つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明の位置センサの一実施の形態を示す平面図であり、図1(b)は、その側縁部分の断面を拡大した図である。この実施の形態の位置センサは、格子状のコア2と、このコア2の一端から延設されたコア2qとを有する略四角形シート状の第1光導波路W1と、その第1光導波路W1の3個所〔図1(a)では左右両側と下側〕の側縁部分の裏面側に設けられ、上記格子状のコア2と連絡する線状のコア2rを有する第2~第4光導波路W2~W4〔図1(a)では第1光導波路W1に隠れて見えない〕とを備えている。また、上記第1光導波路W1および第2光導波路W2〔図1(a)では右側縁部分の裏面側〕に、発光素子4が接続され、第3光導波路W3〔図1(a)では下側縁部分の裏面側〕および第4光導波路W4〔図1(a)では左側縁部分の裏面側〕に、受光素子5が接続されている〔図1(b),図3参照〕。そして、上記第2~第4光導波路W2~W4が設けられた第1光導波路W1の側縁部分の外側に、光を反射して、上記表面側の第1光導波路W1の格子状のコア2と上記裏面側の第2~第4光導波路W2~W4の線状のコア2rとの間の光伝播を可能にする光反射部材6が設けられている。FIG. 1 (a) is a plan view showing an embodiment of the position sensor of the present invention, and FIG. 1 (b) is an enlarged view of a side edge portion thereof. The position sensor of this embodiment includes a first optical waveguide W1 having a substantially rectangular sheet shape having a lattice-shaped core 2 and acore 2q extending from one end of thecore 2, and the first optical waveguide W1. Second to fourth optical waveguides W2 havinglinear cores 2r that are provided on the back surface side of the side edge portions at three locations (on the left and right sides and the lower side in FIG. 1A) and that communicate with the lattice-shaped cores 2. To W4 (invisible in the first optical waveguide W1 in FIG. 1A). Further, thelight emitting element 4 is connected to the first optical waveguide W1 and the second optical waveguide W2 (the back side of the right edge portion in FIG. 1A), and the third optical waveguide W3 (the lower side in FIG. 1A). The light receivingelement 5 is connected to the rear surface side of the side edge portion] and the fourth optical waveguide W4 (the rear surface side of the left edge portion in FIG. 1A) (see FIGS. 1B and 3). Then, light is reflected to the outside of the side edge portion of the first optical waveguide W1 provided with the second to fourth optical waveguides W2 to W4, and the lattice-like core of the first optical waveguide W1 on the surface side is reflected. Alight reflecting member 6 is provided that enables light propagation between 2 and thelinear cores 2r of the second to fourth optical waveguides W2 to W4 on the back side.
なお、図1(a)では、コア2,2qを鎖線で示しており、鎖線の太さがコア2,2qの太さを示している。さらに、格子状のコア2の数を略しコア2同士の間隔を広げて図示している。そして、矢印は、光の進む方向を示している。また、図1(b)において、符号Eは、上記発光素子4または受光素子5が実装されている電気回路基板であり、上記第2~第4光導波路W2~W4に接続されている発光素子4または受光素子5とともに、上記第1光導波路W1の裏面側に設けられている。In FIG. 1A, thecores 2 and 2q are indicated by chain lines, and the thickness of the chain line indicates the thickness of thecores 2 and 2q. Furthermore, the number of the lattice-like cores 2 is omitted, and the interval between thecores 2 is widened. The arrow indicates the direction in which the light travels. In FIG. 1B, reference numeral E denotes an electric circuit board on which thelight emitting element 4 or thelight receiving element 5 is mounted, and the light emitting elements connected to the second to fourth optical waveguides W2 to W4. 4 or thelight receiving element 5 is provided on the back side of the first optical waveguide W1.
このように、格子状のコア2を有する第1光導波路W1の裏面側に、その格子状のコア2と光伝播する線状のコア2rを有する第2~第4光導波路W2~W4を位置決めし、上記表面側の第1光導波路W1の格子状のコア2と上記裏面側の第2~第4光導波路W2~W4の線状のコア2rとの間の光伝播を、上記光反射部材6での光反射を利用して可能にしていることが、本発明の大きな特徴である。その特徴により、上記位置センサの省スペース化を図っている。In this way, the second to fourth optical waveguides W2 to W4 having the lattice-shapedcore 2 and thelinear core 2r for light propagation are positioned on the back surface side of the first optical waveguide W1 having the lattice-shapedcore 2. Then, light propagation between the lattice-shapedcore 2 of the first optical waveguide W1 on the front surface side and thelinear core 2r of the second to fourth optical waveguides W2 to W4 on the back surface side is performed on the light reflecting member. It is a great feature of the present invention that the light reflection at 6 is made possible. Due to this feature, space saving of the position sensor is achieved.
