JP2012208914A - Input device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an input device capable of recording a movement locus by a usual writing tool or the like only by directly writing a note on a sheet placed in a frame using the writing tool and storing the locus as electronic data.SOLUTION: An input device D comprises an optical sensor S that includes a rectangular frame 1 and at least a pair of a light-emitting element and a light-receiving element and that detects blockage, which is caused by an object in the frame 1, of light reaching from the light-emitting element to the light-receiving element, so as to output positional information on the object in the frame 1. When a note is written in a part of a sheet P exposed from the inside of the frame of the optical sensor S by using a writing tool W or the like, a movement locus by the tip of the writing tool W is stored as electronic data in storage means M mounted in the input device or storage means placed outside the device.

Description

本発明は、光学的な位置検出手段を備える入力デバイスに関するものである。   The present invention relates to an input device including an optical position detection unit.

操作に慣れが必要なキーボードやマウス等に代えて、コンピュータ等の情報機器を誰もが簡単に操作できる入力装置(入力デバイス)として、タブレットやタッチパネル等の平板状の入力デバイスが用いられている。このような平板状の入力デバイスは、機器を操作する人の指やペンがタッチパネル等に触れた位置を二次元(x−y方向)で検出する触れ位置検出手段を備えており、モニターやそのパネルの下に配置された液晶画面等のフラットディスプレイの表示(絵模様やアイコン等)と連携して、上記情報機器等を直感的に操作できるようになっている(例えば、特許文献1等を参照)。   Instead of keyboards and mice that require familiarity with operations, flat input devices such as tablets and touch panels are used as input devices (input devices) that allow anyone to easily operate information devices such as computers. . Such a flat input device is provided with a touch position detecting means for detecting in two dimensions (xy directions) a position where a finger or pen of a person operating the device touches the touch panel, etc. In cooperation with the display (picture pattern, icon, etc.) of a flat display such as a liquid crystal screen arranged under the panel, the information device can be operated intuitively (for example, see Patent Document 1) reference).

上記タッチパネル等における触れ位置検出手段(タッチセンサ)としては、通常、価格や性能,耐久性等の観点から、抵抗膜方式や静電容量方式,電磁誘導方式等を採用したものが用いられる。これらの方式のタッチパネルは、そのパネルの表面近傍に、多数の電気的な接点がマトリックス状に形成された構造を有する。   As the touch position detection means (touch sensor) in the touch panel or the like, those using a resistance film method, a capacitance method, an electromagnetic induction method, or the like are usually used from the viewpoint of price, performance, durability, and the like. These types of touch panels have a structure in which a number of electrical contacts are formed in a matrix near the surface of the panel.

一方、上記のようなタブレットやタッチパネル等の構成を、仮想的な電子文具に応用した例もある。例えば、手書きのメモ等をデジタル化(画像化)する電子メモ装置は、入力するメモ等を表示することのできる、タッチセンサ付きのディスプレイ(タッチパネル)を備えており、そのディスプレイに、指や専用ペン等を接触させ、その先端を動かすことにより、これら指等の先端部の移動軌跡または筆跡(位置情報)が、メモ等の情報として入力され、上記ディスプレイ等に表示されるようになっている。また、上記ディスプレイ等に表示された先端部の移動軌跡は、画像等の電子データとして上記電子メモ装置に保存(記憶)されるようになっている。   On the other hand, there is an example in which the above-described configuration of a tablet, a touch panel, or the like is applied to a virtual electronic stationery. For example, an electronic memo device that digitizes (images) a handwritten memo has a display (touch panel) with a touch sensor that can display the memo to be input. By moving a tip of a pen or the like and moving the tip, the movement locus or handwriting (position information) of the tip of the finger or the like is input as information such as a memo and displayed on the display or the like. . Further, the movement trajectory of the tip displayed on the display or the like is stored (stored) in the electronic memo device as electronic data such as an image.

特開2004−206613号公報JP 2004-206613 A

ところで、上記のような電子メモ装置は、簡単に文字等を入力することができて便利ではあるものの、コンピュータ,電子情報機器等の操作に不慣れな人や、高齢者等を中心に、筆跡や文字等がディスプレイ等に表示される電子的なメモより、紙等の媒体上に直接筆跡が残る形でメモを残したい、という要望が依然として根強い。   By the way, although the electronic memo device as described above is convenient because it can easily input characters and the like, it is convenient for people who are unfamiliar with the operation of computers, electronic information devices, etc., and elderly people. There is still a strong desire to leave a memo in a form in which handwriting remains directly on a medium such as paper, rather than an electronic memo on which characters and the like are displayed on a display or the like.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、メモ等を通常の筆記用具で枠内に配置した用紙に直接書き込むだけで、この筆記用具等の移動軌跡を記録して電子データとして保存する入力デバイスの提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by simply writing a memo or the like directly on a sheet placed in a frame with a normal writing instrument, the movement trajectory of the writing instrument or the like is recorded and stored as electronic data. The purpose is to provide an input device.

上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、筆記用具で書き込める用紙の少なくとも一部分を囲む、下記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサの枠内から露呈した上記用紙の部分に筆記用具で書き込むときに、その筆記用具の先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備える構成をとる。
(A)矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサ。
In order to achieve the above object, an input device according to the present invention includes a frame-shaped optical sensor (A) described below that surrounds at least a part of a sheet that can be written with a writing instrument, and the above-described optical sensor exposed from the frame of the optical sensor. And a storage unit that stores the movement locus of the tip of the writing tool as electronic data when writing on the paper with the writing tool.
(A) It is composed of a rectangular frame and at least one pair of light emitting elements and light receiving elements attached to the rectangular frame, and the light reaching the light receiving elements from the light emitting elements, which is generated in relation to the object in the frame. An optical sensor that outputs position information of the object in the frame by detecting blockage.

本発明の入力デバイスは、書き込み用の用紙の上に載置され、この用紙の少なくとも一部分がその枠内から露呈する上記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサから得られる筆記用具の移動軌跡情報を、電子データとして記憶する記憶手段とを備えている。そのため、上記光学式センサの枠内から露呈した用紙の部分に、筆記用具等で書き込むと、その軌跡(筆跡)は、上記用紙に残るとともに、上記記憶手段に電子データとして保存(記憶)される。これにより、本発明の入力デバイスは、電子化することに特別な配慮を払うことなく、メモ等を、通常の筆記用具で枠内に載置した用紙に直接書き込むだけで、その筆記用具の移動軌跡が自動的に電子化される。また、上記電子化された情報は、上記記憶手段からコンピュータ等を利用して引き出す(再生する)ことができ、他者との共有化や、知識や記録等の保管も簡単に行うことができて、便利である。   The input device of the present invention is obtained from the optical sensor of the frame shape of (A) above, which is placed on a paper for writing and at least a part of the paper is exposed from within the frame, and the optical sensor. Storage means for storing the movement trajectory information of the writing instrument as electronic data. Therefore, if writing is performed on a portion of the paper exposed from the frame of the optical sensor with a writing tool or the like, the locus (handwriting) remains on the paper and is stored (stored) in the storage means as electronic data. . As a result, the input device of the present invention can move the writing tool by directly writing a memo etc. on the paper placed in the frame with a normal writing tool without paying special attention to digitization. The trajectory is automatically digitized. The computerized information can be extracted (reproduced) from the storage means by using a computer or the like, and can be shared with others, and knowledge and records can be easily stored. Convenient.

また、本発明の入力デバイスは、筆記用具の先端部の触れ位置の検出手段(光学式センサ)として、上記(A)矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサを用いている。そのため、触れ位置の検出面に、電気的な(物理的な)接点がなく、耐久性に優れるうえ、埃や汚れ等の影響も受けにくい。また、筆記用具で書き込む際も、抵抗膜方式や静電容量方式,電磁誘導方式等のような大きな筆圧を必要とせず、センサを意識しない、自然な書き込みを行うことができる。   In addition, the input device of the present invention is a light receiving device and a light receiving element (A) as a detection means (optical sensor) for the touch position of the tip of a writing instrument, and the above-described (A) rectangular frame. An optical sensor that outputs positional information of the object in the frame by detecting a blockage of light reaching the light receiving element from the light emitting element, which is generated in association with the object in the frame. Used. Therefore, there is no electrical (physical) contact on the detection surface of the touch position, which is excellent in durability and hardly affected by dust or dirt. In addition, when writing with a writing instrument, a large writing pressure such as a resistance film method, a capacitance method, and an electromagnetic induction method is not required, and natural writing can be performed without being conscious of the sensor.

さらに、上記(A)の枠状光学式センサとして、そのフレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている光学式センサを用いる場合は、この光学式センサの枠(フレーム)を、薄い形状とすることができる。すなわち、光導波路は、フィルム状やシート状等、薄く形成することが可能なため、この光学式センサの枠に組み込んでも、筆記用具で書き込む際にその書き込み作業の邪魔にならない程度にまで、枠を薄く形成することができる。これにより、上記用紙への書き込みを、より自然体で、かつ、楽な姿勢で行うことが可能になる。   Further, as the frame-shaped optical sensor of (A), a plurality of light emitting cores are formed in one portion of the frame portion facing each other in the frame shape, and a plurality of light incident portions are formed in the other portion. And an optical waveguide in which the tip of each core is positioned at the inner edge of the frame is disposed so that the tip of the light emitting core and the tip of the light incident core face each other. An optical sensor in which light emitted from each light emitting core of the optical waveguide toward the light incident core forms a lattice of light that intersects in the vertical and horizontal directions in the frame. When using the optical sensor, the frame of the optical sensor can be made thin. In other words, since the optical waveguide can be formed thinly, such as in the form of a film or a sheet, even if it is incorporated in the frame of this optical sensor, the frame can be formed so as not to interfere with the writing operation when writing with a writing instrument. Can be formed thinly. As a result, writing on the paper can be performed in a more natural and easy posture.

また、本発明の入力デバイスにおいて、上記(A)の枠状光学式センサとして、そのフレーム内に、その枠状において互いに対向する一方の部分に複数の発光素子が並んで配置され、他方の部分に複数の受光素子が並んで配置され、各発光素子および受光素子が上記フレームの内側に向かって位置決めされ、上記発光素子から受光素子に向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている光学式センサを用いる場合は、これら発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてフォトダイオード(PD)を用いる等、汎用的な部品を使用することができる。したがって、上記光学式センサを安価に構成できる点で有利である。また、耐衝撃に優れ、耐久性があるというメリットがある。   In the input device of the present invention, as the frame-shaped optical sensor of (A), a plurality of light-emitting elements are arranged side by side in one portion of the frame facing each other in the frame shape, and the other portion. A plurality of light receiving elements are arranged side by side, the light emitting elements and the light receiving elements are positioned toward the inside of the frame, and the light emitted from the light emitting elements toward the light receiving element is vertically and horizontally in the frame. When using an optical sensor designed to form a grid of intersecting light, a light emitting diode (LED) or the like is used as the light emitting element (light source), a photodiode (PD) is used as the light receiving element, etc. General-purpose parts can be used. Therefore, it is advantageous in that the optical sensor can be configured at low cost. In addition, it has the advantages of excellent impact resistance and durability.

そして、本発明の入力デバイスにおいて、上記(A)の枠状光学式センサとして、そのフレームの四つの角部のうち、一つの辺の両側の角部に、上記発光素子と複数の受光素子からなる受光素子アレイとを上下に重ねたモジュールがそれぞれ配置され、これらモジュールの間の上記一つの辺を除く三つの辺の内側面に、テープ状の再帰性光反射体が配設され、一方のモジュールの発光素子から出射された光が、上記再帰性光反射体により反射されて、この一方のモジュールの受光素子アレイに再帰入射するようになっている光学式センサを用いる場合は、少ない部品点数で、三角測量により、上記筆記用具の先端の位置を特定できる。また、この入力デバイスも、汎用的な部品を用いて、安価に構成することができる。   In the input device of the present invention, as the frame-shaped optical sensor of (A), among the four corners of the frame, the light emitting element and the plurality of light receiving elements are provided at the corners on both sides of one side. The light receiving element array is vertically stacked, and a tape-like retroreflector is disposed on the inner surface of the three sides excluding the one side between the modules. When using an optical sensor in which the light emitted from the light emitting element of the module is reflected by the retroreflecting light reflector and recursively enters the light receiving element array of this module, the number of parts is small. Thus, the position of the tip of the writing instrument can be specified by triangulation. In addition, this input device can also be configured at low cost using general-purpose parts.

なお、本発明の入力デバイスにおいて、上記光学式センサと記憶手段とが、記憶装置として一体に形成され、その記憶装置が、上記光学式センサを用紙の上に載置する際に、用紙に対して設置自在あるいは着脱自在になっている場合は、上記用紙を新しいものに簡単に交換することができる。また、用紙を新しいものに交換しても、上記記憶した内容(移動軌跡)を、上記記憶装置の記憶手段からコンピュータ等を利用して、容易に引き出す(再生する)ことができる。   In the input device of the present invention, the optical sensor and the storage means are integrally formed as a storage device, and the storage device places the optical sensor on the paper when the optical sensor is placed on the paper. The paper can be easily replaced with a new one when it can be installed or removed. Even if the paper is replaced with a new one, the stored content (movement trajectory) can be easily extracted (reproduced) from the storage means of the storage device using a computer or the like.

本発明の実施形態における入力デバイスの全体構成を説明する図である。It is a figure explaining the whole structure of the input device in embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の入力デバイスに用いられる記憶手段の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the memory | storage means used for the input device of other embodiment of this invention. 第1実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the input device in 1st Embodiment. 第2実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the input device in 2nd Embodiment. (a)は第3実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図であり、(b)はそのZ部拡大図である。(A) is a top view explaining schematic structure of the input device in 3rd Embodiment, (b) is the Z section enlarged view. (a)〜(f)はいずれも、第1実施形態の入力デバイスに用いる光導波路の製法を説明する図である。(A)-(f) is a figure explaining the manufacturing method of the optical waveguide used for the input device of 1st Embodiment.

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は、本発明の実施の形態における入力デバイスDの全体構成を説明する図である。
この入力デバイスDは、筆記用具Wで書き込める用紙Pの少なくとも一部分を囲む枠状の光学式センサSと、光学式センサSの枠内における筆記用具Wの先端の移動軌跡を、電子データとして記憶する記憶手段Mと、を備える。そして、上記光学式センサSは、矩形状のフレーム1と、このフレーム1に取り付けられた少なくとも一組の発光素子(光源)と受光素子とから構成され、上記フレーム1内の物体(例えば筆記用具W等)に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、上記筆記用具W等のフレーム1内における位置情報を出力するようになっている。これが本発明の入力デバイスDの第1の特徴である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an input device D according to an embodiment of the present invention.
The input device D stores, as electronic data, a frame-shaped optical sensor S that surrounds at least a portion of the paper P that can be written with the writing tool W, and the movement trajectory of the tip of the writing tool W within the frame of the optical sensor S. Storage means M. The optical sensor S includes a rectangular frame 1 and at least one set of light emitting elements (light sources) and light receiving elements attached to the frame 1, and an object (for example, a writing instrument) in the frame 1. The position information in the frame 1 such as the writing instrument W is output by detecting the blockage of the light reaching the light receiving element from the light emitting element, which occurs in connection with W or the like. This is the first feature of the input device D of the present invention.

なお、上記入力デバイスDには、通信(電源)ケーブル(ない場合もある)や、これを駆動するためのバッテリ、上記発光素子および受光素子のドライバ等の制御手段、コンピュータ等の情報機器と通信するための通信手段(有線または無線)が内蔵されているが、いずれも図示を省略している。また、上記例は、上記光学式センサSが検出した筆記用具W等の位置情報を、この光学式センサSに接して設けられた記憶手段Mに記憶するものであり、上記光学式センサSと記憶手段M(フレーム1内に内蔵される場合もある)とが一体となった入力デバイスDを「記憶装置」と呼ぶ場合もある。   The input device D communicates with a communication (power supply) cable (may not be present), a battery for driving it, control means such as a driver of the light emitting element and the light receiving element, and information equipment such as a computer. Communication means (wired or wireless) is built in, which is not shown in the figure. In the above example, the position information of the writing instrument W detected by the optical sensor S is stored in the storage means M provided in contact with the optical sensor S. The input device D integrated with the storage means M (which may be built in the frame 1) may be referred to as a “storage device”.

つぎに、本発明の入力デバイスDで検出された筆記用具W等の位置情報の記憶(記憶手段)を、外部の機器やネットワーク等を利用して行う場合を説明する。図2は、本発明の他の実施形態の入力デバイスDに用いられる記憶手段の概要を説明する図である。   Next, a case will be described in which the location information (storage means) such as the writing instrument W detected by the input device D of the present invention is stored using an external device or a network. FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the storage means used in the input device D according to another embodiment of the present invention.

この他の実施形態における入力デバイスDも、用紙Pの一部分を囲む枠状の光学式センサSと、筆記用具Wの先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備える。上記光学式センサSは、フレーム1内の筆記用具W等に関連して生じる光の遮断を検知することにより、上記筆記用具W等のフレーム1内における位置情報を出力するようになっている。   The input device D in this other embodiment also includes a frame-shaped optical sensor S surrounding a part of the paper P, and storage means for storing the movement trajectory of the tip of the writing instrument W as electronic data. The optical sensor S outputs position information of the writing tool W or the like in the frame 1 by detecting light blockage that occurs in association with the writing tool W or the like in the frame 1.

そして、上記他の実施形態における入力デバイスDは、図2に示すような、各種の外部の機器やネットワーク上に、上記筆記用具W等の位置情報を、電子データとして記憶(記録)できるようになっている。これが本発明の入力デバイスDの第2の特徴である。   The input device D in the other embodiment can store (record) position information such as the writing implement W as electronic data on various external devices and networks as shown in FIG. It has become. This is the second feature of the input device D of the present invention.

上記他の実施形態を詳しく説明すると、例えば、記憶手段として、図中のUSBメモリUMや、メモリカードSD等のフラッシュメモリを用いる場合、この入力デバイスDの側面等に設けられたスロットやコネクタ等に、上記フラッシュメモリを接続することにより、このフラッシュメモリ内に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。また、上記記録された情報は、上記記憶手段からコンピュータ等を利用して引き出す(再生する)ことができ、他者との共有化や、知識や記録等の保管も簡単に行うことができる。なお、上記メモリカード(SD)としては、SD,MMC,MS,SM,xD,CF等の各種カード型メディアを使用することができる。   The other embodiment will be described in detail. For example, when a flash memory such as a USB memory UM or a memory card SD in the figure is used as a storage unit, a slot or a connector provided on the side surface of the input device D or the like In addition, by connecting the flash memory, position information such as the writing implement W can be stored as electronic data in the flash memory. Further, the recorded information can be extracted (reproduced) from the storage means using a computer or the like, and can be shared with others, and knowledge and records can be easily stored. As the memory card (SD), various card-type media such as SD, MMC, MS, SM, xD, and CF can be used.

また、上記記憶手段として、図中のデスクトップコンピュータDTや、ラップトップコンピュータLT(ノート型やネットブックPC,タブレットPC等を含む)を用いる場合、この入力デバイスDと上記各コンピュータDT,LTとの間を、有線(ケーブルL等)または無線〔無線LANやBluetooth(登録商標)等〕で、通信可能に接続すればよい。これにより、上記各コンピュータDT,LTに内蔵の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。   When the desktop computer DT or laptop computer LT (including notebook type, netbook PC, tablet PC, etc.) in the figure is used as the storage means, the input device D and each of the computers DT, LT The communication may be connected via a wired (cable L or the like) or wireless [wireless LAN or Bluetooth (registered trademark) or the like]. Thereby, the positional information of the writing implement W etc. can be memorize | stored as electronic data in the memory | storage device incorporated in each said computer DT and LT.

なお、上記各コンピュータDT,LTに位置情報を記憶した場合、このコンピュータDT,LTを利用して、上記情報を即時に再生することができる。また、記憶装置(記憶媒体)としては、HDD,SSD等のストレージの他、CD,DVD,BD等の光学メディアを使用することもできる。さらに、上記各コンピュータDT,LTに接続されたフラッシュメモリ(上記参照)等を利用することも可能である。さらに、上記各コンピュータDT,LTと有線接続した場合、このコンピュータDT,LTから上記入力デバイスDに、動作に必要な電力を供給してもよい。   When position information is stored in each of the computers DT and LT, the information can be reproduced immediately using the computers DT and LT. As a storage device (storage medium), an optical medium such as a CD, a DVD, or a BD can be used in addition to a storage such as an HDD or an SSD. Further, a flash memory (see above) connected to the computers DT and LT can also be used. Further, when the computers DT and LT are connected by wire, power necessary for the operation may be supplied from the computers DT and LT to the input device D.

