输入装置的制造方法
输入装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种具备光学位置检测单元的输入装置。
【背景技术】
[0002] W往，提出了一种W光学方式探测按压位置的位置传感器(例如参照专利文献1)。 关于该位置传感器，通过将成为光路的多个线状的忍沿纵横方向配置并用包层覆盖运些忍 的周缘部来形成片状的光波导，使来自发光元件的光射入上述各忍的一个端面，并在各忍 的另一个端面利用受光元件来检测在各忍内传播过来的光。而且，当用手指等按压该片状 的位置传感器的表面的一部分时，该按压部分的忍被挤压(按压方向的忍的截面积变小）， 在该按压部分的忍中，上述受光元件的光的检测水平降低，因此能够探测出上述按压位置。
[0003] 专利文献1:日本特开平8-234895号公报
【发明内容】
[0004] 发明要解决的问题
[0005] 然而，当用笔等输入体在上述专利文献1的片状的位置传感器的表面输入文字等 时，根据情况，上述光波导有时会被该输入体的前端输入部(笔尖等)损伤。即，在上述光波 导中，为了使忍易于通过被按压而变形从而易于探测按压位置，有时将位于忍的上侧的上 包层的部分的厚度形成得薄(例如200wiiW下）。在该情况下，在被输入体的前端输入部按压 时，如果该按压力大于设定值(考虑人的平均按压力为1.5N左右而设定的值），则前端输入 部深陷到由线状的忍围成的包层的四边形部分中，由于该原因，有时在该包层部分发生断 裂，且该断裂扩展到周围的忍。另外，当在保持按压力大的状态下使前端输入部移动时，该 前端输入部被线状的忍钩挂，由于该原因，有时在该忍中发生断裂。当如运些情况那样在忍 中发生断裂时，光在忍内无法适当地传播，失去作为位置传感器的功能。
[0006] 本发明是鉴于运种情况而完成的，其目的在于提供一种具备防止了由于输入体的 前端输入部的按压、移动而发生的忍的断裂的光波导的输入装置。
[0007] 用于解决问题的方案
[000引为了实现上述目的，本发明的输入装置构成为，具备:片状的光波导，其是利用片 状的下包层和上包层夹持W格子状形成的多个线状的忍而得到的；发光元件，其与该光波 导的忍的一个端面相连接；W及受光元件，其与所述忍的另一个端面相连接，其中，由所述 发光元件发出的光经由所述光波导的忍而被所述受光元件接收，将所述光波导的与格子状 的忍部分对应的上包层的表面部分作为输入区域，根据由于输入体的前端输入部按压该输 入区域而发生变化的忍的光传播量来确定输入体的前端输入部在该输入区域内的按压位 置，将所述下包层的弹性模量和所述上包层的弹性模量设定在忍的弹性模量的10%~ 100%的范围内，来防止由所述前端输入部的按压导致的忍的断裂。
[0009]为了在用笔等输入体在输入装置中输入文字等时，即使位于忍的上侧的上包层的 部分的厚度形成为200wiiW下也不会由于输入体的前端输入部的按压、移动而在光波导的 忍中发生断裂，本发明的发明人们对光波导的弹性模量反复进行了研究。在该研究过程中 查明了 W下内容：在下包层的弹性模量和上包层的弹性模量大幅度地小于忍的弹性模量 (为忍的弹性模量的5% W下）的情况下，会发生所述现有技术中的忍的断裂。而且，鉴于该 见解而构思使下包层的弹性模量和上包层的弹性模量接近忍的弹性模量，并进一步反复进 行了研究，其结果，发现当将下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设定在忍的弹性模量 的10%~100%的范围内时，不会由于输入体的前端输入部的按压、移动而在忍中发生断 裂，从而实现本发明。
[0010] 发明的效果
[0011] 在本发明的输入装置中，将光波导的下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设定 在忍的弹性模量的10%~100%的范围内。即，将下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设 定为与忍的弹性模量相等或者接近的值。由此，即使用输入体的前端输入部按压上包层的 表面的输入区域，或者使上述前端输入部在上述输入区域内移动，上包层、忍W及下包层均 同样地变形而不会对忍施加大的应力。其结果，在忍中不发生断裂。例如，即使与由线状的 忍围成的部分对应的上包层或者下包层的四边形部分由于输入体的前端输入部的强按压 而发生变形，也不会在忍中发生断裂，或者即使在该强按压的状态下使输入体的前端输入 部移动，该前端输入部也不会被忍钩挂，在忍中不发生断裂。
[0012] 特别是，在将上述忍的弹性模量设定在IM~IOGpa的范围内的情况下，能够使输入 体的前端输入部所接触的上包层的弹性模量适于输入体的输入，从而使书写感觉良好。
[0013] 另外，在上述光波导具有W下构造的情况下，该光波导的构造与上述弹性模量的 设定相辅相成，从而易于探测输入体的前端输入部的按压位置，上述构造是:在下包层的表 面部分埋设有忍，上述下包层的表面和忍的顶面形成在同一面上，W覆盖所述下包层的表 面和忍的顶面的状态形成有上包层。
【附图说明】
[0014] 图1示意性地表示本发明的输入装置的一个实施方式，（a)是其俯视图，（b)是其主 要部分放大截面图。
[0015] 图2是示意性地表示上述输入装置的使用状态的局部放大截面图。
[0016] 图3的（a)~（d)是示意性地表示构成上述输入装置的光波导的制作方法的说明 图。
[0017] 图4是示意性地表示构成本发明的输入装置的其它实施方式的光波导的主要部分 放大截面图。
