入力デバイス
【課題】光源と光導波路コアとの間の調芯に高い精度が必要なく、この光源からの光を、枠状の光導波路の２辺に均等に分配することのできる入力デバイスを提供する。
【解決手段】入力デバイスの矩形状の検知空間Ｓの周りに配置された枠状の光導波路１０における発光側の光導波路コア１を、角部１０ａに設けられた発光素子３に接する光入射側の共通部１ａと、共通部１ａから発光素子３の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部１ｂと、共通部１ａの分岐点Ｊから所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部１ｃとから形成するとともに、上記発光側光導波路コア１の分岐点Ｊにおける、上記第１のコア部１ｂのコア幅（Ｗ１）に対する上記第２のコア部１ｃのコア幅（Ｗ２）の比を１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕とする。
【解決手段】入力デバイスの矩形状の検知空間Ｓの周りに配置された枠状の光導波路１０における発光側の光導波路コア１を、角部１０ａに設けられた発光素子３に接する光入射側の共通部１ａと、共通部１ａから発光素子３の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部１ｂと、共通部１ａの分岐点Ｊから所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部１ｃとから形成するとともに、上記発光側光導波路コア１の分岐点Ｊにおける、上記第１のコア部１ｂのコア幅（Ｗ１）に対する上記第２のコア部１ｃのコア幅（Ｗ２）の比を１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枠状の光導波路の内側に形成された光の格子の遮蔽により、指やペン等の入力体の位置を検出する入力デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータや各種機器に、指示や座標情報等を入力する手段（入力インターフェース）として、光導波路を用いて指やペン等の位置を光学的に検出する入力デバイスが用いられている（特許文献１，２を参照）。
【０００３】
図５は、光導波路を用いた従来の入力デバイスの構成を示す図である。なお、図中の符号２０は、この入力デバイスのフレームを兼用する枠状の光導波路（クラッド層を含む）であり、その内側の空間には、入力体の検出を行うための検知空間Ｓが形成されている。また、図では、検知空間Ｓに光を出射するための発光側の光導波路コア１１を点線で表示するとともに、受光側の光導波路コア１２を二点鎖線で表示している。
【０００４】
この光導波路式の入力デバイスは、図５に示すように、幅をもった四角枠状の光導波路２０と、この枠状光導波路２０の外縁に取り付けられた光学素子（発光素子１３および受光素子１４）とから構成されており、上記枠状光導波路２０の２辺（この例では上側の辺２０Ｘと右側の辺２０Ｙ）の内縁に、発光素子１３に繋がる発光側光導波路コア１１の光出射側端部（出光部１１ａ）が配置されている。また、発光素子１３から出た光は、上記発光側光導波路コア１１の出光部１１ａを通じて、多数の略平行な光としてそれぞれの辺２０Ｘ，２０Ｙに対向する辺（この例では辺２０Ｘ’と辺２０Ｙ’）に向かって出射（投射）され、この枠で囲まれた空間（検知空間Ｓ）内に光の格子を形成するようになっている。そして、上記格子状の光は、上記枠状光導波路２０の対向する内縁に上記各出光部１１ａにそれぞれ対応して配設された、受光側光導波路コア１２の入射側端部（受光部１２ａ）に入射した後、これに繋がる受光素子１４に導かれるようになっている。
【０００５】
上記枠状光導波路２０における発光側光導波路コア１１は、発光素子１３からの光が入射する光入射側端部（始端部１１ｄ）の直後から、枠の一辺２０Ｘ側に向かう複数の光出射用コア１１ｂ，１１ｂ，・・・と、他辺２０Ｙ側に向かう複数の光出射用コア１１ｃ，１１ｃ，・・・とに分岐しており、発光素子１３からコア１１に入射した光が、一度に多数の光出射用コア１１ｂ，１１ｃに分配され、上記枠の内縁に位置決めされた各コアの光出射側終端部（出光部１１ａ）から出射されるようになっている。
【０００６】
上記のような構成の入力デバイスにおいては、上記検知空間Ｓ内を通る光の格子の一部を、指等の物体（入力体）が遮蔽すると、その遮蔽された部分が、受光側光導波路コア１２に接続された受光素子１４で、光量の低下として感知され、上記指等が触れた部分の位置（例えば、検知空間Ｓ内におけるｘｙ座標等）が特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００１−５１４７７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、発明者の研究によれば、上記のような枠状の光導波路を用いた入力デバイスにおいては、光源（発光素子）から、枠において隣り合う２辺に光を均等に分配することが難しい場合が多いことが分かった。例えば図５において、発光素子１３から発光側光導波路コア１１に入射した光は、上記発光素子１３の発光の光軸に沿った一方の辺（辺２０Ｙ）に光を伝達する光出射用コア１１ｃでは、光はそのまま直進するが、上記光軸に直交する方向に延びる他方の辺（辺２０Ｘ）に光を伝達する光出射用コア１１ｂでは、光はコアの始端部１１ｄから大きく湾曲して進むこととなる。そのため、この湾曲部位での光損失が大きくなり、結果として、互いに直交する枠の２辺（辺２０Ｘ側と辺２０Ｙ側）に分配される光量が均等になりにくいことを突き止めた。
【０００９】
さらに、この従来の入力デバイスに用いられている光導波路２０は、その発光側光導波路コア１１が、一辺２０Ｘ側と他辺２０Ｙ側に対しそれぞれに対応して独自に設計された多分岐状コアであるため、コア１１と光源との間の調芯が難しい。発明者は、仮に、各光出射用コア１１ｂ，１１ｃの始端部１１ｄの光軸と発光素子１３の光軸がずれていると、辺２０Ｘ側と辺２０Ｙ側とに分配される光量の差が、より大きくなることを突き止めた。ここに改善の余地がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光源と光導波路コアとの間の調芯に高い精度が必要なく、この光源からの光を、枠状の光導波路の２辺に均等に分配することのできる入力デバイスの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、矩形状の検知空間の周りに配置された枠状の光導波路と、この枠状光導波路の矩形状の外縁に配設される発光素子および受光素子を備え、上記枠状光導波路の内縁に位置決めされた発光側光導波路コアの光出射側端部から対応する受光側光導波路コアの光入射側端部に到達する光の遮蔽を検知することにより、上記検知空間内に位置する入力体の位置情報を取得する入力デバイスであって、上記枠状光導波路のひとつの角部の外縁に、上記発光素子が所定の向きで配置され、この角部に隣接する枠の２辺に、上記発光素子から出射される光を互いに直交する上記２辺方向に所定の比率で分配する二分岐状の発光側光導波路コアが設けられ、上記二分岐状の発光側光導波路コアが、上記発光素子に接する角部に設けられた光入射側の共通部と、この共通部に連続して上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部と、上記共通部の分岐点から所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とから形成され、上記発光側光導波路コアの分岐点における、上記直線状の第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記湾曲する第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になっているという構成をとる。
【００１２】
すなわち、本発明の発明者は、前記課題を解決するために、枠状の光導波路の光路に関する研究を重ね、光源の光軸に沿った方向と直交する方向の２方向に向かう分岐状光導波路コアの始端側をひとつにまとめて広幅の共通部とし、光源からの光をこの幅広状の共通部の端部（光入射側）で受けるとともに、この共通部から湾曲して他辺方向に延びる側の光導波路コア（第２のコア部）の幅を、光軸に沿った直線状の光導波路コア（第１のコア部）の幅より広くすることにより、上記各辺に分配される光の量を均等化できることを見出した。また、発明者は同時に、上記広幅状とした光入射側の共通部を、光源に対応させると、調芯の精度にさほど影響を受けずに、２方向に分配する光量のバランスを調整できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の入力デバイスは、二分岐状の発光側光導波路コアの共通部が、光源（発光素子）に接する角部に配置され、この二分岐状のコアが、上記共通部の分岐点から、上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に延びる第１のコア部と、所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とに分岐しているとともに、この分岐点における、上記第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になるように形成されている。
【００１４】
このように、上記入力デバイスは、発光素子の光軸に直交する方向に延びる第２のコア部の湾曲部位での光損失を見越して、分岐点における第２のコア部のコア幅を上記第１のコア部より広く（太く）し、より多くの光が分配されるようにしている。そのため、この湾曲部位を通過して直線状となった後の第２のコア部と、上記共通部から直線状に連続する第１のコア部とに到達する光の量の差が小さくなり、これら直交する２辺に分配される光量が均等化する。
【００１５】
さらに、本発明の入力デバイスは、二分岐状の発光側光導波路コアの光入射側始端部が、ひとつの共通部としてまとめられ、この共通部を光源に対応させている。そのため、従来の光導波路を用いた入力デバイスのように、光導波路コアと光源との高精度な調芯が要求されない。そして、例え、光導波路コアと光源とが厳密に調芯されていなくても、光導波路コアを伝搬するトータルの光量が減るだけで、上記直交する２辺に分配される光の量に、偏りが生じることはない。
【００１６】
また、本発明の入力デバイスのなかでも、上記二分岐状の発光側光導波路コアにおける第２のコア部の湾曲部位が、１／４円形状であり、その曲率半径（Ｒ）が、上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっているものは、このコアの湾曲による光損失を、より低減することができる。その結果、この入力デバイスは、上記湾曲部位を有する第２のコア部と、上記直線状の第１のコア部との光量バランスが調整し易く、これら直交する２辺に分配される光を、理想的な状態で分配することができる。
【００１７】
また、本発明の入力デバイスのなかでも、上記二分岐状の発光側光導波路コアが配置された枠の２辺にそれぞれ対向する他の２辺に、上記発光側光導波路コアの各光出射側端部に対応して、この発光側光導波路コアからの光を入射させて上記受光素子に導く複数の受光側光導波路コアが設けられているものは、上記検知空間に、入力体検知用の枠の縦横に交差する光の格子が形成され、この検知空間内における、死角のない高精度な入力体の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の入力デバイスの構成を示す平面図であり、（ｂ）はそのＰ部拡大図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の入力デバイスに用いられる枠状光導波路を作製する方法を説明する図である。
【図３】本発明の入力デバイスにおける光導波路のコア幅（Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係をあらわすグラフである。
【図４】本発明の入力デバイスにおける光導波路のコア幅Ｗ２対する曲率半径Ｒの比（Ｒ／Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係をあらわすグラフである。
