CN103076898A

CN103076898A - 输入设备

Info

Publication number: CN103076898A
Application number: CN2012103036947A
Authority: CN
Inventors: 水谷道; 柴田直树; 清水裕介; 中村圭
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2013-05-01
Also published as: US20130048834A1

Abstract

本发明提供一种输入设备，当在用笔输入文字等信息时感知到持该笔的手的小拇指等不需要部分时，能够排除该不需要部分的信息。输入设备具备：四边形框状的光波导，其具有四边形形状的输入用中空部；以及控制单元，其设置于该光波导一边的外侧，这些被设置于四边形框状的保持板的表面，并且被四边形框状的保护板覆盖。上述控制单元具备：发光元件，其与上述光波导的多个光射出用的芯的端部相连接；受光元件，其与上述光波导的多个光入射用的芯的端部相连接；以及CPU，其安装有以下程序，当在上述输入用中空部中感知到笔的笔尖的遮光范围以及持该笔的手的遮光范围时，根据该遮光范围的不同而将长的手的遮光范围识别为不需要信息。

Description

输入设备

技术领域

本发明涉及一种具备光学位置检测单元的输入设备。

背景技术

以往，作为输入设备，提出了一种具备多个发光元件和受光元件的光学位置检测装置(例如参照专利文献1)。该光学位置检测装置形成为四边形框状，在构成该四边形框的一对L字状部分的一方并列设置多个发光元件，在另一方并列设置多个与上述发光元件相对置的受光元件。并且，该四边形框状的光学位置检测装置沿四边形显示器的周缘设置，通过在该四边形框内移动笔，能够输入文字等信息，并将该文字等信息显示在上述显示器上。

即，在上述四边形框内，由于上述多个发光元件而光处于格子状地前进的状态，当在该四边形框内移动笔时，来自上述发光元件的光被笔尖遮光，通过由与上述发光元件相对置的受光元件感知该遮光，来检测上述笔尖的轨迹(文字等输入信息)。并且，将该轨迹作为信号输出到上述显示器。

专利文献1：日本专利第3682109号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，上述四边形框状的光学位置检测装置沿上述显示器的周缘设置，因此上述四边形框内的范围大。因此，当要用上述笔在上述四边形框内输入文字等时，在上述四边形框内，不仅该笔尖与上述显示器表面接触，持该笔的手的小拇指、其根部(小拇指球)等也与上述显示器表面接触。在该情况下，在上述四边形框内，与上述显示器表面接触的部分全部被感知，因此不需要部分(上述小拇指、其根部等)也被感知，由此，存在该不需要的信息也显示在上述显示器上这种问题。因此，当以避免上述小拇指、其根部等与上述显示器表面接触的方式用上述笔输入文字等时，这次产生该文字等散乱而无法恰当地输入这种问题。

本发明是鉴于这种情形而完成的，目的在于提供一种输入设备，当在用笔输入文字等信息时感知到持该笔的手的小拇指等不需要部分时，该输入设备能够排除该不需要部分的信息。

用于解决问题的方案

为了达到上述目的，本发明的输入设备具：框状板，该框状板的被框包围的空间成为手持输入体的输入用中空部；发光单元，其被设置于该框状板的相对置的部分的一方上；以及受光单元，其被设置于上述相对置的部分的另一方上，接收来自上述发光单元的出射光，其中，该输入设备被配置成在上述输入用中空部中上述出射光格子状地前进，并以上述输入用中空部中的被输入体的前端输入部遮光的上述出射光的遮光部分为输入信息，该输入设备的特征在于，还具备不需要部分识别单元，在感知到被上述输入体的前端输入部遮光的遮光范围以及比上述遮光范围长的被上述手遮光的遮光范围时，该不需要部分识别单元根据遮光范围的不同而将遮光范围长的遮光部分识别为不需要信息。

发明的效果

在本发明的输入设备中，在输入用中空部中，当手持笔等输入体在输入用中空部内的区域内输入文字等信息时，笔尖等前端输入部被感知并且输入信息不需要的上述手的小拇指等也被感知，但是本发明的输入设备具备不需要部分识别单元，因此能够根据遮光范围的不同来区分出遮光范围短的前端输入部和遮光范围长的手的小拇指等(不需要部分)，能够将遮光范围长的遮光部分识别为不需要信息。由此，能够排除该不需要信息，例如不在显示器中显示或者不保存为数据。

