JPH0784710A - 位置入力装置 - Google Patents
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- JPH0784710A JPH0784710A JP23206693A JP23206693A JPH0784710A JP H0784710 A JPH0784710 A JP H0784710A JP 23206693 A JP23206693 A JP 23206693A JP 23206693 A JP23206693 A JP 23206693A JP H0784710 A JPH0784710 A JP H0784710A
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- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、位置の入力または検出を精度良
く、高分解能に行うことができ、耐久性に優れた位置入
力装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、光導波路２を備える光導波路部材
１と、この光導波路部材１に設けられて光導波路２中を
導波する光の光路を光導波部材１の外方に変換する光路
変換部５と、光導波路２の一方の端面４側に配置されて
光導波路２中を導波させる光を発する発光手段１０と前
記光導波路２の一方の端面４側に配置されて光を受光す
る受光手段の少なくとも一方と、前記光導波路の一方の
端面側に配置された発光手段に対応する受光手段と前記
光導波路の一方の端面側に配置された発光手段に対応す
る受光手段の少なくとも一方を備えて前記光路変換部５
に対して移動自在に設けられる位置入力手段９と、前記
受光手段に受光された光に基づいて前記位置入力手段の
位置を算出する演算手段７とを具備してなるものであ
る。
く、高分解能に行うことができ、耐久性に優れた位置入
力装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明は、光導波路２を備える光導波路部材
１と、この光導波路部材１に設けられて光導波路２中を
導波する光の光路を光導波部材１の外方に変換する光路
変換部５と、光導波路２の一方の端面４側に配置されて
光導波路２中を導波させる光を発する発光手段１０と前
記光導波路２の一方の端面４側に配置されて光を受光す
る受光手段の少なくとも一方と、前記光導波路の一方の
端面側に配置された発光手段に対応する受光手段と前記
光導波路の一方の端面側に配置された発光手段に対応す
る受光手段の少なくとも一方を備えて前記光路変換部５
に対して移動自在に設けられる位置入力手段９と、前記
受光手段に受光された光に基づいて前記位置入力手段の
位置を算出する演算手段７とを具備してなるものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、座標入力等に好適な位
置入力装置に関するもので、特に光導波路を有する光導
波部材を利用した位置入力装置に関する。
置入力装置に関するもので、特に光導波路を有する光導
波部材を利用した位置入力装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディスプレイ画面に座標入力面を
重ねて用いるのに好適な座標入力装置として、例えば、
２枚の透明抵抗シートの抵抗膜が、絶縁スペーサを介し
て所定間隔を隔てて相対向されてなる抵抗膜方式による
もの、短冊状の透明電極が複数本形成されてなる２枚の
透明電極シートの透明電極が、絶縁スペーサにより所定
の間隔を隔てて相対向されてなるスイッチマトリックス
方式によるものなどが知られている。
重ねて用いるのに好適な座標入力装置として、例えば、
２枚の透明抵抗シートの抵抗膜が、絶縁スペーサを介し
て所定間隔を隔てて相対向されてなる抵抗膜方式による
もの、短冊状の透明電極が複数本形成されてなる２枚の
透明電極シートの透明電極が、絶縁スペーサにより所定
の間隔を隔てて相対向されてなるスイッチマトリックス
方式によるものなどが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の抵抗
膜方式およびスイッチマトリックス方式による座標入力
装置は、ペンや指をタッチ入力面に直接触れる方式であ
るため、入力時に絶縁スペーサの近傍の透明抵抗シート
および透明電極シートの変形が局部的に大きくなり、複
雑に力が加わるので、耐久性が低いという問題がある。
また、抵抗膜方式によれば、抵抗膜の抵抗値のばらつき
により位置検出誤差が大きいという問題がある。一方、
スイッチマトリックス方式によれば、透明電極を微細パ
ターンにて形成すると抵抗値が大きくなり、発熱したり
消費電力が大きくなるので、高分解能の位置検出ができ
ないという問題がある。
膜方式およびスイッチマトリックス方式による座標入力
装置は、ペンや指をタッチ入力面に直接触れる方式であ
るため、入力時に絶縁スペーサの近傍の透明抵抗シート
および透明電極シートの変形が局部的に大きくなり、複
雑に力が加わるので、耐久性が低いという問題がある。
また、抵抗膜方式によれば、抵抗膜の抵抗値のばらつき
により位置検出誤差が大きいという問題がある。一方、
スイッチマトリックス方式によれば、透明電極を微細パ
ターンにて形成すると抵抗値が大きくなり、発熱したり
消費電力が大きくなるので、高分解能の位置検出ができ
ないという問題がある。
【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、位置の入力または検出を精度良く、かつ、高分
解能に行うことができ、耐久性に優れた位置入力装置を
提供することを目的とするものである。
もので、位置の入力または検出を精度良く、かつ、高分
解能に行うことができ、耐久性に優れた位置入力装置を
提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は前
記課題を解決するために、光導波路を備える板状または
フイルム状の光導波路部材と、この光導波路部材の主面
あるいはその近傍に設けられて前記光導波路中を導波す
る光の光路を前記光導波部材の外方に変換する光路変換