【図５】光導波路を用いた従来の入力デバイスの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１（ａ）に全体像を示す枠状の光導波路型入力デバイスは、例えば、表示装置としての液晶画面（フラットパネルディスプレイ）等の上に載置され、その枠状の光導波路１０の中央部に形成された検知空間（検知領域）Ｓ内に位置する、指やペン等の入力体の位置を、この検知空間Ｓ内の座標（ｘ−ｙ座標）として取得し、その位置情報をコンピュータやＡＴＭ等の情報機器に出力するものである。
【００２１】
上記枠状の光導波路１０は、上記ディスプレイの画面のサイズに合わせて、横長（長辺１０Ｘの長さ：短辺１０Ｙの長さ＝１６：９）の長方形状に形成されたクラッド層５と、このクラッド層５に埋没するようにして形成された光路としてのコア（１，２）とからなり、そのひとつの角部１０ａの外縁に、光源としての発光素子３が、所定の向きに取り付けられている。
【００２２】
また、上記枠状光導波路１０には、上記クラッド層５の角部１０ａに隣接する枠の２辺（図においては長辺１０Ｘと短辺１０Ｙ）に、上記発光素子３から出射される光を、互いに直交する上記２辺（１０Ｘ，１０Ｙ）方向に所定の比で分配する発光側光導波路コア１（点線）が設けられ、上記辺１０Ｘ，１０Ｙにそれぞれ対向する他の２辺（１０Ｘ’，１０Ｙ’）に、上記発光側光導波路コア１からの光を入射させて受光素子（受光素子アレイ４）に導くための複数の受光側光導波路コア２（二点鎖線）が設けられている。
【００２３】
さらに、上記発光側光導波路コア１は、図１（ｂ）の拡大図のように、枠状光導波路１０の角部１０ａに配置された光入射側の共通部１ａと、この共通部１ａから上記発光素子３の発光の光軸（一点鎖線）に沿った枠の一辺（１０Ｘ）方向に延びる第１のコア部１ｂと、上記共通部１ａの分岐点Ｊから所定の曲率半径Ｒで湾曲するとともにそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺（１０Ｙ）方向に延びる第２のコア部１ｃとから形成されている。そして、上記二分岐状の発光側光導波路コア１は、その分岐点Ｊにおいて、上記湾曲する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が、上記直線状の第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１より広くなるように〔すなわち、（Ｗ２／Ｗ１）≧１に〕形成されている。これが、本発明の入力デバイスの特徴である。
【００２４】
上記入力デバイスについて、さらに詳しく説明すると、この入力デバイスに用いられる枠状光導波路１０は、例えば、ポリマー系光導波路の場合、樹脂材料を用いて形成された枠状のクラッド層５（オーバークラッド層５ａおよびアンダークラッド層５ｂからなる）の間に、フォトリソグラフィ法等により上記形状にパターニングされた発光側光導波路コア１および上記複数の受光側光導波路コア２が形成されている。
【００２５】
上記発光側の光導波路コア１は、上記発光素子３から出射される光を、互いに直交する上記２辺（１０Ｘ，１０Ｙ）方向に所定の比で分配できるように、発光素子３に接する光入射側の端部（共通部１ａ）から、枠のｘ方向（長辺１０Ｘ側）の第１のコア部１ｂとｙ方向（短辺１０Ｙ側）の第２のコア部１ｃの２方向に分岐する、二分岐形状に形成されており、光出射側の各光出射路１ｘ，１ｙの先端（出光部）が、枠状のクラッド層５の内縁〔図１（ａ）においては上側縁と右側縁〕の所定位置に、それぞれ位置決めされている。そして、発光素子３からの光を上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端から出射（投射）させることにより、上記枠の内側の検知空間Ｓに、枠の縦横（ｘｙ方向）に交差する光の格子（点線、矢印は光の進行方向を示す）が形成される。
【００２６】
上記発光側光導波路コア１の共通部１ａは、図１（ｂ）のように、第１のコア部１ｂ（幅：Ｗ１）と第２のコア部１ｃ（幅：Ｗ２）とを合わせたコア幅Ｗ０に相当する幅広状に形成され、その一端側（図示右側）の端面は、光源（発光素子３）からの光（白抜き矢印）が入射する光結合面となっている。なお、共通部１ａのコア幅Ｗ０は、上記発光素子３との光結合を容易にするために、通常、発光素子３の発光部幅Ｈよりも広くなっている。例えば、発光素子３の発光部幅Ｈが１０μｍ程度である場合、上記共通部１ａのコア幅Ｗ０は、４０〜１０００μｍに設計される。また、上記共通部１ａの光軸（一点鎖線）方向の長さＬ〔その一端面（光接続面）から上記分岐点Ｊまでの長さ〕は、１５０〜５０００μｍとすることが好ましい。
【００２７】
上記共通部１ａから分岐した第１のコア部１ｂは、分岐点Ｊにおける分岐後も上記発光素子３からの光を真っ直ぐに通過させることができるように、上記共通部１ａの一部を延長するように直線状に形成されている。そのコア幅Ｗ１は、先に述べたように、後記する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２より細く（狭く）形成されており、その幅Ｗ１は、好ましくは２０〜５００μｍ程度、さらに好ましくは４０〜３００μｍ程度である。
【００２８】
上記分岐点Ｊで第１のコア部１ｂと分岐した第２のコア部１ｃは、図１（ｂ）のように、この分岐点Ｊの直後から、１／４円形状（アーチ形状）に湾曲し、それより先端側が枠の短辺１０Ｙ側に直線状に延びる形状に形成されている。上記第２のコア部１ｃの湾曲部位は、枠の長辺１０Ｘ方向に沿って投射される発光素子３の光（光軸）を、短辺１０Ｙ方向に９０°曲げるもので、この部位での光損失の増大を防止するために、上記湾曲部位の曲率半径Ｒは、第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっている。
【００２９】
なお、上記分岐点Ｊと分岐後におけるコア幅Ｗ２は、先に述べたように、第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１より広く（太く）形成されており、好ましくは２０〜５００μｍ、さらに好ましくは４０〜３００μｍである。また、上記分岐点Ｊにおける、第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１と第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２との比（Ｗ２／Ｗ１）は、１〜５であることが好ましく、より好ましくは１〜４である。さらに、上記光導波路コア１の好適な厚さ（高さ）は、後記する発光素子３の発光部のサイズにもよるが、例えば２０〜１００μｍ程度である。
【００３０】
また、上記図１（ａ）における各光出射路１ｘ，１ｙは、図示が煩雑になるのを避けるため、多数の光出射路１ｘ，１ｙのうちの一部のみを実線で示し、残りを点線として記載を省略している（出射される光−点線矢印も同様）。上記光出射路１ｘ，１ｙの本数は、入力デバイスのサイズや解像度等に応じて適宜設計されるが、例えば、上記第１のコア部１ｂから分岐する長辺１０Ｘ側の光出射路１ｘの本数は２００〜８００本程度、上記第２のコア部１ｃから分岐する短辺１０Ｙ側の光出射路１ｙの本数は１００〜６００本程度のものが採用される。
【００３１】
一方、上記発光側の光導波路コア１に対して検知空間Ｓを挟んで対向する辺（長辺１０Ｘ’，短辺１０Ｙ’）には、上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端（出光部）のそれぞれに対応する、受光側光導波路コア２が複数形成されている。これら各受光側光導波路コア２の光入射側の端部（受光部）は、上記発光側のコア１の各先端（出光部）対向する枠の内縁〔図１（ａ）においては下側縁と左側縁〕の所定位置にそれぞれ位置決めされており、上記検知空間Ｓを通過して各受光側光導波路コア２の先端（受光部）に入射した光が、光入射路２ｘ，２ｙを介して、これら各先端のひとつひとつに対応する多数の受光素子を有する受光素子アレイ４に導かれるようになっている。
【００３２】
上記入力デバイスに用いられる光源（発光素子３）には、発光ダイオード（ＬＥＤ）または半導体レーザー等が用いられ、なかでも、光伝送性に優れるＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザー）が好適に用いられる。上記発光素子３から出射される光の波長は、近赤外線（波長：７００〜２５００ｎｍ）が好ましい。
【００３３】
また、上記発光素子３は、図１（ａ）に示すように、枠状光導波路１０の短辺１０Ｙ側の角部１０ａに配置され、その発光部（幅Ｈ）が枠の長辺１０Ｘ方向を向くように位置決めされる。この配置により、発光素子３から発せられた光が、図１（ｂ）のように、上記発光側光導波路コア１の共通部１ａの端面（光結合面）に入射し、上記枠の長辺１０Ｘ側の終端まで、曲がることなく到達する。そのため、この入力デバイスは、発光素子３からの光を、効率よく利用することができる。
【００３４】
上記受光素子アレイ４としては、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶＣＭＯＳリニアセンサアレイ等を用いることができる。
【００３５】
上記構成の入力デバイスにおいては、先に述べたように、発光側光導波路コア１が、枠の長辺１０Ｘ側に直線状に延びる第１のコア部１ｂと、上記分岐点Ｊから分岐・湾曲して枠の短辺１０Ｙ側に延びる第２のコア部１ｃとに分岐するパターンに形成され、この第２のコア部１ｃの「湾曲による光損失」を考慮して、上記第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が上記第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１以上に広く（Ｗ１≦Ｗ２）、かつ、その幅の比（Ｗ２／Ｗ１）が１以上になっている。そのため、この入力デバイスは、共通部１ａに入射した光が、光量差の少ない、バランスのとれた状態で、互いに直交する枠の２辺（長辺Ｘ側と短辺Ｙ側）に分配される。
【００３６】
上記第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１に対する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が１未満の場合は、共通部１ａから直線状に延びる長辺１０Ｘ側の第１のコア部１ｂの光量が強くなりすぎる傾向にある。逆に、上記コア幅の比（Ｗ２／Ｗ１）が、５を超える場合は、共通部１ａから湾曲して分岐する短辺１０Ｙ側の第２のコア部１ｃの光量が強くなりすぎ、光量バランスが悪くなる傾向がみられる。
【００３７】
また、これら長辺１０Ｘ側の第１のコア部１ｂと短辺１０Ｙ側の第２のコア部１ｃとが、発光素子３に対応する共通部１ａから分かれて分岐しているため、この共通部１ａと上記発光素子３との調芯が多少ずれていても、このずれに起因する長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側との光量差が緩和され、これらの光の間の光量バランスが保たれる。したがって、この入力デバイスは、従来の構成の入力デバイスに比べ、発光素子３と発光側光導波路コア１との間の調芯の許容範囲が広くなる。
【００３８】
さらに、上記構成の入力デバイスにおいては、上記湾曲する第２のコア部１ｃの湾曲部位の曲率半径Ｒが、この第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっているため、この湾曲部位の光損失を低減することができる。例えば、上記のように第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が２０〜５００μｍである場合、上記湾曲による光損失（曲げ損失）を約３ｄＢ以下に抑えることができる（この点は、後記の「実施例」で説明する）。
【００３９】
なお、上記発光側光導波路コア１の光出射側端部（コア１の各光出射路１ｘ，１ｙ先端の出光部）と、上記各受光側光導波路コア２の光入射側端部（コア２の受光部）とは、枠の内側に向かって反るレンズ状（平面視円弧状）になっていることが望ましい。上記発光側光導波路コア１の光出射側端部を上記レンズ状とすることにより、これら光出射側端部から、枠状光導波路１０の内縁に垂直でかつ互いに平行な光線を出射することができる。また、上記各受光側光導波路コア２の光入射側端部を上記レンズ状とすることにより、これら光入射側端部の集光効率を高めることができる。上記各コア１，２の出光部および受光部をレンズ状としない場合は、別体のレンズ体を準備し、これを上記枠状光導波路１０の検知空間Ｓ内の周縁に沿って設置してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、光導波路の分岐状発光側光導波路コア１が、樹脂材料（高分子材料）を用いて形成されたポリマー系光導波路を例に説明したが、このコア１を構成する材料は、例えばガラス等、周囲に配設されるクラッド層５より屈折率の高い材料であればよい。ただし、上記コア１と周囲のクラッド層５との屈折率の差は、０．０１以上であることが好ましく、上記形状のパターンニング性等も考慮すると、紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂が最も好ましい。使用する紫外線硬化樹脂としては、アクリル系，エポキシ系，シロキサン系，ノルボルネン系，ポリイミド系等があげられる。