特别是，在将上述遮光范围的长度为5mm以上的遮光部分设定为上述不需要信息的情况下，即使将通常在市场上销售的笔等(输入体)倾斜地使用等，也能够将该笔等的笔尖等(前端输入部)与手的小拇指等(不需要部分)区分开来识别。

并且，还具备错误识别防止单元，在感知到被上述输入体的前端输入部遮光的遮光范围以及比上述遮光范围短的被悬空的上述手遮光的遮光范围时，该错误识别防止单元根据遮光部分的位置的不同，将距此前识别出的上述输入体的遮光部分的位置规定的设定值以上而识别出的悬空的上述手的遮光部分判断为错误识别，将处于距此前识别出的上述输入体的遮光部分的位置小于上述设定值的范围内的上述输入体的遮光部分识别为输入信息，在该情况下，即使上述手悬空而该手的遮光范围变得比上述输入体的前端输入部的遮光范围短，由于具备上述错误识别防止单元，也能够根据遮光部分的位置的不同而将上述输入体的前端输入部的遮光部分恰当地识别为输入信息。

另外，上述发光单元包括发光元件以及与该发光元件相连接的光波导的多个光射出用芯，上述受光单元包括受光元件以及与该受光元件相连接的光波导的多个光入射用芯，上述光射出用芯的前端部与上述光入射用芯的前端部处于被定位在上述框状板的内侧缘的状态且相对置，在该情况下，在上述框状板上形成上述光波导，该光波导能够形成得很薄，因此在用输入体进行输入时，本发明的输入设备不会阻碍输入体的使用，从而容易进行输入。

另一方面，上述发光单元包括多个发光元件，上述受光单元包括多个受光元件，上述多个发光元件与上述多个受光元件处于被定位在上述框状板的内侧缘的状态且相对置，在该情况下，上述发光元件和上述受光元件具有一定厚度，因此本发明的输入设备整体也形成为具有一定厚度，能够使该输入设备具有刚性和强度。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的输入设备的一个实施方式的立体图。

图2的(a)是示意性地表示上述输入设备的光波导的俯视图，(b)是(a)的X1-X1截面的放大图，(c)是(a)的X2-X2截面的放大图。

图3是表示上述输入设备中的CPU的程序的流程图的说明图。

图4的(a)~(c)是示意性地表示上述输入设备的制作方法的一例的说明图。

图5的(a)~(c)是示意性地表示上述图4示出的工序后续的输入设备的制作方法的说明图。

图6的(a)~(b)是示意性地表示上述图5示出的工序后续的输入设备的制作方法的说明图。

图7的(a)是示意性地表示上述图6示出的工序后续的输入设备的制作方法的说明图，(b)是(a)的X3-X3截面图。

图8是示意性地表示上述图7示出的工序后续的输入设备的制作方法的说明图。

图9是示意性地表示本发明的输入设备的其它实施方式中的假设的说明图。

图10是示意性地表示输入信息被错误识别的情况下的一例的俯视图。

图11是示意性地表示本发明的输入设备的另一实施方式的俯视图。

附图标记说明

A：输入设备；S：输入用中空部；W：光波导；C：控制单元；P：笔；Q：手；2a、2b：芯；5：发光元件；6：受光元件；30：保持板；40：保护板。

具体实施方式

接着，基于附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的输入设备的一个实施方式的立体图，图2的(a)是其俯视图，图2的(b)是图2的(a)的X1-X1截面的放大图，图2的(c)是图2的(a)的X2-X2截面的放大图。如图1所示，本实施方式的输入设备A形成为四边形框状，具有四边形形状的输入用中空部(窗部)S。如图2的(a)、(b)所示，在该输入设备A的内部具备：四边形框状的光波导W，其具有上述输入用中空部S；以及控制单元C，其具有与该光波导W相连接的发光元件5和受光元件6。这些光波导W与控制单元C被设置于具有上述输入用中空部S的四边形框状的保持板(框状板)30的表面，并且被具有上述输入用中空部S的四边形框状的保护板40覆盖。并且，来自上述发光元件5的光H经由上述光波导W的光射出用的芯2a在上述输入用中空部S内的区域内向横方向[在图2的(a)中为从右侧向左侧的方向]和纵方向[在图2的(a)中为从下侧向上侧的方向]射出，格子状地前进。

