CN101467007A - 用于制造弯曲传感器的方法 - Google Patents
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Abstract
在弯曲传感器上通过设置弯曲弹性的基础壳层(10)而形成至少一个探测部位(4)，该基础壳层(10)在该探测部位(4)的至少一个局部部位里中断或者通过凸起部分和/或凹进部分而被结构化。在基础壳层(10)上产生至少一个平坦的光导体芯(12)。光导体芯(12)具有比基础壳层(10)更大的折射率。该光导体芯由覆盖壳层(13)覆盖住。光导体芯(12)具有比覆盖壳层(13)更大的折射率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于制造弯曲传感器、特别是带状的弯曲传感器的方法，这种传感器用于汽车的行人保护系统的碰撞传感器装置。
背景技术
研究表明，在道路交通的死亡事故中很大部分涉及到行人。因此正在准备提出立法动议，其目的是，要在现代的机动车中有义务设置装置以用于保护在与汽车相撞的情况下行人的安全。
当与汽车相撞的情况下，由于在典型地容易发生变形的发动机罩和刚性的发动机缸体之间的间距很小，因此行人受伤的风险特别高。由于越来越多的电子部件布置在发动机舱的部位里，而且汽车设计得很紧凑，这就造成发动机舱装满了刚性很大的物体。在与行人相撞的情况下，如果行人的头部碰撞到发动机罩上并因此甚至与位于发动机罩下的部件相接触的话，则因此存在很大的头部受重伤的危险。
当发动机罩和位于其下面而设置的发动机部件之间的间距足够地大，例如大于10cm，那么相反地，受伤的风险就可以大大降低，这是因为发动机罩通过变形可以吸收足够多的能量并且可以使行人比较平缓地制动住。
为了提高在道路交通中行人的安全性，例如欧洲汽车制造厂联合会(ACEA)对欧盟官方作出承诺：通过在汽车领域的措施使在行人领域的交通死亡数量至2010年下降一半。其中一项措施是设计具有合适间距的发动机罩的汽车。然而由于要求汽车结构紧凑因此通常不可能实现。
为了确保在与行人相撞的情况下有足够的缓冲建议了：若是探测到有人碰撞到汽车上的话，将发动机罩从其关闭位置上抬起超过10cm，以达到足够的变形范围。采用这种类型的安全系统的巨大挑战在于必需要达到，即它们一方面要可靠，但是也要很经济有利。
作为用于抬高发动机罩的执行机构，例如由专业杂志“Automototive Engineer”(“汽车发动机工程师”)，2004年4月，第48页(以及其后)的一篇文章已知了：设置了一种基于弹簧的执行机构，其弹簧预紧着并在探测到有碰撞时就释放，这引起了，即合适地抬起了发动机罩。除此之外然而也从上述的文章也得知了烟幕爆发式执行机构。
在CA 2 424 708 A1中公开了用于探测在汽车和目标物体之间发生碰撞的一种方法和一种装置。光导体纤维沿着汽车的前保险杠设置。光导体纤维在其纤维壳层里包括有光射出部位，这些部位沿着光导纤维设置。碰撞导致光导体纤维发生弯曲。如果光导体纤维在光射出部位里被弯曲的话，则传入光导体纤维里的光的衰减通过光导体纤维的弯曲而发生变化。由这样调制的光获得一个信号，在信号处理器里对其进行处理。一种安全装置，例如用于抬起发动机罩的安全装置，可以因此被激活。
发明内容
本发明的任务是提出一种用于制造弯曲传感器的方法，该方法简单而且费用低廉。
该任务通过独立权利要求所述的特征来解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中描述。
根据第一个方面，本发明的特征在于一种用于制造弯曲传感器的方法。在该弯曲传感器上通过设置弯曲弹性的基础壳层而形成至少一个探测部位，基础壳层在探测部位的至少一个局部部位里中断和/或通过凸起部分和/或凹进部分而被结构化。在基础壳层上产生至少一个平坦的光导体芯。该光导体芯具有比基础壳层更大的折射率。光导体芯由覆盖壳层覆盖住。光导体芯具有比覆盖壳层更大的折射率。
