JP2013029932A - 入力デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】入力する際の入力位置を位置決めし易くなっている入力デバイスを提供する。
【解決手段】入力デバイスＡ１は、四角形状の入力用中空部Ｓを有する四角枠状の光導波路Ｗと、この光導波路Ｗの複数の光出射用コア２ａの端部に接続される発光素子５と、上記光導波路Ｗの複数の光入射用コア２ｂの端部に接続される受光素子６と、入力用中空部Ｓを横切る線状のグリッド用可視光Ｇを出射する複数の発光ダイオード５０を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、光学的な位置検出手段を備えた入力デバイスに関するものである。

従来より、入力デバイスとして、複数の発光素子および受光素子を備えた光学的位置検出装置（例えば、特許文献１参照）が提案されている。このものは、四角枠状に形成され、その四角枠を構成する一対のＬ字状部分の一方に、発光素子を複数並設し、他方に、上記発光素子に対向する受光素子を複数並設したものとなっている。そして、その四角枠状の光学的位置検出装置は、四角形のディスプレイの周縁に沿って設置され、その四角枠内でペンや指等を移動させることにより、文字等の情報を入力し、上記ディスプレイに表示することができるようになっている。すなわち、上記四角枠内でペンや指等を移動させると、上記発光素子からの光がペン先や指先等により遮光され、その遮光を、上記発光素子に対向する受光素子が感知することにより、上記ペン先や指先等の軌跡（文字等の入力情報）を検知するようになっている。そして、その軌跡を信号として上記ディスプレイに出力するようになっている。

特許第３６８２１０９号公報

しかしながら、上記四角枠状の光学的位置検出装置では、その四角枠内における入力位置の目印がなく、そのため、入力する際に、入力位置を位置決めし難くなっている。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、入力する際の入力位置を位置決めし易くなっている入力デバイスの提供をその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、枠に囲まれた空間が入力用中空部になっている枠状板と、この枠状板において互いに対向する一方の部分に設けられ非可視光を出射する第１の発光手段と、上記枠状板の他方の部分に設けられ上記発光手段からの出射光を受光する受光手段とを備え、上記入力用中空部における入力体の先端入力部の移動軌跡を入力情報とする入力デバイスであって、上記入力用中空部を横切る複数の線状のグリッド用可視光を出射する第２の発光手段を備えているという構成をとる。

本発明の入力デバイスは、入力用中空部を横切る複数の線状のグリッド用可視光を出射する第２の発光手段を備えているため、上記入力用中空部に入力する際に、上記グリッド用可視光を出射することができる。そして、そのグリッド用可視光を目印として、入力位置を位置決めし易くすることができる。

特に、上記グリッド用可視光が、平行または格子状になっている場合には、入力位置の位置決めをより適正にすることができる。

また、上記第１の発光手段が、発光素子と、この発光素子に接続された、光導波路の複数の光出射用コアとからなり、上記受光手段が、受光素子と、この受光素子に接続された、光導波路の複数の光入射用コアとからなり、上記光出射用コアの先端部と上記光入射用コアの先端部とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段が、複数の発光素子からなり、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記光入射用コアの先端部と非対向状態になっている場合には、上記枠状板上に上記第１の発光手段ならびに受光手段の光導波路が形成され、その光導波路は薄く形成することができるため、入力デバイスを薄くすることができる。そのため、入力体で入力する際に、入力デバイスが入力体の使用の妨げにならず、入力体が使用し易くなっている。しかも、第２の発光手段の発光素子が受光手段の光入射用コアの先端部と非対向状態になっているため、上記第２の発光手段の発光素子からのグリッド用可視光が光入射用コアに入射することがなく、その入射による誤作動も発生しない。

さらに、上記第１および第２の発光手段が、発光素子と、この発光素子に接続された、光導波路の複数の光出射用コアとからなり、上記受光手段が、受光素子と、この受光素子に接続された、光導波路の複数の光入射用コアとからなり、上記第１の発光手段の光出射用コアの先端部と上記光入射用コアの先端部とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段の光出射用コアが、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記光入射用コアの先端部と非対向状態になっている場合には、上記第１ならびに受光手段に加えて、第２の発光手段においても、光導波路が形成されるため、入力デバイスをさらに薄くすることができる。そのため、入力体で入力する際に、入力体がより使用し易くなっている。しかも、第２の発光手段の光出射用コアが受光手段の光入射用コアの先端部と非対向状態になっているため、上記第２の発光手段の光出射用コアからのグリッド用可視光が光入射用コアに入射することがなく、その入射による誤作動も発生しない。