[0018] 图5是示意性地表示上述输入装置的变形例的主要部分放大截面图。
[0019] 图6的(a)~(f)是示意性地表示上述输入装置中的格子状的忍的交叉方式的放大 俯视图。
[0020] 图7的(a)、（b)是示意性地表示上述格子状的忍的交叉部中的光的路线的放大俯 视图。
【具体实施方式】
[0021 ]接着，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。
[0022] 图I的(a)是表示本发明的输入装置的一个实施方式的俯视图，图I的(b)是将其中 央部的截面放大后的图。该实施方式的输入装置具备：四边形片状的光波导W，其是利用四 边形片状的下包层1和上包层3夹持格子状的忍2而得到的；发光元件4,其与构成上述格子 状的忍2的线状的忍2的一个端面相连接；W及受光元件5,其与上述线状的忍2的另一个端 面相连接。而且，从上述发光元件4发出的光在上述忍2中经过后被上述受光元件5接收。另 夕h与格子状的忍2的部分对应的上包层3的表面部分成为输入区域。此外，在图1的(a)中， 用虚线表示忍2,虚线的粗细表示忍2的粗细。另外，在图1的(a)中，省略忍2的数量地进行图 示。另外，图1的(a)的箭头表示光的行进方向。
[0023] 而且，在上述光波导W中，将下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量设定在忍2 的弹性模量的10%~100%的范围内。运是本发明的显著特征。由此，将下包层1的弹性模量 和上包层3的弹性模量设定为与忍2的弹性模量相等或者接近的值。因此，当按压了上包层3 的表面的输入区域时，上包层3、忍2W及下包层1均同样地变形，不会对忍2施加大的应力。 其结果，在忍2中不发生断裂。此外，下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量既可W是相 同的值，也可W是不同的值。当上述下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量超过忍2的弹 性模量(超过忍2的弹性模量的100%)时，忍2的周边变硬，因此，难W使忍2针对按压适当地 变形，从而难W准确地探测按压位置。如之前所述那样，当上述 下包层1的弹性模量和上包 层3的弹性模量相对于忍2的弹性模量过低(为忍2的弹性模量的5% W下)时，由于按压而在 忍2等中发生断裂。
[0024] 另外，在该实施方式中，上述光波导W是W如下方式得到的片状的光波导：在片状 的下包层1的表面部分埋设有格子状的忍2,上述下包层1的表面和忍2的顶面形成在同一面 上，W覆盖下包层1的表面和忍2的顶面的状态形成有片状的上包层3。在具有运种特定构造 的光波导W中，能够使上包层3的厚度均匀，因此与上述下包层1、忍2W及上包层3的弹性模 量的设定相辅相成，从而易于探测输入体的前端输入部的按压位置。另外，在具有上述那样 的构造的光波导W的情况下，关于各层的厚度，例如将下包层1的厚度设定在1皿~200WI1的 范围内，将忍2的厚度设定在5皿~100皿的范围内，将上包层3的厚度设定在1皿~200皿的 范围内。
[0025] 例如在图2中用截面图表示的那样，上述输入装置被载置在桌子等平面台30上，W 用笔等输入体10在上述输入区域内写入文字等信息的方式来使用。而且，通过该写入，光波 导W的上包层3的表面被笔尖等前端输入部IOa按压。由此，在被笔尖等前端输入部IOa按压 的按压部分，忍2W沿着笔尖等前端输入部IOa陷入下包层1的方式弯曲。然后，从该忍2的弯 曲的部分发生光的泄漏(散射）。因此，在被笔尖等前端输入部IOa按压的忍2中，受光元件5 的光的检测水平降低，由于该光的检测水平的降低，因此能够探测笔尖等前端输入部IOa的 位置(坐标）、其移动轨迹。
[0026] 在此，如之前所述那样，将下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量设定在忍2的 弹性模量的10%~100%的范围内，因此在被笔尖等前端输入部IOa按压时，上包层3、忍2W 及下包层1均同样地变形，不会对忍2施加大的应力。因此，例如，即使与由线状的忍2围成的 部分对应的上包层3和下包层1的四边形部分由于输入体10的前端输入部IOa的强按压而发 生变形，在忍2中也不会发生断裂，即使在该强按压的状态下使输入体10的前端输入部IOa 移动，该前端输入部IOa也不会被忍2钩挂，在忍2中不发生断裂。其结果，能够维持作为输入 装置的功能。
[0027] 此外，优选将上述忍2的弹性模量设定在IM~IOGPa的范围内。由此，能够使输入体 10的前端输入部IOa所接触的上包层3的弹性模量适于输入体10的输入，从而使书写感觉良 好。
[00%]然后，当上述前端输入部IOa的按压被解除（输入结束）时，上述下包层1、忍2W及 上包层3通过各自的恢复力而恢复成原来的状态〔参照图1的(b))。此外，优选的是，上述忍2 的陷入下包层1的陷入深度D最大到2000皿。当超过2000皿时，上述下包层1、忍2W及上包层 3可能无法恢复成原来的状态，或者在光波导W中发生断裂。
[0029] 上述输入装置还具备控制该输入装置的CPlK中央处理装置）（未图示），在该CPU中 安装有根据上述受光元件5的光的检测水平的降低来确定笔尖等前端输入部IOa的位置、移 动轨迹的程序。而且，例如，表示上述前端输入部IOa的位置、移动轨迹的数据作为电子数据 被保存(存储)在存储器等存储单元中。
