專利名稱：幾何形狀傳感器和信息輸入裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及幾何形狀傳感器，所述幾何形狀傳感器使用聚合物傳感元件來檢測外部物體的表面幾何形狀，并且本發(fā)明涉及使用該幾何形狀傳感器的信息輸入裝置。
背景技術：
已經提出了使用聚合物傳感元件的各種傳感器，所述聚合物傳感元件響應于變形而產生電壓或電動勢。例如，參考日本未審查專利申請公開No. 2005-39995。在這樣的傳感器當中，幾何形狀傳感器檢測外部物體的表面幾何形狀，所述幾何形狀傳感器通常具有如下構造通過由聚合物傳感元件構造的單張板來構成幾何形狀傳感器的檢測表面；并且多個檢測電極布置在該板上。如此構造的幾何形狀傳感器基于從每個檢測電極獲得的電壓， 來檢測外部物體的表面幾何形狀。

發(fā)明內容
發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，因為通過由聚合物傳感元件構造的單張板來構成幾何形狀傳感器的檢測表面，所以具有上述的構造的幾何形狀傳感器的不利之處在于機械柔性低，并且因此檢測表面(或聚合物檢測元件)很難根據外部物體的表面幾何形狀而變形或者遵循該表面幾何形狀。結果，例如，限制了可檢測到的變形量，使得很難處理來自于具有曲面幾何形狀 (例如，球面)的外部物體的變形。因此，會存在未適當?shù)臋z測表面幾何形狀的情況。為了解決所述不利之處，例如，考慮可以切割上述單張板以提供多個開口的方法， 以提高檢測表面或聚合物傳感元件的變形性能。例如，可以切割單張板以提供網狀構造的開口。但是，即使采用上述方法，可檢測到得變形量仍然不足。此外，因為該方法中的開口成為瓶頸，所以該方法使得很難實現(xiàn)更高的清晰度和更細小的檢測點尺寸。因此，目前可獲得的方法很難適當?shù)臋z測外部物體的表面幾何形狀，需要可以改善該難點的設計。期望提供能夠適當?shù)臋z測外部物體的表面幾何形狀的幾何形狀傳感器和信息輸入裝置。根據本發(fā)明的實施例的幾何形狀傳感器包括檢測表面，其包括多個聚合物傳感元件并且被構造成檢測外部物體，所述聚合物傳感元件沿著一個或多個方向并排布置，并且每個聚合物傳感元件根據變形而產生電壓；和檢測部分，其根據從檢測表面中的每個聚合物傳感元件所獲得的電壓，來檢測外部物體的與檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。根據本發(fā)明的實施例的信息輸入裝置包括幾何形狀傳感器。該幾何形狀傳感器包括檢測表面，其包括多個聚合物傳感元件并且被構造成檢測外部物體，所述聚合物傳感元件沿著一個或多個方向并排布置，并且每個聚合物傳感元件根據變形而產生電壓；和檢測部分，其根據從檢測表面中的每個聚合物傳感元件所獲得的電壓，來檢測外部物體的與檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。在根據本發(fā)明的實施例幾何形狀傳感器和信息輸入裝置中，根據從每個聚合物傳感元件獲得電壓來檢測外部物體的與檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀，所述聚合物檢測元件在檢測表面上沿著一個或多個方向并排布置。因此，與由聚合物傳感元件構造的單張板來構成檢測表面的情況相比，機械柔性提高了，從而使得檢測表面(聚合物傳感元件) 更容易根據外部物體的表面幾何形狀而變形或者遵循該表面幾何形狀，并使得可檢測到的變形量的范圍增大(可檢測到的變形量的上限增大)。此外，例如，在聚合物傳感元件沿著多個方向布置的一個實施例中，在聚合物傳感元件彼此交叉的部分(檢測點)，在變形時聚合物傳感元件能夠相互滑動。因此，抑制了變形時應力的產生。