WO2015056474A1 - 位置センサの製法およびそれによって得られた位置センサ - Google Patents

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WO2015056474A1
WO2015056474A1 PCT/JP2014/069291 JP2014069291W WO2015056474A1 WO 2015056474 A1 WO2015056474 A1 WO 2015056474A1 JP 2014069291 W JP2014069291 W JP 2014069291W WO 2015056474 A1 WO2015056474 A1 WO 2015056474A1
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core
layer
forming
position sensor
photosensitive resin
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裕介 清水
良真 吉岡
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日東電工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a position sensor that optically detects a pressed position and a position sensor obtained thereby.
  • Patent Document 1 a position sensor that optically detects a pressed position has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a plurality of linear cores serving as optical paths are arranged in the vertical and horizontal directions, and a sheet-like optical waveguide is formed by covering the peripheral edge portions of the cores with a clad.
  • the light that has propagated through each core is detected by the light receiving element at the other end surface of each core.
  • the core of the pressed part is crushed (the cross-sectional area of the core in the pressing direction is reduced), and In the core, since the detection level of light in the light receiving element is lowered, the vertical and horizontal positions (coordinates) of the pressed portion can be detected.
  • the optical path from the light emitting element to the vertical and horizontal portions of the core is substantially linear, and the distance between the two is long, and the position sensor itself requires a large space. It has become a thing.
  • This position sensor has a core portion formed in a lattice shape, and the core portion from the light emitting element to the lattice portion and the core portion from the lattice portion to the light receiving element are arranged on the outer periphery of the lattice portion.
  • the position sensor is saved in space by being arranged at the peripheral edge of the optical waveguide in a bent state.
  • the surface portion of the optical waveguide corresponding to the lattice portion of the core is an input region.
  • the outer peripheral portion along the outer periphery of the lattice portion of the core is bent, light may leak (scatter) from the bent portion.
  • the bent portion becomes steep (the radius of curvature is small), and the possibility of light leaking (scattering) increases.
  • the light detection level at the light receiving element also decreases. In this case, it is impossible to determine whether the decrease in the light detection level is due to pressing at the grid-like part (input area) or the bending part at the other outer peripheral part, so the accurate pressing position is detected. become unable. There is room for improvement in that respect.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, can save space, and can prevent unnecessary leakage (scattering) of light in a portion other than the lattice portion of the core. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a position sensor and to provide a position sensor obtained thereby.
  • the present invention is patterned into a lattice-shaped portion and an outer peripheral portion that extends from the lattice-shaped portion and is arranged so as to be bent along the outer periphery of the lattice-shaped portion.
  • the production of the optical waveguide includes a step of forming a first cladding layer, a step of forming a first photosensitive resin layer for forming a core on the surface of the first cladding layer, and the core formation.
  • the first photosensitive resin layer is exposed to a predetermined pattern, and in the region corresponding to the lattice-shaped portion, the portion cured by the exposure is formed in the core for the optical path and corresponds to the outer peripheral portion. In the area to be cured by the above exposure.
  • Forming a core portion for the optical path and a dummy core for the non-optical path, and after the exposure, the core and the dummy core composed of the exposed portion of the first photosensitive resin layer for forming the core, and the surface of the unexposed portion A step of coating with a second photosensitive resin layer for forming a second cladding layer, and heating the first and second photosensitive resin layers to thereby form the first photosensitive resin layer for forming the core.
  • the manufacturing method of the position sensor provided with the process used as a 3rd clad layer is made into the 1st summary.
  • the present invention is a position sensor obtained by the above-described method of manufacturing a position sensor, wherein the region corresponding to the outer peripheral portion arranged in a state bent along the outer periphery of the core-like lattice portion is used for a non-optical path.
  • the difference in refractive index between the optical path core and the third cladding layer around the core is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice-shaped portion.
  • the position sensor is a second gist.
  • the present inventors have arranged the core portion that optically connects the lattice portion and the optical element around the outer periphery of the lattice portion of the core in a bent state so as to be along.
  • Research was conducted on the space-saving design in order to prevent light from leaking (not scattering) from parts other than the grid-like part of the core. Therefore, the position of the refractive index difference between the core and the cladding around the core is conceived to be larger in the region corresponding to the outer peripheral portion of the lattice portion than in the region corresponding to the lattice portion. Research on the manufacturing method of the sensor was repeated.
  • the resin in the unexposed portion of the first photosensitive resin layer for core formation and the resin in the second photosensitive resin layer for formation of the second cladding layer are mixed by coating with a photosensitive resin layer and heating.
  • the mixed layer is exposed and cured to form a third cladding layer, the refractive index difference between the core and the third cladding layer is greater in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the lattice-shaped portion. Is larger than the area corresponding to It found that it is possible to prevent leakage (scattering), thereby achieving the present invention.
  • the refractive index of the mixed material is a value between the two, which is close to the refractive index on the side where the mixed volume ratio is large. Therefore, in the present invention, the mixed volume ratio of the unexposed portion of the first photosensitive resin layer for forming the core is equal to the lattice-shaped portion because the dummy core is formed in the region corresponding to the outer peripheral portion. Therefore, the refractive index of the third cladding layer is smaller in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice-shaped portion. The value approaches the refractive index of the photosensitive resin layer.
  • the refractive index difference between the core and the third cladding layer is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice-shaped portion, and light is unnecessary in the outer peripheral portion. Leakage (scattering) can be prevented.
  • the region corresponding to the outer peripheral portion is formed on the photosensitive resin layer.
  • the resin of the unexposed portion of the first photosensitive resin layer for forming the core and the second photosensitive resin layer for forming the second cladding layer are formed.
  • the resin is mixed to form a mixed layer, in the region corresponding to the outer peripheral portion, the mixed volume ratio of the resin in the unexposed portion for core formation can be reduced.