部と、前記光導波路の一方の端面側に配置されて前記光
導波路中を導波させる光を発する発光手段と前記光導波
路の一方の端面側に配置されて光を受光する受光手段の
少なくとも一方と、前記光導波路の一方の端面側に配置
された発光手段に対応する受光手段と前記光導波路の一
方の端面側に配置された発光手段に対応する受光手段の
少なくとも一方を備えて前記光路変換部に対して移動自
在に設けられる位置入力手段と、前記受光手段に受光さ
れた光に基づいて前記位置入力手段の位置を算出する演
算手段を具備してなるものである。
記課題を解決するために、光導波路を備える板状または
フイルム状の光導波路部材と、この光導波路部材の主面
あるいはその近傍に設けられて前記光導波路中を導波す
る光の光路を前記光導波部材の外方に変換する光路変換
部と、前記光導波路の一方の端面側に配置されて前記光
導波路中を導波させる光を発する発光手段と前記光導波
路の一方の端面側に配置されて光を受光する受光手段の
少なくとも一方と、前記光導波路の一方の端面側に配置
された発光手段に対応する受光手段と前記光導波路の一
方の端面側に配置された発光手段に対応する受光手段の
少なくとも一方を備えて前記光路変換部に対して移動自
在に設けられる位置入力手段と、前記受光手段に受光さ
れた光に基づいて前記位置入力手段の位置を算出する演
算手段を具備してなるものである。
【０００６】請求項２記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項１記載の位置入力装置において、光路変
換部をマトリックス状に配置してなるものである。
ために、請求項１記載の位置入力装置において、光路変
換部をマトリックス状に配置してなるものである。
【０００７】請求項３記載の発明は前記課題を解決する
ために、光導波路を備える板状またはフイルム状の光導
波路部材と、この光導波路部材の主面あるいはその近傍
に設けられて前記光導波路中を導波する光の光路を前記
光導波部材の外方に変換する光路変換部と、前記光導波
路の一方の端面側に配置されて前記光導波路中を導波さ
せる光を発する発光手段と、前記光路変換部から出射さ
れる光を前記光路変換部に向けて反射する反射部材を供
え、かつ、前記光路変換部に対して移動自在な反射型位
置入力手段と、前記発光手段の近傍に配置されて前記反
射型位置入力手段により反射される光を受光するための
受光手段と、該受光手段により受光される光に基づいて
前記反射型位置入力手段の位置を算出する演算手段を具
備してなるものである。
ために、光導波路を備える板状またはフイルム状の光導
波路部材と、この光導波路部材の主面あるいはその近傍
に設けられて前記光導波路中を導波する光の光路を前記
光導波部材の外方に変換する光路変換部と、前記光導波
路の一方の端面側に配置されて前記光導波路中を導波さ
せる光を発する発光手段と、前記光路変換部から出射さ
れる光を前記光路変換部に向けて反射する反射部材を供
え、かつ、前記光路変換部に対して移動自在な反射型位
置入力手段と、前記発光手段の近傍に配置されて前記反
射型位置入力手段により反射される光を受光するための
受光手段と、該受光手段により受光される光に基づいて
前記反射型位置入力手段の位置を算出する演算手段を具
備してなるものである。
【０００８】請求項４記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項３記載の位置入力装置において、光路変
換部をマトリックス状に配置してなるものである。
ために、請求項３記載の位置入力装置において、光路変
換部をマトリックス状に配置してなるものである。
【０００９】請求項５記載の発明は前記課題を解決する
ために、請求項３または４記載の位置入力装置におい
て、発光手段および受光手段と光導波路の一方の端面と
の間に偏向手段を配設してなるものである。
ために、請求項３または４記載の位置入力装置におい
て、発光手段および受光手段と光導波路の一方の端面と
の間に偏向手段を配設してなるものである。
【００１０】
【作用】請求項１および請求項２による位置入力装置
は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波部
材と発光手段と受光手段を主構成とするので、光導波部
材の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成でき
ることから、高分解能に位置検出を行うことができる。
また、位置入力手段を光導波部材に直接接触させること
なく入力できるので、極めて耐久性に優れる。更にま
た、複数の光導波路を直交させて設けるならば、光変換
部をマトリックス状に配置できるので、座標入力にも適
用できる。
は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波部
材と発光手段と受光手段を主構成とするので、光導波部
材の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成でき
ることから、高分解能に位置検出を行うことができる。
また、位置入力手段を光導波部材に直接接触させること
なく入力できるので、極めて耐久性に優れる。更にま
た、複数の光導波路を直交させて設けるならば、光変換
部をマトリックス状に配置できるので、座標入力にも適
用できる。
【００１１】請求項３ないし請求項５による位置入力装
置は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波
部材と発光手段と反射部材とを主構成とするから、光導
波部材の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成
できることから、高分解能にて位置検出を行うことがで
きる。更に、光導波部材の外方に出射された光を反射部
材によって反射させて光導波部材に戻し、光導波部材の
近傍に配置された受光部で検出し、演算手段で演算する
ことで、正確な信号処理ができるようになり、正確な位
置入力ができる。また、反射部材を光度は部材に直接接
触させることなく入力できるので、極めて耐久性に優れ
る。更にまた、複数の光導波路を直交させて設けるなら
