JP2015201137A

JP2015201137A - 位置センサ

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Publication number: JP2015201137A
Application number: JP2014081089A
Authority: JP
Inventors: 裕介清水; Yusuke Shimizu; 良真吉岡; Yoshimasa Yoshioka
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-11-12
Also published as: WO2015156114A1; TW201543313A

Abstract

【課題】メモ等をペン等の筆記具で用紙に書き込む際に、その筆記具を持つ手の小指やその付け根部分等の不要部分が感知されないようになっている位置センサを提供する。【解決手段】位置センサＡは、筆記具で書き込む用紙の下に敷いて使用されるものであり、格子状のコア２がシート状のアンダークラッド層１とオーバークラッド層３とで挟持されたシート状光導波路Ｗと、コア２の一端面に接続される発光素子４と、コア２の他端面に接続される受光素子５と、入力したメモ等を電子データとして記録する記憶手段とを備え、コア２の弾性率が、アンダークラッド層１の弾性率およびオーバークラッド層３の弾性率よりも大きく設定されている。格子状のコア２の交差部は、交差する少なくとも１方向が隙間により分断され不連続交差になっている。【選択図】図１

Description

本発明は、メモ等を書き込む用紙の下に敷き、その用紙に書き込んだメモ等をデジタルデータ（電子データ）として保存（記憶）することができる位置センサに関するものである。

例えば、電子手帳のように、メモや日程等をデジタル処理するものがある（例えば、特許文献１参照）。このものは、日程表等を表示するディスプレイを備えており、そのディスプレイに、専用ペンを用いてメモ等を入力することができるようになっている。すなわち、上記ディスプレイは、タッチセンサ付きのもの（タッチパネル）になっており、そのディスプレイに、上記専用ペンの先端を接触させ、その専用ペンを動かすことにより、その専用ペンの先端の移動軌跡がメモ等として、上記ディスプレイに入力されるようになっている。そして、上記ディスプレイに表示された日程表等の情報に、上記入力したメモ等の情報が重ね合わさった状態で、そのデータが上記電子手帳に保存（記憶）されるようになっている。

特許第３７４６３７８号公報

しかしながら、情報の入力を、電子手帳にするのではなく、ペン等の筆記具で用紙に書き込むタイプの手帳にしたいという要望もある。

そこで、本出願人は、メモ等を用紙に書き込むことができるとともに、そのメモ等を電子化して保存することができる手帳装置を提案し既に出願している（特開２０１２−１６０１６０号公報）。その手帳装置は、四角枠状の光導波路を備えており、その四角枠内に光を格子状に走らせるようになっている。そして、その四角枠状の光導波路を、筆記具で書き込むタイプの手帳に綴じられた用紙の上に載せ、その四角枠内から露呈した上記用紙の部分に筆記具でメモ等を書き込むと、上記格子状に走る光をペン先が遮光し、その遮光位置からペン先の位置が検知され、書き込んだメモ等を特定できるようになっている。また、上記手帳装置は、記憶手段を備えており、上記特定したメモ等を電子データとして記憶できるようになっている。すなわち、上記手帳装置は、用紙に書き込んだメモ等を、その用紙に残すことができるとともに、上記記憶手段に電子データとして保存（記憶）することができるようになっている。