【００４１】
さらに、上記コア１の周囲のクラッド層５は、上記紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂のうち、上記コア１より屈折率の低い材料を用いればよい。その他にも、クラッド層５には、ガラス，シリコン，金属，樹脂等、平坦性を有する基板を兼用する材料を用いることもできる。さらに、クラッド層５は、コア１の下側のアンダークラッド層（後記の５ｂ）のみとしてもよく、上記コア１を覆うオーバークラッド層（後記の５ａ）は、形成しなくてもよい。そして、上記枠状光導波路１０は、プラズマを用いたドライエッチング法，転写法，露光・現像を用いたフォトリソグラフィ法，フォトブリーチ法等により作製することができる。
【００４２】
つぎに、上記入力デバイスの作製方法の一例について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態における入力デバイス用光導波路の製法を模式的に説明する断面図である。なお、図２においては、光導波路の発光側のみを図示しており、これと並行して作製される受光側の図示を省略している。また、図中の符号１はコア（発光側の光導波路コア）、５ｂはアンダークラッド層、５ａはオーバークラッド層、２１は基台、２２は成形型であり、図２の（ａ）〜（ｅ）は、光導波路が作製される工程順を表す。
【００４３】
まず、枠状の光導波路を形成するための基台２１を準備し、平坦な場所に載置する。この基台２１の材質は、作製されるポリマー系光導波路を、後に剥離可能な材質が選択される。
【００４４】
ついで、図２（ａ）に示すように、上記基台２１の表面に、アンダークラッド層５ｂを形成する。このアンダークラッド層５ｂ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５ｂの厚さは、例えば、５〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００４５】
つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層５ｂの表面に、フォトリソグラフィ法により、パターン形状の発光側光導波路コア１および受光側光導波路コア（図示せず）を形成する。これらコア１（および２）の形成材料としては、上記アンダークラッド層５ｂおよび後記のオーバークラッド層５ａ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。なお、先に述べたように、上記発光側光導波路コア１および受光側光導波路コアの枠の内縁部〔コア１の各光出射路１ｘ，１ｙ先端の出光部と各受光側光導波路コア２の光入射側先端の受光部：図１（ａ）参照〕は、平面視レンズ状に形成される。
【００４６】
ついで、オーバークラッド層５ａ形成用の、透光性を有する成形型２２を準備する。この成形型２２には、図２（ｃ）に示すように、オーバークラッド層５ａの表面形状に対応する型面を有する凹部（成形キャビティ）が形成されており、この実施形態では、上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端側端部を覆う部位〔図２（ｃ）の右端部分〕が、上下方向（光導波路の厚み方向）に１／４円の円弧状のレンズ曲面に形成されているものを使用している。
【００４７】
ついで、この成形型２２を、上記凹部を上にして（天地を逆にして）、成形型２２を成形ステージ（図示せず）の上に設置し、まず、上記凹部内にオーバークラッド層５ａ形成用の感光性樹脂（ワニス状）を充填する。ついで、アンダークラッド層５ｂ上に形成したコア１を、上記成形型２２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５ｂを上記成形型２２に押圧し、上記ワニス状のオーバークラッド層５ａ形成用の感光性樹脂の中にコア１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２２を透して上記感光性樹脂に照射し、その感光性樹脂を露光する。これにより、上記感光性樹脂が硬化して、図２（ｄ）に示すような、コア１（および２）の内縁側先端部に対応する部位がレンズ状に形成されたオーバークラッド層５ａが形成される。
【００４８】
つぎに、上記感光性樹脂の硬化が完了した後、上記成形型２２からオーバークラッド層５ａをコア１，アンダークラッド層５ｂおよび基台２１とともに脱型し、上記基台２１を剥離させて取り除くことにより、図２（ｅ）に示すような、枠状の光導波路１０を得る。
【００４９】
ついで、図１（ａ）に示すように、得られた枠状光導波路１０の角部１０ａの所定位置に、コア１の共通部１ａの端面（光結合面）に正対するように発光素子３を配置し、共通部１ａの光軸と発光素子３の光軸とを調芯して位置決めする。また、受光側にも受光素子アレイ４を取り付け、図示しない配線等を接続することにより、本実施形態における入力デバイスを作製することができる。
【実施例】
【００５０】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
本実施例においては、上記発光側光導波路コア１の「第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）」〔図１（ｂ）参照〕を種々変更した光導波路を作製し、これに発光素子を接続して入力デバイスを構成するとともに、作製した実施例１〜４および比較例１の入力デバイスを用いて、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側とから出射される光の量（光強度）を受光素子で測定し、長辺１０Ｘと短辺１０Ｙの間の光量差（バランス）を比較した。
【００５２】
まず、光導波路の形成材料を準備した。
〔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。
【００５３】
〔コアの形成材料〕
成分Ｄ：ビスフェノールＡ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：ビスフェノールＡ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Ｃ ４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。
【００５４】
〔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（ＡＤＥＫＡ社製，ＥＰ４０８０Ｅ）１００重量部
この成分Ｇと上記成分Ｃ ２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。
【００５５】
［実施例１］
＜光導波路の作製＞
〔アンダークラッド層の形成〕
まず、ステンレス製の基台（平板状）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分間の乾燥処理を行い、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、厚さ２０μｍのアンダークラッド層を形成した〔図２（ａ）参照〕。
【００５６】
〔コアの形成〕
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、溶媒を揮散させてコア形成用の感光性樹脂層を形成した。つぎに、上記分岐状コアのパターンと同形状の開口パターンが形成された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の露光を行った後、１２０℃×１０分間の加熱処理を行い、樹脂の硬化を完了させた。そして、現像液（γ−ブチロラクトン）を用いてディップ現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×５分間の加熱乾燥処理を行うことにより、パターニングされた厚さ（高さ）５０μｍの分岐状コアを形成した。
【００５７】
なお、この実施例１では、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅（Ｗ１）が１８０μｍ、第２のコア部に対応する開口幅（Ｗ２）が１８０μｍ、これらが合流する共通部に対応する開口幅（Ｗ０）が３６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを使用した〔図１（ｂ）参照〕。そのため、コアの各部もこれに沿って形成され、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１８０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１８０μｍになっている。また、第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）は「１」（好適な範囲の下限）となっている。なお、フォトマスクの開口パターンにおける上記第１，第２コア部に対応する開口幅は、後記の実施例２，３，４と比較例１で変更される。
【００５８】
また、上記フォトマスクには、分岐後の第１のコア部に相当する部位に、長辺１０Ｘ側の出射路に対応する２２０本（各出射路先端の出光部が平面視レンズ状）の開口パターンが形成されているとともに、分岐後の第２のコア部に相当する部位には、短辺１０Ｙ側の出射路に対応する１６５本（各出射路先端の出光部が平面視レンズ状）の開口パターンが形成されており、上記分岐状コアの形成と同時に、これらの出射路も形成されるようになっている（フォトマスクの開口パターンにおける上記出射路の部位は、後記の実施例２，３と比較例１，２でも同様）。
【００５９】
〔オーバークラッド層の形成〕
つぎに、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。この成形型は、オーバークラッド層の表面形状に対応する成形キャビティを備えている。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、上記凹部に、前記のオーバークラッド層の形成材料を充填した。
【００６０】
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（ワニス状）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、上下方向に略１／４円弧状のレンズ曲面（曲率半径１．５ｍｍ）に形成されたオーバークラッド層を形成した。
【００６１】
つぎに、上記成形型から、上記オーバークラッド層を、アンダークラッド層およびコアとともに脱型させるとともに、上記基台をアンダークラッド層から剥離して、実施例１の入力デバイス作製用の光導波路（総厚１ｍｍ）を得た。
【００６２】
＜供試用入力デバイスの作製＞
〔光源の取り付け〕
得られた枠状の光導波路の角部に位置する、発光側光導波路コアの共通部の端部（光結合面）に当接する所定位置〔図１（ｂ）参照〕に、発光強度（または出力）が３ｍＷのＶＣＳＥＬ光源（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製）を配設し、上記コアの光軸の延長上に上記光源の発光部（幅Ｈ＝１０μｍ）の中心がくるように、調芯・位置合わせしてこの光源を固定し、実施例１の入力デバイスを作製した。
【００６３】
〔測定用受光素子ユニットの取り付け〕
ついで、光強度測定用の受光素子ユニット（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製 ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）を準備し、上記発光側光導波路コアの各光出射路の先端（出光部）から出射される光（信号）が、このセンサアレイの各受光素子に個々に入射するように（すなわち、光出射路１本に対して受光素子１個が対応するように）、上記受光素子ユニットを位置決めし、その状態で、上記枠状光導波路に接着剤等で固定して、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６４】
