专利名称：：光纤弯曲形成装置及弯曲形成方法
技术领域：
：本发明涉及制造采用光纤的触觉传感器时使纤维形成弯曲的弯曲形成装置及弯曲形成方法。
背景技术：
：已知多个光纤对配置在发泡聚氨酯等弹性材料内的触觉传感器(例如，参见日本特表2002-507279号公报)。在上述触觉传感器中，每个感压点都有由发光用光纤和接收光用的光纤构成的光纤对。于是，发光用光纤的端部和接收光用光纤的端部配置得接近各个感压点附近。因而，在上述触觉传感器中，利用在外部施加的力使与弹性材料各感压点对应的部分弯曲的情况下，从发光用光纤的端部出射的光的亮度随着其力的大小而变化的特性，检测施加于各感压点的力。这里，即使在上述触觉传感器弹性材料发生变形(弯曲、伸直)的情况下，也要使光纤形成弯曲，其内部光纤又不折断，就必须在光纤纵向上保持能够与变形量对应程度的余量。于是，作为使光纤形成弯曲的方法，是在弹性材料净皮拉伸的状态下，将光纤固定在其弹性材料上的方法(例如，参见美国专利申请公开第2006/0076103号说明书)。采用该方法，光纤固定后使弹性材料恢复原始状态(不拉伸的状态)，使光纤形成弯曲。但是，在上述方法中，固定了光纤的弹性材料在恢复原始状态时，光纤不规则地弯曲，且光纤的交叉会使光纤的表面产生伤痕，还会有从该处漏光的情况。另外，此时光纤弯曲的状况和方向往往因位置而变动。此外，在固定光纤时弹性材料被拉伸，弹性材料有开裂和折断的情况。
发明内容本发明的主要目的在于提供一种可以防止光纤交叉的光纤弯曲形成装置及弯曲形成方法。本发明的光纤弯曲形成装置包括保持装置和移动装置，上述保持装置将相互隔离地沿着第1方向排列且将大体沿着第1方向直线延伸的多条光纤分别平行地固定的多个支持构件保持在如下的与各光纤有关的状态相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在大致与第1方向正交的第2方向上错开，并使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小；上述移动装置一边将上述保持装置保持的上述多个支持构件维持在使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小的状态，一边移动上述多个支持构件，以使相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在第2方向上不错开。本发明的光纤弯曲形成方法包括包括第1工序、笫2工序和笫3工序，笫1工序中，使大致沿着第1方向直线延伸的多条光纤相互隔离并分别平行地固定在沿着第1方向排列的多个支持构件上；第2工序中，将固定了光纤的上述多个支持构件保持在如下的与各光纤有关的状态相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在大致与第1方向正交的第2方向上错开，并使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小；第3工序中，一边将第2工序中保持的上述多个支持构件维持在使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小的状态，一边移动上述多个支持构件，以使相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在第2方向上不错开。采用该结构，可防止平行地固定在多个支持构件中的多条光纤交叉，同时能使光纤形成弯曲。并且，此时可防止光纤的弯曲状况或方向出现偏差。在本发明的光纤弯曲形成装置中，也可以使上述多个支持构件相互以预定间隔隔开，并沿着上述第1方向排列，上述保持装置可按如下的状态保持，即使得在从上述多个支持构件中最端部的支持构件算起的第奇数个和第偶数个中任何一方的支持构件在上述第2方向上固定的状态下，将另一方的支持构件沿着与上述第2方向相同的方向错开预定距离，并使上述多个支持构件中最端部的支持构件以外的其他支持构件向靠拢于上述最端部的支持构件的方向移动，成为相邻的2个支持构件相接触的状态。