根據本發(fā)明的實施例的幾何形狀傳感器和信息輸入裝置，根據從每個聚合物傳感元件獲得的電壓，檢測外部物體的與檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀，所述聚合物傳感元件在檢測表面上沿著一個或多個方向并排布置。這使得能夠增大可檢測到的變形量的范圍。因此，能夠適當?shù)臋z測外部物體的表面幾何形狀。此外，例如，可以調整每個聚合物傳感元件的形狀(例如，聚合物傳感元件的沿著排列方向的寬度)，從而使得能夠容易的實現(xiàn)更高的清晰度和更細小的檢測點尺寸。應當注意，上述概要描述和下面的詳細描述都是示例性的，都是要提供對要求包括的本發(fā)明的進一步說明。


附圖用來提供對本發(fā)明進一步的理解，附圖結合于本說明書中并組成說明書的一部分。附圖示出了實施例，并且附圖與說明書一起用于說明本發(fā)明的原則。圖1示出了根據本發(fā)明的第一實施例的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖2是示出了圖1中所示的幾何形狀傳感器的一部分的放大橫截面圖。圖3是示出了圖1和圖2中所示的聚合物傳感元件的詳細構造的橫截面圖。圖4A到4C是用于示出聚合物傳感元件的基本操作的示意性橫截面圖。圖5示出了根據第一比較示例的使用聚合物傳感元件的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖6示出了根據第二比較示例的使用聚合物傳感元件的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖7A和7B是用于描述圖1中所示的幾何形狀傳感器的操作的示意圖。圖8A和8B分別示出了根據第一修改形式和第二修改形式的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖9A和9B分別示出了根據第三修改形式和第四修改形式的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖10示出了根據本發(fā)明的第二實施例的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖11是示出圖10中所示的幾何形狀傳感器的一部分的放大透視圖。圖12A和12B分別示出了根據第五修改形式和第六修改形式的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖13A和1 分別示出了根據第七修改形式和第八修改形式的幾何形狀傳感器的示意性構造。圖14示出了根據第一應用示例的信息輸入裝置的示意性構造。
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圖15示出了圖14中所示的電路部分的詳細構造的示例。圖16示意性的示出了使用圖14中所示的信息輸入裝置的示例。圖17是示出了圖14中所示的信息輸入裝置的操作等的示例的流程圖。圖18是示出了根據第二應用示例的信息輸入裝置的操作等的示例的流程圖。
具體實施例方式下面，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的一些實施例。將以下列順序進行說明1.第一實施例(聚合物傳感元件布置在X軸和Y軸方向上，并且不交織)2.第一實施例的修改形式第一修改形式(聚合物傳感元件只布置在X軸方向上)第二修改形式(聚合物傳感元件只布置在Y軸方向上)第三修改形式(聚合物傳感元件布置成在檢測表面的內區(qū)域比在檢測表面的外區(qū)域更稀疏，并且不交織)第四修改形式(聚合物傳感元件在檢測表面的內區(qū)域具有比在檢測表面的外區(qū)域更細的寬度，并且不交織)3.第二實施例(聚合物傳感元件布置在X軸和Y軸方向上，并且交織(平紋編織構造))4.