［実施例２］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１４０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が２２０μｍの実施例２の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝約１．５７）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例２の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６５】
［実施例３］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１２０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１４０μｍの実施例３の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝２）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例３の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６６】
［実施例４］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が８０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が２８０μｍの実施例３の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝３．５）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例４の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６７】
比較例として、上記第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が、本発明の好適な範囲（１〜５）から外れる光導波路を作製し、これを用いて入力デバイスを作製した。
【００６８】
［比較例１］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比率が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が２４０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１２０μｍの比較例１の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝０．５）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて比較例１の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６９】
＜光強度の測定および評価＞
上記実施例１〜４および比較例１の入力デバイスを用いて、それぞれの光源を発光させて８５０ｎｍの赤外線をコアに入射させ、各光出射路ごとの光強度（光出射路から出射されて各受光素子に届いた光の強度）を測定し、長辺１０Ｘ側（２２０本）の平均値ＩXと、短辺１０Ｙ側（１６５本）の平均値ＩYを算出した。そして、これら平均値の差の絶対値を求め、その絶対値の大小により、長辺と短辺に分配された光量の差「長辺側と短辺側の光量差」を評価した。
【００７０】
なお、測定は、コアの光軸と光源の光軸が一致した（調芯された）状態と、一致していない状態の両方で行った。すなわち、図１（ｂ）において、光源（発光素子３）の中心が、コア１の光軸上の点Ｏにあり、光軸が一致した状態を「±０μｍ」と表し、この発光素子３の中心を意図的に（ｙ方向）Ａ側に１００μｍずらした状態を「＋１００μｍ」、上記光源の中心を意図的にＢ側に１００μｍずらした状態を「−１００μｍ」と表示する。
【００７１】
また、光導波路のコア幅，コア高さの測定には、レーザー顕微鏡（キーエンス社製）を、コア中心および光源のずれ量の測定には、光学顕微鏡（オリンパス社製 ＭＸ５１）を用いた。
【００７２】
以上の測定結果を「表１」に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
上記表１に示すように、実施例１〜４の入力デバイスは、コアと光源の光軸が一致した状態「±０μｍ」において、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側の光量差が０．２〜０．９と小さく、光源からの光を、互いに直交する２方向に略均等に分配できていることが分かる。また、光源の中心が、コアの光軸に対して一方にずれた状態「＋１００μｍ」でも、他方にずれた状態「−１００μｍ」でも、その長辺側と短辺側の光量差が最大で１．２と小さい。このことから、本発明の入力デバイスは、コアと光源の調芯の許容範囲が広いことが分かる。
【００７５】
一方、比較例１の入力デバイスは、コアと光源の光軸が一致した状態「±０μｍ」でも、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側の光量差が２．０と大きく、光源の中心が、コアの光軸に対してずれた状態「＋１００μｍ」，「−１００μｍ」では、この長辺側と短辺側の光量差がさらに拡大する。したがって、比較例１の入力デバイスは、上記特性に劣る。
【００７６】
つぎに、本発明の入力デバイスの二分岐状光導波路コアの「湾曲部位」におけるコア幅（Ｗ２）と、この「湾曲部位」の曲率半径（Ｒ）との関係について行った検証の結果について述べる。
【００７７】
本実施例においては、平面視１／４円形状の湾曲部位を区間内に１箇所有する「発光側光導波路コアの第２のコア部」〔図１（ｂ）の１ｃ部を参照〕を模した光導波路コアを作製し、そのコアの上記湾曲部位のコア幅（Ｗ２）とカーブの曲率半径（Ｒ）との組合せを種々変更して、このコアの湾曲（曲がり）によって発生する光の「曲げ損失」（光の反射角が臨界角を越えた漏れ光による損失）を測定した。
【００７８】
なお、上記測定に用いた光導波路の供試品は、上記実施例１と同様の構成材料と方法を用いて、コア形成時のフォトマスクのパターン（開口形状）を変更することにより作製した。コア幅Ｗ２の設定は、１５，２０，３０，５０，７５，１００，１５０，２００，２５０μｍであり、湾曲部位の曲率半径Ｒの設定は、０．６，０．８，１．０，１．５，２．０，２．５，３．０ｍｍである。これら各設定値を組み合わせた光導波路（コア）を作製し、供試品とした。なお、各供試品の屈折率（８５０ｎｍ）は、コアが１．５７、オーバーおよびアンダークラッド層が１．５１、コアの厚さ（高さ）は５０μｍであり、湾曲部位の曲率半径Ｒの単位換算（ｍｍ→μｍ）値は、それぞれ６００，８００，１０００，１５００，２０００，２５００，３０００μｍである。
【００７９】
また、上記曲げ損失の測定は、上記供試用光導波路のコアの湾曲部位の前後を切断し、この前後の切断部の間（１箇所の湾曲部位を含む）の光損失〔入力光パワーと出力光パワーの差〕を、ＪＩＳ Ｃ ６８２３「光ファイバ損失試験方法」のカットバック法に準じて行った。上記コアにおける上記「湾曲部位」を挟んだ２点間（二つの断面の間）の光損失（曲げ損失）は、以下の式（１）で計算される。
曲げ損失（ｄＢ） ＝ −１０×ｌｏｇ（Ｐｏ／Ｐｉ） ・・・（１）
上記式において、Ｐｉはコア入口端面における入力光パワー、Ｐｏはコア出口端面における出力光パワーである。また、光パワーの測定には、ＣＯＨＥＲＥＮＴ社製ＦｉｅｌｄＭａｘＩＩ−ＴＯを、光源には、Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製ＶＣＳＥＬ ＰＨ８５−Ｆ１Ｐ０Ｓ２を使用した。
【００８０】
上記「曲げ損失」の測定結果を図３，図４に示す。
図３は、上記測定から得られた、光導波路のコア幅（Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係を、湾曲部位の曲率半径（Ｒ）ごとにプロットしたグラフである。また、図４は、上記図３の結果を、コア幅（Ｗ２：μｍ）に対する曲率半径（Ｒ：μｍ）の比（Ｒ／Ｗ２）でまとめたものであり、この「コア幅Ｗ２に対する曲率半径Ｒの比（Ｒ／Ｗ２）」と上記「曲げ損失」の関係を表すグラフになっている。なお、グラフ中の基準線として用いている「３（ｄＢ）」は、入力光パワー（Ｐｉ）に対する湾曲経由後の出力光パワー（Ｐｏ）の強さが５０％（光パワーが半分）になっている点に相当する。
【００８１】
上記図３のグラフによれば、コアの「曲げ損失」（ｄＢ）は、コア幅Ｗ２が広い（太い）ほど低く、また、湾曲部位の曲率半径Ｒが大きい（緩やかである）ほど低くなる傾向にあることが分かる。基準としている曲げ損失３ｄＢ（光量５０％低下）で見てみると、コア幅Ｗ２が５０μｍで曲率半径Ｒが０．８ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１６）の時に２．９８ｄＢ、コア幅Ｗ２が１００μｍで曲率半径Ｒが１．５ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１５）の時に３．２４ｄＢ、コア幅Ｗ２が２００μｍで曲率半径Ｒが３．０ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１５）の時に３．２３ｄＢとなっており、これらの間に相関があることが分かる。
【００８２】
そして、発明者がまとめた、図４のグラフによれば、上記のように、発光側光導波路コアの第２のコア部の形状を、「コア幅Ｗ２に対する曲率半径Ｒの比を１５以上（Ｒ／Ｗ２≧１５）」、すなわち、上記「湾曲する第２のコア部の湾曲部位の曲率半径Ｒ（μｍ）を、この第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２（μｍ）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕」とすることにより、この湾曲部位の光損失（曲げ損失）を低減できることが確認された。したがって、本発明の入力デバイスは、上記発光側の光導波路コアにおける湾曲部位の光損失が少ないため、この湾曲部位を有する第２のコア部と直線状の第１のコア部との光量バランスの設計および調整が容易で、結果として、これら直交する２辺に分配される光を、理想的な状態で分配することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の枠状光導波路を用いた入力デバイスは、光源と光導波路コアとの間の調芯に、高い精度とそれに伴う手間を必要とせず、この光源からの光が、光導波路の枠において直交する２辺に均等に分配される。その結果、この入力デバイスは、検知空間内に死角のない、高精度な入力体の検出を行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 発光側光導波路コア
１ａ 共通部
１ｂ 第１のコア部
１ｃ 第２のコア部
３ 発光素子
１０ 枠状光導波路
１０ａ 角部
Ｓ 検知空間
Ｊ 分岐点
Ｗ１ 第１のコア部のコア幅
Ｗ２ 第２のコア部のコア幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枠状の光導波路の内側に形成された光の格子の遮蔽により、指やペン等の入力体の位置を検出する入力デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンピュータや各種機器に、指示や座標情報等を入力する手段（入力インターフェース）として、光導波路を用いて指やペン等の位置を光学的に検出する入力デバイスが用いられている（特許文献１，２を参照）。
【０００３】
図５は、光導波路を用いた従来の入力デバイスの構成を示す図である。なお、図中の符号２０は、この入力デバイスのフレームを兼用する枠状の光導波路（クラッド層を含む）であり、その内側の空間には、入力体の検出を行うための検知空間Ｓが形成されている。また、図では、検知空間Ｓに光を出射するための発光側の光導波路コア１１を点線で表示するとともに、受光側の光導波路コア１２を二点鎖線で表示している。
