WO2015170608A1 - 位置センサ - Google Patents

Abstract

　文字等の情報をペン等の入力体で入力する際に、その入力体を持つ手の小指やその付け根部分等の不要部分が検知されず、ペン先等の必要部分が高感度で検知される位置センサを提供する。この位置センサは、格子状のコア２が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とを備え、コア２の弾性率が、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、アンダークラッド層１の、コア２を支持する面と反対側の面のうち、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間のコア２の部分に対応する部分に、突設部Ｔが設けられている。

Description

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に形成し、上記各コアの一端面に発光素子からの光を入射させ、各コア内を透過してきた光を、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、そのシート状の位置センサ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、上記押圧位置を検知できるようになっている。

特開平８－２３４８９５号公報

　一般に、紙の上にペン等の筆記具で文字等を書く場合、その筆記具を持つ手の小指やその付け根部分（小指球）等も、その紙の表面に接触する。

　そのため、上記特許文献１のシート状の位置センサの表面に、ペン等の筆記具で文字等を入力すると、ペン先だけでなく、その筆記具を持つ手の小指やその付け根部分等も上記シート状の位置センサを押圧することから、入力した文字等だけでなく、不要な上記小指やその付け根部分等も検知される。

　また、上記のような光導波路を用いた位置センサにおいて、例えばコアをつぶれ易くする等して、押圧の検知感度を高くすると、ペン先の検知感度が高くなるものの、ペン等を持つ手の小指やその付け根部分等の、検知する必要のない部分の検知感度も高くなる。

　本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、文字等の情報をペン等の入力体で入力する際に、その入力体を持つ手の小指やその付け根部分等の不要部分が検知されず、ペン先等の必要部分が高感度で検知され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、格子状に形成された複数の線状のコアと、これら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するシート状光導波路と、上記コアの一端面に接続された発光素子と、上記コアの他端面に接続された受光素子と、上記アンダークラッド層の、上記コアを支持する面と反対側の面のうち、上記格子状のコアの隣り合う交差部と交差部との間のコアの部分に対応する部分に設けられた突設部とを備えているシート状の位置センサであって、上記シート状光導波路が、上記突設部を支点として曲がるようになっており、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、上記シート状の光導波路の表面の押圧状態で、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おり、上記位置センサの表面の任意の個所への押圧による、コアの光伝播量の変化によって、押圧個所を特定す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。

　本発明者らは、複数の線状のコアが格子状に配置形成されたシート状光導波路を有する位置センサの表面に、文字等の情報をペン等の入力体で入力する際に、その入力体を持つ手の部分が検知されないようにすべく、上記コアの光伝播について、研究を重ねた。その研究の過程で、従来のようにペン先やペンを持つ手の圧力でコアがつぶれる（断面積が小さくなる）ようにするのではなく、逆に、上記圧力でコアがつぶれないよう（断面積が殆ど変化しないよう）にすることを着想した。そこで、コアの弾性率を、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した。すると、ペン先の部分も手の部分も、オーバークラッド層とアンダークラッド層とが押圧方向につぶれるように変形し、コアは、断面積を殆ど変化させることなく、ペン先や手の部分に沿って、アンダークラッド層に沈むように曲がった。そして、コアの曲がり具合は、ペン先の部分では急な曲がりであり、手の部分では緩やかな曲がりであった。その結果、ペン先の部分のコアでは、コアの急な曲がりが原因で、コアからの光の漏れ（散乱）が発生し、手の部分のコアでは、コアの曲がりが緩やかであるため、上記光の漏れ（散乱）が発生しないことがわかった。すなわち、ペン先の部分のコアでは、受光素子での光の検出レベル（受光量）が低下し、手の部分のコアでは、その検出レベルが低下しないのである。この光の検出レベルの低下から、ペン先の位置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り、検知されないことを突き止めた。