他方、上記第１および第２の発光手段が、複数の発光素子からなり、上記受光手段が、複数の受光素子からなり、上記第１の発光手段の複数の発光素子と上記複数の受光素子とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段の複数の発光素子が、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記複数の受光素子と非対向状態になっている場合には、上記発光素子および上記受光素子がある程度厚みを有するため、入力デバイスも全体的にある程度厚く形成され、その入力デバイスを剛性および強度のあるものとすることができる。しかも、第２の発光手段の発光素子が受光手段の受光素子と非対向状態になっているため、上記第２の発光手段の発光素子からのグリッド用可視光が受光素子で受光されることがなく、その受光による誤作動も発生しない。

本発明の入力デバイスの第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。 （ａ）は、上記入力デバイスの光導波路を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ１−Ｘ１断面の拡大図であり、（ｃ）は、（ａ）のＸ２−Ｘ２断面の拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記入力デバイスの作製方法の一例を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、上記図３に示す工程に続く入力デバイスの作製方法を模式的に示す説明図である。 （ａ）〜（ｂ）は、上記図４に示す工程に続く入力デバイスの作製方法を模式的に示す説明図である。 （ａ）は、上記図５に示す工程に続く入力デバイスの作製方法を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ４−Ｘ４断面図である。 （ａ）〜（ｂ）は、上記図６に示す工程に続く入力デバイスの作製方法を模式的に示す説明図である。 本発明の入力デバイスの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の入力デバイスの第３の実施の形態を模式的に示す断面図である。 本発明の入力デバイスの第４の実施の形態を模式的に示す断面図である。

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は、本発明の入力デバイスの第１の実施の形態を示す斜視図であり、図２（ａ）は、その平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ１−Ｘ１断面の拡大図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のＸ２−Ｘ２断面の拡大図である。この実施の形態の入力デバイスＡ１は、図１に示すように、四角形状の入力用中空部（窓部）Ｓを有する四角枠状に形成されている。その入力デバイスＡ１の内部には、図２（ａ），（ｃ）に示すように、四角枠状の光導波路Ｗと、この光導波路Ｗの一辺の外側に設けられた制御手段Ｃとを備えている。この制御手段Ｃは、上記光導波路Ｗの複数の光出射用コア２ａの端部に接続される、非可視光Ｈを出射する発光素子５と、上記光導波路Ｗの複数の光入射用コア２ｂの端部に接続される受光素子６とを備えている。そして、上記発光素子５と光出射用のコア２ａとにより、第１の発光手段が構成されており、上記受光素子６と光入射用のコア２ｂとにより、受光手段が構成されている。さらに、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上記光導波路Ｗの１個の角部を挟んで隣り合う２辺の帯状の光導波路部分（この実施の形態では、光入射側の光導波路部分）の上面には、上記入力用中空部Ｓを横切る線状のグリッド用可視光Ｇを出射する複数の発光ダイオード（第２の発光手段：発光素子）５０が所定間隔で配置されている。そして、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、上記光導波路Ｗ，制御手段Ｃおよび発光ダイオード５０は、入力用中空部Ｓを有する四角枠状の保護板４０で覆われている。このように、上記光導波路Ｗに接続される発光素子５以外に、線状のグリッド用可視光Ｇを出射する複数の発光ダイオード（第２の発光手段）５０を設けたことが、本発明の大きな特徴である。

より詳しく説明すると、上記四角枠状の光導波路Ｗは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、その四角枠形状の各辺の帯状の光導波路部分を個別に作製し、それを四角枠状に接続したものとなっている。この実施の形態では、上記帯状の各光導波路部分の両端縁が段部に形成されており、その段部を利用して位置決めした状態で、隣接し合う光導波路部分と光導波路部分とが接続されている。また、上記帯状の各光導波路部分は、アンダークラッド層１と、このアンダークラッド層１の表面に所定パターンに形成されたコア２ａ，２ｂと、このコア２ａ，２ｂを被覆した状態で、上記アンダークラッド層１の表面に形成されたオーバークラッド層３とからなっている。なお、上記アンダークラッド層１は、上記四角枠状の保持板３０の表面に貼着されている。