しかしながら、上記手帳装置では、場合によって、ペン等の筆記具を持つ手の小指やその付け根部分（小指球）等が上記四角枠内に入ると、その手の部分も上記格子状の光を遮光するため、書き込んだメモ等であると判断され記憶手段に保存（記憶）されることがある。その手の部分の保存（記憶）データは、不要なものである。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上記のような遮光を利用するものではなく、光導波路に加えられるペン等の筆記具による筆圧に基づくコアの光伝播の変化を利用するものであり、そのため、上記のように用紙の上に載せて使用するものではなく、用紙の下に敷いて使用するものであり、メモ等をペン等の筆記具で用紙に書き込む際に、その筆記具を持つ手の小指やその付け根部分等の不要部分が感知されないようになっている位置センサの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の位置センサは、筆記具で書き込む用紙の下に敷いて使用される位置センサであって、格子状に形成された複数の線状のコアと、このコアを支持するアンダークラッド層と、上記コアを被覆するオーバークラッド層とを有し、そのオーバークラッド層の表面を上記用紙との接触面とするシート状光導波路と、上記コアの一端面に接続される発光素子と、上記コアの他端面に接続される受光素子と、上記用紙の表面における筆記具の先端の移動軌跡を、その移動により変化したコアの光伝播量によって特定する移動軌跡特定手段と、上記特定した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、上記複数の線状のコアにより形成される格子状の一部ないし全部の交差部が、交差する少なくとも１方向を隙間により分断した状態の不連続交差に形成されており、上記コアの弾性率が、上記アンダークラッド層の弾性率および上記オーバークラッド層の弾性率よりも大きく設定され、上記用紙の表面における上記筆記具の先端による押圧状態で、その押圧方向のコアの断面の変形率が、オーバークラッド層およびアンダークラッド層の断面の変形率よりも小さくなるようになっているという構成をとる。

なお、本発明において、「変形率」とは、押圧方向における、コア，オーバークラッド層およびアンダークラッド層の押圧前の各厚みに対する、押圧時の各厚みの変化量の割合をいう。また、筆記具の先端の「移動」には、移動距離が０（零）の場合を含み、その場合の「移動軌跡」は、点となる。

そして、上記シート状光導波路において、上記複数の線状のコアにより形成される格子状の一部ないし全部の交差部が、交差する少なくとも１方向を隙間により分断した状態の不連続交差に形成されていると、光の交差損失を低減させることができる。このような知見を本発明者らは得ている。

本発明の位置センサは、コアの弾性率がアンダークラッド層の弾性率およびオーバークラッド層の弾性率よりも大きく設定されたシート状光導波路を備えている。そのため、そのシート状光導波路のオーバークラッド層の表面を押圧したときに、その押圧方向のコアの断面の変形率が、オーバークラッド層およびアンダークラッド層の断面の変形率よりも小さくなり、押圧方向のコアの断面積が保持される。そして、そのシート状光導波路のオーバークラッド層の表面に用紙を載せ、その用紙にメモ等をペン等の筆記具で書き込むと、その先端（ペン先等）による筆圧および筆記具を持つ手の部分による圧力が、用紙を介してオーバークラッド層に伝わり、オーバークラッド層の表面が押圧される。それにより、筆記具の先端による押圧部分では、コアの曲がり具合が筆記具の先端に沿った急なものとなり、コアからの光の漏れ（散乱）が発生し、筆記具を持つ手の部分による押圧部分では、コアの曲がり具合が手に沿った緩やかなものとなり、上記光の漏れ（散乱）が発生しないようにすることができる。そのため、ペン先等の先端で押圧されたコアでは、受光素子での光の検出レベル（受光量）が低下し、筆記具を持つ手の部分で押圧されたコアでは、その検出レベルが低下しないようにすることができる。そして、その光の検出レベルの低下から、移動軌跡特定手段により、ペン先等の先端の位置（座標）を検知することができ、その検出レベルが低下しない手の部分は、押圧されていない状態と同じになるため、感知されないようにすることができる。しかも、上記コアにより形成される格子状の一部ないし全部の交差部が、交差する少なくとも１方向を隙間により分断した状態の不連続交差に形成されていることから、光の交差損失を低減させることができる。そのため、上記ペン先等の先端の位置の検知感度を高めることができる。その結果、ペン先等の先端の移動軌跡（書き込んだメモ等の情報）のみを検知し、記憶手段に記憶することができる。すなわち、用紙に書き込んだメモ等の情報は、その用紙に残すことができるとともに、記憶手段に電子データとして保存（記憶）することもできる。