　ついで、本発明者らは、上記ペン先による押圧の検知感度を向上させるべく、ペン先の部分のコアから光がより漏れ易く（散乱し易く）なるよう、位置センサの構造について研究を重ねた。その結果、上記アンダークラッド層の、上記コアを支持する面と反対側の面のうち、上記格子状のコアの隣り合う交差部と交差部との間のコアの部分に対応する部分に、突設部を設けることを着想した。このように突設部を設けると、その突設部により、上記シート状光導波路が下から支持された状態となり、隣り合う突設部と突設部との間に、空洞部ができる。そのため、上記シート状光導波路の、隣り合う突設部と突設部との間の部分は、ペン先により押圧されると、それら突設部を支点として、上記空洞部に曲がるようになる。それにより、上記ペン先による押圧が僅かであっても（浅くても）、その押圧部分のシート状光導波路の曲がりが急になり、その曲がった部分のコアから光がより漏れ易く（散乱し易く）なる。すなわち、上記突設部を設けると、ペン先による押圧の検知感度が高まることを見出し、本発明に到達した。

　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ている。そのため、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殆ど変化しない。そして、上記位置センサの表面に、文字等の情報をペン等の入力体で入力すると、ペン先等の先端入力部による押圧部分では、コアの曲がり具合がペン先等の先端入力部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、入力体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、ペン先等の先端入力部で押圧されたコアでは、受光素子での光の検出レベルが低下し、入力体を持つ手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、ペン先等の先端入力部の位置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、検知されないようにすることができる。

　しかも、上記アンダークラッド層の、上記コアを支持する面と反対側の面のうち、上記格子状のコアの隣り合う交差部と交差部との間のコアの部分に対応する部分に、突設部が設けられているため、上記シート状光導波路の、隣り合う突設部と突設部との間の部分は、ペン先等の先端入力部により押圧されると、その押圧が僅かであっても（浅くても）、それら突設部を支点として、曲がり具合を急にすることができ、その部分のコアから光をより漏れ易く（散乱させ易く）することができる。そのため、ペン先等の先端入力部による押圧の検知感度を高めることができる。

　特に、上記突設部の厚みが、１０～２００μｍの範囲内に設定されている場合には、ペン先等の先端入力部により押圧された部分のコアから、より多くの光が漏れる（散乱する）よう、上記押圧部分のコアを曲げることができ、ペン先等の先端入力部による押圧の検知感度をより適正に高めることができる。

本発明の位置センサの第１の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る。 上記位置センサのコアと突設部とを模式的に示す拡大平面図である。 上記位置センサの使用状態を模式的に示す断面図であり、（ａ）は押圧状態であり、（ｂ）は押圧を解除した状態である。 本発明の位置センサの第２の実施の形態における、コアと突設部とを模式的に示す拡大平面図である。 （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第１の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る。この実施の形態の位置センサは、格子状のコア２が四角形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た発光素子４と、上記線状のコア２の他端面に接続された受光素子５とを備えている。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（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。

　そして、上記シート状光導波路Ｗにおいて、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。このことが、本発明の第１の特徴である。この特徴により、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。

　さらに、この実施の形態では、上記アンダークラッド層１の、上記コア２を支持する面〔図１（ｂ）では上面〕と反対側の面〔図１（ｂ）では下面〕のうち、それぞれの隣り合う平行な線状のコア２とコア２との間の中心に対応する部分に、１本の線状の突設部Ｔが、線状の上記コア２と平行に設けられている。すなわち、これら複数の線状の突設部Ｔは、図２に拡大平面図で示すように、格子状を形成しており、その格子は、平面視で、コア２の格子と重なり合わないよう互い違いになっている。なお、図２では、コア２と突設部Ｔのみを示し、それらコア２と突設部Ｔとを区別するために、コア２を実線で示し、突設部Ｔを破線で示している。上記突設部Ｔにより、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間のコア２の部分に対応する上記シート状光導波路Ｗ〔図１（ｂ）参照〕の裏面部分に、突設部Ｔが設けられた状態となっている。このような状態とすることが、本発明の第２の特徴である。この特徴により、隣り合う突設部Ｔと突設部Ｔとの間に、空洞部Ｈ〔図１（ｂ）参照〕ができ、隣り合う突設部Ｔと突設部Ｔとの間の上記シート状光導波路Ｗの部分が、押圧により、上記突設部Ｔを支点として、上記空洞部Ｈに曲がるようになっている〔図３（ａ）参照〕。なお、この実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、上記突設部Ｔを介して、樹脂板や金属板等の剛性板７の表面に、上記シート状光導波路Ｗが支持されている。