そして、四角枠状に形成された上記光導波路Ｗは、そのアンダークラッド層１の四角枠を構成する一対のＬ字状部分の一方の表面に、光出射用のコア２ａが複数に分岐された状態で形成され、他方の表面に、光入射用の複数のコア２ｂが並列状態で形成されている。各コア２ａ，２ｂの先端部は、上記一対のＬ字状部分の内側縁（四角枠の内周縁）に位置決めされ、光出射用のコア２ａの先端部と光入射用のコア２ｂの先端部とが対向した状態に形成されている。さらに、上記光出射用のコア２ａおよび光入射用のコア２ｂを被覆した状態で、上記アンダークラッド層１の表面に、オーバークラッド層３が四角枠状に形成されている。この実施の形態では、上記四角枠の内周縁に位置決めされているコア２ａ，２ｂの先端部が、平面視形状が略１／２円弧状の曲面を有する凸状のレンズ部に形成され、そのレンズ部を被覆するオーバークラッド層３の先端部が、縦断面形状が略１／４円弧状の曲面を有する凸状のレンズ部３ａに形成されている。なお、図２（ａ）では、コア２ａ，２ｂを鎖線で示しており、鎖線の太さがコア２ａ，２ｂの太さを示している。また、図２（ａ），（ｂ）では、コア２ａ，２ｂの数を略して図示している。

また、上記制御手段Ｃは、図２（ａ），（ｃ）に示すように、上記発光素子５，受光素子６に加え、上記入力デバイスＡ１を制御するＣＰＵ（中央処理装置）（図示せず），上記光導波路Ｗの入力用中空部Ｓ内の領域に入力した情報（ペン先等の移動軌跡の情報）を出力する出力モジュール（図示せず），その情報を記憶する記憶手段（図示せず），電源となる電池（図示せず）等を備えている。そして、上記発光素子５，上記受光素子６，上記ＣＰＵ，上記出力モジュール，上記記憶手段，上記電池等は、回路基板８に搭載され、電気的に適正に接続されている。

さらに、上記グリッド用可視光Ｇを出射する複数の発光ダイオード（第２の発光手段）５０は、第２の回路基板６０の表面に接続され、その回路基板６０を介して、上記光導波路Ｗのオーバークラッド層３の表面に、接着等により固定されている。また、上記発光ダイオード５０は、スイッチにより、グリッド用可視光Ｇの出射と停止とを切り換えることができるようになっている。さらに、グリッド用可視光Ｇの間隔は、目視で認識できるよう、通常、３ｍｍ以上に設定され、その間隔としては、例えば、５ｍｍ間隔，１０ｍｍ間隔等があげられる。

このような入力デバイスＡ１では、上記発光素子５からの光（非可視光）Ｈは、上記光出射用のコア２ａを通り、その先端のレンズ部を経て、それを被覆するオーバークラッド層３のレンズ部３ａの表面から出射される。これにより、その光Ｈは、上記四角枠状の光導波路Ｗの入力用中空部Ｓ内の領域において、格子状に走った状態となる。その格子状に走る光Ｈは、上記光出射用のコア２ａの先端のレンズ部およびそれを被覆するオーバークラッド層３のレンズ部３ａの屈折作用により、発散が抑制されている。そして、上記光Ｈは、受光側のオーバークラッド層３のレンズ部３ａを透過し、光入射用のコア２ｂの先端のレンズ部を経て、上記光入射用のコア２ｂを通り、上記受光素子６に到達する。上記光入射用のコア２ｂに入射した光は、上記オーバークラッド層３のレンズ部３ａおよび上記光入射用のコア２ｂの先端のレンズ部の屈折作用により、絞られて収束されている。なお、上記光導波路Ｗから出射される光（非可視光）Ｈの間隔は、小さいほど高精度であり、例えば、０．１〜５．０ｍｍの範囲内に設定される。

そして、上記入力デバイスＡ１を用いて情報を入力する際には、例えば、上記入力デバイスＡ１を紙の上に載置する。ついで、上記発光ダイオード（第２の発光手段）５０から線状のグリッド用可視光Ｇを出射させ、上記入力用中空部Ｓにおいて、上記グリッド用可視光Ｇが格子状に走った状態にする。そして、上記格子状のグリッド用可視光Ｇを目印として、上記入力用中空部Ｓから露呈する上記紙の部分において、ペン先（入力体の先端部）の位置を位置決めし、そのペン（入力体）で、文字，図，印等を記入する。上記入力用中空部Ｓでは、上記のように、光（非可視光）Ｈが格子状に走っていることから，その格子状に走る光Ｈは、上記ペン先により遮光され、その遮光が上記受光素子６により感知されることにより、上記ペン先の軌跡が検知される。そのペン先の軌跡が文字，図，印等の入力情報となる。