本発明の位置センサの一実施の形態を模式的に示す平面図である。上記位置センサの使用状態を模式的に示す側面図である。（ａ）は、上記位置センサにおける格子状のコアの交差部を拡大して模式的に示す拡大平面図であり、（ｂ）は、上記位置センサの中央部の断面を拡大して模式的に示す拡大断面図である。（ａ）は、連続交差部における光の進路を模式的に示す拡大平面図であり、（ｂ）は、不連続交差部における光の進路を模式的に示す拡大平面図である。（ａ）は、筆記具により用紙を介して押圧された上記位置センサのシート状光導波路の状態を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、手により用紙を介して押圧された上記シート状光導波路の状態を模式的に示す断面図である。（ａ）〜（ｅ）は、上記格子状のコアの交差部の変形例を模式的に示す拡大平面図である。

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。

図１は、本発明の位置センサの一実施の形態を示す平面図である。この実施の形態の位置センサＡは、格子状のコア２を有する四角形のシート状光導波路Ｗと、上記格子状のコア２を構成する線状のコア２の一端面に接続される発光素子４と、上記線状のコア２の他端面に接続される受光素子５と、上記発光素子４および上記受光素子５ならびに入力したメモ等を電子データとして記録（保存）するメモリ等の記憶手段（図示せず），上記位置センサＡを制御するＣＰＵ（中央処理装置）（図示せず）およびそれらに電気を供給する電池（図示せず）が搭載された回路基板６とを備えている。この実施の形態では、これらシート状光導波路Ｗおよび回路基板６が、樹脂板や金属板等の剛性板７の表面に設けられている。そして、上記発光素子４から発光された光は、上記コア２の中を通り、上記受光素子５で受光されるようになっている。なお、図１では、コア２を鎖線で示しており、鎖線の太さがコア２の太さを示している。また、図１では、コア２の数を略して図示している。そして、図１の矢印は、光の進む方向を示している。

上記位置センサＡは、図２に側面図で示すように、筆記具１０でメモ等書き込む用紙Ｋの下に敷いて使用される。このとき、上記位置センサＡのシート状光導波路Ｗのオーバークラッド層３〔図５（ａ），（ｂ）参照〕の表面が、上記用紙Ｋとの接触面となるようにする。そして、メモ等の入力は、筆記具１０を手２０に持ち、その筆記具１０で上記用紙Ｋの表面にメモ等を書くことにより行われる。その用紙Ｋにおける入力領域は、上記位置センサＡのシート状光導波路Ｗの格子状のコア２（図１参照）に対応する部分となっている。

この実施の形態では、上記シート状光導波路Ｗにおける格子状のコア２の各交差部は、図３（ａ）に平面図で示すように、交差する４方向の全てが、隙間Ｇにより分断され、不連続になっている。上記隙間Ｇの幅ｄは、０（零）を超え（隙間Ｇが形成されていればよく）、通常、２０μｍ以下に設定される。そして、上記シート状光導波路Ｗは、図３（ｂ）に断面図で示すように、上記格子状のコア２がシート状のアンダークラッド層１で支持されシート状のオーバークラッド層３で被覆された状態で形成されている。この実施の形態では、上記隙間Ｇは、オーバークラッド層３の形成材料で形成されている。

このように、上記格子状のコア２において、交差部を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、交差する４方向の全てが連続した交差部では、その交差する１方向〔図４（ａ）では上方向〕に注目すると、交差部に入射する光の一部は、その光が進んできたコア２と直交するコア２の壁面２ａに到達し、その壁面での反射角度が大きいことから、コア２を透過する〔図４（ａ）の二点鎖線の矢印参照〕。このような光の透過が、交差する上記と反対側の方向〔図４（ａ）では下方向〕でも発生する。これに対し、図４（ｂ）に示すように、交差する１方向〔図４（ｂ）では上方向〕が隙間Ｇにより不連続になっていると、上記隙間Ｇとコア２との界面が形成され、図４（ａ）においてコア２を透過する光の一部は、上記界面での反射角度が小さくなることから、透過することなく、その界面で反射し、コア２を進み続ける〔図４（ｂ）の二点鎖線の矢印参照〕。このような光の反射が、交差する上記と反対側の方向〔図４（ｂ）では下方向〕でも発生する。このことから、先に述べたように、交差部を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができるのである。