其优点在于：在至少一个局部部位里，对于一部分可以在光导体芯里导通的光来说，消除了在位于光导体芯和基础壳层之间的交界处的全反射。在该至少一个局部部位里因此形成了光射出部位。取决于弯曲传感器的弯曲情况，光射出的程度以及因此光在各自的光导体芯里的衰减是可以变化的。另一个优点在于：为了形成光射出部位，不必除去基础壳层和/或覆盖壳层并且不必对至少一个光导体芯进行后处理。至少一个平坦的光导体芯可以简单而价廉地制成各种不同的形状，从而使得弯曲传感器可以很简单地制成适合于所希望的用途，例如作为用于汽车的行人保护系统的碰撞传感器装置的传感器带。弯曲传感器特别地可以设计成适合于各自的保险杠的形状。
在一个有利的设计方案中，设置有弯曲弹性的载体，该载体在弯曲传感器的探测部位的至少一个局部部位里通过凸起部分和/或凹进部分而被结构化。基础壳层形成在该载体上。通过载体的凸起部分和/或凹进部分而形成基础壳层的凸起部分和/或凹进部分或者基础壳层的中断。其优点在于：基础壳层可以很简单而且价廉地连续被涂覆在载体上。基础壳层的结构化或者中断自动地在通过载体的结构化而预定的位置上产生。基础壳层的结构化或者说中断因此可以很简单地制成。
在另一个有利的设计方案中，基础壳层和/或覆盖壳层在至少一个局部部位里用壳层替代物替代，该壳层替代物的折射率与基础壳层的折射率不同或者该壳层替代物吸收了射入的光。壳层替代物的折射率特别地大于基础壳层的折射率。其优点在于：在至少一个局部部位里的光损失取决于壳层替代物的折射率，并且通过合适地选择壳层替代物的折射率就可以很简单地预定光损失。
根据第二个方面，本发明的特征在于一种用于制造弯曲传感器的方法。在弯曲弹性的基础壳层上产生至少一个平坦的光导体芯。该光导体芯具有比基础壳层更大的折射率。在弯曲传感器上在位于光导体芯的光输入部位和光输出部位之间的光路中形成至少一个探测部位，这通过产生覆盖壳层来达到，该覆盖壳层覆盖住至少一个光导体芯并且其在探测部位的至少一个局部部位里中断。覆盖壳层在至少一个局部部位里用一种壳层替代物替代，该壳层替代物的折射率与基础壳层的折射率不同或者该壳层替代物吸收了射入的光。
其优点在于：在至少一个局部部位里，对于一部分在光导体芯里可以导通的光来说，消除了在位于光导体芯和覆盖壳层之间的交界上的全反射。在至少一个局部部位里因此形成了光射出部位。取决于弯曲传感器的弯曲情况，光射出的程度和因此光在各自的光导体芯里的衰减是可以变化的。另一个优点在于：为了形成光射出部位，不必除去基础壳层和/或覆盖壳层并且不必对至少一个光导体芯进行后处理。至少一个平坦的光导体芯可以简单而价廉地制成各种不同的形状，从而使得弯曲传感器可以很简单地制成适合于所希望的用途，例如作为用于汽车的行人保护系统的碰撞传感器装置的传感器带。弯曲传感器特别地可以设计成适合于各自保险杠的形状。此外在至少一个局部部位里的光损失取决于壳层替代物的折射率。通过适合地选择壳层替代物的折射率因此就可以很简单地预定光损失。壳层替代物的折射率特别地是大于基础壳层的折射率。
在另外一个有利的设计方案中，在基础壳层里形成有至少一个凹槽，在该凹槽里分别产生一个光导体芯。其优点在于：因此可以特别简单而精确地制成光导体芯。
在另一个有利的设计方案中，在光导体芯上设置有至少一个镜子用于使得在光导体芯里可以导通的光在光导体芯里平行于基础壳层的平面转向。因此可以使在光导体芯里可以导通的光在光导体芯里比由于光导体芯的最小允许的曲率半径而在位于光导体芯和基础壳层或者覆盖壳层之间的交界上没有全反射的损失时可能的转向更为强烈。光因此可以相关于弯曲传感器(bezogen auf)的没有弯曲的状态来说很简单地平行于基础壳层的平面很紧凑地并且同时至少一个光导体芯的走向占面积较小地来导通。弯曲传感器因此可以设计成很紧凑并且节省空间。对于在一定条件下必要的光导体芯的反馈来说特别地可以特别紧凑地设计一个逆回部位。
在这种情况下，如果在至少一个光导体芯的端部上分别设置棱镜，其端面作成镜面，是有利的。其优点是：可以使光反射到光导体芯里。因此光可以在相反的方向上通过光导体芯导通。所以就不必使光导体芯反馈并且可以实现特别紧凑构造的弯曲传感器。
在这种情况下，如果在至少一个光导体芯里设置半透明的镜子，并用于分开在各自光导体芯里的进入的和返回的光，那就更加有利。其优点在于：进入和返回的光可以简单而可靠地分开。半透明的镜子此外可以很简单地集成在光导体芯里。因此可以使弯曲传感器设计的特别紧凑。