また、上記記憶手段として、図中のタブレット(パッド)デバイスTDや、PDA(携帯情報装置PD),電子辞書等の携帯情報機器を用いる場合も、上記と同様、有線(図示せず)または無線で通信可能に接続すればよい。これにより、上記各携帯情報機器の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。上記各携帯情報機器に位置情報を記憶した場合、この機器の表示装置を利用して、上記情報を即時に再生することができる。また、記憶装置(記憶媒体)としては、上記携帯情報機器に内蔵のフラッシュメモリやSSD,マイクロドライブ等のストレージの他、これに接続されたメモリカード(上記参照)等を利用することも可能である。さらに、上記携帯情報機器と有線接続した場合、この携帯情報機器から、動作に必要な電力の供給を受けてもよい。   Further, when using a portable information device such as the tablet (pad) device TD, PDA (personal digital assistant device PD), or electronic dictionary in the figure as the storage means, similarly to the above, wired (not shown) or wireless It is sufficient to connect so that communication is possible. Thereby, the positional information of the writing instrument W etc. can be stored as electronic data in the storage device of each portable information device. When location information is stored in each portable information device, the information can be reproduced immediately using a display device of the device. Further, as a storage device (storage medium), it is possible to use a memory card (see above) connected to the storage device such as a flash memory built in the portable information device, an SSD, a micro drive, or the like. is there. Further, when a wired connection is made with the portable information device, the portable information device may receive power necessary for operation.

また、上記記憶手段として、図中の携帯電話MFやスマートフォンSF等の携帯通信機器を用いる場合も、上記と同様、有線(図示せず)または無線で交信可能に接続すればよい。これにより、上記各携帯通信機器の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。さらに、上記各携帯通信機器に位置情報を記憶した場合、この機器の表示装置を利用して、上記情報を即時に再生することができる。なお、、記憶装置(記憶媒体)としては、上記携帯通信機器に内蔵のフラッシュメモリ等のストレージの他、これに接続(挿入)されたメモリカード(上記参照)等を利用することも可能である。   In addition, when using a mobile communication device such as the mobile phone MF or the smartphone SF in the figure as the storage means, it may be connected to be communicable by wire (not shown) or wirelessly as described above. Thereby, the positional information on the writing implement W or the like can be stored as electronic data in the storage device of each portable communication device. Further, when the location information is stored in each portable communication device, the information can be immediately reproduced using the display device of the device. In addition, as a storage device (storage medium), in addition to storage such as a flash memory built in the portable communication device, a memory card (see above) or the like connected (inserted) to the storage can be used. .

そして、図2のように、本発明の入力デバイスDと通信する外部の各種情報機器(コンピュータ,携帯情報機器,携帯通信機器等)が、通信あるいは情報ネットワークに接続されている場合、これらの情報機器を経由して、上記筆記用具W等の位置情報を、クラウドコンピューティングシステム(またはネットワークコンピューティングシステム)上のサーバーSV等に記憶してもよい。これにより、上記筆記用具W等の位置情報(電子データ)を、データセンター等に、最も安全かつ確実な方法で記憶(保管)することができる。さらに、上記クラウド上のサーバーSV等に位置情報を記憶した場合、上記情報を、使用する情報機器や場所,時間等に関わらず即時に再生する、ユビキタスコンピューティングが可能になる。勿論、上記のように、入力デバイスDで検出された筆記用具W等の位置情報の記憶を外部の機器やネットワーク等を利用して行う場合でも、上記図1に記載の実施形態にように、入力デバイスDに取り付け(または内蔵)された記憶手段Mを併用してもよい。   Then, as shown in FIG. 2, when various external information devices (computer, portable information device, portable communication device, etc.) communicating with the input device D of the present invention are connected to communication or an information network, these pieces of information. The position information of the writing instrument W or the like may be stored in a server SV or the like on the cloud computing system (or network computing system) via the device. Thereby, position information (electronic data) such as the writing instrument W can be stored (stored) in the data center or the like by the safest and most reliable method. Further, when the location information is stored in the server SV or the like on the cloud, ubiquitous computing is possible in which the information is immediately reproduced regardless of the information device, location, time, etc. to be used. Of course, as described above, even when the location information of the writing instrument W detected by the input device D is stored using an external device or network, as in the embodiment shown in FIG. You may use together the memory | storage means M attached (or built-in) to the input device D. FIG.

つぎに、上記入力デバイス(D)の具体的な例として、光導波路を用いた光の分配機構により、光学式センサ(S1)のフレーム1の内側に、筆記用具Wの先端部検出用の光の格子を形成する、第1実施形態について説明する。   Next, as a specific example of the input device (D), the light for detecting the tip of the writing instrument W is placed inside the frame 1 of the optical sensor (S1) by a light distribution mechanism using an optical waveguide. A first embodiment in which the lattice is formed will be described.

図3は、第1実施形態における入力デバイスD1の概略構成を説明する平面図である。なお、この図においては、説明を容易にするために、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、フレーム1内部の光導波路コア(4a,4b,5a,5b)を一点鎖線で、フレーム1内側の格子状の光(不可視の赤外光)を二点鎖線で表示している。また、上記光導波路コアの本数と格子状の光の本数は、数を省略して描いており、図1と同様に、入力デバイスDを駆動するためのバッテリ、発光素子および受光素子のドライバ等の制御手段、コンピュータ等の情報機器と通信するための通信手段(ケーブルまたは無線アンテナ)等は、図示を省略している(以降の図4,図5も同様)。   FIG. 3 is a plan view illustrating a schematic configuration of the input device D1 according to the first embodiment. In this figure, for ease of explanation, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), and the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction). At the same time, the optical waveguide cores (4a, 4b, 5a, 5b) inside the frame 1 are indicated by a one-dot chain line, and lattice-shaped light (invisible infrared light) inside the frame 1 is indicated by a two-dot chain line. Further, the number of the optical waveguide cores and the number of lattice-shaped lights are omitted, and the battery for driving the input device D, the driver of the light emitting element and the light receiving element, etc., as in FIG. The control means, communication means (cable or wireless antenna) for communicating with information devices such as computers are not shown (the same applies to FIGS. 4 and 5).

この第1実施形態における入力デバイスD1は、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS1と、この光学式センサS1により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段Mと、を備えている。   The input device D1 according to the first embodiment is placed on a paper (P) that can be written with the writing tool W, whereby the tip of the writing tool W in a square area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S1 having a touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of (touch position T), and movement locus information (x−) of the tip position of writing instrument W obtained by this optical sensor S1. storage means M for storing (change in y position).

光学式センサS1のフレーム1部分には、上記触れ位置検出手段の発光部として、図3のように、その横方向の長辺X1側に光出射用のコア4aを有し、縦方向の短辺Y1側に光出射用のコア4bを有する発光側光導波路4が配置され、発光素子(光源2)から出射された光が、上記発光側光導波路4の各光出射用コア4a,4a,・・・(横方向)と、各光出射用コア4b,4b,・・・(縦方向)とに分岐・分配されるようになっている。   The frame 1 portion of the optical sensor S1 has a light emitting core 4a on the long side X1 side in the lateral direction as a light emitting part of the touch position detecting means as shown in FIG. A light emitting side optical waveguide 4 having a light emitting core 4b is disposed on the side Y1 side, and light emitted from the light emitting element (light source 2) is emitted from each light emitting core 4a, 4a, ... (horizontal direction) and the light emitting cores 4b, 4b, ... (vertical direction) are branched and distributed.

また、上記四角状の検知領域を挟んで対向するフレーム1部分には、上記触れ位置検出手段の受光部として、その横方向の長辺X2側に光入射用のコア5aを有し、縦方向の短辺Y2側に光入射用のコア5bを有する受光側光導波路5が配置され、上記検知領域を通過して、上記受光側光導波路5の各光入射用コア5a,5a,・・・(横方向)と、各光入射用コア5b,5b,・・・(縦方向)とに入射した光が、これら各光入射用コア5a,5bのひとつひとつに対応する多数の受光素子を有する受光素子アレイ3に導かれるようになっている。   Further, the frame 1 portion facing the square detection area has a light incident core 5a on the long side X2 side in the lateral direction as a light receiving portion of the touch position detecting means, The light receiving side optical waveguide 5 having the light incident core 5b is disposed on the short side Y2 side, passes through the detection region, and the light incident cores 5a, 5a,. (Horizontal direction) and light incident on each of the light incident cores 5b, 5b,... (Vertical direction) have a number of light receiving elements corresponding to each of the light incident cores 5a, 5b. It is guided to the element array 3.

上記発光側光導波路4および受光側光導波路5について、さらに詳しく説明すると、これらの光導波路4,5は、例えば、ポリマー系光導波路の場合、樹脂材料を用いて形成されたアンダークラッド層およびオーバークラッド層(ともに図示せず)の間に、フォトリソグラフィ法等により上記形状にパターニングされた上記各コア4a,4b,5a,5bが配置されている。   The light-emitting side optical waveguide 4 and the light-receiving side optical waveguide 5 will be described in more detail. These optical waveguides 4 and 5 are, for example, an underclad layer and an over-layer formed using a resin material in the case of a polymer-based optical waveguide. Between the clad layers (both not shown), the cores 4a, 4b, 5a, 5b patterned in the above-described shape by a photolithography method or the like are arranged.

また、上記発光側光導波路4および受光側光導波路5は、触れ位置検出用であることから、これら発光側光導波路4から分岐する各コア4a,4bの先端部(出射部)と、受光側光導波路5の各コア5a,5bの先端部(入射部)とは、図3に示すように、互いが対峙するように上記フレーム1の内側縁に位置決めされている。そして、上記検知領域を挟んで対向する発光側光導波路4のコア4aの先端部と受光側光導波路5のコア5aの先端部との間(縦方向)、および、発光側光導波路4のコア4bの先端部と受光側光導波路5のコア5bの先端部との間(横方向)に、上記のような光の格子(二点鎖線)が形成される。   In addition, since the light emitting side optical waveguide 4 and the light receiving side optical waveguide 5 are for touch position detection, the tip end portions (emission portions) of the cores 4a and 4b branched from the light emitting side optical waveguide 4 and the light receiving side As shown in FIG. 3, the tip portions (incident portions) of the cores 5a and 5b of the optical waveguide 5 are positioned on the inner edge of the frame 1 so as to face each other. And between the front-end | tip part of the core 4a of the light emission side optical waveguide 4 and the front-end | tip part of the core 5a of the light reception side optical waveguide 5 which oppose on both sides of the said detection area, and the core of the light emission side optical waveguide 4 Between the front end portion of 4b and the front end portion of the core 5b of the light-receiving side optical waveguide 5 (horizontal direction), the above-described light lattice (two-dot chain line) is formed.

なお、上記実施形態においては、光導波路の各コア4a,4b,5a,5bが樹脂材料(高分子材料)を用いて形成されたポリマー系光導波路を例にあげたが、これらコアを構成する材料は、例えばガラス等、周囲に配設されるクラッド層より屈折率の高い材料で構成することもできる。ただし、コアと周囲のクラッド層との屈折率の差は、0.01以上であることが好ましく、上記形状のパターンニング性等も考慮すると、紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂が最も好ましい。使用する紫外線硬化樹脂としては、アクリル系,エポキシ系,シロキサン系,ノルボルネン系,ポリイミド系等があげられる。   In the above embodiments, the cores 4a, 4b, 5a, 5b of the optical waveguide are exemplified by polymer optical waveguides formed using a resin material (polymer material). However, these cores are configured. The material can also be made of a material having a higher refractive index than that of the clad layer disposed around, for example, glass. However, the difference in refractive index between the core and the surrounding cladding layer is preferably 0.01 or more, and a photosensitive resin such as an ultraviolet curable resin is most preferable in consideration of the patterning property of the above shape. Examples of the ultraviolet curable resin to be used include acrylic, epoxy, siloxane, norbornene, and polyimide.

さらに、コアの周囲のクラッド層は、上記紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂のうち、コアより屈折率の低い材料を用いればよい。その他にも、クラッド層には、ガラス,シリコン,金属,樹脂等、平坦性を有する基板を兼用する材料を用いることもできる。クラッド層は、コア下側のアンダークラッド層のみとしてもよく、コアを覆うオーバークラッド層は、形成しなくてもよい。そして、上記光導波路は、プラズマを用いたドライエッチング法,転写法,露光・現像を用いたフォトリソグラフィ法,フォトブリーチ法等により作製することが可能である。   Further, the cladding layer around the core may be made of a material having a lower refractive index than the core among the photosensitive resins such as the ultraviolet curable resin. In addition, a material that also serves as a flat substrate such as glass, silicon, metal, or resin can be used for the cladding layer. The clad layer may be only the under clad layer below the core, and the over clad layer covering the core may not be formed. The optical waveguide can be manufactured by a dry etching method using plasma, a transfer method, a photolithography method using exposure / development, a photo bleach method, or the like.

上記光学式センサS1に使用する発光素子(光源2)には、発光ダイオード(LED)または半導体レーザー等が用いられ、なかでも、光伝送性に優れるVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)が好適に用いられる。上記光源2が出射する光の波長としては、近赤外(波長:700〜2500nm)が好ましい。   For the light emitting element (light source 2) used in the optical sensor S1, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser, or the like is used, and among them, a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) excellent in light transmission is suitable. Used. The wavelength of the light emitted from the light source 2 is preferably near infrared (wavelength: 700 to 2500 nm).

上記光学式センサS1に使用する受光素子(受光素子アレイ3)としては、CCD,CMOS等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶCMOSリニアセンサアレイ等を用いることができる。   As the light receiving element (light receiving element array 3) used for the optical sensor S1, an image sensor such as a CCD or CMOS, a CMOS linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a row, or the like can be used.

そして、図1のように、上記記憶手段Mを備える光学式センサS1(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置した場合、上記光学式センサS1の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図3に示すように、上記枠内を通る格子状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記触れ位置検出手段の受光素子により感知されることにより、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置(x−y軸、図3中の「触れ位置T」を参照)が検知・特定され、その座標が上記記憶手段Mに記憶される。また、その状態で、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出され、その軌跡がデジタルデータ(電子データ)として上記記憶手段Mに記憶される。すなわち、光学式センサS1の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記記憶手段Mのメモリ等に記録される。   Then, as shown in FIG. 1, when the optical sensor S1 (storage device) including the storage means M is detachably placed on the paper P so as to surround at least a part of the paper P that can be written on. When the tip of the writing tool W is lowered onto the portion of the paper P exposed from the inside of the frame of the optical sensor S1, a part of the lattice-like light passing through the inside of the frame as shown in FIG. Is detected by the light receiving element of the touch position detecting means, and the coordinate position (xy axis, “touch position T in FIG. 3” in the frame of the tip of the writing tool W is detected. And the coordinates thereof are stored in the storage means M. In this state, when the writing tool W is moved to write a memo or the like, a trajectory (writing information such as a memo) of the tip of the writing tool W accompanying the movement is detected, and the trajectory is digital data (electronic Data) is stored in the storage means M. That is, a memo or the like is written on the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S1 with the writing tool W, and information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means M.

なお、上記第1実施形態の入力デバイスD1は、上記フレーム1内に配置される、光学式センサS1の触れ位置検出手段に、フィルム状またはシート状の光導波路(厚くても1mm程度)を用いていることから、基台や保護板等の厚みを考慮しても、そのフレーム1の総厚を2〜5mm程度に形成できるため、上記光学式センサS1の四角枠状の部分が、書き込みの際の妨げにならず、書き込みが行い易くなっている。また、フィルム状またはシート状の光導波路が、上記のように薄いことから、発光側光導波路4の各光出射用コア4aの先端部から出射する光は、その枠内の用紙P表面から僅かに高い位置(0.6mm程度)を通過させることが可能で、上記筆記用具Wを多少斜めにした状態で書き込んでも、この光の格子により検知される軌跡は、筆記用具Wの先端の実際の軌跡(用紙P上のメモ)とのずれが少なく、人間の見た目と同じ適正な状態で、上記記憶手段Mに保存(記憶)することができる。   In addition, the input device D1 of the first embodiment uses a film-like or sheet-like optical waveguide (about 1 mm at the maximum) as the touch position detecting means of the optical sensor S1 disposed in the frame 1. Therefore, the total thickness of the frame 1 can be formed to about 2 to 5 mm even if the thickness of the base, the protective plate, etc. is taken into consideration, so that the rectangular frame-shaped portion of the optical sensor S1 is written. This makes it easy to write. Further, since the film-like or sheet-like optical waveguide is thin as described above, the light emitted from the tip of each light emitting core 4a of the light-emitting side optical waveguide 4 is slightly from the surface of the paper P in the frame. Even if the writing tool W is written in a slightly inclined state, the trajectory detected by this light grating is the actual tip of the writing tool W. There is little deviation from the locus (memo on the paper P), and it can be stored (stored) in the storage means M in the same appropriate state as the human appearance.

また、上記第1実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する記憶手段Mが、上記フレーム1に取り付けられている例を示したが、この記憶手段Mは、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。   Moreover, in the said 1st Embodiment, although the memory | storage means M which memorize | stores the positional information etc. of the said writing implement W etc. showed the example attached to the said frame 1, this memory | storage means M is the said other implementation. As in the embodiment (FIG. 2), an external device or a storage unit on a network may be used.

つぎに、光学式センサ(S2)のフレーム1内に、発光素子(光源)として多数の発光ダイオード(LED)を並べて配置し、受光素子として多数のフォトダイオード(PD)を並べて配置することにより、光学式センサ(S2)の枠内に、筆記用具Wの先端部検出用の光の格子を形成する、第2実施形態の入力デバイスD2について説明する。   Next, in the frame 1 of the optical sensor (S2), by arranging a large number of light emitting diodes (LEDs) as light emitting elements (light sources) and arranging a large number of photodiodes (PD) as light receiving elements, The input device D2 according to the second embodiment, in which a light grating for detecting the tip of the writing instrument W is formed in the frame of the optical sensor (S2), will be described.

図4は、第2実施形態における入力デバイスD2の概略構成を説明する平面図である。なお、この図においても、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、LED,PDの個数と格子状の光の本数は数を省略し、このフレーム内の電気配線等を点線で表示している。また、前記のバッテリや通信手段等も、図示を省略している。   FIG. 4 is a plan view illustrating a schematic configuration of the input device D2 in the second embodiment. Also in this figure, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction), and the number of LEDs and PDs The number of grid-like lights is omitted, and the electrical wiring and the like in this frame are indicated by dotted lines. Also, the battery and communication means are not shown.

この第2実施形態における入力デバイスD2も、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS2と、この光学式センサS2により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段MC(内蔵)と、を備えている。   The input device D2 in the second embodiment is also placed on the paper (P) on which the writing tool W can be written, so that the tip of the writing tool W in the square area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S2 having touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of (touch position T), and movement trajectory information (x−) of the tip position of writing instrument W obtained by this optical sensor S2. storage means MC (built-in) for storing the change in the y position).

上記第2実施形態の入力デバイスD2が、先の第1実施形態の入力デバイス(D1)と異なる点は、筆記用具W先端の触れ位置を検出するための光の格子が、図4のように、光学式センサS2のフレーム1内に並べて配置された多数のLED6,6,・・・を光源とする発光部により形成されている点である。また、上記各LED6が配置されたフレーム1の部位(辺X1,Y1)に対向するフレーム1部分(辺X2,Y2)には、これら各LED6に対応する多数のPD7,7,・・・からなる受光部が形成され、これら各PD7は、上記各LED6と同様、枠状のフレーム1の内縁に沿って、その先端が内側に向くように並べて位置決めされている。そして、各LED6およびPD7のコントローラ(制御手段)を兼用する記憶手段MCの制御により、上記各LED6を一斉に、あるいは、走査方向に順次発光させることによって、フレーム1内の四角状の検知領域に、触れ位置検出用の光の格子(二点鎖線)が形成される。   The input device D2 of the second embodiment is different from the input device (D1) of the first embodiment in that the light grating for detecting the touch position of the tip of the writing instrument W is as shown in FIG. , The light-emitting unit having a number of LEDs 6, 6,... Arranged in the frame 1 of the optical sensor S2 as light sources. In addition, the frame 1 portion (side X2, Y2) facing the portion (side X1, Y1) of the frame 1 in which each LED 6 is arranged has a large number of PDs 7, 7,. A light receiving portion is formed, and each of these PDs 7 is positioned side by side along the inner edge of the frame-like frame 1 in the same manner as the above-described LEDs 6 so that the tip thereof faces inward. Then, by controlling the storage means MC that also serves as the controller (control means) for each LED 6 and PD 7, the LEDs 6 are caused to emit light simultaneously or sequentially in the scanning direction, thereby forming a square detection area in the frame 1. Then, a light grid (two-dot chain line) for detecting the touch position is formed.

なお、上記発光素子(光源)として使用するLED6としては、近赤外(波長:700〜2500nm)の光を発光するタイプの赤外LED(赤外発光ダイオード)が好ましい。また、受光素子としては、上記フォトダイオード(PD)の他、多数の受光素子がバー状あるいはアレイ状に一列に並ぶリニアセンサアレイや、イメージセンサ等を用いてもよい。   In addition, as LED6 used as the said light emitting element (light source), the infrared LED (infrared light emitting diode) of the type which light-emits near infrared (wavelength: 700-2500 nm) light is preferable. Further, as the light receiving element, in addition to the photodiode (PD), a linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a line in a bar shape or an array shape, an image sensor, or the like may be used.