  • the refractive index of the third cladding layer obtained by exposing and curing the mixed layer can be made smaller in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice-shaped portion. Therefore, the refractive index difference between the core and the third cladding layer can be made larger in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice-shaped portion. In addition, the difference in refractive index difference between the regions can be expressed simultaneously. As a result, it is possible to obtain a position sensor that can prevent unnecessary leakage (scattering) of light at the outer peripheral portion, that is, a position sensor that can properly sense the pressed position.
  • the position sensor of the present invention is obtained by the above-described position sensor manufacturing method, a non-optical path dummy core is formed in a region corresponding to the outer peripheral portion, and the optical path core and the third cladding around the core are provided.
  • the refractive index difference with the layer is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice portion. Therefore, the position sensor of the present invention can prevent unnecessary leakage (scattering) of light at the outer peripheral portion, and can appropriately detect the pressed position.
  • FIG. 1 An embodiment of the position sensor of the present invention is schematically shown, wherein (a) is a plan view thereof, (b) is an enlarged sectional view of a central portion thereof, and (c) is an enlarged view of a peripheral portion thereof. It is sectional drawing. (A)-(d) is explanatory drawing which shows typically the manufacturing method of the optical waveguide which comprises the said position sensor. It is an enlarged partial sectional view showing typically the use state of the position sensor. (A) to (f) are enlarged plan views schematically showing a crossing form of lattice-like cores in the position sensor. (A), (b) is an enlarged plan view which shows typically the course of the light in the cross
  • FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of the position sensor of the present invention
  • FIG. 1B is an enlarged view of the cross section of the center portion thereof
  • FIG. It is the figure which expanded the cross section of the peripheral part.
  • the position sensor of this embodiment includes a rectangular sheet-shaped optical waveguide W, a light emitting element 5, and a light receiving element 6.
  • a plurality of linear optical path cores 2 are formed in a lattice shape on the surface of a rectangular sheet-like underclad layer (first clad layer) 1 and arranged in the central portion of the optical waveguide W.
  • the outer circumferential portion C is patterned and the outer circumferential portion S that is extended from the grid-like portion C and arranged in a bent state along the outer circumference of the lattice-like portion C.
  • a non-optical path dummy core D (not shown in FIG. 1A) made of the same material as that of the core 2 with a gap between the core 2 and the surface of the under cladding layer 1 corresponding to S.
  • the over clad layer (third clad layer) 4 is formed on the surface of the under clad layer 1 with the core 2 and the dummy core D covered.
  • the refractive index difference between the optical path core 2 and the overcladding layer 4 in contact with the core 2 is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion S than in the region corresponding to the lattice portion C. Is also getting bigger.
  • the light emitting element 5 is connected to one end surface of the core 2 of the outer peripheral portion S on one side, and the light receiving element 6 is connected to the other end surface of the core 2 of the outer peripheral portion S on the other side.
  • the light emitted from the light emitting element 5 passes through the core 2 from the outer peripheral portion S on one side to the outer peripheral portion S on the other side through the lattice portion C.
  • Light is received by the light receiving element 6.
  • the surface portion of the over clad layer 4 corresponding to the lattice portion C of the core 2 is an input region.
  • the core 2 is indicated by a chain line, and the thickness of the chain line indicates the thickness of the core 2.
  • the number of cores 2 is omitted.
  • the arrow of Fig.1 (a) has shown the direction where light travels.
  • the substrate 7 (see FIG. 2A) is prepared.
  • the material for forming the substrate 7 include glass, metal, resin, quartz, and silicon.
  • the under cladding layer 1 is formed on the surface of the substrate 7.
  • the under cladding layer 1 can be formed by, for example, a photolithography method using a photosensitive resin as a forming material.
  • the thickness of the under cladding layer 1 is set within a range of 20 to 2000 ⁇ m, for example.
  • a core-forming photosensitive resin layer (uncured) 2A is formed on the surface of the under-cladding layer 1.
  • the formation of the photosensitive resin layer 2A is performed by, for example, a spin coating method, a dipping method, a casting method, an injection method, an ink jet method, or the like.
  • the core forming photosensitive resin is made of a material having a higher refractive index than the under cladding layer forming photosensitive resin and the second cladding layer forming photosensitive resin described later.
  • the adjustment of the refractive index can be performed by, for example, selecting the type of each photosensitive resin and adjusting the composition ratio.
  • the core-forming photosensitive resin layer 2A is exposed to a predetermined pattern through a photomask (not shown) (the exposed portion is indicated by two-dot chain hatching).
  • the exposed portion is indicated by two-dot chain hatching.
  • the lattice-like portion C of the core 2 left side of FIG. 2B
  • the outer peripheral portion S right side of FIG. 2B
  • the exposed portion is cured by the exposure and formed on the core 2 and the dummy core D.
  • the thicknesses of the core 2 and the dummy core D are set, for example, in the range of 5 to 100 ⁇ m, and the widths of the core 2 and the dummy core D are set, for example, in the range of 5 to 100 ⁇ m.
  • the surface of the exposed portion (core 2 and dummy core D) and the unexposed portion (uncured) 2a of the photosensitive resin layer 2A for core formation is formed on the second cladding layer.
  • the coating of the photosensitive resin layer 3A is performed in the same manner as the method for forming the photosensitive resin layer 2A for core formation described with reference to FIG.
  • a mixed layer 4A is formed as shown in FIG.
  • the heat treatment is preferably performed within a range of 100 to 200 ° C. ⁇ 5 to 30 minutes from the viewpoint of mixing so that the components of the mixed layer 4A to be formed become more uniform.
  • the temperature of the heat treatment is too low or the time is too short, the mixing becomes insufficient, and the components of the over clad layer 4 obtained by curing the mixed layer 4A in a later step become non-uniform, The light propagation loss of the core 2 increases. If the temperature of the heat treatment is too high or the time is too long, the core 2 may melt.
  • the mixed layer 4 ⁇ / b> A is exposed and cured to form the over clad layer 4.
  • the over clad layer 4 is in contact with the top surface and side surfaces of the core 2.