【０００４】
この光導波路式の入力デバイスは、図５に示すように、幅をもった四角枠状の光導波路２０と、この枠状光導波路２０の外縁に取り付けられた光学素子（発光素子１３および受光素子１４）とから構成されており、上記枠状光導波路２０の２辺（この例では上側の辺２０Ｘと右側の辺２０Ｙ）の内縁に、発光素子１３に繋がる発光側光導波路コア１１の光出射側端部（出光部１１ａ）が配置されている。また、発光素子１３から出た光は、上記発光側光導波路コア１１の出光部１１ａを通じて、多数の略平行な光としてそれぞれの辺２０Ｘ，２０Ｙに対向する辺（この例では辺２０Ｘ’と辺２０Ｙ’）に向かって出射（投射）され、この枠で囲まれた空間（検知空間Ｓ）内に光の格子を形成するようになっている。そして、上記格子状の光は、上記枠状光導波路２０の対向する内縁に上記各出光部１１ａにそれぞれ対応して配設された、受光側光導波路コア１２の入射側端部（受光部１２ａ）に入射した後、これに繋がる受光素子１４に導かれるようになっている。
【０００５】
上記枠状光導波路２０における発光側光導波路コア１１は、発光素子１３からの光が入射する光入射側端部（始端部１１ｄ）の直後から、枠の一辺２０Ｘ側に向かう複数の光出射用コア１１ｂ，１１ｂ，・・・と、他辺２０Ｙ側に向かう複数の光出射用コア１１ｃ，１１ｃ，・・・とに分岐しており、発光素子１３からコア１１に入射した光が、一度に多数の光出射用コア１１ｂ，１１ｃに分配され、上記枠の内縁に位置決めされた各コアの光出射側終端部（出光部１１ａ）から出射されるようになっている。
【０００６】
上記のような構成の入力デバイスにおいては、上記検知空間Ｓ内を通る光の格子の一部を、指等の物体（入力体）が遮蔽すると、その遮蔽された部分が、受光側光導波路コア１２に接続された受光素子１４で、光量の低下として感知され、上記指等が触れた部分の位置（例えば、検知空間Ｓ内におけるｘｙ座標等）が特定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００１−５１４７７９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、発明者の研究によれば、上記のような枠状の光導波路を用いた入力デバイスにおいては、光源（発光素子）から、枠において隣り合う２辺に光を均等に分配することが難しい場合が多いことが分かった。例えば図５において、発光素子１３から発光側光導波路コア１１に入射した光は、上記発光素子１３の発光の光軸に沿った一方の辺（辺２０Ｙ）に光を伝達する光出射用コア１１ｃでは、光はそのまま直進するが、上記光軸に直交する方向に延びる他方の辺（辺２０Ｘ）に光を伝達する光出射用コア１１ｂでは、光はコアの始端部１１ｄから大きく湾曲して進むこととなる。そのため、この湾曲部位での光損失が大きくなり、結果として、互いに直交する枠の２辺（辺２０Ｘ側と辺２０Ｙ側）に分配される光量が均等になりにくいことを突き止めた。
【０００９】
さらに、この従来の入力デバイスに用いられている光導波路２０は、その発光側光導波路コア１１が、一辺２０Ｘ側と他辺２０Ｙ側に対しそれぞれに対応して独自に設計された多分岐状コアであるため、コア１１と光源との間の調芯が難しい。発明者は、仮に、各光出射用コア１１ｂ，１１ｃの始端部１１ｄの光軸と発光素子１３の光軸がずれていると、辺２０Ｘ側と辺２０Ｙ側とに分配される光量の差が、より大きくなることを突き止めた。ここに改善の余地がある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、光源と光導波路コアとの間の調芯に高い精度が必要なく、この光源からの光を、枠状の光導波路の２辺に均等に分配することのできる入力デバイスの提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、矩形状の検知空間の周りに配置された枠状の光導波路と、この枠状光導波路の矩形状の外縁に配設される発光素子および受光素子を備え、上記枠状光導波路の内縁に位置決めされた発光側光導波路コアの光出射側端部から対応する受光側光導波路コアの光入射側端部に到達する光の遮蔽を検知することにより、上記検知空間内に位置する入力体の位置情報を取得する入力デバイスであって、上記枠状光導波路のひとつの角部の外縁に、上記発光素子が所定の向きで配置され、この角部に隣接する枠の２辺に、上記発光素子から出射される光を互いに直交する上記２辺方向に所定の比率で分配する二分岐状の発光側光導波路コアが設けられ、上記二分岐状の発光側光導波路コアが、上記発光素子に接する角部に設けられた光入射側の共通部と、この共通部に連続して上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部と、上記共通部の分岐点から所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とから形成され、上記発光側光導波路コアの分岐点における、上記直線状の第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記湾曲する第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になっているという構成をとる。
【００１２】
すなわち、本発明の発明者は、前記課題を解決するために、枠状の光導波路の光路に関する研究を重ね、光源の光軸に沿った方向と直交する方向の２方向に向かう分岐状光導波路コアの始端側をひとつにまとめて広幅の共通部とし、光源からの光をこの幅広状の共通部の端部（光入射側）で受けるとともに、この共通部から湾曲して他辺方向に延びる側の光導波路コア（第２のコア部）の幅を、光軸に沿った直線状の光導波路コア（第１のコア部）の幅より広くすることにより、上記各辺に分配される光の量を均等化できることを見出した。また、発明者は同時に、上記広幅状とした光入射側の共通部を、光源に対応させると、調芯の精度にさほど影響を受けずに、２方向に分配する光量のバランスを調整できることを見出し、本発明に到達した。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明の入力デバイスは、二分岐状の発光側光導波路コアの共通部が、光源（発光素子）に接する角部に配置され、この二分岐状のコアが、上記共通部の分岐点から、上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に延びる第１のコア部と、所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とに分岐しているとともに、この分岐点における、上記第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になるように形成されている。
【００１４】
このように、上記入力デバイスは、発光素子の光軸に直交する方向に延びる第２のコア部の湾曲部位での光損失を見越して、分岐点における第２のコア部のコア幅を上記第１のコア部より広く（太く）し、より多くの光が分配されるようにしている。そのため、この湾曲部位を通過して直線状となった後の第２のコア部と、上記共通部から直線状に連続する第１のコア部とに到達する光の量の差が小さくなり、これら直交する２辺に分配される光量が均等化する。
【００１５】
さらに、本発明の入力デバイスは、二分岐状の発光側光導波路コアの光入射側始端部が、ひとつの共通部としてまとめられ、この共通部を光源に対応させている。そのため、従来の光導波路を用いた入力デバイスのように、光導波路コアと光源との高精度な調芯が要求されない。そして、例え、光導波路コアと光源とが厳密に調芯されていなくても、光導波路コアを伝搬するトータルの光量が減るだけで、上記直交する２辺に分配される光の量に、偏りが生じることはない。
【００１６】
また、本発明の入力デバイスのなかでも、上記二分岐状の発光側光導波路コアにおける第２のコア部の湾曲部位が、１／４円形状であり、その曲率半径（Ｒ）が、上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっているものは、このコアの湾曲による光損失を、より低減することができる。その結果、この入力デバイスは、上記湾曲部位を有する第２のコア部と、上記直線状の第１のコア部との光量バランスが調整し易く、これら直交する２辺に分配される光を、理想的な状態で分配することができる。
【００１７】
また、本発明の入力デバイスのなかでも、上記二分岐状の発光側光導波路コアが配置された枠の２辺にそれぞれ対向する他の２辺に、上記発光側光導波路コアの各光出射側端部に対応して、この発光側光導波路コアからの光を入射させて上記受光素子に導く複数の受光側光導波路コアが設けられているものは、上記検知空間に、入力体検知用の枠の縦横に交差する光の格子が形成され、この検知空間内における、死角のない高精度な入力体の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の入力デバイスの構成を示す平面図であり、（ｂ）はそのＰ部拡大図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の入力デバイスに用いられる枠状光導波路を作製する方法を説明する図である。
【図３】本発明の入力デバイスにおける光導波路のコア幅（Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係をあらわすグラフである。
【図４】本発明の入力デバイスにおける光導波路のコア幅Ｗ２対する曲率半径Ｒの比（Ｒ／Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係をあらわすグラフである。
【図５】光導波路を用いた従来の入力デバイスの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
図１（ａ）に全体像を示す枠状の光導波路型入力デバイスは、例えば、表示装置としての液晶画面（フラットパネルディスプレイ）等の上に載置され、その枠状の光導波路１０の中央部に形成された検知空間（検知領域）Ｓ内に位置する、指やペン等の入力体の位置を、この検知空間Ｓ内の座標（ｘ−ｙ座標）として取得し、その位置情報をコンピュータやＡＴＭ等の情報機器に出力するものである。
【００２１】
上記枠状の光導波路１０は、上記ディスプレイの画面のサイズに合わせて、横長（長辺１０Ｘの長さ：短辺１０Ｙの長さ＝１６：９）の長方形状に形成されたクラッド層５と、このクラッド層５に埋没するようにして形成された光路としてのコア（１，２）とからなり、そのひとつの角部１０ａの外縁に、光源としての発光素子３が、所定の向きに取り付けられている。
【００２２】
また、上記枠状光導波路１０には、上記クラッド層５の角部１０ａに隣接する枠の２辺（図においては長辺１０Ｘと短辺１０Ｙ）に、上記発光素子３から出射される光を、互いに直交する上記２辺（１０Ｘ，１０Ｙ）方向に所定の比で分配する発光側光導波路コア１（点線）が設けられ、上記辺１０Ｘ，１０Ｙにそれぞれ対向する他の２辺（１０Ｘ’，１０Ｙ’）に、上記発光側光導波路コア１からの光を入射させて受光素子（受光素子アレイ４）に導くための複数の受光側光導波路コア２（二点鎖線）が設けられている。
【００２３】
さらに、上記発光側光導波路コア１は、図１（ｂ）の拡大図のように、枠状光導波路１０の角部１０ａに配置された光入射側の共通部１ａと、この共通部１ａから上記発光素子３の発光の光軸（一点鎖線）に沿った枠の一辺（１０Ｘ）方向に延びる第１のコア部１ｂと、上記共通部１ａの分岐点Ｊから所定の曲率半径Ｒで湾曲するとともにそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺（１０Ｙ）方向に延びる第２のコア部１ｃとから形成されている。そして、上記二分岐状の発光側光導波路コア１は、その分岐点Ｊにおいて、上記湾曲する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が、上記直線状の第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１より広くなるように〔すなわち、（Ｗ２／Ｗ１）≧１に〕形成されている。これが、本発明の入力デバイスの特徴である。
【００２４】
