КОДОВОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1997 года по МПК E05B47/00 

Изобретение относится к технике запирающих механизмов, в частности к устройствам кодовых замков повышенной секретности, и может быть использовано в замках для дверей банковских сейфов, металлических шкафов и др. а также для дверей помещений.

Известна система для предотвращения несанкционированного доступа (WO N 92/08863, E 05 B 47/00, PCT/SU N 91/00124, 1992).

Устройство содержит ключ в виде оптического запоминающего устройства и средство идентификации ключа, установленное относительно средства идентификации, которое содержит корпус, источник излучения, фотоприемник, анализатор, ключ, выполненный в виде голографического устройства, в светочувствительном слое которого записана кодовая голограмма.

Техническим результатом изобретения является создание кодового устройства с повышенной секретностью.

Решение этой задачи достигается тем, что в устройстве, содержащем источник света, фотоприемники, блок сравнения и устанавливаемый в световом потоке ключ, ключ содержит голограмму кодового предмета, состоящего из светлых и темных полей, расположенную под углом к световому потоку, равным углу между голограммой и опорным пучком при ее записи. Фотоприемники оптически сопряжены соответственно со светлыми и темными полями, расположенными на поверхности восстановленного с голограммы действительного изображения кодового предмета. Блок сравнения выполнен из двух логических схем И, логической схемы ИЛИ и логической схемы НЕ. Выходы фотоприемников, оптически сопряженных со светлыми полями изображения кодового предмета, подключены к входам первой логической схемы И, выход которой подключен к входу второй логической схемы И, а выходы фотоприемников, оптически сопряженных с темными полями изображения кодового предмета, подключены к входам логической схемы ИЛИ, выход которой через логическую схему НЕ подключен к другому входу второй логической схемы И.

Источник света может быть выполнен в виде полупроводникового лазера инфракрасного диапазона.

При этом часть ключа, внутри которой размещена голограмма кодового предмета, выполнена из материала, пропускающего инфракрасное излучение и непрозрачного для видимого диапазона света.

В устройство может быть введен дополнительный ключ, в котором размещен оптический компонент, причем при установленном в устройство дополнительном ключе оптический компонент расположен в световом потоке.

Повышение секретности предлагаемого кодового устройства по сравнению с устройством-прототипом, достигается главным образом за счет размещения в ключе голограммы кодового предмета и оптическим сопряжением фотоприемников с поверхностью восстановленного с голограммы действительного изображения кодового предмета, а также выполнением блока сравнения, сигнал на выходе которого появляется при условии, что все фотоприемники, сопряженные со светлыми полями изображения, будут освещены, а остальные фотоприемники останутся затемненными.

На фиг. 1 представлена схема кодового устройства, в котором в ключе размещена голограмма кодового предмета, работающая в отраженном свете; на фиг. 2 схема кодового устройства, в котором в ключе размещена голограмма кодового предмета, работающая в проходящем свете; на фиг. 3 схема записи голограммы кодового предмета; на фиг. 4 схема выполнения источника света в виде полупроводникового лазерного диода и части ключа, внутри которой размещена голограмма кодового предмета, из материала, пропускающего инфракрасное излучение и непрозрачного для видимого диапазона света; на фиг. 5 схема устройства с введенным дополнительным ключом, в котором размещен оптический компонент.

Источник света (фиг. 1) выполнен в виде полупроводникового лазера 1.

По оси полупроводникового лазера 1 последовательно установлены оптический компонент 2, например положительная линза, и расположенная в ключе 3 голограмма 4 кодового предмета, состоящего из светлых и темных полей.

При вставленном в кодовое устройство ключе 3 голограмма 4 размещена под углом α к оси лазера 1, равным углу между опорным пучком и голограммой при ее записи.

Поверхность 5 восстановленного с голограммы 4 действительного изображения кодового предмета расположена под углом b к ней, при этом сумма углов a+β равна углу между предметным и опорными пучками при записи голограммы. Фотоприемники 6 оптически сопряжены со светлыми полями действительного изображения кодового предмета, а фотоприемники 7 с его темными полями.