より詳しく説明すると、上記表面側の第1光導波路W1は、図2(a)に平面図で示し、図2(b)に拡大断面図で示すように、略四角形シート状のアンダークラッド層1の表面に、格子状に形成された複数の線状の光路用のコア2と、格子状の一方向のコア2の一端〔図2(a)では縦方向のコア2の上端〕から延設されてその格子状部分の端面〔図2(a)では上端面〕に沿った状態で配置された延設コア2qとが形成され、それらコア2,2qを被覆した状態で、上記アンダークラッド層1の表面に、オーバークラッド層3が形成されたものとなっている。そして、上記格子状のコア2に対応するオーバークラッド層3の表面部分が、入力領域3Aとなっている。また、上記延設コア2qの先端部に、上記発光素子4が接続されている。More specifically, the first optical waveguide W1 on the front surface side is shown in a plan view in FIG. 2A and in an enlarged cross-sectional view in FIG. Are extended from a plurality of linearoptical path cores 2 formed in a lattice shape and one end of the lattice-shaped core 2 (the upper end of thelongitudinal core 2 in FIG. 2A). And theextended core 2q disposed along the end face of the lattice portion (the upper end face in FIG. 2A) is formed, and the under clad layer is covered with thecores 2 and 2q. The overclad layer 3 is formed on the surface of 1. A surface portion of the over cladlayer 3 corresponding to the lattice-like core 2 is aninput region 3A. Further, thelight emitting element 4 is connected to the tip of theextended core 2q.
一方、上記裏面側の第2~第4光導波路W2~W4は、図3に平面図で示すように、複数の線状の光路用のコア2rが形成され、それらコア2rが、上記第1光導波路W1〔図2(a),(b)参照〕と同様、アンダークラッド層1とオーバークラッド層3とで挟持されている。そして、上記コア2rの一端部に、発光素子4または受光素子5が接続されており、上記コア2rの他端部2dは、上記表面側の格子状のコア2の端部2c〔図2(a)参照〕と対応する(平面視で重なる)位置に、位置決めされている。なお、図3では、理解を容易にするために、発光素子4または受光素子5が実装される電気回路基板E〔図1(b)参照〕は、図示していない。On the other hand, the second to fourth optical waveguides W2 to W4 on the back side are formed with a plurality of linearoptical path cores 2r as shown in a plan view in FIG. Similar to the optical waveguide W1 (see FIGS. 2A and 2B), it is sandwiched between theunder cladding layer 1 and the overcladding layer 3. Thelight emitting element 4 or thelight receiving element 5 is connected to one end of thecore 2r, and theother end 2d of thecore 2r is connected to theend 2c of the lattice-like core 2 on the surface side [FIG. It is positioned at a position corresponding to (see a)] (overlapping in plan view). In FIG. 3, for ease of understanding, the electric circuit board E [see FIG. 1B] on which thelight emitting element 4 or thelight receiving element 5 is mounted is not shown.
上記光反射部材6は、この実施の形態では、金属製であり、図1(a),(b)に示すように、第1光導波路W1の端面の長手方向に沿った棒状体となっている。その光反射部材6の、第1光導波路W1の端面に対面する面には、その光反射部材6の長手方向に沿って、凹溝6aが形成されており、その凹溝6aの側壁〔図1(b)では上側の壁と下側の壁〕は、45°傾斜した光反射面(第1および第2傾斜面)6b,6cに形成されている。In this embodiment, thelight reflecting member 6 is made of metal, and as shown in FIGS. 1A and 1B, thelight reflecting member 6 is a rod-like body along the longitudinal direction of the end face of the first optical waveguide W1. Yes. Aconcave groove 6a is formed on the surface of thelight reflecting member 6 facing the end surface of the first optical waveguide W1 along the longitudinal direction of thelight reflecting member 6, and the side wall of theconcave groove 6a [FIG. 1 (b), the upper wall and the lower wall] are formed on light reflecting surfaces (first and second inclined surfaces) 6b and 6c inclined by 45 °.
