交叉型導光路的製作方法

2023-09-21 01:52:05 2

專利名稱：：交叉型導光路的製作方法
技術領域：
：本發明涉及具有至少兩個導光路交叉的交叉點的導光路，尤其涉及降低交叉點處的光量的損失的交叉型導光路。
背景技術：
：作為降低導光路的交叉部的損失的發明，例如已有下述的專利文獻。在專利文獻1中，提高導光路部分的折射率nl與交叉部分的折射率n2的關係，構成為π2>nl來實現。專利文獻2和3記載的發明都是使交叉部的寬度小於其他部分，並擴大光點直徑(spotsize)，由此降低損失。專利文獻1日本特開昭50-92149號公報專利文獻2日本特開平5-60929號公報專利文獻3日本特開2003-131054號公報但是，在專利文獻1記載的發明中，必須利用不同的材料形成導光路部分的折射率和交叉部分的折射率。為此，例如需要變更交叉部分的樹脂，或者使用折射率與曝光時間成比例地變化的樹脂，或者利用薄膜等改變包層的相對摺射率。但是，無論在哪種情況下，都具有在製造時需要另外設置改變折射率的步驟的問題。並且，在專利文獻2、3中，為了縮小交叉部的寬度，需要逐漸縮小導光路的尺寸，但在縮小入射側的情況下，導致在導光路內全反射地行進的光一定會從芯洩露出去，所以存在不易降低損失效率的問題。
發明內容本發明就是為了解決上述現有問題而提出的，其目的在於，提供一種交叉型導光路，能夠利用簡單的結構使兩個以上的導光路交叉的光量損失比現狀更為減小。本發明提供一種至少兩個以上的導光路在交叉點交叉的交叉型導光路，其特徵在於，在所述交叉點的前後，射出側的導光路的寬度尺寸大於與其對應的入射側的導光路的寬度尺寸。在本申請發明中，通過在交叉點處擴大射出側的寬度尺寸，能夠減少光量的損失。而且，不需要像以往那樣隨著接近交叉點而逐漸縮小導光路的尺寸，所以在導光路內全反射地行進的光不會從芯洩露出去，能夠高效降低損失效率。在上述發明中，優選使所述射出側的導光路的寬度方向的中心線，相對所述入射側的導光路的寬度方向的中心線沿寬度方向偏移。在上述方案中，通過使入射側的中心線和射出側的中心線偏移，能夠抑制射出側導光路自身的寬度尺寸過大。即，能夠將射出側導光路的寬度尺寸設為最佳尺寸。另外，優選全部射出側的導光路的寬度尺寸大於各個對應的入射側的導光路的寬度尺寸。關於在交叉點相交的多個導光路的全部，能夠降低光量損失。另外，優選設有在所述交叉點交叉的第1導光路和第2導光路，並且所述第1導光路和第2導光路的交叉角度Φ為90°。導光路大多通過轉印而形成，在這種情況下，越是銳角的交叉角度，準確的形狀轉印越困難。如上所述，通過使兩個導光路以交叉角度90°交叉，能夠形成更準確地轉印期望的形狀的、性能穩定的導光路。在本發明的導光路中，通過使射出側導光路的寬度尺寸大於入射側導光路的寬度尺寸，能夠實現射出側導光路獲取幾乎全部的光。因此，能夠防止光在交叉點處的洩露，能夠大幅降低光量的損失。並且，能夠把交叉點處的射出側導光路的寬度尺寸設定為最適合於降低損失的寬度尺寸。因此，不需要超過必要程度地擴大射出側導光路的寬度尺寸，能夠實現小型輕量。圖1是用於說明本發明的第1實施方式的交叉型導光路的俯視圖。圖2是用於說明本發明的第2實施方式的交叉型導光路的俯視圖。圖3是用於說明本發明的第3實施方式的交叉型導光路的俯視圖。標號說明10Α、10BU0C交叉型導光路；11、21第1導光路；11Α、21Α第1導光路的入射側導光路；11Β、21Β第1導光路的射出側導光路；12、22第2導光路；12Α、22Α第2導光路的入射側導光路；12Β、22Β第2導光路的射出側導光路；13、23交叉點；d、dl、d2入射側導光路的寬度尺寸；W、Wl、W2射出側導光路的寬度尺寸；θ導光路的全反射角度；Φ第1導光路與第2導光路的交叉角度具體實施例方式圖1是用於說明本發明的第1實施方式的交叉型導光路的俯視圖，圖2是用於說明本發明的第2實施方式的交叉型導光路的俯視圖。