第二實施例的修改形式第五修改形式(聚合物傳感元件布置成在檢測表面的內區(qū)域比在檢測表面的外區(qū)域更稀疏，并且交織)第六修改形式(聚合物傳感元件在檢測表面的內區(qū)域具有比在檢測表面的外區(qū)域更細的寬度，并且交織)第七修改形式(斜紋編織構造)第八修改形式(緞紋編織構造)5.應用示例(信息輸入裝置的應用示例)6.可選修改形式(第一實施例)(幾何形狀傳感器1的構造)圖1示出了根據本發(fā)明的第一實施例的幾何形狀傳感器(幾何形狀傳感器1)的示意性構造。圖2是示出了沿著圖1中的線II-II所取的幾何形狀傳感器1的一部分的放大橫截面圖。如將在下面詳細描述的，幾何形狀傳感器1是能夠根據變形來檢測外部物體的表面幾何形狀的傳感器，所述變形例如是由從外部物體施加的力所引起的檢測表面10 的曲率和撓度(X-Y平面中的變形)。在本實施例中，盡管未示出，幾何形狀傳感器1檢測外部物體的X軸、Y軸和Z軸方向上的三維幾何形狀。更具體的，幾何形狀傳感器1檢測外部物體的與檢測表面10接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。幾何形狀傳感器1具有多個(m個)聚合物傳感元件11、多個(η個)聚合物傳感元件12、電壓檢測部分13和14、和計算部分15，其中“m”是等于或大于2的整數(shù)，“η”是等于或大于2的整數(shù)。在一個實施例中，電壓檢測部分13和14、與計算部分15對應于“檢測部分”的示例。
每個聚合物傳感元件11和12根據由從外部物體施加的力所引起的變形，產生電壓或電動勢，并且每個聚合物傳感元件11和12具有帶狀(或矩形)薄膜結構。聚合物傳感元件11和12各自都根據變形的變形量和變形方向(例如，曲率和撓度)，來產生電壓或電動勢。例如，m個聚合物傳感元件11在檢測表面10上沿著X軸方向以基本相同的間隔并
排布置，并且分別相應于Z軸方向上的變形而產生電壓Vxl、Vx2.....和Vxm。另一方面，η
個聚合物傳感元件12在檢測表面10上沿著Y軸方向以基本相同的間隔并排布置，并且分
別相應于Z軸方向上的變形而產生電壓Vyl、Vy2.....和Vym。也就是說，聚合物傳感元件
11和12在檢測表面10上沿著彼此正交的兩個方向(在本實施例中是X軸和Y軸方向)并排布置。同時，如圖2中“P0”所表示的，例如，每個聚合物傳感元件11和12的表面可以被之后描述的保護膜40所覆蓋。采用這種構造，聚合物傳感元件11的位置和聚合物傳感元件12的位置彼此不固定，并且在聚合物傳感元件11和聚合物傳感元件12彼此交叉的部分 (檢測點)，在變形時聚合物傳感元件11和聚合物傳感元件12能夠相互滑動。將在后面參考圖3到4C描述聚合物傳感元件11和12中的每一個的詳細構造。電壓檢測部分13檢測每個聚合物傳感元件11中產生的電壓Vx(即，電壓Vxl到 Vxm)，以沿著X軸方向和Z軸方向檢測外部物體的二維幾何形狀(即，Z-X平面上的二維幾何形狀)。另一方面，電壓檢測部分14檢測每個聚合物傳感元件12中產生的電壓Vy (即， 電壓Vyl到Vym)，以沿著Y軸方向和Z軸方向檢測外部物體的二維幾何形狀(即，Y-Z平面上的二維幾何形狀)。計算部分15根據電壓檢測部分13中檢測到的電壓Vx(電壓Vxl到Vxm)和電壓檢測部分14中檢測到的電壓Vy (電壓Vyl到Vym)，獲得(計算)上述外部物體的表面幾何形狀，并且計算部分15將如此獲得的表面幾何形狀輸出作為檢測數(shù)據Dout。也就是說，計算部分15根據在檢測表面10上從聚合物傳感元件11和12獲得的電壓Vx和Vy，檢測外部物體的與檢測表面10接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。將在下面參考圖7A和7B描述表面幾何形狀的檢測方法。(聚合物傳感元件11和12的詳細構造)現(xiàn)在將參考圖2和3描述上述聚合物傳感元件11和12中的每一個的詳細構造。 