  • the thickness of the over clad layer 4 is set, for example, within a range of 1 to 200 ⁇ m from the viewpoint of easy detection of the pressed position.
  • the optical waveguide W composed of the under cladding layer 1, the core 2, the dummy core D, and the over cladding layer 4 is manufactured on the surface of the substrate 7.
  • the optical waveguide W is used in a state where it is formed on the surface of the substrate 7 or is peeled off from the substrate 7. Thereafter, the light emitting element 5 is connected to one end surface of the core 2 of the outer peripheral portion S on one side, and the light receiving element 6 is connected to the other end surface of the core 2 of the outer peripheral portion S on the other side portion. A sensor is obtained.
  • the refractive index of the over clad layer 4 is a value between the refractive index of the photosensitive resin layer 2A for forming the core and the refractive index of the photosensitive resin layer 3A for forming the second cladding layer by the mixing.
  • the value approaches the refractive index on the side where the mixing volume ratio is large. From this, in the optical waveguide W, since the dummy core D is formed in the region corresponding to the outer peripheral portion S, the mixing volume ratio of the unexposed portion 2a of the photosensitive resin layer 2A for core formation is as described above.
  • the refractive index of the overcladding layer 4 is smaller than the region corresponding to the lattice portion C, the refractive index of the overcladding layer 4 is higher in the region corresponding to the outer peripheral portion S than in the region corresponding to the lattice portion C.
  • the value approaches the refractive index of the photosensitive resin layer 3A for layer formation. That is, the refractive index difference between the core 2 and the overcladding layer 4 is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion S than in the region corresponding to the lattice portion C. Unnecessary leakage (scattering) can be prevented.
  • the difference in refractive index between the above regions can be manifested simultaneously (when the over clad layer 4 is formed).
  • the side surface of the core 2 may be rough due to exposure through a photomask.
  • the rough side surface of the core 2 adversely affects the light propagation in the core 2.
  • development is performed after the exposure to dissolve and remove the unexposed portion 2a, so that the side surface roughness of the core 2 remains.
  • the optical waveguide W of this embodiment is As described above, the unexposed portion 2a is left without development, and is heated and mixed with the resin of the photosensitive resin layer 3A for forming the second cladding layer. A layer in which both are mixed is formed at the interface with the photosensitive resin layer 3A, and the surface roughness of the side surface of the core 2 is eliminated. Thereby, there is an effect that the loss of light propagation can be reduced.
  • the elastic modulus of the core 2 is set larger than the elastic modulus of the under cladding layer 1 and the elastic modulus of the over cladding layer 4.
  • the position sensor is placed on a flat table 30 such as a table and the surface portion of the over clad layer 4 (input) corresponding to the lattice portion C of the core 2.
  • information such as characters is written by the input body 10 such as a pen.
  • the tip input part 10a such as a pen tip.
  • the core 2 bends so as to sink into the underclad layer 1 along the tip input portion 10a such as the pen tip at the pressing portion by the tip input portion 10a such as the pen tip.
  • the tip input part 10a such as a pen tip
  • the light detection level at the light receiving element 6 [see FIG. 1 (a)] is reduced, and the pen tip is reduced due to the reduction in the light detection level. It is possible to detect the position (coordinates) of the tip input unit 10a and the movement trajectory thereof.
  • the over clad layer 4 is a resin of the unexposed portion 2a of the photosensitive resin layer 2A for core formation. Since the mixed layer 4A in which the resin of the photosensitive resin layer 3A for forming the second cladding layer is mixed is cured, the refractive index of the over-cladding layer 4 is the photosensitive index for forming the second cladding layer.
  • the refractive index of the core 2 is closer to the refractive index of the conventional cladding layer made of only the resin of the conductive resin layer 3A. That is, the refractive index difference between the core 2 and the over clad layer 4 is smaller than that of the prior art. Therefore, as described above, light is easily leaked (scattered) from the core 2 at the pressing portion by the tip input unit 10a (see FIG. 3) such as a pen tip, and the detection of the pressing position is made with higher sensitivity. can do.
  • the position sensor When the position sensor is connected to a display or a personal computer (hereinafter referred to as “personal computer”) wirelessly or via a connection cable, when information such as characters is written to the input area of the position sensor with the input body 10 such as a pen,
  • the position of the tip input unit 10a such as a pen tip and the movement locus thereof can be displayed on the display (including a display of a personal computer).
  • the position sensor is provided with a storage means such as a memory, the information such as the characters can be stored as digital data in the storage means, and a playback terminal (such as a personal computer or a mobile device) is used later. Can be played (displayed). It can also be stored in the playback terminal.
  • the optical waveguide W of the position sensor may be other than that of the above-described embodiment, for example, the optical waveguide W shown in FIGS. 1B and 1C may be upside down.
  • the thickness of the clad layer located on the upper side of the core 2 is set to be as thin as, for example, in the range of 1 to 200 ⁇ m, like the over clad layer 4.
  • lattice-like core 2 is normally formed in the state where all the four directions which cross
  • Others are acceptable.
  • only one intersecting direction may be divided by the gap G and discontinuous.
  • the gap G is formed of a material for forming the under cladding layer 1 or the over cladding layer 3.
  • the width d of the gap G exceeds 0 (zero), and is usually set to 20 ⁇ m or less.
  • two intersecting directions [FIG. 4C is two opposing directions, and FIG. 4D is two adjacent directions] are discontinuous.
  • the three intersecting directions may be discontinuous, or as shown in FIG. 4 (f), all the four intersecting directions may be discontinuous. It may be discontinuous.
  • a lattice shape having two or more kinds of intersections among the intersections shown in FIGS. 4 (a) to 4 (f) may be used. That is, in the present invention, the “lattice shape” formed by the plurality of linear cores 2 means that a part or all of the intersections are formed as described above.
