(57)【要約】【課題】枠状の光導波路の枠内における、出射光の反射を少なくして、ペン先や指先等の検知の正確性を向上させることができる入力デバイスを提供する。【解決手段】平坦な用紙Ｋの表面等に載置される、枠状の光導波路Ｗを備えた枠状の入力デバイスであって、光出射用のコア２ａの先端面を被覆するオーバークラッド層３のレンズ部３ａから出射する光Ｈが、そのレンズ部３ａの設定により、上記レンズ部３ａの高さ方向に角度θ°広がった状態で、その広がりの中心方向（出射方向Ｄ）が、上記用紙Ｋの表面等に対して０°から上向きに下記（Ｂ）の式を満たす角度α°までの範囲内に設定されている。（Ｂ）α＝１．５１×（θ／２）＋０．０５【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面上に載置される、下記（Ａ）の枠状の光導波路を備えた枠状の入力デバイスであって、光出射用のコアの先端面がオーバークラッド層の先端部で被覆されていて、その先端部がレンズ部になっており、そのレンズ部から出射する光が、そのレンズ部の設定により、上記レンズ部の高さ方向に角度θ°広がった状態で、その広がりの中心方向が、上記平面に対して０°から上向きに下記（Ｂ）の式を満たす角度α°までの範囲内に設定されていることを特徴とする入力デバイス。
（Ａ）枠状に形成され、その枠状において互いに対向する一方の部分に、光出射用のコアが所定パターンに形成され、他方の部分に、光入射用のコアが所定パターンに形成され、上記光出射用のコアの先端面と光入射用のコアの先端面とが、上記枠状の内側縁に位置決めされて対向している光導波路。
（Ｂ）α＝１．５１×（θ／２）＋０．０５
【請求項２】
上記α°が、５°である請求項１記載の入力デバイス。
【請求項３】
上記レンズ部の設定が、そのレンズ部のレンズ曲面を、曲率半径１．５ｍｍの球面の一部分とし、その曲率中心を、コアとアンダークラッド層との界面から、２５〜３２５μｍの高さ位置とした設定である請求項１または２記載の入力デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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ディスプレイと一体的に形成され、その四角枠内でペン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。
【０００３】
すなわち、上記四角枠内では、上記複数の発光素子により、光が格子状に走った状態になっており、その四角枠内でペンを移動させると、上記発光素子からの光がペン先により遮光され、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３６８２１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記光学的位置検出装置は、ディスプレイと一体的に形成されている。しかも、上記光学的位置検出装置における発光素子および受光素子は、ある程度の高さがあり、上記光学的位置検出装置は、それら発光素子および受光素子を枠状に並設していることから、その枠体が厚くなっている。
【０００６】
そこで、本出願人は、上記枠体を独立して持ち運び自在とし、さらに、上記枠体の薄型化を図るため、本出願人は、枠体自体に光導波路を設けた入力デバイスを提案し既に出願している（例えば、特願２０１１−１３９４８１号等）。この入力デバイスは、それ自体を、平坦な机や用紙等の上に載置し、その状態で、その枠内にペンや指等で文字等を入力すると、そのペン先や指先等の移動軌跡を検知してパーソナルコンピュータ（以下「パソコン」という）のディスプレイに表示したり記憶したりすること等が可能となっている。特に、上記用紙の上に載置すると、入力デバイスの枠内から露呈する上記用紙の部分にペンで文字等を書くと、その書いた内容を上記用紙に残すことも可能となっている。しかも、上記光導波路を用いることにより、入力デバイス自体が薄型化されているため、入力し易くなっている。
【０００７】
より詳しく述べると、上記入力デバイスは、それを模式的に示す平面図を図９（ａ）に、その要部の断面図である図９（ｂ）に示すように、入力用中空部Ｓ0 を有する四角枠状の光導波路Ｗ0 と、この光導波路Ｗ0 の光出射用のコア２０ａの後端部に接続される発光素子５と、上記光導波路Ｗ0 の光入射用のコア２０ｂの後端部に接続される受光素子６とを備えている。そして、これら光導波路Ｗ0 と発光素子５と受光素子６とは、上記入力用中空部Ｓ0 を有する四角枠状の保持板７０の表面に設けられているとともに、上記入力用中空部Ｓ0 を有する四角枠状の保護板８０で覆われている。
【０００８】
上記四角枠状の光導波路Ｗ0 は、プラスチック製のいわばペラペラ状の薄いものであって、その四角枠を構成する一対のＬ字状部分の一方が光出射側となっており、他方が光入射側（受光側）となっている。すなわち、上記四角枠状の光導波路Ｗ0 は、四角枠状のアンダークラッド層１０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２０ａ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２０ｂが並列状態で形成され、それらコア２０ａ，２０ｂを被覆した状態で、上記アンダークラッド層１０の表面にオーバークラッド層３０が形成されている。光出射用のコア２０ａの先端面と光入射用のコア２０ｂの先端面とは、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、対向した状態になっている。さらに、上記コア２０ａ，２０ｂの先端面を被覆するオーバークラッド層３０の先端部が、部分球面状のレンズ曲面を有する凸状のレンズ部３０ａ，３０ｂに形成されている。