在本发明的光纤弯曲形成方法中也可以这样进行保持，使上述多个支持构件相互以预定间隔隔开，并沿着上述第1方向排列，在上述第2工序中，在从上述多个支持构件中的最端部的支持构件起算的第奇数个和第偶数个中任何一方的支持构件在上述第2方向方面上处于固定的状态下，将另一方的支持构件沿着与上述第2方向相同的方向错开预定距离，并且使上述多个支持构件中上述最端部的支持构件以外的支持构件在靠拢上述最端部的支持构件的方向上移动，成为使相邻的2个支持构件成为相接触的状态。采用这种结构，对于并行地固定在多个支持构件中的多条光纤，形成一定方向的且长度相同的弯曲。在本发明的光纤弯曲形成装置中，还设有温度变更装置，可对固定在经上述移动装置移动后的上述多个支持构件中的光纤在加热后进行冷却。本发明的光纤弯曲形成方法还可包括第4工序，可对固定在上述第3工序中移动后的上述多个支持构件中的光纤在加热后进行冷却。采用这种结构，对形成弯曲的光纤在加热后进行冷却，可将弯曲在短时间内固定下来。从下面结合附图进行的描述中将会更充分地看出本发明的其他目标、特征和优点。附图中图1表示采用由本发明实施例的弯曲形成装置形成了弯曲的光纤的触觉传感器的概略结构；图2是表示传感器片内部结构的断面图3是表示触觉传感器制造工序的流程图4表示双面胶带的结构；图5表示触觉传感器制造工序的各工序；图6表示触觉传感器制造工序的各工序；图7是弯曲形成装置的平面图8是弯曲形成装置的平面图9表示触觉传感器制造工序的各工序；图IO表示触觉传感器制造工序的各工序。具体实施例方式以下，参照本发明的实施例。图l表示用本发明实施例的弯曲形成装置形成弯曲的光纤的触觉传感器的概略结构。图2是表示传感器片内部的结构的断面图。图1所示的触觉传感器1具有装入遮光罩5内的传感器片10和基板部30。在传感器片10中，多个感压点(在图1中用黑圆点表示)在同一面内大致配置成网格状。在与传感器片10的各感压点对应的位置上，配置多个光纤对的端部，其另一端部以成束的状态连接到基板部30。于是，若在基板部30接收从各感压点上的发光用光纤的端部出射的光的亮度，则其变化在连接到基板部30的电脑50上显示。传感器片10,如图2所示，具有用聚氨酯泡沫塑料等具有光漫射特性的材料形成的上层11和下层12，以及配置在它们之间的多个光纤对13。光纤对13由塑料制的发光用光纤13a和接收光用光纤13b构成。这里，图1中只表示一个光纤对13，实际上，如后上述，在上层11和下层12之间除光纤对13外，还配置双面胶带16(参照图4)，图中省略。接着，参照图3说明触觉传感器1的制造工序。图3是表示触觉传感器制造工序顺序的流程图。首先，将双面胶带16及聚氨酯泡沫塑料等各种材料切割成制品的尺寸(步骤S101)。这里，双面胶带16如图4所示为矩形状，准备上侧和下侧2片。双面胶带16具有10个带状支持构件17和在相邻支持构件17之间形成的缝隙部分18。因而，10个支持构件17相互以预定间隔隔开，沿着图4的上下方向排列。此外，双面胶带16具有在与各感压点对应的位置上形成的多个开口19和装配后述弯曲形成装置40时用的多个贯通孔21。在双面胶带16的表面上，形成配置在各开口19的周围的多个粘附部20，其整个背面成为粘附部。各支持构件17具有在支持构件17两个端部形成的2个贯通孔21和在每2个相邻粘附部20之间各形成1个的5个贯通孔21。在本实施例中，开口19和贯通孔21呈圆形，粘附部20呈四边形。此外，聚氨酯泡沫塑料(图中没有示出)呈矩形，其大小与双面胶带16大致相同。接着，将多个光纤对13固定在双面胶带16上(步骤S102)。这里，多个光纤对13，如图5所示，大致沿着上下方向直线延伸而且平行，固定在下侧的双面J3交带16表面的各支持构件17的粘附部20上。具体而言，多个光纤对13的各一个端部配置在与各感压点对应的位置上，即在开口19内。于是，光纤对13从各开口19延伸到下方，其另一端部配置在双面胶带16的外側。然后，将上侧的双面胶带贴在固定了多个光纤对13的下侧的双面胶带16的表面上(步骤S1(B)。这里，上侧的双面胶带16上，以与下侧的双面胶带16相同的图形形成有多个粘附部20,所以多个光纤对13以净皮下側的双面胶带16和上側的双面月交带16夹持的状态，固定在各个粘附部20上。就;^i兌，多个光纤对13只固定在图5的四边形粘附部20上，在相邻粘附部20之间不作固定。