可替换地，各自的光导体芯的光输入部位和光输出部位被设计成为各自的光导体芯的共同的光输入部位和光输出部位，这就是说，各自的光导体芯的光输入部位和光输出部位设置在光导体芯的共同的端部上。这有以下优点：进入的和返回的光不必分开，并且弯曲传感器可以设计得特别紧凑。所以配属于各自的光导体芯的光源和配属于各自的光导体芯的光传感器可以特别紧凑并且相互紧靠地设置在共同的光输入部位和光输出部位上。各自的光导体芯的光源和光传感器特别地也可以设计成作为共同的结构元件并设置在共同的光输入部位和光输出部位上。所以可以特别简单而紧凑地装配弯曲传感器。
在另一个有利设计方案中，在基础壳层上形成至少两个光导体芯。在弯曲传感器的光输入部位上在基础壳层上形成光耦合器，其将可以在光输入部位上输入的光分配到至少两个光导体芯上。其优点在于：光耦合器可以简单和价廉地与至少两个光导体芯集成起来并因此不需要用于光耦合器的附加结构元件。此外只需要一个光源用于供给至少两个光导体芯。
在另一个有利的设计方案中，在至少一个光导体芯的光输入部位上的至少一个光源和/或在至少一个光导体芯的光输出部位上的光传感器置入在基础壳层里和/或在光导体芯里和/或在覆盖壳层里。其优点在于，因此光可以特别可靠地输入到各自的光导体芯里，或者说可以特别可靠地在各自的光导体芯里检测到光。此外置入至少一个光源和/或至少一个光传感器是简单而且价廉的。另一个优点在于：不需要对至少一个光导体芯在光输入部位上和/或光输出部位上进行成本高而昂贵的加工处理，以用于使光输入或输出。此外也不需要附加的结构元件用于光的输入或输出。
在另一个有利的设计方案中，将至少一个光导体芯作为液态的聚合物、对应于光导体芯的所希望的走向通过剂量器来定量配料涂覆在基础壳层上并接着使其硬化。聚合物的涂覆例如通过剂量器的精细的空心针来进行。因而可以实现精确的定量配料和光导体芯的走向的精确的设计。此外聚合物的涂覆是简单、快速和价廉的。
在一个可替换的设计方案中，将至少一个光导体芯作为液态的聚合物、通过射流冲击压力法(或者说喷涂法Strahldruckverfahren)对应于光导体芯的所希望的走向而涂覆在基础壳层上并接着使其硬化。这有以下优点：可以实现精确的定量配料和光导体芯的走向的精确的设计。此外聚合物的涂覆是简单、价廉的，而且特别快速。
在另一个可替换的设计方案中，将至少一个光导体芯作为液态的聚合物涂覆在基础壳层上，并通过直接写入法，对应于光导体芯的所希望的走向而使其硬化。这有以下优点：可以实现光导体芯的走向的精确的设计并且光导体芯的产生是如此简单、快速而价廉。
附图说明
以下根据简图对发明的实施例加以说明。附图所示为：
图1：汽车和碰撞对象；
图2：碰撞传感器装置；
图3A，B：平坦的光导体结构的第一个实施方式；
图4A，B，C：平坦的光导体结构的第二个实施方式；
图5A，B，C：平坦的光导体结构的第三个实施方式；
图6：光射出部位的第一个实施方式；
图7：光射出部位的第二个实施方式；
图8：光射出部位的第二个实施方式的功能原理；
图9：具有逆回部位的第一个实施方式的传感器带；
图10：具有逆回部位的第二个实施方式的传感器带；
图11：具有逆回部位的第三个实施方式的传感器带；和
图12：用于制造弯曲传感器的方法的流程图。
具体实施方式
在所有附图中，具有同样构造或功能的元件以相同的标号标出。
汽车1具有碰撞传感器装置2(图1)。该碰撞传感器装置2具有探测部位4，该部位沿着汽车1的保险杠3设置。碰撞传感器装置2借助于该探测部位4可以识别到碰撞对象的碰撞。碰撞对象5例如可以是行人。此外汽车1具有分析处理单元6，在该单元里对于由碰撞传感器装置2所传出的测量信号进行分析处理并根据各自测量信号的走向识别碰撞对象5的碰撞，并且必要时采取措施来保护碰撞对象5或者汽车的乘客。这些措施例如可以是轻轻抬起汽车的发动机罩或者也可以是打开一个或多个安全气囊。
碰撞传感器装置2包括分析处理单元6和传感器带7，该传感器带包括有弯曲传感器或者构成弯曲传感器(图2)。传感器带7具有输入部位8、逆回部位9和探测部位4。分析处理单元6包括光源33和光传感器34，它们与传感器带7耦合。可替换地，光源33和/或光传感器34也可以设置在弯曲传感器里。通过在探测部位4里的传感器带7的弯曲使在传感器带7里的光的衰减发生变化。设计有分析处理单元6来检测这种衰减的变化。