另外，上述控制单元C除了具备上述发光元件5、受光元件6以外，还具备控制上述输入设备A的CPU(中央处理装置)(未图示)，在该CPU中安装有以下程序(不需要部分识别单元)：当在输入用中空部S中感知到被笔(输入体)P的笔尖(前端输入部)遮光的上述光H的遮光范围(遮光部分的纵方向长度和横方向长度)以及比该笔长的(遮光部分的纵方向长度和横方向长度中的至少一个长)遮光范围(被持笔P的手Q的小拇指等遮光的上述光H的遮光范围)时，根据该遮光范围的不同而将长的遮光部分识别为不需要信息。

更详细地进行说明，如图2的(a)、(b)所示，关于上述四边形框状的光波导W，是分别制作该四边形框形状的各边的带状光波导部分并将它们连接成四边形框状而得到的。在本实施方式中，将上述带状的各光波导部分的两端缘形成为台阶部，在利用该台阶部进行定位的状态下连接相邻的光波导部分与光波导部分。另外，上述带状的各光波导部分包括：下包层1；在该下包层1的表面形成为规定图案的光射出用的芯2a和光入射用的芯2b；以及上包层3，其以覆盖这些芯2a、2b的状态形成在上述下包层1表面上。上述下包层1被粘贴在上述四边形框状的保持板30的表面上。此外，图2的(b)是光入射侧的截面图，因此在该图2的(b)中没有图示出光射出用的芯2a。

并且，对于形成为四边形框状的上述光波导W，在构成其下包层1的四边形框的一对L字状部分的一方的表面上，以分支为多个的状态形成光射出用的芯2a，在另一方的表面上，以并列状态形成多个光入射用的芯2b。各芯2a、2b的前端部被定位在上述一对L字状部分的内侧缘(四边形框的内周缘)，光射出用的芯2a的前端部与光入射用的芯2b的前端部形成为相对置的状态。并且，上包层3以覆盖上述光射出用的芯2a和光入射用的芯2b的状态，在上述下包层1的表面上形成为四边形框状。在本实施方式中，被定位在上述四边形框的内周缘的芯2a、2b的前端部形成为凸状的透镜部，该凸状的透镜部俯视观察形状为具有大致1/2圆弧状的曲面，覆盖该透镜部的上包层3的前端部形成为凸状的透镜部3a，该凸状的透镜部3a具有部分球面状的透镜曲面。此外，在图2的(a)中，用虚线表示芯2a、2b，虚线的粗细表示芯2a、2b的粗细。另外，在图2的(a)、(b)中，省略了芯2a、2b的数量地进行图示。

另一方面，上述控制单元C除了具备如上所述的发光元件5、受光元件6以及CPU以外，还具备输出模块(未图示)、存储单元(未图示)以及成为电源的电池(未图示)等，该输出模块输出被输入到上述光波导W的输入用中空部S内的区域内的信息(笔尖的移动轨迹的信息)，该存储单元存储该信息。并且，上述发光元件5、上述受光元件6、上述CPU、上述输出模块、上述存储单元、上述电池等被搭载在电路基板上，适当地进行电连接。另外，如图2的(a)、(c)所示，上述发光元件5与上述光波导W的多个光射出用的芯2a的端部相连接，上述受光元件6与上述光波导W的多个光入射用的芯2b的端部相连接。

并且，在上述CPU中，如上所述那样安装有如下程序：当在输入用中空部S中感知到被笔尖遮光的上述光H的遮光范围和比该遮光范围长的遮光范围(被持笔P的手Q的小拇指等遮光的上述光H的遮光范围)时，根据该遮光范围的不同而将遮光范围长的遮光部分识别为不需要信息。即，在用笔P对上述输入用中空部S进行输入时，输入信息不需要的持上述笔P的手Q的小拇指等也被感知，但是通过安装于上述CPU的程序，根据遮光范围的不同，能够区分遮光范围短的笔尖和遮光范围长的手Q的小拇指等(不需要部分)，能够将遮光范围长的遮光部分识别为不需要信息。由此，能够排除该不需要信息，例如不显示在显示器中或者不保存为数据。

在此，能够根据来自受光元件6的检测电压的变化量出现峰值的位置来判断上述遮光部分的位置。因此，在图2的(a)示出的输入设备A中，在右撇子的人的情况下，还能够将最左上方的位置的上述峰值判断为笔尖(在左撇子的人的情况下，将最右上方的位置的上述峰值判断为笔尖)。另外，能够根据上述峰值的宽度来判断上述遮光范围。因此，在右撇子的人使用上述输入设备A的过程中，在上述输入用中空部S中感知到左手等的情况下，还能够将峰值宽度最窄的遮光部分判断为笔尖。