圖3示出了聚合物傳感元件11和12中的每一個的橫截面構造。如圖3所示，聚合物傳感元件11和12中的每一個都具有堆疊結構，在所述堆疊結構中一對電極膜42A和42B連接到離子導電高分子化合物膜41 (在下文中簡稱為“高分子化合物膜41”)的兩個表面上。也就是說，聚合物傳感元件11和12中的每一個都具有一對電極膜42A、42B和高分子化合物膜41，該高分子化合物膜41插入在所述電極膜42A和42B 之間。同時，如圖2和3所示，聚合物傳感元件11和12中的每一個的兩個表面可以被保護膜40覆蓋。保護膜40具有絕緣特性，并且所述保護膜40由具有高彈性的材料構成。高彈性材料可以是聚氨酯、聚對二甲苯或其他適合的材料。在可選實施例中，在某些情況下可以不提供保護膜40。同時，在另一實施例中，代替保護膜40，檢測表面10作為一個整體可以被具有柔性的膜覆蓋。具有柔性的膜可以是硅橡膠或其他適合的材料。用陽離子物質浸漬高分子化合物膜41。如這里所使用的，術語“陽離子物質”指包括陽離子和極性溶液的物質，或者指包括液體陽離子的物質。例如，包括陽離子和極性溶液的物質可以是陽離子溶解在極性溶液中的物質。例如，液體陽離子可以是構造離子液體的陽離子。例如，包括液體陽離子的物質可以是離子液體。例如，構成高分子化合物膜41的材料可以是離子交換樹脂，所述離子交換樹脂具有氟樹脂或碳氫化合物體系作為骨架(skeleton)。例如，離子交換樹脂可以是陰離子交換樹脂、陽離子交換樹脂或陰離子-陽離子交換樹脂。在這些樹脂當中，陽離子交換樹脂是優(yōu)選的，盡管不是絕對必要的。陽離子交換樹脂可以是帶有酸基的材料，該酸基例如但不限于磺酸基和羧基。該材料可以是具有酸基的聚乙烯、具有酸基的聚苯乙烯、具有酸基的氟樹脂或其他適合的材料。在這些材料當中，具有磺酸基或羧酸基的氟樹脂是優(yōu)選的，Nafion(注冊商標，可從特拉華州Wilmington的DuPont購得)是特別優(yōu)選的，盡管不是絕對必要的。優(yōu)選的但并非絕對必要的，高分子化合物膜41中浸漬的陽離子物質是包括金屬離子和水的材料、包括有機陽離子和水的材料、或離子液體。金屬離子可以是輕金屬離子， 所述輕金屬離子例如但不限于鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、鋰離子(Li+)、和鎂離子(Mg2+)。例如，有機陽離子可以是烷基銨離子(alkylammonium ion)。陽離子作為水合物存在于高分子化合物膜41中。因此，當包括陽離子和水的陽離子物質被浸漬在高分子化合物膜41中時， 優(yōu)選的但并非絕對必要的，聚合物傳感元件11和12分別作為一個整體被密封，以抑制水的蒸發(fā)。離子液體有時可以稱作室溫熔融鹽，并且離子液體包括陽離子與陰離子，該陽離子和該陰離子具有阻燃特性和低揮發(fā)性。在離子液體中，構成離子液體的陽離子具有比陰離子更大的離子半徑。離子液體可以是化合物，該化合物例如但不限于咪唑(imidazolium) 環(huán)系化合物、吡啶(pyridinium)環(huán)系化合物和脂肪族系化合物。具體來說，優(yōu)選的但并非絕對必要的，陽離子物質是離子液體。一個原因在于離子液體的揮發(fā)性低，因而聚合物傳感元件11和12在高溫環(huán)境或真空中有利的起作用。電極膜42A和42B中的每一個都包括一種或多種導電材料。優(yōu)選的但并非絕對必要的，電極膜42A和42B中的每一個是導電材料粉末通過導電聚合物相互結合的膜，因為這能增加電極膜42A和42B的柔性。盡管并非絕對必要的，導電材料粉末優(yōu)選是碳粉末，因為碳粉末導電性高并且比表面積高，從而獲得大量的變形。盡管并非絕對必要的，碳粉末優(yōu)選是科琴碳黑(KetjenBlack，注冊商標)。