一种柔性光学传感器的制作方法

本实用新型涉及一种光学传感器，尤其涉及一种柔性光学传感器。

背景技术：

近年来，传统传感器适用环境的限定性制约着智能化设备的发展，已无法满足人们日益增长的需求。随着新材料、工艺及机械制造化进步而出现的柔性传感器因其质软、低模量、易形变的特性弥补了传统传感器的不足，推动了智能化设备领域的进一步发展。

目前，常见的应用较多的柔性传感器一般为柔性电阻传感器，这种传感器成本较低，但存在着精度低、稳定性差、重复性差、无法抗电磁干扰等缺点，这极大程度上缩小了柔性传感器的应用市场。因此研制一款精度高、稳定性好、重复性好，抗电磁干扰，体积小并且制造方法简单的柔性光学传感器对柔性传感器应用市场的扩大具有重要意义。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本实用新型公开了一种柔性光学传感器，可以用来实现对外界物体形变的测量，具备精度高、稳定性好、重复性好、抗电磁干扰、体积小的优点。

对此，本实用新型的技术方案为：

一种柔性光学传感器，其包括光源、光电探测器和柔性光波导，所述柔性光波导的一端通过第一连接件与光源连接并保持同轴性，所述柔性光波导的另一端通过第二连接件与光电探测器连接并保持同轴性，所述柔性光波导的外表面设有软性胶体包覆构件，所述软性胶体包覆构件的两端分别与第一连接件、第二连接件连接。

其中，第一连接件、第二连接件可以为任意形状，通过第一连接件、第二连接件可以保证光源、光电探测器与光波导的同轴性。所述软性胶体为非刚体材料，质地柔软，具有可任意拉伸、压缩、弯曲的特性。光源、光电探测器通过焊接导线与外部电路相连。所述光电探测器为任何可以将光信号转化为电信号的光电元件。所述光电探测器探测的光信号为光强、偏振、波长、相位、频率。

所述柔性光波导为规则柱状体，具有可弯曲的特性，对光源的发出的光有一定的透过性。

采用上述技术方案，光源发出的光，经过柔性光波导后，进入光电探测器，光电探测器将光信号转化为电信号。当柔性光波导随着软性胶体包覆构件发生形变时，其内部光的部分或全部参量将发生变化从而起到传感的作用。软性胶体包覆构件对柔性光波导起到保护作用。当软性光波导发生形变时，其内部光在软性光波导和空气界面处的入射角减小，这会导致透射到空气中损耗掉的光强增加，反射回软性光波导中被光电探测器探测到的光强减小。

进一步的，所述柔性光波导与软性胶体包覆构件形成的柱状体，其可以是圆柱体、棱柱体等任何符合实际使用要求的规则柱状体。

进一步的，所述光源为单色光或非单色光。

作为本实用新型的进一步改进，所述柔性光学传感器包括连接件盖片，所述连接件盖片分别设在第一连接件、第二连接件的外侧面；进一步的，所述连接件盖片分别与第一连接件、第二连接件的外侧面通过速干胶固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述连接件盖片为圆形，所述连接件盖片上设有通孔，所述光源或光电探测器的引脚从通孔穿出。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一连接件、第二连接件内部设有柔性光波导插入孔、光源或光电探测器插入孔；所述柔性光波导插入孔、光源或光电探测器插入孔相邻，并为同轴孔。采用此技术方案，可以保证柔性光波导与光源、光电探测器的同轴性。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一连接件、第二连接件内在位于柔性光波导插入孔的外侧设有与软性胶体包覆构件连接的凹槽。凹槽可以保证软性胶体的灌入，使连接件与柔性光波导固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一连接件、第二连接件在位于柔性光波导插入孔的外侧设有与软性胶体包覆构件连接的斜面。采用此技术方案，增大连接件与软性胶体包覆构件材料的接触面积，使连接件与柔性光波导更好的固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述光源或光电探测器插入孔为T形孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述柔性光波导为具有透光性的规则柱状体。