图3A和3B示出传感器带7的平坦的光导体构造的第一个实施方式。传感器带7构成弯曲传感器，并包括弯曲弹性的基础壳层10，该壳层构成载体11。在基础壳层10上形成平坦的光导体芯12作为层状波导体。通过覆盖壳层13将光导体芯12覆盖住。传感器带7例如是大约1.5至2.5米长并且优选地只是几毫米宽，例如大约6毫米。传感器带7或者说弯曲传感器然而也可以设计成更短或者更长或者更窄或者更宽。光导体芯12优选地具有小于500微米的宽度。特别有利的是宽度为100微米或更小。光导体芯12然而也可以设计的更宽。
基础壳层10和覆盖壳层13的折射率分别这样地选择，以使得在光导体芯12里可以导通的光在位于光导体芯12和基础壳层10或者说覆盖壳层13之间的边界上被全反射。为此这样来设计基础壳层10和覆盖壳层13，使得光导体芯12的折射率分别大于基础壳层10和覆盖壳层13的折射率。覆盖壳层13的折射率优选地等于基础壳层10的折射率。
此外基础壳层10和覆盖壳层13优选地由相同材料制成。例如光导体芯12、基础壳层10和覆盖壳层13由相同材料制成，例如由聚酰亚胺、环氧树脂或者聚甲基丙烯酸甲酯，缩写：PMMA。然而一方面光导体芯12、另一方面基础壳层10和覆盖壳层13都进行了不同的掺杂，例如利用氟进行掺杂，以致于它们具有不同的折射率。
光导体芯12优选地是一种聚合物光导体芯，其通过将以液体形式的聚合物涂覆在基础壳层10上并通过随后聚合物以一种所希望的走向和一种所希望的形状硬化而产生。为此，液态的聚合物优选地设计成光敏感的，以致于使液态的聚合物可以通过曝光而硬化，例如通过借助于UV(紫外线)光的曝光而硬化。
图4A，4B和4C示出传感器带7的平坦的光导体结构的第二个实施方式。载体11设计成单独预制成的、弯曲弹性的结构元件。载体11例如由聚乙烯制成，然而也可以由另一种材料制成。载体11不必具有特别的光学性能。然而载体11，根据弯曲传感器的不同设计，优选地由一种吸收光的材料制成。在载体11上形成基础壳层10。在基础壳层10上形成光导体芯12。通过覆盖壳层13将光导体芯12覆盖住。
图5A，5B和5C示出传感器带7的平坦的光导体构造的第三个实施方式。在基础壳层10里形成槽14，在该槽里形成光导体芯12。通过覆盖壳层13将光导体芯12覆盖住。
就光学性能而言，特别是就折射率、光导体芯12、基础壳层10、覆盖壳层13以及载体11而言，对于所有实施方式来说原则上适用相同的先决条件，它们已经在上面叙述过。也可以在基础壳层10上形成两个或多于两个光导体芯12，它们优选地相互平行地在传感器带7的纵向方向上走向。
对于作为弯曲传感器的功能来说，传感器带7在探测部位4里包括至少一个光射出部位16。该至少一个光射出部位16这样地形成，以使得取决于在光射出部位16里的弯曲传感器的弯曲情况，在光导体芯12里被导通的光的不同大小的部分可以从光导体芯12中射出。因此，输入光导体芯12的光取决于在光射出部位16里的弯曲传感器的弯曲情况而相应地经历了不同大小的衰减。由光的衰减可以推断出弯曲传感器当前的弯曲情况。如果设置了一个以上的光导体芯12，那么每个光导体芯12具有至少一个光射出部位16，其优选地在探测部位4内部的另外一个位置上。因此可以取决于光在各自光导体芯12里的衰减而确定弯曲传感器的弯曲的位置。
图6示出光射出部位16的第一个实施方式。载体11在光射出部位16里具有以凸起部分和/或凹进部分形式的结构化部分15。在载体11上形成基础壳层10时通过载体11的这种结构化部分15使基础壳层10在光射出部位16里中断或者对应于以凸起部分和/或凹进部分形式的载体11的结构化部分15来对基础壳层10进行结构化。在基础壳层10上产生光导体芯12时因此也可以使光导体芯12在光射出部位16里进行结构化。通过结构化部分15对于一部分在光导体芯12里的光来说，就消除了在光导体芯12和基础壳层10的交界处在光射出部位16里的全反射，从而可以使光从光导体芯12里射出。载体11优选地设计成吸收光的，从而使从光导体芯12里射出的部分光在载体11里被吸收。