本發明的導光路例如在可攜式電話等電子設備中用來將從光源釋放的光引導到特別指定的按鍵開關，將其周圍照亮，使容易從外部看清楚。另外，雖然在下面省略了說明，但構成本發明的交叉型導光路IOA的第1導光路11、第2導光路12和交叉點13，全部利用相同材料形成，與以往的導光路相同，具有設於中心側的芯和設於其外周側的包層。如圖1所示，交叉型導光路IOA隔著交叉點13，在圖示Χ(-)側具有入射側導光路11Α、在圖示Χ(+)側具有射出側導光路11Β。同樣，隔著交叉點13，在圖示Υ(-)側具有入射側導光路12Α、在圖示Υ(+)側具有射出側導光路12Β。入射側導光路IlA和射出側導光路IlB形成第1導光路11，入射側導光路12Α和射出側導光路12Β形成第2導光路12。第1實施方式所示的交叉型導光路IOA表示第1導光路11和第2導光路12互相垂直交叉的情況。因此，在第1導光路11中，光從入射側導光路IlA通過所述交叉點13朝向射出側導光路IlB行進。在第2導光路12中，光從入射側導光路12Α通過所述交叉點13朝向射出側導光路12B行進。另外，所述交叉點13相當於由下述的原點O、交點P1、交點Q1和交點R1包圍的部分。由於在所述交叉點13沒有壁面，所以從入射側導光路入射到交叉點的光最大以導光路的全反射角度θ進行擴散。因此，如以下說明的那樣，如果能夠擴大射出側導光路11BU2B的寬度尺寸來儘可能地獲取光，則能夠減小因光在交叉點13的洩露造成的損失。如圖1所示，在第1實施方式中構成為，在把第1導光路11的入射側導光路IlA的寬度尺寸和射出側導光路IlB的寬度尺寸都設為d，把第1導光路11的射出側導光路IlB的寬度尺寸設為W1、把射出側導光路IlB的寬度尺寸設為W2時，所述d和所述W1、W2滿足關係d<Wl=WZ0這樣，如果設定為d<Wl=W2，則在第1導光路11中從入射側導光路IlA射出並通過所述交叉點13行進的光，能夠幾乎沒有洩露地被射出側導光路IlB獲取，同樣在第2導光路12中從入射側導光路12A射出並通過所述交叉點13行進的光，能夠幾乎沒有洩露地被射出側導光路12B獲取。因此，能夠大幅降低交叉型導光路IOA中的光量損失。在此，把第1導光路11的入射側導光路IlA與第2導光路12的入射側導光路12A的交點設為原點0(坐標(0，0))，把第1導光路11的入射側導光路IlA與第2導光路12的射出側導光路12B的交點設為P1，把第2導光路12的入射側導光路12A與第1導光路11的射出側導光路IlB的交點設為Q1，把第1導光路11的射出側導光路IlB與第2導光路12的射出側導光路12B的交點設為隊。此時，作為在射出側導光路IlB和12B分別全部獲取從入射側導光路IlA和12A以角度θ射出的光線的形狀，所述交AP1、交點Q1、交點R1的各個坐標如下所示。交點P1=(-d·tanθ，d)交點R1=(d.(1+tan2θ/1-tanθ),d.(1+tan2θ/1-tanθ)交點Q1=(d，-d·tanθ)關於θ可以取光在導光路內全反射時的全反射角度。另外，在入射到第1導光路21和第2導光路22的光的波長不同的情況下，所述θ選擇波長較短的光的全反射角度。並且，在光中混合存在多種波長的情況下，選擇θ成為最大的波長。因此，第1導光路11的射出側導光路IlB和第2導光路的射出側導光路12Β的寬度尺寸W1、W2如下式1所示。