  • 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 wall surface 2a of the core 2 orthogonal to the core 2 through which the light has traveled, and is transmitted through the core 2 because the reflection angle at the wall surface is large [two points in FIG. (See chain line arrow). Such transmission of light also occurs in the direction opposite to the above (downward in FIG. 5A). On the other hand, as shown in FIG.
  • Formation material of under cladding 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).
  • a material for forming the under cladding layer was prepared.
  • the under-cladding layer forming material had a refractive index of 1.496 at a wavelength of 830 nm. The refractive index was measured using a prism coupler (SAIRON TECHNOLOGY, SPA-4000) (the same applies hereinafter).
  • Component d 10 parts by weight of epoxy resin (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, JER1002).
  • Component e 90 parts by weight of an epoxy resin (manufactured by Daicel, EHPE3150).
  • 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.
  • the refractive index of the core forming material at a wavelength of 830 nm was 1.516.
  • Component h 100 parts by weight of an epoxy resin (Mitsubishi Chemical Corporation, YL7410).
  • Component i 4 parts by weight of a photoacid generator (manufactured by Sun Apro, CPI101A).
  • a material for forming the second cladding layer was prepared by mixing these components h and i.
  • the material for forming the second cladding layer had a refractive index of 1.472 at a wavelength of 830 nm.
  • optical waveguide An optical waveguide was fabricated in the same manner as in the above embodiment.
  • the mixing volume ratio of the unexposed portion of the core forming material and the forming material of the second cladding layer is 25/18 in the region corresponding to the lattice portion of the core, The corresponding area was 10/21.
  • the refractive index of the formed overcladding layer was 1.496 in the region corresponding to the lattice portion of the core and 1.486 in the region corresponding to the outer peripheral portion. From this, it can be seen that the refractive index difference between the core and the overcladding layer is larger in the region corresponding to the outer peripheral portion than in the region corresponding to the lattice portion.
  • the refractive index difference between the core and the over clad layer (second clad layer) is the same in the region corresponding to the outer peripheral portion and the region corresponding to the lattice portion.
  • the position sensor of the present invention can be used to save space and to prevent unnecessary leakage (scattering) of light and to detect an accurate pressing position.

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Abstract

　省スペース化を図ることができ、かつ、コアの格子状部分以外の部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止することができる位置センサの製法およびそれによって得られた位置センサを提供する。この位置センサの製法は、コア形成用の感光性樹脂層２Ａを露光し、格子状部分Ｃとこの格子状部分Ｃの外周に沿うよう曲げられて配置された外周部分Ｓとに形成されたコア２と、外周部分Ｓに対応する部分に、コア２と同じ形成材料からなる非光路用のダミーコアＤとを形成する。そして、コア形成用の感光性樹脂層２Ａの未露光部分２ａを残した状態で、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａを被覆した後、加熱することにより、上記未露光部分２ａの樹脂と第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの樹脂とを混合し混合層４Ａにする。そして、その混合層４Ａを露光して硬化させオーバークラッド層４とする。

Description

位置センサの製法およびそれによって得られた位置センサ
　本発明は、押圧位置を光学的に検知する位置センサの製法およびそれによって得られた位置センサに関するものである。
　従来より、押圧位置を光学的に検知する位置センサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このものは、光路となる複数の線状のコアを縦横方向に配置し、それらコアの周縁部をクラッドで覆うことによりシート状の光導波路を形成し、上記各コアの一端面に発光素子からの光を入射させ、各コア内を伝播してきた光を、各コアの他端面で受光素子により検出するようになっている。そして、上記コアの縦横配置部分に対応する、光導波路の表面の一部を指等で押圧すると、その押圧部分のコアがつぶれ（押圧方向のコアの断面積が小さくなり）、その押圧部分のコアでは、上記受光素子での光の検出レベルが低下することから、上記押圧部分の縦横位置（座標）を検知できるようになっている。
特開平８－２３４８９５号公報