并且，在开始感知到上述手Q的一瞬间，有时上述峰值宽度会变窄，因此有可能将该手Q错误地识别为笔尖。因此，也可以在安装于上述CPU的程序中追加以下功能，在开始感知后的稍许的固定时间内，不管是笔尖还是手Q，都将感知到的遮光部分设为无效。或者，也可以在安装于上述CPU的程序中追以下功能，即使将开始感知到的上述手Q错误地识别为笔尖而显示在显示器中等，也在其被识别为上述手Q时擦除上述显示等。

另外，当在输入用中空部S内存在灰尘等时，该灰尘等也被感知为与笔尖相同的遮光部分，因此当在该状态下用笔P进行输入时，在两处以上被感知。也可以在安装于上述CPU的程序中追加在该情况下发出警报的功能。这样，能够获知在上述输入用中空部S内存在灰尘等的情况。并且，在输入设备A的使用环境非常明亮的情况下(屋外等)，即使笔尖遮光，来自外部的强光也从光入射用的芯2b前端部入射，有时无法感知笔尖(遮光部分)。因此，也可以在安装于上述CPU的程序中追加在这样感知到强光的情况下发出警报的功能。

在具有这种结构的具备光波导W和控制单元C的输入设备A中，来自上述发光元件5的光H通过上述光射出用的芯2a，经由其前端的透镜部从覆盖该透镜部的上包层3的透镜部3a的表面射出。由此，如上所述，该光H在上述四边形框状的光波导W的输入用中空部S内的区域内处于格子状地前进的状态。通过上述光射出用的芯2a的前端的透镜部以及覆盖该透镜部的上包层3的透镜部3a的折射作用，该格子状地前进的光H的发散得到抑制。并且，上述光H透过受光侧的上包层3的透镜部3a，经由光入射用的芯2b前端的透镜部，经过上述光入射用的芯2b而到达上述受光元件6。入射到上述光入射用的芯2b的光由于上述上包层3的透镜部3a以及上述光入射用的芯2b的前端的透镜部的折射作用而缩小收敛。

并且，在使用上述输入设备A输入信息时，例如将上述输入设备A载置在纸上，手Q持笔P，在从如上所述那样光H格子状地前进的上述输入用中空部S露出的上述纸的部分，用上述笔P写入文字、图、记号等。由此，上述格子状地前进的光H被上述笔P的笔尖和上述手Q遮光，该遮光被上述受光元件6感知到，由此检测出上述笔尖的轨迹和上述手Q的位置。该笔尖的轨迹成为文字、图、记号等输入信息。

在此，在本实施方式中，通过安装于上述控制单元C的CPU的程序，例如如图3示出的上述流程图那样进行控制。即，当手Q持笔P在如上所述那样从输入用中空部S露出的纸的部分用笔P写入文字、图、记号等时，由于该笔P的笔尖和上述手Q而形成遮光部分，由上述受光元件6感知这些遮光部分。并且，根据来自上述受光元件6的检测电压的变化量的峰值宽度，来判断该笔尖和手Q的中心位置，并且判断该笔尖和手Q的粗细(从中心起的预设值)。接着，判断上述笔尖和上述手Q是否处于写入有效区域内。关于该写入有效区域，在是右撇子的人的情况下，是上述手Q的左上侧的区域，在是左撇子的人的情况下，是上述手Q的右上侧的区域(此外在开始时将输入用中空部S整体设定为写入有效区域)。接着，当上述笔尖和上述手Q处于写入有效区域内时，判断这些笔尖和手Q的粗细(上述峰值宽度)是否小于预设值。并且，在上述粗细小于预设值的情况下识别为笔尖，将其轨迹作为输入信息而显示在显示器中，在上述粗细为预设值以上的情况下识别为手(不需要信息)Q，不显示在显示器中。之后，重新设定写入有效区域。此外，从容易区分通常市场上销售的笔的笔尖和手Q的观点出发，优选将上述预设值设定为5mm。

这种输入设备A例如与个人计算机(以下称为“个人电脑”)一起使用。即，在上述个人电脑的显示器中显示有资料等信息且要在所显示的该信息上添加文字、图、记号等信息的情况下，如上所述那样，在上述输入设备A的输入用中空部S内的区域内用笔P输入上述文字等信息。由此，该笔尖的轨迹被上述输入设备A检测到，并且作为信号通过无线方式或者通过连接线缆传输到上述个人电脑，从而能够显示在上述显示器中。由此，在上述显示器中，以在上述资料等信息上叠加通过上述输入设备A输入的文字等信息的状态进行显示。