(式1)Wl=W2=d.(1+tan2θ)/1-tanθ+d.tanθ所述射出側導光路11B、12B的寬度尺寸Wl、W2越成為式1以下，光的洩露越多。另外，越成為式1以上，射出側導光路IlB的寬度尺寸Wl、W2越大，導致交叉型導光路IOA變大。因此，優選所述d和W1、W2滿足式1所示的關係。這樣，在第1實施方式中，把第1、第2導光路11、12的射出側導光路11B、12B的寬度尺寸W1、W2都設定為式1以上，對防止光的洩露比較有效。但是，不能說僅僅單純地擴大射出側導光路11B、12B的寬度尺寸W1、W2即可。即，如圖1所示，在光從兩個方向入射的交叉型導光路IOA中，在把入射側導光路IlA的寬度方向的中心線Lx-Lx作為基準的情況下，從所述中心線Lx-Lx到交點Q1的距離a與從中心線Lx-Lx到交點R1的距離b滿足關係a<b。同樣，在把入射側導光路12A的寬度方向的中心線Ly-Ly作為基準的情況下，從所述中心線Ly-Ly到交點P1的距離a與從所述中心線Ly-Ly到交點R1的距離b滿足關係a<b。因此，如以下說明的那樣，優選使射出側導光路11B、12B的寬度方向的中心線偏移(shift)。即，如圖1所示，在第1導光路11中，將所述射出側導光路IlB設定為使射出側導光路IlB的寬度方向的中心線La-La相對於入射側導光路IlA的寬度方向的中心線Lx-Lx，沿寬度方向Y(-)偏移預定的偏移量c。同樣，在第2導光路12中，將所述射出側導光路12Β設定為使射出側導光路12Β的寬度方向的中心線Lb-Lb相對於第2導光路12的入射側導光路12Α的寬度方向的中心線Ly-Ly，沿寬度方向X(+)偏移預定的偏移量C。通過這樣設定，不僅僅單純地擴大寬度尺寸，而且能夠將射出側導光路11B、12B的寬度尺寸設定為上述式ι所示的最佳寬度尺寸wi、W2。因此，射出側導光路11B、12B的寬度尺寸W1、W2不會超過必要程度地擴大，能夠減少浪費，使交叉型導光路IOA小型化或輕量化。另外，本發明構成為擴大兩個交叉的導光路雙方的射出側導光路的寬度尺寸，但不限於此，也可以構成為只擴大第1導光路11的射出側導光路IlB和第2導光路12的射出側導光路12B任一方的寬度尺寸W1、W2。在這種情況下，當然能夠降低擴大寬度尺寸W1、W2側的導光路的光量損失。下面，說明本發明的第2實施方式。圖2所示的本發明的第2實施方式的交叉型導光路10B，相當於上述第1實施方式所示的交叉型導光路IOA的變形例。因此，下面主要說明不同之處。在圖2所示的第2實施方式中，與第1實施方式的不同之處是，使第1導光路11的入射側導光路IlA的寬度尺寸dl和第2導光路12的入射側導光路12A的寬度尺寸d2不同(dlΦd2)。因此，在第2實施方式中，圖2中的交點P2、交點R2、交點Q2的各個坐標如下所示。交點P2=(-dl·tanθ，dl)formulaseeoriginaldocumentpage6交點Q2=(d2,-d2·tanθ)因此，第1導光路11的射出側導光路IlB的寬度尺寸Wl如下式2所示。(式2)formulaseeoriginaldocumentpage7並且，第2導光路12的射出側導光路12B的寬度尺寸W2如下式3所示。(式3)formulaseeoriginaldocumentpage7(Utan^Kdl-+l-tanO因此，與上述情況相同，如果把第1導光路11的射出側導光路IlB的寬度尺寸Wl設定為式2以上，而且把第2導光路12的射出側導光路12B的寬度尺寸W2設定為式3以上，則能夠防止光的洩露。