再有，图5中，多个光纤对13处在被下側的双面胶带16和上侧的双面胶带夹持的状态，所以实际上是看不见的，但是为了便于理解说明，在图中光纤对13用实线表示。此外，在图5中，光纤对13用一根实线表示，但如上所述，实际上由发光用光纤13a和接收光用光纤13b构成，其他附图上也一样。其后，如图6所示，除去在相邻支持构件17之间形成的缝隙部分18(步骤S104)。因此，在10个支持构件17之间形成间隙，10个支持构件17变成只用光纤对13连接的状态。这样，设置在弯曲形成装置40中用的多个光纤对13固定的双面胶带16的准备便告完成。这里，参照图7和图8说明可以在本实施例的制造工序中采用的弯曲形成装置的概略结构。图7和图8是弯曲形成装置的平面图。弯曲形成装置(弯曲形成机具)40是略呈平板状的构件，具有相互隔离的5个长孔41。5个长孔41具有与双面胶带16的支持构件17相同的宽度，并以与双面胶带16的支持构件相同的宽度隔开。此外，长孔41的长度比双面胶带16的支持构件17的长度长。然后，将与长度双面胶带16支持构件17长度相同的可动板42分别装入5个长孔41的内侧。因此，可动板42在长孔41内变得可在其纵向移动。图7中表示可动板42处于装入长孔41内右端的状态，固定了多个光纤对13的双面胶带16已装配的状态。另一方面，图8中，可动板42表示为处于装入长孔41内左端的状态，多个光纤对13上形成弯曲的状态。此外，在可动板42的上面，形成配置在其两端部的2个圆柱形凸部43和配置在2个凸部之间的5个圆柱形凸部44。此外，与弯曲形成装置40的相邻的长孔41之间对应的部分，也和可动玲反42—样，形成2个凸部43和5个凸部44。这些凸部43、44在将固定了多个光纤对13的双面胶带16装入弯曲形成装置40时使用。这里，各可动板42上的2个凸部43,如图8所示，可动板42处于配置在长孔41内左端的状态，分别直线排列。另外，此时5个凸部44在弯曲形成装置40上端侧的一半区域和下端侧的一半区域上，分别按倾斜直线排列。另外，在双面胶带16上形成的贯通孔21,装配得与图8所示的凸部43、44的配置相同，具有与凸部43、44相同的断面形状。将完成了上述准备的、固定了多个光纤对13(上侧和下侧贴合)的双面胶带16装入弯曲形成装置40(步骤S105)。就是说，弯曲形成装置40的可动板42，如图7所示，处于装入长孔41内右端的状态，依次装配10个支持构件17。在以下的说明中，10个支持构件17从上端起依次称为第1、第2、...、第10个支持构件17。此外，弯曲形成装置40的5个长孔41从上端起，依次称为第1、第2、、第5长孔41。具体而言，首先，装配第1个支持构件17，使第1个长孔41内的可动板42的凸部43、44插入第1个支持构件17的贯通孔21。接着，装配第2个支持构件17，使第1个长孔41和第2个长孔41间的凸部43、44插入第2个支持构件17的贯通孔21。这里，在装入弯曲形成装置40前的状态，第1个支持构件17和笫2个支持构件17隔开而形成间隙，由于在弯曲形成装置40中没有与该间隙对应的部分，所以装入第2个支持构件17时，通过向笫1个支持构件17靠拢的方向移动，装配得与笫1个支持构件17接触。此外，如图7所示，第l个长孔41和第2个长孔41间的凸部43、44，从第1个长孔41内的可动板42的凸部43、44向左偏移，因此，装配笫2个支持构件17时，相对于第1个支持构件17左向移动地装配。接着，装配第3个支持构件17，使第2个长孔41内的可动板42的凸部43、44插入第3个支持构件17的贯通孔21。这里，装配笫3个支持构件17时，通过向靠拢第2个支持构件17的方向移动，装配得与第2个支持构件17相接触。另外，如图7所示，第2个长孔41内可动板42的凸部43、44,从第1个长孔41和第2个长孔41间的凸部43、44向右偏移，因此在装配第3个支持构件17时，相对于笫2个支持构件17右向移动地装配。接着，与上述相同，将第4、、第10个支持构件17装入弯曲形成装置40的情况如图9所示。图9中，仅示出装入弯曲形成装置40的固定了光纤对13的IO个支持构件17。