔。详细而言，光束116e的触发间隔最长，光束116b具次，光束116a最短，而当感应器124a、124b、124e所感应到的光束116a、116b、116e分别具有特定的触发间隔时，第一开关单元126才会开启。类似前述，此设计可使光学开关系统200b更难以被破解。
图2C为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图。请参考图2C，本实施例的光学开关系统200c与前述的光学开关系统100(如图1A所示)类似，其差别仅在于光束116a、116b、116e具有不同的相对强度(图中以线宽作为光束的强度)。详细而言，光束116e具有最大的相对强度，光束116a具次，光束116b最短，而当感应器124a、124b、124e所感应到的光束116a、116b、116e分别具有特定的相对强度时，第一开关单元126才会开启。类似前述，此设计可使光学开关系统200c更难以被破解。
图2D为依据本发明另一实施例的光学开关系统的示意图。请参考图2D，本实施例的光学开关系统200d与前述的光学开关系统100(如图1A所示)类似，其差别仅在于光束116a、116b、116e具有不同的波段(图中以线条形式表示)。详细而言，光束116a例如为红光光束，光束116b例如为蓝光光束，光束116c例如为绿光光束，而当感应器124a、124b、124e所感应到的光束116a、116b、116e分别具有特定的波段时，第一开关单元126才会开启。类似前述，此设计可使光学开关系统200d更难以被破解。
当然，本发明可任意组合调变前述的触发时间、触发间隔、波段或是相对强度，以形成具有复杂编码形式的光束，而如图2E的光学开关系统200e所示。熟悉此项技艺者当可根据前述说明而稍加变化，惟其仍属本发明的范畴内。
图3为依据本发明再一实施例的光学开关系统的示意图，而图3的光学开关系统仍类似图1A的光学开关系统。请参考图3，在本实施例中，光学开关系统300的输出单元312乃为钥匙，且接收单元322乃为锁，其中钥匙与锁均为传统机械的构造。此外，锁机构120更包括第二开关单元328，而第二开关单元328是连接至接收单元322，其中输出单元312可用于直接带动接收单元322以开启第二开关单元328。
在本实施例中，当输出单元312带动接收单元322时，接收单元322可触发输出单元312的特定电源，以使这些光源114a、114b、114e产生光束116a、116b、116e，进而开启第一开关单元126。如此一来，本实施例的光学开关系统300便具有『双保险』，特别是第一道保险乃是传统机械式钥匙与锁的搭配，会让窃贼掉以轻心，而忽略后续尚有另一道以光学防护的保险，以此提高光学开关系统300的防护功能。
当然，以本实施例而言，光束116a、116b、116e亦可依据前述而调变触发时间、触发间隔、波段或是相对强度以强化防护能力，于此便不再赘述。附带一提的是，无论是错误的输出单元312(钥匙)插入接收单元322(锁)内转动，或是若是任何一个感应器接收到不正确的光束时(如感应器124a、124b、124e没有接收到光束，或是感应器124c、124d接收到光束)，锁机构120均会传递信息至警报器130，以使警报器130作动而传送警示信息至后方警示中心。
值得注意的是，本发明的钥匙机构110与对应的锁机构120均可增设微电脑(microcomputer)以精准控制光源的发射或是感应器的接收。当然，钥匙机构110与对应的锁机构120的电源供应方式可为主动式或被动式，而在主动式电源供应方式中，钥匙机构110可增设电池(如太阳能电池)以供给这些微电脑与光源电源。
此外，在主动式电源供应方式中，电池可设置于锁机构120中，并耦接电源发射器以产出电磁波。当钥匙机构110靠近锁机构120时，便可接收电磁波以转换成电源而使光源产生光束，熟悉此项技艺者当可轻易理解，于此便不再冗述。
综上所述，本发明的光学开关系统至少具有下列优点：
一、藉由光源与感应器做搭配编码，而同时要所有的感应器均正确作动时，第一开关组件始才会开启，其中正确作动包括1.预定的感应器均接收到光束2.其它感应器均未接收到光束。藉此『假』感应器的概念可大幅提升光学开关系统被破解的难度。
二、此外，本发明更可于光束的触发时间、触发间隔、波段或是相对强度上进行调变设计成复杂的编码，以进一步强化防护能力。
三、除了光学防护之外，光学开关系统更可包括传统机械钥匙与锁的结构。除了具有两道防护之外，第一道防护(钥匙与锁)的设计亦会让窃贼掉以轻心，而提升防护能力。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。