在此使用的上述个人电脑中安装有如下软件(程序)：将输入设备A的输入用中空部S内的区域的坐标变换为显示器画面的坐标，并将通过输入设备A输入的文字等显示在显示器中，以将在上述输入设备A的输入用中空部S中输入的文字等显示在显示器的与该文字等的输入位置对应的位置处。

此外，上述资料等信息通常预先存储在上述个人电脑内的硬盘、外部USB存储器等信息存储介质中，从该信息存储介质输出。并且，显示在上述显示器中的上述资料等的信息和通过上述输入设备A输入的文字等信息叠加而成的信息能够存储在上述信息存储介质中。

接着，说明上述输入设备A的制作方法的一例。在本实施方式中，分别制作四边形框形状的各边的带状光波导部分，将这些光波导部分连接成四边形框状，由此制作四边形框状的光波导W。此外，在光波导W的制作方法的说明中所引用的图4的(a)~(c)、图5的(a)~(c)图示了与图2的(a)的X1-X1截面相当的部分。

首先，准备用于形成带状的光波导部分的基板10[参照图4的(a)]。作为该基板10的形成材料，例如能够举出金属、树脂、玻璃、石英、硅等。

接着，如图4的(a)所示，在上述基板10表面形成带状的下包层1。能够以感光性树脂为形成材料，通过光刻法来形成该下包层1。下包层1的厚度例如被设定在5μm~50μm的范围内。

接着，如图4的(b)所示，在上述下包层1的表面，通过光刻法来形成具有上述图案的光射出用的芯2a和光入射用的芯2b。从提高笔尖的位置检测精度的观点出发，优选这些芯2a、2b的前端部的间距{输入用中空部S中的光H[参照图2的(a)]的间距}小，例如能够设定在0.05mm~0.45mm的范围内。作为这些芯2a、2b的形成材料，使用折射率比上述下包层1和下述上包层3[参照图5的(b)]的形成材料的折射率高的感光性树脂。此外，图4的(b)是光入射侧的截面图，因此在该图4的(b)中没有图示出光射出用的芯2a。这一点在下述的图5的(a)~(c)中也相同。

在此，如图4的(c)所示，准备上包层形成用的具有透光性的成形模具20。在该成形模具20中形成有凹部21，该凹部21具有与上包层3[参照图5的(b)]的表面形状对应的模具表面。并且，使该凹部21朝上地将成形模具20设置在成形台(未图示)上，在该凹部21内填充作为上包层3的形成材料的感光性树脂3A。

接着，如图5的(a)所示，将图案形成在上述下包层1的表面的芯2a、2b定位到上述成形模具20的凹部21中，在该状态下，将上述下包层1按压到上述成形模具20，使上述芯2a、2b浸渍到作为上述上包层3的形成材料的感光性树脂3A内。然后，在该状态下，透过上述成形模具20对上述感光性树脂3A照射紫外线等照射线，对该感光性树脂3A进行曝光。由此，上述感光性树脂3A固化，形成与芯2a、2b的前端部对应的上包层3的部分处形成有透镜部3a的上包层3。

接着，如图5的(b)[将图5的(a)上下反转来进行图示]所示，使上述基板10、下包层1以及芯2a、2b与上述上包层3一起从上述成形模具20[参照图5的(a)]脱模。

然后，如图5的(c)所示，从下包层1剥离上述基板10[参照图4的(b)]，得到由下包层1、芯2a、2b以及上包层3构成的带状的光波导部分。

接着，如图6的(a)的俯视图所示，准备电路基板8，在该电路基板8上搭载发光元件5、受光元件6、对上述输入设备A(参照图1)进行控制的CPU(未图示)、输出被输入到上述光波导W(参照图1)的输入用中空部S内的区域内的信息的输出模块(未图示)、上述存储单元(未图示)以及电池(未图示)等，从而制作出上述控制单元C。

在此，如图6的(b)的俯视图所示，准备具有输入用中空部S的四边形框状的保持板30。作为该保持板30的形成材料，例如可举出金属、树脂、玻璃、石英、硅等。其中，在保持平面性良好这一点上，优选使用不锈钢。保持板30的厚度例如被设定为0.5mm左右。

并且，如图7的(a)的俯视图、图7的(b)的截面图[图7的(a)的X3-X3截面图]所示，在上述四边形框状的保持板30的表面粘贴上述带状的光波导部分，来制作四边形框状的光波导W。此时，将上述发光元件5与光射出用的芯2a相连接，将上述受光元件6与光入射用的芯2b相连接。

