JP2016045771A - Position sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、押圧位置を光学的に検知する位置センサに関するものである。 The present invention relates to a position sensor that optically detects a pressed position.
本出願人は、これまでに、押圧位置を光学的に検知する位置センサを提案している(例えば、特許文献1参照)。このものは、図6に示すように、シート状のコアパターン部材を四角形シート状のアンダークラッド層11とオーバークラッド層13とで挟持した四角形シート状の光導波路W1を有している。上記コアパターン部材は、複数の線状の光路用のコア12を縦横に配置してなる格子状部分12Aと、この格子状部分12Aのコア12から延設されてその格子状部分12Aの外周に沿った状態で配置された外周部分12Bとを備えている。また、上記コアパターン部材の外周部分12Bのコア12の一端面に、発光素子14が接続され、それの他端面に、受光素子15が接続されている。上記位置センサでは、上記発光素子14も受光素子15も、上記四角形シート状の光導波路W1の同じ一端縁(図6では下端縁)に設けられ、そのうち発光素子14が、その端縁の一端部(図6では左端部)に配置され、受光素子15が、その端縁の他端部(図6では右端部)に配置されている。
The present applicant has proposed a position sensor that optically detects the pressed position (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 6, this has a rectangular sheet-shaped optical waveguide W <b> 1 in which a sheet-shaped core pattern member is sandwiched between a rectangular sheet-shaped under
上記位置センサでは、上記コアパターン部材の格子状部分12Aに対応するオーバークラッド層13の表面部分(図6の中央に一点鎖線で示す長方形部分)が、位置センサの入力領域13Aとなっている。また、上記コアパターン部材の外周部分12Bをアンダークラッド層11の側縁部とオーバークラッド層13の側縁部とで挟持した部分(上記入力領域13Aの周りの部分)が、光導波路W1の周縁部分(額縁部分)F1となっている。
In the position sensor, the surface portion of the over
上記位置センサでは、上記発光素子14から発光された光は、コア12の中を、その発光素子14に接続された外周部分12Bから格子状部分12Aを経て反対側の外周部分12Bを通り、上記受光素子15で受光されるようになっている。そして、その格子状部分12Aに対応する上記入力領域13Aをペン先等で押圧すると、その押圧部分のコア12が変形し、そのコア12の光伝播量が低下する。そのため、上記押圧部分のコア12では、上記受光素子15での光の検出レベルが低下することから、上記押圧位置を検知できるようになっている。
In the position sensor, the light emitted from the
一般に、この種の位置センサは、平面状に広げたものが扱い易いとされていて、それが技術常識化している。しかしながら、上記位置センサは、入力領域13Aの周りの周縁部分F1の存在により、入力領域13Aよりも広いスペースを要するものとなっている。また、上記位置センサの入力領域13Aを広くしたり、入力領域13Aにおける押圧位置の検知精度を向上させたりする場合、コア12の本数を多くする必要があり、その分、上記周縁部分F1の幅も広くする必要がある。そのため、上記位置センサは、さらに広いスペースを要するものとなる。その点で上記位置センサは改良の余地がある。
In general, this type of position sensor is said to be easy to handle a flat sensor, which has become common technical knowledge. However, the position sensor requires a larger space than the
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、省スペース化を図ることができる位置センサの提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a position sensor capable of saving space.