当弯曲传感器在光射出部位16里在一个所谓正的方向上弯曲时，在该方向上将光射出部位16扩展，通过散射和/或吸收使与弯曲传感器处于不弯曲状态时相比较有更多的光从光导体芯12里输出。因此在光导体芯12的端部可以测量到更少的光功率，以及光在光导体芯12里的衰减增大。当弯曲传感器在光射出部位16里在一个相反的负的方向上弯曲时，在该方向上将光射出部位16压扁，就使光损失减小并且可以在光导体芯12的端部测量到比在弯曲传感器处于不弯曲状态时更大的光功率，在光导体芯12里的光的衰减减小。
图7示出光射出部位16的一个可替换的或者附加的实施方式。基础壳层10在光射出部位16里中断并用壳层替代物17替代。覆盖壳层13相应地同样也可以可替换地或者附加地在光射出部位16里中断并用壳层替代物17替代。壳层替代物17的折射率与基础壳层10的折射率不同。壳层替代物17的折射率优选地大于基础壳层10的折射率。此外，壳层替代物17的折射率优选地小于或者等于至少一个光导体芯12的折射率。然而壳层替代物17的折射率也可以小于基础壳层10的折射率或者大于至少一个光导体芯12的折射率。
图8示出根据图7所示的光射出部位16的第二个实施方式的功能原理。第一道光束18以第一个入射角19射到位于光导体芯12和基础壳层10之间的交界上。第一个入射角19大于在位于光导体芯12和基础壳层10之间的交界上的全反射的全反射角，这就是说第一道光束18在位于光导体芯12和基础壳层10之间的交界上被全反射并因而停留在光导体芯12里。第二道光束20以第二个入射角21(其与第一个入射角19相对应)射到位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上。壳层替代物17的折射率大于基础壳层10的折射率。因此第二个入射角21小于在位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上的全反射的全反射角，这就是说第二道光束20在位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上没有被全反射并因此至少部分地从光导体芯12里射出。第三道光束22以第三个入射角23同样也射到位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上。然而第三个入射角23大于第二个入射角21并大于在位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上的全反射的全反射角。因此使第三道光束22在位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上全反射，这就是说第三道光束22停留在光导体芯12里。通过适合地选择壳层替代物17的折射率就可以这样很精确地预定：在光射出部位16里可以有多少光在弯曲传感器在光射出部位16里进行预定的弯曲时可以从光导体芯12里射出。
例如光导体芯12的折射率为1.49，基础壳层10和覆盖壳层13的折射率为1.35，以及壳层替代物17的折射率为1.42。在位于光导体芯12和基础壳层10之间的交界上的全反射的全反射角则作为由1.35和1.49的商的反正弦得出并且大约为65°。在位于光导体芯12和壳层替代物17之间的交界上的全反射的全反射角对应地作为由1.42和1.49的商的反正弦得出并且大约为72°。
壳层替代物17的折射率例如也可以选择为大约等于或者大于光导体芯12的折射率。然而为了避免过大的光损失，可以将光射出部位16在其延伸长度上选择相应地小。
图9示出具有逆回部位9的第一个实施方式的传感器带7。弯曲传感器包括有四个光导体芯12和一个光耦合器24。光耦合器24将在光输入部位25里输入的光分配到四个光导体芯12上。光耦合器24与四个光导体芯12一起设计为另外一个平坦的光导体芯。
由这在载体11的端部上的光输入部位25出发，在载体11的纵向方向上和相互平行地形成有光导体芯12。在逆回部位9里光导体芯12呈弧形，从而相互平行地并沿着载体11导回到载体11的端部通向这四个光导体芯12的各自的光输出部位26。这时要考虑到：各自的光导体芯12的转向半径不小于预定的最小转向半径。在小于最小转向半径时，那么在位于各自的光导体芯12和各自的基础壳层10或者说各自的覆盖壳层13之间的交界上的全反射的全反射角对于在各自的光导体芯12中可以导通的光来说并不被超出，以致于使得光并不继续在各自的光导体芯12里导通并由这里至少部分地射出。