ば、光変換部をマトリックス状に配置できるので、座標
入力にも適用できる。
置は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波
部材と発光手段と反射部材とを主構成とするから、光導
波部材の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成
できることから、高分解能にて位置検出を行うことがで
きる。更に、光導波部材の外方に出射された光を反射部
材によって反射させて光導波部材に戻し、光導波部材の
近傍に配置された受光部で検出し、演算手段で演算する
ことで、正確な信号処理ができるようになり、正確な位
置入力ができる。また、反射部材を光度は部材に直接接
触させることなく入力できるので、極めて耐久性に優れ
る。更にまた、複数の光導波路を直交させて設けるなら
ば、光変換部をマトリックス状に配置できるので、座標
入力にも適用できる。
【００１２】また、発光手段および受光手段と光導波路
の一方の端面との間に偏向手段を配設した構造としたも
のは、反射部材で反射されて光路変換部に戻る光を発光
手段に戻すことなく効率良く受光手段に入射させること
ができ、演算手段における信号処理上有利となる。
の一方の端面との間に偏向手段を配設した構造としたも
のは、反射部材で反射されて光路変換部に戻る光を発光
手段に戻すことなく効率良く受光手段に入射させること
ができ、演算手段における信号処理上有利となる。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、各実施例の同一構成要素には同一符号を付
すことにする。
する。なお、各実施例の同一構成要素には同一符号を付
すことにする。
【００１４】（実施例１）以下に、本発明による位置入
力装置の第１実施例を図１ないし図５に基づいて説明す
る。図１は、位置入力手段を除く位置入力装置の主要部
の略平面図、図２は、位置入力手段の概略断面図、図３
は、光導波部材１の要部拡大正面図、図４は光導波部材
１の要部拡大斜視図である。図１と図４において、１は
フイルム状または板状の光導波部材、２は光を導波させ
るためのコア部からなる光導波路で、この例の光導波路
２は格子状に形成され、自身の屈折率よりも高い屈折率
を有する図３に示すクラッド層８の内部に埋め込まれた
構造になっている。図１と図４において、３は前記光導
波路２から分岐して設けられた分岐光導波路であり、４
はクラッド層８の側面に露出されている光導波路２の一
方の端面であり、この端面４は光導波部材１の側面に位
置している。
力装置の第１実施例を図１ないし図５に基づいて説明す
る。図１は、位置入力手段を除く位置入力装置の主要部
の略平面図、図２は、位置入力手段の概略断面図、図３
は、光導波部材１の要部拡大正面図、図４は光導波部材
１の要部拡大斜視図である。図１と図４において、１は
フイルム状または板状の光導波部材、２は光を導波させ
るためのコア部からなる光導波路で、この例の光導波路
２は格子状に形成され、自身の屈折率よりも高い屈折率
を有する図３に示すクラッド層８の内部に埋め込まれた
構造になっている。図１と図４において、３は前記光導
波路２から分岐して設けられた分岐光導波路であり、４
はクラッド層８の側面に露出されている光導波路２の一
方の端面であり、この端面４は光導波部材１の側面に位
置している。
【００１５】また、図１と図４に示す５は、分岐光導波
路３の端部に形成された光路変換部であり、光導波路２
と分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材１の
外方に変換する機能を有し、光導波部材１の主面または
その近傍に形成されている。従って、前記光路変換部５
は、分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材１
の外方に変換する一方で、光導波部材１の外方から光路
変換部５へ入射される光を分岐光導波路３と光導波路２
へと導くことができるようになっている。更に、図１に
示す６は、光導波路２の端面４から出射される光を受光
できるように配置されたピンフォトダイオードなどの受
光素子からなる受光手段を示し、７は、受光手段６で受
光される光に基づいて、後述する位置入力手段９の位置
を算出する演算手段である。この例では、光導波部材１
の側面に露出された光導波路２の端面４・・・に対応す
るように複数の受光素子が光導波部材１の側面側に整列
配置され、各受光素子が演算手段７に接続されている。
路３の端部に形成された光路変換部であり、光導波路２
と分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材１の
外方に変換する機能を有し、光導波部材１の主面または
その近傍に形成されている。従って、前記光路変換部５
は、分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材１
の外方に変換する一方で、光導波部材１の外方から光路
変換部５へ入射される光を分岐光導波路３と光導波路２
へと導くことができるようになっている。更に、図１に
示す６は、光導波路２の端面４から出射される光を受光
できるように配置されたピンフォトダイオードなどの受
光素子からなる受光手段を示し、７は、受光手段６で受
光される光に基づいて、後述する位置入力手段９の位置
を算出する演算手段である。この例では、光導波部材１
の側面に露出された光導波路２の端面４・・・に対応す
るように複数の受光素子が光導波部材１の側面側に整列
配置され、各受光素子が演算手段７に接続されている。
【００１６】一方、図２において、９は、位置入力手
段、１０はＬＥＤなどの発光素子からなる発光手段、１
１は発光手段１０から発せられた光を平行光あるいは収
束光にするためのレンズなどからなる光学部材である。
この位置入力手段９には、発光手段１０を駆動するため
の電源やスイッチ（いずれも図面では省略）などが設け
られている。
段、１０はＬＥＤなどの発光素子からなる発光手段、１
１は発光手段１０から発せられた光を平行光あるいは収
束光にするためのレンズなどからなる光学部材である。
この位置入力手段９には、発光手段１０を駆動するため