上記入力デバイスについて、さらに詳しく説明すると、この入力デバイスに用いられる枠状光導波路１０は、例えば、ポリマー系光導波路の場合、樹脂材料を用いて形成された枠状のクラッド層５（オーバークラッド層５ａおよびアンダークラッド層５ｂからなる）の間に、フォトリソグラフィ法等により上記形状にパターニングされた発光側光導波路コア１および上記複数の受光側光導波路コア２が形成されている。
【００２５】
上記発光側の光導波路コア１は、上記発光素子３から出射される光を、互いに直交する上記２辺（１０Ｘ，１０Ｙ）方向に所定の比で分配できるように、発光素子３に接する光入射側の端部（共通部１ａ）から、枠のｘ方向（長辺１０Ｘ側）の第１のコア部１ｂとｙ方向（短辺１０Ｙ側）の第２のコア部１ｃの２方向に分岐する、二分岐形状に形成されており、光出射側の各光出射路１ｘ，１ｙの先端（出光部）が、枠状のクラッド層５の内縁〔図１（ａ）においては上側縁と右側縁〕の所定位置に、それぞれ位置決めされている。そして、発光素子３からの光を上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端から出射（投射）させることにより、上記枠の内側の検知空間Ｓに、枠の縦横（ｘｙ方向）に交差する光の格子（点線、矢印は光の進行方向を示す）が形成される。
【００２６】
上記発光側光導波路コア１の共通部１ａは、図１（ｂ）のように、第１のコア部１ｂ（幅：Ｗ１）と第２のコア部１ｃ（幅：Ｗ２）とを合わせたコア幅Ｗ０に相当する幅広状に形成され、その一端側（図示右側）の端面は、光源（発光素子３）からの光（白抜き矢印）が入射する光結合面となっている。なお、共通部１ａのコア幅Ｗ０は、上記発光素子３との光結合を容易にするために、通常、発光素子３の発光部幅Ｈよりも広くなっている。例えば、発光素子３の発光部幅Ｈが１０μｍ程度である場合、上記共通部１ａのコア幅Ｗ０は、４０〜１０００μｍに設計される。また、上記共通部１ａの光軸（一点鎖線）方向の長さＬ〔その一端面（光接続面）から上記分岐点Ｊまでの長さ〕は、１５０〜５０００μｍとすることが好ましい。
【００２７】
上記共通部１ａから分岐した第１のコア部１ｂは、分岐点Ｊにおける分岐後も上記発光素子３からの光を真っ直ぐに通過させることができるように、上記共通部１ａの一部を延長するように直線状に形成されている。そのコア幅Ｗ１は、先に述べたように、後記する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２より細く（狭く）形成されており、その幅Ｗ１は、好ましくは２０〜５００μｍ程度、さらに好ましくは４０〜３００μｍ程度である。
【００２８】
上記分岐点Ｊで第１のコア部１ｂと分岐した第２のコア部１ｃは、図１（ｂ）のように、この分岐点Ｊの直後から、１／４円形状（アーチ形状）に湾曲し、それより先端側が枠の短辺１０Ｙ側に直線状に延びる形状に形成されている。上記第２のコア部１ｃの湾曲部位は、枠の長辺１０Ｘ方向に沿って投射される発光素子３の光（光軸）を、短辺１０Ｙ方向に９０°曲げるもので、この部位での光損失の増大を防止するために、上記湾曲部位の曲率半径Ｒは、第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっている。
【００２９】
なお、上記分岐点Ｊと分岐後におけるコア幅Ｗ２は、先に述べたように、第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１より広く（太く）形成されており、好ましくは２０〜５００μｍ、さらに好ましくは４０〜３００μｍである。また、上記分岐点Ｊにおける、第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１と第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２との比（Ｗ２／Ｗ１）は、１〜５であることが好ましく、より好ましくは１〜４である。さらに、上記光導波路コア１の好適な厚さ（高さ）は、後記する発光素子３の発光部のサイズにもよるが、例えば２０〜１００μｍ程度である。
【００３０】
また、上記図１（ａ）における各光出射路１ｘ，１ｙは、図示が煩雑になるのを避けるため、多数の光出射路１ｘ，１ｙのうちの一部のみを実線で示し、残りを点線として記載を省略している（出射される光−点線矢印も同様）。上記光出射路１ｘ，１ｙの本数は、入力デバイスのサイズや解像度等に応じて適宜設計されるが、例えば、上記第１のコア部１ｂから分岐する長辺１０Ｘ側の光出射路１ｘの本数は２００〜８００本程度、上記第２のコア部１ｃから分岐する短辺１０Ｙ側の光出射路１ｙの本数は１００〜６００本程度のものが採用される。
【００３１】
一方、上記発光側の光導波路コア１に対して検知空間Ｓを挟んで対向する辺（長辺１０Ｘ’，短辺１０Ｙ’）には、上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端（出光部）のそれぞれに対応する、受光側光導波路コア２が複数形成されている。これら各受光側光導波路コア２の光入射側の端部（受光部）は、上記発光側のコア１の各先端（出光部）対向する枠の内縁〔図１（ａ）においては下側縁と左側縁〕の所定位置にそれぞれ位置決めされており、上記検知空間Ｓを通過して各受光側光導波路コア２の先端（受光部）に入射した光が、光入射路２ｘ，２ｙを介して、これら各先端のひとつひとつに対応する多数の受光素子を有する受光素子アレイ４に導かれるようになっている。
【００３２】
上記入力デバイスに用いられる光源（発光素子３）には、発光ダイオード（ＬＥＤ）または半導体レーザー等が用いられ、なかでも、光伝送性に優れるＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザー）が好適に用いられる。上記発光素子３から出射される光の波長は、近赤外線（波長：７００〜２５００ｎｍ）が好ましい。
【００３３】
また、上記発光素子３は、図１（ａ）に示すように、枠状光導波路１０の短辺１０Ｙ側の角部１０ａに配置され、その発光部（幅Ｈ）が枠の長辺１０Ｘ方向を向くように位置決めされる。この配置により、発光素子３から発せられた光が、図１（ｂ）のように、上記発光側光導波路コア１の共通部１ａの端面（光結合面）に入射し、上記枠の長辺１０Ｘ側の終端まで、曲がることなく到達する。そのため、この入力デバイスは、発光素子３からの光を、効率よく利用することができる。
【００３４】
上記受光素子アレイ４としては、ＣＣＤ，ＣＭＯＳ等のイメージセンサや、多数の受光素子が一列に並ぶＣＭＯＳリニアセンサアレイ等を用いることができる。
【００３５】
上記構成の入力デバイスにおいては、先に述べたように、発光側光導波路コア１が、枠の長辺１０Ｘ側に直線状に延びる第１のコア部１ｂと、上記分岐点Ｊから分岐・湾曲して枠の短辺１０Ｙ側に延びる第２のコア部１ｃとに分岐するパターンに形成され、この第２のコア部１ｃの「湾曲による光損失」を考慮して、上記第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が上記第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１以上に広く（Ｗ１≦Ｗ２）、かつ、その幅の比（Ｗ２／Ｗ１）が１以上になっている。そのため、この入力デバイスは、共通部１ａに入射した光が、光量差の少ない、バランスのとれた状態で、互いに直交する枠の２辺（長辺Ｘ側と短辺Ｙ側）に分配される。
【００３６】
上記第１のコア部１ｂのコア幅Ｗ１に対する第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が１未満の場合は、共通部１ａから直線状に延びる長辺１０Ｘ側の第１のコア部１ｂの光量が強くなりすぎる傾向にある。逆に、上記コア幅の比（Ｗ２／Ｗ１）が、５を超える場合は、共通部１ａから湾曲して分岐する短辺１０Ｙ側の第２のコア部１ｃの光量が強くなりすぎ、光量バランスが悪くなる傾向がみられる。
【００３７】
また、これら長辺１０Ｘ側の第１のコア部１ｂと短辺１０Ｙ側の第２のコア部１ｃとが、発光素子３に対応する共通部１ａから分かれて分岐しているため、この共通部１ａと上記発光素子３との調芯が多少ずれていても、このずれに起因する長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側との光量差が緩和され、これらの光の間の光量バランスが保たれる。したがって、この入力デバイスは、従来の構成の入力デバイスに比べ、発光素子３と発光側光導波路コア１との間の調芯の許容範囲が広くなる。
【００３８】
さらに、上記構成の入力デバイスにおいては、上記湾曲する第２のコア部１ｃの湾曲部位の曲率半径Ｒが、この第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっているため、この湾曲部位の光損失を低減することができる。例えば、上記のように第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２が２０〜５００μｍである場合、上記湾曲による光損失（曲げ損失）を約３ｄＢ以下に抑えることができる（この点は、後記の「実施例」で説明する）。
【００３９】
なお、上記発光側光導波路コア１の光出射側端部（コア１の各光出射路１ｘ，１ｙ先端の出光部）と、上記各受光側光導波路コア２の光入射側端部（コア２の受光部）とは、枠の内側に向かって反るレンズ状（平面視円弧状）になっていることが望ましい。上記発光側光導波路コア１の光出射側端部を上記レンズ状とすることにより、これら光出射側端部から、枠状光導波路１０の内縁に垂直でかつ互いに平行な光線を出射することができる。また、上記各受光側光導波路コア２の光入射側端部を上記レンズ状とすることにより、これら光入射側端部の集光効率を高めることができる。上記各コア１，２の出光部および受光部をレンズ状としない場合は、別体のレンズ体を準備し、これを上記枠状光導波路１０の検知空間Ｓ内の周縁に沿って設置してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態においては、光導波路の分岐状発光側光導波路コア１が、樹脂材料（高分子材料）を用いて形成されたポリマー系光導波路を例に説明したが、このコア１を構成する材料は、例えばガラス等、周囲に配設されるクラッド層５より屈折率の高い材料であればよい。ただし、上記コア１と周囲のクラッド層５との屈折率の差は、０．０１以上であることが好ましく、上記形状のパターンニング性等も考慮すると、紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂が最も好ましい。使用する紫外線硬化樹脂としては、アクリル系，エポキシ系，シロキサン系，ノルボルネン系，ポリイミド系等があげられる。
【００４１】
さらに、上記コア１の周囲のクラッド層５は、上記紫外線硬化樹脂等の感光性樹脂のうち、上記コア１より屈折率の低い材料を用いればよい。その他にも、クラッド層５には、ガラス，シリコン，金属，樹脂等、平坦性を有する基板を兼用する材料を用いることもできる。さらに、クラッド層５は、コア１の下側のアンダークラッド層（後記の５ｂ）のみとしてもよく、上記コア１を覆うオーバークラッド層（後記の５ａ）は、形成しなくてもよい。そして、上記枠状光導波路１０は、プラズマを用いたドライエッチング法，転写法，露光・現像を用いたフォトリソグラフィ法，フォトブリーチ法等により作製することができる。
【００４２】
つぎに、上記入力デバイスの作製方法の一例について説明する。
図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態における入力デバイス用光導波路の製法を模式的に説明する断面図である。なお、図２においては、光導波路の発光側のみを図示しており、これと並行して作製される受光側の図示を省略している。また、図中の符号１はコア（発光側の光導波路コア）、５ｂはアンダークラッド層、５ａはオーバークラッド層、２１は基台、２２は成形型であり、図２の（ａ）〜（ｅ）は、光導波路が作製される工程順を表す。
【００４３】
まず、枠状の光導波路を形成するための基台２１を準備し、平坦な場所に載置する。この基台２１の材質は、作製されるポリマー系光導波路を、後に剥離可能な材質が選択される。
【００４４】
ついで、図２（ａ）に示すように、上記基台２１の表面に、アンダークラッド層５ｂを形成する。このアンダークラッド層５ｂ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５ｂの厚さは、例えば、５〜５０μｍの範囲内に設定される。
【００４５】