このような入力デバイスＡ１は、例えば、パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という）とともに使用される。すなわち、上記パソコンのディスプレイに資料等の情報を表示し、その表示された情報に、文字，図，印等の情報を加えたい場合、上記入力デバイスＡ１をテーブル上やテーブル上の紙上等に載置し、その入力デバイスＡ１の入力用中空部Ｓ内の領域に、上記文字等の情報をペンで入力する。これにより、そのペンの先端部の軌跡が、上記入力デバイスＡ１により、検知されるとともに、信号として上記パソコンに無線または接続ケーブルで伝達され、上記ディスプレイに表示することができる。これにより、上記ディスプレイには、上記資料等の情報に、上記入力デバイスＡ１で入力した文字等の情報が重ね合わさった状態で表示される。

ここで使用される上記パソコンには、上記入力デバイスＡ１の入力用中空部Ｓで入力した文字等を、その入力した位置に対応するディスプレイの位置に表示させるために、入力デバイスＡ１の入力用中空部Ｓ内の領域の座標を、ディスプレイの画面の座標に変換し、入力デバイスＡ１で入力した文字等をディスプレイに表示するソフトウェア（プログラム）が組み込まれている。

なお、上記資料等の情報は、通常、上記パソコン内のハードディスクや外部のＵＳＢメモリ等の情報記憶媒体に予め記憶させておき、その情報記憶媒体から出力される。そして、上記ディスプレイに表示された、上記資料等の情報と上記入力デバイスＡ１で入力した文字等の情報とが重ね合わさった情報は、上記情報記憶媒体に記憶することができる。

つぎに、上記入力デバイスＡ１の作製方法の一例について説明する。この実施の形態では、四角枠状の光導波路Ｗの作製は、その四角枠形状の各辺の帯状の光導波路部分を個別に作製し、それを四角枠状に接続することにより行われる。なお、光導波路Ｗの作製方法の説明に引用する図３（ａ）〜（ｃ），図４（ａ）〜（ｃ）は、図２（ａ）のＸ３−Ｘ３断面に相当する部分を図示している。

まず、帯状の光導波路部分を形成するための基板１０〔図３（ａ）参照〕を準備する。この基板１０の形成材料としては、例えば、金属，樹脂，ガラス，石英，シリコン等があげられる。

ついで、図３（ａ）に示すように、上記基板１０の表面に、帯状の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、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、５〜５０μｍの範囲内に設定される。

つぎに、図３（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面に、フォトリソグラフィ法により前記パターンの光出射用のコア２ａおよび光入射用のコア２ｂを形成する。これらコア２ａ，２ｂの形成材料としては、上記アンダークラッド層１および下記オーバークラッド層３〔図４（ｂ）参照〕の形成材料よりも屈折率が高い感光性樹脂が用いられる。

ここで、図３（ｃ）に示すように、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する成形型２０を準備する。この成形型２０には、オーバークラッド層３〔図４（ｂ）参照〕の表面形状に対応する型面を有する凹部２１が形成されている。そして、その凹部２１を上にして、成形型２０を成形ステージ（図示せず）の上に設置し、その凹部２１に、オーバークラッド層３の形成材料である感光性樹脂３Ａを充填する。

ついで、図４（ａ）に示すように、上記アンダークラッド層１の表面にパターン形成したコア２ａ，２ｂを、上記成形型２０の凹部２１に対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層１を上記成形型２０に押圧し、上記オーバークラッド層３の形成材料である感光性樹脂３Ａ内に、上記コア２ａ，２ｂを浸す。そして、この状態で、紫外線等の照射線を、上記成形型２０を透して上記感光性樹脂３Ａに照射し、その感光性樹脂３Ａを露光する。これにより、上記感光性樹脂３Ａが硬化し、コア２ａ，２ｂの先端部に対応するオーバークラッド層３の部分がレンズ部３ａに形成されたオーバークラッド層３が形成される。

つぎに、図４（ｂ）〔図４（ａ）とは上下を逆に図示している〕に示すように、上記成形型２０〔図４（ａ）参照〕から、上記オーバークラッド層３を、上記基板１０，アンダークラッド層１およびコア２ａ，２ｂと共に脱型する。

そして、図４（ｃ）に示すように、上記基板１０〔図３（ｂ）参照〕をアンダークラッド層１から剥離し、アンダークラッド層１，コア２ａ，２ｂおよびオーバークラッド層３からなる帯状の光導波路部分を得る。