の電源やスイッチ（いずれも図面では省略）などが設け
られている。
【００１７】次に、図３において、８はコア部からなる
光導波路２の屈折率よりも高い屈折率を有するクラッド
層を示す。また、この例の光導波部材１においては、図
４に示すように格子状の光導波路２で区切られた各矩形
領域上に光路変換部５が設けられており、これらの各光
路変換部５が分岐光導波路３によって光導波路２に接続
されている。
光導波路２の屈折率よりも高い屈折率を有するクラッド
層を示す。また、この例の光導波部材１においては、図
４に示すように格子状の光導波路２で区切られた各矩形
領域上に光路変換部５が設けられており、これらの各光
路変換部５が分岐光導波路３によって光導波路２に接続
されている。
【００１８】図５は、図１の光路変換部５の一例を示す
要部断面図である。図５において、１５は格子からなる
光路変換部である。この光路変換部１５のの格子パター
ンは、分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材
１の外方、即ち、図中Ｚ方向に変換できるパターンにて
形成されている。従って、図中−Ｚ方向、即ちＺ方向の
逆方向に進む光は、光路変換部１５で光路が変換され、
分岐光路導波路３に導波される。
要部断面図である。図５において、１５は格子からなる
光路変換部である。この光路変換部１５のの格子パター
ンは、分岐光導波路３を導波する光の光路を光導波部材
１の外方、即ち、図中Ｚ方向に変換できるパターンにて
形成されている。従って、図中−Ｚ方向、即ちＺ方向の
逆方向に進む光は、光路変換部１５で光路が変換され、
分岐光路導波路３に導波される。
【００１９】次に図６に基づいて光導波部材１の製造方
法の一例について説明する。まず、図６（ａ）に示すよ
うに、酢酸ブチルセルロースのどの樹脂をベースとし
て、これに高移動度のモノマーと硬化開始剤とを加え、
キャスティング法によりフィルム１２上に１００〜３０
０μｍの厚さの基体１３を形成する。次に、図６（ｂ）
に示すようにパターンマスク１４を介して紫外線露光し
て光重合させることにより、高屈折率の光導波路２と分
岐導波路３を所望のパターンに形成し、更に図６（ｃ）
に示すように分岐光導波路３の端部近傍上側に、エキシ
マレーザ加工などの手法により、格子からなる光路変換
部１５を形成する。次に、図６（ｄ）および（ｅ）に示
すように、基体１３の上下面にそれぞれ基体１３と同じ
材料を所定の厚さで積層してクラッド層８を形成し、更
に１２５℃程度の温度で１時間以上保持した後、図６
（ｆ）に示すように紫外線露光して全体を光重合するこ
とで光導波部材１が得られる。
法の一例について説明する。まず、図６（ａ）に示すよ
うに、酢酸ブチルセルロースのどの樹脂をベースとし
て、これに高移動度のモノマーと硬化開始剤とを加え、
キャスティング法によりフィルム１２上に１００〜３０
０μｍの厚さの基体１３を形成する。次に、図６（ｂ）
に示すようにパターンマスク１４を介して紫外線露光し
て光重合させることにより、高屈折率の光導波路２と分
岐導波路３を所望のパターンに形成し、更に図６（ｃ）
に示すように分岐光導波路３の端部近傍上側に、エキシ
マレーザ加工などの手法により、格子からなる光路変換
部１５を形成する。次に、図６（ｄ）および（ｅ）に示
すように、基体１３の上下面にそれぞれ基体１３と同じ
材料を所定の厚さで積層してクラッド層８を形成し、更
に１２５℃程度の温度で１時間以上保持した後、図６
（ｆ）に示すように紫外線露光して全体を光重合するこ
とで光導波部材１が得られる。
【００２０】次に、第１実施例の位置検出装置の作用に
ついて説明する。図２に示す位置入力装置９の光学部材
１１を、光導波部材１に非接触状態で対向させて、位置
入力手段９の図示しないスイッチをＯＮの状態にする
と、発光手段１０から発せられる光は、光学部材１１に
よって絞り込まれて光導波部材１の光路変換部５に入射
される。この光は、光路変換部５から分岐光導波路３に
導かれ、さらに図中Ｘ方向およびＹ方向に延びる光導波
路２を導波して、それぞれ図中左側と下側に向けて導波
した後、端面４から出射されてそれらの端面４に対峙す
る受光手段６に受光される。ここで演算手段７は、この
受光手段６で受光した光に基づいて、光導波部材１上に
おける光のスポットの位置、即ち、位置入力手段９の光
導波部材１に対する位置を算出することができる。
ついて説明する。図２に示す位置入力装置９の光学部材
１１を、光導波部材１に非接触状態で対向させて、位置
入力手段９の図示しないスイッチをＯＮの状態にする
と、発光手段１０から発せられる光は、光学部材１１に
よって絞り込まれて光導波部材１の光路変換部５に入射
される。この光は、光路変換部５から分岐光導波路３に
導かれ、さらに図中Ｘ方向およびＹ方向に延びる光導波
路２を導波して、それぞれ図中左側と下側に向けて導波
した後、端面４から出射されてそれらの端面４に対峙す
る受光手段６に受光される。ここで演算手段７は、この
受光手段６で受光した光に基づいて、光導波部材１上に
おける光のスポットの位置、即ち、位置入力手段９の光
導波部材１に対する位置を算出することができる。
【００２１】このように、実施例１の位置入力装置によ
れば、位置入力手段９から発せられた光を光導波部材１
上の所望の位置に照射することにより、その所望の位置
を指定入力することができる。また、位置入力手段９の
スイッチをＯＮの状態にしたままで光導波部材１の上を
移動させると、その移動の軌跡を入力できるので、文字
や絵を入力することができる。更に、光導波部材１の光
導波路２、分岐導波路３および光路変換部５は、光学技
術を利用して作成できるので、ミクロンオーダーの微細
パターンにて形成できるため、位置の検出または入力を
高分解能に行うことができる。更にまた、位置入力手段
９を光導波部材１に対して非接触状態で対向させて入力
できるので、極めて耐久性に優れる。
れば、位置入力手段９から発せられた光を光導波部材１
上の所望の位置に照射することにより、その所望の位置
を指定入力することができる。また、位置入力手段９の
スイッチをＯＮの状態にしたままで光導波部材１の上を
移動させると、その移動の軌跡を入力できるので、文字
や絵を入力することができる。更に、光導波部材１の光