从图9可看出，由于光纤对13的与粘附部对应的部分已被固定，处于在上下方向上延伸的状态，而由于光纤对13的其他部分(不与粘附部20对应的部分)没有固定，所以随着支持构件17向左右方向移动而倾斜。接着，在10个支持构件17装配好的状态(图9的状态)下，如图8所示，使弯曲形成装置40的可动板42移动，成为处于装入长孔41内左端的状态，IO个支持构件17在左右方向上不错开，于是光纤对13形成弯曲(步骤S106)。从图IO可看出，若使可动板42向左移动，由于光纤对13的与粘附部对应的部分是固定的，处于在上下方向上延伸的状态，而光纤对13的其他部分(不与粘附部20对应的部分)没有固定，支持构件17左右方向上没有偏移，因此，向右突出而弯曲。然后，如图10所示，在光纤对13形成弯曲的状态下，用固定板按压，使弯曲固定下来(步骤S107)。在本实施例中，在使弯曲固定时，固定在支持构件17上的光纤对13在5(TC下加热约10分钟后，在室温下放置10分钟。这里，光纤对13的加热温度，最好根据光纤的最高保存温度和最高使用温度来设定。在本实施例中，光纤的最高保存温度为70°C，最高使用温度为6CTC，所以在不损害光纤特性的范围内，将加热放置温度设为5(TC。其后，剥去上侧的双面胶带16背面的剥离纸，粘贴聚氨酯泡沫塑料的上层ll，同时剥去下侧的双面胶带16背面的剥离纸，粘贴聚氨酯泡沫塑料的下层12(步骤S108)。然后，安装将配置在传感器片10的外侧的光纤对13的另一端成束连接的基板部30(步骤S109)。最后，将传感器片10和基板部30装入遮光罩5内，触觉传感器1即告完成(步骤S110)。如上所述，在本实施例的触觉传感器1的制造工序中，通过采用弯曲形成装置40,可防止平行地固定在多个支持构件17中的多个光纤对13交叉，并可在光纤上形成方向一定且长度相同的弯曲。另外，可防止光纤的弯曲状况和方向上出现偏差。此外，由于形成弯曲的光纤对13加热后^皮冷却，可以使弯曲在短时间内固定。例如，在上述实施例中，通过使固定在支持构件17中的光纤对13加热后冷却来使弯曲固定，但也可通过将固定在支持构件17上的光纤对13在室温下放置10小时以上来使弯曲固定。这里，在下述的实施例1、实施例2、对比例的情况下进行关于弯曲形成的评价试验。再有，光纤、聚氨酯泡沫塑料、双面胶带等均采用相同的材料。(实施例1)将固定于支持构件17的光纤对13在5CTC下加热约10分钟后，在室温下放置10分钟，以使弯曲固定。(实施例2)将固定于支持构件中17的光纤对13在室温下放置10小时以上，以使弯曲固定。(对比例)在聚氨酯泡沫塑料拉伸后的状态下将光纤对固定，通过恢复到原始状态而形成弯曲。上述评价试验项目包括「弯曲形成速度(时间)J、r弯曲方向的均匀性」、「弯曲量均匀性J、r弯曲固定度J、r可操作性」以及「作为传感器的输出特性」，评价试验的结果示于表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>评价x差A不太好O良好从表1可看出，在(实施例l)中，所有项目都得到良好的结果。而在(实施例2)中，在r弯曲方向的均匀性」、r弯曲量的均匀性J上得到了良好的结果，但是，「弯曲形成速度(时间)J评价低。在(对比例l)中，所有项目的评价都低。此外，在上述实施例中，通过将相互以预定间隔隔开并在上下方向排列的10个支持构件17，使第偶数个支持构件17在左右方向上固定的状态，第奇数个支持构件17向右移动预定距离，并使笫2~10的支持构件17向靠拢第1个支持构件17的方向移动，以在将相邻的2个支持构件17装配成接触状态后，10个支持构件17对齐，在左右方向上没有错开，从而形成弯曲。但是，弯曲形成装置形成弯曲的顺序是可以变更的。因而，例如也可以是10个支持构件中的第偶数个支持构件在左右方向上处于固定的状态，第1、5、9支持构件向右移动预定距离，第3、7支持构件向左移动预定距离，同时使第2~10的每个支持构件都在向第1个支持构件靠拢的方向移动，装配得使相邻的2个支持构件处于接触状态后，使10个支持构件对齐，在左右方向上没有错开，从而形成弯曲。在这种情况下，弯曲的方向交错改变。此外，也可以改变支持构件的数目，多个支持构件间的间隔也没有必要全都相同。