[0030] 另外，关于该存储单元中保存(存储）的备忘录等信息，能够利用再现用终端(个人 计算机、智能手机、平板型终端等)进行再现(显示），还能够存储于上述再现用终端。在该情 况下，上述再现用终端与上述输入装置例如通过微型USB线缆等连接线缆而连接。此外，例 如Wp壯等具有通用性的文件形式来进行向上述存储单元的存储器的保存(存储）。
[0031] 接着，对上述光波导W的制作方法进行说明。作为构成上述光波导W的下包层1、忍2 W及上包层3的形成材料，能够列举出感光性树脂、热固化树脂等，能够通过与该形成材料 相应的制作方法来制作光波导W。即，首先，如图3的(a)所示那样将上包层3形成为厚度均匀 的片状。接着，如图3的（b)所示那样在该上包层3的上表面将忍2W突出的状态形成为规定 图案。接着，如图3的（C)所示那样W覆盖该忍2的方式在上述上包层3的上表面形成下包层 1。然后，如图3的(d)所示那样使所得到的该结构体上下颠倒，使下包层1为下侧，使上包层3 为上侧。通过运样，能够得到上述光波导W。
[0032] 另外，将上述忍2的折射率设定为大于上述下包层1的折射率和上包层3的折射率。 而且，例如，通过调整各形成材料的种类的选择、组成比率，能够进行上述弹性模量和折射 率的调整。
[0033] 此外，上述光波导W的构造也可W是除上述实施方式W外的构造，例如，也可W设 为W下构造:如在图4中用截面图表示的那样，在厚度均匀的片状的下包层1的表面将忍2W 突出的状态形成为规定图案，W覆盖该忍2的状态在上述下包层1的表面形成有上包层3。
[0034] 另外，也可W如在图5中用截面图表示的那样，在上述光波导W的下包层1的背面设 置橡胶层等弹性层R。此外，在图5中，在图1的（b)中示出截面图的光波导W中设置有弹性层 R，但是在图4中示出截面图的光波导W中设置弹性层R也是同样的。在该情况下，即使下包层 1、忍2W及上包层3的恢复力变弱，或者上述下包层1、忍2W及上包层3由恢复力原本就弱的 材料构成，也能够利用上述弹性层R的弹性力来辅助上述弱的恢复力，由此在输入体10的前 端输入部l〇a(参照图2)的按压被解除之后恢复为原来的状态。关于上述弹性层R，例如厚度 被设定在20WI1~2000WI1的范围内，弹性模量被设定在0.1 M~IG化的范围内。
[0035] 另外，上述输入体10只要能够如上所述那样按压光波导W即可，例如既可W是能利 用墨等在纸张上书写的书写工具，也可W是不出墨等的简单的棒体。
[0036] 而且，在上述实施方式中，格子状的忍2的各交叉部通常如在图6的(a)中用放大俯 视图表示的那样形成为交叉的四个方向全部连续的状态，但也可W是其它状态。例如，也可 W如图6的（b)所示那样，只有交叉的一个方向被间隙G隔断而成为不连续。上述间隙G由下 包层1的形成材料或者上包层3的形成材料形成。该间隙G的宽度d被设定为超过0(零）（只要 形成间隙G即可），通常被设定为20wiiW下。与之相同，也可W如图6的（C)、（d)所示那样，交 叉的两个方向（图6的（C)是相向的两个方向，图6的（d)是彼此相邻的两个方向）不连续，也 可W如图6的（e)所示那样，交叉的=个方向不连续，还可W如图6的（f)所示那样，交叉的四 个方向全部不连续。并且，也可W设为具备图6的(a)~(f)所示的上述交叉部中的两种W上 的交叉部的格子状。即，在本发明中，由多个线状的忍2形成的"格子状"意味着包含一部分 交叉部或全部的交叉部如上所述那样形成的格子状。
[0037] 特别是，当如图6的(b)~(f)所示那样交叉的至少一个方向不连续时，能够减少光 的交叉损耗。即，如图7的（a)所示，在交叉的四个方向全部连续的交叉部中，当关注该交叉 的一个方向〔在图7的(a)中为上方)时，射入交叉部的光的一部分到达与该光所前进的忍2 正交的忍2的壁面2曰，由于在该壁面的反射角度大，因此透过忍2〔参照图7的(a)的双点划线 的箭头）。在交叉的与上述方向相反的一侧的方向〔在图7的(a)中为下方)也发生运种光的 透过。与此相对地，如图7的（b)所示，当交叉的一个方向〔在图7的（b)中为上方）由于间隙G 而变得不连续时，形成上述间隙G与忍2之间的界面，且上述界面的反射角度变小，因此在图 7的（a)中透过忍2 的光的一部分不会透过该界面，而在该界面发生反射，之后在忍2中继续 行进〔参照图7的(b)的双点划线的箭头）。因此，如上所述，当使交叉的至少一个方向不连续 时，能够减少光的交叉损耗。其结果，能够提高笔尖等的按压位置的探测灵敏度。
[0038] 接着，一并说明实施例和比较例。但是，本发明并不限定于实施例。
[0039] 实施例
[0040] 〔下包层和上包层的形成材料）
[0041 ] 成分a:环氧树脂(ADEKA公司制造、EP4080E)
[0042] 成分b:光致产酸剂(SANAPRO公司制造、CP1101A)
[0043] 通过将运些成分a、b进行混合来调制出下包层和上包层的形成材料。
[0044] 〔忍的形成材料）
[0045] 成分C:环氧树脂(大赛踰公司制造、EHPE3150)
[0046] 成分d:环氧树脂(东都化成公司制造、KI-3000-4)
[0047] 成分e:光致产酸剂(ADEKA公司制造、SP17 0)
[004引成分f:乳酸乙基(和光纯药工业公司制造、溶剂）
[0049] 通过将运些成分C~f进行混合来调制出忍的形成材料。
[0050] 〔光波导的制作）
[0051] 如下述那样制作出光波导。此时，将构成光波导的上包层等的厚度和弹性模量设 为下述的表1中示出的值。此外，通过调整上述成分a、b和成分c、d的含有量来进行弹性模量 的调整。另外，使用粘弹性测定装置(TA instruments Japan Inc.公司制造、RSA3)来进行 弹性模量的测定。