このような位置センサでの光の伝播は、例えば図1(a)で示すと、つぎのようになる。すなわち、表面側の第1光導波路W1に接続された発光素子4からの光は、まず、その第1光導波路W1において、延設コア2qを経て、格子状の縦方向のコア2を上から下に伝播し、図1(b)に示すように、そのコア2の下端部2cから出射される。ついで、その出射された光は、光反射部材6の上側の光反射面6bで反射して光路を90°変換し、第1光導波路W1の端面の厚み方向に沿って伝播し、上記光反射部材6の下側の光反射面6cで再度反射して光路を90°変換し、裏面側の第3光導波路W3のコア2rの端部2dに入射する。そして、その入射した光は、上記第3光導波路W3のコア2rを伝播し、受光素子5で受光される。The propagation of light through such a position sensor is as follows, for example, as shown in FIG. That is, light from thelight emitting element 4 connected to the first optical waveguide W1 on the surface side first passes through theextended core 2q in the first optical waveguide W1 and passes through the lattice-shapedvertical core 2 from above. Propagating downward and exiting from thelower end 2c of thecore 2 as shown in FIG. Next, the emitted light is reflected by the upperlight reflecting surface 6b of thelight reflecting member 6 to change the optical path by 90 °, propagates along the thickness direction of the end surface of the first optical waveguide W1, and the light reflected. The light is reflected again by the lowerlight reflecting surface 6c of themember 6 to change the optical path by 90 °, and enters theend 2d of thecore 2r of the third optical waveguide W3 on the back surface side. The incident light propagates through thecore 2r of the third optical waveguide W3 and is received by thelight receiving element 5.
一方、裏面側の第2光導波路W2に接続された発光素子4からの光は、まず、図3に示すように、その第2光導波路W2のコア2rを伝播し、そのコア2の右端部2dから出射される。ついで、その出射された光は、図1(b)に示すように(ただし、光の進む方向は、図示の矢印と逆方向)、光反射部材6の下側の光反射面6cで反射して光路を90°変換し、第1光導波路W1の端面の厚み方向に沿って伝播し、上記光反射部材6の上側の光反射面6bで再度反射して光路を90°変換し、表面側の第1光導波路W1の格子状の横方向のコア2の右端部2c〔図2(a)参照〕に入射する。つぎに、その入射した光は、上記第1光導波路W1において、格子状の横方向のコア2を右から左に伝播し、そのコア2の左端部2cから出射される。そして、その出射された光は、光反射部材6により、上記と同様にして反射し〔図1(b)参照〕、裏面側の第4光導波路W4のコア2rの端部2dに入射した後、その第4光導波路W4のコア2rを伝播し、受光素子5で受光される。On the other hand, the light from thelight emitting element 4 connected to the second optical waveguide W2 on the back side first propagates through thecore 2r of the second optical waveguide W2, as shown in FIG. It is emitted from 2d. Next, the emitted light is reflected by thelight reflecting surface 6c on the lower side of thelight reflecting member 6 as shown in FIG. 1B (however, the light travels in the opposite direction to the illustrated arrow). The optical path is converted by 90 °, propagated along the thickness direction of the end surface of the first optical waveguide W1, reflected again by thelight reflecting surface 6b on the upper side of thelight reflecting member 6 and converted by 90 °, and the surface side The first optical waveguide W1 is incident on theright end portion 2c (see FIG. 2A) of the lattice-likelateral core 2 in the lattice direction. Next, the incident light propagates from the right to the left in the lattice-likehorizontal core 2 in the first optical waveguide W1 and is emitted from theleft end 2c of thecore 2. Then, the emitted light is reflected by thelight reflecting member 6 in the same manner as described above (see FIG. 1B) and is incident on theend 2d of thecore 2r of the fourth optical waveguide W4 on the back surface side. Then, it propagates through thecore 2r of the fourth optical waveguide W4 and is received by thelight receiving element 5.
このようにして、上記格子状の縦方向と横方向の2方向(XY方向)のコア2に光が伝播する。そして、上記位置センサへの文字等の入力は、前記入力領域(上記格子状のコア2に対応するオーバークラッド層3の表面部分)3Aに、直接または樹脂フィルムや紙等を介して、ペン等の入力体で文字等を書くことにより行われる。このとき、上記入力領域3Aがペン先等で押圧され、その押圧部分のコア2が変形し、そのコア2の光伝播量が低下する。そのため、上記押圧部分のコア2に連絡する上記受光素子5での受光レベルが低下することから、上記押圧位置(XY座標)を検知できるようになっている。In this way, light propagates to thecore 2 in the above-mentioned lattice-like vertical direction and horizontal direction (XY direction). Input of characters and the like to the position sensor is performed on the input region (surface portion of the over cladlayer 3 corresponding to the lattice-like core 2) 3A directly or via a resin film or paper. This is done by writing characters etc. in the input field. At this time, theinput area 3A is pressed with a pen tip or the like, thecore 2 of the pressed portion is deformed, and the light propagation amount of thecore 2 is reduced. For this reason, the light receiving level at thelight receiving element 5 connected to thecore 2 of the pressed portion is lowered, so that the pressed position (XY coordinate) can be detected.