【０００９】
そして、上記発光素子５からの光Ｈは、上記光出射用のコア２０ａを通り、その先端面を経て、それを被覆するオーバークラッド層３０のレンズ部３０ａ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Ｗ0 の四角枠内（入力用中空部Ｓ0 ）において、格子状に走った状態となる。そして、上記光Ｈは、受光側のオーバークラッド層３０のレンズ部３０ｂを透過し、光入射用のコア２０ｂの先端面を経て、上記光入射用のコア２０ｂを通り、上記受光素子６に到達する。
【００１０】
このように光Ｈが格子状に走った状態で、上記入力用中空部Ｓ0 内に、ペンや指等で文字等を入力すると、上記格子状に走る光Ｈは、ペン先や指先により遮光され、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、上記ペン先や指先の軌跡が検知される。そのペン先や指先の軌跡が文字等の入力情報となる。
【００１１】
しかしながら、場合によって、上記ペン先や指先の検知が不正確になることがあった。そこで、その原因を本発明者が究明した結果、その原因は、図９（ｂ）に示すように、オーバークラッド層３０の先端のレンズ部３０ａから出射した光の一部が、机上面や用紙Ｋの表面等で反射することにあることがわかった。すなわち、上記反射光が、上記受光素子６で感知する際のノイズとなっていた。この点で前記入力デバイスは改善の余地があることがわかった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、枠状の光導波路の枠内における、出射光の反射を少なくして、ペン先や指先等の検知の正確性を向上させることが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】
【００１３】
上記の目的を達成するため、本発明の入力デバイスは、平面上に載置される、下記（Ａ）の枠状の光導波路を備えた枠状の入力デバイスであって、光出射用のコアの先端面がオーバークラッド層の先端部で被覆されていて、その先端部がレンズ部になっており、そのレンズ部から出射する光が、そのレンズ部の設定により、上記レンズ部の高さ方向に角度θ°広がった状態で、その広がりの中心方向が、上記平面に対して０°から上向きに下記（Ｂ）の式を満たす角度α°までの範囲内に設定されているという構成をとる。
（Ａ）枠状に形成され、その枠状において互いに対向する一方の部分に、光出射用のコアが所定パターンに形成され、他方の部分に、光入射用のコアが所定パターンに形成され、上記光出射用のコアの先端面と光入射用のコアの先端面とが、上記枠状の内側縁に位置決めされて対向している光導波路。
（Ｂ）α＝１．５１×（θ／２）＋０．０５
【００１４】
なお、本発明において、オーバークラッド層のレンズ部から出射する光の広がり角度θ°とは、その広がりの中心の光の強度に対して、１／ｅ2 （約１３．５％）の強度となるまでの光の範囲の角度である。ここで、上記ｅは、自然対数の底（ｅ＝２．７１８２８１８…）である。
【００１５】
本発明者は、枠状の入力デバイスの枠内における出射光の反射を少なくすべく、オーバークラッド層の先端のレンズ部から出射する光について、研究を重ねた。その研究の過程で、従来の光導波路は、上記レンズ部のレンズ曲面の曲率中心が、コアの底面と同じ高さ位置に設定されており、そのため、上記レンズ部からの出射光は、そのレンズ部の高さ方向に広がった状態で、その広がりの中心方向が平面（机上面や用紙の表面等）に対し少し（０．５°程度）下向きになっていることがわかった。しかも、光導波路は、先に述べたように、薄いため、光が出射される高さ位置が低い。これらのことから、上記レンズ部の高さ方向に広がった出射光のうちの下向き部分の一部が、受光側に達する前に、上記平面に達し、その平面で反射してノイズになることもわかった。
【００１６】
そこで、その知見を基に、さらに研究を重ねた結果、上記レンズ部の設定により、そのレンズ部からの出射光を、そのレンズ部の高さ方向に角度θ°広がった状態で、その広がりの中心方向を、上記平面に対して０°から上向きに上記（Ｂ）の式を満たす角度α°までの範囲内に設定すると、枠内の上記平面に達する光が減少し、その結果、その平面で反射する光も減少することを突き止めた。すなわち、上記レンズ部からの出射光の設定により、枠内における出射光の反射が少なくなってノイズが減少し、ペン先や指先等の検知の正確性が向上することを見出し、本発明に到達した。
【００１７】
ここで、冒頭で述べた従来の上記光学的位置検出装置における発光素子および受光素子は、先に述べたように、ある程度の高さがあるため、上記発光素子からの出射光は、ディスプレイの画面から高い位置を走っている。そのため、その出射光が高さ方向に広がっていても、その大部分が、上記ディスプレイの画面に達することなく（ディスプレイの画面で反射光することなく）、上記受光素子に到達していた。すなわち、出射光が光導波路よりも高い位置を走る従来の上記光学的位置検出装置には、その出射光の反射光を少なくするという発想は生じない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の入力デバイスは、光出射用のコアの先端面を被覆するオーバークラッド層のレンズ部の設定により、そのレンズ部から出射する光が、そのレンズ部の高さ方向に角度θ°広がった状態で、その広がりの中心方向が、その入力デバイス自体を載置する平面に対して０°から上向きに上記（Ｂ）の式を満たす角度α°までの範囲内に設定されているため、上記平面による、出射光の反射が少なくなってノイズが減少し、ペン先や指先等の検知の正確性を向上させることができる。