　上記位置センサでは、格子状のコア２に対応するオーバークラッド層３の表面部分が入力領域となっており、その位置センサへの文字等の入力は、その入力領域に、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。

　すなわち、図３（ａ），（ｂ）に断面図で示すように、上記入力領域に、手２０に持ったペン等の入力体１０で文字等を入力すると、ペン先等の先端入力部１０ａによる押圧部分〔図３（ａ）参照〕も手２０の小指やその付け根部分（小指球）等による押圧部分〔図３（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がつぶれるように変形し、弾性率の大きいコア２は、断面形状を殆ど変化させることなく（殆どつぶれることなく）、先端入力部１０ａや手２０の部分に沿って、弾性率の小さいアンダークラッド層１に沈むように曲がる。

　そして、先端入力部１０ａによる押圧部分では、図３（ａ）に示すように、その先端入力部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３（ａ）の二点鎖線の矢印参照〕。しかも、先に述べたように、上記シート状光導波路Ｗの裏面に、上記突設部Ｔが設けられていることから、隣り合う突設部Ｔと突設部Ｔとの間に、空洞部Ｈができている。そのため、上記先端入力部１０ａによる押圧部分では、上記シート状光導波路Ｗの、隣り合う突設部Ｔと突設部Ｔとの間の部分は、ペン先等の先端入力部１０ａにより押圧されると、それら突設部Ｔを支点として、上記空洞部Ｈに曲がるようになる。それにより、上記ペン先等の先端入力部１０ａによる押圧が僅かであっても（浅くても）、その押圧部分のシート状光導波路Ｗの曲がりが急になり、その曲がった部分のコア２から光がより漏れ易く（散乱し易く）なる。

　そのため、上記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５（図１参照）での光の検出レベルが大幅に低下する。すなわち、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）を検知することができる。しかも、上記のように、そのペン先等の先端入力部１０ａによる押圧が僅かであっても（浅くても）、光の検出レベルの低下が大幅であることから、その押圧（入力）位置（座標）の検知感度に優れている。

　一方、入力体１０を持つ手２０による押圧部分では、図３（ｂ）に示すように、その手２０が、上記隣り合う突設部Ｔと突設部Ｔとの間の間隔と比較してかなり大きく、しかも、上記先端入力部１０ａと比較してかなり丸く（曲率半径が非常に大きく）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３（ｂ）の二点鎖線の矢印参照〕。

　そのため、入力体１０を持つ手２０で押圧されたコア２では、受光素子５〔図１（ａ）参照〕での光の検出レベルが低下しない。すなわち、上記手２０による押圧部分は、光の検出レベルが押圧されていない状態と同じであるため、検知されない。

　このように、上記位置センサでは、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、上記シート状光導波路Ｗにおける入力領域に、手２０に持ったペン等の入力体１０で文字等を入力すると、ペン先等の先端入力部１０ａのみの位置を検知し、手２０の部分は検知されないようにすることができる。しかも、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間のコア２の部分に対応する上記シート状光導波路Ｗの裏面部分に、突設部Ｔが設けられているため、上記ペン先等の先端入力部１０ａの位置の検知感度が高くなっている。

　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ならびに突設部Ｔ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の弾性率が低過ぎると、ペン先等の先端入力部１０ａの形状により、その先端入力部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、先端入力部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の弾性率が高過ぎると、先端入力部１０ａの圧力によるコア２の曲がりが、その先端入力部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、先端入力部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１０～１００μｍの範囲内、幅が５～５００μｍの範囲内、形成ピッチが５０～１５００μｍ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の弾性率が低過ぎると、柔らかすぎて、ペン先等の先端入力部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の弾性率が高過ぎると、先端入力部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、先端入力部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、１～２００μｍ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の弾性率が低過ぎると、柔らかすぎて、ペン先等の先端入力部１０ａの形状により、その先端入力部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の弾性率が高過ぎると、先端入力部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、先端入力部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、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。