つぎに、図２（ｂ）に示すように、上記アンダークラッド層５ｂの表面に、フォトリソグラフィ法により、パターン形状の発光側光導波路コア１および受光側光導波路コア（図示せず）を形成する。これらコア１（および２）の形成材料としては、上記アンダークラッド層５ｂおよび後記のオーバークラッド層５ａ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。なお、先に述べたように、上記発光側光導波路コア１および受光側光導波路コアの枠の内縁部〔コア１の各光出射路１ｘ，１ｙ先端の出光部と各受光側光導波路コア２の光入射側先端の受光部：図１（ａ）参照〕は、平面視レンズ状に形成される。
【００４６】
ついで、オーバークラッド層５ａ形成用の、透光性を有する成形型２２を準備する。この成形型２２には、図２（ｃ）に示すように、オーバークラッド層５ａの表面形状に対応する型面を有する凹部（成形キャビティ）が形成されており、この実施形態では、上記各光出射路１ｘ，１ｙの先端側端部を覆う部位〔図２（ｃ）の右端部分〕が、上下方向（光導波路の厚み方向）に１／４円の円弧状のレンズ曲面に形成されているものを使用している。
【００４７】
ついで、この成形型２２を、上記凹部を上にして（天地を逆にして）、成形型２２を成形ステージ（図示せず）の上に設置し、まず、上記凹部内にオーバークラッド層５ａ形成用の感光性樹脂（ワニス状）を充填する。ついで、アンダークラッド層５ｂ上に形成したコア１を、上記成形型２２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５ｂを上記成形型２２に押圧し、上記ワニス状のオーバークラッド層５ａ形成用の感光性樹脂の中にコア１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２２を透して上記感光性樹脂に照射し、その感光性樹脂を露光する。これにより、上記感光性樹脂が硬化して、図２（ｄ）に示すような、コア１（および２）の内縁側先端部に対応する部位がレンズ状に形成されたオーバークラッド層５ａが形成される。
【００４８】
つぎに、上記感光性樹脂の硬化が完了した後、上記成形型２２からオーバークラッド層５ａをコア１，アンダークラッド層５ｂおよび基台２１とともに脱型し、上記基台２１を剥離させて取り除くことにより、図２（ｅ）に示すような、枠状の光導波路１０を得る。
【００４９】
ついで、図１（ａ）に示すように、得られた枠状光導波路１０の角部１０ａの所定位置に、コア１の共通部１ａの端面（光結合面）に正対するように発光素子３を配置し、共通部１ａの光軸と発光素子３の光軸とを調芯して位置決めする。また、受光側にも受光素子アレイ４を取り付け、図示しない配線等を接続することにより、本実施形態における入力デバイスを作製することができる。
【実施例】
【００５０】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５１】
本実施例においては、上記発光側光導波路コア１の「第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）」〔図１（ｂ）参照〕を種々変更した光導波路を作製し、これに発光素子を接続して入力デバイスを構成するとともに、作製した実施例１〜４および比較例１の入力デバイスを用いて、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側とから出射される光の量（光強度）を受光素子で測定し、長辺１０Ｘと短辺１０Ｙの間の光量差（バランス）を比較した。
【００５２】
まず、光導波路の形成材料を準備した。
〔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。
【００５３】
〔コアの形成材料〕
成分Ｄ：ビスフェノールＡ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：ビスフェノールＡ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Ｃ ４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。
【００５４】
〔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（ＡＤＥＫＡ社製，ＥＰ４０８０Ｅ）１００重量部
この成分Ｇと上記成分Ｃ ２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。
【００５５】
［実施例１］
＜光導波路の作製＞
〔アンダークラッド層の形成〕
まず、ステンレス製の基台（平板状）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分間の乾燥処理を行い、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、厚さ２０μｍのアンダークラッド層を形成した〔図２（ａ）参照〕。
【００５６】
〔コアの形成〕
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、溶媒を揮散させてコア形成用の感光性樹脂層を形成した。つぎに、上記分岐状コアのパターンと同形状の開口パターンが形成された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の露光を行った後、１２０℃×１０分間の加熱処理を行い、樹脂の硬化を完了させた。そして、現像液（γ−ブチロラクトン）を用いてディップ現像することにより、未露光部分を溶解除去した後、１２０℃×５分間の加熱乾燥処理を行うことにより、パターニングされた厚さ（高さ）５０μｍの分岐状コアを形成した。
【００５７】
なお、この実施例１では、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅（Ｗ１）が１８０μｍ、第２のコア部に対応する開口幅（Ｗ２）が１８０μｍ、これらが合流する共通部に対応する開口幅（Ｗ０）が３６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを使用した〔図１（ｂ）参照〕。そのため、コアの各部もこれに沿って形成され、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１８０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１８０μｍになっている。また、第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）は「１」（好適な範囲の下限）となっている。なお、フォトマスクの開口パターンにおける上記第１，第２コア部に対応する開口幅は、後記の実施例２，３，４と比較例１で変更される。
【００５８】
また、上記フォトマスクには、分岐後の第１のコア部に相当する部位に、長辺１０Ｘ側の出射路に対応する２２０本（各出射路先端の出光部が平面視レンズ状）の開口パターンが形成されているとともに、分岐後の第２のコア部に相当する部位には、短辺１０Ｙ側の出射路に対応する１６５本（各出射路先端の出光部が平面視レンズ状）の開口パターンが形成されており、上記分岐状コアの形成と同時に、これらの出射路も形成されるようになっている（フォトマスクの開口パターンにおける上記出射路の部位は、後記の実施例２，３と比較例１，２でも同様）。
【００５９】
〔オーバークラッド層の形成〕
つぎに、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。この成形型は、オーバークラッド層の表面形状に対応する成形キャビティを備えている。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、上記凹部に、前記のオーバークラッド層の形成材料を充填した。
【００６０】
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（ワニス状）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、上下方向に略１／４円弧状のレンズ曲面（曲率半径１．５ｍｍ）に形成されたオーバークラッド層を形成した。
【００６１】
つぎに、上記成形型から、上記オーバークラッド層を、アンダークラッド層およびコアとともに脱型させるとともに、上記基台をアンダークラッド層から剥離して、実施例１の入力デバイス作製用の光導波路（総厚１ｍｍ）を得た。
【００６２】
＜供試用入力デバイスの作製＞
〔光源の取り付け〕
得られた枠状の光導波路の角部に位置する、発光側光導波路コアの共通部の端部（光結合面）に当接する所定位置〔図１（ｂ）参照〕に、発光強度（または出力）が３ｍＷのＶＣＳＥＬ光源（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製）を配設し、上記コアの光軸の延長上に上記光源の発光部（幅Ｈ＝１０μｍ）の中心がくるように、調芯・位置合わせしてこの光源を固定し、実施例１の入力デバイスを作製した。
【００６３】
〔測定用受光素子ユニットの取り付け〕
ついで、光強度測定用の受光素子ユニット（Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製 ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）を準備し、上記発光側光導波路コアの各光出射路の先端（出光部）から出射される光（信号）が、このセンサアレイの各受光素子に個々に入射するように（すなわち、光出射路１本に対して受光素子１個が対応するように）、上記受光素子ユニットを位置決めし、その状態で、上記枠状光導波路に接着剤等で固定して、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６４】
［実施例２］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１４０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が２２０μｍの実施例２の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝約１．５７）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例２の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６５】
［実施例３］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が１２０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１４０μｍの実施例３の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝２）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例３の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６６】
［実施例４］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が８０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が２８０μｍの実施例３の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝３．５）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて実施例４の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６７】
比較例として、上記第１のコア部のコア幅Ｗ１に対する第２のコア部のコア幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が、本発明の好適な範囲（１〜５）から外れる光導波路を作製し、これを用いて入力デバイスを作製した。
【００６８】
［比較例１］
上記光導波路の作製の〔コアの形成〕において、コア分岐点における第１のコア部に対応する開口幅と第２のコア部に対応する開口幅の比率が異なるフォトマスクを使用したこと以外、上記実施例１と同様にして、第１のコア部のコア幅Ｗ１が２４０μｍ、第２のコア部のコア幅Ｗ２が１２０μｍの比較例１の入力デバイス作製用光導波路（コア幅の比 Ｗ２／Ｗ１＝０．５）を作製した。そして、この光導波路に、上記のように光源と測定用受光素子ユニットを取り付けて比較例１の入力デバイスとし、光出射路１本ごとの光強度を測定できるように準備した。