图10示出根据单个的光导体芯12的逆回部位9的第二个实施方式。光导体芯12在逆回部位9里成直角地形成在基础壳层10上的平行于基础壳层10的平面里。在光导体芯12的每个直角上，在光导体芯12里置入镜子，特别是微镜。为了光的返回，在逆回部位9里设置有第一个镜子27和第二个镜子28，它们使光分别以大约90°的角度转向。因此对于在逆回部位9里光的转向来说，就不必考虑最小转向半径，从而可以使得至少一个光导体芯12紧凑地并且占面积较小地形成在逆回部位9里。通过在至少一个光导体芯12里设置至少一个镜子，而且在将至少一个镜子参照至少一个光导体芯12的走向适合地对准时，然而也可以使光以另外的角度偏转。
图11示出根据单个的光导体芯12的逆回部位9的第三个实施方式。光导体芯12在逆回部位9里具有棱镜29，其在第一个端面上具有第一个作成镜面的部位30，而在第二个端面上具有第二个作成镜面的部位31。第一个作成镜面的部位30和第二个作成镜面的部位31就它们的功能来说基本上与第一个镜子27和第二个镜子28相符。然而这样使光转向，以使光在光导体芯12里在向着光输入部位25的方向上导回。为了使从光输入部位25导向至逆回部位9的光的部分与从逆回部位9在光输入部位25的方向上导回的光的部分分开，在光导体芯12里设置有半透明的镜子32。半透明的镜子32优选地设置在靠近光输入部位25的输入部位8里。
在光导体芯12里从逆回部位9导回的光通过半透明的镜子32部分地被转向至光输出部位26，后者例如设置成与光导体芯12上的光输入部位25呈大约90°角。
逆回部位9的第三个实施方式也具有以下优点，即通过设置棱镜，利用其作成镜面的端面对于在逆回部位9里的光的转向来说就不必考虑最小转向半径，以及因此可以将各自的光导体芯12紧凑地并且占面积较小地设计在逆回部位9里。对于设置半透明的镜面32可替换的是，可以将各自的光导体芯12的光输入部位25和光输出部位26分别地设计成作为共同的光输入部位25和光输出部位26，并且各自的光源33和各自的光传感器34可以设置在各自共同的光输入部位25和光输出部位26里。各自的光源33和各自的光传感器34则优选地设计成作为共同的结构元件。
在光输入部位25上优选地将光源33置入在光导体芯12里。光源33例如是发光二极管。也可以在每个光导体芯12的光输入部位25里分别设置光源33。相应地在各自的光输出部位26上优选地分别在光导体芯12里置入光传感器34。如果光从各自的光源33里以适合的方式输入到光导体芯12里，或者说从光导体芯12里向着各自的光传感器34输出，则光源33和/或光传感器34然而同样也可以是置入在基础壳层10或者覆盖壳层13里。在各自的光输入部位25和/或光输出部位26里也可以分别设置另一个镜子，用于使光转向进入各自的光导体芯12，或者说从其中转向出来。
在载体11里和/或在基础壳层10里和/或在覆盖壳层13里可以附加地设置至少一个机械加强元件。该至少一个机械加强元件例如作为机械的加强纤维平行于至少一个光导体芯12而设置。将该至少一个加强元件例如在制造载体11或者说基础壳层10或者覆盖壳层13时置入在它们之中。
机械加强元件优选地如此布置，以致于至少一个光导体芯12设置在机械加强元件之间。机械加强元件的直径优选地大于至少一个光导体芯12的直径。因此至少一个光导体芯12特别好地针对横向于其纵向方向的力受到了保护。所以特别可以阻止，即横向于至少一个光导体芯12的纵向方向的压力在至少一个光导体芯12上发生作用。这是有利的，因为这样的压力可以引起在至少一个光导体芯12里光的衰减的变化，而碰撞传感器装置2只是应该检测出在探测部位4里的传感器带7的弯曲。此外优选地以平面方式并排地设置至少一个光导体芯12和至少一个机械加强元件。
至少一个机械加强元件优选地由玻璃纤维加强型塑料制成。至少一个机械加强元件然而也可以例如由聚对苯二甲酸亚烷基脂(Polyalkylenterephthalaten)、例如聚酯薄膜制成。此外为了传递拉力也可以使用凯夫拉(Kevlar)-或玻璃线，以及为了克服横向压力也可以使用塑料杆。