上記第2実施形態の入力デバイスD2を用いた筆記用具Wの触れ位置の検出は、以下のような手順で行われる。すなわち、まず、図1のように、コントローラを兼用する記憶手段MCを備える光学式センサS2(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置する。つぎに、校正(キャリブレーション)として、上記発光部のLED6を一つずつ(端から)順次発光させながら、このLED6に対応(対向)するPD7に到達する光(格子光)の強度を、発光時と未発光時で測定し、各PD7ごとに、遮光による物体の検知・非検知のしきい値を決定して、上記記憶手段MCにテーブル等として記憶する。   Detection of the touch position of the writing instrument W using the input device D2 of the second embodiment is performed in the following procedure. That is, first, as shown in FIG. 1, an optical sensor S2 (storage device) including a storage means MC that also serves as a controller is detachably mounted on the paper P so as to surround at least a part of the writable paper P. Placed on. Next, as calibration, the intensity of light (grating light) reaching the PD 7 corresponding (opposite) to the LED 6 is emitted while sequentially emitting the LEDs 6 of the light emitting unit one by one (from the end). Measurement is performed at the time and when no light is emitted, and a threshold value for detecting / not detecting an object by light shielding is determined for each PD 7 and stored as a table or the like in the storage means MC.

つぎに、上記コントローラを兼用する記憶手段MCにより、上記各LED6を順次発光させ、光学式センサS2の検知領域内を走査(スキャン)した状態で、この光学式センサS2の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図4のように、上記枠内を通る格子状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記触れ位置検出手段の該当受光素子により検知されることにより、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置(x−y軸、図4中の「触れ位置T」を参照)が特定され、その座標が上記記憶手段MCに記憶される。   Next, a sheet exposed from the inside of the optical sensor S2 in a state in which the LEDs 6 are sequentially emitted by the storage means MC also serving as the controller and the inside of the detection area of the optical sensor S2 is scanned. When the tip of the writing tool W is lowered to the portion P, a part of the lattice light passing through the frame is blocked by the tip of the writing tool W as shown in FIG. By being detected by the corresponding light receiving element of the means, a coordinate position (xy axis, see “touch position T” in FIG. 4) in the frame of the writing instrument W tip is specified, and the coordinates are stored in the memory. Stored in means MC.

そして、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出され、その軌跡がデジタルデータ(電子データ)として上記記憶手段MCに記憶される。すなわち、光学式センサS2の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記コントローラを兼用する記憶手段MCのメモリ等に記録される。   When the writing instrument W is moved to write a memo or the like, a locus (writing information such as a memo) of the tip of the writing instrument W accompanying the movement is detected, and the locus is converted into digital data (electronic data) as described above. Stored in the storage means MC. That is, a memo or the like is written to the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S2 with the writing tool W, and information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means MC also serving as the controller. .

上記のような第2実施形態の入力デバイスD2によれば、発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてフォトダイオード(PD)を用いる等、汎用的な部品を使用することができるため、入力デバイスD2を安価に構成することができる。   According to the input device D2 of the second embodiment as described above, general-purpose components such as a light emitting diode (LED) or the like as a light emitting element (light source) and a photodiode (PD) as a light receiving element are used. Therefore, the input device D2 can be configured at a low cost.

なお、上記第2実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する、コントローラを兼用する記憶手段MCが、上記フレーム1に内蔵されている例を示したが、この記憶手段(MC)は、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。   In the second embodiment, the storage means MC that also stores the position information of the writing instrument W or the like and that also serves as a controller is shown as being incorporated in the frame 1, but this storage means (MC ) May use an external device or a storage unit on a network as in the other embodiment (FIG. 2).

つぎに、光学式センサ(S3)のフレーム1の二つの角部に、発光素子と受光素子アレイとからなるモジュールをそれぞれ配置し、これら二つのモジュールを用いて、枠内の筆記用具Wの先端の位置を三角測量法により特定する、第3実施形態の入力デバイスD3について説明する。   Next, modules composed of a light emitting element and a light receiving element array are arranged at two corners of the frame 1 of the optical sensor (S3), respectively, and the tip of the writing instrument W in the frame using these two modules. An input device D3 according to the third embodiment that specifies the position of the image by triangulation will be described.

図5(a)は、第3実施形態における入力デバイスD3の概略構成を説明する平面図であり、図5(b)は、そのZ部拡大図である。なお、これらの図においても、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、前記のバッテリや通信手段等の図示を省略している。   FIG. 5A is a plan view illustrating a schematic configuration of the input device D3 in the third embodiment, and FIG. 5B is an enlarged view of a Z portion thereof. In these drawings, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), and the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction). Illustration of communication means and the like is omitted.

この第3実施形態における入力デバイスD3も、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS3と、この光学式センサS3により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段MC(内蔵)と、を備えている。   The input device D3 according to the third embodiment is also placed on the paper (P) on which the writing tool W can be written, so that the tip of the writing tool W in the square area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S3 having touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of (touch position T), and movement locus information (x-) of the tip position of writing instrument W obtained by this optical sensor S3. storage means MC (built-in) for storing the change in the y position).

上記第3実施形態の入力デバイスD3が、先の第1,第2実施形態の入力デバイス(D1,D2)と異なる点は、その光学式センサS3のフレーム1の四つの角部のうち、一つの辺(本例においてはX1)の両側の角部1a,1bに、図5(b)のような、発光素子(LED6)と受光素子アレイ(イメージセンサ8)とを上下に組み合わせた受発光モジュール(カメラモジュールC1,C2)がそれぞれ配置され、これらカメラモジュールC1,C2の間の上記一つの辺(X1)を除く三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に、図5(a)のように、テープ状の再帰性光反射体(再帰反射テープ9)が貼り付けられている点である。なお、記憶手段MCは、上記第2実施形態と同様、LED6やイメージセンサ8のコントローラ(制御手段)を兼用するようになっている。   The difference between the input device D3 of the third embodiment and the input devices (D1, D2) of the first and second embodiments is that one of the four corners of the frame 1 of the optical sensor S3 is one. Light receiving and emitting by combining the light emitting element (LED 6) and the light receiving element array (image sensor 8) vertically as shown in FIG. 5B at the corners 1a and 1b on both sides of one side (X1 in this example). Modules (camera modules C1, C2) are respectively arranged, and on the inner side surfaces of three sides (X2, Y1, Y2) excluding the one side (X1) between the camera modules C1, C2, FIG. ), A tape-like retroreflector (retroreflective tape 9) is attached. Note that the storage means MC also serves as a controller (control means) for the LED 6 and the image sensor 8 as in the second embodiment.

この構成により、上記第3実施形態における光学式センサS3は、各カメラモジュールC1,C2の各LED6から出射された光が、上記再帰反射テープ9の反射により、出射元のカメラモジュールC1,C2に向かって再帰し、その枠内に、図5(a)に示すような、光が各カメラモジュールC1,C2ごとに波紋様に広がる、放射状の光の交差が生じる。   With this configuration, the optical sensor S3 in the third embodiment allows the light emitted from the LEDs 6 of the camera modules C1 and C2 to be reflected on the retroreflective tape 9 to the emission source camera modules C1 and C2. In the frame, a cross of radial light occurs in which light spreads in a ripple pattern for each of the camera modules C1 and C2, as shown in FIG.

なお、上記カメラモジュールC1,C2の発光素子(光源)としては、近赤外(波長:700〜2500nm)の光を発光するタイプの赤外LED(赤外発光ダイオード)が好ましい。また、受光素子としては、CCD,CMOS等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶCMOSリニアセンサアレイ等を用いることができる。   The light emitting elements (light sources) of the camera modules C1 and C2 are preferably infrared LEDs (infrared light emitting diodes) that emit near-infrared (wavelength: 700 to 2500 nm) light. As the light receiving element, an image sensor such as a CCD or CMOS, a CMOS linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a row, or the like can be used.

また、上記フレーム1の三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に取り付ける再帰性光反射体としては、マイクロプリズム式またはガラスビーズ式のどちらでもよい。また、上記例では、取扱いが容易なように、テープ状の成形体を用いているが、その代わりに、上記三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に、光再帰性を有するの塗料等を塗布してもよい。   Further, the retroreflector that is attached to the inner surface of the three sides (X2, Y1, Y2) of the frame 1 may be either a microprism type or a glass bead type. Further, in the above example, a tape-shaped molded body is used for easy handling, but instead, the inner surface of the three sides (X2, Y1, Y2) has optical recursion. A paint or the like may be applied.

上記第3実施形態の入力デバイスD3を用いた筆記用具Wの触れ位置の検出は、以下のような手順で行われる。すなわち、まず、図1のように、コントローラを兼用する記憶手段MCを備える光学式センサS3(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置する。つぎに、校正(キャリブレーション)として、上記カメラモジュールC1,C2の各LED6を発光させながら、各カメラモジュールC1,C2の各イメージセンサ8に再帰する光(再帰光)の強度を、発光時と未発光時で測定し、各カメラモジュールC1,C2ごとに、遮光による物体の検知・非検知のしきい値を決定して、上記記憶手段MCにテーブル等として記憶する。   Detection of the touch position of the writing instrument W using the input device D3 of the third embodiment is performed in the following procedure. That is, first, as shown in FIG. 1, an optical sensor S3 (storage device) having a storage means MC that also serves as a controller is detachably mounted on the paper P so as to surround at least a part of the writable paper P. Placed on. Next, as calibration, the intensity of light (recursive light) returning to the image sensors 8 of the camera modules C1 and C2 while emitting the LEDs 6 of the camera modules C1 and C2 is set to Measurement is performed when no light is emitted, and a threshold value for detection / non-detection of an object due to light shielding is determined for each of the camera modules C1 and C2, and stored as a table or the like in the storage means MC.

つぎに、上記コントローラを兼用する記憶手段MCにより、上記各LED6を発光させた状態で、この光学式センサS3の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図5(a)のように、上記枠内を通る交差状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記各カメラモジュールC1,C2の該当受光素子により検知されることにより、上記コントローラを兼用する記憶手段MCが三角測量法を用いた演算を行い、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置〔x−y軸、図5(a)中の「触れ位置T」を参照〕を特定し、その座標を記憶手段MCが記憶する。   Next, when the tip of the writing instrument W is lowered to the portion of the paper P exposed from the inside of the frame of the optical sensor S3 in a state where each LED 6 is caused to emit light by the memory means MC also serving as the controller, FIG. As shown in FIG. 5 (a), a part of the crossed light passing through the frame is blocked by the tip of the writing tool W, and the blocked part is detected by the corresponding light receiving element of each of the camera modules C1 and C2. Thus, the storage means MC also serving as the controller performs a calculation using the triangulation method, and the coordinate position [xy axis, “touch position T” in FIG. 5A in the frame of the writing instrument W tip. The memory means MC stores the coordinates.

そして、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、同様に、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出,演算され、その軌跡のデジタルデータ(電子データ)が、上記記憶手段MCに記憶される。すなわち、光学式センサS3の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記コントローラを兼用する記憶手段MCのメモリ等に記録される。   When the writing instrument W is moved to write a memo or the like, similarly, the locus (writing information such as the memo) of the tip of the writing instrument W accompanying the movement is detected and calculated, and digital data ( Electronic data) is stored in the storage means MC. That is, a memo or the like is written to the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S3 with the writing tool W, and at the same time, information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means MC also serving as the controller. .

上記のような第3実施形態の入力デバイスD3によれば、発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてCCD,CMOS等のイメージセンサを用いる等、汎用的な部品を使用することができるため、構成する光学部品の点数が少ないことと相俟って、入力デバイスD3を安価に構成することが可能になる。   According to the input device D3 of the third embodiment as described above, general-purpose components such as using a light emitting diode (LED) as a light emitting element (light source) and using an image sensor such as a CCD or CMOS as a light receiving element. Therefore, it is possible to configure the input device D3 at low cost in combination with the small number of optical components to be configured.

なお、上記第3実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する、コントローラを兼用する記憶手段MCが、上記フレーム1に内蔵されている例を示したが、この記憶手段(MC)は、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。   In the third embodiment, the storage means MC that also stores the position information of the writing instrument W or the like and that also serves as a controller is shown as being incorporated in the frame 1, but this storage means (MC ) May use an external device or a storage unit on a network as in the other embodiment (FIG. 2).

つぎに、上記実施の形態に記載の入力デバイスD1(光導波路4,5を用いた第1実施形態)の作製方法の一例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, an example of a method for manufacturing the input device D1 (first embodiment using the optical waveguides 4 and 5) described in the above embodiment will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

まず、上記入力デバイスD1に用いる光導波路4,5の製法を説明する。
図6(a)〜(f)はいずれも、本実施例の入力デバイスD1に用いる光導波路4,5の製法を説明する図である。
First, the manufacturing method of the optical waveguides 4 and 5 used for the input device D1 will be described.
6A to 6F are views for explaining a method of manufacturing the optical waveguides 4 and 5 used in the input device D1 of this embodiment.

本実施例においては、光出射用のコア4a(長辺X1側)およびコア4b(短辺Y1側)を有する発光側光導波路4と、コア5b(短辺Y2側)を有する受光側光導波路5とを、枠状にかつ一体に形成する(図3参照)。   In this embodiment, a light emitting side optical waveguide 4 having a light emitting core 4a (long side X1 side) and a core 4b (short side Y1 side), and a light receiving side optical waveguide having a core 5b (short side Y2 side). 5 are integrally formed in a frame shape (see FIG. 3).

(基板の準備)
まず、光導波路4,5を形成するための四角枠状の基板10を準備する。この基板10の形成材料としては、例えば、金属,樹脂,ガラス,石英,シリコン等があげられる。
(Preparation of substrate)
First, a rectangular frame-shaped substrate 10 for forming the optical waveguides 4 and 5 is prepared. Examples of the material for forming the substrate 10 include metal, resin, glass, quartz, and silicon.

(アンダークラッド層の作製)
ついで、図6(a)に示すように、上記四角枠状の基板10の表面に、それと同形状の四角枠状のアンダークラッド層11を形成する。このアンダークラッド層11は、感光性樹脂を形成材料として、フォトリソグラフィ法により形成することができる。アンダークラッド層11の厚みは、例えば、5〜50μmの範囲内に設定される。
(Preparation of underclad layer)
Next, as shown in FIG. 6A, a rectangular frame-like under cladding layer 11 having the same shape is formed on the surface of the rectangular frame-like substrate 10. The under cladding layer 11 can be formed by photolithography using a photosensitive resin as a forming material. The thickness of the under cladding layer 11 is set within a range of 5 to 50 μm, for example.

(コアの作製)
つぎに、図6(b)に示すように、上記四角枠状のアンダークラッド層11の表面に、フォトリソグラフィ法により前記パターンの光出射用のコア4a,4b(図示省略)および光入射用のコア5a,5b(図示省略)を形成する。なお、図5(b)では、代表的にコア4aとコア5aのみを表示している。また、これらコア4a,4b,5a,5bの形成材料としては、上記アンダークラッド層11および後記のオーバークラッド層12〔図6(e)参照〕の形成材料よりも屈折率が高い感光性樹脂が用いられる。
(Production of core)
Next, as shown in FIG. 6 (b), the light emitting cores 4a and 4b (not shown) of the pattern and the light incident surface are formed on the surface of the rectangular frame-like under cladding layer 11 by photolithography. Cores 5a and 5b (not shown) are formed. In FIG. 5B, only the core 4a and the core 5a are representatively shown. Further, as a material for forming the cores 4a, 4b, 5a, and 5b, a photosensitive resin having a higher refractive index than the material for forming the under cladding layer 11 and the over cladding layer 12 described later (see FIG. 6E) is used. Used.

(オーバークラッド層の作製)
ついで、図6(c)に示すような、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する四角枠状の成形型20を準備する。この成形型20には、オーバークラッド層12〔図6(e)参照〕の表面形状に対応する型面を有する凹部20aが形成されている。そして、その凹部20aを上にして、成形型20を成形ステージ(図示せず)の上に設置し、その凹部20aに、オーバークラッド層12の形成材料である感光性樹脂(ワニス)12’を充填する。
(Preparation of over clad layer)
Next, as shown in FIG. 6C, a translucent square frame-shaped mold 20 for forming an over clad layer is prepared. The mold 20 is provided with a recess 20a having a mold surface corresponding to the surface shape of the overcladding layer 12 [see FIG. 6 (e)]. Then, the mold 20 is placed on a molding stage (not shown) with the concave portion 20a facing up, and a photosensitive resin (varnish) 12 ′, which is a material for forming the over clad layer 12, is placed in the concave portion 20a. Fill.

ついで、図6(d)に示すように、上記アンダークラッド層11の表面にパターン形成したコア4a,5a(4b,5b)を、上記成形型20の凹部20aに対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層11を上記成形型20に押圧し、上記オーバークラッド層12の形成材料である感光性樹脂12’内に、上記コア4a,5aを浸す。そして、この状態で、紫外線等の照射線を、上記成形型20を透して上記感光性樹脂12’に照射し、その感光性樹脂12’を露光する。これにより、上記感光性樹脂12’が硬化し、四角枠状の内周縁部がレンズ部12aに形成された四角枠状のオーバークラッド層12が形成される。   Next, as shown in FIG. 6 (d), the cores 4a, 5a (4b, 5b) patterned on the surface of the under cladding layer 11 are positioned with respect to the recess 20a of the mold 20, and in this state The under-cladding layer 11 is pressed against the mold 20, and the cores 4a and 5a are immersed in the photosensitive resin 12 ′, which is a material for forming the over-cladding layer 12. In this state, the photosensitive resin 12 ′ is irradiated with ultraviolet rays or the like through the mold 20 to expose the photosensitive resin 12 ′. As a result, the photosensitive resin 12 ′ is cured, and a square frame-shaped over clad layer 12 having a square frame-shaped inner peripheral edge formed on the lens portion 12 a is formed.

(光導波路の脱型)
つぎに、図6(e)〔図6(d)とは上下を逆に図示している〕に示すように、上記成形型20から、オーバークラッド層12を、上記基板10,アンダークラッド層11およびコア4a,5a(4b,5b)とともに脱型する。そして、図6(f)に示すように、上記基板10をアンダークラッド層11から剥離し、アンダークラッド層11,コア4a,4b,5a,5bおよびオーバークラッド層12からなる、四角枠状でかつ一体の光導波路4,5を得る。
(Optical waveguide removal)
Next, as shown in FIG. 6 (e) (upside down from FIG. 6 (d)), the overcladding layer 12 is transferred from the mold 20 to the substrate 10 and the undercladding layer 11. And it demolds with core 4a, 5a (4b, 5b). Then, as shown in FIG. 6 (f), the substrate 10 is peeled from the under cladding layer 11, and has a rectangular frame shape including the under cladding layer 11, the cores 4 a, 4 b, 5 a, 5 b and the over cladding layer 12. Integrated optical waveguides 4 and 5 are obtained.

なお、上記実施例では、光導波路の光伝送効率を向上させるために、光出射用のコア4a,4bの先端部および光入射用のコア5a,5bの先端部をレンズ部に形成するとともに、それを被覆するオーバークラッド層12の先端部もレンズ部12aに形成した例を示したが、光学式センサS1の枠内における光の(空間)伝送効率が充分であれば、上記レンズ部は、コアの一方のみに形成するか、あるいは、両方とも形成しなくてもよい。また、上記実施例では、発光側光導波路4と受光側光導波路5とを一体に作製した例を示したが、これらは別々に作製してもよく、さらに多くの光導波路パーツを組み合わせて形成してもよい。   In the above embodiment, in order to improve the light transmission efficiency of the optical waveguide, the tip portions of the light emitting cores 4a and 4b and the tip portions of the light incident cores 5a and 5b are formed in the lens portion. Although the tip portion of the over clad layer 12 covering the lens portion 12a is also shown as an example, if the light (space) transmission efficiency within the frame of the optical sensor S1 is sufficient, the lens portion is It may be formed on only one of the cores, or not both. In the above embodiment, the light-emitting side optical waveguide 4 and the light-receiving side optical waveguide 5 are integrally manufactured. However, these may be manufactured separately or formed by combining more optical waveguide parts. May be.

つぎに、上記四角枠状でかつ一体の光導波路4,5を用いて、光学式センサS1を作製する。   Next, the optical sensor S <b> 1 is manufactured using the rectangular frame-shaped and integrated optical waveguides 4 and 5.

(光学式センサの作製)
まず、光学式センサS1の基台(フレーム)となる、四角枠状の保持板を準備する。この保持板は、四角枠状の各辺が、上記四角枠状の光導波路4,5より若干太く形成されている。この保持板の形成材料としては、例えば、金属,樹脂,ガラス,石英,シリコン等があげられる。なかでも、平面性の保持に優れている点で、ステンレスが好ましい。保持板の厚みは、例えば、0.5mm程度に設定される。
(Production of optical sensor)
First, a square-frame-shaped holding plate that serves as a base (frame) for the optical sensor S1 is prepared. This holding plate is formed such that each side of the square frame shape is slightly thicker than the optical waveguides 4 and 5 of the square frame shape. Examples of the material for forming the holding plate include metal, resin, glass, quartz, and silicon. Among these, stainless steel is preferable because it is excellent in maintaining flatness. The thickness of the holding plate is set to about 0.5 mm, for example.