[0052] 目P，首先，使用上述上包层的形成材料，通过旋转涂布法在玻璃制基材的表面形成 了上包层。
[0053] 接着，使用上述忍的形成材料，通过光刻法在上述上包层的上表面将忍突出地形 成为直线图案。
[0054] 接着，W覆盖上述忍的方式，使用上述下包层的形成材料并通过旋转涂布法在上 述上包层的上表面形成了下包层。
[0055] 然后，将上述上包层从上述玻璃制基材剥离。接着，利用粘合剂将上述下包层粘合 于侣板的表面。通过运样，利用粘合剂在侣板的表面制作出了光波导〔参照图1的(b))。 [00 56]〔比较例）
[0057]使用下述的材料来作为下包层和上包层的形成材料，使用与上述实施例相同的材 料来作为忍的形成材料，与上述实施例同样地制作出光波导。此时，将构成光波导的上包层 等的厚度和弹性模量设为下述的表2中示出的值。此外，通过调整下述成分g、h的含有量来 进行弹性模量的调整。
[005引〔下包层和上包层的形成材料）
[0059] 成分g:环氧树脂(S菱化学公司制造、YL7410)
[0060] 成分h:环氧树脂(S菱化学公司制造、J邸1007)
[0061 ] 成分i :光致产酸剂(SANAPRO公司制造、CP1101A)
[0062] 通过将运些成分g~i进行混合来调制出下包层和上包层的形成材料。
[0063] 〔光波导的评价）
[0064] 利用圆珠笔的前端(前端直径为0.5mm)在上包层的表面的任意的十个位置处W施 加了下述表1、2所示的负荷的状态下书写了文字。其结果，将在上包层中、忍中W及下包层 中均未发生断裂的情况评价为合格，并在下述表1、2中示出"〇"，将在=者中的任一个中发 生了断裂的情况评价为不合格，并在下述表1、2中示出"X"。
[0065] [表U
[0069] 根据上述表1、2的结果可知：实施例1~9的光波导针对大的按压力的耐断裂性优 秀，比较例1、2的光波导的该耐断裂性差。而且可知：该结果的不同取决于下包层的弹性模 量及上包层的弹性模量与忍的弹性模量的差。
[0070] 另外，在上述实施例1~9中，将光波导设为在图1的(b)中用截面图示出的光波导， 但即使将光波导设为在图4中用截面图示出的光波导，也能够得到表示与上述实施例1~9 的倾向相同的倾向的评价结果。
[0071] 另外，在上述实施例1~9中，将下包层的弹性模量与上包层的弹性模量设为相同 的值，但是即使将两个弹性模量设定为忍的弹性模量的10%~100%的范围内的不同的值， 也能够得到表示与上述实施例1~9的倾向相同的倾向的评价结果。
[0072] 并且，在下包层的下面设置有橡胶层、将该橡胶层的厚度设定在20WI1~2000WI1的 范围内、将弹性模量设定在0.1 M~IG化的范围内的情况下，也能够得到表示与上述实施例1 ~9的倾向相同的倾向的评价结果。
[0073] 在上述实施例中示出了本发明的具体的方式，但上述实施例只是简单的例示，并 不用于限定地解释本发明。本发明意图将对本领域技术人员来说显而易见的各种变形包括 在本发明的范围内。
[0074] 产业上的可利用性
[0075] 本发明的输入装置能够用于W下情况：即使在用笔等输入体输入文字等信息时的 按压力大的情况下，在光波导中也不发生断裂，能够维持作为输入装置的功能。
[007引附图标记说明
[0077] W:光波导；1:下包层;2:忍;3:上包层。
【主权项】
1. 一种输入装置，其特征在于，具备： 片状的光波导，其是利用片状的下包层和上包层夹持以格子状形成的多个线状的芯而 得到的； 发光元件，其与该光波导的芯的一个端面相连接；以及 受光元件，其与所述芯的另一个端面相连接， 其中，由所述发光元件发出的光经由所述光波导的芯而被所述受光元件接收，将所述 光波导的与格子状的芯部分对应的上包层的表面部分作为输入区域，根据由于输入体的前 端输入部按压该输入区域而发生变化的芯的光传播量来确定该输入体的前端输入部在该 输入区域内的按压位置， 将所述下包层和所述上包层的弹性模量设定在芯的弹性模量的10%~100%的范围 内，来防止由于所述前端输入部的按压而发生的芯的断裂。2. 根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于， 所述芯的弹性模量被设定在1M~lOGPa的范围内。3. 根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于， 所述光波导具有以下构造:在下包层的表面部分埋设有芯，所述下包层的表面和芯的 顶面形成在同一面上，以覆盖所述下包层的表面和芯的顶面的状态形成有上包层。
【专利摘要】提供一种具备光波导的输入装置，该光波导防止了由输入体的前端输入部的按压、移动导致的芯的断裂。该输入装置具备四边形片状的光波导(W)，该光波导(W)是利用四边形片状的下包层(1)和上包层(3)夹持格子状的芯(2)而得到的，将与格子状的芯(2)的部分对应的上包层(3)的表面部分作为输入区域，将下包层(1)的弹性模量和上包层(3)的弹性模量设定在芯(2)的弹性模量的10％～100％的范围内，由此防止由输入体的前端输入部在输入区域内的按压、移动导致的芯(2)的断裂。
【IPC分类】G06F3/042, G02B6/10
【公开号】CN105493012
【申请号】CN201480047651
【发明人】清水裕介, 吉冈良真
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月14日