上記の目的を達成するため、本発明の位置センサは、従来の技術常識を打破したものであり、複数の線状のコアからなる格子状部分と、この格子状部分のコアから延設されてその格子状部分の外周に沿った状態で配置された外周部分とを備えたシート状のコアパターン部材を、2層のシート状のクラッド層で挟持したシート状の光導波路と、上記外周部分のコアの一端面に接続された発光素子と、上記外周部分のコアの他端面に接続された受光素子とを備え、上記発光素子で発光された光が、上記光導波路のコアを経て、上記受光素子で受光され、上記コアパターン部材の格子状部分に対応するそれ自体の表面部分を入力領域とし、その入力領域における押圧位置を、その押圧により変化したコアの光伝播量によって特定する位置センサであって、上記コアパターン部材の外周部分に対応する光導波路の周縁部分の少なくとも一部が、光導波路の裏面側に折り曲げられているという構成をとる。 In order to achieve the above object, the position sensor of the present invention is a breakthrough of conventional common sense, and is formed by extending a lattice-shaped portion composed of a plurality of linear cores and the core of the lattice-shaped portion. A sheet-like optical waveguide having a sheet-like core pattern member sandwiched between two sheet-like clad layers, and an outer circumferential portion arranged along the outer circumference of the lattice-like portion; A light emitting element connected to one end face of the core and a light receiving element connected to the other end face of the core in the outer peripheral portion, and the light emitted by the light emitting element passes through the core of the optical waveguide and receives the light receiving element. A position sensor that receives light by the element and uses the surface portion of the core pattern member corresponding to the lattice-shaped portion of the core pattern member as an input region, and specifies a pressing position in the input region based on the amount of light propagation of the core changed by the pressing. Ah Te, at least a part of the peripheral edge portion of the optical waveguide corresponding to the outer peripheral portion of the core pattern member, a configuration that is bent on the back side of the optical waveguide.
本発明の位置センサは、コアが、格子状部分と、その外周に沿った状態で配置された外周部分とにパターン形成されており、そのコアパターン部材の格子状部分に対応するそれ自体の表面部分が入力領域となっている。そして、上記コアパターン部材の外周部分に対応する光導波路の周縁部分の少なくとも一部が、光導波路の裏面側に折り曲げられている。そのため、本発明の位置センサは、上記折り曲げられた周縁部分の分だけ、省スペース化されたものとなっている。 In the position sensor of the present invention, the core is patterned into a lattice-like portion and an outer peripheral portion arranged along the outer periphery thereof, and the surface of the core sensor corresponds to the lattice-like portion of the core pattern member. The part is an input area. And at least one part of the peripheral part of the optical waveguide corresponding to the outer peripheral part of the said core pattern member is bend | folded to the back surface side of the optical waveguide. Therefore, the position sensor of the present invention is space-saving by the amount of the bent peripheral portion.
特に、上記折り曲げられた部分の先端が、上記入力領域に対応する光導波路の裏面側に位置決めされている場合には、位置センサの厚みを薄くすることができる。 In particular, when the tip of the bent portion is positioned on the back side of the optical waveguide corresponding to the input region, the thickness of the position sensor can be reduced.
また、上記シート状の光導波路が四角形状に形成され、その四角形状の隣り合う二つの角部に発光素子が配置され、残りの二つの角部に受光素子が配置されている場合には、一つの発光素子と一つの受光素子とが、格子状部分のコアの縦方向を担うようにし、もう一つの発光素子ともう一つの受光素子とが、格子状部分のコアの横方向を担うようにすることができる。すなわち、格子状部分のコアの縦方向と横方向の2方向を別々に制御することができ、入力領域における押圧位置の検知精度を向上させることができる。さらに、発光素子から格子状部分までの光伝播距離、および格子状部分からの受光素子までの光伝播距離を短くすることができ、光伝播効率を向上させることができる。 In addition, when the sheet-like optical waveguide is formed in a quadrangular shape, a light emitting element is disposed at two corners adjacent to the quadrangular shape, and a light receiving element is disposed at the remaining two corners, One light emitting element and one light receiving element are responsible for the longitudinal direction of the core of the lattice portion, and another light emitting element and another light receiving element are responsible for the lateral direction of the core of the lattice portion. Can be. That is, the vertical direction and the horizontal direction of the core of the lattice-like portion can be controlled separately, and the detection accuracy of the pressed position in the input area can be improved. Furthermore, the light propagation distance from the light emitting element to the lattice portion and the light propagation distance from the lattice portion to the light receiving element can be shortened, and the light propagation efficiency can be improved.