【００１９】
特に、上記α°が、５°である場合には、上記ノイズがより減少し、ペン先や指先等の検知の正確性がより向上する。
【００２０】
また、上記レンズ部の設定が、そのレンズ部のレンズ曲面を、曲率半径１．５ｍｍの球面の一部分とし、その曲率中心を、コアとアンダークラッド層との界面から、２５〜３２５μｍの高さ位置とした設定である場合には、従来のレンズ曲面の曲率中心を高さ方向にずらした設定であるため、上記出射光の設定を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の入力デバイスの第１の実施の形態における光出射側の光導波路部分を模式的に示す断面図である。
【図２】（ａ）は、上記入力デバイスのの平面図であり、（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。
【図３】（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。
【図４】（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。
【図５】（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。
【図６】（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Ｘ３−Ｘ３断面図である。
【図７】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。
【図８】本発明の入力デバイスの第２の実施の形態における光出射側の光導波路部分を模式的に示す断面図である。
【図９】従来の入力デバイスを模式的に示し、（ａ）は、その平面図であり、（ｂ）は、その断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本発明の入力デバイスの第１の実施の形態における光出射側の光導波路部分を模式的に示す断面図である。この実施の形態の入力デバイスは、先に述べた、図９（ａ），（ｂ）に示す従来の入力デバイスに対して、光出射用のコア２ａの先端面を被覆するオーバークラッド層３のレンズ部３ａの設定が変更されているものである。すなわち、上記レンズ部３ａのレンズ曲面の曲率中心が、上記従来のものは、コア２ａとアンダークラッド層１との界面と同じの高さ位置にあったのに対し、この実施の形態では、上記界面から上方に２５〜３２５μｍの範囲内の高さ位置に設定されている。これにより、上記レンズ部３ａから出射される光Ｈの出射方向Ｄが、上記従来のものは、その入力デバイス自体を載置する平面（机上面や用紙Ｋの表面等）に対し少し（０．５°程度）下向きであったのに対し、この実施の形態では、上記平面に対して上向きに０°〜α°の範囲内に設定されている。ここで、この範囲の上限値であるα°は、下記（Ｂ）の式を満たしている。下記（Ｂ）において、θ°は、上記レンズ部３ａから出射される光Ｈの、そのレンズ部３ａの高さ方向（上記平面に直角な方向）の広がり角度である。それ以外のレンズ部３ａの設定は、上記従来のものと同様であり、例えば、上記レンズ部３ａのレンズ曲面は、曲率半径１．５ｍｍの球面の一部分である。それ以外の部分も、図９（ａ），（ｂ）に示す従来の入力デバイスと同様である。なお、上記光Ｈの出射方向Ｄは、上記レンズ部３ａの高さ方向の光の広がりの中心方向である。また、上記出射光Ｈは、上記平面と平行な方向にも広がっているがその広がり角度は問わない。
（Ｂ）α＝１．５１×（θ／２）＋０．０５
【００２４】
このような入力デバイスを、例えば、用紙Ｋの上に保持板７の裏面が接するよう載置すると、出射光Ｈのうち、枠内の上記用紙Ｋの表面に達する光Ｈが減少し、その結果、その用紙Ｋで反射する光Ｈも減少する。すなわち、枠内における出射光Ｈの反射が少なくなってノイズが減少し、ペン先や指先の検知の正確性が向上する。
【００２５】
より詳しく説明すると、上記入力デバイスは、その平面図を図２（ａ）に、そのＸ１−Ｘ１断面の拡大図（図１に相当）を図２（ｂ）に、図２（ａ）のＸ２−Ｘ２断面の拡大図を図２（ｃ）に示すように、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に接続される発光素子５および受光素子６を有する制御手段Ｃとを備えている。これら光導波路Ｗと制御手段Ｃとは、上記入力用中空部Ｓを有する四角枠状の保持板（枠状体）７の表面に設けられているとともに、上記入力用中空部Ｓを有する四角枠状の保護板８で覆われている。この保護板８は、蓋機能を有し、上記光導波路Ｗと制御手段Ｃとを覆うようにかぶせられ、上記制御手段Ｃを覆う部分は、段状に盛り上がっている（図７参照）。また、上記光導波路Ｗの厚みは、例えば、０．５〜３．５ｍｍの範囲内に形成され、入力用中空部Ｓの高さは、例えば、１〜５ｍｍの範囲内に設定される。
【００２６】