图12示出用于制造传感器带7的方法的流程图。该方法开始于步骤S1。在步骤S2中必要时提供载体11和/或在载体11上形成结构化部分15。在步骤S3中或者将基础壳层10设计成载体11，或者将基础壳层10形成在当必要时而设置的单独的载体11上。在设置的光射出部位16里相应地通过载体11的结构化部分15使基础壳层10中断或者使基础壳层10形成结构化部分，或者使基础壳层10在设置的光射出部位16里中断，这就是说在设置的光射出部位16里没有形成该基础壳层。
可替换地或者附加地可以在步骤S4里形成壳层替代物17用于填满中断了的基础壳层10。在步骤S5里在基础壳层10上形成至少一个光导体芯12。此外也可以将光耦合器24与至少一个光导体芯12形成在一起。此外必要时可以附加地在传感器带7上设置至少一个光源23、至少一个光传感器34、第一个和第二个镜子27，28或者其它的镜子、半透明镜子32或者棱镜29，以及优选地置入在各自的光导体芯12里。
在步骤S6里通过覆盖壳层13将至少一个光导体芯12覆盖住。对于步骤S6为可替换地或者附加地这样设计覆盖壳层13，以使得其具有中断，这些中断优选地用壳层替代物17替代。该方法结束于步骤S8。必要时可以设置其它步骤，例如用于置入至少一个加强元件或者用于产生围绕弯曲传感器的一个保护壳体。
有不同的制造方法适用于在基础壳层10上产生至少一个光导体芯12。例如通过一种定量配料法使至少一个光导体芯12作为液态聚合物通过剂量器，即所谓的“分配器”，以所希望的走向涂覆在基础壳层10上并接着使其硬化，例如通过利用UV(紫外)-光照射。以这种方式可以简单而价廉地制成很精细的光导体芯12，其宽度小于100微米，长度大于1米。可替换地也可以通过一种射流冲击压力法，也可以称之为喷射法，使液态聚合物以所希望的走向压在或者说喷射在基础壳层10上并接着使其硬化。在这两种方法中，在产生至少一个光导体芯12时使传感器带7优选地在滑座上在纵向方向上，在基本不动的剂量器或者说压力头之下运动。因此可以在大于1米的长度上很精确地并且均匀地制成至少一个光导体芯12。用于产生至少一个光导体芯12的另一种制造方法是直接写入法。将液态聚合物平面地涂覆在基础壳层10上并接着沿着至少一个光导体芯12的所希望的走向通过曝光而硬化。曝光可以通过一种相应地设计的掩模进行或者直接通过激光器进行。涂覆的液态聚合物的未曝光部位接着被除去，例如通过溶剂。
其优点是：通过所述的制造方法可以相互很紧密地并排设计多个光导体芯12。例如可以使16或者32个光导体芯12可靠地形成在6毫米宽的传感器带7上。在探测部位4里的光射出部位16可以很精确地被定位和确定尺寸，从而使得弯曲传感器的性能可以可靠地和精确地预定。此外，通过形成基于聚酰亚胺的光导体芯12还保证了达到380℃的耐高温性，基于环氧树脂的光导体芯12耐200℃的高温。这对于在机动车中的使用来说是特别有利的。另一个优点是：传感器带7可以很简单地对应于所希望的形状制成。例如一些类型的汽车的保险杠具有V形状的走向。传感器带7和在其上设计的光导体芯12可以很简单地以这种V形状设计，从而使得传感器带7不必事后再加工成所希望的形状。此外可以快速、精确和价廉地制造至少一个光导体芯12。
Claims (14)
1.一种用于制造弯曲传感器的方法，其中
-在弯曲传感器上通过设置弯曲弹性的基础壳层(10)而形成至少一个探测部位(4)，所述基础壳层在所述探测部位(4)的至少一个局部部位里中断或者通过凸起部分和/或凹进部分而被结构化，
-在所述基础壳层(10)上产生至少一个平坦的光导体芯(12)，并且所述光导体芯(12)具有比所述基础壳层(10)更大的折射率，和
-通过覆盖壳层(13)将所述光导体芯(12)覆盖住，并且所述光导体芯(12)具有比所述覆盖壳层(13)更大的折射率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中设置弯曲弹性的载体(11)，所述载体在所述弯曲传感器的所述探测部位(4)的至少一个局部部位里通过凸起部分和/或凹进部分而被结构化，以及在所述载体(11)上形成所述基础壳层(10)，和通过所述载体(11)的凸起部分和/或凹进部分而形成所述基础壳层(10)的凸起部分和/或凹进部分或者所述基础壳层(10)的中断。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述基础壳层(10)和/或所述覆盖壳层(13)在所述至少一个局部部位里用壳层替代物(17)来替代，所述壳层替代物的折射率与所述基础壳层(10)的折射率不同或者所述壳层替代物吸收射入的光。