また、上記シート状光導波路Ｗは、上記コア２の弾性率が、上記アンダークラッド層１の弾性率および上記オーバークラッド層３の弾性率よりも大きく設定されている。これにより、上記シート状光導波路Ｗの表面を押圧したときに、その押圧方向のコア２の断面の変形率が、オーバークラッド層３およびアンダークラッド層１の断面の変形率よりも小さくなるようになっている。

すなわち、図５（ａ），（ｂ）に断面図で示すように、上記用紙Ｋの表面に、手２０に持ったペン等の筆記具１０でメモ等の情報を書き込む等して入力すると、ペン先等の先端１０ａによる筆圧および筆記具１０を持つ手２０の小指やその付け根部分（小指球）等による圧力が、用紙Ｋを介してオーバークラッド層３に伝わり、オーバークラッド層３の表面が押圧される。それにより、ペン先等の先端１０ａによる押圧部分〔図５（ａ）参照〕も手２０の部分による押圧部分〔図５（ｂ）参照〕も、その押圧方向の断面では、弾性率の小さいオーバークラッド層３とアンダークラッド層１とがつぶれるように変形し、弾性率の大きいコア２は、断面積を保持したまま、ペン先等の先端１０ａや手２０の部分に沿って、アンダークラッド層１に沈むように曲がる。

そして、ペン先等の先端１０ａによる押圧部分では、図５（ａ）に示すように、その先端１０ａが尖っていることから、コア２の曲がり具合が急なものとなり、コア２からの光の漏れ（散乱）が発生する〔図５（ａ）の二点鎖線の矢印参照〕。一方、筆記具１０を持つ手２０による押圧部分では、図５（ｂ）に示すように、その手２０が上記筆記具１０の先端１０ａと比較してかなり大きくて丸くなっていることから、コア２の曲がり具合が緩やかなものとなり、上記光の漏れ（散乱）が発生しない（光はコア２内を漏れることなく進む）〔図５（ｂ）の二点鎖線の矢印参照〕。そのため、ペン先等の先端１０ａで押圧されたコア２では、受光素子５での光の検出レベルが低下し、筆記具１０を持つ手２０で押圧されたコア２では、その検出レベルが低下しないようにすることができる。そして、その光の検出レベルの低下から、ペン先等の先端１０ａの位置（座標）を検知することができる。その検出レベルが低下しない手２０の部分は、押圧されていない状態と同じであるため、感知されない。

このとき、先に述べたように、上記コア２により形成される格子状の交差部は、不連続交差に形成されていることにより、光の交差損失が低減された状態になっていることから、上記ペン先等の先端１０ａの位置の検知感度が高くなっている。

そこで、上記位置センサＡのＣＰＵには、上記受光素子５での光の検出レベルの低下から、ペン先等の先端１０ａの移動軌跡を特定するプログラム（移動軌跡特定手段）が組み込まれている。すなわち、上記位置センサＡは、情報の入力に用いる筆記具（ペン等）１０の先端（ペン先等）１０ａの位置を検知する位置センサになっている。そして、上記筆記具１０の先端１０ａの移動軌跡を示すデータは、電子データとしてメモリ等の上記記憶手段に記録（保存）される。

このように、上記位置センサＡを使用して用紙Ｋにメモ等の情報を書き込むと、そのメモ等の情報は、その用紙Ｋに残すことができるとともに、メモリ等の記憶手段に電子データとして保存（記憶）することもできる。そのため、メモ等の情報を書き込んだ用紙Ｋを失くしたとしても、上記記憶手段から上記メモ等の情報を再生することができ、逆に、上記記憶手段が壊れたとしても、そのメモ等の情報を上記用紙Ｋにより確認することができる。