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、隣接する他の光導波路部分の端縁と噛合するよう段部に形成されている。そして、その段部を利用し位置決めした状態で、隣接し合う光導波路部分が接続されている。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７の表面に貼着されている。
【００２７】
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、部分球面状のレンズ曲面を有する凸状のレンズ部３ａ，３ｂに形成され、そのうち光出射側のレンズ部３ａは、先に述べたように、レンズ曲面の曲率中心等が特定に設定されている。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。
【００２８】
また、上記制御手段Ｃは、図２（ａ），（ｃ）に示すように、先に述べた発光素子５および受光素子６に加え、上記入力デバイスを制御するＣＰＵ（図示せず）、上記光導波路Ｗの入力用中空部Ｓ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メモリ等の記憶手段（図示せず），電源となる電池（図示せず）等も備え、かさ高くなっている。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４に搭載され、電気的に適正に接続されている。
【００２９】
このような入力デバイスでは、上記発光素子５からの光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。この出射光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ととに、オーバークラッド層３のレンズ部３ａの上記特定の設定により、先に述べたように、そのレンズ部３ａの高さ方向に所定の広がり角度θ°を有した状態で、その出射方向（上記光Ｈの広がりの中心方向）Ｄが、その入力デバイス自体を載置する平面に対して上向きに０°〜上記特定のα°の範囲内に設定されている。この光Ｈは、上記四角枠状の光導波路Ｗの入力用中空部Ｓにおいて、格子状に走った状態となる。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３ｂ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３ｂ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。
【００３０】
そして、上記入力デバイスを用いて情報を入力する際には、例えば、先に述べたように、上記入力デバイスを用紙Ｋの上に上記保持板７の裏面が接するよう載置し（図１参照）、上記のように光Ｈが格子状に走る上記入力用中空部Ｓから露呈する上記用紙Ｋの表面部分に、ペンや手の指で文字，図，印等を入力することが行われる。これにより、上記格子状に走る光Ｈは、上記ペン先や指先により遮光され、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、上記ペン先や指先の軌跡が検知される。そのペン先や指先の軌跡が文字，図，印等の入力情報となり、その軌跡（入力情報）がデジタルデータ（電子データ）として上記メモリ等の記憶手段に記憶される。
【００３１】
このとき、上記のように、格子状に走る光Ｈが、レンズ部３ａの高さ方向に所定の角度θ°広がった状態で、その出射方向（上記光の広がりの中心方向）Ｄが、上記用紙Ｋに対して上向きに０°〜上記特定のα°の範囲内の方向に出射されるため、枠内の上記用紙Ｋの表面に達する光Ｈが減少し、その結果、その用紙Ｋで反射する光Ｈも減少する。すなわち、枠内における出射光Ｈの反射が少なくなってノイズが減少し、ペン先や指先の検知の正確性が向上する。
【００３２】
上記メモリ等の記憶手段に保存（記憶）された入力情報は、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、さらに、上記再生用端末に記憶させることもできる。この場合、上記再生用端末と上記入力デバイスとは、例えば、マイクロＵＳＢケーブル等の接続ケーブルで接続される。
【００３３】
また、上記入力の際に、上記入力デバイスをパソコンに接続してもよい。この場合、例えば、上記パソコンのディスプレイに資料等の情報を表示し、その状態で、上記のように、上記入力デバイスの入力用中空部Ｓで、上記文字等の情報をペンや指で入力する。これにより、そのペン先や指先の軌跡が、上記入力デバイスにより、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。そして、その表示された内容は、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記憶することもできる。
【００３４】
ここで使用される上記パソコンには、上記入力デバイスの入力用中空部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。
【００３５】
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。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Ｘ１−Ｘ１断面（光出射側の光導波路部分の断面）に相当する部分を図示している。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。なお、図３（ｂ）は光出射側の断面図であるため、この図３（ｂ）に光入射用のコア２ｂは図示されない。これは、下記の図４（ａ）〜（ｃ）でも同様である。