　しかしながら、上記従来の位置センサは、発光素子からコアの縦横配置部分までの光路が略直線的で、しかも、両者間の距離が離れたものとなっており、その位置センサ自体が広いスペースを要するものとなっている。
　そこで、本出願人は、省スペース化が可能な位置センサを提案し既に出願している（特願２０１３－８７９３９号）。この位置センサは、格子状に形成されたコア部分を有し、発光素子からその格子状部分までのコア部分、および上記格子状部分から受光素子までのコア部分を、上記格子状部分の外周に沿うよう曲げた状態で、光導波路の周縁部に配置することにより、位置センサの省スペース化を図っている。そして、上記コアの格子状部分に対応する光導波路の表面部分が入力領域となっている。
　しかしながら、上記コアの格子状部分の外周に沿う外周部分は、曲げられていることにより、その曲げ部分から光が漏れる（散乱する）おそれがある。特に、より省スペース化を図るために、外周部分を狭く形成すると、その分、曲げ部分が急な（曲率半径が小さい）ものとなり、光が漏れる（散乱する）可能性がより高くなる。このように外周部分の曲げ部分から光が漏れる（散乱する）と、それによっても受光素子での光の検出レベルが低下する。この場合、その光の検出レベルの低下が、格子状部分（入力領域）での押圧によるものか、それ以外の外周部分の曲げ部分によるものか判断することができないため、正確な押圧位置が検知できなくなる。その点で改良の余地がある。
　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、かつ、コアの格子状部分以外の部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止することができる位置センサの製法およびそれによって得られた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、本発明は、格子状部分と、この格子状部分から延設されてその格子状部分の外周に沿うよう曲げられた状態で配置された外周部分とにパターン形成された複数の線状のコアを、２層のシート状のクラッド層で挟持した状態で、シート状の光導波路を作製した後、上記外周部分のコアの端面に光素子を接続する位置センサの製法であって、上記光導波路の作製が、第１クラッド層を形成する工程と、この第１クラッド層の表面に、コア形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第１の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し、上記格子状部分に対応する領域では、上記露光により硬化させた部分を光路用のコアに形成し、上記外周部分に対応する領域では、上記露光により硬化させた部分を光路用のコアおよび非光路用のダミーコアに形成する工程と、上記露光後、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の露光部分からなるコアおよびダミーコアならびに未露光部分の表面を、第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆する工程と、上記第１および第２の感光性樹脂層を加熱することにより、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂と第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを混合し混合層にする工程と、上記混合層を露光し、その露光により硬化させた混合層を第３クラッド層とする工程とを備えている位置センサの製法を第１の要旨とする。
　また、本発明は、上記位置センサの製法によって得られた位置センサであって、コアの格子状部分の外周に沿うよう曲げられた状態で配置された外周部分に対応する領域に、非光路用のダミーコアが形成され、光路用のコアとそのコア周辺の第３クラッド層との屈折率差が、上記外周部分に対応する領域の方が、上記格子状部分に対応する領域よりも、大きくなっている位置センサを第２の要旨とする。
　本発明者らは、位置センサにおいて、コアの格子状部分の外周に、その格子状部分と光素子との間を光学的に接続するコア部分を、沿わせるよう曲げた状態で配置することにより省スペース化を図ったものについて、コアの格子状部分以外の部分から光が漏れない（散乱しない）ようにするために研究をした。そこで、コアとそのコア周辺のクラッドとの屈折率差を、上記格子状部分の外周部分に対応する領域の方を、上記格子状部分に対応する領域よりも、大きくすることを着想し、位置センサの製法について研究を重ねた。上記屈折率差が大きい程、コアから光が漏れ難く（散乱し難く）なるからである。その研究の過程で、コアに接するクラッド層の形成を、屈折率の大きいコアの形成材料と、屈折率の小さいクラッド層の形成材料とを、体積比を変えて混合して行うことを着想し、さらに研究を重ねた。その結果、（第１）クラッド層の表面に、コアを、コア形成用の（第１の）感光性樹脂層に対して露光して形成する際に、上記外周部分に対応する領域には、光路用のコアだけではなく、非光路用のダミーコアも上記感光性樹脂層に対する露光により硬化させて形成し、その後、未露光部分を残した状態で、第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆し、加熱することにより、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂と第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを混合し混合層にし、その混合層を露光して硬化させ第３クラッド層とすると、コアとその第３クラッド層との屈折率差は、上記外周部分に対応する領域の方が、上記格子状部分に対応する領域よりも、大きくなり、上記外周部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止することができることを見出し、本発明に到達した。
　すなわち、一般に、屈折率の異なる２つの材料を混合した場合、その混合した材料の屈折率は，両者の間の値となり、混合体積比が大きい側の屈折率に近づいた値になる。このことから、本発明では、上記外周部分に対応する領域では、ダミーコアが形成されている分、コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の混合体積比が、上記格子状部分に対応する領域よりも小さくなるため、第３クラッド層の屈折率は、上記外周部分に対応する領域の方が、上記格子状部分に対応する領域よりも、第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の屈折率に近づいた値になる。すなわち、コアとその第３クラッド層との屈折率差は、上記外周部分に対応する領域の方が、上記格子状部分に対応する領域よりも、大きくなり、上記外周部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止することができるのである。
　本発明の位置センサの製法は、コア形成用の第１の感光性樹脂層に対して露光して光路用のコアを形成する際に、外周部分に対応する領域に、上記感光性樹脂層に対する露光により非光路用のダミーコアを形成するため、その後の工程で、コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂と第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを混合して混合層にする際に、外周部分に対応する領域では、上記コア形成用の未露光部分の樹脂の混合体積比を小さくすることができる。それにより、上記混合層を露光して硬化させた第３クラッド層の屈折率を、外周部分に対応する領域の方を、格子状部分に対応する領域よりも、小さくすることができる。そのため、コアとその第３クラッド層との屈折率差を、外周部分に対応する領域の方を、格子状部分に対応する領域よりも、大きくすることができる。しかも、その領域による屈折率差の違いを、同時に発現することができる。その結果、外周部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止できる位置センサ、すなわち押圧位置を適正に感知することができる位置センサを得ることができる。