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は、図2(a)に平面図で示す略四角形シート状の光導波路Wの3個所〔図2(a)では左右両側と下側〕の周縁部分Fを、その光導波路Wの裏面側に折り曲げたものとなっている。それにより、上記位置センサの省スペース化を図っている。なお、図2(a)において、上記周縁部分Fの二点鎖線で示す3個所の部分が、上記折り曲げにより、上記光導波路Wの裏面側に隠れ、平面視で見えなくなった部分である。 FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the position sensor of the present invention. The position sensor of this embodiment has three peripheral portions F of the substantially rectangular sheet-shaped optical waveguide W shown in a plan view in FIG. 2A (left and right sides and lower side in FIG. 2A). The optical waveguide W is bent on the back side. Thereby, space saving of the position sensor is achieved. In FIG. 2A, the three portions indicated by the two-dot chain line of the peripheral portion F are portions that are hidden behind the optical waveguide W by the bending and are not visible in plan view.
すなわち、この実施の形態の位置センサは、図2(a)に示すように、略四角形シート状の光導波路Wと、この光導波路Wの隣り合う二つの角部に配置された2個の発光素子4と、その光導波路Wの残りの二つの角部に配置された2個の受光素子5とを備えている。上記光導波路Wの表面中央の長方形部分〔図2(a)において一点鎖線で示す四角形部分〕は、入力領域3Aとなっており、図2(b)(位置センサの中央部分の拡大断面図)に示すように、その入力領域3Aに対応する光導波路Wの裏面部分に、電気回路基板Eが設けられている。そして、上記入力領域3Aの周りの、光導波路Wの4個所の周縁部分(額縁部分)Fのうち、上記3個所〔図2(a)の左右両側と下側〕の周縁部分Fが、図2(c)(位置センサの側縁部分の拡大断面図)に示すように、折り曲げられている。その折り曲げられた上記周縁部分Fの先端部は、上記電気回路基板Eの電気回路形成面〔上記光導波路Wと反対側の面:図2(c)では下面〕に当接され、上記発光素子4および受光素子5は、上記電気回路基板Eの電気回路形成面に実装されている。なお、この実施の形態では、折り曲げられていない1個所〔図1,図2(a)では上側〕の周縁部分Fは、予め幅を狭く形成し、折り曲げる必要がないようにしている。
That is, the position sensor according to this embodiment includes a substantially rectangular sheet-shaped optical waveguide W and two light emitting elements disposed at two adjacent corners of the optical waveguide W, as shown in FIG. An
より詳しく説明すると、上記光導波路Wは、略四角形シート状のアンダークラッド層1の表面に、複数の線状の光路用のコア2からなる格子状部分2Aと、この格子状部分2Aのコア2から延設されてその格子状部分2Aの外周に沿った状態で配置された外周部分2Bとを備えたシート状のコアパターン部材が形成され、そのコアパターン部材を被覆した状態で、上記アンダークラッド層1の表面に、オーバークラッド層3が形成されたものとなっている。そして、上記コアパターン部材の格子状部分2Aに対応するオーバークラッド層3の表面部分が、上記入力領域3Aとなっている。また、上記コアパターン部材の外周部分2Bをアンダークラッド層1の側縁部とオーバークラッド層3の側縁部とで挟持した部分が、上記光導波路Wの周縁部分(額縁部分)Fとなっている。なお、図1,図2(a)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,図2(a)では、コア2の数を略して図示している。そして、図1,図2(a)の矢印は、光の進む方向を示している。
More specifically, the optical waveguide W includes a lattice-