Блок сравнения 8 выполнен на двух логических схемах И 9 и 12, логической схеме ИЛИ 10 и логической схеме НЕ 11.

Выходы фотоприемников 6 подключены к входам логической схемы И 9, а ее выход к входу логической схемы И 12.

Выходы фотоприемников 7 подключены к входам логической схемы ИЛИ 9, а ее выход через логическую схему НЕ 11 к другому входу логической схемы И 12. Выход логической схемы И 12 является выходом блока сравнения 8.

Расположенная в ключе 3 голограмма 4 может быть выполнена работающей в проходящем свете. Схема кодового устройства с такой голограммой представлена на фиг.2. Все элементы и номера их позиций при этом сохраняются.

Голограмма 4 может быть выполнена на стеклянной пластине, покрытой фотографической эмульсией.

Запись голограммы производится, например, в сходящихся пучках по схеме, представленной на фиг. 3.

По оси лазера 13 последовательно установлены оптический компонент 14, светоделительная пластина 15 и кодовый предмет 16, содержащий светлые и темные поля. Сбоку от светоделительной пластины 15 установлены зеркало 17 и пластина 18 с фотографической эмульсией.

Световой пучок от лазера 13 формируется оптическим компонентом 14 и, проходя через светоделительную пластину 15, освещает кодовый предмет 16. Часть светового пучка отражается от светоделительной пластины 15 и после зеркала 17 попадает на пластину 18 под углом a в качестве опорного пучка. Отраженный от кодового предмета 16 предметный пучок попадает на пластину 18 под углом b. В плоскости фотографической эмульсии на пластине 18 при взаимодействии когерентных предметного и опорного пучков образуется интерференционная картина, регистрация которой на фотографической эмульсии образует голограмму кодового предмета 16.

Голограмма может быть также выполнена на напыленном на подложку слое металла методом фотолитографии.

Блок сравнения 8 может быть выполнен на микросхемах 555 серии.

Логическая схема И может быть выполнена, например, на микросхеме 555ЛИ1, логическая схема ИЛИ на микросхеме 555ЛЛ1, а логическая схема НЕ -на микросхеме 555ЛН1. Возможно также выполнение логической схемы ИЛИ путем параллельного соединения фотоприемников 7.

Полупроводниковый лазер 1 может быть выполнен инфракрасным (фиг. 4). В этом случае оптический компонент 2 выполнен из материала, прозрачного в инфракрасной области спектра, а часть 19 ключа 3, внутри которой расположена голограмма 4, может быть выполнен из материала, прозрачного в инфракрасной и непрозрачного в видимой области спектра.

Расположенный после лазера 1 оптический компонент 2 может быть размещен в дополнительном ключе 20 (фиг. 5). При установленном в кодовое устройство дополнительном ключе 20 оптический компонент 2 расположен на оси лазера 1. Оптический компонент 2 может содержать один или несколько оптических элементов: линз, призм и т.д.

Устройства работает следующим образом.

Световой поток от лазера 1 формируется оптическим компонентом 2 и попадает на расположенную в ключе 3 голограмму 4. На поверхности 5 голограмма 4 формирует действительное изображение кодового предмета. Фотоприемники 6 освещаются световым потоком и на их выходах появляются электрические сигналы. Фотоприемники 7 остаются неосвещенными и электрические сигналы на их выходах отсутствуют.

Электрические сигналы с выходов фотоприемников 6 поступают на входы логической схемы И 9, на выходе которой появляется электрический сигнал. На выходе логической схемы ИЛИ 10 при отсутствии электрических сигналов на его входах электрический сигнал также отсутствует. При этом появляется сигнал на выходе логической схемы НЕ 11 и соответственно на выходе логической схемы И 12, т.е. на выходе блока сравнения 8. Сигнал на выходе блока сравнения 8 появляется при условии, что все фотоприемники 6 освещены попадающим на них световым потоком от лазера 1, а фотоприемники 7 остаются неосвещенными.

Если полупроводниковый лазер 1 выполнен инфракрасным, а часть ключа 3, внутри которой расположена голограмма 4, выполнена из материала, непрозрачного в видимой области спектра, при вынутом из кодового устройства ключе 3 вид и место расположения голограммы 4 в ключе 3 визуально не определяются.