　本発明の位置センサは、上記位置センサの製法によって得られたものであるため、外周部分に対応する領域に、非光路用のダミーコアが形成され、光路用のコアとそのコア周辺の第３クラッド層との屈折率差が、外周部分に対応する領域の方が、格子状部分に対応する領域よりも、大きくなっている。そのため、本発明の位置センサは、外周部分での光の不要な漏れ（散乱）を防止することができ、押圧位置を適正に感知することができる。
本発明の位置センサの一実施の形態を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその中央部の拡大断面図であり、（ｃ）は、その周縁部の拡大断面図である。 （ａ）～（ｄ）は、上記位置センサを構成する光導波路の製法を模式的に示す説明図である。 上記位置センサの使用状態を模式的に示す拡大部分断面図である。 （ａ）～（ｆ）は、上記位置センサにおける格子状のコアの交差形態を模式的に示す拡大平面図である。 （ａ），（ｂ）は、上記格子状のコアの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。
　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（ａ）は、本発明の位置センサの一実施の形態を示す平面図であり、図１（ｂ）は、その中央部の断面を拡大した図であり、図１（ｃ）は、その周縁部の断面を拡大した図である。この実施の形態の位置センサは、四角形シート状の光導波路Ｗと、発光素子５と、受光素子６とを備えている。上記光導波路Ｗは、四角形シート状のアンダークラッド層（第１クラッド層）１の表面に、複数の線状の光路用のコア２が、格子状に形成され光導波路Ｗの中央部分に配置された格子状部分Ｃと、この格子状部分Ｃから延設されてその格子状部分Ｃの外周に沿うよう曲げられた状態で配置された外周部分Ｓとにパターン形成されているとともに、上記外周部分Ｓに対応するアンダークラッド層１の表面部分に、上記コア２と隙間をあけた状態で、上記コア２と同じ形成材料からなる非光路用のダミーコアＤ〔図１（ａ）では図示せず〕が形成され、上記コア２およびダミーコアＤ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（第３クラッド層）４が形成されたものとなっている。そして、上記光導波路Ｗにおいて、光路用のコア２とそのコア２に接するオーバークラッド層４との屈折率差は、外周部分Ｓに対応する領域の方が、格子状部分Ｃに対応する領域よりも、大きくなっている。また、上記発光素子５は、一側部の外周部分Ｓのコア２の一端面に接続され、上記受光素子６は、他側部の外周部分Ｓのコア２の他端面に接続されている。
　このような位置センサにおいて、上記発光素子５から発光された光は、上記コア２の中を、一側部の外周部分Ｓから格子状部分Ｃを経て他側部の外周部分Ｓまで通り、上記受光素子６で受光されるようになっている。そして、コア２の格子状部分Ｃに対応するオーバークラッド層４の表面部分が、入力領域となっている。なお、図１（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（ａ）では、コア２の数を略して図示している。そして、図１（ａ）の矢印は、光の進む方向を示している。
　つぎに、上記光導波路Ｗの製法について詳しく説明する。
　まず、上記基板７〔図２（ａ）参照〕を準備する。この基板７の形成材料としては、例えば、ガラス，金属，樹脂，石英，シリコン等があげられる。
　ついで、図２（ａ）に示すように、上記基板７の表面に、アンダークラッド層１を形成する。このアンダークラッド層１は、例えば、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１の厚みは、例えば、２０～２０００μｍの範囲内に設定される。
　ついで、図２（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、コア形成用の感光性樹脂層（未硬化）２Ａを形成する。この感光性樹脂層２Ａの形成は、例えば、スピンコート法，ディッピング法，キャスティング法，インジェクション法，インクジェット法等により行われる。なお、このコア形成用の感光性樹脂は、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂および後記の第２クラッド層形成用の感光性樹脂よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記各感光性樹脂の種類の選択や組成比率の調整により行うことができる。
　つづいて、上記コア形成用の感光性樹脂層２Ａに対し、フォトマスク（図示せず）を介して所定パターンに露光する（露光部分を二点鎖線のハッチングで示す）。このとき、コア２の格子状部分Ｃ〔図２（ｂ）の左側の図〕では、光路用のコア２となる部分のみを露光し、外周部分Ｓ〔図２（ｂ）の右側の図〕では、コア２となる部分だけでなく、非光路用のダミーコアＤとなる部分も露光する。そして、上記露光により露光部分を硬化させ、コア２およびダミーコアＤに形成する。コア２およびダミーコアＤの厚みは、例えば、５～１００μｍの範囲内に設定され、コア２およびダミーコアＤの幅は、例えば、５～１００μｍの範囲内に設定される。
　つぎに、図２（ｃ）に示すように、上記コア形成用の感光性樹脂層２Ａの露光部分（コア２およびダミーコアＤ）および未露光部分（未硬化）２ａの表面を、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層（未硬化）３Ａで被覆する。この感光性樹脂層３Ａの被覆は、図２（ｂ）で説明した、コア形成用の感光性樹脂層２Ａの形成方法と同様にして行われる。
　そして、ホットプレート等を用いて加熱処理を行う。この加熱処理により、上記コア形成用の感光性樹脂層２Ａの未露光部分２ａの樹脂と第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの樹脂との間で樹脂の対流が起こり、両樹脂が混合し、図２（ｄ）に示すように、混合層４Ａが形成される。上記加熱処理は、形成される上記混合層４Ａの成分がより均一になるよう混合させる観点から、１００～２００℃×５～３０分間の範囲内で行われることが好ましい。上記加熱処理の温度が低過ぎたり、時間が短過ぎたりすると、上記混合が不充分となり、後の工程で上記混合層４Ａを硬化させてなるオーバークラッド層４の成分が不均一となって、コア２の光伝播損失が大きくなる。上記加熱処理の温度が高過ぎたり、時間が長過ぎたりすると、コア２が溶融するおそれがある。
　その後、上記混合層４Ａを露光して硬化させ、オーバークラッド層４に形成する。このオーバークラッド層４は、上記コア２の頂面および側面と接した状態になる。そして、そのオーバークラッド層４の厚み（コア２およびダミーコアＤの頂面からの厚み）は、押圧位置を検知し易くする観点から、例えば、１～２００μｍの範囲内に設定される。
　このようにして、基板７の表面に、上記アンダークラッド層１，コア２およびダミーコアＤ，ならびにオーバークラッド層４からなる光導波路Ｗが製造される。そして、その光導波路Ｗは、上記基板７の表面に形成された状態で、または上記基板７から剥離されて使用される。その後、一側部の外周部分Ｓのコア２の一端面に発光素子５が接続され、他側部の外周部分Ｓのコア２の他端面に受光素子６が接続されて、図１に示す位置センサが得られる。
　ここで、上記オーバークラッド層４の屈折率は、上記混合により、コア形成用の感光性樹脂層２Ａの屈折率と第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率との間の値になり、混合体積比が大きい側の屈折率に近づいた値になる。このことから、上記光導波路Ｗでは、上記外周部分Ｓに対応する領域では、ダミーコアＤが形成されている分、コア形成用の感光性樹脂層２Ａの未露光部分２ａの混合体積比が、上記格子状部分Ｃに対応する領域よりも小さくなるため、オーバークラッド層４の屈折率は、上記外周部分Ｓに対応する領域の方が、上記格子状部分Ｃに対応する領域よりも、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの屈折率に近づいた値になる。すなわち、コア２とオーバークラッド層４との屈折率差は、上記外周部分Ｓに対応する領域の方が、上記格子状部分Ｃに対応する領域よりも、大きくなり、上記外周部分Ｓでの光の不要な漏れ（散乱）を防止することができる。しかも、上記領域による屈折率差の違いを、同時に（オーバークラッド層４の形成時に）発現することができる。