導波路２、分岐導波路３および光路変換部５は、光学技
術を利用して作成できるので、ミクロンオーダーの微細
パターンにて形成できるため、位置の検出または入力を
高分解能に行うことができる。更にまた、位置入力手段
９を光導波部材１に対して非接触状態で対向させて入力
できるので、極めて耐久性に優れる。
【００２２】なお、実施例１の位置入力装置では、発光
手段１０を位置入力手段９に設け、受光手段６を光導波
路２の端面４に対峙する側に設けた例が開示されている
が、この発光手段１０と受光手段６とを逆に設けても良
いことは言うまでもない。
手段１０を位置入力手段９に設け、受光手段６を光導波
路２の端面４に対峙する側に設けた例が開示されている
が、この発光手段１０と受光手段６とを逆に設けても良
いことは言うまでもない。
【００２３】次に、実施例１に示した位置入力装置に用
いる光導波部材の変形例を図７ないし図９に基づいて説
明する。図７に示す光導波部材２１は、第１光導波部材
１６と第２光導波部材１７を重ねてなるものであり、光
導波部材２１を除くと、他の構成は、前記実施例１と同
等である。ここで、第１光導波部材１６は、図中Ｙ方向
に平行に延びる複数の光導波路２を有し、第２光導波部
材１７は、図中Ｘ方向に延びる複数の光導波路２を有す
る。なお、図７に示すように、第１光導波部材１６と第
２光導波部材１７におけるそれぞれの光路変換部５は、
第１光導波部材１６と第２光導波部材１７とを重ねた際
に、上下に重ならないように配置されている。このよう
に、光導波部材２１の光路変換部２５は、第１光導波部
材１６の光路変換部５と第２光導波部材１７の光路変換
部５とからなる。
いる光導波部材の変形例を図７ないし図９に基づいて説
明する。図７に示す光導波部材２１は、第１光導波部材
１６と第２光導波部材１７を重ねてなるものであり、光
導波部材２１を除くと、他の構成は、前記実施例１と同
等である。ここで、第１光導波部材１６は、図中Ｙ方向
に平行に延びる複数の光導波路２を有し、第２光導波部
材１７は、図中Ｘ方向に延びる複数の光導波路２を有す
る。なお、図７に示すように、第１光導波部材１６と第
２光導波部材１７におけるそれぞれの光路変換部５は、
第１光導波部材１６と第２光導波部材１７とを重ねた際
に、上下に重ならないように配置されている。このよう
に、光導波部材２１の光路変換部２５は、第１光導波部
材１６の光路変換部５と第２光導波部材１７の光路変換
部５とからなる。
【００２４】このような光導波部材２１に用いられる光
路変換部の好ましい一例を図８と図９に示す。図８と図
９は、光路変換部とその近傍の断面図である。図８にお
いて、３５は、分岐光導波路３の軸と直交する垂直面に
対して傾斜する傾斜平面からなる光路変換部であり、こ
の光路変換部３５は、クラッド層８と分岐光導波路３と
にわたるＶ字状切欠部を形成することで形成されてい
る。なお、前記の光路変換部３５には、Ａｌなどの金属
からなる反射膜が形成されていても良いし、また、前記
Ｖ字状切欠部に分岐光導波路３と異なる屈折率を有する
材料を充填して形成しても良い。図９において、４５
は、光路変換部、２０は、分岐光導波路３と異なる屈折
率を有する高屈折率層である。この光路変換部４５は、
分岐光導波路３と高屈折率層２０との境界であって、分
岐光導波路３の軸に対して傾斜する傾斜面から構成され
ている。
路変換部の好ましい一例を図８と図９に示す。図８と図
９は、光路変換部とその近傍の断面図である。図８にお
いて、３５は、分岐光導波路３の軸と直交する垂直面に
対して傾斜する傾斜平面からなる光路変換部であり、こ
の光路変換部３５は、クラッド層８と分岐光導波路３と
にわたるＶ字状切欠部を形成することで形成されてい
る。なお、前記の光路変換部３５には、Ａｌなどの金属
からなる反射膜が形成されていても良いし、また、前記
Ｖ字状切欠部に分岐光導波路３と異なる屈折率を有する
材料を充填して形成しても良い。図９において、４５
は、光路変換部、２０は、分岐光導波路３と異なる屈折
率を有する高屈折率層である。この光路変換部４５は、
分岐光導波路３と高屈折率層２０との境界であって、分
岐光導波路３の軸に対して傾斜する傾斜面から構成され
ている。
【００２５】ここで、図９に示す光路変換部４５の形成
方法について説明する。光路変換部４５は、例えば図６
（ｂ）に示す分岐光導波路３の終端部近傍に対して、所
望のパターンを形成するマスクを介して紫外線を斜め方
向に照射することにより形成される。この工程を除く他
の作成方法は、図６（ｃ）に示すエキシマレーザ加工工
程を除いた図６の製造方法と同様であり、この方法を実
施することで図９に示す光路変換部４５を形成すること
ができる。
方法について説明する。光路変換部４５は、例えば図６
（ｂ）に示す分岐光導波路３の終端部近傍に対して、所
望のパターンを形成するマスクを介して紫外線を斜め方
向に照射することにより形成される。この工程を除く他
の作成方法は、図６（ｃ）に示すエキシマレーザ加工工
程を除いた図６の製造方法と同様であり、この方法を実
施することで図９に示す光路変換部４５を形成すること
ができる。
【００２６】次に、実施例１に示した位置入力装置に用
いる光導波部材の他の変形例を図１０ないし図１２に基
づいて説明する。図１０に示す光導波部材３１は、第３
光導波部材１８と第４光導波部材１９を重ねてなるもの
であり、光導波路３１を除いた他の構成は、前記実施例
１と同等である。なお、第３光導波部材１８および第４
光導波部材１９が、前記変形例による第１光導波部材１
６および第２光導波部材１７と異なるのは、分岐光導波
路３のない光導波路２に光路変換部５が複数個形成され
ている点である。この例のように光導波路２上に分岐光
導波路３を形成することなく光路変換部５を形成しても
良い。ここで、光路変換部５は、第３光導波部材１８と
第４光導波部材１９とを重ねた際に上下に重ならないよ
うに配置されている。このように、光導波部材３１の光
路変換部５５は、第３光導波部材１８の光路変換部５
と、第４光導波部材１９の光路変換部５とからなる。
いる光導波部材の他の変形例を図１０ないし図１２に基
づいて説明する。図１０に示す光導波部材３１は、第３
光導波部材１８と第４光導波部材１９を重ねてなるもの