また、この実施の形態では、格子状のコア2の縦方向と横方向の2方向(XY方向)それぞれに発光素子4および受光素子5が間接的に接続されている。そのため、上記2方向を別々に制御することができ、入力領域3Aにおける押圧位置の検知精度を向上させることができる。Further, in this embodiment, thelight emitting element 4 and thelight receiving element 5 are indirectly connected to the lattice-shapedcore 2 in the two vertical directions and the horizontal direction (XY direction), respectively. Therefore, the two directions can be controlled separately, and the detection accuracy of the pressed position in theinput area 3A can be improved.
さらに、上記第1光導波路W1では、格子状のコア2の弾性率がアンダークラッド層1およびオーバークラッド層3の弾性率よりも大きく設定されていることが好ましい。その理由は、弾性率の設定がその逆であると、コア2の周辺が硬くなるため、オーバークラッド層3の入力領域3Aの部分を押圧するペン先等の面積よりもかなり広い面積の光導波路Wの部分が凹み、押圧位置を正確に検知し難くなる傾向にあるからである。そこで、各弾性率としては、例えば、コア2の弾性率は、1GPa以上10GPa以下の範囲内に設定され、オーバークラッド層3の弾性率は、0.1GPa以上10GPa未満の範囲内に設定され、アンダークラッド層1の弾性率は、0.1MPa以上1GPa以下の範囲内に設定されることが好ましい。この場合、コア2の弾性率が大きいため、小さな押圧力では、コア2はつぶれない(コア2の断面積は小さくならない)ものの、押圧により第1光導波路W1が凹むため、その凹んだ部分に対応するコア2の曲がった部分から光の漏れ(散乱)が発生し、そのコア2に連絡する受光素子5での受光レベルが低下することから、押圧位置を検知することができる。なお、上記第2~第4光導波路W2~W4の上記コア2r等の弾性率については、上記第1光導波路W1と同じに設定されてもよいし、他の弾性率に設定されてもよい。Furthermore, in the first optical waveguide W1, it is preferable that the elastic modulus of the lattice-like core 2 is set larger than the elastic modulus of theunder cladding layer 1 and the overcladding layer 3. The reason is that if the elastic modulus is set in the opposite direction, the periphery of thecore 2 becomes hard, so that the optical waveguide having an area considerably larger than the area of the pen tip or the like that presses theinput region 3A portion of the over cladlayer 3 This is because the W portion is recessed and it is difficult to accurately detect the pressed position. Therefore, as each elastic modulus, for example, the elastic modulus of thecore 2 is set within a range of 1 GPa or more and 10 GPa or less, and the elastic modulus of the over cladlayer 3 is set within a range of 0.1 GPa or more and less than 10 GPa, The elastic modulus of theunder cladding layer 1 is preferably set within a range of 0.1 MPa to 1 GPa. In this case, since the elastic modulus of thecore 2 is large, thecore 2 is not crushed by a small pressing force (the cross-sectional area of thecore 2 is not reduced), but the first optical waveguide W1 is recessed by the pressing, so that the recessed portion Since light leakage (scattering) occurs from the bent portion of thecorresponding core 2 and the light receiving level at thelight receiving element 5 connected to thecore 2 decreases, the pressed position can be detected. The elastic modulus of thecore 2r and the like of the second to fourth optical waveguides W2 to W4 may be set to be the same as that of the first optical waveguide W1, or may be set to another elastic modulus. .