また、上記シート状光導波路Ｗにおいて、コア２の弾性率が、アンダークラッド層１の弾性率およびオーバークラッド層３の弾性率よりも大きく設定されているため、筆記具１０を持つ手２０がシート状光導波路Ｗを押圧しても、上記のように、ペン先等の先端１０ａの位置のみを検知し、手２０の部分は感知されないようにすることができる。

さらに、上記用紙Ｋへの入力時には、筆記具１０の先端１０ａが用紙Ｋを介して押圧するシート状光導波路Ｗの部分が、上記のように変形するため、書き味が良好である。

そして、上記記憶手段に保存（記憶）されたメモ等の情報は、再生用端末〔パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という），スマートフォン，タブレット型端末等〕を利用して再生（表示）することができ、さらに、上記再生用端末に記憶させることもできる。この場合、上記再生用端末と上記位置センサＡとは、例えば、マイクロＵＳＢケーブル等の接続ケーブルで接続される。なお、上記記憶手段のメモリへの保存（記憶）は、例えば、ｐｄｆ等の汎用性のあるファイル形式で行われる。

なお、上記筆記具１０の先端１０ａによる押圧が解除される（先端１０ａが移動したり書き込み等の入力が終了したりする）と、上記アンダークラッド層１，コア２およびオーバークラッド層３は、各自の復元力により、元の状態〔図３（ｂ）参照〕に戻る。そして、上記コア２の、アンダークラッド層１への沈み込み深さＤは、最大で２０００μｍまでとすることが好ましい。それを超えると、上記アンダークラッド層１，コア２およびオーバークラッド層３が元の状態に戻らなくなったり、シート状光導波路Ｗに割れが発生したりするおそれがある。

ここで、上記コア２，アンダークラッド層１およびオーバークラッド層３の弾性率等について、より詳しく説明する。

上記コア２の弾性率は、１ＧＰａ〜１０ＧＰａの範囲内であることが好ましく、より好ましくは、２ＧＰａ〜５ＧＰａの範囲内である。コア２の弾性率が１ＧＰａを下回ると、ペン先等の先端１０ａの形状により、その先端１０ａの圧力で、コア２の断面積が保持されない（コア２がつぶれる）場合があり、先端１０ａの位置を適正に検知できないおそれがある。一方、コア２の弾性率が１０ＧＰａを上回ると、先端１０ａの圧力によるコア２の曲がりが、その先端１０ａに沿った急な曲がりにならずに緩やかな曲がりになる場合がある。そのため、コア２からの光の漏れ（散乱）が発生せず、受光素子５での光の検出レベルが低下しなくなることから、先端１０ａの位置を適正に検知できないおそれがある。なお、コア２の寸法は、例えば、厚みが５〜１００μｍの範囲内、幅が１〜３００μｍの範囲内に設定される。

上記オーバークラッド層３の弾性率は、０．１ＭＰａ以上１０ＧＰａ未満の範囲内であることが好ましく、より好ましくは、１ＭＰａ以上５ＧＰａ未満の範囲内である。オーバークラッド層３の弾性率が０．１ＭＰａを下回ると、柔らかすぎて、ペン先等の先端１０ａの形状により、その先端１０ａの圧力で、破損する場合があり、コア２を保護することができなくなる。一方、オーバークラッド層３の弾性率が１０ＧＰａ以上であると、先端１０ａや手２０の圧力によっても、つぶれるように変形しなくなり、コア２がつぶれ、先端１０ａの位置を適正に検知できないおそれがある。なお、オーバークラッド層３の厚みは、例えば、１〜２００μｍの範囲内に設定される。