つぎに、図５（ａ）に平面図で示すように、回路基板８を準備し、それに、発光素子５，受光素子６，上記入力デバイスＡ１（図１参照）を制御するＣＰＵ（図示せず），上記光導波路Ｗ（図１参照）の入力用中空部Ｓ内の領域に入力した情報を出力する出力モジュール（図示せず），上記記憶手段（図示せず），電池（図示せず）等を搭載し、前記制御手段Ｃを作製する。

ここで、図５（ｂ）に平面図で示すように、入力用中空部Ｓを有する四角枠状の保持板３０を準備する。この保持板３０の形成材料としては、例えば、金属，樹脂，ガラス，石英，シリコン等があげられる。なかでも、平面性の保持に優れている点で、ステンレスが好ましい。

そして、図６（ａ）に平面図で示し，図６（ｂ）に断面図〔図６（ａ）のＸ４−Ｘ４断面図〕で示すように、上記四角枠状の保持板３０の表面に、上記帯状の光導波路部分を貼着し、四角枠状の光導波路Ｗを作製する。このとき、上記発光素子５を光出射用のコア２ａに接続し、上記受光素子６を光入射用のコア２ｂに接続する。

つぎに、図７（ａ）に断面図で示すように、別工程で作製した、第２の回路基板６０に複数の発光ダイオード（第２の発光手段）５０等を接続したものを準備し、その第２の回路基板６０を、上記光導波路Ｗのオーバークラッド層３の表面に接着する。これにより、上記発光ダイオード５０を上記光導波路Ｗの表面に固定する。

その後、図７（ｂ）に断面図で示すように、上記オーバークラッド層３のレンズ部３ａを除く光導波路Ｗと、上記発光ダイオード５０と，上記制御手段Ｃとを、保護板４０で被覆する。この保護板４０の形成材料としては、例えば、樹脂，金属，ガラス，石英，シリコン等があげられる。保護板４０の厚みは、例えば、金属製であれば、０．５ｍｍ程度、樹脂製であれば、０．８ｍｍ程度に設定される。このようにして、上記入力デバイスＡ１を作製することができる。

図８は、本発明の入力デバイスの第２の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態の入力デバイスＡ２は、グリッド用可視光Ｇの出射が、上記第１の実施の形態における発光ダイオード５０〔図２（ａ），（ｂ）参照〕に代えて、グリッド用可視光Ｇを出射するＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：発光素子）（図示せず）と第２の光導波路Ｗ２の光出射用コア５２とからなる第２の発光手段により行われるようになっている。すなわち、上記第１の実施の形態における（第１の）光導波路Ｗの１個の角部を挟んで隣り合う２辺の帯状の光導波路部分（光入射側の光導波路部分）の上面に、上記第２の光導波路Ｗ２が接着等により固定されている。それ以外の部分は、上記第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。

上記可視光Ｇを出射するＶＣＳＥＬ（発光素子）は、上記第２の光導波路Ｗ２の一端部に接続され、その接続部分から、光出射用のコア５２が複数に分岐され、先端部（光出射部）が上記Ｌ字状部分の内側縁に位置決めされている。上記コア５２の先端部は、平面視形状が略１／２円弧状の曲面を有する凸状のレンズ部に形成され、そのレンズ部を被覆するオーバークラッド層５３の先端部は、縦断面形状が略１／４円弧状の曲面を有する凸状のレンズ部５３ａに形成されている。なお、図８において、符号５１は、上記第２の光導波路Ｗ２のアンダークラッド層である。

なお、上記第１および第２の実施の形態では、入力デバイスＡ１，Ａ２の四角枠状の（第１の）光導波路Ｗにおいて、入力用中空部Ｓ内での光伝送効率を向上させるために、光出射用のコア２ａの先端部および光入射用のコア２ｂの先端部をレンズ部に形成するとともに、それを被覆するオーバークラッド層３の先端部もレンズ部３ａに形成したが、入力用中空部Ｓ内での光伝送効率が充分であれば、上記レンズ部は、コア２ａ，２ｂまたはオーバークラッド層３の一方のみに形成してもよいし、両方とも形成しなくてもよい。また、上記レンズ部を形成しない場合、別体のレンズ体を準備し、上記光導波路Ｗの入力用中空部Ｓ内の周縁縁に沿って設置してもよい。上記第２の実施の形態における第２の光導波路Ｗ２についても上記と同様である。

