三维传感器用光波导路和使用该光波导路的三维传感器制造技术

本发明专利技术提供一种能够小型化的三维传感器用光波导路和使用该光波导路的三维传感器。该三维传感器用光波导路（Ｗ↓［１］）包括沿厚度方向同轴层叠的多层框状光波导路体（Ｖ）和由层叠的光波导路体（Ｖ）的内侧空间构成的测量用空间（Ｈ），其中，上述各光波导路体（Ｖ）包括发光芯（３Ａ）、受光芯（３Ｂ）、覆盖这些芯（３Ａ、３Ｂ）的上敷层（４），上述发光芯（３Ａ）具有定位于各框状光波导路体（Ｖ）的相面对内侧边缘的一方的光射出端部和定位于各框状光波导路体（Ｖ）的外侧边缘的光入射端部，上述受光芯（３Ｂ）具有定位于各框状光波导路体（Ｖ）的相对内侧边缘的另一方的光入射端部和定位于各框状光波导路体的外侧边缘的光射出端部。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维传感器用光波导路和使用该光波导路的 三维传感器。
技术介绍
三维传感器通常朝向测量对象物射出光、电波，并接收被 该测量对象物反射的光、电波，在计算机等中进行运算处理， 从而获得上述测量对象物的三维形状、位置、速度等信息(例 如参照专利文献l )。专利文献l:日本特开2007—163429号7>才艮 可是，上述以往的三维传感器是较大的装置。因此，将以 往的三维传感器安装在例如用于金融机构的ATM、车站的售票 机、便携式游戏机等的触摸面板上而用作检测手指的触摸位置 的检测部件，有可能因该三维传感器比触摸面板的主体还大而 不实用。此外，如本专利技术这样将光波导路用作三维传感器是以往没 有过的。
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的背景而做成的，其目的在于提供一种 能小型化的三维传感器用光波导路和使用该光波导路的三维传 感器。为了达到上述目的，本专利技术的第l技术方案是一种三维传 感器用光波导路，其包括沿厚度方向同轴层叠的多层框状光波 导路体和由层叠的光波导路体的内侧空间构成的测量用空间，其中，上述各光波导路体包括发光芯、受光芯、覆盖这些芯的边缘中的 一 方内侧边缘上的光射出端部和定位于各框状光波导 路体的外侧边缘上的光入射端部，上述受光芯具有定位于各框 状光波导路体的相对内侧边缘中的另 一 方内侧边缘上的光入射 端部和定位于各框状光波导路体的外侧边缘上的光射出端部。此外，本专利技术的第2技术方案是一种三维传感器，其包括 上述三维传感器用光波导路、控制部件、与上述发光芯的光入 射端部相关联地设于上述框状光波导路体的外侧部且向上述发 光芯射出光的发光元件、与上述受光芯的光射出端部相关联地 设于上述框状光波导路体的外侧部且自上述受光芯接受光的受 光元件，其中，上述控制部件与上述发光元件和受光元件电连 接，控制自上述发光元件发出的光，且运算处理由上述受光元 件接受到的信号。即、本专利技术的三维传感器用光波导路沿厚度方向同轴层叠 有多层上述框状的光波导路体，该层叠的框状的内侧空间(由 在层叠方向上连续的被框围成的空心空间构成的空间)形成配 置测量对象物或使测量对象物通过的测量用空间。此外，使用 了该三维传感器用光波导路的本专利技术的三维传感器形成为在上 述框状光波导路体的外侧部设置上述发光元件和受光元件，将 这些发光元件和受光元件与上述控制部件进行电连接的构件。 在该三维传感器中，框状光波导路体能薄型化和小型化，发光 元件、受光元件和控制部件也能小型化，因此，由它们构成的 本专利技术的三维传感器能小型化。而且，在本专利技术的三维传感器 中，由上述框状光波导路体的框围成的空心空间中，按照来自 上述控制部件的发光信号使发光元件发光，自发光芯的光射出 端部射出光，使该光入射到受光芯的光入射端部。在该状态下，若在上述三维传感器用光波导路的上述测量用空间中配置测量 对象物或使测量对象物通过，则该测量对象物遮挡上述射出光 的一部分，因此，利用上述受光元件感知该净皮遮挡的部分，利 用上述控制部件运算处理该信号与向上述发光元件发送的发光 信号，从而能够获得上述测量用空间中的上述测量对象物的三 维位置、倾斜、速度、大小等信息。另外，本专利技术的"框状"不仅是指框连续的构件，也包括该 框的一部分分离而变得不连续的构件。例如，在四边形的"框状"的情况下，也包括使2个L字状部相对而配置成四边形的"框状" 的构件。本专利技术的三维传感器用光波导路是将具有射出光的芯的 端部和入射该射出的光的芯的端部的多层框状的光波导路体沿 厚度方向同轴层叠而成的构件，该层叠的框状的光波导路体的 内侧空间形成配置测量对象物或使测量对象物通过的测量用空 间。