つぎに、上記保持板の表面の所定位置に、上記四角枠状の光導波路4,5を貼着し、図3のように、上記発光側光導波路4の入射側端部に、光源2となるVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)をアライメント(光軸合わせ)して取り付けるとともに、上記受光側光導波路5の出射側端部に、受光素子アレイ3を、各コア5a,5bと対応する受光素子の光軸が一致するようにアライメントして取り付ける。   Next, the rectangular frame-shaped optical waveguides 4 and 5 are attached to predetermined positions on the surface of the holding plate, and as shown in FIG. The VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is aligned and optically aligned, and the light receiving element array 3 is received at the light emitting side end of the light receiving side optical waveguide 5 to receive light corresponding to the cores 5a and 5b. Align and attach so that the optical axes of the elements coincide.

ついで、上記オーバークラッド層12のレンズ部12aを除く光導波路の上面を、保護板等により被覆することにより、図3に示すような、枠状の光学式センサS1が得られる。上記保護板の形成材料としては、例えば、樹脂,金属,ガラス,石英,シリコン等があげられる。また、保護板の厚みは、例えば、0.5mm程度が好ましく、情報機器と通信を無線で行う場合は、情報出力を無線で行う場合、上記保護板40がステンレス製であると、無線電波を透過するポリカーボネート製等の樹脂製とすることが望ましい。   Next, the upper surface of the optical waveguide excluding the lens portion 12a of the over clad layer 12 is covered with a protective plate or the like to obtain a frame-shaped optical sensor S1 as shown in FIG. Examples of the material for forming the protective plate include resin, metal, glass, quartz, and silicon. Further, the thickness of the protective plate is preferably about 0.5 mm, for example. When wirelessly communicating with an information device, when outputting information wirelessly, if the protective plate 40 is made of stainless steel, radio waves are transmitted. Desirably, the resin is made of a transparent polycarbonate or the like.

なお、上記枠状の光学式センサS1の外周には、先に述べた、筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報を記憶する記憶手段Mが取り付けられる。この記憶手段Mは、USBメモリ等の着脱式としてもよい。   In addition, the storage means M which memorize | stores the movement locus | trajectory information of the front-end | tip position of the writing tool W mentioned above is attached to the outer periphery of the said frame-shaped optical sensor S1. The storage means M may be a detachable type such as a USB memory.

また、上記枠状の光学式センサS1には、上記図3において図示を省略した機器、例えば、この入力デバイスD1を駆動するためのバッテリや、ドライバIC等の制御手段,情報機器と通信・接続するための通信手段(ケーブル接続口または無線アンテナ)等が取り付けられるが、いずれも上記フレーム1を構成する保持板と保護板のスペースに挟み込むことが可能な、薄型のもの(フィルム状の部品やマイクロタイプの電装品等)を使用することが望ましい。これにより、筆記用具で書き込む際にその書き込み作業の邪魔にならない程度(総厚2〜3mm程度)にまで、枠を薄く形成することができる。   Further, the frame-shaped optical sensor S1 communicates / connects with devices not shown in FIG. 3, for example, a battery for driving the input device D1, control means such as a driver IC, and information devices. A communication means (cable connection port or wireless antenna) or the like is attached to each other, and both of them can be sandwiched in the space between the holding plate and the protective plate constituting the frame 1 (such as film-like parts and It is desirable to use micro-type electrical components). Thereby, when writing with a writing instrument, the frame can be thinly formed so as not to interfere with the writing operation (total thickness of about 2 to 3 mm).

[実施例1]
つぎに、上記実施例にもとづいて作製した入力デバイスについて、その詳細を説明する。
[Example 1]
Next, the details of the input device manufactured based on the above embodiment will be described.

〔光導波路のアンダークラッド層の形成材料〕
成分A:脂環骨格を含むエポキシ樹脂(ダイセル化学工業社製,EHPE3150)75重量部
成分B:エポキシ基含有アクリル系ポリマー(日油社製,マープルーフG−0150M)25重量部
成分C:光酸発生剤(サンアプロ社製,CPI−200K)4重量部
これら成分A〜Cを、紫外線吸収剤(チバジャパン社製,TINUVIN479)5重量部とともに、シクロヘキサノン(溶剤)に溶解することにより、アンダークラッド層の形成材料を調製した。
[Material for forming the underclad layer of the optical waveguide]
Component A: 75 parts by weight of an epoxy resin containing an alicyclic skeleton (manufactured by Daicel Chemical Industries, EHPE3150) Component B: 25 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic polymer (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0150M) Component C: light 4 parts by weight of an acid generator (manufactured by San Apro, CPI-200K) These components A to C are dissolved in cyclohexanone (solvent) together with 5 parts by weight of an ultraviolet absorber (manufactured by Ciba Japan, TINUVIN479), thereby undercladding. A layer forming material was prepared.

〔光導波路のコアの形成材料〕
成分D:ビスフェノールA骨格を含むエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,157S70)85重量部
成分E:ビスフェノールA骨格を含むエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,エピコート828)5重量部
成分F:エポキシ基含有スチレン系ポリマー(日油社製,マープルーフG−0250SP)10重量部
これら成分D〜Fと上記成分C4重量部とを、乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。
[Material for forming core of optical waveguide]
Component D: 85 parts by weight of an epoxy resin containing bisphenol A skeleton (manufactured by Japan Epoxy Resin, 157S70) Component E: 5 parts by weight of an epoxy resin containing bisphenol A skeleton (manufactured by Japan Epoxy Resin, Epicoat 828) Component F: Epoxy group Containing styrenic polymer (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0250SP) 10 parts by weight These components D to F and 4 parts by weight of the above component C were dissolved in ethyl lactate to prepare a core forming material.

〔光導波路のオーバークラッド層の形成材料〕
成分G:脂環骨格を有するエポキシ樹脂(ADEKA社製,EP4080E)100重量部
この成分Gと上記成分C2重量部とを混合することにより、オーバークラッド層の形成材料を調製した。
[Formation material for optical cladding overcladding layer]
Component G: 100 parts by weight of an epoxy resin having an alicyclic skeleton (manufactured by ADEKA, EP4080E) By mixing this component G and 2 parts by weight of the above component C, a material for forming an overcladding layer was prepared.

〔光導波路の作製〕
四角枠状のステンレス製基板(厚み50μm)の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料(ワニス)を塗布した後、160℃×2分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。ついで、上記感光性樹脂層に対し、紫外線を照射して積算光量1000mJ/cm2の露光を行い、厚み10μmの四角枠状のアンダークラッド層(波長830nmにおける屈折率1.510)を形成した。
[Production of optical waveguide]
The undercladding layer forming material (varnish) was applied to the surface of a rectangular frame-shaped stainless steel substrate (thickness 50 μm), followed by heat treatment at 160 ° C. for 2 minutes to form a photosensitive resin layer. Subsequently, the photosensitive resin layer was irradiated with ultraviolet rays to be exposed to an integrated light amount of 1000 mJ / cm 2 to form a 10 μm-thick rectangular frame-like underclad layer (refractive index 1.510 at a wavelength of 830 nm).

ついで、上記四角枠状のアンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料を塗布した後、170℃×3分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、フォトマスクを介して(ギャップ100μm)、紫外線を照射し、積算光量3000mJ/cm2の露光を行った。続いて、120℃×10分間の加熱処理を行い、その後、現像液(γ−ブチロラクトン)を用い現像することにより、未露光部分を溶解除去した。その後、120℃×5分間の乾燥処理を行い、幅30μm×高さ50μmのコア(波長830nmにおける屈折率1.570)をパターン形成した。 Next, the core forming material was applied to the surface of the rectangular frame-like under cladding layer, and then heat treatment was performed at 170 ° C. for 3 minutes to form a photosensitive resin layer. Next, ultraviolet rays were irradiated through a photomask (gap 100 μm), and exposure with an integrated light amount of 3000 mJ / cm 2 was performed. Subsequently, a heat treatment at 120 ° C. for 10 minutes was performed, and then development was performed using a developer (γ-butyrolactone), whereby unexposed portions were dissolved and removed. Thereafter, a drying process at 120 ° C. for 5 minutes was performed to pattern a core having a width of 30 μm and a height of 50 μm (refractive index of 1.570 at a wavelength of 830 nm).

つぎに、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する四角枠状の成形型を準備した。この成形型には、オーバークラッド層の表面形状に対応する型面を有する凹部が形成されている〔図6(c)参照〕。そして、その凹部を上にして、成形型を成形ステージの上に設置し、その凹部に、上記オーバークラッド層の形成材料を充填した。   Next, a rectangular frame-shaped mold having translucency for forming an overcladding layer was prepared. In this mold, a recess having a mold surface corresponding to the surface shape of the overcladding layer is formed (see FIG. 6C). Then, with the concave portion facing up, the mold was placed on the molding stage, and the concave portion was filled with the material for forming the over clad layer.

ついで、上記アンダークラッド層の表面にパターン形成したコアを、上記成形型の凹部に対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層を上記成形型に押圧し、上記オーバークラッド層の形成材料内に、上記コアを浸した。そして、この状態で、紫外線を、上記成形型を透して上記オーバークラッド層の形成材料に照射して積算光量8000mJ/cm2の露光を行い、四角枠状の内周縁部が凸状のレンズ部に形成された四角枠状のオーバークラッド層を形成した。その凸状のレンズ部は、側断面形状が略1/4円弧状のレンズ曲面(曲率半径1.4mm)を有するものであった。 Next, the core patterned on the surface of the under cladding layer is positioned with respect to the concave portion of the molding die, and in this state, the under cladding layer is pressed against the molding die, The core was soaked. In this state, ultraviolet rays are irradiated through the mold to the material for forming the over clad layer to perform exposure with an accumulated light amount of 8000 mJ / cm 2 , and a rectangular frame-shaped inner peripheral edge is a convex lens. A quadrangular frame-like over clad layer formed on the portion was formed. The convex lens portion had a lens curved surface (curvature radius of 1.4 mm) having a substantially circular arc shape in a side sectional shape.

つぎに、上記成形型から、上記オーバークラッド層を、上記基板,アンダークラッド層およびコアとともに脱型した。そして、上記基板をアンダークラッド層から剥離し、アンダークラッド層,コアおよびオーバークラッド層からなる四角枠状の光導波路(総厚1mm)を得た(図3参照)。   Next, the over clad layer was removed from the mold together with the substrate, the under clad layer, and the core. And the said board | substrate was peeled from the under clad layer, and the square frame-shaped optical waveguide (total thickness 1mm) which consists of an under clad layer, a core, and an over clad layer was obtained (refer FIG. 3).

〔光学式センサの作製〕
つぎに、三辺が上記光導波路のより若干幅が太く、残る一辺が他の三辺より余裕を持った幅に形成されている、四角枠状のステンレス製保持板(厚み0.5mm)を準備し、この保持板の表面の所定位置に、上記四角枠状の光導波路を貼着するとともに、上記保持板において最も太い一辺の外側端縁側に、フィルム状ポリマー電池,フィルムアンテナ等の薄型電装部品を固定した。ついで、発光素子(Optowell社製,SM85−2N001)および受光素子(浜松ホトニクス社製,S−10226)をアライメントして位置決め固定し、USBメモリの接続口,ACアダプタの接続口等、保持板の外縁に配置される部品を取り付けた。
[Production of optical sensor]
Next, a rectangular frame-shaped stainless steel holding plate (thickness 0.5 mm) having three sides slightly wider than the optical waveguide and the remaining one side having a margin wider than the other three sides. Prepare and paste the rectangular frame-shaped optical waveguide at a predetermined position on the surface of the holding plate, and on the outer edge of the thickest side of the holding plate, a thin electric device such as a film polymer battery or a film antenna The parts were fixed. Next, the light emitting element (manufactured by Optiwell, SM85-2N001) and the light receiving element (manufactured by Hamamatsu Photonics, S-10226) are aligned and fixed, and the USB memory connection port, AC adapter connection port, etc. Parts to be placed on the outer edge were attached.

その後、上記保持板の上に、これら光導波路と電装部品等を保護するポリカーボネート製保護板(厚み0.5mm)を取り付け、光学式センサを得た。この光学式センサにおいて、光導波路部分は、その表裏面の上記保持板と保護板とを合わせて、総厚2mmであり、上記他の電装部品が固定された部分は、その表裏面の上記保持板と保護板とを合わせて、総厚3mmであった。   Thereafter, a protective plate made of polycarbonate (thickness 0.5 mm) for protecting the optical waveguide, the electrical component, and the like was attached on the holding plate to obtain an optical sensor. In this optical sensor, the optical waveguide portion has a total thickness of 2 mm including the holding plate and the protective plate on the front and back surfaces, and the portion on which the other electrical components are fixed is the holding portion on the front and back surfaces. The total thickness of the plate and the protective plate was 3 mm.

〔入力デバイスの動作確認〕
上記光学式センサのメモリ接続口に、記憶手段となるメモリを取り付け、用紙の上に、この入力デバイスを載置して、枠内から露呈した用紙の部分に、筆記用具でメモを書き込んだ。そして、上記入力デバイスとノートパソコンとを、無線通信〔Bluetooth(登録商標)〕経由で接続して通信可能とし、そのノートパソコンを利用して、上記入力デバイスのメモリに保存(記憶)された情報を再生した結果、上記ノートパソコンのディスプレイ上に、上記用紙に書き込んだメモと同じものを表示することができた。また、上記ノートパソコンを利用して、上記用紙にメモを書き込むと同時に、このメモの情報(電子情報)を、上記ノートパソコンのメモリに記憶させたところ、同様に、ノートパソコンのディスプレイ上に、上記用紙に書き込んだメモと同じものを即座に表示することができた。
[Check input device operation]
A memory serving as a storage means was attached to the memory connection port of the optical sensor, and this input device was placed on the paper, and a memo was written on the paper portion exposed from the frame with a writing instrument. Then, the information stored in the memory of the input device can be communicated by connecting the input device and the notebook computer via wireless communication [Bluetooth (registered trademark)] and using the notebook computer. As a result, the same memo written on the paper can be displayed on the display of the notebook computer. In addition, when the notebook computer is used to write a memo on the paper, the memo information (electronic information) is stored in the memory of the notebook computer. Similarly, on the notebook computer display, The same memo written on the paper could be displayed immediately.

本発明の入力デバイスは、枠内から露呈する用紙にメモ等の情報を書き込むと同時に、そのメモ等の情報を電子化することができる。   The input device of the present invention can write information such as a memo on a sheet exposed from the frame, and at the same time digitize the information such as the memo.

1 フレーム
D 入力デバイス
S 光学式センサ
M 記憶手段
P 用紙
W 筆記用具
1 frame D input device S optical sensor M storage means P paper W writing instrument

本発明は、光学的な位置検出手段を備える入力デバイスに関するものである。   The present invention relates to an input device including an optical position detection unit.

操作に慣れが必要なキーボードやマウス等に代えて、コンピュータ等の情報機器を誰もが簡単に操作できる入力装置(入力デバイス)として、タブレットやタッチパネル等の平板状の入力デバイスが用いられている。このような平板状の入力デバイスは、機器を操作する人の指やペンがタッチパネル等に触れた位置を二次元(x−y方向)で検出する触れ位置検出手段を備えており、モニターやそのパネルの下に配置された液晶画面等のフラットディスプレイの表示(絵模様やアイコン等)と連携して、上記情報機器等を直感的に操作できるようになっている(例えば、特許文献1等を参照)。   Instead of keyboards and mice that require familiarity with operations, flat input devices such as tablets and touch panels are used as input devices (input devices) that allow anyone to easily operate information devices such as computers. . Such a flat input device is provided with a touch position detecting means for detecting in two dimensions (xy directions) a position where a finger or pen of a person operating the device touches the touch panel, etc. In cooperation with the display (picture pattern, icon, etc.) of a flat display such as a liquid crystal screen arranged under the panel, the information device can be operated intuitively (for example, see Patent Document 1) reference).

上記タッチパネル等における触れ位置検出手段(タッチセンサ)としては、通常、価格や性能,耐久性等の観点から、抵抗膜方式や静電容量方式,電磁誘導方式等を採用したものが用いられる。これらの方式のタッチパネルは、そのパネルの表面近傍に、多数の電気的な接点がマトリックス状に形成された構造を有する。   As the touch position detection means (touch sensor) in the touch panel or the like, those using a resistance film method, a capacitance method, an electromagnetic induction method, or the like are usually used from the viewpoint of price, performance, durability, and the like. These types of touch panels have a structure in which a number of electrical contacts are formed in a matrix near the surface of the panel.

一方、上記のようなタブレットやタッチパネル等の構成を、仮想的な電子文具に応用した例もある。例えば、手書きのメモ等をデジタル化(画像化)する電子メモ装置は、入力するメモ等を表示することのできる、タッチセンサ付きのディスプレイ(タッチパネル)を備えており、そのディスプレイに、指や専用ペン等を接触させ、その先端を動かすことにより、これら指等の先端部の移動軌跡または筆跡(位置情報)が、メモ等の情報として入力され、上記ディスプレイ等に表示されるようになっている。また、上記ディスプレイ等に表示された先端部の移動軌跡は、画像等の電子データとして上記電子メモ装置に保存(記憶)されるようになっている。   On the other hand, there is an example in which the above-described configuration of a tablet, a touch panel, or the like is applied to a virtual electronic stationery. For example, an electronic memo device that digitizes (images) a handwritten memo has a display (touch panel) with a touch sensor that can display the memo to be input. By moving a tip of a pen or the like and moving the tip, the movement locus or handwriting (position information) of the tip of the finger or the like is input as information such as a memo and displayed on the display or the like. . Further, the movement trajectory of the tip displayed on the display or the like is stored (stored) in the electronic memo device as electronic data such as an image.

特開2004−206613号公報JP 2004-206613 A

ところで、上記のような電子メモ装置は、簡単に文字等を入力することができて便利ではあるものの、コンピュータ,電子情報機器等の操作に不慣れな人や、高齢者等を中心に、筆跡や文字等がディスプレイ等に表示される電子的なメモより、紙等の媒体上に直接筆跡が残る形でメモを残したい、という要望が依然として根強い。   By the way, although the electronic memo device as described above is convenient because it can easily input characters and the like, it is convenient for people who are unfamiliar with the operation of computers, electronic information devices, etc., and elderly people. There is still a strong desire to leave a memo in a form in which handwriting remains directly on a medium such as paper, rather than an electronic memo on which characters and the like are displayed on a display or the like.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、メモ等を通常の筆記用具で枠内に配置した用紙に直接書き込むだけで、この筆記用具等の移動軌跡を記録して電子データとして保存する入力デバイスの提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and by simply writing a memo or the like directly on a sheet placed in a frame with a normal writing instrument, the movement trajectory of the writing instrument or the like is recorded and stored as electronic data. The purpose is to provide an input device.

上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、筆記用具で書き込める用紙の少なくとも一部分を囲む、下記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサの枠内から露呈した上記用紙の部分に筆記用具で書き込むときに、その筆記用具の先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備える構成をとる。
(A)厚み2〜5mmの矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっているとともに、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサ。
In order to achieve the above object, an input device according to the present invention includes a frame-shaped optical sensor (A) described below that surrounds at least a part of a sheet that can be written with a writing instrument, and the above-described optical sensor exposed from the frame of the optical sensor. And a storage unit that stores the movement locus of the tip of the writing tool as electronic data when writing on the paper with the writing tool.
(A) A rectangular frame having a thickness of 2 to 5 mm, and at least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements attached to the frame, and light on one of the frame portions facing each other in the frame shape. A plurality of cores for emission are formed, a plurality of cores for light incidence are formed on the other part, and the tip of the core for light emission and the tip of the core for light incidence are opposed to each other An optical waveguide having a core tip positioned at the inner edge of the frame is disposed, and light emitted from each light emitting core of the optical waveguide toward the light incident core is placed in the frame. By detecting a blockage of light reaching the light receiving element from the light emitting element, which is related to the object in the frame, and forming a lattice of light that intersects vertically and horizontally, In the frame Optical sensor for outputting the position information.

本発明の入力デバイスは、書き込み用の用紙の上に載置され、この用紙の少なくとも一部分がその枠内から露呈する上記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサから得られる筆記用具の移動軌跡情報を、電子データとして記憶する記憶手段とを備えている。そのため、上記光学式センサの枠内から露呈した用紙の部分に、筆記用具等で書き込むと、その軌跡(筆跡)は、上記用紙に残るとともに、上記記憶手段に電子データとして保存(記憶)される。これにより、本発明の入力デバイスは、電子化することに特別な配慮を払うことなく、メモ等を、通常の筆記用具で枠内に載置した用紙に直接書き込むだけで、その筆記用具の移動軌跡が自動的に電子化される。また、上記電子化された情報は、上記記憶手段からコンピュータ等を利用して引き出す(再生する)ことができ、他者との共有化や、知識や記録等の保管も簡単に行うことができて、便利である。   The input device of the present invention is obtained from the optical sensor of the frame shape of (A) above, which is placed on a paper for writing and at least a part of the paper is exposed from within the frame, and the optical sensor. Storage means for storing the movement trajectory information of the writing instrument as electronic data. Therefore, if writing is performed on a portion of the paper exposed from the frame of the optical sensor with a writing tool or the like, the locus (handwriting) remains on the paper and is stored (stored) in the storage means as electronic data. . As a result, the input device of the present invention can move the writing tool by directly writing a memo etc. on the paper placed in the frame with a normal writing tool without paying special attention to digitization. The trajectory is automatically digitized. The computerized information can be extracted (reproduced) from the storage means by using a computer or the like, and can be shared with others, and knowledge and records can be easily stored. Convenient.