【公告号】EP3026539A1, US20160202787, WO2015045570A1
【技术领域】
[0001 ]本发明设及一种具备光学位置检测单元的输入装置。
【背景技术】
[0002] W往，提出了一种W光学方式探测按压位置的位置传感器(例如参照专利文献1)。 关于该位置传感器，通过将成为光路的多个线状的忍沿纵横方向配置并用包层覆盖运些忍 的周缘部来形成片状的光波导，使来自发光元件的光射入上述各忍的一个端面，并在各忍 的另一个端面利用受光元件来检测在各忍内传播过来的光。而且，当用手指等按压该片状 的位置传感器的表面的一部分时，该按压部分的忍被挤压(按压方向的忍的截面积变小）， 在该按压部分的忍中，上述受光元件的光的检测水平降低，因此能够探测出上述按压位置。
[0003] 专利文献1:日本特开平8-234895号公报
【发明内容】
[0004] 发明要解决的问题
[0005] 然而，当用笔等输入体在上述专利文献1的片状的位置传感器的表面输入文字等 时，根据情况，上述光波导有时会被该输入体的前端输入部(笔尖等)损伤。即，在上述光波 导中，为了使忍易于通过被按压而变形从而易于探测按压位置，有时将位于忍的上侧的上 包层的部分的厚度形成得薄(例如200wiiW下）。在该情况下，在被输入体的前端输入部按压 时，如果该按压力大于设定值(考虑人的平均按压力为1.5N左右而设定的值），则前端输入 部深陷到由线状的忍围成的包层的四边形部分中，由于该原因，有时在该包层部分发生断 裂，且该断裂扩展到周围的忍。另外，当在保持按压力大的状态下使前端输入部移动时，该 前端输入部被线状的忍钩挂，由于该原因，有时在该忍中发生断裂。当如运些情况那样在忍 中发生断裂时，光在忍内无法适当地传播，失去作为位置传感器的功能。
[0006] 本发明是鉴于运种情况而完成的，其目的在于提供一种具备防止了由于输入体的 前端输入部的按压、移动而发生的忍的断裂的光波导的输入装置。
[0007] 用于解决问题的方案
[000引为了实现上述目的，本发明的输入装置构成为，具备:片状的光波导，其是利用片 状的下包层和上包层夹持W格子状形成的多个线状的忍而得到的；发光元件，其与该光波 导的忍的一个端面相连接；W及受光元件，其与所述忍的另一个端面相连接，其中，由所述 发光元件发出的光经由所述光波导的忍而被所述受光元件接收，将所述光波导的与格子状 的忍部分对应的上包层的表面部分作为输入区域，根据由于输入体的前端输入部按压该输 入区域而发生变化的忍的光传播量来确定输入体的前端输入部在该输入区域内的按压位 置，将所述下包层的弹性模量和所述上包层的弹性模量设定在忍的弹性模量的10%~ 100%的范围内，来防止由所述前端输入部的按压导致的忍的断裂。
[0009]为了在用笔等输入体在输入装置中输入文字等时，即使位于忍的上侧的上包层的 部分的厚度形成为200wiiW下也不会由于输入体的前端输入部的按压、移动而在光波导的 忍中发生断裂，本发明的发明人们对光波导的弹性模量反复进行了研究。在该研究过程中 查明了 W下内容：在下包层的弹性模量和上包层的弹性模量大幅度地小于忍的弹性模量 (为忍的弹性模量的5% W下）的情况下，会发生所述现有技术中的忍的断裂。而且，鉴于该 见解而构思使下包层的弹性模量和上包层的弹性模量接近忍的弹性模量，并进一步反复进 行了研究，其结果，发现当将下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设定在忍的弹性模量 的10%~100%的范围内时，不会由于输入体的前端输入部的按压、移动而在忍中发生断 裂，从而实现本发明。
[0010] 发明的效果
[0011] 在本发明的输入装置中，将光波导的下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设定 在忍的弹性模量的10%~100%的范围内。即，将下包层的弹性模量和上包层的弹性模量设 定为与忍的弹性模量相等或者接近的值。由此，即使用输入体的前端输入部按压上包层的 表面的输入区域，或者使上述前端输入部在上述输入区域内移动，上包层、忍W及下包层均 同样地变形而不会对忍施加大的应力。其结果，在忍中不发生断裂。例如，即使与由线状的 忍围成的部分对应的上包层或者下包层的四边形部分由于输入体的前端输入部的强按压 而发生变形，也不会在忍中发生断裂，或者即使在该强按压的状态下使输入体的前端输入 部移动，该前端输入部也不会被忍钩挂，在忍中不发生断裂。
[0012] 特别是，在将上述忍的弹性模量设定在IM~IOGpa的范围内的情况下，能够使输入 体的前端输入部所接触的上包层的弹性模量适于输入体的输入，从而使书写感觉良好。
[0013] 另外，在上述光波导具有W下构造的情况下，该光波导的构造与上述弹性模量的 设定相辅相成，从而易于探测输入体的前端输入部的按压位置，上述构造是:在下包层的表 面部分埋设有忍，上述下包层的表面和忍的顶面形成在同一面上，W覆盖所述下包层的表 面和忍的顶面的状态形成有上包层。
【附图说明】
[0014] 图1示意性地表示本发明的输入装置的一个实施方式，（a)是其俯视图，（b)是其主 要部分放大截面图。
[0015] 图2是示意性地表示上述输入装置的使用状态的局部放大截面图。
[0016] 图3的（a)~（d)是示意性地表示构成上述输入装置的光波导的制作方法的说明 图。
[0017] 图4是示意性地表示构成本发明的输入装置的其它实施方式的光波导的主要部分 放大截面图。
[0018] 图5是示意性地表示上述输入装置的变形例的主要部分放大截面图。
