位置传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光学检测按压位置的位置传感器。
【背景技术】
[0002] 以往,提出一种光学检测按压位置的位置传感器(例如,参照专利文献1)。该技术 方案为,将用于形成光路的多个芯部沿着纵横方向配置、将这些芯部的周缘部用包层覆盖 而形成为片状,使来自发光元件的光向上述各芯部的一端面入射,并在各芯部的另一端面 利用受光元件检测从各芯部内穿过来的光。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,该按压部分的芯部被压扁(芯部的按压方向上的横截面积变小),对于该 按压部分的芯部而言,由于上述受光元件的光的检测等级降低,因此能够检测出上述按压 位置。
[0003] 另一方面,作为用于输入文字等的输入装置,提出一种具有压敏式触摸屏和显示 器的输入装置(例如,参照专利文献2)。对于该输入装置而言,当用笔在上述压敏式触摸屏 上输入文字等时,上述压敏式触摸屏感知到该笔尖的加压位置并输出到上述显示器,从而 在该显示器上显示上述所输入的文字等。
[0004] 专利文献1 :(日本)特开平8-234895号公报
[0005] 专利文献2 :(日本)特开2006-172230号公报
【发明内容】
[0006] 发明要解决的问题
[0007] 通常,在用笔等书写工具在纸上书写文字等的情况下,握持该书写工具的手的小 拇指、小拇指根部(小鱼际区)等也与该纸的表面接触。
[0008]因此,当用笔等书写工具在上述专利文献1的片状的位置传感器的表面输入文字 等时,不仅是笔尖,握持该书写工具的手的小拇指、小拇指根部等也按压上述片状的位置传 感器,因此,不仅会检测到所输入的文字等,还会检测到不需要的上述小拇指、小拇指根部 等。
[0009] 将文字等输入到上述专利文献2的输入装置的情况也一样,上述压敏式触摸屏不 仅会感知到笔尖的加压位置,还会感知到握持该书写工具的手的小拇指、小拇指根部等的 加压位置,因此,不仅所输入的文字等被显示在显示器上,不需要的上述小拇指、小拇指根 部等也会显示在显示器上。
[0010] 本发明鉴于这样的情况而做成,其目的在于提供一种在用笔等输入体输入文字等 信息时感知不到握持该输入体的手的小拇指、小拇指根部等不需要部分的位置传感器。
[0011] 用于解决问题的方案
[0012] 为了实现上述目的,本发明的位置传感器是一种片状的位置传感器,其具有:片状 的光波导路,其是在片状的下包层的表面将多个线状的芯部配置形成为格子状、并且以覆 盖这些芯部的状态且以片状形成上包层而成的;发光元件,其与上述芯部的一个端面相连 接;以及受光元件,其与上述芯部的另一个端面相连接,位置传感器采取如下结构:其根据 由对其自身表面的任意部位的按压引起的芯部的光传播量的变化来确定按压部位,对上述 位置传感器的按压就是由输入体的曲率半径R(单位:ym)的顶端输入部进行的按压,如果 使用该曲率半径R和芯部的厚度T(单位:ym)的比值A( =R/T),那么上述芯部的折射率 与上述下包层的折射率之间的差A以及上述芯部的折射率与上述上包层的折射率之间的 差A被设定在由下述式(1)表示的最大值Amax和下述式(2)表示的最小值Amin之间, 上述芯部的弹性模量设定为比上述下包层的弹性模量和上述上包层的弹性模量大,在按压 上述片状的光波导路的表面的状态下,其芯部的按压方向上的截面的变形率比上包层的按 压方向上的截面的变形率和下包层的按压方向上的截面的变形率小。
[0013] [式 1]
[0014] Amax= 8. 0X102-AX(5. 0X10 4)…(1)
[0015] [式 2]
[0016] Amin=I. 1X102-AX(I. 0X10 4)…(2)
[0017]另外,在本发明中,"变形率"指的是,在按压方向上,按压芯部、上包层以及下包层 受压时各自的厚度的变化量相对于按压前各自的厚度的比值。