また、この実施の形態では、上記コアパターン部材の格子状部分2Aの縦方向のコア2が延設された外周部分2Bのコア2の一端面に、一つの発光素子4が接続され、それの他端面に、一つの受光素子5が接続されており、上記格子状部分2Aの横方向のコア2が延設された外周部分2Bのコア2の一端面に、もう一つの発光素子4が接続され、それの他端面に、もう一つの受光素子5が接続されている。そして、上記発光素子4から発光された光は、コア2の中を、その発光素子4に接続された外周部分2Bから格子状部分2Aを経て反対側の外周部分2Bを通り、上記受光素子5で受光されるようになっている。
Further, in this embodiment, one
このように、格子状部分2Aの縦方向と横方向の2方向(XY方向)それぞれに発光素子4および受光素子5を接続することにより、それら2方向を別々に制御することができ、入力領域3Aにおける押圧位置の検知精度を向上させることができる。さらに、先に述べたように、上記略四角形シート状の光導波路Wの各角部に、上記発光素子4または受光素子5が配置されているため、発光素子4から格子状部分2Aまでの光伝播距離、および格子状部分2Aからの受光素子5までの光伝播距離を短くすることができ、光伝播効率を向上させることができる。
In this way, by connecting the
また、前記電気回路基板Eは、上記入力領域3Aに対応する光導波路Wのアンダークラッド層1の裏面(コア形成面と反対側の面)部分に設けられている。そして、先に述べたように、上記折り曲げられた光導波路Wの周縁部分Fの先端部は、図2(c)に示すように、上記電気回路基板Eの電気回路形成面〔上記アンダークラッド層1と反対側の面:図2(c)では下面〕に当接され、上記発光素子4および受光素子5は、上記電気回路基板Eの電気回路形成面に実装されている。ここで、上記電気回路基板Eの厚みは、例えば、1〜10mmの範囲内に設定され、上記折り曲げ部分の折り曲げ半径(内径)Rは、例えば、0.5〜5mmの範囲内に設定される。この折り曲げ半径Rが小さ過ぎると、その折り曲げ部分での光伝播効率が低下する傾向にあり、大き過ぎると、上記入力領域3Aの周りに突出する上記折り曲げ部分の突出幅(額縁幅)Tが大きくなり、位置センサの省スペース化の効果が低下する傾向にある。
The electric circuit board E is provided on the back surface (surface opposite to the core formation surface) of the
そして、上記位置センサへの文字等の入力は、上記入力領域3Aに、直接または樹脂フィルムや紙等を介して、ペン等の入力体で文字等を書くことにより行われる。このとき、上記入力領域3Aがペン先等で押圧され、その押圧部分のコア2が変形し、そのコア2の光伝播量が低下する。そのため、上記押圧部分のコア2では、上記受光素子5での光の検出レベルが低下することから、上記押圧位置(XY座標)を検知できるようになっている。
Input of characters or the like to the position sensor is performed by writing characters or the like in the
上記位置センサの製法は、まず、光導波路Wと電気回路基板Eとを個別に作製する。ついで、上記電気回路基板Eの電気回路形成面と反対側の面に、上記入力領域3Aに対応する光導波路Wのアンダークラッド層1の裏面部分を当接させる。つぎに、上記光導波路Wのコア2の端面に、上記発光素子4および受光素子5を接続する。そして、上記光導波路Wの周縁部分Fを、その周縁部分Fのコア2に対して直角に折り曲げ、その折り曲げた上記周縁部分Fの先端部を上記電気回路基板Eの電気回路形成面に当接させるとともに、上記発光素子4および受光素子5を上記電気回路形成面に実装する。このようにして、上記位置センサを得ることができる。
In the manufacturing method of the position sensor, first, the optical waveguide W and the electric circuit board E are individually manufactured. Next, the back surface portion of the
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、光導波路Wを作製することができる。各層の厚みは、例えば、アンダークラッド層1が10〜500μmの範囲内、コア2が5〜100μmの範囲内、オーバークラッド層3が1〜200μmの範囲内に設定される。なお、上記アンダークラッド層1として、ゴムシートを用い、そのゴムシート上にコア2を格子状に形成するようにしてもよい。
Examples of the material for forming the under