であり、光導波路３１を除いた他の構成は、前記実施例
１と同等である。なお、第３光導波部材１８および第４
光導波部材１９が、前記変形例による第１光導波部材１
６および第２光導波部材１７と異なるのは、分岐光導波
路３のない光導波路２に光路変換部５が複数個形成され
ている点である。この例のように光導波路２上に分岐光
導波路３を形成することなく光路変換部５を形成しても
良い。ここで、光路変換部５は、第３光導波部材１８と
第４光導波部材１９とを重ねた際に上下に重ならないよ
うに配置されている。このように、光導波部材３１の光
路変換部５５は、第３光導波部材１８の光路変換部５
と、第４光導波部材１９の光路変換部５とからなる。
【００２７】次に、図１０に示す光導波部材に用いられ
る光路変換部の一例を図１１と図１２に示す。図１１と
図１２は、光路変換部とその近傍の断面図である。図１
１において６５は、光導波路２の軸と直交する垂直な面
に対して傾斜する傾斜平面からなる光路変換部である。
光路変換部６５は、光導波路２を導波する光の一部をこ
の光変換部６５から出射させるとともに残りの光を直進
させる機能を有し、同一の光導波路２に対して複数個形
成されている。そして、光路変換部６５の傾斜角度θ
は、各光路変換部６５から出射される光の強度がほぼ同
じになるような適当な角度に設定されている。一方、図
１２において７５は、図９に示す光路変換部４５と同じ
構造を有する光路変換部であり、同一の光導波路２に複
数個形成されている。この光路変換部７５の傾斜角度θ
は、各光路変換部７５から出射される光の強度がほぼ同
じになるような適当な角度に設定されている。
る光路変換部の一例を図１１と図１２に示す。図１１と
図１２は、光路変換部とその近傍の断面図である。図１
１において６５は、光導波路２の軸と直交する垂直な面
に対して傾斜する傾斜平面からなる光路変換部である。
光路変換部６５は、光導波路２を導波する光の一部をこ
の光変換部６５から出射させるとともに残りの光を直進
させる機能を有し、同一の光導波路２に対して複数個形
成されている。そして、光路変換部６５の傾斜角度θ
は、各光路変換部６５から出射される光の強度がほぼ同
じになるような適当な角度に設定されている。一方、図
１２において７５は、図９に示す光路変換部４５と同じ
構造を有する光路変換部であり、同一の光導波路２に複
数個形成されている。この光路変換部７５の傾斜角度θ
は、各光路変換部７５から出射される光の強度がほぼ同
じになるような適当な角度に設定されている。
【００２８】図７および図１０に示す光導波部材を用い
た位置検出装置は、それぞれ光導波部材２１と光導波部
材３１を除くと、他の構成は、前記実施例と同様である
ことから、基本的に前記実施例による位置検出装置と同
様の効果を発揮する。
た位置検出装置は、それぞれ光導波部材２１と光導波部
材３１を除くと、他の構成は、前記実施例と同様である
ことから、基本的に前記実施例による位置検出装置と同
様の効果を発揮する。
【００２９】（実施例２）本発明による第２の実施例を
図１３と図１４に基づいて説明する。図１３および図１
４において、２３は、発光手段１０と受光手段６と偏光
ビームスリッタなどの偏向手段とからなる受発光手段、
２５は反射型位置入力手段、２６は反射型位置入力手段
２５に備えられた反射部材である。ここで反射部材２５
は、光路変換部５から出射される光を再び光路変換部５
に戻すためのものであり、偏向手段２４は、光路変換部
から戻ってくる光を発光手段１０に戻すことなく受光手
段６に入射させる機能を有する。また、２２は、発光手
段１０を駆動する機能と、受光手段６が受光する光に基
づいて反射型位置入力手段２３の光導波部材１に対する
位置を算出する機能を兼ね備えた演算手段であり、これ
らの受発光手段２３と反射型位置入力手段２３と演算手
段２２を除く他の構成は実施例１と同様である。
図１３と図１４に基づいて説明する。図１３および図１
４において、２３は、発光手段１０と受光手段６と偏光
ビームスリッタなどの偏向手段とからなる受発光手段、
２５は反射型位置入力手段、２６は反射型位置入力手段
２５に備えられた反射部材である。ここで反射部材２５
は、光路変換部５から出射される光を再び光路変換部５
に戻すためのものであり、偏向手段２４は、光路変換部
から戻ってくる光を発光手段１０に戻すことなく受光手
段６に入射させる機能を有する。また、２２は、発光手
段１０を駆動する機能と、受光手段６が受光する光に基
づいて反射型位置入力手段２３の光導波部材１に対する
位置を算出する機能を兼ね備えた演算手段であり、これ
らの受発光手段２３と反射型位置入力手段２３と演算手
段２２を除く他の構成は実施例１と同様である。
【００３０】従って第２の実施例による位置検出装置
は、実施例１に示した位置検出装置と同様の効果を有す
るとともに、位置入力手段として単に反射部材２６を備
えるだけの単純な構造のものを用いることができる。更
に受発光手段として発光手段１０および受光手段６と光
導波路１の端面４との間に偏向手段２４を配設した構成
としたので、反射部材２６で反射されて光路変換部５に
戻る光を発光手段１０に戻すことなく効率良く受光手段
６に入射させることができ、演算手段２０における信号
処理上有利となる。
は、実施例１に示した位置検出装置と同様の効果を有す
るとともに、位置入力手段として単に反射部材２６を備
えるだけの単純な構造のものを用いることができる。更
に受発光手段として発光手段１０および受光手段６と光
導波路１の端面４との間に偏向手段２４を配設した構成
としたので、反射部材２６で反射されて光路変換部５に
戻る光を発光手段１０に戻すことなく効率良く受光手段
６に入射させることができ、演算手段２０における信号
処理上有利となる。
【００３１】なお、図１４に示した反射型位置入力手段
２５は、凹曲面からなり、周辺部に丸みを有する反射部
材２６を備え、光路変換部５から出射される発散光を収
束光または光として反射できるために、光の反射効率が
極めて良く、また、反射型位置入力手段２５の先端を光
導波部材１に直接触れても、光導波部材１の表面を傷つ
けることがない。また、本発明に係る装置は光学式読み
取り形式を採用しており、抵抗反射型位置入力手段２５
を光導波部材１に無用に押しつける必要はないので、長