При размещении оптического элемента 2 в дополнительном ключе 20 получение действительного изображения кодового предмета на поверхности 5 обеспечивается только при установленных в кодовое устройство двух ключах ключа 3 и ключа 20.

Выход блока сравнения 8 может быть подключен к электромеханическому запорному устройству, выполненному на базе электромагнита или электродвигателя. При появлении электрического сигнала на выходе блока сравнения 8 электромеханическое запорное устройство открывает замок.

Выход логической схемы ИЛИ 10 может быть подключен к схеме звуковой или световой сигнализации. При попадании светового потока хотя бы на один из фотоприемников 7 на выходе логической схемы ИЛИ 10 появляется электрический сигнал, приводящий в действие сигнализацию, что исключает возможность подбора голограммы кодового предмета.

Таким образом, кодовое устройство обладает значительно большей секретностью по сравнению с прототипом.

При одинаковом количестве прозрачных и непрозрачных участков ключа-перфокарты в устройстве-прототипе и светлых и темных полей кодового предмета в предлагаемом устройстве количество вариантов кода в предлагаемом устройстве достигает значительно большей величины за счет построения объемного трехмерного изображения кодового предмета и соответствующего расположения фотоприемников. Кроме того, количество вариантов кода в предлагаемом устройстве может быть дополнительно увеличено за счет изменения углов падения предметного и опорного пучков при записи голограммы, что приводит к изменению положения поверхности восстановленного с голограммы действительного изображения кодового предмета.

Копирование голограммы ключа достаточно сложно и требует специального оборудования. При использовании для восстановления изображения лазерного диода инфракрасного диапазона и размещении голограммы внутри ключа, выполненного из материала, пропускающего инфракрасное излучение и прозрачного для видимого диапазона света, копирование голограммы практически невозможно.

Кодовое устройство может быть снабжено двумя ключами, устанавливаемыми в одной оптической системе, при этом срабатывание кодового устройства произойдет только при установке обоих ключей.

Принцип работы кодового устройства не позволяет осуществлять подбор кода и использовать вместо ключа-голограммы имитатора-отмычки.

Использование: в замках для дверей банковских сейфов, металлических шкафов, а также для дверей помещений. Сущность изобретения: кодовое устройство содержит источник света 1, фотоприемники 7, блок сравнения 8, ключ 3. В ключе 3 размещена кодовая голограмма, состоящая из светлых и темных полей. При установке ключа 3 в устройство голограмма располагается под углом к световому потоку, равным углу между голограммой и опорным пучком при ее записи. Фотоприемники оптически сопряжены соответственно со светлыми и темными полями записанного в кодовой голограмме изображения. 1-3-7-8. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Кодовое устройство, содержащее источник света, фотоприемники, анализатор сигналов, ключ, выполненный в виде голографического устройства, в светочувствительном слое которого записана кодовая голограмма, и расположенный в световом потоке, отличающееся тем, что записанное в кодовой голограмме изображение имеет светлые и темные поля, с которыми соответственно оптически сопряжены фотоприемники, кодовая голограмма расположена под углом к световому потоку, равным углу между голограммой и опорным пучком при ее записи, а анализатор сигналов имеет схемы И, ИЛИ, НЕ, при этом выходы фотоприемников, оптически сопряженных со светлыми полями изображения с кодовой голограммы, подключены к входам первой схемы И, выходом соединенной с входом второй схемы И, а выходы фотоприемников, оптически сопряженных с темными полями изображения кодовой голограммы, подключены к входам схемы ИЛИ, выход которой через схему НЕ соединен с другим входом второй схемы И. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем что источник света выполнен в виде полупроводникового лазерного диода инфракрасного диапазона. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что часть ключа с кодовой голограммой внутри выполнена из материала, пропускающего инфракрасное излучение и непрозрачного для видимого света. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него дополнительно введен ключ с размещенным в нем оптическим компонентом, причем при установленном в устройстве дополнительном ключе оптический компонент расположен в световом потоке.