並且，在第2實施方式中，如圖2所示，在第1導光路11中，將所述射出側導光路IlB設定為使射出側導光路IlB的寬度方向的中心線La-La相對於入射側導光路IlA的寬度方向的中心線Lx-Lx，沿寬度方向Y(-)偏移預定的偏移量cl，在第2導光路12中，將所述射出側導光路12Β設定為使射出側導光路12Β的寬度方向的中心線Lb-Lb相對於第2導光路12的入射側導光路12Α的寬度方向的中心線Ly-Ly，沿寬度方向Χ(+)偏移預定的偏移量c20由此，能夠將射出側導光路11B、12B的寬度尺寸分別設定為上述式2、式3所示的最佳寬度尺寸Wl、W2。因此，能夠抑制射出側導光路11B、12B的寬度尺寸Wl、W2的擴大超過必要程度，實現交叉型導光路IOB的小型化或輕量化。下面，說明本發明的第3實施方式。圖3是用於說明本發明的第3實施方式的交叉型導光路的俯視圖。第3實施方式所示的交叉型導光路10C、與上述第1和第2實施方式所示的交叉型導光路10A、IOB的不同之處是，第1導光路11和第2導光路12以非垂直的關係交叉。在第3實施方式中，隔著交叉點23，在圖示X(-)側示出第1導光路21的入射側導光路21A、在圖示X(+)側示出射出側導光路21B。並且，隔著交叉點23，在圖示Y(-)側示出第2導光路22的入射側導光路22Α、在圖示Υ(+)側示出射出側導光路22Β。另外，所述交叉點23是由下述的原點0、交點P3、交點Q3和交點R3包圍的部分。在此，利用dl表示第1導光路21的入射側導光路21A的寬度尺寸，利用d2表示第2導光路22的入射側導光路22A的寬度尺寸。並且，把第1導光路21的中心線Ll-Ll與第2導光路22的中心線L2-L2之間的交叉角度設為Φ。然後，把第1導光路21的入射側導光路21Α與第2導光路22的入射側導光路22Α的交點設為原點0(坐標(0，0))，把第1導光路21的入射側導光路21Α與第2導光路22的射出側導光路22Β的交點設為P3(坐標(Px，Py))，把第2導光路22的入射側導光路22k與第1導光路21的射出側導光路21B的交點設為Q3(坐標(Qx，Qy))，把第1導光路21的射出側導光路21B與第2導光路22的射出側導光路22B的交點設為R3(坐標(Rx，Ry))。此時，所述交點P3、交點Q3、交點R3的各個坐標的值如下所示。Px=-dl·sinθ/sin((j5+θ)Py=-dl·cosθ/sin((J)+θ)Qx=d2formulaseeoriginaldocumentpage8因此，第1導光路21的射出側導光路21B的寬度尺寸Wl如下式4所示。(式4)formulaseeoriginaldocumentpage8並且，第2導光路22的射出側導光路22Β的寬度尺寸W2如下式5所示。formulaseeoriginaldocumentpage8這樣，如果按照上面所述設定第1導光路21和第2導光路22交叉時的各個交點P3、交點Q3、交點R3的坐標，則能夠確保足夠的寬度尺寸W1、W2，在射出側導光路21B、22B中能夠可靠獲取從入射側導光路21A、22A入射的光。另外，各個交點P3、交點Q3、交點R3的坐標不一定完全與上述的值一致，通過使坐標儘可能接近上述的值，也能夠降低光量損失。另外，由於能夠防止射出側導光路的寬度尺寸超過必要程度地擴大，所以能夠實現小型化、輕量化。並且，在這種情況下，如圖3所示，使射出側導光路21B、22B的寬度方向的中心線La、Lb，相對於入射側導光路21A、22A的寬度方向的中心線L1、L2沿各自的寬度方向偏移合適的偏移量c4、c5，能夠進一步實現光量損失的降低。