また、本発明の入力デバイスは、筆記用具の先端部の触れ位置の検出手段(光学式センサ)として、上記(A)厚み2〜5mmの矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサを用いている。そのため、触れ位置の検出面に、電気的な(物理的な)接点がなく、耐久性に優れるうえ、埃や汚れ等の影響も受けにくい。また、筆記用具で書き込む際も、抵抗膜方式や静電容量方式,電磁誘導方式等のような大きな筆圧を必要とせず、センサを意識しない、自然な書き込みを行うことができる。 Moreover, the input device of the present invention is the above-mentioned (A) rectangular frame having a thickness of 2 to 5 mm and at least one set attached thereto as means for detecting the touch position of the tip of the writing instrument (optical sensor). The position information of the object in the frame is output by detecting the blocking of the light reaching the light receiving element from the light emitting element, which is generated in association with the object in the frame. An optical sensor is used. Therefore, there is no electrical (physical) contact on the detection surface of the touch position, which is excellent in durability and hardly affected by dust or dirt. In addition, when writing with a writing instrument, a large writing pressure such as a resistance film method, a capacitance method, and an electromagnetic induction method is not required, and natural writing can be performed without being conscious of the sensor.

さらに、上記(A)の枠状光学式センサ、その厚み2〜5mmのフレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっているため、この枠(フレーム)を、薄い形状とすることができる。すなわち、光導波路は、フィルム状やシート状等、薄く形成することが可能なため、この光学式センサの枠に組み込んでも、筆記用具で書き込む際にその書き込み作業の邪魔にならない程度にまで、枠を薄く形成することができる。これにより、上記用紙への書き込みを、より自然体で、かつ、楽な姿勢で行うことが可能になる。 Further, the frame-shaped optical sensor of the above (A) has a frame portion having a thickness of 2 to 5 mm, a plurality of cores for emitting light are formed in one portion facing each other in the frame shape, and the other portion is formed. A plurality of cores for light incidence are formed, and the tip of each core is positioned on the inner edge of the frame so that the tip of the core for light emission faces the tip of the core for light incidence. An optical waveguide is provided, and light emitted from each light emitting core of the optical waveguide toward the light incident core forms a lattice of light that intersects vertically and horizontally in the frame. and for that, the this frame (frame), may be a thin shape. In other words, since the optical waveguide can be formed thinly, such as in the form of a film or a sheet, even if it is incorporated in the frame of this optical sensor, the frame can be formed so as not to interfere with the writing operation when writing with a writing instrument. Can be formed thinly. As a result, writing on the paper can be performed in a more natural and easy posture.

また、本発明の入力デバイスにおいて、上記光学式センサと記憶手段とが、記憶装置として一体に形成され、その記憶装置が、上記光学式センサを用紙の上に載置する際に、用紙に対して設置自在あるいは着脱自在になっている場合は、上記用紙を新しいものに簡単に交換することができる。また、用紙を新しいものに交換しても、上記記憶した内容(移動軌跡)を、上記記憶装置の記憶手段からコンピュータ等を利用して、容易に引き出す(再生する)ことができる。 In the input device of the present invention, the optical sensor and the storage means are integrally formed as a storage device, and when the storage device places the optical sensor on the paper, The paper can be easily replaced with a new one when it can be installed or removed. Even if the paper is replaced with a new one, the stored content (movement trajectory) can be easily extracted (reproduced) from the storage means of the storage device using a computer or the like.

なお上記入力デバイスにおいて、上記(A)の枠状光学式センサとして、そのフレーム内に、その枠状において互いに対向する一方の部分に複数の発光素子が並んで配置され、他方の部分に複数の受光素子が並んで配置され、各発光素子および受光素子が上記フレームの内側に向かって位置決めされ、上記発光素子から受光素子に向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている光学式センサを用いる場合は、これら発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてフォトダイオード(PD)を用いる等、汎用的な部品を使用することができる。したがって、上記光学式センサを安価に構成できる点で有利である。また、耐衝撃に優れ、耐久性があるというメリットがある。 The plurality In the input device, as a frame-shaped optical sensor of the (A), in the frame, are arranged side by side a plurality of light emitting elements in one of portions facing each other in the frame shape, the other part The light receiving elements are arranged side by side, the light emitting elements and the light receiving elements are positioned toward the inside of the frame, and the light emitted from the light emitting elements toward the light receiving element intersects the frame vertically and horizontally. When using an optical sensor designed to form a light grid, a light emitting diode (LED) or the like is used as the light emitting element (light source), and a photodiode (PD) is used as the light receiving element. Parts can be used. Therefore, it is advantageous in that the optical sensor can be configured at low cost. In addition, it has the advantages of excellent impact resistance and durability.

また、本発明の入力デバイスにおいて、上記(A)の枠状光学式センサとして、そのフレームの四つの角部のうち、一つの辺の両側の角部に、上記発光素子と複数の受光素子からなる受光素子アレイとを上下に重ねたモジュールがそれぞれ配置され、これらモジュールの間の上記一つの辺を除く三つの辺の内側面に、テープ状の再帰性光反射体が配設され、一方のモジュールの発光素子から出射された光が、上記再帰性光反射体により反射されて、この一方のモジュールの受光素子アレイに再帰入射するようになっている光学式センサを用いる場合は、少ない部品点数で、三角測量により、上記筆記用具の先端の位置を特定できる。また、この入力デバイスも、汎用的な部品を用いて、安価に構成することができる。 In the input device of the present invention, as the frame-shaped optical sensor of (A), among the four corners of the frame, the light-emitting element and the plurality of light-receiving elements are arranged at the corners on both sides of one side. The light receiving element array is vertically stacked, and a tape-like retroreflector is disposed on the inner surface of the three sides excluding the one side between the modules. When using an optical sensor in which the light emitted from the light emitting element of the module is reflected by the retroreflecting light reflector and recursively enters the light receiving element array of this module, the number of parts is small. Thus, the position of the tip of the writing instrument can be specified by triangulation. In addition, this input device can also be configured at low cost using general-purpose parts.

本発明の実施形態における入力デバイスの全体構成を説明する図である。It is a figure explaining the whole structure of the input device in embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態の入力デバイスに用いられる記憶手段の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline | summary of the memory | storage means used for the input device of other embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the schematic structure of the input device in 1st Embodiment of this invention . 参考の実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図である。It is a top view explaining schematic structure of the input device in a reference embodiment. (a)は他の参考の実施形態における入力デバイスの概略構成を説明する平面図であり、(b)はそのZ部拡大図である。(A) is a top view explaining schematic structure of the input device in other reference embodiment, (b) is the Z section enlarged view. (a)〜(f)はいずれも、本発明の第1実施形態の入力デバイスに用いる光導波路の製法を説明する図である。(A)-(f) is a figure explaining the manufacturing method of the optical waveguide used for the input device of 1st Embodiment of this invention .

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は、本発明の実施の形態における入力デバイスDの全体構成を説明する図である。
この入力デバイスDは、筆記用具Wで書き込める用紙Pの少なくとも一部分を囲む枠状の光学式センサSと、光学式センサSの枠内における筆記用具Wの先端の移動軌跡を、電子データとして記憶する記憶手段Mと、を備える。そして、上記光学式センサSは、矩形状のフレーム1と、このフレーム1に取り付けられた少なくとも一組の発光素子(光源)と受光素子とから構成され、上記フレーム1内の物体(例えば筆記用具W等)に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、上記筆記用具W等のフレーム1内における位置情報を出力するようになっている。これが本発明の入力デバイスDの第1の特徴である。
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of an input device D according to an embodiment of the present invention.
The input device D stores, as electronic data, a frame-shaped optical sensor S that surrounds at least a portion of the paper P that can be written with the writing tool W, and the movement trajectory of the tip of the writing tool W within the frame of the optical sensor S. Storage means M. The optical sensor S includes a rectangular frame 1 and at least one set of light emitting elements (light sources) and light receiving elements attached to the frame 1, and an object (for example, a writing instrument) in the frame 1. The position information in the frame 1 such as the writing instrument W is output by detecting the blockage of the light reaching the light receiving element from the light emitting element, which occurs in connection with W or the like. This is the first feature of the input device D of the present invention.

なお、上記入力デバイスDには、通信(電源)ケーブル(ない場合もある)や、これを駆動するためのバッテリ、上記発光素子および受光素子のドライバ等の制御手段、コンピュータ等の情報機器と通信するための通信手段(有線または無線)が内蔵されているが、いずれも図示を省略している。また、上記例は、上記光学式センサSが検出した筆記用具W等の位置情報を、この光学式センサSに接して設けられた記憶手段Mに記憶するものであり、上記光学式センサSと記憶手段M(フレーム1内に内蔵される場合もある)とが一体となった入力デバイスDを「記憶装置」と呼ぶ場合もある。   The input device D communicates with a communication (power supply) cable (may not be present), a battery for driving it, control means such as a driver of the light emitting element and the light receiving element, and information equipment such as a computer. Communication means (wired or wireless) is built in, which is not shown in the figure. In the above example, the position information of the writing instrument W detected by the optical sensor S is stored in the storage means M provided in contact with the optical sensor S. The input device D integrated with the storage means M (which may be built in the frame 1) may be referred to as a “storage device”.

つぎに、本発明の入力デバイスDで検出された筆記用具W等の位置情報の記憶(記憶手段)を、外部の機器やネットワーク等を利用して行う場合を説明する。図2は、本発明の他の実施形態の入力デバイスDに用いられる記憶手段の概要を説明する図である。   Next, a case will be described in which the location information (storage means) such as the writing instrument W detected by the input device D of the present invention is stored using an external device or a network. FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the storage means used in the input device D according to another embodiment of the present invention.

この他の実施形態における入力デバイスDも、用紙Pの一部分を囲む枠状の光学式センサSと、筆記用具Wの先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備える。上記光学式センサSは、フレーム1内の筆記用具W等に関連して生じる光の遮断を検知することにより、上記筆記用具W等のフレーム1内における位置情報を出力するようになっている。   The input device D in this other embodiment also includes a frame-shaped optical sensor S surrounding a part of the paper P, and storage means for storing the movement trajectory of the tip of the writing instrument W as electronic data. The optical sensor S outputs position information of the writing tool W or the like in the frame 1 by detecting light blockage that occurs in association with the writing tool W or the like in the frame 1.

そして、上記他の実施形態における入力デバイスDは、図2に示すような、各種の外部の機器やネットワーク上に、上記筆記用具W等の位置情報を、電子データとして記憶(記録)できるようになっている。これが本発明の入力デバイスDの第2の特徴である。   The input device D in the other embodiment can store (record) position information such as the writing implement W as electronic data on various external devices and networks as shown in FIG. It has become. This is the second feature of the input device D of the present invention.

上記他の実施形態を詳しく説明すると、例えば、記憶手段として、図中のUSBメモリUMや、メモリカードSD等のフラッシュメモリを用いる場合、この入力デバイスDの側面等に設けられたスロットやコネクタ等に、上記フラッシュメモリを接続することにより、このフラッシュメモリ内に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。また、上記記録された情報は、上記記憶手段からコンピュータ等を利用して引き出す(再生する)ことができ、他者との共有化や、知識や記録等の保管も簡単に行うことができる。なお、上記メモリカード(SD)としては、SD,MMC,MS,SM,xD,CF等の各種カード型メディアを使用することができる。   The other embodiment will be described in detail. For example, when a flash memory such as a USB memory UM or a memory card SD in the figure is used as a storage unit, a slot or a connector provided on the side surface of the input device D or the like In addition, by connecting the flash memory, position information such as the writing implement W can be stored as electronic data in the flash memory. Further, the recorded information can be extracted (reproduced) from the storage means using a computer or the like, and can be shared with others, and knowledge and records can be easily stored. As the memory card (SD), various card-type media such as SD, MMC, MS, SM, xD, and CF can be used.

また、上記記憶手段として、図中のデスクトップコンピュータDTや、ラップトップコンピュータLT(ノート型やネットブックPC,タブレットPC等を含む)を用いる場合、この入力デバイスDと上記各コンピュータDT,LTとの間を、有線(ケーブルL等)または無線〔無線LANやBluetooth(登録商標)等〕で、通信可能に接続すればよい。これにより、上記各コンピュータDT,LTに内蔵の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。   When the desktop computer DT or laptop computer LT (including notebook type, netbook PC, tablet PC, etc.) in the figure is used as the storage means, the input device D and each of the computers DT, LT The communication may be connected via a wired (cable L or the like) or wireless [wireless LAN or Bluetooth (registered trademark) or the like]. Thereby, the positional information of the writing implement W etc. can be memorize | stored as electronic data in the memory | storage device incorporated in each said computer DT and LT.

なお、上記各コンピュータDT,LTに位置情報を記憶した場合、このコンピュータDT,LTを利用して、上記情報を即時に再生することができる。また、記憶装置(記憶媒体)としては、HDD,SSD等のストレージの他、CD,DVD,BD等の光学メディアを使用することもできる。さらに、上記各コンピュータDT,LTに接続されたフラッシュメモリ(上記参照)等を利用することも可能である。さらに、上記各コンピュータDT,LTと有線接続した場合、このコンピュータDT,LTから上記入力デバイスDに、動作に必要な電力を供給してもよい。   When position information is stored in each of the computers DT and LT, the information can be reproduced immediately using the computers DT and LT. As a storage device (storage medium), an optical medium such as a CD, a DVD, or a BD can be used in addition to a storage such as an HDD or an SSD. Further, a flash memory (see above) connected to the computers DT and LT can also be used. Further, when the computers DT and LT are connected by wire, power necessary for the operation may be supplied from the computers DT and LT to the input device D.

また、上記記憶手段として、図中のタブレット(パッド)デバイスTDや、PDA(携帯情報装置PD),電子辞書等の携帯情報機器を用いる場合も、上記と同様、有線(図示せず)または無線で通信可能に接続すればよい。これにより、上記各携帯情報機器の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。上記各携帯情報機器に位置情報を記憶した場合、この機器の表示装置を利用して、上記情報を即時に再生することができる。また、記憶装置(記憶媒体)としては、上記携帯情報機器に内蔵のフラッシュメモリやSSD,マイクロドライブ等のストレージの他、これに接続されたメモリカード(上記参照)等を利用することも可能である。さらに、上記携帯情報機器と有線接続した場合、この携帯情報機器から、動作に必要な電力の供給を受けてもよい。   Further, when using a portable information device such as the tablet (pad) device TD, PDA (personal digital assistant device PD), or electronic dictionary in the figure as the storage means, similarly to the above, wired (not shown) or wireless It is sufficient to connect so that communication is possible. Thereby, the positional information of the writing instrument W etc. can be stored as electronic data in the storage device of each portable information device. When location information is stored in each portable information device, the information can be reproduced immediately using a display device of the device. Further, as a storage device (storage medium), it is possible to use a memory card (see above) connected to the storage device such as a flash memory built in the portable information device, an SSD, a micro drive, or the like. is there. Further, when a wired connection is made with the portable information device, the portable information device may receive power necessary for operation.

また、上記記憶手段として、図中の携帯電話MFやスマートフォンSF等の携帯通信機器を用いる場合も、上記と同様、有線(図示せず)または無線で交信可能に接続すればよい。これにより、上記各携帯通信機器の記憶装置に、上記筆記用具W等の位置情報を電子データとして記憶することができる。さらに、上記各携帯通信機器に位置情報を記憶した場合、この機器の表示装置を利用して、上記情報を即時に再生することができる。なお、、記憶装置(記憶媒体)としては、上記携帯通信機器に内蔵のフラッシュメモリ等のストレージの他、これに接続(挿入)されたメモリカード(上記参照)等を利用することも可能である。   In addition, when using a mobile communication device such as the mobile phone MF or the smartphone SF in the figure as the storage means, it may be connected to be communicable by wire (not shown) or wirelessly as described above. Thereby, the positional information on the writing implement W or the like can be stored as electronic data in the storage device of each portable communication device. Further, when the location information is stored in each portable communication device, the information can be immediately reproduced using the display device of the device. In addition, as a storage device (storage medium), in addition to storage such as a flash memory built in the portable communication device, a memory card (see above) or the like connected (inserted) to the storage can be used. .

そして、図2のように、本発明の入力デバイスDと通信する外部の各種情報機器(コンピュータ,携帯情報機器,携帯通信機器等)が、通信あるいは情報ネットワークに接続されている場合、これらの情報機器を経由して、上記筆記用具W等の位置情報を、クラウドコンピューティングシステム(またはネットワークコンピューティングシステム)上のサーバーSV等に記憶してもよい。これにより、上記筆記用具W等の位置情報(電子データ)を、データセンター等に、最も安全かつ確実な方法で記憶(保管)することができる。さらに、上記クラウド上のサーバーSV等に位置情報を記憶した場合、上記情報を、使用する情報機器や場所,時間等に関わらず即時に再生する、ユビキタスコンピューティングが可能になる。勿論、上記のように、入力デバイスDで検出された筆記用具W等の位置情報の記憶を外部の機器やネットワーク等を利用して行う場合でも、上記図1に記載の実施形態にように、入力デバイスDに取り付け(または内蔵)された記憶手段Mを併用してもよい。   Then, as shown in FIG. 2, when various external information devices (computer, portable information device, portable communication device, etc.) communicating with the input device D of the present invention are connected to communication or an information network, these pieces of information. The position information of the writing instrument W or the like may be stored in a server SV or the like on the cloud computing system (or network computing system) via the device. Thereby, position information (electronic data) such as the writing instrument W can be stored (stored) in the data center or the like by the safest and most reliable method. Further, when the location information is stored in the server SV or the like on the cloud, ubiquitous computing is possible in which the information is immediately reproduced regardless of the information device, location, time, etc. to be used. Of course, as described above, even when the location information of the writing instrument W detected by the input device D is stored using an external device or network, as in the embodiment shown in FIG. You may use together the memory | storage means M attached (or built-in) to the input device D. FIG.

つぎに、上記入力デバイス(D)の具体的な例として、光導波路を用いた光の分配機構により、光学式センサ(S1)のフレーム1の内側に、筆記用具Wの先端部検出用の光の格子を形成する、第1実施形態について説明する。   Next, as a specific example of the input device (D), the light for detecting the tip of the writing instrument W is placed inside the frame 1 of the optical sensor (S1) by a light distribution mechanism using an optical waveguide. A first embodiment in which the lattice is formed will be described.

図3は、第1実施形態における入力デバイスD1の概略構成を説明する平面図である。なお、この図においては、説明を容易にするために、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、フレーム1内部の光導波路コア(4a,4b,5a,5b)を一点鎖線で、フレーム1内側の格子状の光(不可視の赤外光)を二点鎖線で表示している。また、上記光導波路コアの本数と格子状の光の本数は、数を省略して描いており、図1と同様に、入力デバイスDを駆動するためのバッテリ、発光素子および受光素子のドライバ等の制御手段、コンピュータ等の情報機器と通信するための通信手段(ケーブルまたは無線アンテナ)等は、図示を省略している(以降の図4,図5も同様)。   FIG. 3 is a plan view illustrating a schematic configuration of the input device D1 according to the first embodiment. In this figure, for ease of explanation, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), and the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction). At the same time, the optical waveguide cores (4a, 4b, 5a, 5b) inside the frame 1 are indicated by a one-dot chain line, and lattice-shaped light (invisible infrared light) inside the frame 1 is indicated by a two-dot chain line. Further, the number of the optical waveguide cores and the number of lattice-shaped lights are omitted, and the battery for driving the input device D, the driver of the light emitting element and the light receiving element, etc., as in FIG. The control means, communication means (cable or wireless antenna) for communicating with information devices such as computers are not shown (the same applies to FIGS. 4 and 5).

この第1実施形態における入力デバイスD1は、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS1と、この光学式センサS1により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段Mと、を備えている。   The input device D1 according to the first embodiment is placed on a paper (P) that can be written with the writing tool W, whereby the tip of the writing tool W in a square area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S1 having a touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of (touch position T), and movement locus information (x−) of the tip position of writing instrument W obtained by this optical sensor S1. storage means M for storing (change in y position).

光学式センサS1のフレーム1部分には、上記触れ位置検出手段の発光部として、図3のように、その横方向の長辺X1側に光出射用のコア4aを有し、縦方向の短辺Y1側に光出射用のコア4bを有する発光側光導波路4が配置され、発光素子(光源2)から出射された光が、上記発光側光導波路4の各光出射用コア4a,4a,・・・(横方向)と、各光出射用コア4b,4b,・・・(縦方向)とに分岐・分配されるようになっている。   The frame 1 portion of the optical sensor S1 has a light emitting core 4a on the long side X1 side in the lateral direction as a light emitting part of the touch position detecting means as shown in FIG. A light emitting side optical waveguide 4 having a light emitting core 4b is disposed on the side Y1 side, and light emitted from the light emitting element (light source 2) is emitted from each light emitting core 4a, 4a, ... (horizontal direction) and the light emitting cores 4b, 4b, ... (vertical direction) are branched and distributed.