また、上記アンダークラッド層1,コア2,2q,2rおよびオーバークラッド層3の形成材料としては、感光性樹脂,熱硬化性樹脂等があげられ、その形成材料に応じた製法により、第1~第4光導波路W1~W4を作製することができる。また、コア2,2q,2rの屈折率は、アンダークラッド層1およびオーバークラッド層3の屈折率よりも大きく設定されている。その屈折率および上記弾性率の調整は、例えば、各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。そして、各層の厚みは、例えば、アンダークラッド層1が10~500μmの範囲内、コア2,2q,2rが5~100μmの範囲内、オーバークラッド層3が1~200μmの範囲内に設定される。なお、上記アンダークラッド層1として、ゴムシートを用い、そのゴムシート上にコア2を格子状に形成するようにしてもよい。Examples of the material for forming the undercladding layer 1, thecores 2, 2q, and 2r and the overcladding layer 3 include photosensitive resins and thermosetting resins. The fourth optical waveguides W1 to W4 can be manufactured. Further, the refractive indexes of thecores 2, 2 q and 2 r are set to be larger than the refractive indexes of theunder cladding layer 1 and the overcladding layer 3. The refractive index and the elastic modulus can be adjusted by, for example, selecting the type of each forming material and adjusting the composition ratio. The thickness of each layer is set, for example, in the range of 10 to 500 μm for theunder cladding layer 1, in the range of 5 to 100 μm for thecores 2, 2 q and 2 r, and in the range of 1 to 200 μm for the overcladding layer 3. . Note that a rubber sheet may be used as theundercladding layer 1 and thecores 2 may be formed in a lattice shape on the rubber sheet.
図4は、本発明の位置センサの他の実施の形態の側面部分を拡大して示す断面図である。この実施の形態では、図1(a),(b)に示す上記実施の形態において、光反射部材7が、樹脂製の光導波路(第5光導波路)となっている。この光反射部材(第5光導波路)7は、表面側の格子状のコア2の端部2cおよび裏面側の線状のコア2rの端部2dに対応する位置に、複数のコア7aが、第1光導波路W1の端面の厚み方向に沿って形成されており、それらコア7aが、アンダークラッド層7dとオーバークラッド層7eとで挟持されている。そして、上記コア7aの両端面が、そのコア7aの軸方向に対して45°傾斜した傾斜面に形成され、その傾斜面が、光を反射して光路を90°変換する光反射面7b,7cになっている。ここで、上記傾斜面の外側は空気であり、内側のコア7aよりも屈折率が小さいことから、その傾斜面が上記のように光反射面7b,7cとなるのである。それ以外の部分は、図1(a),(b)に示す上記実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a side surface portion of another embodiment of the position sensor of the present invention. In this embodiment, in the above-described embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, thelight reflecting member 7 is a resinous optical waveguide (fifth optical waveguide). The light reflecting member (fifth optical waveguide) 7 has a plurality ofcores 7a at positions corresponding to theend 2c of the lattice-like core 2 on the front surface side and theend 2d of thelinear core 2r on the back surface side. It is formed along the thickness direction of the end face of the first optical waveguide W1, and thecore 7a is sandwiched between theunder cladding layer 7d and the over cladding layer 7e. Then, both end surfaces of thecore 7a are formed as inclined surfaces inclined by 45 ° with respect to the axial direction of thecore 7a, and the inclined surfaces reflect light and reflect light by converting the light path by 90 °, 7c. Here, the outside of the inclined surface is air, and the refractive index is smaller than that of theinner core 7a. Therefore, the inclined surface becomes thelight reflecting surfaces 7b and 7c as described above. The other parts are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, and the same reference numerals are given to the same parts.
この実施の形態では、光反射部材7が光導波路であるため、光反射部材7の幅を小さく形成できることから、位置センサを、より省スペース化することができる。In this embodiment, since thelight reflecting member 7 is an optical waveguide, the width of thelight reflecting member 7 can be reduced, so that the position sensor can be further saved in space.
なお、上記各実施の形態では、第1~第4光導波路W1~W4を個別に作製し、第1光導波路W1の裏面側に、第2~第4光導波路W2~W4を設けたが、他の方法でもよい。例えば、図5に平面図で示すように、予め、あたかも、上記第1光導波路W1に、上記第2~第4光導波路W2~W4が直接接続されて、平面上に広げられているような光導波路基体W0を作製し、その光導波路基体W0から、上記第2~第4光導波路W2~W4に相当する部分を切断し、残った部分を上記第1光導波路W1として、その第1光導波路W1の裏面側に、上記切断した第2~第4光導波路W2~W4の部分を設けるようにしてもよい。In each of the above embodiments, the first to fourth optical waveguides W1 to W4 are individually manufactured, and the second to fourth optical waveguides W2 to W4 are provided on the back surface side of the first optical waveguide W1. Other methods may be used. For example, as shown in a plan view in FIG. 5, the second to fourth optical waveguides W2 to W4 are directly connected to the first optical waveguide W1 and spread on the plane in advance. An optical waveguide substrate W0 is manufactured, the portion corresponding to the second to fourth optical waveguides W2 to W4 is cut from the optical waveguide substrate W0, and the remaining portion is used as the first optical waveguide W1. The cut second to fourth optical waveguides W2 to W4 may be provided on the back side of the waveguide W1.