此外，上述光波导路体能薄型化和小型化，因此层叠该光 波导路体而成的本专利技术的三维传感器用光波导路能小型化，使 用该三维传感器用光波导路的三维传感器也能小型化。特别是在上述光波导路体中，在发光芯的光射出端部形成 为第l透镜部，该第l透镜部的透镜面形成为朝向外侧鼓起的俯 视呈圆弧状，上述上敷层的端缘形成为覆盖上述第1透镜部的 透镜面的状态，该上敷层的端部形成为第2透镜部，该第2透镜 部的透镜面形成为朝向外侧鼓起的侧剖视呈圆弧状的情况下， 能在形成上敷层的时刻自动地使发光芯光射出端部的第l透镜 部与上覆层端部的第2透镜部成为位置对合的状态。因此，能 够不需要上述第l透镜部与第2透镜部的位置对合操作，能够提 高生产率。而且，利用上述第1透镜部 第2透镜部的折射作用， 能够抑制射出的光的发散，能够提高所获得的有关测量对象物的信息的准确性。而且，受光芯的光入射端部形成为第3透镜部，该第3透镜 部的透镜面形成为朝向外侧鼓起的俯视呈圆弧状，上述上敷层 的另 一端缘形成为覆盖上述第3透镜部的透镜面的状态，该上 敷层的端部形成为第4透镜部，该第4透4竟部的透4竟面形成为朝 向外侧鼓起的侧剖视呈圆弧状的情况下，与发光侧的上述第1 透镜部与第2透镜部相同，能够在形成上敷层的时刻自动地使 第3透镜部与第4透镜部成为位置对合的状态，能够提高生产 率。而且，利用上述第3透镜部与第4透镜部的折射作用，能够 使入射光收拢而聚集后导入到芯内，能够提高所获得的有关测 量对象物的信息的准确性。此外，在将处于层叠状态的光波导路体使框以规定轴线为 中心线相互错开的状态定位的情况下，由于框的错开，自各光 波导路体的发光芯射出的光的方向相互不同。因此，能够根据 高度位置改变角度地测量立体的测量对象物。由此，能够获得 测量对象物的大致形状。即，在一个光波导路体中，能够获得 光对测量对象物照射部分的轮廓形状。若使该光波导路体的框 以没有错开的状态(框对齐的状态)层叠多层，则由于所有的 自光波导路体的发光芯射出的光的方向都相同，因此只能获得 相对于测量对象物的某个恒定的方向的、光照射部分的轮廓形 状。因此，无法获得光没有照射到的部分(阴影部分)等的形 状。对此，若如本专利技术这样的以使框错开的状态层叠多层光波 导路体，则由于能够根据测量对象物的高度位置来从不同方向 照射光，所以能够通过改变测量对象物的高度位置来获得不同 方向的轮廓形状。而且，能够由上述多层不同方向的轮廓形状 获得测量对象物的大致形状。本专利技术的三维传感器是，在能小型化的上述三维传感器用光波导路中，在框状的光波导路体的外侧部设置发光元件和受 光元件，利用控制部件电连接上述发光元件和受光元件而形成 的。因此，本专利技术的三维传感器能够实现小型化。此外，若在 上述三维传感器用光波导路的测量用空间中配置测量对象物或 使测量对象物通过，则能够获得在上述测量用空间中的测量对 象物的三维位置、倾斜、速度、大小等信息。附图说明图l是示意性地表示本专利技术的三维传感器用光波导路的第 l实施方式的立体图。图2是示意性地表示构成上述三维传感器用光波导路的光 波导路体，(a)是其俯视图，(b)是(a)的用圏部C圏起来的 芯的端部的放大俯视图，(c)是(b)的X-X剖视图。图3是示意性地表示使用了上述三维传感器用光波导路的 三维传感器的立体图。图4是示意性地表示上述光波导路体的光的射出状态，(a) 是其俯视图，(b)是(a)的X-X剖视图。图5是示意性地表示上述三维传感器的测量对象物的测量 方法的说明图。图6是示意性地表示将上述三维传感器用作触摸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维传感器用光波导路，包括沿厚度方向同轴层叠的多层框状光波导路体和由层叠的光波导路体的内侧空间构成的测量用空间，　其特征在于，　上述各光波导路体包括发光芯、受光芯、覆盖这些芯的上敷层，　上述发光芯具有定位于各框状光波导路体的相对内 侧边缘中的一方内侧边缘的光射出端部和定位于各框状光波导路体的外侧边缘的光入射端部，　上述受光芯具有定位于各框状光波导路体的相对内侧边缘中的另一方内侧边缘的光入射端部和定位于各框状光波导路体的外侧边缘的光射出端部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：十二纪行，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]