另外，在上述实施例中，每个感压点都设置由发光用光纤13a及接收光用光纤13b构成的光纤对13，但也可以在每个感压点设置作为发光用光纤和接收光用光纤共用的光纤，使这样的触觉传感器的光纤形成弯曲，也具有与上述相同的效果。尽管本发明已经联系上述具体的实施例进行了描述，但是对于本专业的技术人员，显然会有许多代替方案、修改和变化，因而提出本发明推荐的实施例意在说明，而非限制，在不脱离以下4又利要求书定义的精神和范围的情况下，可以作出各种各样的修改。权利要求1.一种光纤弯曲形成装置，其特征在于包括保持装置和移动装置，所述保持装置分别将相互隔离地沿着第1方向排列且将大体沿着第1方向直线延伸的多条光纤平行地固定的多个支持构件保持在如下的与各光纤有关的状态相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在大致与第1方向正交的第2方向上错开，并使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小；以及所述移动装置一边将所述保持装置保持的所述多个支持构件维持在使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小的状态，一边移动所述多个支持构件，使相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在第2方向上不错开。2.权利要求l记载的光纤弯曲形成装置，其特征在于，所述多个支持构件相互以预定间隔隔开，并沿着第1方向排列；所述保持装置在所述多个支持构件中从最端部的支持构件算起的第奇数个和第偶数个中任何一方的支持构件在第2方向上处于固定的状态下，使另一方的支持构件沿着与第2方向相同的方向错开预定距离；并使所述多个支持构件中最端部的支持构件外的其他支持构件向靠拢所述最端部的支持构件的方向移动，以使相邻的2个支持构件保持为相4^触的状态。3.权利要求1或2记载的光纤弯曲形成装置，其特征在于还包括温度变更装置，将固定在经所述移动装置移动的所述多个支持构件上的光纤在加热后冷却。4.一种光纤弯曲形成方法，其特征在于包括第l工序、第2工序和第3工序，第1工序中，使大致沿着第1方向直线状延伸的多条光纤相互隔离并平行地分别固定在沿着第1方向排列的多个支持构件上；笫2工序中，将第1工序中固定了光纤的所述多个支持构件保持在如下的与各光纤有关的状态相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在大致与第1方向正交的第2方向上错开，并使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小；以及第3工序中，一边将第2工序中保持的所迷多个支持构件维持在使相邻的2个支持构件之间的间隙成为比最初间隙小的状态，一边移动所述多个支持构件，以使相邻的2个支持构件的各自的光纤固定部在第2方向上不错开。5.权利要求4记载的光纤弯曲形成方法，其特征在于，'所述多个支持构件相互以预定间隔隔开并沿着第1方向排列；在第2工序中，在所述多个支持构件中从最端部的支持构件算起的第奇数个和第偶数个中任何一方的支持构件在第2方向上处于固定的状态下，使另一方的支持构件沿着与第2方向相同的方向^l昔开预定距离；并使所述多个支持构件中最端部的支持构件外的其他支持构件向靠拢所述最端部的支持构件的方向移动，以使相邻的2个支持构件保持为相接触的状态。6.权利要求4或5记载的光纤弯曲形成方法，其特征在于，还包括第4工序，将在第3工序中^皮移动的所述多个支持构件上固定的光纤在加热后冷却。全文摘要在本发明的光纤弯曲形成装置中，可动板配置在位于长孔内右端的状态，10个支持构件中，在第偶数个支持构件在左右方向上处于固定的状态下，将第奇数个支持构件向右错开预定距离，同时将第2～10个支持构件向靠拢第1个支持构件的方向移动，以使相邻的2个支持构件成为接触状态。其后，将可动板移动到位于长孔内左端的状态。文档编号G02B6/00GK101387719SQ20071015396公开日2009年3月18日申请日期2007年9月13日优先权日2007年9月13日发明者上田敦,北野光正,吉田崇申请人:新田株式会社