上記アンダークラッド層１の弾性率は、０．１ＭＰａ〜１ＧＰａの範囲内であることが好ましく、より好ましくは、１ＭＰａ〜１００ＭＰａの範囲内である。アンダークラッド層１の弾性率が０．１ＭＰａを下回ると、柔らかすぎて、ペン先等の先端１０ａで押圧した後、元の状態に戻らず、連続的に行えない場合がある。一方、アンダークラッド層１の弾性率が１ＧＰａを上回ると、先端１０ａや手２０の圧力によっても、つぶれるように変形しなくなり、コア２がつぶれ、先端１０ａの位置を適正に検知できないおそれがある。なお、アンダークラッド層１の厚みは、例えば、２０〜２０００μｍの範囲内に設定される。

上記コア２，アンダークラッド層１およびオーバークラッド層３の形成材料としては、感光性樹脂，熱硬化性樹脂等があげられ、その形成材料に応じた製法により、シート状光導波路Ｗを作製することができる。また、上記コア２の屈折率は、上記アンダークラッド層１およびオーバークラッド層３の屈折率よりも大きく設定されている。そして、上記弾性率および屈折率の調整は、例えば、各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。なお、上記アンダークラッド層１として、ゴムシートを用い、そのゴムシート上にコア２を格子状に形成するようにしてもよい。

また、上記アンダークラッド層１の裏面（アンダークラッド層１と剛性板７との間）に、ゴム層等の弾性層を設けてもよい。この場合、アンダークラッド層１，コア２およびオーバークラッド層３の復元力が弱くなったり、それらが元々復元力の弱い材料からなるものであったりしても、上記弾性層の弾性力を利用して、上記弱い復元力を補助し、筆記具１０の先端１０ａによる押圧が解除された後、元の状態に戻すことができる。

また、上記位置センサＡを手帳で使用できるように、その手帳の、複数の用紙Ｋを綴じている開閉自在のリング状の綴じ具の位置に対応するように、上記位置センサＡの端縁部に、綴じ孔を形成してもよい。そして、上記シート状光導波路Ｗは薄く形成することができるため、上記位置センサＡも薄く形成することができ、手帳内への収まりがよい。

また、上記のように、ペン先等の先端１０ａの位置のみが検出され、ペン等の筆記具１０を持つ手２０が感知されないようにするためには、その先端１０ａによる押圧部分でのコア２の急な曲がりによる光の漏れ（散乱）量が重要である。そこで、例えば、ペン先等の先端１０ａの曲率半径Ｒ（単位：μｍ）と、コア２の厚みＴ（単位：μｍ）との比Ａ（＝Ｒ／Ｔ）を用い、コア２とアンダークラッド層１およびオーバークラッド層３との間の屈折率差Δを規定すると、その屈折率差Δの最大値Δmax は、下記の式（１）のようになる。すなわち、屈折率差Δがこの最大値Δmax よりも大きいと、ペン先等の先端１０ａで押圧しても、光の漏れ（散乱）量が少なく、受光素子５での光の検出レベルが充分に低下しないため、ペン先等の先端１０ａの位置と手２０の位置との区別が困難になる。

一方、屈折率差Δの最小値Δmin は、下記の式（２）のようになる。すなわち、屈折率差Δがこの最小値Δmin よりも小さいと、手２０による押圧部分でも、光の漏れ（散乱）が発生し、ペン先等の先端１０ａの位置と手２０の位置との区別が困難になる。

そのため、上記屈折率差Δは、最小値Δmin と最大値Δmax との間に設定することが好ましい。ここで、例えば、上記先端１０ａの曲率半径Ｒ（単位：μｍ）を１００〜１０００の範囲内、コア２の厚みＴ（単位：μｍ）を１０〜１００の範囲内、比Ａを１〜１００の範囲内とすると、屈折率差Δは、１．０×１０^-3〜７．９５×１０^-2の範囲内となる。なお、比Ａが１００を超える場合は、最小値Δmin を１．０×１０^-3（一定）とする。