盡管并非絕對必要的，導電聚合物優(yōu)選是與上述的構成高分子化合物膜41的材料相似的材料。例如，可以通過將涂層材料施涂到高分子聚合物膜41的表面來形成電極膜42A和 42B，所述涂層材料具有分散在分散介質中的導電材料粉末和導電聚合物?？蛇x的，包括導電材料粉末和導電聚合物的膜狀構件可以被壓力結合到高分子化合物膜41的兩側。電極膜42A和42B中的每一個都可以具有多層結構。在電極膜42A和42B各自具有多層結構的一個實施例中，優(yōu)選的但并非絕對必要的，電極膜42A和42B各自具有層疊構造，所述層疊構造以從高分子聚合物膜41 一側的順序包括導電材料粉末通過導電聚合物相互結合的層、和金屬層。一個原因是，這能夠使得在電極膜42A和42B中的每一個的面內方向上電位接近更均勻的值，并且能夠實現(xiàn)更好的變形性能。構成金屬層的材料可以是貴金屬，所述貴金屬例如但不限于金和鉬。金屬層的厚度是可選擇的，盡管優(yōu)選的但并非絕對必要的，金屬膜是連續(xù)膜從而使得在電極膜42A和42B中的每一個上電位變得均勻。形成金屬膜的方法可以是電鍍方法、氣相沉積方法、濺射方法或其他適合的方法。
在包括陽離子和極性溶劑的物質用作聚合物傳感元件11和12中的每一個中的陽離子物質的一個實施例中，高分子化合物膜41中幾乎不包括陰離子。采用這種構造，如之后將更加詳細描述的，當在聚合物傳感元件11和12中的每一個中、在與膜平面正交的方向上(在本實施例中是在Z軸方向上)高分子化合物膜41變形 (例如彎曲或撓曲)時，在電極膜42A和電極膜42B之間產生電壓(電動勢)。應當注意， 高分子化合物膜41的包括寬度和長度在內的尺寸是可選擇的，并且可以根據預計或預定的高分子化合物膜41的變形量(或位移量)按照需要來設置該尺寸。(聚合物傳感元件11和12的基本操作)現(xiàn)在將參考圖4A到4C描述具有上述構造的聚合物傳感元件11和12的基本操作。 圖4A到4C是示意性的示出了聚合物傳感元件11和12的基本操作的橫截面圖。首先，將描述高分子化合物膜41包括用作陽離子物質的陽離子和極性溶劑的一個實施例。如圖4A所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個并沒有被施加來自外部物體的力時，聚合物傳感元件11和12中的每一個處于平面狀態(tài)而未引起變形(例如，彎曲和撓曲)。從而，陽離子物質基本均勻的分散在高分子化合物膜41中。因此，在電極膜42A和電極膜42B之間沒有產生電位差(即，電壓Vx和Vy)，電壓檢測部分13和14所檢測到的電壓處于零伏特。這里，如圖4B和4C所示，當將來自外部物體的力施加到聚合物傳感元件11和12 中的每一個時，聚合物傳感元件11和12中的每一個變形(例如，彎曲或撓曲)。例如，如圖4B所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個在Z軸上的負向上變形(在電極膜42A—側上變形)時，高分子化合物膜41的電極膜42A—側的區(qū)域收縮，而高分子化合物膜41的電極膜42B—側的區(qū)域膨脹。結果，在陽離子溶解在極性溶劑中的狀態(tài)下，陽離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42B —側移動，從而在高分子化合物膜41的電極膜42B —側上陽離子密集，而在高分子化合物膜41的電極膜42A —側上陽離子稀疏。 因此，在聚合物傳感元件11和12中分別產生電壓Vx和Vy (正極性電壓+Vx和+Vy)，電壓 Vx和Vy各自的電位在電極膜42B —側上比在電極膜42A —側上高。相反，如圖4C所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個在Z軸上的正向上變形(在電極膜42B —側上變形)時，高分子化合物膜41的電極膜42B —側的區(qū)域收縮， 而高分子化合物膜41的電極膜42A—側的區(qū)域膨脹。