また、上記四角状の検知領域を挟んで対向するフレーム1部分には、上記触れ位置検出手段の受光部として、その横方向の長辺X2側に光入射用のコア5aを有し、縦方向の短辺Y2側に光入射用のコア5bを有する受光側光導波路5が配置され、上記検知領域を通過して、上記受光側光導波路5の各光入射用コア5a,5a,・・・(横方向)と、各光入射用コア5b,5b,・・・(縦方向)とに入射した光が、これら各光入射用コア5a,5bのひとつひとつに対応する多数の受光素子を有する受光素子アレイ3に導かれるようになっている。   Further, the frame 1 portion facing the square detection area has a light incident core 5a on the long side X2 side in the lateral direction as a light receiving portion of the touch position detecting means, The light receiving side optical waveguide 5 having the light incident core 5b is disposed on the short side Y2 side, passes through the detection region, and the light incident cores 5a, 5a,. (Horizontal direction) and light incident on each of the light incident cores 5b, 5b,... (Vertical direction) have a number of light receiving elements corresponding to each of the light incident cores 5a, 5b. It is guided to the element array 3.

上記発光側光導波路4および受光側光導波路5について、さらに詳しく説明すると、これらの光導波路4,5は、例えば、ポリマー系光導波路の場合、樹脂材料を用いて形成されたアンダークラッド層およびオーバークラッド層(ともに図示せず)の間に、フォトリソグラフィ法等により上記形状にパターニングされた上記各コア4a,4b,5a,5bが配置されている。   The light-emitting side optical waveguide 4 and the light-receiving side optical waveguide 5 will be described in more detail. These optical waveguides 4 and 5 are, for example, an underclad layer and an over-layer formed using a resin material in the case of a polymer-based optical waveguide. Between the clad layers (both not shown), the cores 4a, 4b, 5a, 5b patterned in the above-described shape by a photolithography method or the like are arranged.

また、上記発光側光導波路4および受光側光導波路5は、触れ位置検出用であることから、これら発光側光導波路4から分岐する各コア4a,4bの先端部(出射部)と、受光側光導波路5の各コア5a,5bの先端部(入射部)とは、図3に示すように、互いが対峙するように上記フレーム1の内側縁に位置決めされている。そして、上記検知領域を挟んで対向する発光側光導波路4のコア4aの先端部と受光側光導波路5のコア5aの先端部との間(縦方向)、および、発光側光導波路4のコア4bの先端部と受光側光導波路5のコア5bの先端部との間(横方向)に、上記のような光の格子(二点鎖線)が形成される。   In addition, since the light emitting side optical waveguide 4 and the light receiving side optical waveguide 5 are for touch position detection, the tip end portions (emission portions) of the cores 4a and 4b branched from the light emitting side optical waveguide 4 and the light receiving side As shown in FIG. 3, the tip portions (incident portions) of the cores 5a and 5b of the optical waveguide 5 are positioned on the inner edge of the frame 1 so as to face each other. And between the front-end | tip part of the core 4a of the light emission side optical waveguide 4 and the front-end | tip part of the core 5a of the light reception side optical waveguide 5 which oppose on both sides of the said detection area, and the core of the light emission side optical waveguide 4 Between the front end portion of 4b and the front end portion of the core 5b of the light-receiving side optical waveguide 5 (horizontal direction), the above-described light lattice (two-dot chain line) is formed.

なお、上記実施形態においては、光導波路の各コア4a,4b,5a,5bが樹脂材料(高分子材料)を用いて形成されたポリマー系光導波路を例にあげたが、これらコアを構成する材料は、例えばガラス等、周囲に配設されるクラッド層より屈折率の高い材料で構成することもできる。ただし、コアと周囲のクラッド層との屈折率の差は、0.01以上であることが好ましく、上記形状のパターンニング性等も考慮すると、紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂が最も好ましい。使用する紫外線硬化樹脂としては、アクリル系,エポキシ系,シロキサン系,ノルボルネン系,ポリイミド系等があげられる。   In the above embodiments, the cores 4a, 4b, 5a, 5b of the optical waveguide are exemplified by polymer optical waveguides formed using a resin material (polymer material). However, these cores are configured. The material can also be made of a material having a higher refractive index than that of the clad layer disposed around, for example, glass. However, the difference in refractive index between the core and the surrounding cladding layer is preferably 0.01 or more, and a photosensitive resin such as an ultraviolet curable resin is most preferable in consideration of the patterning property of the above shape. Examples of the ultraviolet curable resin to be used include acrylic, epoxy, siloxane, norbornene, and polyimide.

さらに、コアの周囲のクラッド層は、上記紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂のうち、コアより屈折率の低い材料を用いればよい。その他にも、クラッド層には、ガラス,シリコン,金属,樹脂等、平坦性を有する基板を兼用する材料を用いることもできる。クラッド層は、コア下側のアンダークラッド層のみとしてもよく、コアを覆うオーバークラッド層は、形成しなくてもよい。そして、上記光導波路は、プラズマを用いたドライエッチング法,転写法,露光・現像を用いたフォトリソグラフィ法,フォトブリーチ法等により作製することが可能である。   Further, the cladding layer around the core may be made of a material having a lower refractive index than the core among the photosensitive resins such as the ultraviolet curable resin. In addition, a material that also serves as a flat substrate such as glass, silicon, metal, or resin can be used for the cladding layer. The clad layer may be only the under clad layer below the core, and the over clad layer covering the core may not be formed. The optical waveguide can be manufactured by a dry etching method using plasma, a transfer method, a photolithography method using exposure / development, a photo bleach method, or the like.

上記光学式センサS1に使用する発光素子(光源2)には、発光ダイオード(LED)または半導体レーザー等が用いられ、なかでも、光伝送性に優れるVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)が好適に用いられる。上記光源2が出射する光の波長としては、近赤外(波長:700〜2500nm)が好ましい。   For the light emitting element (light source 2) used in the optical sensor S1, a light emitting diode (LED), a semiconductor laser, or the like is used, and among them, a VCSEL (vertical cavity surface emitting laser) excellent in light transmission is suitable. Used. The wavelength of the light emitted from the light source 2 is preferably near infrared (wavelength: 700 to 2500 nm).

上記光学式センサS1に使用する受光素子(受光素子アレイ3)としては、CCD,CMOS等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶCMOSリニアセンサアレイ等を用いることができる。   As the light receiving element (light receiving element array 3) used for the optical sensor S1, an image sensor such as a CCD or CMOS, a CMOS linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a row, or the like can be used.

そして、図1のように、上記記憶手段Mを備える光学式センサS1(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置した場合、上記光学式センサS1の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図3に示すように、上記枠内を通る格子状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記触れ位置検出手段の受光素子により感知されることにより、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置(x−y軸、図3中の「触れ位置T」を参照)が検知・特定され、その座標が上記記憶手段Mに記憶される。また、その状態で、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出され、その軌跡がデジタルデータ(電子データ)として上記記憶手段Mに記憶される。すなわち、光学式センサS1の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記記憶手段Mのメモリ等に記録される。   Then, as shown in FIG. 1, when the optical sensor S1 (storage device) including the storage means M is detachably placed on the paper P so as to surround at least a part of the paper P that can be written on. When the tip of the writing tool W is lowered onto the portion of the paper P exposed from the inside of the frame of the optical sensor S1, a part of the lattice-like light passing through the inside of the frame as shown in FIG. Is detected by the light receiving element of the touch position detecting means, and the coordinate position (xy axis, “touch position T in FIG. 3” in the frame of the tip of the writing tool W is detected. And the coordinates thereof are stored in the storage means M. In this state, when the writing tool W is moved to write a memo or the like, a trajectory (writing information such as a memo) of the tip of the writing tool W accompanying the movement is detected, and the trajectory is digital data (electronic Data) is stored in the storage means M. That is, a memo or the like is written on the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S1 with the writing tool W, and information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means M.

なお、上記第1実施形態の入力デバイスD1は、上記フレーム1内に配置される、光学式センサS1の触れ位置検出手段に、フィルム状またはシート状の光導波路(厚くても1mm程度)を用いていることから、基台や保護板等の厚みを考慮しても、そのフレーム1の総厚を2〜5mm程度に形成できるため、上記光学式センサS1の四角枠状の部分が、書き込みの際の妨げにならず、書き込みが行い易くなっている。また、フィルム状またはシート状の光導波路が、上記のように薄いことから、発光側光導波路4の各光出射用コア4aの先端部から出射する光は、その枠内の用紙P表面から僅かに高い位置(0.6mm程度)を通過させることが可能で、上記筆記用具Wを多少斜めにした状態で書き込んでも、この光の格子により検知される軌跡は、筆記用具Wの先端の実際の軌跡(用紙P上のメモ)とのずれが少なく、人間の見た目と同じ適正な状態で、上記記憶手段Mに保存(記憶)することができる。   In addition, the input device D1 of the first embodiment uses a film-like or sheet-like optical waveguide (about 1 mm at the maximum) as the touch position detecting means of the optical sensor S1 disposed in the frame 1. Therefore, the total thickness of the frame 1 can be formed to about 2 to 5 mm even if the thickness of the base, the protective plate, etc. is taken into consideration, so that the rectangular frame-shaped portion of the optical sensor S1 is written. This makes it easy to write. Further, since the film-like or sheet-like optical waveguide is thin as described above, the light emitted from the tip of each light emitting core 4a of the light-emitting side optical waveguide 4 is slightly from the surface of the paper P in the frame. Even if the writing tool W is written in a slightly inclined state, the trajectory detected by this light grating is the actual tip of the writing tool W. There is little deviation from the locus (memo on the paper P), and it can be stored (stored) in the storage means M in the same appropriate state as the human appearance.

また、上記第1実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する記憶手段Mが、上記フレーム1に取り付けられている例を示したが、この記憶手段Mは、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。   Moreover, in the said 1st Embodiment, although the memory | storage means M which memorize | stores the positional information etc. of the said writing implement W etc. showed the example attached to the said frame 1, this memory | storage means M is the said other implementation. As in the embodiment (FIG. 2), an external device or a storage unit on a network may be used.

つぎに、光学式センサ(S2)のフレーム1内に、発光素子(光源)として多数の発光ダイオード(LED)を並べて配置し、受光素子として多数のフォトダイオード(PD)を並べて配置することにより、光学式センサ(S2)の枠内に、筆記用具Wの先端部検出用の光の格子を形成する、参考の実施形態の入力デバイスD2について説明する。 Next, in the frame 1 of the optical sensor (S2), by arranging a large number of light emitting diodes (LEDs) as light emitting elements (light sources) and arranging a large number of photodiodes (PD) as light receiving elements, An input device D2 according to a reference embodiment that forms a light grid for detecting the tip of the writing instrument W in the frame of the optical sensor (S2) will be described.

図4は、参考の実施形態における入力デバイスD2の概略構成を説明する平面図である。なお、この図においても、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、LED,PDの個数と格子状の光の本数は数を省略し、このフレーム内の電気配線等を点線で表示している。また、前記のバッテリや通信手段等も、図示を省略している。 FIG. 4 is a plan view illustrating a schematic configuration of the input device D2 in the reference embodiment. Also in this figure, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction), and the number of LEDs and PDs The number of grid-like lights is omitted, and the electrical wiring and the like in this frame are indicated by dotted lines. Also, the battery and communication means are not shown.

この参考の実施形態における入力デバイスD2も、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS2と、この光学式センサS2により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段MC(内蔵)と、を備えている。 The input device D2 in the reference embodiment is also placed on the paper (P) on which the writing tool W can be written, so that the tip of the writing tool W in the square area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S2 having touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of (touch position T), and movement trajectory information (x−) of the tip position of writing instrument W obtained by this optical sensor S2. storage means MC (built-in) for storing the change in the y position).

上記参考の実施形態の入力デバイスD2が、先の第1実施形態の入力デバイス(D1)と異なる点は、筆記用具W先端の触れ位置を検出するための光の格子が、図4のように、光学式センサS2のフレーム1内に並べて配置された多数のLED6,6,・・・を光源とする発光部により形成されている点である。また、上記各LED6が配置されたフレーム1の部位(辺X1,Y1)に対向するフレーム1部分(辺X2,Y2)には、これら各LED6に対応する多数のPD7,7,・・・からなる受光部が形成され、これら各PD7は、上記各LED6と同様、枠状のフレーム1の内縁に沿って、その先端が内側に向くように並べて位置決めされている。そして、各LED6およびPD7のコントローラ(制御手段)を兼用する記憶手段MCの制御により、上記各LED6を一斉に、あるいは、走査方向に順次発光させることによって、フレーム1内の四角状の検知領域に、触れ位置検出用の光の格子(二点鎖線)が形成される。 The input device D2 of the reference embodiment is different from the input device (D1) of the previous first embodiment in that the light grating for detecting the touch position of the tip of the writing instrument W is as shown in FIG. , The light-emitting unit having a number of LEDs 6, 6,... Arranged in the frame 1 of the optical sensor S2 as light sources. In addition, the frame 1 portion (side X2, Y2) facing the portion (side X1, Y1) of the frame 1 in which each LED 6 is arranged has a large number of PDs 7, 7,. A light receiving portion is formed, and each of these PDs 7 is positioned side by side along the inner edge of the frame-like frame 1 in the same manner as the above-described LEDs 6 so that the tip thereof faces inward. Then, by controlling the storage means MC that also serves as the controller (control means) for each LED 6 and PD 7, the LEDs 6 are caused to emit light simultaneously or sequentially in the scanning direction, thereby forming a square detection area in the frame 1. Then, a light grid (two-dot chain line) for detecting the touch position is formed.

なお、上記発光素子(光源)として使用するLED6としては、近赤外(波長:700〜2500nm)の光を発光するタイプの赤外LED(赤外発光ダイオード)が好ましい。また、受光素子としては、上記フォトダイオード(PD)の他、多数の受光素子がバー状あるいはアレイ状に一列に並ぶリニアセンサアレイや、イメージセンサ等を用いてもよい。   In addition, as LED6 used as the said light emitting element (light source), the infrared LED (infrared light emitting diode) of the type which light-emits near infrared (wavelength: 700-2500 nm) light is preferable. Further, as the light receiving element, in addition to the photodiode (PD), a linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a line in a bar shape or an array shape, an image sensor, or the like may be used.

上記参考の実施形態の入力デバイスD2を用いた筆記用具Wの触れ位置の検出は、以下のような手順で行われる。すなわち、まず、図1のように、コントローラを兼用する記憶手段MCを備える光学式センサS2(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置する。つぎに、校正(キャリブレーション)として、上記発光部のLED6を一つずつ(端から)順次発光させながら、このLED6に対応(対向)するPD7に到達する光(格子光)の強度を、発光時と未発光時で測定し、各PD7ごとに、遮光による物体の検知・非検知のしきい値を決定して、上記記憶手段MCにテーブル等として記憶する。 The detection of the touch position of the writing instrument W using the input device D2 of the reference embodiment is performed in the following procedure. That is, first, as shown in FIG. 1, an optical sensor S2 (storage device) including a storage means MC that also serves as a controller is detachably mounted on the paper P so as to surround at least a part of the writable paper P. Placed on. Next, as calibration, the intensity of light (grating light) reaching the PD 7 corresponding (opposite) to the LED 6 is emitted while sequentially emitting the LEDs 6 of the light emitting unit one by one (from the end). Measurement is performed at the time and when no light is emitted, and a threshold value for detecting / not detecting an object by light shielding is determined for each PD 7 and stored as a table or the like in the storage means MC.

つぎに、上記コントローラを兼用する記憶手段MCにより、上記各LED6を順次発光させ、光学式センサS2の検知領域内を走査(スキャン)した状態で、この光学式センサS2の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図4のように、上記枠内を通る格子状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記触れ位置検出手段の該当受光素子により検知されることにより、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置(x−y軸、図4中の「触れ位置T」を参照)が特定され、その座標が上記記憶手段MCに記憶される。   Next, a sheet exposed from the inside of the optical sensor S2 in a state in which the LEDs 6 are sequentially emitted by the storage means MC also serving as the controller and the inside of the detection area of the optical sensor S2 is scanned. When the tip of the writing tool W is lowered to the portion P, a part of the lattice light passing through the frame is blocked by the tip of the writing tool W as shown in FIG. By being detected by the corresponding light receiving element of the means, a coordinate position (xy axis, see “touch position T” in FIG. 4) in the frame of the writing instrument W tip is specified, and the coordinates are stored in the memory. Stored in means MC.

そして、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出され、その軌跡がデジタルデータ(電子データ)として上記記憶手段MCに記憶される。すなわち、光学式センサS2の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記コントローラを兼用する記憶手段MCのメモリ等に記録される。   When the writing instrument W is moved to write a memo or the like, a locus (writing information such as a memo) of the tip of the writing instrument W accompanying the movement is detected, and the locus is converted into digital data (electronic data) as described above. Stored in the storage means MC. That is, a memo or the like is written to the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S2 with the writing tool W, and information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means MC also serving as the controller. .

上記のような参考の実施形態の入力デバイスD2によれば、発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてフォトダイオード(PD)を用いる等、汎用的な部品を使用することができるため、入力デバイスD2を安価に構成することができる。 According to the input device D2 of the reference embodiment as described above, a general-purpose component such as a light emitting diode (LED) is used as a light emitting element (light source) and a photodiode (PD) is used as a light receiving element. Therefore, the input device D2 can be configured at a low cost.

なお、上記参考の実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する、コントローラを兼用する記憶手段MCが、上記フレーム1に内蔵されている例を示したが、この記憶手段(MC)は、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。 In the above-described reference embodiment, an example in which the storage unit MC that also stores the position information of the writing instrument W or the like and that also serves as a controller is incorporated in the frame 1 is shown. ) May use an external device or a storage unit on a network as in the other embodiment (FIG. 2).

つぎに、光学式センサ(S3)のフレーム1の二つの角部に、発光素子と受光素子アレイとからなるモジュールをそれぞれ配置し、これら二つのモジュールを用いて、枠内の筆記用具Wの先端の位置を三角測量法により特定する、他の参考の実施形態の入力デバイスD3について説明する。 Next, modules composed of a light emitting element and a light receiving element array are arranged at two corners of the frame 1 of the optical sensor (S3), respectively, and the tip of the writing instrument W in the frame using these two modules. An input device D3 according to another reference embodiment that specifies the position of the image by triangulation will be described.

図5(a)は、他の参考の実施形態における入力デバイスD3の概略構成を説明する平面図であり、図5(b)は、そのZ部拡大図である。なお、これらの図においても、フレーム1の長辺X1,X2方向を横方向(x方向)とし、フレーム1の短辺Y1,Y2方向を縦方向(y方向)とするとともに、前記のバッテリや通信手段等の図示を省略している。 FIG. 5A is a plan view illustrating a schematic configuration of an input device D3 according to another reference embodiment, and FIG. 5B is an enlarged view of a Z portion thereof. In these drawings, the long side X1, X2 direction of the frame 1 is the horizontal direction (x direction), and the short side Y1, Y2 direction of the frame 1 is the vertical direction (y direction). Illustration of communication means and the like is omitted.

この他の参考の実施形態における入力デバイスD3も、筆記用具Wで書き込める用紙(P)の上に載置することにより、枠状のフレーム1内側の四角状の領域(検知領域)における筆記用具Wの先端(触れ位置T)の位置(x−y座標)を検出する触れ位置検出手段を有する光学式センサS3と、この光学式センサS3により得られた筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報(x−y位置の変化)を記憶する記憶手段MC(内蔵)と、を備えている。 The input device D3 in the other reference embodiment is also placed on the paper (P) on which the writing tool W can be written, so that the writing tool W in the rectangular area (detection area) inside the frame-like frame 1 is placed. Optical sensor S3 having a touch position detecting means for detecting the position (xy coordinate) of the tip (touch position T) of the head, and movement trajectory information of the tip position of the writing instrument W obtained by the optical sensor S3 ( storage means MC (built-in) for storing xy position change).

上記他の参考の実施形態の入力デバイスD3が、先の参考の実施形態の入力デバイス(D1,D2)と異なる点は、その光学式センサS3のフレーム1の四つの角部のうち、一つの辺(本例においてはX1)の両側の角部1a,1bに、図5(b)のような、発光素子(LED6)と受光素子アレイ(イメージセンサ8)とを上下に組み合わせた受発光モジュール(カメラモジュールC1,C2)がそれぞれ配置され、これらカメラモジュールC1,C2の間の上記一つの辺(X1)を除く三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に、図5(a)のように、テープ状の再帰性光反射体(再帰反射テープ9)が貼り付けられている点である。なお、記憶手段MCは、上記参考の実施形態と同様、LED6やイメージセンサ8のコントローラ(制御手段)を兼用するようになっている。 Input device D3 embodiment of the other references are the input device of an embodiment of the previous reference (D1, D2) differs among the four corners of the frame 1 of the optical sensor S3, a A light emitting / receiving module in which light emitting elements (LEDs 6) and light receiving element arrays (image sensors 8) are vertically combined as shown in FIG. 5B at corners 1a and 1b on both sides of a side (X1 in this example). (Camera modules C1 and C2) are arranged, respectively, on the inner surface of the three sides (X2, Y1, Y2) excluding the one side (X1) between the camera modules C1 and C2, FIG. As described above, a tape-like retroreflector (retroreflective tape 9) is attached. The storage means MC also serves as a controller (control means) for the LED 6 and the image sensor 8 as in the above-described reference embodiment.