【００３９】
一方、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。
【００４０】
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，３ｂに形成されたオーバークラッド層３が形成される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
他方、図５（ａ）に平面図で示すように、回路基板４を準備し、それに、発光素子５，受光素子６，上記入力デバイスを制御するＣＰＵ（図示せず），上記光導波路Ｗ（図３参照）の入力用中空部Ｓ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。
【００４４】
ついで、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７を準備する。この保持板７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。保持板７の厚みは、例えば、０．５ｍｍ程度に設定される。
【００４５】
そして、図６（ａ）に平面図で示し，図６（ｂ）に断面図〔図６（ａ）のＸ３−Ｘ３断面図〕で示すように、上記四角枠状の保持板７の表面に、上記帯状の光導波路部分を順次貼着し、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。
【００４６】
その後、図７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，３ｂを除く光導波路Ｗの部分と、上記制御手段Ｃとを、蓋状の保護板８で被覆し保護する。この保護板８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８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、上記入力デバイスを作製することができる。
【００４７】
図８は、本発明の入力デバイスの第２の実施の形態における光出射側の光導波路部分を模式的に示す断面図である。この実施の形態の入力デバイスは、先に述べた、図９（ａ），（ｂ）に示す従来の入力デバイスにおいて、光出射側の光導波路部分が、上下逆に設置されているとともに、光出射用のコア２ａの先端面を被覆するオーバークラッド層３のレンズ部３ａのレンズ曲面の曲率中心が、コア２ａの天井面から上方に２５〜３２５μｍの範囲内の高さ位置に設定されている（上記従来のものは、上記曲率中心がコア２ａとアンダークラッド層１との界面と同じの高さ位置にあった）。これにより、図１に示す第１の実施の形態と同様に、上記レンズ部３ａから出射される光Ｈの出射方向Ｄを、その入力デバイス自体を載置する平面に対して上向きに０°〜α°の範囲内に設定している。このα°は、上記第１の実施の形態と同様、下記（Ｂ）の式を満たしており、下記（Ｂ）におけるθ°は、上記レンズ部３ａから出射される光Ｈの、そのレンズ部３ａの高さ方向（上記平面に直角な方向）の広がり角度である。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。そして、この第２の実施の形態でも、上記第１の実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
（Ｂ）α＝１．５１×（θ／２）＋０．０５
【００４８】
なお、上記各実施の形態では、光出射側のオーバークラッド層３のレンズ部３ａのレンズ曲面の曲率中心を、従来のものに対し、レンズ部３ａの高さ方向に適正にずらすことにより、光Ｈの出射方向Ｄを適正な上向き方向に設定したが、他の手段により、そのように設定してもよく、例えば、上記レンズ曲面の形状を適正な形状とすることにより、光Ｈの出射方向Ｄおよび広がり角度θ°を上記のように設定してもよい。
【００４９】
また、上記各実施の形態では、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、いずれか一方のみをレンズ部に形成してもよいし、両方ともレンズ部に形成しなくてもよい。また、光入射用のコア２ｂの先端部を被覆するオーバークラッド層３の先端部もレンズ部３ｂ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、レンズ部３ｂに形成しなくてもよい。そして、受光側のオーバークラッド層３にレンズ部３ｂ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内の周縁縁の、受光側のオーバークラッド層３の部分に沿って設置してもよい。
【００５０】
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。
【実施例】
【００５１】
〔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。
【００５２】
〔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。
【００５３】
〔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。
【００５４】
〔光導波路部分の作製〕