4.一种用于制造弯曲传感器的方法，其中
-在弯曲弹性的基础壳层(10)上产生至少一个平坦的光导体芯(12)，以及所述光导体芯(12)具有比所述基础壳层(10)更大的折射率，
-在所述弯曲传感器上在位于所述光导体芯(12)的光输入部位(25)和光输出部位(26)之间的光路里通过产生覆盖壳层(13)来形成至少一个探测部位(4)，所述覆盖壳层将至少一个光导体芯(12)覆盖住，并且所述覆盖壳层在所述探测部位(4)的至少一个局部部位里中断，以及所述覆盖壳层在至少一个局部部位里用壳层替代物(17)来替代，所述壳层替代物的折射率与所述基础壳层(10)的折射率不同或者所述壳层替代物吸收射入的光。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述基础壳层(10)里形成至少一个凹槽(14)，在所述凹槽里分别产生一个光导体芯(12)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述光导体芯(12)上设置有至少一个镜子，用于使在所述光导体芯(12)里可以导通的光在所述光导体芯(12)里平行于所述基础壳层(10)的平面转向。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在至少一个光导体芯(12)的端部分别设置有棱镜(29)，其端面作成镜面。
8.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中在至少一个光导体芯(12)里设置有半透明的镜子(32)，用于将在各自的所述光导体芯(12)里的进入的和返回的光分开。
9.根据权利要求6或7中任一项所述的方法，其中各自的所述光导体芯(12)的所述光输入部位(25)和所述光输出部位(26)设计成为各自的所述光导体芯(12)的共同的光输入部位(25)和光输出部位(26)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述基础壳层(10)上形成至少两个光导体芯(12)，并且其中在所述弯曲传感器的所述光输入部位(25)上在所述基础壳层(10)上形成光耦合器(24)，所述光耦合器将在所述光输入部位(25)上可以输入的光分配到所述至少两个光导体芯(12)上。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在所述至少一个光导体芯(12)的所述光输入部位(25)上的至少一个光源(33)和/或在至少一个光导体芯(12)的所述光输出部位(26)上的光传感器(34)置入在所述基础壳层(10)里和/或在所述光导体芯(12)里和/或在所述覆盖壳层(13)里。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将至少一个光导体芯(12)作为液态聚合物、通过剂量器来定量配料对应于所述光导体芯(12)的所希望的走向而涂覆在所述基础壳层(10)上，并接着使其硬化。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中将至少一个光导体芯(12)作为液态聚合物、通过射流冲击压力法对应于所述光导体芯(12)的所希望的走向而涂覆在所述基础壳层(10)上，并接着使其硬化。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中将至少一个光导体芯(12)作为液态聚合物而涂覆在所述基础壳层(10)上并通过直接写入法对应于所述光导体芯(12)的所希望的走向而使其硬化。
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