實施例下面的實施例表示把入射側導光路21A、22A的寬度尺寸設為dl=d2=0.05mm,把交叉角度設為Φ=90°，把全反射角度設為Φ=10°的情況。在這種情況下，各個交點P3、交點Q3、交點R3的坐標如下所示。P3(Px,Py)=P3(-0.09，0.0053)Q3(Qx,Qy)=Q3(0.050,0.022)R3(Rx,Ry)=R3(0.069，0，129)表1表示本申請發明和比較例的模擬結果。在表1中分別示出，比較例1使射出側導光路21Β、22Β的寬度尺寸Wl、W2與入射側導光路21Α、22Α的寬度尺寸dl、d2一致的情況，比較例2隻是使射出側導光路21B、22B的寬度尺寸W1、W2大於入射側導光路22A的寬度尺寸dl、d2的情況。並且，示出了實施例1使射出側導光路21B、22B的寬度尺寸Wl、W2擴大，並且使射出側導光路21B、22B的中心線Li、L2沿寬度方向偏移預定量的情況。(表1)tableseeoriginaldocumentpage9如表1中的比較例1和比較例2所示，僅僅單純地使射出側導光路21Β、22Β的寬度尺寸Wl、W2大於入射側導光路21Α、22Α的寬度尺寸dl、d2，也能夠獲得降低光量損失的效果，但不能使其為O。與此相對，如本申請發明的實施例1所示可知，通過使射出側導光路21B、22B的寬度方向的中心線偏移，能夠使作為光線的洩露損失為O。如上所述，在本申請發明中，不需要像以往那樣隨著接近交叉點而逐漸縮小導光路的尺寸。因此，在導光路內全反射地行進的光不會從芯洩露出去，能夠高效降低損失效率。在上述實施方式中說明了兩個導光路在一個交叉點交叉的情況，但本發明不限於此，也可以構成為兩個以上的導光路在一個交叉點交叉，雖然這種情況時的計算多少變複雜，但能夠利用與上述相同的方法來設定各個交點的坐標和射出側導光路的寬度尺寸。並且，在上述實施方式中，雖然沒有對於射出側導光路求出寬度方向的中心線的偏移量，但能夠根據前述的OPQR的坐標計算最佳偏移量。權利要求一種交叉型導光路，至少兩個以上的導光路在交叉點交叉，其特徵在於，在所述交叉點的前後，射出側的導光路的寬度尺寸大於與其對應的入射側的寬度尺寸。2.根據權利要求1所述的交叉型導光路，其特徵在於，所述射出側的導光路的寬度方向的中心線相對於所述入射側的導光路的寬度方向的中心線沿寬度方向偏移。3.根據權利要求1所述的交叉型導光路，其特徵在於，全部的射出側的導光路的寬度尺寸大於各個對應的入射側的導光路的寬度尺寸。4.根據權利要求1所述的交叉型導光路，其特徵在於，設有在所述交叉點交叉的第1導光路和第2導光路，所述第1導光路與第2導光路的交叉角度Φ為90°。全文摘要提供一種交叉型導光路，能夠利用簡單的結構使兩個以上的導光路交叉的光量損失比現狀更為減小。關於第1導光路(11)的入射側導光路(11A)的寬度尺寸(d)和射出側導光路(11B)的寬度尺寸(d)，將第1導光路(11)的射出側導光路(11B)的寬度尺寸(W1)和射出側導光路(11B)的寬度尺寸(W2)設定成為d＜W1＝W2。在第1導光路(11)中，從入射側導光路(11A)射出並通過所述交叉點(13)行進的光幾乎沒有洩露地被射出側導光路(11B)獲取，在第2導光路(12)中，從入射側導光路(12A)射出並通過所述交叉點(13)行進的光幾乎沒有洩露地被射出側導光路(12B)獲取。因此，能夠大幅降低光量損失。文檔編號G02B6/122GK101809478SQ20088010881公開日2010年8月18日申請日期2008年9月26日優先權日2007年9月27日發明者伊勢和貴,伊藤直樹申請人:阿爾卑斯電氣株式會社