なお、上記実施の形態では、格子状のコア２の交差部を、交差する４方向の全てが不連続になっている不連続交差〔図３（ａ）参照〕としたが、他の不連続交差でもよい。例えば、図６（ａ）に示すように、交差する１方向のみが、隙間Ｇにより分断され、不連続になっているものでもよいし、図６（ｂ），（ｃ）に示すように、交差する２方向〔図６（ｂ）は対向する２方向、図６（ｃ）は隣り合う２方向〕が不連続になっているものでもよいし、図６（ｄ）に示すように、交差する３方向が不連続になっているものでもよい。さらに、図３（ａ），図６（ａ）〜（ｄ）に示す上記不連続交差、および交差する４方向の全てが連続した連続交差〔図６（ｅ）参照〕のうちの２種類以上の交差を備えた格子状としてもよい。

また、上記実施の形態では、シート状光導波路Ｗを支持するために剛性板７を設けたが、その剛性板７を設けなくてもよい。その場合は、上記位置センサＡのシート状光導波路Ｗをテーブル等の硬い平面台の上に載置する等した状態で、入力する。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔オーバークラッド層の形成材料〕
成分Ａ：エポキシ樹脂（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）３０重量部。
成分Ｂ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、ＥＨＰＥ３１５０）７０重量部。
成分Ｃ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ２００Ｋ）４重量部。
成分Ｄ：乳酸エチル（和光純薬工業社製）１００重量部。
これら成分Ａ〜Ｄ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。

〔コアの形成材料〕
成分Ｅ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、ＥＨＰＥ３１５０）８０重量部。
成分Ｆ：エポキシ樹脂（新日鉄化学社製、ＹＤＣＮ７００−１０）２０重量部。
成分Ｇ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）１重量部。
成分Ｈ：乳酸エチル（和光純薬工業社製）５０重量部。
これら成分Ｅ〜Ｈを混合することにより、コアの形成材料を調製した。

〔アンダークラッド層の形成材料〕
成分Ｉ：エポキシ樹脂（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）７５重量部。
成分Ｊ：エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＪＥＲ１００７）２５重量部。
成分Ｋ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ２００Ｋ）４重量部。
成分Ｌ：乳酸エチル（和光純薬工業社製）５０重量部。
これら成分Ｉ〜Ｌを混合することにより、アンダークラッド層の形成材料を調製した。

〔シート状光導波路の作製〕
ガラス製基材の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、オーバークラッド層を形成した。このオーバークラッド層の厚みは５μｍ、弾性率は１．２ＧＰａ、屈折率は１．５０３であった。

ついで、上記オーバークラッド層の表面に、上記コアの形成材料を用いて、フォトリソグラフィ法により、格子状のコアを形成した。この格子状の各交差部は、交差する４方向の全てが隙間により分断され不連続になっている不連続交差とした〔図３（ａ）参照〕。。上記隙間の幅は１０μｍとした。また、上記コアの厚みは３０μｍ、格子状部分のコアの幅は１００μｍ、ピッチは６００μｍ、弾性率は３ＧＰａ、屈折率は１．５２３であった。

つぎに、上記コアを被覆するように、上記オーバークラッド層の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、アンダークラッド層を形成した。このアンダークラッド層の厚み（オーバークラッド層の表面からの厚み）は２００μｍ、弾性率は３ＭＰａ、屈折率は１．５０３であった。

そして、ＰＥＴ製基板（厚み１ｍｍ）の片面に、両面テープ（厚み２５μｍ）を貼着したものを準備した。ついで、その両面テープのもう一方の粘着面を上記アンダークラッド層の表面に貼着し、その状態で、上記オーバークラッド層を上記ガラス製基材から剥離した。

〔比較例〕
〔オーバークラッド層の形成材料〕
成分Ｍ：エポキシ樹脂（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）４０重量部。
成分Ｎ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、２０２１Ｐ）６０重量部。
成分Ｏ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
これら成分Ｍ〜Ｏ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。

〔コアの形成材料〕
成分Ｐ：エポキシ樹脂（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）３０重量部。
成分Ｑ：エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＥＸＡ−４８１６）７０重量部。
成分Ｒ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
これら成分Ｐ〜Ｒを混合することにより、コアの形成材料を調製した。