図９は、本発明の入力デバイスの第３の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態の入力デバイスＡ３は、ペン先の軌跡を検知する部分が、上記第１の実施の形態における光導波路Ｗに代えて、非可視光Ｈを出射する複数の発光ダイオード（第１の発光手段：発光素子）１１および複数のフォトダイオード（受光手段：受光素子）１２を用いたものとなっている。すなわち、上記ペン先の軌跡を検知する部分は、四角形状の入力用中空部Ｓを有する四角枠状の保持板の、上記入力用中空部Ｓの対向する一方の周縁に、複数の発光ダイオード１１が並設され、他方の周縁に、複数のフォトダイオード１２が並設され、上記発光ダイオード１１の発光部と、上記フォトダイオード１２の受光部とが対向している。そして、上記複数のフォトダイオード１２が並設された部分の上に、グリッド用可視光Ｇを出射する複数の発光ダイオード（第２の発光手段）５０が、第２の回路基板６０を介して固定されている。それ以外の部分は、上記第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。

この実施の形態でも、上記複数の（第１の）発光ダイオード１１により、上記入力用中空部Ｓ内の領域において、光Ｈが格子状に走った状態となる。そして、その入力用中空部Ｓ内の領域でペンを移動させると、上記格子状に走る光Ｈが、そのペン先により遮光され、その遮光が上記フォトダイオード１２により感知されることにより、上記ペン先の軌跡が検知される。すわなち、この第３の実施の形態の入力デバイスＡ３も、前記第１の実施の形態と同様にして使用され、同様の作用・効果を奏する。

図１０は、本発明の入力デバイスの第４の実施の形態を示す断面図である。この実施の形態の入力デバイスＡ４は、ペン先の軌跡を検知する部分が、上記第３の実施の形態と同様のもの（発光ダイオード１１およびフォトダイオード１２を用いたもの）であり、グリッド用可視光Ｇを出射する部分が、上記第２の実施の形態と同様のもの（第２の光導波路Ｗ２を用いたもの）である。それ以外の部分は、上記第２および第３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。この第４の実施の形態でも、上記第２および第３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、ペン先の軌跡を検知する部分の光入射側の上から、グリッド用可視光Ｇを出射し、それにより、上記グリッド用可視光Ｇが上記光入射側で受光されないようにして誤作動を防止したが、上記グリッド用可視光Ｇが上記光入射側で受光されなければ、ペン先の軌跡を検知する部分の光出射側の上から、グリッド用可視光Ｇを出射するようにしてもよい。

また、上記各実施の形態では、上記グリッド用可視光Ｇを格子状にしたが、平行にしてもよい。また、場合によって、放射状にしてもよい。

さらに、上記各実施の形態では、入力体としてペン（筆記具）を使用したが、その入力体は、入力用中空部Ｓ内で文字等を入力するために用いる道具であり、紙に記入する必要がなければ、入力体として、人の指，棒体等を使用してもよい。

また、上記各実施の形態では、入力デバイスＡ１〜Ａ４をパソコンとともに使用し、上記入力デバイスＡ１〜Ａ４への入力情報を上記パソコンのディスプレイに表示したが、上記各実施の形態におけるパソコンの機能と同様の機能を、上記入力デバイスＡ１〜Ａ４または上記ディスプレイに付与し、パソコンを使用することなく、ディスプレイに表示するようにしてもよい。

つぎに、実施例について説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。

〔実施例１〕
〔アンダークラッド層の形成材料〕
成分Ａ：脂環骨格を含むエポキシ樹脂（ダイセル化学工業社製、ＥＨＰＥ３１５０）７５重量部。
成分Ｂ：エポキシ基含有アクリル系ポリマー（日油社製、マープルーフＧ−０１５０Ｍ）２５重量部。
成分Ｃ：光酸発生剤（サンアプロ社製、ＣＰＩ−２００Ｋ）４重量部。
これら成分Ａ〜Ｃを、紫外線吸収剤（チバジャパン社製、ＴＩＮＵＶＩＮ４７９）５重量部とともに、シクロヘキサノン（溶剤）に溶解することにより、アンダークラッド層の形成材料を調製した。

〔コアの形成材料〕
成分Ｄ：ＢｉｓＡ骨格を含むエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、１５７Ｓ７０）８５重量部。
成分Ｅ：ＢｉｓＡ骨格を含むエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製、エピコート８２８）５重量部。
成分Ｆ：エポキシ基含有スチレン系ポリマー（日油社製、マープルーフＧ−０２５０ＳＰ）１０重量部。
これら成分Ｄ〜Ｆと上記成分Ｃ４重量部とを、乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。