[0019] 图6的(a)~(f)是示意性地表示上述输入装置中的格子状的忍的交叉方式的放大 俯视图。
[0020] 图7的(a)、（b)是示意性地表示上述格子状的忍的交叉部中的光的路线的放大俯 视图。
【具体实施方式】
[0021 ]接着，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。
[0022] 图I的(a)是表示本发明的输入装置的一个实施方式的俯视图，图I的(b)是将其中 央部的截面放大后的图。该实施方式的输入装置具备：四边形片状的光波导W，其是利用四 边形片状的下包层1和上包层3夹持格子状的忍2而得到的；发光元件4,其与构成上述格子 状的忍2的线状的忍2的一个端面相连接；W及受光元件5,其与上述线状的忍2的另一个端 面相连接。而且，从上述发光元件4发出的光在上述忍2中经过后被上述受光元件5接收。另 夕h与格子状的忍2的部分对应的上包层3的表面部分成为输入区域。此外，在图1的(a)中， 用虚线表示忍2,虚线的粗细表示忍2的粗细。另外，在图1的(a)中，省略忍2的数量地进行图 示。另外，图1的(a)的箭头表示光的行进方向。
[0023] 而且，在上述光波导W中，将下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量设定在忍2 的弹性模量的10%~100%的范围内。运是本发明的显著特征。由此，将下包层1的弹性模量 和上包层3的弹性模量设定为与忍2的弹性模量相等或者接近的值。因此，当按压了上包层3 的表面的输入区域时，上包层3、忍2W及下包层1均同样地变形，不会对忍2施加大的应力。 其结果，在忍2中不发生断裂。此外，下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量既可W是相 同的值，也可W是不同的值。当上述下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量超过忍2的弹 性模量(超过忍2的弹性模量的100%)时，忍2的周边变硬，因此，难W使忍2针对按压适当地 变形，从而难W准确地探测按压位置。如之前所述那样，当上述 下包层1的弹性模量和上包 层3的弹性模量相对于忍2的弹性模量过低(为忍2的弹性模量的5% W下)时，由于按压而在 忍2等中发生断裂。
[0024] 另外，在该实施方式中，上述光波导W是W如下方式得到的片状的光波导：在片状 的下包层1的表面部分埋设有格子状的忍2,上述下包层1的表面和忍2的顶面形成在同一面 上，W覆盖下包层1的表面和忍2的顶面的状态形成有片状的上包层3。在具有运种特定构造 的光波导W中，能够使上包层3的厚度均匀，因此与上述下包层1、忍2W及上包层3的弹性模 量的设定相辅相成，从而易于探测输入体的前端输入部的按压位置。另外，在具有上述那样 的构造的光波导W的情况下，关于各层的厚度，例如将下包层1的厚度设定在1皿~200WI1的 范围内，将忍2的厚度设定在5皿~100皿的范围内，将上包层3的厚度设定在1皿~200皿的 范围内。
[0025] 例如在图2中用截面图表示的那样，上述输入装置被载置在桌子等平面台30上，W 用笔等输入体10在上述输入区域内写入文字等信息的方式来使用。而且，通过该写入，光波 导W的上包层3的表面被笔尖等前端输入部IOa按压。由此，在被笔尖等前端输入部IOa按压 的按压部分，忍2W沿着笔尖等前端输入部IOa陷入下包层1的方式弯曲。然后，从该忍2的弯 曲的部分发生光的泄漏(散射）。因此，在被笔尖等前端输入部IOa按压的忍2中，受光元件5 的光的检测水平降低，由于该光的检测水平的降低，因此能够探测笔尖等前端输入部IOa的 位置(坐标）、其移动轨迹。
[0026] 在此，如之前所述那样，将下包层1的弹性模量和上包层3的弹性模量设定在忍2的 弹性模量的10%~100%的范围内，因此在被笔尖等前端输入部IOa按压时，上包层3、忍2W 及下包层1均同样地变形，不会对忍2施加大的应力。因此，例如，即使与由线状的忍2围成的 部分对应的上包层3和下包层1的四边形部分由于输入体10的前端输入部IOa的强按压而发 生变形，在忍2中也不会发生断裂，即使在该强按压的状态下使输入体10的前端输入部IOa 移动，该前端输入部IOa也不会被忍2钩挂，在忍2中不发生断裂。其结果，能够维持作为输入 装置的功能。
[0027] 此外，优选将上述忍2的弹性模量设定在IM~IOGPa的范围内。由此，能够使输入体 10的前端输入部IOa所接触的上包层3的弹性模量适于输入体10的输入，从而使书写感觉良 好。
[00%]然后，当上述前端输入部IOa的按压被解除（输入结束）时，上述下包层1、忍2W及 上包层3通过各自的恢复力而恢复成原来的状态〔参照图1的(b))。此外，优选的是，上述忍2 的陷入下包层1的陷入深度D最大到2000皿。当超过2000皿时，上述下包层1、忍2W及上包层 3可能无法恢复成原来的状态，或者在光波导W中发生断裂。
[0029] 上述输入装置还具备控制该输入装置的CPlK中央处理装置）（未图示），在该CPU中 安装有根据上述受光元件5的光的检测水平的降低来确定笔尖等前端输入部IOa的位置、移 动轨迹的程序。而且，例如，表示上述前端输入部IOa的位置、移动轨迹的数据作为电子数据 被保存(存储)在存储器等存储单元中。