〔アンダークラッド層の形成材料〕
成分Ｓ：エポキシ樹脂（四日市合成社製、エポゴーセーＰＴ）４０重量部。
成分Ｔ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、２０２１Ｐ）６０重量部。
成分Ｕ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
これら成分Ｓ〜Ｕを混合することにより、アンダークラッド層の形成材料を調製した。

〔シート状光導波路の作製〕
上記実施例と同様にして、同寸法のシート状光導波路を作製した。ただし、弾性率は、オーバークラッド層が１ＧＰａ、コアが２５ＭＰａ、アンダークラッド層が１ＧＰａであった。また、屈折率は、オーバークラッド層が１．５０４、コアが１．５３２、アンダークラッド層が１．５０４であった。

〔位置センサの作製〕
上記実施例および比較例の各シート状光導波路のコアの一端面に、発光素子（Optowell社製、XH85-S0603-2s ）を接続し、コアの他端面に、受光素子（浜松ホトニクス社製、s10226）を接続し、上記発光素子，上記受光素子，位置センサを制御するＣＰＵ，メモリ等を搭載した回路を設け、実施例および比較例の各位置センサを作製した。

〔位置センサの作動確認〕
上記位置センサのシート状光導波路のオーバークラッド層の表面に、用紙を載せ、その用紙に、入力者がボールペン（ペン先の曲率半径３５０μｍ）を手に持ち、文字を書き込んだ。

そして、上記位置センサをパソコンにマイクロＵＳＢケーブルで接続し、上記位置センサのメモリに記憶させたデータを上記パソコンのディスプレイに表示させた。その結果、実施例の位置センサによるものは、用紙に書き込んだ文字のみが上記ディスプレイに表示された。それに対して、比較例の位置センサによるものは、用紙に書き込んだ文字だけでなく、ボールペンを持つ手の部分も、上記ディスプレイに表示された。

この結果から、実施例の位置センサは、用紙に書き込んだ情報のみを検知でき、不要な情報は検知しないようにできることがわかる。

また、格子状のコアの各交差部を、交差する１〜３方向が不連続になっている不連続交差〔図６（ａ）〜（ｄ）参照〕としても、上記実施例と同様の傾向を示す結果が得られた。さらに、交差する１〜４方向が不連続になっている不連続交差〔図３（ａ），図６（ａ）〜（ｄ）参照〕、および交差する４方向の全てが連続した連続交差〔図６（ｅ）参照〕のうちの２種類以上の交差を備えた格子状としても、上記実施例と同様の傾向を示す結果が得られた。

本発明の位置センサは、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データとして記憶する電子下敷きとして利用可能である。

Ａ位置センサ
Ｗシート状光導波路
１アンダークラッド層
２コア
３オーバークラッド層
４発光素子
５受光素子

Claims

筆記具で書き込む用紙の下に敷いて使用される位置センサであって、格子状に形成された複数の線状のコアと、このコアを支持するアンダークラッド層と、上記コアを被覆するオーバークラッド層とを有し、そのオーバークラッド層の表面を上記用紙との接触面とするシート状光導波路と、上記コアの一端面に接続される発光素子と、上記コアの他端面に接続される受光素子と、上記用紙の表面における筆記具の先端の移動軌跡を、その移動により変化したコアの光伝播量によって特定する移動軌跡特定手段と、上記特定した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、上記複数の線状のコアにより形成される格子状の一部ないし全部の交差部が、交差する少なくとも１方向を隙間により分断した状態の不連続交差に形成されており、上記コアの弾性率が、上記アンダークラッド層の弾性率および上記オーバークラッド層の弾性率よりも大きく設定され、上記用紙の表面における上記筆記具の先端による押圧状態で、その押圧方向のコアの断面の変形率が、オーバークラッド層およびアンダークラッド層の断面の変形率よりも小さくなるようになっていることを特徴とする位置センサ。