期間の使用によっても光導波部材１を痛めるおそれはな
い。
２５は、凹曲面からなり、周辺部に丸みを有する反射部
材２６を備え、光路変換部５から出射される発散光を収
束光または光として反射できるために、光の反射効率が
極めて良く、また、反射型位置入力手段２５の先端を光
導波部材１に直接触れても、光導波部材１の表面を傷つ
けることがない。また、本発明に係る装置は光学式読み
取り形式を採用しており、抵抗反射型位置入力手段２５
を光導波部材１に無用に押しつける必要はないので、長
期間の使用によっても光導波部材１を痛めるおそれはな
い。
【００３２】更に、光導波部材１の光導波路２、分岐光
導波路３および光路変換部５は、光学技術を利用して形
成できるので、ミクロンオーダーの微細パターンにて形
成できるため、位置の検出を高分解能に行うことができ
る。また、位置入力手段９を光導波部材１に対して非接
触状態で対向させて入力できるので、極めて耐久性に優
れ、長期間の使用に耐え得る。
導波路３および光路変換部５は、光学技術を利用して形
成できるので、ミクロンオーダーの微細パターンにて形
成できるため、位置の検出を高分解能に行うことができ
る。また、位置入力手段９を光導波部材１に対して非接
触状態で対向させて入力できるので、極めて耐久性に優
れ、長期間の使用に耐え得る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１または請求
項２記載の位置入力装置は、光導波路を備える板状また
はフィルム状の光導波部材と発光手段と受光手段を主構
成とするので、光導波部材の光導波路や光路変換部を微
細パターンにて形成できることから、高分解能に位置検
出を行うことができる。また、位置入力手段を光導波部
材に直接接触させることなく入力できるので、極めて耐
久性に優れる。更にまた、複数の光導波路を直交させて
設けるならば、光変換部をマトリックス状に配置できる
ので、座標入力にも適用できる。
項２記載の位置入力装置は、光導波路を備える板状また
はフィルム状の光導波部材と発光手段と受光手段を主構
成とするので、光導波部材の光導波路や光路変換部を微
細パターンにて形成できることから、高分解能に位置検
出を行うことができる。また、位置入力手段を光導波部
材に直接接触させることなく入力できるので、極めて耐
久性に優れる。更にまた、複数の光導波路を直交させて
設けるならば、光変換部をマトリックス状に配置できる
ので、座標入力にも適用できる。
【００３４】請求項３ないし請求項５による位置入力装
置は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波
部材と発光手段と反射部材とを主構成とし、光導波部材
の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成できる
ことから、高分解能にて位置検出を行うことができる。
更に、光導波部材の外方に出射された光を反射部材によ
って反射させて光導波部材の光導波路に戻し、光導波部
材の近傍に配置された受光部で検出し、演算手段で演算
することで、正確な信号処理ができるようになり、正確
な位置入力ができる。また、反射部材を光度は部材に直
接接触させることなく入力できるので、極めて耐久性に
優れる。更にまた、複数の光導波路を直交させて設ける
ならば、光変換部をマトリックス状に配置できるので、
座標入力にも適用できる。
置は、光導波路を備える板状またはフィルム状の光導波
部材と発光手段と反射部材とを主構成とし、光導波部材
の光導波路や光路変換部を微細パターンにて形成できる
ことから、高分解能にて位置検出を行うことができる。
更に、光導波部材の外方に出射された光を反射部材によ
って反射させて光導波部材の光導波路に戻し、光導波部
材の近傍に配置された受光部で検出し、演算手段で演算
することで、正確な信号処理ができるようになり、正確
な位置入力ができる。また、反射部材を光度は部材に直
接接触させることなく入力できるので、極めて耐久性に
優れる。更にまた、複数の光導波路を直交させて設ける
ならば、光変換部をマトリックス状に配置できるので、
座標入力にも適用できる。
【００３５】また、発光手段および受光手段と光導波路
の一方の端面との間に偏向手段を配設した構造としたの
で、反射部材で反射されて光路変換部に戻る光を発光手
段に戻すことなく効率良く受光手段に入射させることが
でき、演算手段における信号処理上有利となり、正確な
位置入力ができる。
の一方の端面との間に偏向手段を配設した構造としたの
で、反射部材で反射されて光路変換部に戻る光を発光手
段に戻すことなく効率良く受光手段に入射させることが
でき、演算手段における信号処理上有利となり、正確な
位置入力ができる。
【図１】本発明に係る位置入力装置の主要部の第１実施
例を示す略平面図である。
例を示す略平面図である。
【図２】本発明に係る位置入力装置の位置入力手段の第
１実施例を示す断面図である。
１実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る光導波部材の第１実施例を示す要
部拡大断面図である。
部拡大断面図である。
【図４】本発明に係る光導波部材の第１実施例を示す要
部拡大斜視図である。
部拡大斜視図である。
【図５】本発明に係る光路変換部の第１実施例を示す拡
大断面図である。
大断面図である。
【図６】本発明に係る光導波部材の製造方法を示す説明
図である。
図である。
【図７】本発明に係る光導波部材の第１実施例の変形例
を示す要部拡大断面図である。
を示す要部拡大断面図である。
【図８】本発明に係る光路変換部の第１実施例の変形例
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図９】本発明に係る光路変換部の第１実施例の変形例
を示す拡大断面図である。
を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明に係る光導波部材の第１実施例の他の
変形例を示す要部拡大断面図である。
変形例を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明に係る光路変換部の第１実施例の他の