また、コア2の弾性率は、アンダークラッド層1およびオーバークラッド層3の弾性率よりも大きく設定されていることが好ましい。その理由は、弾性率の設定がその逆であると、コア2の周辺が硬くなるため、オーバークラッド層3の入力領域3Aの部分を押圧するペン先等の面積よりもかなり広い面積の光導波路Wの部分が凹み、押圧位置を正確に検知し難くなる傾向にあるからである。そこで、各弾性率としては、例えば、コア2の弾性率は、1GPa以上10GPa以下の範囲内に設定され、オーバークラッド層3の弾性率は、0.1GPa以上10GPa未満の範囲内に設定され、アンダークラッド層1の弾性率は、0.1MPa以上1GPa以下の範囲内に設定されることが好ましい。この場合、コア2の弾性率が大きいため、小さな押圧力では、コア2はつぶれない(コア2の断面積は小さくならない)ものの、押圧により光導波路Wが凹むため、その凹んだ部分に対応するコア2の曲がった部分から光の漏れ(散乱)が発生し、そのコア2では、受光素子5〔図2(a)参照〕での光の検出レベルが低下することから、押圧位置を検知することができる。
The elastic modulus of the
さらに、上記コア2から光が漏れないようにする観点から、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。特に、上記折り曲げ部分では、その折り曲げにより、コア2から折り曲げの外側(オーバークラッド層3側)に光が漏れるおそれがあることから、オーバークラッド層3の屈折率をより小さく設定することにより、コア2との屈折率差をより大きくして、光が漏れ難くすることが好ましい。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。
Further, from the viewpoint of preventing light from leaking from the
図3は、本発明の位置センサの他の実施の形態の側縁部分を拡大して示す断面図である。この実施の形態では、図1,図2(a)〜(c)に示す上記実施の形態において、光導波路Wの周縁部分Fの折り曲げ部分が、光導波路Wの裏面側に90°折り曲げられたものとなっている。それに対応して、電気回路基板Eも90°折り曲げたものを用いている。それ以外の部分は、図1,図2(a)〜(c)に示す上記実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。 FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a side edge portion of another embodiment of the position sensor of the present invention. In this embodiment, in the above-described embodiment shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, the bent portion of the peripheral portion F of the optical waveguide W is bent 90 ° to the back side of the optical waveguide W. It has become a thing. Correspondingly, the electric circuit board E is also bent by 90 °. Other parts are the same as those in the above-described embodiment shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, and the same reference numerals are given to the same parts.
この実施の形態でも、図1,図2(a)〜(c)に示す上記実施の形態と同様、位置センサの平面視での省スペース化を図ることができる。また、この実施の形態の位置センサは、上記90°折り曲げた部分の内側に沿う、机等の角部に設置することができる。 In this embodiment as well, as in the above-described embodiment shown in FIGS. 1 and 2A to 2C, space saving in a plan view of the position sensor can be achieved. Further, the position sensor of this embodiment can be installed at a corner of a desk or the like along the inside of the portion bent by 90 °.
なお、上記各実施の形態では、光導波路Wの4個所の周縁部分Fのうち3個所を折り曲げたが、他でもよく、例えば、4個所全てを折り曲げてもよいし、2個所を折り曲げてもよいし、1個所だけを折り曲げてもよい。 In each of the above embodiments, three of the four peripheral portions F of the optical waveguide W are bent. However, other portions may be used. For example, all four portions may be bent or two portions may be bent. It is good or you may bend only one place.