また、上記各実施の形態では、表面側の格子状のコア2の領域(入力領域3A)の4個所の側縁部分のうち3個所の裏面側に、線状のコア(第2~第4光導波路W2~W4の線状のコア)2rを設けたが、他でもよく、例えば、4個所全ての側縁部分の裏面側に設けてもよいし、2個所でもよいし、1個所だけでもよい。In each of the above embodiments, the linear cores (second to fourth) are arranged on the back surface side of three of the four side edge portions of the region (input region 3A) of the lattice-like core 2 on the front side. (Linear cores of the optical waveguides W2 to W4) 2r are provided, but may be other, for example, may be provided on the back side of all four side edge portions, may be two locations, or may be only one location. Good.
さらに、上記各実施の形態では、光反射部材6,7を金属製の棒状体,樹脂製の光導波路としたが、光を反射して、表面側の格子状のコア2と裏面側の線状のコア2rとの間の光伝播を可能とするものであれば、他のものでもよい。また、上記各実施の形態では、光反射部材6,7により、光路を90°変換する反射が2回なされたが、上記光伝播が可能であれば、光路変換角度や反射回数は他でもよい。Further, in each of the above embodiments, thelight reflecting members 6 and 7 are made of metal rods and resin optical waveguides. However, thelight reflecting members 6 and 7 reflect light, and the lattice-like cores 2 on the front side and the lines on the back side are reflected. Any other material may be used as long as it allows light to propagate between the core 2r. In each of the above embodiments, thelight reflecting members 6 and 7 make two reflections for converting the optical path by 90 °. However, the optical path conversion angle and the number of reflections may be other as long as the light propagation is possible. .
そして、上記各実施の形態において、格子状のコア2の各交差部は、通常、図6(a)に拡大平面図で示すように、交差する4方向の全てが連続した状態に形成されているが、他でもよい。例えば、図6(b)に示すように、交差する1方向のみが、隙間Gにより分断され、不連続になっているものでもよい。上記隙間Gは、アンダークラッド層1またはオーバークラッド層3の形成材料で形成されている。その隙間Gの幅dは、0(零)を超え(隙間Gが形成されていればよく)、通常、20μm以下に設定される。それと同様に、図6(c),(d)に示すように、交差する2方向〔図6(c)は対向する2方向、図6(d)は隣り合う2方向〕が不連続になっているものでもよいし、図6(e)に示すように、交差する3方向が不連続になっているものでもよいし、図6(f)に示すように、交差する4方向の全てが不連続になっているものでもよい。さらに、図6(a)~(f)に示す上記交差部のうちの2種類以上の交差部を備えた格子状としてもよい。すなわち、本発明において、複数の線状のコア2により形成される「格子状」とは、一部ないし全部の交差部が上記のように形成されているものを含む意味である。In each of the above embodiments, each of the intersecting portions of the lattice-like core 2 is normally formed in a state in which all four intersecting directions are continuous, as shown in an enlarged plan view in FIG. There are others. For example, as shown in FIG. 6B, only one intersecting direction may be divided by the gap G and discontinuous. The gap G is formed of a material for forming the undercladding layer 1 or the overcladding layer 3. The width d of the gap G exceeds 0 (zero), and is usually set to 20 μm or less. Similarly, as shown in FIGS. 6C and 6D, two intersecting directions (two directions facing each other in FIG. 6C and two adjacent directions in FIG. 6D) are discontinuous. As shown in FIG. 6 (e), the three intersecting directions may be discontinuous, or as shown in FIG. 6 (f), all the four intersecting directions may be discontinuous. It may be discontinuous. Furthermore, a lattice shape including two or more kinds of intersections among the intersections shown in FIGS. That is, in the present invention, the “lattice shape” formed by the plurality oflinear cores 2 means that a part or all of the intersections are formed as described above.