　ところで、上記光導波路Ｗの製法では、コア２の形成の際に、フォトマスクを介した露光により、コア２の側面が荒れる場合がある。そのコア２の側面荒れは、コア２における光伝播に悪影響を及ぼす。従来の光導波路の製法では、上記露光後、現像することにより、未露光部分２ａを溶解除去するため、上記コア２の側面荒れが残るが、この実施の形態の上記光導波路Ｗは、上記のように、現像することなく、未露光部分２ａを残し、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの樹脂と加熱混合するため、その加熱により、コア２と上記第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａとの界面部分に、両者が混合した層が形成され、上記コア２の側面の表面荒れがなくなる。これにより、光伝播の損失を低くできる効果を奏する。
　また、この実施の形態では、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４の弾性率よりも大きく設定されている。これにより、上記四角形シート状の光導波路Ｗの入力領域を押圧したときに、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４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。なお、上記「変形率」とは、押圧方向における、コア２，オーバークラッド層４およびアンダークラッド層１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。
　上記位置センサは、例えば、図３に断面図で示すように、テーブル等の平面台３０の上に載置されて、コア２の格子状部分Ｃに対応するオーバークラッド層４の表面部分（入力領域）に、ペン等の入力体１０で文字等の情報を書き込むようにして使用される。そして、その書き込みにより、光導波路Ｗのオーバークラッド層４の表面が、ペン先等の先端入力部１０ａで押圧される。それにより、ペン先等の先端入力部１０ａによる押圧部分では、コア２が、ペン先等の先端入力部１０ａ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、そのコア２の曲がった部分から、光の漏れ（散乱）が発生する。そのため、ペン先等の先端入力部１０ａで押圧されたコア２では、受光素子６〔図１（ａ）参照〕での光の検出レベルが低下し、その光の検出レベルの低下から、ペン先等の先端入力部１０ａの位置（座標）やその移動軌跡を検知することができる。
　ここで、上記実施の形態では、先に述べたように〔図２（ｃ）～（ｄ）参照〕、オーバークラッド層４が、コア形成用の感光性樹脂層２Ａの未露光部分２ａの樹脂と、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの樹脂とが混合した混合層４Ａを硬化させたものであることから、オーバークラッド層４の屈折率は、第２クラッド層形成用の感光性樹脂層３Ａの樹脂のみからなる従来のクラッド層の屈折率よりも、コア２の屈折率に近い値となっている。すなわち、コア２とオーバークラッド層４との屈折率差は、従来よりも小さくなっている。そのため、上記のように、ペン先等の先端入力部１０ａ（図３参照）による押圧部分では、コア２から光の漏れ（散乱）し易くなっており、押圧位置の検知を、より高感度にすることができる。
　そして、上記位置センサを、ディスプレイやパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という）に無線または接続ケーブルで接続すると、上記位置センサの入力領域にペン等の入力体１０で文字等の情報を書き込む際に、ペン先等の先端入力部１０ａの位置やその移動軌跡を上記ディスプレイ（パソコンのディスプレイも含む）に表示することができる。また、上記位置センサに、メモリ等の記憶手段を設けると、その記憶手段に上記文字等の情報をデジタルデータとして記憶させることができ、後に、再生用端末（パソコン，モバイル機等）を利用して再生（表示）することができる。また、その再生用端末に記憶させることもできる。
　なお、上記位置センサの光導波路Ｗは、上記実施の形態の他でもよく、例えば、図１（ｂ），（ｃ）に示す光導波路Ｗを上下逆さまにした状態のものであってもよい。その場合、コア２の上側に位置するクラッド層の厚みは、上記オーバークラッド層４と同様、例えば、１～２００μｍの範囲内と薄く設定される。
　また、上記実施の形態において、格子状のコア２の各交差部は、通常、図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。
　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。
　つぎに、実施例について従来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。
〔アンダ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の形成材料を調製した。このアンダークラッド層の形成材料の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は１．４９６であった。なお、屈折率の測定には、プリズムカプラー（SAIRON TECHNOLOGY 社製、SPA-4000）を用いた（以下同様）。
〔コアの形成材料〕
　成分ｄ：エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＪＥＲ１００２）１０重量部。
　成分ｅ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、ＥＨＰＥ３１５０）９０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。このコアの形成材料の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は１．５１６であった。
〔第２クラッド層の形成材料〕
　成分ｈ：エポキシ樹脂（三菱化学社製、ＹＬ７４１０）１００重量部。
　成分ｉ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ１０１Ａ）４重量部。
　これら成分ｈ，ｉを混合することにより、第２クラッド層の形成材料を調製した。この第２クラッド層の形成材料の、波長８３０ｎｍにおける屈折率は１．４７２であった。
〔光導波路の作製〕
　上記実施の形態と同様にして、光導波路を作製した。オーバークラッド層を形成する際、コアの形成材料の未露光部分と、第２クラッド層の形成材料との混合体積比は、コアの格子状部分に対応する領域では、２５／１８、外周部分に対応する領域では、１０／２１であった。
　そして、形成されたオーバークラッド層の屈折率は、コアの格子状部分に対応する領域では、１．４９６、外周部分に対応する領域では、１．４８６であった。このことから、コアとオーバークラッド層との屈折率差は、外周部分に対応する領域の方が、格子状部分に対応する領域よりも、大きくなっていることがわかる。
〔従来例〕
　上記実施例において、コア形成の際に、コア部分のみ露光し、ダミーコア部分は露光しなかった。そして、その露光後、現像により、未露光部分を溶解除去した。オーバークラッド層の形成は、上記第２クラッド層の形成材料を塗布した後、露光することより形成した。それ以外は、上記実施例と同様とした。すなわち、ダミーコアは形成せず、また、コアの形成材料の未露光部分と、第２クラッド層の形成材料との混合は行わなかった。
　そのため、従来例では、コアとオーバークラッド層（第２クラッド層）との屈折率差は、外周部分に対応する領域も、格子状部分に対応する領域も同じであった。
　上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
　本発明の位置センサは、省スペース化を図り、かつ、光の不要な漏れ（散乱）を防止して正確な押圧位置を検出できるようにする場合に利用可能である。
　Ｃ　格子状部分
　Ｓ　外周部分
　Ｄ　ダミーコア
　２　コア
　２Ａ　コア形成用の感光性樹脂層
　２ａ　未露光部分
　３Ａ　第２クラッド層形成用の感光性樹脂層
　４　オーバークラッド層
　４Ａ　混合層

Claims (2)