また、上記各実施の形態では、発光素子4および受光素子5をそれぞれ2個用いたが、他でもよく、例えば、それぞれ1個用いてもよいし、それぞれ3個以上用いてもよい。そして、上記実施の形態では、上記発光素子4または受光素子5を、略四角形シート状の光導波路Wの各角部に配置したが、他でもよく、例えば、発光素子4および受光素子5を全て、略四角形シート状の光導波路Wの同じ一端縁に配置してもよい。
In each of the above embodiments, two
さらに、上記各実施の形態において、格子状部分のコア2の各交差部は、通常、図4(a)に拡大平面図で示すように、交差する4方向の全てが連続した状態に形成されているが、他でもよい。例えば、図4(b)に示すように、交差する1方向のみが、隙間Gにより分断され、不連続になっているものでもよい。上記隙間Gは、アンダークラッド層1またはオーバークラッド層3の形成材料で形成されている。その隙間Gの幅dは、0(零)を超え(隙間Gが形成されていればよく)、通常、20μm以下に設定される。それと同様に、図4(c),(d)に示すように、交差する2方向〔図4(c)は対向する2方向、図4(d)は隣り合う2方向〕が不連続になっているものでもよいし、図4(e)に示すように、交差する3方向が不連続になっているものでもよいし、図4(f)に示すように、交差する4方向の全てが不連続になっているものでもよい。さらに、図4(a)〜(f)に示す上記交差部のうちの2種類以上の交差部を備えた格子状としてもよい。すなわち、本発明において、複数の線状のコア2により形成される「格子状」とは、一部ないし全部の交差部が上記のように形成されているものを含む意味である。
Furthermore, in each of the above-described embodiments, each crossing portion of the
なかでも、図4(b)〜(f)に示すように、交差する少なくとも1方向を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができる。すなわち、図5(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5(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5(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5(a)では下方向〕でも発生する。これに対し、図5(b)に示すように、交差する1方向〔図5(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5(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5(b)の二点鎖線の矢印参照〕。このことから、先に述べたように、交差する少なくとも1方向を不連続とすると、光の交差損失を低減させることができるのである。その結果、ペン先等による押圧位置の検知感度を高めることができる。
In particular, as shown in FIGS. 4B to 4F, when at least one intersecting direction is discontinuous, the light crossing loss can be reduced. That is, as shown in FIG. 5 (a), in an intersection where all four intersecting directions are continuous, if one of the intersecting directions [upward in FIG. 5 (a)] is noted, the light incident on the intersection Part of the light reaches the
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。 Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to the examples.
〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
成分a:エポキシ樹脂(三菱化学社製、YL7410)60重量部。
成分b:エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)40重量部。
成分c:光酸発生剤(サンアプロ社製、CPI101A)4重量部。
これら成分a〜cを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。
[Formation material of under clad layer and over clad layer]
Component a: 60 parts by weight of an epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation YL7410).
Component b: 40 parts by weight of epoxy resin (manufactured by Daicel, EHPE3150).
Component c: 4 parts by weight of a photoacid generator (manufactured by Sun Apro, CPI101A).
By mixing these components a to c, materials for forming the under cladding layer and the over cladding layer were prepared.
〔コアの形成材料〕
成分d:エポキシ樹脂(ダイセル社製、EHPE3150)90重量部。
成分e:エポキシ樹脂(三菱化学社製、エピコート1002)10重量部。
成分f:光酸発生剤(ADEKA社製、SP170)1重量部。
成分g:乳酸エチル(和光純薬工業社製、溶剤)50重量部。
これら成分d〜gを混合することにより、コアの形成材料を調製した。
[Core forming material]
Component d: 90 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Daicel Corporation, EHPE3150).
Component e: 10 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, Epicoat 1002).
Component f: 1 part by weight of a photoacid generator (manufactured by ADEKA, SP170).
Component g: 50 parts by weight of ethyl lactate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., solvent).
A core forming material was prepared by mixing these components d to g.
〔光導波路の作製〕
まず、上記アンダークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、アンダークラッド層を形成した。このアンダークラッド層の厚みは25μmとした。弾性率は240MPa、屈折率は1.496であった。なお、弾性率の測定は、粘弾性測定装置(TA instruments Japan Inc. 社製、RSA3)を用いた。
[Production of optical waveguide]
First, an under clad layer was formed by spin coating using the under clad layer forming material. The thickness of this under cladding layer was 25 μm. The elastic modulus was 240 MPa and the refractive index was 1.496. The elastic modulus was measured using a viscoelasticity measuring device (TA instruments Japan Inc., RSA3).
ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料を用いて、フォトリソグラフィ法により、複数の線状のコアからなる格子状部分と外周部分とを備えたシート状のコアパターン部材を形成した。上記格子状部分(入力領域)の寸法は、縦210mm×横297mmとした。また、上記コアの幅は100μm、厚みは50μm、格子状部分における隣り合う平行な線状のコアとコアとの間の隙間の幅は500μmとした。弾性率は1.58GPa、屈折率は1.516であった。 Next, a sheet-like core pattern member having a lattice-shaped portion composed of a plurality of linear cores and an outer peripheral portion is formed on the surface of the under-cladding layer by the photolithography method using the core forming material. did. The size of the grid portion (input area) was 210 mm long × 297 mm wide. The width of the core was 100 μm, the thickness was 50 μm, and the width of the gap between adjacent parallel linear cores in the lattice portion was 500 μm. The elastic modulus was 1.58 GPa and the refractive index was 1.516.
つぎに、上記コアパターン部材を被覆するように、上記アンダークラッド層の表面に、上記オーバークラッド層の形成材料を用いて、スピンコート法により、オーバークラッド層を形成した。このオーバークラッド層の厚み(コアの表面からの厚み)は40μmとした。弾性率は240MPa、屈折率は1.496であった。このようにして、シート状の光導波路を作製した。 Next, an over-cladding layer was formed on the surface of the under-cladding layer by spin coating using the over-cladding layer forming material so as to cover the core pattern member. The thickness of this over clad layer (thickness from the surface of the core) was 40 μm. The elastic modulus was 240 MPa and the refractive index was 1.496. In this way, a sheet-like optical waveguide was produced.
〔位置センサの作製〕
片面に電気回路が形成された、上記入力領域と同寸法の電気回路基板を準備し、それの電気回路形成面と反対側の面に、上記入力領域に対応する光導波路のアンダークラッド層の裏面部分を当接させた。つぎに、上記外周部分のコアの一端面に、発光素子(Optowell社製、XH85-S0603-2s )を接続し、上記外周部分のコアの他端面に、受光素子(浜松ホトニクス社製、s10226)を接続した。そして、光導波路の3個所の周縁部分を折り曲げ、上記電気回路基板の電気回路形成面に当接させるとともに、上記発光素子および受光素子を上記電気回路形成面に実装した。上記折り曲げは、入力領域の周りに突出する折り曲げ部分の突出幅が、両側の2個所で10mm、その間の1個所で5mmとなるようにし、また、折り曲げ半径が2mmとなるようにした。この場合、折り曲げた上記3個所の周縁部分の幅は、両側の2個所が47.5mm,35.5mm、その間の1個所が60.0mmであった。
[Production of position sensor]
Prepare an electric circuit board having the same dimensions as the input region, with an electric circuit formed on one side, and on the surface opposite to the electric circuit forming surface, the back surface of the under cladding layer of the optical waveguide corresponding to the input region The parts were brought into contact. Next, a light emitting element (Optowell, XH85-S0603-2s) is connected to one end face of the outer peripheral core, and a light receiving element (Hamamatsu Photonics, s10226) is connected to the other end face of the outer peripheral core. Connected. Then, the peripheral portions of the three portions of the optical waveguide were bent and brought into contact with the electric circuit forming surface of the electric circuit board, and the light emitting element and the light receiving element were mounted on the electric circuit forming surface. In the bending, the protruding width of the bent portion protruding around the input region was 10 mm at two positions on both sides, and 5 mm at one position between them, and the bending radius was 2 mm. In this case, the widths of the peripheral portions of the three bent portions were 47.5 mm and 35.5 mm at two locations on both sides, and 60.0 mm at one location therebetween.
〔比較例〕
上記実施例において、光導波路の周縁部分を折り曲げないものを比較例とした。
[Comparative Example]
In the above embodiment, a comparative example is one in which the peripheral portion of the optical waveguide is not bent.
上記実施例と比較例とを比較すると、上記実施例は、周縁部分を折り曲げた分だけ、省スペース化されていることがわかる。 Comparing the above example and the comparative example, it can be seen that the above example is space-saving by the amount of bending of the peripheral portion.
本発明の位置センサは、省スペース化を図る場合に利用可能である。 The position sensor of the present invention can be used for space saving.
W 光導波路
F 周縁部分
1 アンダークラッド層
2 コア
2A 格子状部分
2B 外周部分
3 オーバークラッド層
3A 入力領域
W Optical waveguide F
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