之后，如图8的截面图所示，使用保护板40覆盖除了上述上包层3的透镜部3a以外的顶面和上述控制单元C。作为该保护板40的形成材料，例如可举出树脂、金属、玻璃、石英、硅等。如果是金属制，则保护板40的厚度例如被设定为0.5mm左右，如果是树脂制，则保护板40的厚度例如被设定为0.8mm左右。

这样，能够制作出上述输入设备A。在该输入设备A中，能够将上述光波导W的部分形成得薄，即使将该光波导W的部分与其表面和背面的上述保持板30和保护板40加在一起，总厚度也薄到3mm左右。上述控制单元C的部分也能够形成得薄，即使将该控制单元C与其表面和背面的上述保持板30和保护板40加在一起，总厚度也薄到3mm左右。在本实施方式中，上述光波导W的部分和上述控制单元C的部分形成为相同的厚度。

如图9所示，在本发明的输入设备的其它实施方式中，假设了在用笔P对纸K写入文字等时持该笔P的手Q离开上述纸K而悬空情况。即，当上述手Q离开纸K离而悬空时，有时被上述手Q的一部分遮光的遮光部分G₂变得小于被笔尖遮光的遮光部分G₁。此时，被上述手Q的一部分遮光的遮光部分G₂被错误地识别为输入信息，而被笔尖遮光的遮光部分G₁被识别为不需要信息。例如在写入文字“D”时，当手Q离开纸K而悬空时，该文字“D”如图10所示那样，由于将被悬空的手Q的一部分遮光的遮光部分G₂(参照图9)错误地识别为输入信息，因此形成显示了该错误识别的部分G₃的变形文字。为了防止这种错误识别，在本实施方式中，在上述CPU中安装了以下程序(错误识别防止单元)：在被连续地识别的细的遮光部分的位置被识别为离开规定的设定值以上的情况下，将该位置判断为错误识别，将处于小于上述设定值的范围内的遮光部分的位置，即使是遮光部分粗的位置，也识别为输入信息。上述设定值通常被设定为笔尖与产生遮光部分G₂的上述手Q的一部分(小拇指、其根部等)之间的距离以下，例如被设定在5mm~20mm的范围内。除此以外的部分与上述实施方式(参照图1~图8)相同，对相同的部分附加相同的附图标记。

在本实施方式中，具备上述错误识别防止单元，因此即使在输入过程中手Q离开纸K而悬空，也不会产生上述那样的错误识别，能够恰当地进行输出。另外，起到与上述实施方式(参照图1~图8)相同的作用和效果。

此外，在上述各实施方式中，为了提高输入用中空部S内的光传输效率，在输入设备A的四边形框状的光波导W中，将光射出用的芯2a的前端部和光入射用的芯2b的前端部形成为透镜部，并且将覆盖该前端部的上包层3的前端部也形成为透镜部3a，但是如果输入用中空部S内的光传输效率充分，则也可以仅在芯2a、2b和上包层3中的一个上形成上述透镜部，或者也可以在两者上都不形成透镜部。另外，在不形成上述透镜部的情况下，也可以准备独立的透镜体，沿上述光波导W的输入用中空部S内的周缘设置。

图11示出本发明的输入设备的其它实施方式。在本实施方式的输入设备B中，在具有四边形形状的输入用中空部S的四边形框状的保持板的、上述输入用中空部S的相对置的周缘的一方上并列设置多个发光二极管(发光单元)11，在周缘的另一方上并列设置多个光电二极管(受光单元)12，上述发光二极管11的发光部与上述光电二极管12的受光部相对置。在该输入设备B中没有设置光波导W(参照图1)。此外，上述发光二极管11和光电二极管12搭载在设置于上述保持板的表面的四边形框状的电路基板8上。另外，与上述实施方式(参照图1~图8)同样地，在上述电路基板8上搭载有对输入设备B进行控制的CPU、输出被输入到上述输入用中空部S内的区域内的信息的输出模块、存储单元以及电池等，并且，还设置有保护板40。此外，在图11中，省略了发光二极管11、光电二极管12的数量来进行图示。

在本实施方式中，由于上述多个发光二极管11，在上述输入用中空部S内的区域内，光H也处于格子状地前进的状态。并且，当在该输入用中空部S内的区域内移动笔P时，上述格子状地前进的光H被其笔尖遮光，该遮光被上述光电二极管12感知，由此检测出上述笔尖的轨迹。即，本实施方式的输入设备B也与上述实施方式(参照图1~图8)同样地使用，起到同样的作用和效果。