この構成により、上記他の参考の実施形態における光学式センサS3は、各カメラモジュールC1,C2の各LED6から出射された光が、上記再帰反射テープ9の反射により、出射元のカメラモジュールC1,C2に向かって再帰し、その枠内に、図5(a)に示すような、光が各カメラモジュールC1,C2ごとに波紋様に広がる、放射状の光の交差が生じる。 With this configuration, the optical sensor S3 in the other reference embodiment described above is configured so that the light emitted from the LEDs 6 of the camera modules C1 and C2 is reflected by the retroreflective tape 9 and is emitted from the camera modules C1 and C1. Recursion toward C2, and in the frame, as shown in FIG. 5 (a), a cross of radial light occurs where the light spreads in a ripple pattern for each of the camera modules C1 and C2.

なお、上記カメラモジュールC1,C2の発光素子(光源)としては、近赤外(波長:700〜2500nm)の光を発光するタイプの赤外LED(赤外発光ダイオード)が好ましい。また、受光素子としては、CCD,CMOS等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶCMOSリニアセンサアレイ等を用いることができる。   The light emitting elements (light sources) of the camera modules C1 and C2 are preferably infrared LEDs (infrared light emitting diodes) that emit near-infrared (wavelength: 700 to 2500 nm) light. As the light receiving element, an image sensor such as a CCD or CMOS, a CMOS linear sensor array in which a large number of light receiving elements are arranged in a row, or the like can be used.

また、上記フレーム1の三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に取り付ける再帰性光反射体としては、マイクロプリズム式またはガラスビーズ式のどちらでもよい。また、上記例では、取扱いが容易なように、テープ状の成形体を用いているが、その代わりに、上記三つの辺(X2,Y1,Y2)の内側面に、光再帰性を有するの塗料等を塗布してもよい。   Further, the retroreflector that is attached to the inner surface of the three sides (X2, Y1, Y2) of the frame 1 may be either a microprism type or a glass bead type. Further, in the above example, a tape-shaped molded body is used for easy handling, but instead, the inner surface of the three sides (X2, Y1, Y2) has optical recursion. A paint or the like may be applied.

上記他の参考の実施形態の入力デバイスD3を用いた筆記用具Wの触れ位置の検出は、以下のような手順で行われる。すなわち、まず、図1のように、コントローラを兼用する記憶手段MCを備える光学式センサS3(記憶装置)を、筆記可能な用紙Pの少なくとも一部分を囲むように、その用紙Pの上に着脱自在に載置する。つぎに、校正(キャリブレーション)として、上記カメラモジュールC1,C2の各LED6を発光させながら、各カメラモジュールC1,C2の各イメージセンサ8に再帰する光(再帰光)の強度を、発光時と未発光時で測定し、各カメラモジュールC1,C2ごとに、遮光による物体の検知・非検知のしきい値を決定して、上記記憶手段MCにテーブル等として記憶する。 The detection of the touch position of the writing instrument W using the input device D3 of the other reference embodiment is performed in the following procedure. That is, first, as shown in FIG. 1, an optical sensor S3 (storage device) having a storage means MC that also serves as a controller is detachably mounted on the paper P so as to surround at least a part of the writable paper P. Placed on. Next, as calibration, the intensity of light (recursive light) returning to the image sensors 8 of the camera modules C1 and C2 while emitting the LEDs 6 of the camera modules C1 and C2 is set to Measurement is performed when no light is emitted, and a threshold value for detection / non-detection of an object due to light shielding is determined for each of the camera modules C1 and C2, and stored as a table or the like in the storage means MC.

つぎに、上記コントローラを兼用する記憶手段MCにより、上記各LED6を発光させた状態で、この光学式センサS3の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wの先端を降ろすと、図5(a)のように、上記枠内を通る交差状の光の一部が筆記用具Wの先端により遮断され、その遮断部分が上記各カメラモジュールC1,C2の該当受光素子により検知されることにより、上記コントローラを兼用する記憶手段MCが三角測量法を用いた演算を行い、上記筆記用具W先端の枠内における座標位置〔x−y軸、図5(a)中の「触れ位置T」を参照〕を特定し、その座標を記憶手段MCが記憶する。   Next, when the tip of the writing instrument W is lowered to the portion of the paper P exposed from the inside of the frame of the optical sensor S3 in a state where each LED 6 is caused to emit light by the memory means MC also serving as the controller, FIG. As shown in FIG. 5 (a), a part of the crossed light passing through the frame is blocked by the tip of the writing tool W, and the blocked part is detected by the corresponding light receiving element of each of the camera modules C1 and C2. Thus, the storage means MC also serving as the controller performs a calculation using the triangulation method, and the coordinate position [xy axis, “touch position T” in FIG. 5A in the frame of the writing instrument W tip. The memory means MC stores the coordinates.

そして、上記筆記用具Wを移動させてメモ等を書き込むと、同様に、その移動に伴う上記筆記用具Wの先端の軌跡(メモ等の書き込み情報)が検出,演算され、その軌跡のデジタルデータ(電子データ)が、上記記憶手段MCに記憶される。すなわち、光学式センサS3の枠内から露呈した用紙Pの部分に、筆記用具Wでメモ等を書き込むと同時に、そのメモ等の情報が上記コントローラを兼用する記憶手段MCのメモリ等に記録される。   When the writing instrument W is moved to write a memo or the like, similarly, the locus (writing information such as the memo) of the tip of the writing instrument W accompanying the movement is detected and calculated, and digital data ( Electronic data) is stored in the storage means MC. That is, a memo or the like is written to the portion of the paper P exposed from the frame of the optical sensor S3 with the writing tool W, and at the same time, information such as the memo is recorded in the memory or the like of the storage means MC also serving as the controller. .

上記のような他の参考の実施形態の入力デバイスD3によれば、発光素子(光源)として発光ダイオード(LED)等を使用し、受光素子としてCCD,CMOS等のイメージセンサを用いる等、汎用的な部品を使用することができるため、構成する光学部品の点数が少ないことと相俟って、入力デバイスD3を安価に構成することが可能になる。 According to the input device D3 of another reference embodiment as described above, a light emitting diode (LED) or the like is used as a light emitting element (light source), and an image sensor such as a CCD or CMOS is used as a light receiving element. Therefore, it is possible to configure the input device D3 at a low cost in combination with the small number of optical components to be configured.

なお、上記他の参考の実施形態では、上記筆記用具W等の位置情報等を記憶する、コントローラを兼用する記憶手段MCが、上記フレーム1に内蔵されている例を示したが、この記憶手段(MC)は、前記他の実施形態(図2)と同様、外部の機器やネットワーク上等の記憶手段を利用してもよい。 In the other reference embodiment, an example in which the storage means MC that also stores the position information of the writing instrument W and the like and that also serves as a controller is incorporated in the frame 1 is shown. (MC) may use an external device or a storage unit on a network as in the other embodiment (FIG. 2).

つぎに、上記実施の形態に記載の入力デバイスD1(光導波路4,5を用いた第1実施形態)の作製方法の一例について説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。   Next, an example of a method for manufacturing the input device D1 (first embodiment using the optical waveguides 4 and 5) described in the above embodiment will be described. However, the present invention is not limited to the following examples.

まず、上記入力デバイスD1に用いる光導波路4,5の製法を説明する。
図6(a)〜(f)はいずれも、本実施例の入力デバイスD1に用いる光導波路4,5の製法を説明する図である。
First, the manufacturing method of the optical waveguides 4 and 5 used for the input device D1 will be described.
6A to 6F are views for explaining a method of manufacturing the optical waveguides 4 and 5 used in the input device D1 of this embodiment.

本実施例においては、光出射用のコア4a(長辺X1側)およびコア4b(短辺Y1側)を有する発光側光導波路4と、コア5b(短辺Y2側)を有する受光側光導波路5とを、枠状にかつ一体に形成する(図3参照)。   In this embodiment, a light emitting side optical waveguide 4 having a light emitting core 4a (long side X1 side) and a core 4b (short side Y1 side), and a light receiving side optical waveguide having a core 5b (short side Y2 side). 5 are integrally formed in a frame shape (see FIG. 3).

(基板の準備)
まず、光導波路4,5を形成するための四角枠状の基板10を準備する。この基板10の形成材料としては、例えば、金属,樹脂,ガラス,石英,シリコン等があげられる。
(Preparation of substrate)
First, a rectangular frame-shaped substrate 10 for forming the optical waveguides 4 and 5 is prepared. Examples of the material for forming the substrate 10 include metal, resin, glass, quartz, and silicon.

(アンダークラッド層の作製)
ついで、図6(a)に示すように、上記四角枠状の基板10の表面に、それと同形状の四角枠状のアンダークラッド層11を形成する。このアンダークラッド層11は、感光性樹脂を形成材料として、フォトリソグラフィ法により形成することができる。アンダークラッド層11の厚みは、例えば、5〜50μmの範囲内に設定される。
(Preparation of underclad layer)
Next, as shown in FIG. 6A, a rectangular frame-like under cladding layer 11 having the same shape is formed on the surface of the rectangular frame-like substrate 10. The under cladding layer 11 can be formed by photolithography using a photosensitive resin as a forming material. The thickness of the under cladding layer 11 is set within a range of 5 to 50 μm, for example.

(コアの作製)
つぎに、図6(b)に示すように、上記四角枠状のアンダークラッド層11の表面に、フォトリソグラフィ法により前記パターンの光出射用のコア4a,4b(図示省略)および光入射用のコア5a,5b(図示省略)を形成する。なお、図5(b)では、代表的にコア4aとコア5aのみを表示している。また、これらコア4a,4b,5a,5bの形成材料としては、上記アンダークラッド層11および後記のオーバークラッド層12〔図6(e)参照〕の形成材料よりも屈折率が高い感光性樹脂が用いられる。
(Production of core)
Next, as shown in FIG. 6 (b), the light emitting cores 4a and 4b (not shown) of the pattern and the light incident surface are formed on the surface of the rectangular frame-like under cladding layer 11 by photolithography. Cores 5a and 5b (not shown) are formed. In FIG. 5B, only the core 4a and the core 5a are representatively shown. Further, as a material for forming the cores 4a, 4b, 5a, and 5b, a photosensitive resin having a higher refractive index than the material for forming the under cladding layer 11 and the over cladding layer 12 described later (see FIG. 6E) is used. Used.

(オーバークラッド層の作製)
ついで、図6(c)に示すような、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する四角枠状の成形型20を準備する。この成形型20には、オーバークラッド層12〔図6(e)参照〕の表面形状に対応する型面を有する凹部20aが形成されている。そして、その凹部20aを上にして、成形型20を成形ステージ(図示せず)の上に設置し、その凹部20aに、オーバークラッド層12の形成材料である感光性樹脂(ワニス)12’を充填する。
(Preparation of over clad layer)
Next, as shown in FIG. 6C, a translucent square frame-shaped mold 20 for forming an over clad layer is prepared. The mold 20 is provided with a recess 20a having a mold surface corresponding to the surface shape of the overcladding layer 12 [see FIG. 6 (e)]. Then, the mold 20 is placed on a molding stage (not shown) with the concave portion 20a facing up, and a photosensitive resin (varnish) 12 ′, which is a material for forming the over clad layer 12, is placed in the concave portion 20a. Fill.

ついで、図6(d)に示すように、上記アンダークラッド層11の表面にパターン形成したコア4a,5a(4b,5b)を、上記成形型20の凹部20aに対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層11を上記成形型20に押圧し、上記オーバークラッド層12の形成材料である感光性樹脂12’内に、上記コア4a,5aを浸す。そして、この状態で、紫外線等の照射線を、上記成形型20を透して上記感光性樹脂12’に照射し、その感光性樹脂12’を露光する。これにより、上記感光性樹脂12’が硬化し、四角枠状の内周縁部がレンズ部に形成された四角枠状のオーバークラッド層12が形成される。 Next, as shown in FIG. 6 (d), the cores 4a, 5a (4b, 5b) patterned on the surface of the under cladding layer 11 are positioned with respect to the recess 20a of the mold 20, and in this state The under-cladding layer 11 is pressed against the mold 20, and the cores 4a and 5a are immersed in the photosensitive resin 12 ′, which is a material for forming the over-cladding layer 12. In this state, the photosensitive resin 12 ′ is irradiated with an irradiation beam such as ultraviolet rays through the mold 20 to expose the photosensitive resin 12 ′. As a result, the photosensitive resin 12 'is cured, and a square frame-shaped overclad layer 12 having a rectangular frame-shaped inner peripheral edge formed in the lens portion is formed.

(光導波路の脱型)
つぎに、図6(e)〔図6(d)とは上下を逆に図示している〕に示すように、上記成形型20から、オーバークラッド層12を、上記基板10,アンダークラッド層11およびコア4a,5a(4b,5b)とともに脱型する。そして、図6(f)に示すように、上記基板10をアンダークラッド層11から剥離し、アンダークラッド層11,コア4a,4b,5a,5bおよびオーバークラッド層12からなる、四角枠状でかつ一体の光導波路4,5を得る。
(Optical waveguide removal)
Next, as shown in FIG. 6 (e) (upside down from FIG. 6 (d)), the overcladding layer 12 is transferred from the mold 20 to the substrate 10 and the undercladding layer 11. And it demolds with core 4a, 5a (4b, 5b). Then, as shown in FIG. 6 (f), the substrate 10 is peeled from the under cladding layer 11, and has a rectangular frame shape including the under cladding layer 11, the cores 4 a, 4 b, 5 a, 5 b and the over cladding layer 12. Integrated optical waveguides 4 and 5 are obtained.

なお、上記実施例では、光導波路の光伝送効率を向上させるために、光出射用のコア4a,4bの先端部および光入射用のコア5a,5bの先端部をレンズ部に形成するとともに、それを被覆するオーバークラッド層12の先端部もレンズ部に形成した例を示したが、光学式センサS1の枠内における光の(空間)伝送効率が充分であれば、上記レンズ部は、コアの一方のみに形成するか、あるいは、両方とも形成しなくてもよい。また、上記実施例では、発光側光導波路4と受光側光導波路5とを一体に作製した例を示したが、これらは別々に作製してもよく、さらに多くの光導波路パーツを組み合わせて形成してもよい。 In the above embodiment, in order to improve the light transmission efficiency of the optical waveguide, the tip portions of the light emitting cores 4a and 4b and the tip portions of the light incident cores 5a and 5b are formed in the lens portion. The example in which the tip portion of the over clad layer 12 covering the lens portion is also formed in the lens portion is shown. However, if the (space) transmission efficiency of light within the frame of the optical sensor S1 is sufficient, the lens portion is a core. These may be formed on only one of them, or both may not be formed. In the above embodiment, the light-emitting side optical waveguide 4 and the light-receiving side optical waveguide 5 are integrally manufactured. However, these may be manufactured separately or formed by combining more optical waveguide parts. May be.

つぎに、上記四角枠状でかつ一体の光導波路4,5を用いて、光学式センサS1を作製する。   Next, the optical sensor S <b> 1 is manufactured using the rectangular frame-shaped and integrated optical waveguides 4 and 5.

(光学式センサの作製)
まず、光学式センサS1の基台(フレーム)となる、四角枠状の保持板を準備する。この保持板は、四角枠状の各辺が、上記四角枠状の光導波路4,5より若干太く形成されている。この保持板の形成材料としては、例えば、金属,樹脂,ガラス,石英,シリコン等があげられる。なかでも、平面性の保持に優れている点で、ステンレスが好ましい。保持板の厚みは、例えば、0.5mm程度に設定される。
(Production of optical sensor)
First, a square-frame-shaped holding plate that serves as a base (frame) for the optical sensor S1 is prepared. This holding plate is formed such that each side of the square frame shape is slightly thicker than the optical waveguides 4 and 5 of the square frame shape. Examples of the material for forming the holding plate include metal, resin, glass, quartz, and silicon. Among these, stainless steel is preferable because it is excellent in maintaining flatness. The thickness of the holding plate is set to about 0.5 mm, for example.

つぎに、上記保持板の表面の所定位置に、上記四角枠状の光導波路4,5を貼着し、図3のように、上記発光側光導波路4の入射側端部に、光源2となるVCSEL(垂直共振器面発光レーザー)をアライメント(光軸合わせ)して取り付けるとともに、上記受光側光導波路5の出射側端部に、受光素子アレイ3を、各コア5a,5bと対応する受光素子の光軸が一致するようにアライメントして取り付ける。   Next, the rectangular frame-shaped optical waveguides 4 and 5 are attached to predetermined positions on the surface of the holding plate, and as shown in FIG. The VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) is aligned and optically aligned, and the light receiving element array 3 is received at the light emitting side end of the light receiving side optical waveguide 5 to receive light corresponding to the cores 5a and 5b. Align and attach so that the optical axes of the elements coincide.

ついで、上記オーバークラッド層12のレンズ部を除く光導波路の上面を、保護板等により被覆することにより、図3に示すような、枠状の光学式センサS1が得られる。上記保護板の形成材料としては、例えば、樹脂,金属,ガラス,石英,シリコン等があげられる。また、保護板の厚みは、例えば、0.5mm程度が好ましく、情報機器と通信を無線で行う場合は、上記保護板40、無線電波を透過するポリカーボネート製等の樹脂製とすることが望ましい。 Next, the upper surface of the optical waveguide excluding the lens portion of the over clad layer 12 is covered with a protective plate or the like to obtain a frame-shaped optical sensor S1 as shown in FIG. Examples of the material for forming the protective plate include resin, metal, glass, quartz, and silicon. The thickness of the protective plate, for example, preferably about 0.5 mm, when performing communication with the information device by wireless, an upper Symbol protective plate 40, be made of a resin of polycarbonate or the like that transmits radio waves desirable.

なお、上記枠状の光学式センサS1の外周には、先に述べた、筆記用具Wの先端位置の移動軌跡情報を記憶する記憶手段Mが取り付けられる。この記憶手段Mは、USBメモリ等の着脱式としてもよい。   In addition, the storage means M which memorize | stores the movement locus | trajectory information of the front-end | tip position of the writing tool W mentioned above is attached to the outer periphery of the said frame-shaped optical sensor S1. The storage means M may be a detachable type such as a USB memory.

また、上記枠状の光学式センサS1には、上記図3において図示を省略した機器、例えば、この入力デバイスD1を駆動するためのバッテリや、ドライバIC等の制御手段,情報機器と通信・接続するための通信手段(ケーブル接続口または無線アンテナ)等が取り付けられるが、いずれも上記フレーム1を構成する保持板と保護板のスペースに挟み込むことが可能な、薄型のもの(フィルム状の部品やマイクロタイプの電装品等)を使用することが望ましい。これにより、筆記用具で書き込む際にその書き込み作業の邪魔にならない程度(総厚2〜3mm程度)にまで、枠を薄く形成することができる。   Further, the frame-shaped optical sensor S1 communicates / connects with devices not shown in FIG. 3, for example, a battery for driving the input device D1, control means such as a driver IC, and information devices. A communication means (cable connection port or wireless antenna) or the like is attached to each other, and both of them can be sandwiched in the space between the holding plate and the protective plate constituting the frame 1 (such as film-like parts and It is desirable to use micro-type electrical components). Thereby, when writing with a writing instrument, the frame can be thinly formed so as not to interfere with the writing operation (total thickness of about 2 to 3 mm).

[実施例1]
つぎに、上記実施例にもとづいて作製した入力デバイスについて、その詳細を説明する。
[Example 1]
Next, the details of the input device manufactured based on the above embodiment will be described.

〔光導波路のアンダークラッド層の形成材料〕
成分A:脂環骨格を含むエポキシ樹脂(ダイセル化学工業社製,EHPE3150)75重量部
成分B:エポキシ基含有アクリル系ポリマー(日油社製,マープルーフG−0150M)25重量部
成分C:光酸発生剤(サンアプロ社製,CPI−200K)4重量部
これら成分A〜Cを、紫外線吸収剤(チバジャパン社製,TINUVIN479)5重量部とともに、シクロヘキサノン(溶剤)に溶解することにより、アンダークラッド層の形成材料を調製した。
[Material for forming the underclad layer of the optical waveguide]
Component A: 75 parts by weight of an epoxy resin containing an alicyclic skeleton (manufactured by Daicel Chemical Industries, EHPE3150) Component B: 25 parts by weight of an epoxy group-containing acrylic polymer (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0150M) Component C: light 4 parts by weight of an acid generator (manufactured by San Apro, CPI-200K) These components A to C are dissolved in cyclohexanone (solvent) together with 5 parts by weight of an ultraviolet absorber (manufactured by Ciba Japan, TINUVIN479), thereby undercladding. A layer forming material was prepared.