なかでも、図6(b)~(f)に示すように、交差する少なくとも1方向を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができる。すなわち、図7(a)に示すように、交差する4方向の全てが連続した交差部では、その交差する1方向〔図7(a)では上方向〕に注目すると、交差部に入射する光の一部は、その光が進んできたコア2と直交するコア2の壁面2aに到達し、その壁面での入射角が臨界角よりも小さいことから、コア2を透過する〔図7(a)の二点鎖線の矢印参照〕。このような光の透過が、交差する上記と反対側の方向〔図7(a)では下方向〕でも発生する。これに対し、図7(b)に示すように、交差する1方向〔図7(b)では上方向〕が隙間Gにより不連続になっていると、上記隙間Gとコア2との界面が形成され、図7(a)においてコア2を透過する光の一部は、上記界面での入射角が臨界角よりも大きくなることから、その界面を透過することなく、その界面で反射し、コア2を進み続ける〔図7(b)の二点鎖線の矢印参照〕。このことから、先に述べたように、交差する少なくとも1方向を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができるのである。その結果、ペン先等による押圧位置の検知感度を高めることができる。In particular, as shown in FIGS. 6B to 6F, if at least one crossing direction is discontinuous, the light crossing loss can be reduced. That is, as shown in FIG. 7 (a), in an intersection where all four intersecting directions are continuous, if one of the intersecting directions (upward in FIG. 7 (a)) is noted, the light incident on the intersection Part of the light reaches thewall surface 2a of thecore 2 orthogonal to thecore 2 through which the light has traveled, and the incident angle at the wall surface is smaller than the critical angle, and thus passes through the core 2 [FIG. )) Such transmission of light also occurs in the direction opposite to the above (downward in FIG. 7A). On the other hand, as shown in FIG. 7B, when one intersecting direction (the upward direction in FIG. 7B) is discontinuous by the gap G, the interface between the gap G and thecore 2 is Part of the light formed and transmitted through thecore 2 in FIG. 7A is reflected at the interface without transmitting through the interface because the incident angle at the interface is larger than the critical angle. Continue to advance the core 2 (see the two-dot chain arrow in FIG. 7B). From this, as described above, if at least one intersecting direction is discontinuous, the light crossing loss can be reduced. As a result, it is possible to increase the detection sensitivity of the pressed position by the pen tip or the like.
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
成分a:エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7410)60重量部。
成分b:エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)40重量部。
成分c:光酸発生剤(サンアプロ社製、CPI101A)4重量部。
これら成分a~cを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。[Formation material of under clad layer and over clad layer]
Component a: 60 parts by weight of an epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation YL7410).
Component b: 40 parts by weight of epoxy resin (manufactured by Daicel, EHPE3150).
Component c: 4 parts by weight of a photoacid generator (manufactured by Sun Apro, CPI101A).
By mixing these components a to c, materials for forming the under cladding layer and the over cladding layer were prepared.
〔コアの形成材料〕
成分d:エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)90重量部。
成分e:エポキシ樹脂(三菱化学社製、エピコート1002)10重量部。
成分f:光酸発生剤(ADEKA社製、SP170)1重量部。
成分g:乳酸エチル(和光純薬工業社製、溶剤)50重量部。
これら成分d~gを混合することにより、コアの形成材料を調製した。[Core forming material]
Component d: 90 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Daicel Corporation, EHPE3150).
Component e: 10 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Epicoat 1002).
Component f: 1 part by weight of a photoacid generator (manufactured by ADEKA, SP170).
Component g: 50 parts by weight of ethyl lactate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., solvent).
A core forming material was prepared by mixing these components d to g.
〔第1~第4光導波路の作製〕
まず、上記アンダークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、アンダークラッド層を形成した。このアンダークラッド層の厚みは25μmとした。弾性率は240MPa、屈折率は1.496であった。なお、弾性率の測定は、粘弾性測定装置(TA instruments Japan Inc. 社製、RSA3)を用いた。[Production of first to fourth optical waveguides]
First, an under clad layer was formed by spin coating using the under clad layer forming material. The thickness of this under cladding layer was 25 μm. The elastic modulus was 240 MPa and the refractive index was 1.496. The elastic modulus was measured using a viscoelasticity measuring device (TA instruments Japan Inc., RSA3).
ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料を用いて、フォトリソグラフィ法により、複数の線状のコアを、各光導波路に応じて、パターン形成した。上記コアの幅は100μm、厚みは50μmとした。また、第1光導波路の格子状のコアの領域(入力領域)の寸法は、縦210mm×横297mmとし、その領域における隣り合う平行な線状のコアとコアとの間の隙間の幅は500μmとした。弾性率は1.58GPa、屈折率は1.516であった。Next, a plurality of linear cores were patterned on the surface of the under cladding layer by the photolithography method using the core forming material according to each optical waveguide. The core had a width of 100 μm and a thickness of 50 μm. The size of the grid-shaped core region (input region) of the first optical waveguide is 210 mm long × 297 mm wide, and the width of the gap between adjacent parallel linear cores in the region is 500 μm. It was. The elastic modulus was 1.58 GPa and the refractive index was 1.516.
つぎに、上記コアパターン部材を被覆するように、上記アンダークラッド層の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、オーバークラッド層を形成した。このオーバークラッド層の厚み(コアの表面からの厚み)は40μmとした。弾性率は240MPa、屈折率は1.496であった。このようにして、シート状の第1~第4光導波路〔図2(a),(b)、図3参照〕を作製した。Next, an over clad layer was formed on the surface of the under clad layer by spin coating using the over clad layer forming material so as to cover the core pattern member. The thickness of this over clad layer (thickness from the surface of the core) was 40 μm. The elastic modulus was 240 MPa and the refractive index was 1.496. In this way, sheet-like first to fourth optical waveguides [see FIGS. 2A, 2B and 3] were produced.
〔光反射部材の作製〕
断面長方形のステンレス製棒状体の一側面を切削および研磨し、その側面に凹溝を形成した。その凹溝の側壁を45°傾斜した傾斜面に形成した〔図1(b)参照〕。その光反射部材の高さは6mmとし、幅は、第3光導波路の側に設けるものを10mm、第2,第4光導波路の側に設けるものを5mmとした。(Production of light reflecting member)
One side surface of a stainless steel rod having a rectangular cross section was cut and polished to form a groove on the side surface. The side wall of the groove was formed on an inclined surface inclined 45 ° [see FIG. 1 (b)]. The height of the light reflecting member was 6 mm, and the width was 10 mm provided on the third optical waveguide side and 5 mm provided on the second and fourth optical waveguide sides.
〔位置センサの作製〕
第1光導波路と第2光導波路とに、それぞれ、発光素子(Optowell社製、XH85-S0603-2s )を接続し、第3光導波路と第4光導波路とに、それぞれ、受光素子(浜松ホトニクス社製、s10226)を接続した。そして、上記第1光導波路の3個所の側縁部分の裏面側に、上記第2~第4光導波路を設け〔図1(b)参照〕、上記3個所の端面に、上記光反射部材を設けた。[Production of position sensor]
Light emitting elements (Optowell, XH85-S0603-2s) are connected to the first optical waveguide and the second optical waveguide, respectively, and light receiving elements (Hamamatsu Photonics) are connected to the third optical waveguide and the fourth optical waveguide, respectively. S10226) manufactured by the company was connected. Then, the second to fourth optical waveguides are provided on the back surface side of the three side edge portions of the first optical waveguide [see FIG. 1B], and the light reflecting member is provided on the end surfaces of the three locations. Provided.
〔比較例〕
上記実施例において、あたかも、第1光導波路に、第2~第4光導波路が直接接続されて、平面上に広げられているもの(図5参照)を比較例とした。[Comparative Example]
In the above embodiment, a comparative example is as if the second to fourth optical waveguides were directly connected to the first optical waveguide and spread on a plane (see FIG. 5).
その結果、第2~第4光導波路が設けられている、第1光導波路の3個所の側縁部分の外側の幅は、実施例では、上記光反射部材の幅であり、両側の2個所が5mm、その間の1個所が10mmであった。それに対し、比較例では、その幅は、上記第2~第4光導波路の幅であり、両側の2個所が47.5mm,35.5mm、その間の1個所が60.0mmであった。このことから、上記実施例は、省スペース化されていることがわかる。As a result, the outer width of the three side edge portions of the first optical waveguide where the second to fourth optical waveguides are provided is the width of the light reflecting member in the embodiment, Was 5 mm, and one portion in between was 10 mm. On the other hand, in the comparative example, the width is the width of the second to fourth optical waveguides, and the two places on both sides are 47.5 mm and 35.5 mm, and one place between them is 60.0 mm. From this, it can be seen that the above embodiment is space-saving.
上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。In the above embodiments, specific forms in the present invention have been described. However, the above embodiments are merely examples and are not construed as limiting. Various modifications apparent to those skilled in the art are contemplated to be within the scope of this invention.