此外，在上述各实施方式中，作为输入体，使用了笔(笔记用具)P，但是该输入体是用于在输入用中空部S内输入文字等的工具，如果不需要书写到纸上，则作为输入体也可以使用细尖的棒体等。

并且，在上述各实施方式中，将输入设备A、B与个人电脑一起使用，将输入到上述输入设备的输入信息显示在上述个人电脑的显示器上，但是也可以对上述输入设备A、B或者上述显示器附加与上述各实施方式中的个人电脑的功能相同的功能，不使用个人电脑而显示在显示器上。

接着，说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。

[实施例]

[实施例1]

[下包层的形成材料]

成分A：包含脂环骨架的环氧树脂(DAICEL CHEMICALINDUSTRIES,LTD.制，EHPE3150)75重量份。

成分B：含环氧基的丙烯酸类聚合物(日油社制，marproof(マープルーフ)G-0150M)25重量份。

成分C：光产酸剂(SAN-APRO Ltd.制、CPI-200K)4重量份。

将这些成分A~C与紫外线吸收剂(Ciba Japan K.K.company制，TINUVIN479)5重量份一起溶解到环己酮(溶剂)，由此制备了下包层的形成材料。

[芯的形成材料]

成分D：包含双酚A骨架的环氧树脂(JAPAN EPOXYRESINS CO.,LTD.制，157S70)85重量份。

成分E：包含双酚A骨架的环氧树脂(JAPAN EPOXYRESINS CO.,LTD.制，epikote 828)5重量份。

成分F：含环氧基的苯乙烯类聚合物(日油社制，marproof(マープルーフ)G-0250SP)10重量份。

将这些成分D~F与上述成分C4重量份溶解到乳酸乙酯，由此制备芯的形成材料。

[上包层的形成材料]

成分G：具有脂环骨架的环氧树脂(ADEKA公司制、EP4080E)100重量份。

通过将该成分G与上述成分C2重量份进行混合，来制备了上包层的形成材料。

[光波导的制作]

在不锈钢制基板(厚度50μm)表面涂敷上述下包层的形成材料之后，进行160℃×2分钟的加热处理，形成感光性树脂层。接着，对上述感光性树脂层照射紫外线，进行累计光量1000mJ/cm²的曝光，形成了厚度10μm的下包层(波长830nm时的折射率为1.510)。

接着，在上述下包层的表面上涂敷上述芯的形成材料之后，进行170℃×3分钟加热处理，形成了感光性树脂层。接着，隔着光掩模(间隙100μm)来照射紫外线，进行累计光量3000mJ/cm²的曝光。接着，进行120℃×10分钟的加热处理。之后，使用显影液(γ-丁内酯)进行显影，在溶解去除未曝光部分之后进行120℃×5分钟的乾燥处理，图案形成宽度30μm×高度50μm的芯(波长830nm时的折射率为1.570)。

在此，准备了上包层形成用的具有透光性的成形模具。在该成形模具上形成有凹部，该凹部具有与上包层的表面形状对应的模具表面。并且，使该凹部朝上地将成形模具设置在成形台上，在该凹部内填充上述上包层的形成材料。

接着，使图案形成在上述下包层表面上的芯定位到上述成形模具的凹部中，在该状态下，将上述下包层按压到上述成形模具，使上述芯浸渍到上述上包层的形成材料内。然后，在该状态下，透过上述成形模具对上述上包层的形成材料照射紫外线，进行累计光量8000mJ/cm²的曝光，形成与芯的前端部对应的上包层的部分被形成为凸状的透镜部的上包层。该凸状的透镜部具有侧截面形状为大致1/4圆弧状的透镜曲面(曲率半径1.4mm)。

接着，使上述基板、下包层以及芯与上述上包层一起从上述成形模具脱模。

然后，从下包层剥离上述基板，得到由下包层、芯以及上包层构成的带状的光波导部分(总厚度1mm)。

[输入设备的制作]

接着，准备电路基板，在该电路基板上搭载发光元件(Optowell社制,SM85-2N001)、受光元件(HamamatsuPhotonics(浜松ホトニクス)社制,S-10226)，CMO S驱动CPU、晶体振荡器、无线模块、两个扣式锂电池(CR1216：厚度1.6mm、直径1.25mm、电压3V)等，由此制作出控制单元。并且，将上述CPU的程序设为图3的流程图示出的程序。