〔光導波路のコアの形成材料〕
成分D:ビスフェノールA骨格を含むエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,157S70)85重量部
成分E:ビスフェノールA骨格を含むエポキシ樹脂(ジャパンエポキシレジン社製,エピコート828)5重量部
成分F:エポキシ基含有スチレン系ポリマー(日油社製,マープルーフG−0250SP)10重量部
これら成分D〜Fと上記成分C4重量部とを、乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。
[Material for forming core of optical waveguide]
Component D: 85 parts by weight of an epoxy resin containing bisphenol A skeleton (manufactured by Japan Epoxy Resin, 157S70) Component E: 5 parts by weight of an epoxy resin containing bisphenol A skeleton (manufactured by Japan Epoxy Resin, Epicoat 828) Component F: Epoxy group Containing styrenic polymer (manufactured by NOF Corporation, Marproof G-0250SP) 10 parts by weight These components D to F and 4 parts by weight of the above component C were dissolved in ethyl lactate to prepare a core forming material.

〔光導波路のオーバークラッド層の形成材料〕
成分G:脂環骨格を有するエポキシ樹脂(ADEKA社製,EP4080E)100重量部
この成分Gと上記成分C2重量部とを混合することにより、オーバークラッド層の形成材料を調製した。
[Formation material for optical cladding overcladding layer]
Component G: 100 parts by weight of an epoxy resin having an alicyclic skeleton (manufactured by ADEKA, EP4080E) By mixing this component G and 2 parts by weight of the above component C, a material for forming an overcladding layer was prepared.

〔光導波路の作製〕
四角枠状のステンレス製基板(厚み50μm)の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料(ワニス)を塗布した後、160℃×2分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。ついで、上記感光性樹脂層に対し、紫外線を照射して積算光量1000mJ/cm2の露光を行い、厚み10μmの四角枠状のアンダークラッド層(波長830nmにおける屈折率1.510)を形成した。
[Production of optical waveguide]
The undercladding layer forming material (varnish) was applied to the surface of a rectangular frame-shaped stainless steel substrate (thickness 50 μm), followed by heat treatment at 160 ° C. for 2 minutes to form a photosensitive resin layer. Subsequently, the photosensitive resin layer was irradiated with ultraviolet rays to be exposed to an integrated light amount of 1000 mJ / cm 2 to form a 10 μm-thick rectangular frame-like underclad layer (refractive index 1.510 at a wavelength of 830 nm).

ついで、上記四角枠状のアンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料を塗布した後、170℃×3分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、フォトマスクを介して(ギャップ100μm)、紫外線を照射し、積算光量3000mJ/cm2の露光を行った。続いて、120℃×10分間の加熱処理を行い、その後、現像液(γ−ブチロラクトン)を用い現像することにより、未露光部分を溶解除去した。その後、120℃×5分間の乾燥処理を行い、幅30μm×高さ50μmのコア(波長830nmにおける屈折率1.570)をパターン形成した。 Next, the core forming material was applied to the surface of the rectangular frame-like under cladding layer, and then heat treatment was performed at 170 ° C. for 3 minutes to form a photosensitive resin layer. Next, ultraviolet rays were irradiated through a photomask (gap 100 μm), and exposure with an integrated light amount of 3000 mJ / cm 2 was performed. Subsequently, a heat treatment at 120 ° C. for 10 minutes was performed, and then development was performed using a developer (γ-butyrolactone), whereby unexposed portions were dissolved and removed. Thereafter, a drying process at 120 ° C. for 5 minutes was performed to pattern a core having a width of 30 μm and a height of 50 μm (refractive index of 1.570 at a wavelength of 830 nm).

つぎに、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する四角枠状の成形型を準備した。この成形型には、オーバークラッド層の表面形状に対応する型面を有する凹部が形成されている〔図6(c)参照〕。そして、その凹部を上にして、成形型を成形ステージの上に設置し、その凹部に、上記オーバークラッド層の形成材料を充填した。   Next, a rectangular frame-shaped mold having translucency for forming an overcladding layer was prepared. In this mold, a recess having a mold surface corresponding to the surface shape of the overcladding layer is formed (see FIG. 6C). Then, with the concave portion facing up, the mold was placed on the molding stage, and the concave portion was filled with the material for forming the over clad layer.

ついで、上記アンダークラッド層の表面にパターン形成したコアを、上記成形型の凹部に対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層を上記成形型に押圧し、上記オーバークラッド層の形成材料内に、上記コアを浸した。そして、この状態で、紫外線を、上記成形型を透して上記オーバークラッド層の形成材料に照射して積算光量8000mJ/cm2の露光を行い、四角枠状の内周縁部が凸状のレンズ部に形成された四角枠状のオーバークラッド層を形成した。その凸状のレンズ部は、側断面形状が略1/4円弧状のレンズ曲面(曲率半径1.4mm)を有するものであった。 Next, the core patterned on the surface of the under cladding layer is positioned with respect to the concave portion of the molding die, and in this state, the under cladding layer is pressed against the molding die, The core was soaked. In this state, ultraviolet rays are irradiated through the mold to the material for forming the over clad layer to perform exposure with an accumulated light amount of 8000 mJ / cm 2 , and a rectangular frame-shaped inner peripheral edge is a convex lens. A quadrangular frame-like over clad layer formed on the portion was formed. The convex lens portion had a lens curved surface (curvature radius of 1.4 mm) having a substantially circular arc shape in a side sectional shape.

つぎに、上記成形型から、上記オーバークラッド層を、上記基板,アンダークラッド層およびコアとともに脱型した。そして、上記基板をアンダークラッド層から剥離し、アンダークラッド層,コアおよびオーバークラッド層からなる四角枠状の光導波路(総厚1mm)を得た(図3参照)。   Next, the over clad layer was removed from the mold together with the substrate, the under clad layer, and the core. And the said board | substrate was peeled from the under clad layer, and the square frame-shaped optical waveguide (total thickness 1mm) which consists of an under clad layer, a core, and an over clad layer was obtained (refer FIG. 3).

〔光学式センサの作製〕
つぎに、三辺が上記光導波路のより若干幅が太く、残る一辺が他の三辺より余裕を持った幅に形成されている、四角枠状のステンレス製保持板(厚み0.5mm)を準備し、この保持板の表面の所定位置に、上記四角枠状の光導波路を貼着するとともに、上記保持板において最も太い一辺の外側端縁側に、フィルム状ポリマー電池,フィルムアンテナ等の薄型電装部品を固定した。ついで、発光素子(Optowell社製,SM85−2N001)および受光素子(浜松ホトニクス社製,S−10226)をアライメントして位置決め固定し、USBメモリの接続口,ACアダプタの接続口等、保持板の外縁に配置される部品を取り付けた。
[Production of optical sensor]
Next, a rectangular frame-shaped stainless steel holding plate (thickness 0.5 mm) having three sides slightly wider than the optical waveguide and the remaining one side having a margin wider than the other three sides. Prepare and paste the rectangular frame-shaped optical waveguide at a predetermined position on the surface of the holding plate, and on the outer edge of the thickest side of the holding plate, a thin electric device such as a film polymer battery or a film antenna The parts were fixed. Next, the light emitting element (manufactured by Optiwell, SM85-2N001) and the light receiving element (manufactured by Hamamatsu Photonics, S-10226) are aligned and fixed, and the USB memory connection port, AC adapter connection port, etc. Parts to be placed on the outer edge were attached.

その後、上記保持板の上に、これら光導波路と電装部品等を保護するポリカーボネート製保護板(厚み0.5mm)を取り付け、光学式センサを得た。この光学式センサにおいて、光導波路部分は、その表裏面の上記保持板と保護板とを合わせて、総厚2mmであり、上記他の電装部品が固定された部分は、その表裏面の上記保持板と保護板とを合わせて、総厚3mmであった。   Thereafter, a protective plate made of polycarbonate (thickness 0.5 mm) for protecting the optical waveguide, the electrical component, and the like was attached on the holding plate to obtain an optical sensor. In this optical sensor, the optical waveguide portion has a total thickness of 2 mm including the holding plate and the protective plate on the front and back surfaces, and the portion on which the other electrical components are fixed is the holding portion on the front and back surfaces. The total thickness of the plate and the protective plate was 3 mm.

〔入力デバイスの動作確認〕
上記光学式センサのメモリ接続口に、記憶手段となるメモリを取り付け、用紙の上に、この入力デバイスを載置して、枠内から露呈した用紙の部分に、筆記用具でメモを書き込んだ。そして、上記入力デバイスとノートパソコンとを、無線通信〔Bluetooth(登録商標)〕経由で接続して通信可能とし、そのノートパソコンを利用して、上記入力デバイスのメモリに保存(記憶)された情報を再生した結果、上記ノートパソコンのディスプレイ上に、上記用紙に書き込んだメモと同じものを表示することができた。また、上記ノートパソコンを利用して、上記用紙にメモを書き込むと同時に、このメモの情報(電子情報)を、上記ノートパソコンのメモリに記憶させたところ、同様に、ノートパソコンのディスプレイ上に、上記用紙に書き込んだメモと同じものを即座に表示することができた。
[Check input device operation]
A memory serving as a storage means was attached to the memory connection port of the optical sensor, and this input device was placed on the paper, and a memo was written on the paper portion exposed from the frame with a writing instrument. Then, the information stored in the memory of the input device can be communicated by connecting the input device and the notebook computer via wireless communication [Bluetooth (registered trademark)] and using the notebook computer. As a result, the same memo written on the paper can be displayed on the display of the notebook computer. In addition, when the notebook computer is used to write a memo on the paper, the memo information (electronic information) is stored in the memory of the notebook computer. Similarly, on the notebook computer display, The same memo written on the paper could be displayed immediately.

本発明の入力デバイスは、枠内から露呈する用紙にメモ等の情報を書き込むと同時に、そのメモ等の情報を電子化することができる。   The input device of the present invention can write information such as a memo on a sheet exposed from the frame, and at the same time digitize the information such as the memo.

1 フレーム
D 入力デバイス
S 光学式センサ
M 記憶手段
P 用紙
W 筆記用具
1 frame D input device S optical sensor M storage means P paper W writing instrument

上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、筆記用具で書き込める用紙の少なくとも一部分を囲む、下記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサの枠内から露呈した上記用紙の部分に筆記用具で書き込むときに、その筆記用具の先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備える構成をとる。
(A)厚み2〜5mmの矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、これら光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とを覆う光導波路のオーバークラッド層の、フレームの厚み方向の側断面形状が1/4円弧状のレンズ部に形成され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記筆記用具の先端で遮断されるよう上記フレーム内の用紙の表面から僅かに高い位置の0.6mm程度を通過して光の格子を形成するようになっているとともに、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサ。
In order to achieve the above object, an input device according to the present invention includes a frame-shaped optical sensor (A) described below that surrounds at least a part of a sheet that can be written with a writing instrument, and the above-described optical sensor exposed from the frame of the optical sensor. And a storage unit that stores the movement locus of the tip of the writing tool as electronic data when writing on the paper with the writing tool.
(A) A rectangular frame having a thickness of 2 to 5 mm, and at least a pair of light-emitting elements and light-receiving elements attached to the frame, and light on one of the frame portions facing each other in the frame shape. A plurality of cores for emission are formed, a plurality of cores for light incidence are formed on the other part, and the tip of the core for light emission and the tip of the core for light incidence are opposed to each other An optical waveguide in which the tip of the core is positioned at the inner edge of the frame is disposed, and the overcladding layer of the optical waveguide that covers the tip of the core for light emission and the tip of the core for light incidence, The side cross-sectional shape in the thickness direction of the frame is formed in a lens portion having a ¼ arc shape, and light emitted from each light emitting core of the optical waveguide toward the light incident core is obtained from the writing instrument. said frame so as to be cut off at the tip Through the 0.6mm approximately slightly higher position with so as to form a grid of light from the surface of the paper, resulting in connection with the object in the frame, reaching the light receiving element from the light emitting element An optical sensor that outputs position information of the object in the frame by detecting blocking of light.

さらに、上記(A)の枠状光学式センサは、その厚み2〜5mmのフレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、これら光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とを覆う光導波路のオーバークラッド層の、フレームの厚み方向の側断面形状が1/4円弧状のレンズ部に形成され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記筆記用具の先端で遮断されるよう上記フレーム内の用紙の表面から僅かに高い位置の0.6mm程度を通過して、このフレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている。そのため、この枠(フレーム)を、薄い形状とすることができる。すなわち、光導波路は、フィルム状やシート状等、薄く形成することが可能なため、この光学式センサの枠に組み込んでも、筆記用具で書き込む際にその書き込み作業の邪魔にならない程度にまで、枠を薄く形成することができる。これにより、上記用紙への書き込みを、より自然体で、かつ、楽な姿勢で行うことが可能になる。 Further, the frame-shaped optical sensor of the above (A) has a frame portion having a thickness of 2 to 5 mm, a plurality of cores for emitting light are formed in one portion facing each other in the frame shape, and the other portion is formed. A plurality of cores for light incidence are formed, and the tip of each core is positioned on the inner edge of the frame so that the tip of the core for light emission faces the tip of the core for light incidence. An optical waveguide is disposed, and a side cross-sectional shape in the thickness direction of the frame of the over cladding layer of the optical waveguide that covers the leading end of the light emitting core and the leading end of the light incident core is ¼ arc shape From the surface of the paper in the frame so that the light emitted from the light emitting cores of the optical waveguide toward the light incident core is blocked by the tip of the writing instrument. Passing about 0.6mm at a slightly higher position , Within the frame, so as to form a grid of light that intersects the vertical and horizontal. Therefore , this frame (frame) can be made thin. In other words, since the optical waveguide can be formed thinly, such as in the form of a film or a sheet, even if it is incorporated in the frame of this optical sensor, the frame can be formed so as not to interfere with the writing operation when writing with a writing instrument. Can be formed thinly. As a result, writing on the paper can be performed in a more natural and easy posture.

ついで、図6(d)に示すように、上記アンダークラッド層11の表面にパターン形成したコア4a,5a(4b,5b)を、上記成形型20の凹部20aに対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層11を上記成形型20に押圧し、上記オーバークラッド層12の形成材料である感光性樹脂12’内に、上記コア4a,5aを浸す。そして、この状態で、紫外線等の照射線を、上記成形型20を透して上記感光性樹脂12’に照射し、その感光性樹脂12’を露光する。これにより、上記感光性樹脂12’が硬化し、四角枠状の内周縁部がレンズ部12aに形成された四角枠状のオーバークラッド層12が形成される。 Next, as shown in FIG. 6 (d), the cores 4a, 5a (4b, 5b) patterned on the surface of the under cladding layer 11 are positioned with respect to the recess 20a of the mold 20, and in this state The under-cladding layer 11 is pressed against the mold 20, and the cores 4a and 5a are immersed in the photosensitive resin 12 ′, which is a material for forming the over-cladding layer 12. In this state, the photosensitive resin 12 ′ is irradiated with an irradiation beam such as ultraviolet rays through the mold 20 to expose the photosensitive resin 12 ′. As a result, the photosensitive resin 12 'is cured, and a square frame-shaped over clad layer 12 in which a square frame-shaped inner peripheral edge portion is formed on the lens portion 12a is formed.

なお、上記実施例では、光導波路の光伝送効率を向上させるために、光出射用のコア4a,4bの先端部および光入射用のコア5a,5bの先端部をレンズ部に形成するとともに、それを被覆するオーバークラッド層12の先端部もレンズ部12aに形成した例を示したが、光学式センサS1の枠内における光の(空間)伝送効率が充分であれば、上記レンズ部は、コアの一方のみに形成するか、あるいは、両方とも形成しなくてもよい。また、上記実施例では、発光側光導波路4と受光側光導波路5とを一体に作製した例を示したが、これらは別々に作製してもよく、さらに多くの光導波路パーツを組み合わせて形成してもよい。 In the above embodiment, in order to improve the light transmission efficiency of the optical waveguide, the tip portions of the light emitting cores 4a and 4b and the tip portions of the light incident cores 5a and 5b are formed in the lens portion. Although the tip portion of the over clad layer 12 covering the lens portion 12a is also shown as an example, if the light (space) transmission efficiency within the frame of the optical sensor S1 is sufficient, the lens portion is It may be formed on only one of the cores, or not both. In the above embodiment, the light-emitting side optical waveguide 4 and the light-receiving side optical waveguide 5 are integrally manufactured. However, these may be manufactured separately or formed by combining more optical waveguide parts. May be.

ついで、上記オーバークラッド層12のレンズ部12aを除く光導波路の上面を、保護板等により被覆することにより、図3に示すような、枠状の光学式センサS1が得られる。上記保護板の形成材料としては、例えば、樹脂,金属,ガラス,石英,シリコン等があげられる。また、保護板の厚みは、例えば、0.5mm程度が好ましく、情報機器と通信を無線で行う場合は、上記保護板40を、無線電波を透過するポリカーボネート製等の樹脂製とすることが望ましい。 Next, the upper surface of the optical waveguide excluding the lens portion 12a of the over clad layer 12 is covered with a protective plate or the like to obtain a frame-shaped optical sensor S1 as shown in FIG. Examples of the material for forming the protective plate include resin, metal, glass, quartz, and silicon. The thickness of the protective plate is preferably about 0.5 mm, for example, and when the communication with the information device is performed wirelessly, it is desirable that the protective plate 40 is made of resin such as polycarbonate that transmits radio waves. .

Claims (5)

筆記用具で書き込める用紙の少なくとも一部分を囲む、下記(A)の枠状の光学式センサと、この光学式センサの枠内から露呈した上記用紙の部分に筆記用具で書き込むときに、その筆記用具の先端の移動軌跡を電子データとして記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする入力デバイス。
(A)矩形状のフレームと、これに取り付けられた少なくとも一組の発光素子と受光素子とから構成され、上記フレーム内の物体に関連して生じる、上記発光素子から受光素子に到達する光の遮断を検知することにより、この物体のフレーム内における位置情報を出力する光学式センサ。
The frame-shaped optical sensor (A) below that surrounds at least a part of the paper that can be written with the writing tool, and when writing with the writing tool to the portion of the paper that is exposed from within the frame of the optical sensor, An input device comprising: storage means for storing the movement trajectory of the tip as electronic data.
(A) It is composed of a rectangular frame and at least one pair of light emitting elements and light receiving elements attached to the rectangular frame, and the light reaching the light receiving elements from the light emitting elements, which is generated in relation to the object in the frame. An optical sensor that outputs position information of the object in the frame by detecting blockage.
上記(A)の枠状光学式センサのフレーム部分に、その枠状において互いに対向する一方の部分に光出射用の複数のコアが形成され、他方の部分に光入射用の複数のコアが形成され、光出射用のコアの先端部と光入射用のコアの先端部とが対峙するように、各コアの先端部が上記フレームの内側縁に位置決めされた光導波路が配設され、上記光導波路の各光出射用のコアから光入射用のコアに向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている、請求項1記載の入力デバイス。   In the frame portion of the frame-shaped optical sensor of (A) above, a plurality of light emitting cores are formed in one portion facing each other in the frame shape, and a plurality of light incident cores are formed in the other portion. And an optical waveguide in which the tip of each core is positioned at the inner edge of the frame so that the tip of the core for light emission and the tip of the core for light incidence face each other. 2. The input according to claim 1, wherein light emitted from each light emitting core of the waveguide toward the light incident core forms a lattice of light vertically and horizontally intersecting in the frame. device. 上記(A)の枠状光学式センサのフレームに、その枠状において互いに対向する一方の部分に複数の発光素子が並んで配置され、他方の部分に複数の受光素子が並んで配置され、各発光素子および受光素子が上記フレームの内側に向かって位置決めされ、上記発光素子から受光素子に向かって出射された光が、上記フレーム内に、縦横に交差する光の格子を形成するようになっている、請求項1記載の入力デバイス。   In the frame-shaped optical sensor frame of (A), a plurality of light-emitting elements are arranged side by side in one portion facing each other in the frame shape, and a plurality of light-receiving elements are arranged in the other portion, The light emitting element and the light receiving element are positioned toward the inside of the frame, and the light emitted from the light emitting element toward the light receiving element forms a lattice of light that intersects vertically and horizontally in the frame. The input device according to claim 1. 上記(A)の枠状光学式センサのフレームの四つの角部のうち、一つの辺の両側の角部に、上記発光素子と複数の受光素子からなる受光素子アレイとを上下に重ねたモジュールがそれぞれ配置され、これらモジュールの間の上記一つの辺を除く三つの辺の内側面に、テープ状の再帰性光反射体が配設され、一方のモジュールの発光素子から出射された光が、上記再帰性光反射体により反射されて、この一方のモジュールの受光素子アレイに再帰入射するようになっている、請求項1記載の入力デバイス。   A module in which the light-emitting element and a light-receiving element array composed of a plurality of light-receiving elements are vertically stacked at the corners on both sides of one side among the four corners of the frame-shaped optical sensor frame of (A). Are arranged, tape-like retroreflectors are disposed on the inner surfaces of the three sides excluding the one side between these modules, and the light emitted from the light emitting element of one module is The input device according to claim 1, wherein the input device is reflected by the retroreflecting light reflector and recursively incident on the light receiving element array of the one module. 上記光学式センサと記憶手段とが、記憶装置として一体に形成され、その記憶装置が、上記用紙に対して設置自在あるいは着脱自在になっている請求項1〜4のいずれか一項に記載の入力デバイス。   The said optical sensor and a memory | storage means are integrally formed as a memory | storage device, and the memory | storage device is installable or detachable with respect to the said sheet | seat. Input device.
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