[0018] 本发明的发明人为了在用笔等输入体向具有以格子状配置形成有多个线状的芯 部的片状的光波导路的位置传感器的表面输入文字等信息时不感知到握持该输入体的手 的部分,反复研究了上述芯部的光传播。在该研究过程中,本发明的发明人设想了不像以往 那样以输入体的顶端输入部(笔尖等)的压力、握笔的手的压力来将芯部压扁(截面积变 小),而是反过来使芯部在受到上述压力时不被压扁(保持截面积)。因此,将芯部的弹性 模量设定为比下包层的弹性模量和上包层的弹性模量大。这样的话,输入体的顶端输入部 的部分和手的部分都使上包层和下包层以在按压方向上被压扁的方式变形,而使芯部以保 持截面积的状态而沿着输入体的顶端输入部、手的部分陷入下包层1的方式弯曲。而且,芯 部的弯曲状态是在输入体的顶端输入部的部分为急剧弯曲、在手的部分为平缓弯曲。其结 果,在输入体的顶端输入部的部分的芯部,由于芯部的急剧弯曲,所以来自芯部的光发生泄 漏(散射),而在手的部分的芯部,芯部的弯曲平缓,所以不发生上述的光的泄漏(散射)。 即、发现了,在输入体的顶端输入部的部分的芯部,受光元件的光检测等级(受光量)降低, 在手的部分的芯部,其检测等级未降低。本发明的发明人发现了如下内容:能够根据该光检 测等级的降低来检测输入体的顶端输入部的位置,而对于其检测等级未降低的手的部分, 其状态与未被按压的状态相同而不会被感知。
[0019] 而且,本发明的发明人为了提高输入体的顶端输入部的位置的检测精度,反复研 究了由按压输入体的顶端输入部所引起的来自上述芯部的光的泄露(散射)。在该研究过 程中,发现上述光的泄露(散射)取决于芯部的折射率与下包层的折射率之间的差A和芯 部的折射率与上包层的折射率之间的差A,并且该折射率的差A取决于上述输入体的顶 端输入部的曲率半径R和芯部的厚度T。而且,反复试错的结果,本发明的发明人发现了如 下内容而获得了本发明:如果上述折射率的差A被设定在上述式(1)所示的最大值Amax 和上述式(2)所示的最小值Amin之间,则能够提高输入体的顶端输入部的位置的检测精 度。
[0020] 发明的效果
[0021] 本发明的位置传感器将芯部的弹性模量设定为比下包层的弹性模量和上包层的 弹性模量大。因此,在对光波导路的上包层的表面进行了按压时,该光波导路的芯部的按压 方向上的截面变形率比上包层的截面变形率和下包层的按压方向上的截面变形率小,芯部 的按压方向上的截面积被保持。而且,在用笔等输入体向上述位置传感器的表面输入文字 等信息时,在笔尖等顶端输入部的按压部分,芯部的弯曲状态是沿着输入体的顶端输入部 的急剧弯曲,从而来自芯部的光发生泄漏(散射),在握持输入体的手的部分的按压部分, 芯部的弯曲状态是沿着手的平缓弯曲,能够不发生上述的光的泄漏(散射)。因此,在被笔 尖等顶端输入部按压的芯部,受光元件的光检测等级降低,在被握持输入体的手按压的芯 部,能够使其检测等级不降低。而且,能够根据其光检测等级的降低来检测出笔尖等顶端输 入部的位置,而对于其检测等级未降低的手的部分,其状态与未被按压的状态相同,因此能 够不被感知。
[0022] 而且,本发明的位置传感器因为将芯部的折射率与下包层的折射率之间的差A 和芯部的折射率与上包层的折射率之间的差A设定在上述式(1)所示的最大值Amax和 上述式(2)所示的最小值Amin之间,所以能够使由按压输入体的顶端输入部引起的上述 光检测等级的降低〔来自芯部的光的泄露(散射)〕合理化,从而能够提高输入体的顶端输 入部的位置的检测精度。
【附图说明】
[0023] 图1示意性地表示本发明的位置传感器的一个实施方式,(a)是其俯视图,(b)是 其放大剖视图。
[0024] 图2的(a)是示意性地表示上述位置传感器的被输入体按压了的状态的剖视图, (b)是示意性地表示上述位置传感器的被手按压了的状态的剖视图。
【具体实施方式】
[0025] 接着,基于附图详细说明本发明的实施方式。
[0026] 图1的(a)是表示本发明的位置传感器的一个实施方式的俯视图,图1的(b)是 将其中央部的截面放大了的图。该实施方式的位置传感器A具有:四边形片状的光波导路 W,其是由四边形片状的下包层1和四边形片状的上包层3夹持格子状的芯部2而成的;发 光元件4,其与构成上述格子状的芯部2的线状的芯部2的一个端面相连接;以及受光元件 5,其与上述线状的芯部2的另一个端面相连接。而且,从上述发光元件4发出的光经过上 述芯部2的内部而被上述受光元件5接收。另外,上述芯部2的弹性模量设定为比上述下 包层1的弹性模量和上述上包层3的弹性模量大。由此,在按压了上述四边形片状的光波 导路W的表面时,其芯部2的按压方向上的截面的变形率比上包层3的按压方向上的截面 的变形率和下包层1的按压方向上的截面的变形