作为本实用新型的进一步改进，所述光源与第一连接件通过透明速干胶固定连接，所述光电探测器与第二连接件通过透明速干胶固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述软性胶体包覆构件的材质为硅胶。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

采用本实用新型的技术方案，可以很好的实现对物体形变的测量，并且精度高、稳定性好、重复性好、抗电磁干扰、体积小，制造方法操作简单，成本低。

附图说明

图1是本实用新型一种柔性光学传感器的结构示意图。

图2是本实用新型一种柔性光学传感器的形变的结构示意图。

图3是本实用新型实施例1的连接件的结构示意图。

图4是本实用新型实施例2的连接件的结构示意图。

附图标记包括：1-光源，2-光电探测器，31-第一连接件，32-第二连接件，4-柔性光波导，5-软性胶体，6-导线，7-连接件盖片；33-柔性光波导插入孔，34-第二插入孔，35-凹槽，36-斜面。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1

如图1~图3所示，一种柔性光学传感器，其包括光源1、光电探测器2、连接装置3、导线6、连接装置盖片7。其中，所述光源1通过第一连接件31与柔性光波导的一端固定连接，所述光电探测器2通过第二连接件32固定在柔性光波导的另一端，连接件盖片7固定在第一连接件31、第二连接件32的后端面上，柔性光波导4包裹在软性胶体5内，与软性胶体5形成一种规则柱状体。光源1和光电探测器2分别通过导线6与外部电路连接。具体地，柔性光波导4为一种规则柱状体，具有可弯曲的特性，所述光波导4对光源1发出的光具有一定的透过性。所述软性胶体5为非刚体材料，具有可任意拉伸、收缩、弯曲的特性。所述光源1为单色光或非单色光。所述光电探测器2为任何可以将光信号转化为电信号的光电元件。所述光电探测器2探测的光信号为光强、偏振、波长、相位、频率。

所述连接件盖片7为圆形并带有两个孔，光源1及光电探测器2的引脚通过两个孔穿出。

采用此技术方案，光源1发出的光，经过柔性光波导4后，进入光电探测器2，光电探测器2将光信号转化为电信号。当柔性光波导4随着软性胶体5发生形变时，其内部光的部分或全部参量将发生变化，光的参量包括光强、偏振、波长、相位、频率。软性胶体5对柔性光波导4起到保护作用。

当软性光波导4发生形变时，其内部光在软性光波导4和空气界面处的入射角减小，这会导致透射到空气中损耗掉的光强增加，反射回软性光波导4中被光电探测器2探测到的光强减小。参照图1和图2所示，图1所示为传感器正常状态，图2为传感器形变状态。

第一连接件31和第二连接件32的结构相同，均为相同的连接件，如图3所示，所述第一连接件31、第二连接件32内部设有柔性光波导插入孔33、用于光源或光电探测器插入的第二插入孔34；所述柔性光波导插入孔33、第二插入孔34相邻，并为同轴孔，可以保证柔性光波导4与光源1、光电探测器2的同轴性。所述第二插入孔34为T形孔。采用此技术方案，可以保证柔性光波导与光源1、光电探测器2的同轴性。

所述第一连接件31、第二连接件32内在位于柔性光波导插入孔33的外侧设有与软性胶体5连接的凹槽35。凹槽35可以保证软性胶体5的灌入，使连接件与柔性光波导4固定。

所述光源1与第一连接件31通过透明速干胶固定连接，所述光电探测器2与第二连接件32通过透明速干胶固定连接，所述速干胶可选用3M出产的型号为PR1500的透明速干胶。

实施例2

在实施例1的基础上，如图4所示，所述第一连接件31、第二连接件32的结构与实施例不同，所述第一连接件31、第二连接件32在位于柔性光波导插入孔33的外侧设有与软性胶体5连接的斜面36。采用此技术方案，增大第一连接件31、第二连接件32与软性胶体5的接触面积，使连接件与柔性光波导更好的固定。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。