〔オーバークラッド層の形成材料〕
成分Ｇ：脂環骨格を有するエポキシ樹脂（アデカ社製、ＥＰ４０８０Ｅ）１００重量部。
この成分Ｇと上記成分Ｃ２重量部と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。

〔入力デバイスの作製〕
ステンレス製基板（厚み５０μｍ）の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料を塗布した後、１６０℃×２分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。ついで、上記感光性樹脂層に対し、紫外線を照射して積算光量１０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行い、厚み１０μｍのアンダークラッド層（波長８３０ｎｍにおける屈折率１．５１０）を形成した。

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塗布した後、１７０℃×３分間の加熱処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、フォトマスクを介して（ギャップ１００μｍ）、紫外線を照射し、積算光量３０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行った。つづいて、１２０℃×１０分間の加熱処理を行った。その後、現像液（γ−ブチロラクトン）を用い現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×５分間の乾燥処理を行い、幅３０μｍ×高さ５０μｍのコア（波長８３０ｎｍにおける屈折率１．５７０）をパターン形成した。

ここで、オーバークラッド層形成用の、透光性を有する成形型を準備した。この成形型には、オーバークラッド層の表面形状に対応する型面を有する凹部が形成されている。そして、その凹部を上にして、成形型を成形ステージの上に設置し、その凹部に、上記オーバークラッド層の形成材料を充填した。

ついで、上記アンダークラッド層の表面にパターン形成したコアを、上記成形型の凹部に対して位置決めし、その状態で、上記アンダークラッド層を上記成形型に押圧し、上記オーバークラッド層の形成材料内に、上記コアを浸した。そして、この状態で、紫外線を、上記成形型を透して上記オーバークラッド層の形成材料に照射して積算光量８０００ｍＪ／ｃｍ² の露光を行い、コアの先端部に対応するオーバークラッド層の部分が凸状のレンズ部に形成されたオーバークラッド層を形成した。その凸状のレンズ部は、側断面形状が略１／４円弧状のレンズ曲面（曲率半径１．４ｍｍ）を有するものであった。

つぎに、上記成形型から、上記オーバークラッド層を、上記基板，アンダークラッド層およびコアと共に脱型した。

そして、上記基板をアンダークラッド層から剥離し、アンダークラッド層，コアおよびオーバークラッド層からなる帯状の光導波路部分（総厚１ｍｍ）を得た。

つぎに、回路基板を準備し、それに、非可視光を出射する発光素子（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製、ＳＭ８５−２Ｎ００１），受光素子（浜松ホトニクス社製、Ｓ−１０２２６），ＣＭＯＳ駆動ＣＰＵ，水晶振動子，無線モジュール，２個のコイン型リチウム電池（ＣＲ１２１６：厚み１．６ｍｍ、直径１．２５ｍｍ、電圧３Ｖ）等を搭載し、制御手段を作製した。

ここで、四角枠状のステンレス製保持板（厚み０．５ｍｍ）を準備した。この保持板の入力用中空部は、縦３０ｃｍ×横３０ｃｍの四角形とした。そして、上記保持板の表面のうち、上記入力用中空部の外側部分に、上記帯状の光導波路部分を貼着し、四角枠状の光導波路を作製するとともに、上記制御手段を固定した。このとき、上記発光素子を光出射用のコアに接続し、上記受光素子を光入射用のコアに接続した。

つぎに、第２の回路基板を準備し、それに、グリッド用可視光を出射する発光ダイオード（サンケン電気社製、ＳＥＬＶ１２５０ＣＭ）を１０ｍｍ間隔で配置した。そして、上記第２の回路基板を、上記光導波路の光入射側の上に接着し固定した。その後、上記光導波路，制御手段および発光ダイオードを、四角枠状のステンレス製保護板（厚み０．５ｍｍ）で被覆し、入力デバイスを得た。

〔実施例２〕
〔入力デバイスの作製〕
上記実施例１と同様にして、Ｌ字状の第２の光導波路を作製し、この光導波路の光出射用コアの端部に、グリッド用可視光を出射するＶＣＳＥＬ（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製、ＳＭ６７−３Ｎ００１）を接続した。そして、その第２の光導波路を、上記実施例１と同様にして、上記（第１の）光導波路の光入射側の上に接着し固定した。その後、上記２種類の光導波路および制御手段を、四角枠状のステンレス製保護板（厚み０．５ｍｍ）で被覆し、入力デバイスを得た。