[0030] 另外，关于该存储单元中保存(存储）的备忘录等信息，能够利用再现用终端(个人 计算机、智能手机、平板型终端等)进行再现(显示），还能够存储于上述再现用终端。在该情 况下，上述再现用终端与上述输入装置例如通过微型USB线缆等连接线缆而连接。此外，例 如Wp壯等具有通用性的文件形式来进行向上述存储单元的存储器的保存(存储）。
[0031] 接着，对上述光波导W的制作方法进行说明。作为构成上述光波导W的下包层1、忍2 W及上包层3的形成材料，能够列举出感光性树脂、热固化树脂等，能够通过与该形成材料 相应的制作方法来制作光波导W。即，首先，如图3的(a)所示那样将上包层3形成为厚度均匀 的片状。接着，如图3的（b)所示那样在该上包层3的上表面将忍2W突出的状态形成为规定 图案。接着，如图3的（C)所示那样W覆盖该忍2的方式在上述上包层3的上表面形成下包层 1。然后，如图3的(d)所示那样使所得到的该结构体上下颠倒，使下包层1为下侧，使上包层3 为上侧。通过运样，能够得到上述光波导W。
[0032] 另外，将上述忍2的折射率设定为大于上述下包层1的折射率和上包层3的折射率。 而且，例如，通过调整各形成材料的种类的选择、组成比率，能够进行上述弹性模量和折射 率的调整。
[0033] 此外，上述光波导W的构造也可W是除上述实施方式W外的构造，例如，也可W设 为W下构造:如在图4中用截面图表示的那样，在厚度均匀的片状的下包层1的表面将忍2W 突出的状态形成为规定图案，W覆盖该忍2的状态在上述下包层1的表面形成有上包层3。
[0034] 另外，也可W如在图5中用截面图表示的那样，在上述光波导W的下包层1的背面设 置橡胶层等弹性层R。此外，在图5中，在图1的（b)中示出截面图的光波导W中设置有弹性层 R，但是在图4中示出截面图的光波导W中设置弹性层R也是同样的。在该情况下，即使下包层 1、忍2W及上包层3的恢复力变弱，或者上述下包层1、忍2W及上包层3由恢复力原本就弱的 材料构成，也能够利用上述弹性层R的弹性力来辅助上述弱的恢复力，由此在输入体10的前 端输入部l〇a(参照图2)的按压被解除之后恢复为原来的状态。关于上述弹性层R，例如厚度 被设定在20WI1~2000WI1的范围内，弹性模量被设定在0.1 M~IG化的范围内。
[0035] 另外，上述输入体10只要能够如上所述那样按压光波导W即可，例如既可W是能利 用墨等在纸张上书写的书写工具，也可W是不出墨等的简单的棒体。
[0036] 而且，在上述实施方式中，格子状的忍2的各交叉部通常如在图6的(a)中用放大俯 视图表示的那样形成为交叉的四个方向全部连续的状态，但也可W是其它状态。例如，也可 W如图6的（b)所示那样，只有交叉的一个方向被间隙G隔断而成为不连续。上述间隙G由下 包层1的形成材料或者上包层3的形成材料形成。该间隙G的宽度d被设定为超过0(零）（只要 形成间隙G即可），通常被设定为20wiiW下。与之相同，也可W如图6的（C)、（d)所示那样，交 叉的两个方向（图6的（C)是相向的两个方向，图6的（d)是彼此相邻的两个方向）不连续，也 可W如图6的（e)所示那样，交叉的=个方向不连续，还可W如图6的（f)所示那样，交叉的四 个方向全部不连续。并且，也可W设为具备图6的(a)~(f)所示的上述交叉部中的两种W上 的交叉部的格子状。即，在本发明中，由多个线状的忍2形成的"格子状"意味着包含一部分 交叉部或全部的交叉部如上所述那样形成的格子状。
[0037] 特别是，当如图6的(b)~(f)所示那样交叉的至少一个方向不连续时，能够减少光 的交叉损耗。即，如图7的（a)所示，在交叉的四个方向全部连续的交叉部中，当关注该交叉 的一个方向〔在图7的(a)中为上方)时，射入交叉部的光的一部分到达与该光所前进的忍2 正交的忍2的壁面2曰，由于在该壁面的反射角度大，因此透过忍2〔参照图7的(a)的双点划线 的箭头）。在交叉的与上述方向相反的一侧的方向〔在图7的(a)中为下方)也发生运种光的 透过。与此相对地，如图7的（b)所示，当交叉的一个方向〔在图7的（b)中为上方）由于间隙G 而变得不连续时，形成上述间隙G与忍2之间的界面，且上述界面的反射角度变小，因此在图 7的（a)中透过忍2 的光的一部分不会透过该界面，而在该界面发生反射，之后在忍2中继续 行进〔参照图7的(b)的双点划线的箭头）。因此，如上所述，当使交叉的至少一个方向不连续 时，能够减少光的交叉损耗。其结果，能够提高笔尖等的按压位置的探测灵敏度。
[0038] 接着，一并说明实施例和比较例。但是，本发明并不限定于实施例。
[0039] 实施例
[0040] 〔下包层和上包层的形成材料）
[0041 ] 成分a:环氧树脂(ADEKA公司制造、EP4080E)
[0042] 成分b:光致产酸剂(SANAPRO公司制造、CP1101A)
[0043] 通过将运些成分a、b进行混合来调制出下包层和上包层的形成材料。
[0044] 〔忍的形成材料）
[0045] 成分C:环氧树脂(大赛踰公司制造、EHPE3150)
[0046] 成分d:环氧树脂(东都化成公司制造、KI-3000-4)
[0047] 成分e:光致产酸剂(ADEKA公司制造、SP17 0)
[004引成分f:乳酸乙基(和光纯药工业公司制造、溶剂）
[0049] 通过将运些成分C~f进行混合来调制出忍的形成材料。
[0050] 〔光波导的制作）
[0051] 如下述那样制作出光波导。此时，将构成光波导的上包层等的厚度和弹性模量设 为下述的表1中示出的值。此外，通过调整上述成分a、b和成分c、d的含有量来进行弹性模量 的调整。另外，使用粘弹性测定装置(TA instruments Japan Inc.公司制造、RSA3)来进行 弹性模量的测定。