　上記突設部Ｔは、形成されていれば〔厚みが０（零）を超えていれば〕、先に述べたように検知感度を高めることができるが、その検知感度をより適正に高める観点から、突設部Ｔの厚みは、１０μｍ以上に設定されることが好ましく、より好ましくは、３０μｍ以上である。また、突設部Ｔは、厚過ぎても、検知感度があまり向上しなくなることから、その厚みは、２００μｍ以下に設定されることが好ましく、より好ましくは、１５０μｍ以下である。

　上記突設部Ｔの幅は、０（零）を超え、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間のコア２の部分の長さ以下の範囲であれば、先に述べたように検知感度を高めることができる。その突設部Ｔの幅は、隣り合う平行な線状のコア２とコア２との間の隙間の幅にもよるが、例えば、５～５００μｍの範囲内に設定されることが好ましく、より好ましくは、３０～３００μｍの範囲内である。突設部Ｔの形成ピッチは、コア２の形成ピッチと同じに設定される。

　上記突設部Ｔの形成材料としては、例えば、エポキシ樹脂，ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＩ（ポリイミド），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等の樹脂、もしくはシリコーンゴム，アクリルゴム等のゴム、もしくはステンレス，アルミニウム等の金属、または紙等があげられる。そして、その形成材料に応じた形成方法により、上記突設部Ｔが形成される。例えば、形成材料として、コア形成用の感光性樹脂を用い、フォトリソグラフィ法により、上記突設部Ｔを形成することができる。なお、上記突設部Ｔの弾性率は、入力の際の押圧でつぶれる程度のものであっても、厚みが０（零）にならなければよいが、ある程度以上の弾性率を有することが好ましい。

　図４は、本発明の位置センサの第２の実施の形態におけるコア２と突設部Ｔとを示す拡大平面図（図２に相当する図）である。この実施の形態の位置センサでは、突設部Ｔが、図２に示す第１の実施の形態のような格子状ではなく、シート状光導波路Ｗ〔図１（ｂ）参照〕の裏面のうち、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間のコア２の部分のみに対応する部分に設けられ、規則的に点在した状態となっている。それ以外の部分は、図１（ａ），（ｂ）に示す第１の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。そして、この実施の形態の位置センサも、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。

　なお、上記各実施の形態では、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間の中心に１本（１個）の突設部Ｔを設けたが、その突設部Ｔの位置および本数（個数）は他でもよい。例えば、格子状のコア２の隣り合う交差部と交差部との間の中心からずれた位置に、突設部Ｔを設けてもよいし、複数本（複数個）の突設部Ｔを設けてもよいし、形成ピッチをランダムにして突設部Ｔを設けてもよい。

　また、上記各実施の形態では、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、上記位置センサのシート状光導波路Ｗを、上記突設部Ｔを介して、テーブル等の硬い平面台の上に載置した状態で、入力する。

　さらに、上記各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５（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５（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５（ｃ），（ｄ）に示すように、交差する２方向〔図５（ｃ）は対向する２方向、図５（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５（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５（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５（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５（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６（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６（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２ａでの反射角度が大きいことから、コア２を透過する〔図６（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６（ａ）では下方向〕でも発生する。これに対し、図６（ｂ）に示すように、交差する１方向〔図６（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６（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６（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、ペン先等の先端入力部１０ａによる押圧位置の検知感度をより一層高めることができる。

　また、上記各実施の形態において、上記入力体１０は、上記のように位置センサの表面を押圧できればよく、インク等で用紙に書き込める筆記具だけでなく、インク等で用紙に書き込めない単なる棒体でもよい。また、上記押圧が解除される（先端入力部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１（ｂ）参照〕に戻る。

　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。

〔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。

〔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。

〔シート状光導波路の作製〕
　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、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。

　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、格子状のコアを形成した。このコアの幅は１００μｍ、厚みは５０μｍ、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、弾性率は１．５８ＧＰａ、屈折率は１．５１６であった。