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１５μｍ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。
【００５５】
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。
【００５６】
ここで、光出射側のオーバークラッド層のレンズ部のレンズ曲面の曲率中心の高さ（下記の表１参照）に対応した、オーバークラッド層形成用の成形型を８種類準備した。この成形型は、透光性を有し、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。
【００５７】
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（アンダークラッド層の表面からの厚み６００μｍ）を形成した。その凸状のレンズ部は、部分球面状のレンズ曲面（曲率半径１．５ｍｍ）を有するものであり、そのレンズ曲面の曲率中心の高さは、下記の表１に示すものであった。なお、コアの先端からオーバークラッド層のレンズ曲面の先端までを４．４ｍｍに設定した。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
〔入力デバイスの作製〕
つぎに、回路基板を準備し、それに、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ＩＣ，水晶振動子，無線モジュール，リチウムイオン電池（３．７Ｖ）等を搭載し、制御手段を作製した。
【００６１】
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１５ｃｍ×横１５ｃｍの四角形とし、その入力用中空部における光路の長さを１５ｃｍ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、長方形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。その後、上記オーバークラッド層のレンズ部を除く頂面と、上記制御手段の固定部分とを、長方形枠状のステンレス製保護板（厚み０．５ｍｍ）で被覆した。このようにして、光出射側のオーバークラッド層のレンズ部のレンズ曲面の曲率中心の高さが異なる、図１に示す光出射側の光導波路部分を有する入力デバイスを得た。
【００６２】
〔光の出射角度および広がり角度〕
光出射側のオーバークラッド層のレンズ部のレンズ曲面から出射する光の出射角度を測定し、下記の表１に示した。この測定は、放射角度計測光学系（シナジーオプトシステムズ社製）を用いて行った。また、上記出射光の広がり角度は、４．４°だった。
【００６３】
〔反射光量比〕
上記保持板の厚みを５００μｍ，１０００μｍ，１５００μｍに設定し、各保持板の厚みの場合の反射光量比を算出した。この算出は、入力デバイスの下に反射率５０％の用紙を置いた状態で、上記受光素子で感知される光量（Ｍ）と、入力デバイスを空中に浮かせた状態で、上記受光素子で感知される光量（Ｎ）とを測定し、下記（Ｃ）の式により算出した。その算出結果（反射光量比）を下記の表１に示した。なお、出射角度が３．５°のものは、上記受光素子で光が充分に感知されなかった。
（Ｃ）反射光量比（％）＝｛（Ｍ−Ｎ）／Ｍ｝×１００
【００６４】
〔評価〕
上記反射光量比が、上記全ての保持板の厚みで３５％未満のものを、反射によるノイズが生じ難く安定しているとして◎、少なくとも一つの保持板の厚みで３５〜４５％のものを、反射によるノイズが小さいとして○、上記全ての保持板の厚みで４５％を超えるものを、反射によるノイズが生じ易いとして×と評価し、下記の表１に示した。
【００６５】
【表１】
2013222093.tif 000003
【００６６】
上記表１の結果から、出射光の広がり角度は、４．４°の場合〔この場合における前記式（Ｂ）の式で算出されるα°は３．３°〕、光の出射角度が０°〜３°のものは、その範囲を外れるものと比較して、反射光量比が小さく、ノイズに対する安定性に優れていることがわかる。
【００６７】
なお、出射光の広がり角度を、１°，３°，５°，７°に設定した場合でも、上記と同様に、出射角度が０°から、各広がり角度に対応した所定の角度〔前記（Ｂ）の式で算出されるα°〕までのものは、反射光量比が小さく、ノイズに対する安定性に優れていた。また、図８に示す光出射側の光導波路部分を有する入力デバイスでも、上記と同様の傾向を示す結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の入力デバイスは、それ自体の枠内に入力した文字，図，印等の情報を、記憶したり、ディスプレイに出力したりすることに利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｗ  光導波路
Ｈ  光
Ｋ  用紙
Ｄ  出射方向
α  角度
θ  広がり角度
２ａ  コア
３  オーバークラッド層
３ａ  レンズ部
【図１】
2013222093.tif 000004
【図２】
2013222093.tif 000005
【図３】
2013222093.tif 000006
【図４】
2013222093.tif 000007
【図５】
2013222093.tif 000008
【図６】
2013222093.tif 000009
【図７】
2013222093.tif 000010
【図８】
2013222093.tif 000011
【図９】
2013222093.tif 000012