【００６９】
＜光強度の測定および評価＞
上記実施例１〜４および比較例１の入力デバイスを用いて、それぞれの光源を発光させて８５０ｎｍの赤外線をコアに入射させ、各光出射路ごとの光強度（光出射路から出射されて各受光素子に届いた光の強度）を測定し、長辺１０Ｘ側（２２０本）の平均値ＩXと、短辺１０Ｙ側（１６５本）の平均値ＩYを算出した。そして、これら平均値の差の絶対値を求め、その絶対値の大小により、長辺と短辺に分配された光量の差「長辺側と短辺側の光量差」を評価した。
【００７０】
なお、測定は、コアの光軸と光源の光軸が一致した（調芯された）状態と、一致していない状態の両方で行った。すなわち、図１（ｂ）において、光源（発光素子３）の中心が、コア１の光軸上の点Ｏにあり、光軸が一致した状態を「±０μｍ」と表し、この発光素子３の中心を意図的に（ｙ方向）Ａ側に１００μｍずらした状態を「＋１００μｍ」、上記光源の中心を意図的にＢ側に１００μｍずらした状態を「−１００μｍ」と表示する。
【００７１】
また、光導波路のコア幅，コア高さの測定には、レーザー顕微鏡（キーエンス社製）を、コア中心および光源のずれ量の測定には、光学顕微鏡（オリンパス社製 ＭＸ５１）を用いた。
【００７２】
以上の測定結果を「表１」に示す。
【００７３】
【表１】
【００７４】
上記表１に示すように、実施例１〜４の入力デバイスは、コアと光源の光軸が一致した状態「±０μｍ」において、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側の光量差が０．２〜０．９と小さく、光源からの光を、互いに直交する２方向に略均等に分配できていることが分かる。また、光源の中心が、コアの光軸に対して一方にずれた状態「＋１００μｍ」でも、他方にずれた状態「−１００μｍ」でも、その長辺側と短辺側の光量差が最大で１．２と小さい。このことから、本発明の入力デバイスは、コアと光源の調芯の許容範囲が広いことが分かる。
【００７５】
一方、比較例１の入力デバイスは、コアと光源の光軸が一致した状態「±０μｍ」でも、長辺１０Ｘ側と短辺１０Ｙ側の光量差が２．０と大きく、光源の中心が、コアの光軸に対してずれた状態「＋１００μｍ」，「−１００μｍ」では、この長辺側と短辺側の光量差がさらに拡大する。したがって、比較例１の入力デバイスは、上記特性に劣る。
【００７６】
つぎに、本発明の入力デバイスの二分岐状光導波路コアの「湾曲部位」におけるコア幅（Ｗ２）と、この「湾曲部位」の曲率半径（Ｒ）との関係について行った検証の結果について述べる。
【００７７】
本実施例においては、平面視１／４円形状の湾曲部位を区間内に１箇所有する「発光側光導波路コアの第２のコア部」〔図１（ｂ）の１ｃ部を参照〕を模した光導波路コアを作製し、そのコアの上記湾曲部位のコア幅（Ｗ２）とカーブの曲率半径（Ｒ）との組合せを種々変更して、このコアの湾曲（曲がり）によって発生する光の「曲げ損失」（光の反射角が臨界角を越えた漏れ光による損失）を測定した。
【００７８】
なお、上記測定に用いた光導波路の供試品は、上記実施例１と同様の構成材料と方法を用いて、コア形成時のフォトマスクのパターン（開口形状）を変更することにより作製した。コア幅Ｗ２の設定は、１５，２０，３０，５０，７５，１００，１５０，２００，２５０μｍであり、湾曲部位の曲率半径Ｒの設定は、０．６，０．８，１．０，１．５，２．０，２．５，３．０ｍｍである。これら各設定値を組み合わせた光導波路（コア）を作製し、供試品とした。なお、各供試品の屈折率（８５０ｎｍ）は、コアが１．５７、オーバーおよびアンダークラッド層が１．５１、コアの厚さ（高さ）は５０μｍであり、湾曲部位の曲率半径Ｒの単位換算（ｍｍ→μｍ）値は、それぞれ６００，８００，１０００，１５００，２０００，２５００，３０００μｍである。
【００７９】
また、上記曲げ損失の測定は、上記供試用光導波路のコアの湾曲部位の前後を切断し、この前後の切断部の間（１箇所の湾曲部位を含む）の光損失〔入力光パワーと出力光パワーの差〕を、ＪＩＳ Ｃ ６８２３「光ファイバ損失試験方法」のカットバック法に準じて行った。上記コアにおける上記「湾曲部位」を挟んだ２点間（二つの断面の間）の光損失（曲げ損失）は、以下の式（１）で計算される。
曲げ損失（ｄＢ） ＝ −１０×ｌｏｇ（Ｐｏ／Ｐｉ） ・・・（１）
上記式において、Ｐｉはコア入口端面における入力光パワー、Ｐｏはコア出口端面における出力光パワーである。また、光パワーの測定には、ＣＯＨＥＲＥＮＴ社製ＦｉｅｌｄＭａｘＩＩ−ＴＯを、光源には、Ｏｐｔｏｗｅｌｌ社製ＶＣＳＥＬ ＰＨ８５−Ｆ１Ｐ０Ｓ２を使用した。
【００８０】
上記「曲げ損失」の測定結果を図３，図４に示す。
図３は、上記測定から得られた、光導波路のコア幅（Ｗ２）と曲げ損失（ｄＢ）の関係を、湾曲部位の曲率半径（Ｒ）ごとにプロットしたグラフである。また、図４は、上記図３の結果を、コア幅（Ｗ２：μｍ）に対する曲率半径（Ｒ：μｍ）の比（Ｒ／Ｗ２）でまとめたものであり、この「コア幅Ｗ２に対する曲率半径Ｒの比（Ｒ／Ｗ２）」と上記「曲げ損失」の関係を表すグラフになっている。なお、グラフ中の基準線として用いている「３（ｄＢ）」は、入力光パワー（Ｐｉ）に対する湾曲経由後の出力光パワー（Ｐｏ）の強さが５０％（光パワーが半分）になっている点に相当する。
【００８１】
上記図３のグラフによれば、コアの「曲げ損失」（ｄＢ）は、コア幅Ｗ２が広い（太い）ほど低く、また、湾曲部位の曲率半径Ｒが大きい（緩やかである）ほど低くなる傾向にあることが分かる。基準としている曲げ損失３ｄＢ（光量５０％低下）で見てみると、コア幅Ｗ２が５０μｍで曲率半径Ｒが０．８ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１６）の時に２．９８ｄＢ、コア幅Ｗ２が１００μｍで曲率半径Ｒが１．５ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１５）の時に３．２４ｄＢ、コア幅Ｗ２が２００μｍで曲率半径Ｒが３．０ｍｍ（Ｒ／Ｗ２＝１５）の時に３．２３ｄＢとなっており、これらの間に相関があることが分かる。
【００８２】
そして、発明者がまとめた、図４のグラフによれば、上記のように、発光側光導波路コアの第２のコア部の形状を、「コア幅Ｗ２に対する曲率半径Ｒの比を１５以上（Ｒ／Ｗ２≧１５）」、すなわち、上記「湾曲する第２のコア部の湾曲部位の曲率半径Ｒ（μｍ）を、この第２のコア部１ｃのコア幅Ｗ２（μｍ）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕」とすることにより、この湾曲部位の光損失（曲げ損失）を低減できることが確認された。したがって、本発明の入力デバイスは、上記発光側の光導波路コアにおける湾曲部位の光損失が少ないため、この湾曲部位を有する第２のコア部と直線状の第１のコア部との光量バランスの設計および調整が容易で、結果として、これら直交する２辺に分配される光を、理想的な状態で分配することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の枠状光導波路を用いた入力デバイスは、光源と光導波路コアとの間の調芯に、高い精度とそれに伴う手間を必要とせず、この光源からの光が、光導波路の枠において直交する２辺に均等に分配される。その結果、この入力デバイスは、検知空間内に死角のない、高精度な入力体の検出を行うことができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ 発光側光導波路コア
１ａ 共通部
１ｂ 第１のコア部
１ｃ 第２のコア部
３ 発光素子
１０ 枠状光導波路
１０ａ 角部
Ｓ 検知空間
Ｊ 分岐点
Ｗ１ 第１のコア部のコア幅
Ｗ２ 第２のコア部のコア幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状の検知空間の周りに配置された枠状の光導波路と、この枠状光導波路の矩形状の外縁に配設される発光素子および受光素子を備え、上記枠状光導波路の内縁に位置決めされた発光側光導波路コアの光出射側端部から対応する受光側光導波路コアの光入射側端部に到達する光の遮蔽を検知することにより、上記検知空間内に位置する入力体の位置情報を取得する入力デバイスであって、上記枠状光導波路のひとつの角部の外縁に、上記発光素子が所定の向きで配置され、この角部に隣接する枠の２辺に、上記発光素子から出射される光を互いに直交する上記２辺方向に所定の比率で分配する二分岐状の発光側光導波路コアが設けられ、上記二分岐状の発光側光導波路コアが、上記発光素子に接する角部に設けられた光入射側の共通部と、この共通部に連続して上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部と、上記共通部の分岐点から所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とから形成され、上記発光側光導波路コアの分岐点における、上記直線状の第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記湾曲する第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になっていることを特徴とする入力デバイス。
【請求項２】
上記二分岐状の発光側光導波路コアにおける第２のコア部の湾曲部位が、１／４円形状であり、その曲率半径（Ｒ）が、上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっている請求項１記載の入力デバイス。
【請求項３】
上記二分岐状の発光側光導波路コアが配置された枠の２辺にそれぞれ対向する他の２辺に、上記発光側光導波路コアの各光出射側端部に対応して、この発光側光導波路コアからの光を入射させて上記受光素子に導く複数の受光側光導波路コアが設けられている請求項１または２記載の入力デバイス。
【請求項１】
矩形状の検知空間の周りに配置された枠状の光導波路と、この枠状光導波路の矩形状の外縁に配設される発光素子および受光素子を備え、上記枠状光導波路の内縁に位置決めされた発光側光導波路コアの光出射側端部から対応する受光側光導波路コアの光入射側端部に到達する光の遮蔽を検知することにより、上記検知空間内に位置する入力体の位置情報を取得する入力デバイスであって、上記枠状光導波路のひとつの角部の外縁に、上記発光素子が所定の向きで配置され、この角部に隣接する枠の２辺に、上記発光素子から出射される光を互いに直交する上記２辺方向に所定の比率で分配する二分岐状の発光側光導波路コアが設けられ、上記二分岐状の発光側光導波路コアが、上記発光素子に接する角部に設けられた光入射側の共通部と、この共通部に連続して上記発光素子の発光の光軸に沿った枠の一辺方向に直線状に延びる第１のコア部と、上記共通部の分岐点から所定の曲率で湾曲しそれより光出射側が上記光軸に直交する枠の他辺方向に延びる第２のコア部とから形成され、上記発光側光導波路コアの分岐点における、上記直線状の第１のコア部のコア幅（Ｗ１）に対する上記湾曲する第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の比が１以上〔（Ｗ２／Ｗ１）≧１〕になっていることを特徴とする入力デバイス。
【請求項２】
上記二分岐状の発光側光導波路コアにおける第２のコア部の湾曲部位が、１／４円形状であり、その曲率半径（Ｒ）が、上記第２のコア部のコア幅（Ｗ２）の１５倍以上〔Ｒ≧（１５×Ｗ２）〕になっている請求項１記載の入力デバイス。
【請求項３】
上記二分岐状の発光側光導波路コアが配置された枠の２辺にそれぞれ対向する他の２辺に、上記発光側光導波路コアの各光出射側端部に対応して、この発光側光導波路コアからの光を入射させて上記受光素子に導く複数の受光側光導波路コアが設けられている請求項１または２記載の入力デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８３８４０（Ｐ２０１３−８３８４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４４０４（Ｐ２０１１−２２４４０４）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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