  1. 　格子状部分と、この格子状部分から延設されてその格子状部分の外周に沿うよう曲げられた状態で配置された外周部分とにパターン形成された複数の線状のコアを、２層のシート状のクラッド層で挟持した状態で、シート状の光導波路を作製した後、上記外周部分のコアの端面に光素子を接続する位置センサの製法であって、上記光導波路の作製が、第１クラッド層を形成する工程と、この第１クラッド層の表面に、コア形成用の第１の感光性樹脂層を形成する工程と、このコア形成用の第１の感光性樹脂層に対して所定パターンの露光を施し、上記格子状部分に対応する領域では、上記露光により硬化させた部分を光路用のコアに形成し、上記外周部分に対応する領域では、上記露光により硬化させた部分を光路用のコアおよび非光路用のダミーコアに形成する工程と、上記露光後、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の露光部分からなるコアおよびダミーコアならびに未露光部分の表面を、第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層で被覆する工程と、上記第１および第２の感光性樹脂層を加熱することにより、上記コア形成用の第１の感光性樹脂層の未露光部分の樹脂と第２クラッド層形成用の第２の感光性樹脂層の樹脂とを混合し混合層にする工程と、上記混合層を露光し、その露光により硬化させた混合層を第３クラッド層とする工程とを備えていることを特徴とする位置センサの製法。
  2. 　上記請求項１記載の位置センサの製法によって得られた位置センサであって、コアの格子状部分の外周に沿うよう曲げられた状態で配置された外周部分に対応する領域に、非光路用のダミーコアが形成され、光路用のコアとそのコア周辺の第３クラッド層との屈折率差が、上記外周部分に対応する領域の方が、上記格子状部分に対応する領域よりも、大きくなっていることを特徴とする位置センサ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018101098A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 日東電工株式会社 光電気混載基板
JPWO2019093460A1 (ja) * 2017-11-09 2020-11-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光導波路及びその製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08234895A (ja) 1995-02-27 1996-09-13 Canon Inc 座標入力方法及びその装置
JP2001255425A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 光導波路
US20080106527A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-08 Rpo Pty Limited Waveguide Configurations for Minimising Substrate Area
JP2008170524A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Nitto Denko Corp タッチパネル用光導波路
JP2010087939A (ja) 2008-10-01 2010-04-15 Renesas Technology Corp デジタルアンプシステム
JP2012208914A (ja) * 2011-03-14 2012-10-25 Nitto Denko Corp 入力デバイス

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4014519B2 (ja) * 2002-07-17 2007-11-28 日東電工株式会社 ポリマー光導波路の製造方法
JP4667904B2 (ja) 2005-02-22 2011-04-13 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置
JP4962266B2 (ja) * 2007-10-23 2012-06-27 富士ゼロックス株式会社 光導波路の製造方法
US7885211B2 (en) * 2007-10-26 2011-02-08 Texas Instruments Incorporated Selective rank CQI and PMI feedback in wireless networks
JP5101325B2 (ja) * 2008-02-07 2012-12-19 日東電工株式会社 タッチパネル用光導波路の製造方法
JP2010128089A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Nitto Denko Corp 光導波路および光学式タッチパネル
JP5239835B2 (ja) * 2008-12-24 2013-07-17 富士ゼロックス株式会社 光導波路及び光導波路型タッチパネル
US8384682B2 (en) * 2009-01-08 2013-02-26 Industrial Technology Research Institute Optical interactive panel and display system with optical interactive panel
JP2010211382A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Nitto Denko Corp 光導波路および光学式タッチパネル
JP5820233B2 (ja) * 2011-01-07 2015-11-24 日東電工株式会社 光導波路の製法
KR20120139264A (ko) * 2011-06-17 2012-12-27 한국전자통신연구원 광도파로를 이용하여 압력을 감지하기 위한 장치 및 그 방법
WO2013141374A1 (ja) * 2012-03-23 2013-09-26 積水ナノコートテクノロジー株式会社 光透過性導電性フィルム、その製造方法及びその用途
JP5513654B1 (ja) * 2013-03-08 2014-06-04 日東電工株式会社 無線送信機能付き電子下敷き
JP5513655B1 (ja) * 2013-03-08 2014-06-04 日東電工株式会社 情報管理システム
JP6146738B2 (ja) * 2013-04-27 2017-06-14 株式会社オプトロジック 撮像レンズ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08234895A (ja) 1995-02-27 1996-09-13 Canon Inc 座標入力方法及びその装置
JP2001255425A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 光導波路
US20080106527A1 (en) * 2006-11-06 2008-05-08 Rpo Pty Limited Waveguide Configurations for Minimising Substrate Area
JP2008170524A (ja) * 2007-01-09 2008-07-24 Nitto Denko Corp タッチパネル用光導波路
JP2010087939A (ja) 2008-10-01 2010-04-15 Renesas Technology Corp デジタルアンプシステム
JP2012208914A (ja) * 2011-03-14 2012-10-25 Nitto Denko Corp 入力デバイス

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018101098A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 日東電工株式会社 光電気混載基板
JP2018091890A (ja) * 2016-11-30 2018-06-14 日東電工株式会社 光電気混載基板
US10845554B2 (en) 2016-11-30 2020-11-24 Nitto Denko Corporation Opto-electric hybrid board
JPWO2019093460A1 (ja) * 2017-11-09 2020-11-19 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光導波路及びその製造方法

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