在此，准备了四边形框状的不锈钢制保持板(厚度0.5mm)。将该保持板的输入用中空部设为纵30cm×横30cm的四边形。并且，在上述保持板的表面中的处于上述输入用中空部的外侧的部分上粘贴上述带状的光波导部分，制作四边形框状的光波导，并且固定上述控制单元。此时，将上述发光元件与光射出用的芯相连接，将上述受光元件与光入射用的芯相连接。之后，使用四边形框状的不锈钢制保护板(厚度0.5mm)来覆盖除了上述上包层的透镜部以外的顶面以及上述控制单元的固定部分，由此得到输入设备。

[实施例2]

[输入设备的制作]

准备与上述实施例1相同的四边形框状的保持板，在该输入用中空部的相对的周缘的一方并列设置多个发光二极管(sharp(シャープ)社制，GL4800E0000F)，在周缘的另一方并列设置多个光电二极管(sharp(シャープ)社制，PD411PI2E00P)。另外，与上述实施例1同样地，在电路基板上搭载CMOS驱动CPU、晶体振荡器、无线模块、两个扣式锂电池等来制作控制单元，将该控制单元固定到上述保持板。并且，将上述CPU的程序设为图3的流程图示出的程序。在此，使用四边形框状的不锈钢制保护板(厚度0.5mm)来覆盖上述发光二极管、光电二极管、控制单元，从而得到输入设备。

[输入设备的动作确认]

准备存储了资料等信息的USB存储器和个人电脑，利用上述个人电脑来将该USB存储器的存储信息显示在该个人电脑的显示器中。此外，在上述个人电脑中安装了以下软件(程序)：将上述输入设备的四边形框状的输入用中空部内的区域的坐标变换为显示器画面上的坐标，将通过输入设备输入的文字等显示在显示器中。另外，上述个人电脑具备接收单元，该接收单元能够接收来自上述输入设备的无线模块的电波(信息)，以能够无线传输信息的方式连接上述个人电脑与输入设备。

并且，将上述实施例1、2的输入设备以使其不锈钢制保持板朝下的方式载置在纸上。接着，手持笔来用该笔在从上述输入用中空部内的区域露出的上述纸上书写文字。其结果是，仅该文字以与显示在上述显示器上的资料等信息重叠的状态进行显示，而不显示手。

产业上的可利用性

本发明的输入设备能够利用于在显示在显示器上的资料等上添写文字、图、记号等新信息。

Claims

1.一种输入设备，具备：框状板，该框状板的被框包围的空间成为手持输入体的输入用中空部；发光单元，其被设置于该框状板的相对置的部分的一方上；以及受光单元，其被设置于上述相对置的部分的另一方上，接收来自上述发光单元的出射光，其中，该输入设备被配置成在上述输入用中空部中上述出射光格子状地前进，并以上述输入用中空部中的被输入体的前端输入部遮光的上述出射光的遮光部分为输入信息，该输入设备的特征在于，

还具备不需要部分识别单元，在感知到被上述输入体的前端输入部遮光的遮光范围以及比上述遮光范围长的被上述手遮光的遮光范围时，该不需要部分识别单元根据遮光范围的不同而将遮光范围长的遮光部分识别为不需要信息。

2.根据权利要求1所述的输入设备，其特征在于，

将上述遮光范围的长度为5mm以上的遮光部分设定为上述不需要信息。

3.根据权利要求1或者2所述的输入设备，其特征在于，

还具备错误识别防止单元，在感知到被上述输入体的前端输入部遮光的遮光范围以及比上述遮光范围短的被悬空的上述手遮光的遮光范围时，该错误识别防止单元根据遮光部分的位置的不同，将距此前识别出的上述输入体的遮光部分的位置规定的设定值以上而识别出的悬空的上述手的遮光部分判断为错误识别，将处于距此前识别出的上述输入体的遮光部分的位置小于上述设定值的范围内的上述输入体的遮光部分识别为输入信息。

4.根据权利要求1~3中的任一项所述的输入设备，其特征在于，

上述发光单元包括发光元件以及与该发光元件相连接的光波导的多个光射出用芯，上述受光单元包括受光元件以及与该受光元件相连接的光波导的多个光入射用芯，上述光射出用芯的前端部与上述光入射用芯的前端部处于被定位在上述框状板的内侧缘的状态且相对置。

5.根据权利要求1~3中的任一项所述的输入设备，其特征在于，

上述发光单元包括多个发光元件，上述受光单元包括多个受光元件，上述多个发光元件与上述多个受光元件处于被定位在上述框状板的内侧缘的状态且相对置。