　つぎに、上記コアを被覆するように、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、弾性率は２４０ＭＰａ、屈折率は１．４９６であった。

〔突設部の形成〕
　上記アンダークラッド層の、コア形成面と反対側の面に、上記コアと同じ形成材料を用いて、フォトリソグラフィ法により、格子状の突設部を形成した〔図１（ｂ）参照〕。この格子状の突設部を構成する線状の突設部は、隣り合う平行な線状のコアとコアとの間の中心に対応する部分に、それぞれ、線状の上記コアと平行に１本形成した。突設部の幅は１００μｍ、厚みは７５μｍ、隣り合う平行な線状の突設部と突設部との間の隙間の幅は５００μｍであった。

〔位置センサの作製〕
　ＰＥＴ製基板（厚み１ｍｍ）の片面に、上記突設部を介して、上記シート状光導波路を支持した。そして、上記コアの一端面に、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、実施例の位置センサを作製した。

〔比較例〕
〔オーバークラッド層の形成材料〕
　成分ｈ：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ｉ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、２０２１Ｐ）６０重量部。
　成分ｊ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
　これら成分ｈ～ｊ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ｋ：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ｌ：エポキシ樹脂（ＤＩＣ社製、ＥＸＡ－４８１６）７０重量部。
　成分ｍ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
　これら成分ｋ～ｍ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ｎ：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ｏ：エポキシ樹脂（ダイセル社製、２０２１Ｐ）６０重量部。
　成分ｐ：光酸発生剤（ＡＤＥＫＡ社製、ＳＰ１７０）４重量部。
　これら成分ｎ～ｐ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〕
　上記実施例と同じＰＥＴ製基板（厚み１ｍｍ）の片面に、その片面と上記アンダークラッド層とが当接するように、上記シート状光導波路を支持した。そして、上記実施例と同様に、発光素子および受光素子を接続し、比較例の位置センサを作製した。

〔位置センサの評価〕
　上記各位置センサのオーバークラッド層の表面に、用紙を載置し、その用紙に、先端直径０．７ｍｍのボールペンを手に持ち、文字を書いた。その結果、実施例の位置センサでは、用紙に書いた文字のみが検知された。それに対して、比較例の位置センサでは、用紙に書いた文字だけでなく、ボールペンを持つ手の部分も、検知された。

　また、上記実施例の位置センサに載置した上記用紙の表面に、上記ボールペンのペン先で０．２５Ｎの小さな荷重をかけた。その結果、上記受光素子で検出した光の減衰率は、８０％と大きかった。

　この結果から、実施例の位置センサは、用紙に書いた文字のみを検知でき、不要な情報は検知しないようにできることがわかる。しかも、ペン先による押圧が僅かであっても、光の減衰率が大きいことから、ペン先による押圧の検知感度が高いことがわかる。

　また、上記突設部を、図４に示す規則的に点在するものとしても、上記実施例と同様の傾向を示す結果が得られた。

　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、ペン等の入力体を手に持って文字等を入力する際に、必要なペン先等の先端入力部の位置や移動軌跡のみを高感度で検知し、不要な手の位置等を検知しないようにする場合に利用可能である。

　Ｔ　突設部
　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 (2)

1. 　格子状に形成された複数の線状のコアと、これら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するシート状光導波路と、
   　上記コアの一端面に接続された発光素子と、
   　上記コアの他端面に接続された受光素子と、
   　上記アンダークラッド層の、上記コアを支持する面と反対側の面のうち、上記格子状のコアの隣り合う交差部と交差部との間のコアの部分に対応する部分に設けられた突設部と
   を備えているシート状の位置センサであって、
   　上記シート状光導波路が、上記突設部を支点として曲がるようになっており、
   　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、上記シート状の光導波路の表面の押圧状態で、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おり、
   　上記位置センサの表面の任意の個所への押圧による、コアの光伝播量の変化によって、押圧個所を特定することを特徴とする位置センサ。
2. 　上記突設部の厚みが、１０～２００μｍの範囲内に設定されている請求項１記載の位置センサ。
    

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