〔実施例３〕
〔入力デバイスの作製〕
上記実施例１と同様の四角枠状の保持板を準備し、その入力用中空部の対向する一方の周縁に、非可視光を出射する複数の発光ダイオード（シャープ社製、ＧＬ４８００Ｅ００００Ｆ）を並設し、他方の周縁に、複数のフォトダイオード（シャープ社製、ＰＤ４１１ＰＩ２Ｅ００Ｐ）を並設した。そして、上記複数のフォトダイオードが並設された部分の上に、上記実施例１と同様にして、グリッド用可視光を出射する複数の発光ダイオードを、第２の回路基板を介して固定した。また、上記実施例１と同様に、回路基板に、ＣＭＯＳ駆動ＣＰＵ，水晶振動子，無線モジュール，２個のコイン型リチウム電池等を搭載して制御手段を作製し、それを上記保持板に固定した。そして、上記２種類の発光ダイオード，フォトダイオード，制御手段を、四角枠状のステンレス製保護板（厚み０．５ｍｍ）で被覆し、入力デバイスを得た。

〔実施例４〕
〔入力デバイスの作製〕
ペン先の軌跡を検知する部分を、上記実施例３と同様のもの（発光ダイオードおよびフォトダイオードを用いたもの）とし、グリッド用可視光を出射する部分を、上記実施例２と同様のもの（Ｌ字状の第２の光導波路を用いたもの）とした。

〔入力デバイスの作動確認〕
パソコンを準備した。なお、上記パソコンには、上記入力デバイスの四角枠状の光導波路の入力用中空部内の領域の座標を、ディスプレイの画面の座標に変換し、入力デバイスで入力した文字等をディスプレイに表示するソフトウェア（プログラム）が、組み込まれている。また、上記パソコンは、上記入力デバイスの無線モジュールからの電波（情報）を受信できるよう受信手段を備えており、上記パソコンと入力デバイスとを、無線で情報伝達可能に接続した。

そして、上記実施例１〜４の入力デバイスを、そのステンレス製保持板を下にして、紙の上に載置した。そして、線状のグリッド用可視光を出射させた。ついで、上記入力用中空部内の領域から露呈する上記紙に、ペンで文字を記入した。その際、上記グリッド用可視光を目印として、記入位置を位置決めすることができた。また、その文字が、上記ディスプレイに表示された。

本発明の入力デバイスは、ディスプレイに表示された資料等に、文字，図，印等の新たな情報を書き加えたり、その情報を消去したりすることに利用可能である。

Ａ１ 入力デバイス
Ｇ グリッド用可視光
Ｓ 入力用中空部
Ｗ 光導波路
２ａ，２ｂ コア
５ 発光素子
６ 受光素子
５０ 発光ダイオード

Claims (5)

1. 枠に囲まれた空間が入力用中空部になっている枠状板と、この枠状板において互いに対向する一方の部分に設けられ非可視光を出射する第１の発光手段と、上記枠状板の他方の部分に設けられ上記発光手段からの出射光を受光する受光手段とを備え、上記入力用中空部における入力体の先端入力部の移動軌跡を入力情報とする入力デバイスであって、上記入力用中空部を横切る複数の線状のグリッド用可視光を出射する第２の発光手段を備えていることを特徴とする入力デバイス。
2. 上記グリッド用可視光が、平行または格子状になっている請求項１記載の入力デバイス。
3. 上記第１の発光手段が、発光素子と、この発光素子に接続された、光導波路の複数の光出射用コアとからなり、上記受光手段が、受光素子と、この受光素子に接続された、光導波路の複数の光入射用コアとからなり、上記光出射用コアの先端部と上記光入射用コアの先端部とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段が、複数の発光素子からなり、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記光入射用コアの先端部と非対向状態になっている請求項１または２記載の入力デバイス。
4. 上記第１および第２の発光手段が、発光素子と、この発光素子に接続された、光導波路の複数の光出射用コアとからなり、上記受光手段が、受光素子と、この受光素子に接続された、光導波路の複数の光入射用コアとからなり、上記第１の発光手段の光出射用コアの先端部と上記光入射用コアの先端部とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段の光出射用コアが、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記光入射用コアの先端部と非対向状態になっている請求項１または２記載の入力デバイス。
5. 上記第１および第２の発光手段が、複数の発光素子からなり、上記受光手段が、複数の受光素子からなり、上記第１の発光手段の複数の発光素子と上記複数の受光素子とが、上記枠状板の内側縁に位置決めされた状態で対向しており、上記第２の発光手段の複数の発光素子が、上記入力用中空部の内側縁に位置決めされているとともに、上記複数の受光素子と非対向状態になっている請求項１または２記載の入力デバイス。

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