[0052] 目P，首先，使用上述上包层的形成材料，通过旋转涂布法在玻璃制基材的表面形成 了上包层。
[0053] 接着，使用上述忍的形成材料，通过光刻法在上述上包层的上表面将忍突出地形 成为直线图案。
[0054] 接着，W覆盖上述忍的方式，使用上述下包层的形成材料并通过旋转涂布法在上 述上包层的上表面形成了下包层。
[0055] 然后，将上述上包层从上述玻璃制基材剥离。接着，利用粘合剂将上述下包层粘合 于侣板的表面。通过运样，利用粘合剂在侣板的表面制作出了光波导〔参照图1的(b))。 [00 56]〔比较例）
[0057]使用下述的材料来作为下包层和上包层的形成材料，使用与上述实施例相同的材 料来作为忍的形成材料，与上述实施例同样地制作出光波导。此时，将构成光波导的上包层 等的厚度和弹性模量设为下述的表2中示出的值。此外，通过调整下述成分g、h的含有量来 进行弹性模量的调整。
[005引〔下包层和上包层的形成材料）
[0059] 成分g:环氧树脂(S菱化学公司制造、YL7410)
[0060] 成分h:环氧树脂(S菱化学公司制造、J邸1007)
[0061 ] 成分i :光致产酸剂(SANAPRO公司制造、CP1101A)
[0062] 通过将运些成分g~i进行混合来调制出下包层和上包层的形成材料。
[0063] 〔光波导的评价）
[0064] 利用圆珠笔的前端(前端直径为0.5mm)在上包层的表面的任意的十个位置处W施 加了下述表1、2所示的负荷的状态下书写了文字。其结果，将在上包层中、忍中W及下包层 中均未发生断裂的情况评价为合格，并在下述表1、2中示出"〇"，将在=者中的任一个中发 生了断裂的情况评价为不合格，并在下述表1、2中示出"X"。
[0065] [表U
[0069] 根据上述表1、2的结果可知：实施例1~9的光波导针对大的按压力的耐断裂性优 秀，比较例1、2的光波导的该耐断裂性差。而且可知：该结果的不同取决于下包层的弹性模 量及上包层的弹性模量与忍的弹性模量的差。
[0070] 另外，在上述实施例1~9中，将光波导设为在图1的(b)中用截面图示出的光波导， 但即使将光波导设为在图4中用截面图示出的光波导，也能够得到表示与上述实施例1~9 的倾向相同的倾向的评价结果。
[0071] 另外，在上述实施例1~9中，将下包层的弹性模量与上包层的弹性模量设为相同 的值，但是即使将两个弹性模量设定为忍的弹性模量的10%~100%的范围内的不同的值， 也能够得到表示与上述实施例1~9的倾向相同的倾向的评价结果。
[0072] 并且，在下包层的下面设置有橡胶层、将该橡胶层的厚度设定在20WI1~2000WI1的 范围内、将弹性模量设定在0.1 M~IG化的范围内的情况下，也能够得到表示与上述实施例1 ~9的倾向相同的倾向的评价结果。
[0073] 在上述实施例中示出了本发明的具体的方式，但上述实施例只是简单的例示，并 不用于限定地解释本发明。本发明意图将对本领域技术人员来说显而易见的各种变形包括 在本发明的范围内。
[0074] 产业上的可利用性
[0075] 本发明的输入装置能够用于W下情况：即使在用笔等输入体输入文字等信息时的 按压力大的情况下，在光波导中也不发生断裂，能够维持作为输入装置的功能。
[007引附图标记说明
[0077] W:光波导；1:下包层;2:忍;3:上包层。
【主权项】
1. 一种输入装置，其特征在于，具备： 片状的光波导，其是利用片状的下包层和上包层夹持以格子状形成的多个线状的芯而 得到的； 发光元件，其与该光波导的芯的一个端面相连接；以及 受光元件，其与所述芯的另一个端面相连接， 其中，由所述发光元件发出的光经由所述光波导的芯而被所述受光元件接收，将所述 光波导的与格子状的芯部分对应的上包层的表面部分作为输入区域，根据由于输入体的前 端输入部按压该输入区域而发生变化的芯的光传播量来确定该输入体的前端输入部在该 输入区域内的按压位置， 将所述下包层和所述上包层的弹性模量设定在芯的弹性模量的10%~100%的范围 内，来防止由于所述前端输入部的按压而发生的芯的断裂。2. 根据权利要求1所述的输入装置，其特征在于， 所述芯的弹性模量被设定在1M~lOGPa的范围内。3. 根据权利要求1或2所述的输入装置，其特征在于， 所述光波导具有以下构造:在下包层的表面部分埋设有芯，所述下包层的表面和芯的 顶面形成在同一面上，以覆盖所述下包层的表面和芯的顶面的状态形成有上包层。
【专利摘要】提供一种具备光波导的输入装置，该光波导防止了由输入体的前端输入部的按压、移动导致的芯的断裂。该输入装置具备四边形片状的光波导(W)，该光波导(W)是利用四边形片状的下包层(1)和上包层(3)夹持格子状的芯(2)而得到的，将与格子状的芯(2)的部分对应的上包层(3)的表面部分作为输入区域，将下包层(1)的弹性模量和上包层(3)的弹性模量设定在芯(2)的弹性模量的10％～100％的范围内，由此防止由输入体的前端输入部在输入区域内的按压、移动导致的芯(2)的断裂。
【IPC分类】G06F3/042, G02B6/10
【公开号】CN105493012
【申请号】CN201480047651
【发明人】清水裕介, 吉冈良真
【申请人】日东电工株式会社
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年7月14日
【公告号】EP3026539A1, US20160202787, WO2015045570A1
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