変形例を示す拡大断面図である。
変形例を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明に係る光路変換部の第１実施例の他の
変形例を示す拡大断面図である。
変形例を示す拡大断面図である。
【図１３】本発明に係る位置入力装置の主要部の第２実
施例を示す略平面図である。
施例を示す略平面図である。
【図１４】本発明に係る位置入力装置の第２実施例を示
す要部拡大断面図である。
す要部拡大断面図である。
１、２１、３１ 光導波部材、 ２ 光導波路、 ３ 分岐光導波路、 ４ 端面、 ５、２５、３５、５５、６５、７５ 光路変換部、 ６ 受光手段、 ７、２２ 演算手段、 ８ クラッド層、 ９ 位置入力手段、 １０ 発光手段、 １１ 光学部材、 １２ フィルム、 １３ 基体、 １４ パターンマスク、 １５ 光路変換部、 １６ 第１光導波部材、 １７ 第２光導波部材、 １８ 第３光導波部材、 １９ 第４光導波部材、 ２０ 高屈折率層、 ２３ 受発光手段、 ２４ 偏向手段、 ２５ 反射型位置入力手段、 ２６ 反射部材、
Claims (5)
- 【請求項１】 光導波路を備える板状またはフイルム状
の光導波路部材と、この光導波路部材の主面あるいはそ
の近傍に設けられて前記光導波路中を導波する光の光路
を前記光導波部材の外方に変換する光路変換部と、前記
光導波路の一方の端面側に配置されて前記光導波路中を
導波させる光を発する発光手段と前記光導波路の一方の
端面側に配置されて光を受光する受光手段の少なくとも
一方と、前記光導波路の一方の端面側に配置された発光
手段に対応する受光手段と前記光導波路の一方の端面側
に配置された発光手段に対応する受光手段の少なくとも
一方を備えて前記光路変換部に対して移動自在に設けら
れる位置入力手段と、前記受光手段に受光された光に基
づいて前記位置入力手段の位置を算出する演算手段を具
備してなることを特徴とする位置入力装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の位置入力装置において、
光路変換部が、マトリックス状に配置されてなることを
特徴とする位置入力装置。 - 【請求項３】 光導波路を備える板状またはフイルム状
の光導波路部材と、この光導波路部材の主面あるいはそ
の近傍に設けられて前記光導波路中を導波する光の光路
を前記光導波部材の外方に変換する光路変換部と、前記
光導波路の一方の端面側に配置されて前記光導波路中を
導波させる光を発する発光手段と、前記光路変換部から
出射される光を前記光路変換部に向けて反射する反射部
材を供え、かつ、前記光路変換部に対して移動自在な反
射型位置入力手段と、前記発光手段の近傍に配置されて
前記反射型位置入力手段により反射される光を受光する
ための受光手段と、前記受光手段により受光される光に
基づいて前記反射型位置入力手段の位置を算出する演算
手段を具備してなることを特徴とする位置入力装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の位置入力装置において、
光路変換部が、マトリックス状に配置されてなることを
特徴とする位置入力装置。 - 【請求項５】 請求項３または４記載の位置入力装置に
おいて、発光手段および受光手段と光導波路の一方の端
面との間に偏向手段を配設してなることを特徴とする位
置入力装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23206693A JPH0784710A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 位置入力装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23206693A JPH0784710A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 位置入力装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0784710A true JPH0784710A (ja) | 1995-03-31 |
Family
ID=16933456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23206693A Pending JPH0784710A (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 位置入力装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0784710A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000132317A (ja) * | 1998-10-21 | 2000-05-12 | Sharp Corp | エリアセンサ及びエリアセンサを用いた入力装置 |
| JP2015531922A (ja) * | 2012-08-06 | 2015-11-05 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | タッチおよび／またはジェスチャを感知するためのチャネル導波路システム |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP23206693A patent/JPH0784710A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000132317A (ja) * | 1998-10-21 | 2000-05-12 | Sharp Corp | エリアセンサ及びエリアセンサを用いた入力装置 |
| JP2015531922A (ja) * | 2012-08-06 | 2015-11-05 | クォルコム・メムズ・テクノロジーズ・インコーポレーテッド | タッチおよび／またはジェスチャを感知するためのチャネル導波路システム |
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