結果，在陽離子溶解在極性溶劑中的狀態(tài)下，陽離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42A —側移動，從而在高分子化合物膜41 的電極膜42A—側上陽離子密集，而在高分子化合物膜41的電極膜42B —側上陽離子稀疏。因此，在聚合物傳感元件11和12中分別產生電壓Vx和Vy (負極性電壓-Vx和-Vy)， 電壓Vx和Vy各自的電位在電極膜42A —側上比在電極膜42B —側上高。然后，將描述高分子化合物膜41包括用作陽離子物質的離子液體的一個實施例， 所述離子液體包括液體陽離子。同樣的，如圖4A所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個并沒有被施加來自外部物體的力時，聚合物傳感元件11和12中的每一個處于平面狀態(tài)而未引起變形(例如， 彎曲和撓曲)。從而，離子液體基本均勻的分散在高分子化合物膜41中。因此，在電極膜 42A和電極膜42B之間沒有產生電位差(即，電壓Vx和Vy)，電壓檢測部分13和14所檢測到的電壓處于零伏特。因此，如圖4B和4C所示，當將來自外部物體的力施加到聚合物傳感元件11和12 中的每一個時，聚合物傳感元件11和12中的每一個變形(例如，彎曲或撓曲)。例如，如圖4B所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個在Z軸上的負向上變形(在電極膜42A—側上變形)時，高分子化合物膜41的電極膜42A—側的區(qū)域收縮，而高分子化合物膜41的電極膜42B—側的區(qū)域膨脹。結果，因為構成離子液體的陽離子的離子半徑比陰離子的大，所以離子液體中的陽離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42B—側移動，而離子液體中的陰離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42A—側移動。因此，在聚合物傳感元件11和12中分別產生電壓Vx和Vy (正極性電壓+Vx和+Vy)，電壓Vx和Vy各自的電位在電極膜42B —側上比在電極膜42A —側上高。相反，如圖4C所示，當聚合物傳感元件11和12中的每一個在Z軸上的正向上變形(在電極膜42B —側上變形)時，高分子化合物膜41的電極膜42B—側的區(qū)域收縮，而高分子化合物膜41的電極膜42A —側的區(qū)域膨脹。結果，由于與上述類似的原因，離子液體中的陽離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42A —側移動，而離子液體中的陰離子朝向高分子化合物膜41的電極膜42B —側移動。因此，在聚合物傳感元件11和12中分別產生電壓Vx和Vy (負極性電壓-Vx和-Vy)，電壓Vx和Vy各自的電位在電極膜42A —側上比在電極膜42B —側上高。(幾何形狀傳感器1的操作和效果)現(xiàn)在將比較第一和第二比較示例來描述根據本實施例的作為一個整體的幾何形狀傳感器1的操作和效果。(1.基本操作)在幾何形狀傳感器1中，當將來自外部物體的力施加到由聚合物傳感元件11和12 構造的檢測表面10時，圖1和圖4A到4C中所示的聚合物傳感元件11和12變形。結果，在聚合物傳感元件11和12中的每一個的電極膜42A和電極膜42B之間產生電位差(電壓Vx和Vy)。通過電壓檢測部分13檢測電壓Vx，通過電壓檢測部分14檢測電壓Vy。計算部分15根據這些電壓Vx和Vy，來檢測外部物體的與檢測表面10接觸的區(qū)域的表面幾何形狀(三維幾何形狀)。(第一比較示例)在根據圖5中所示的第一比較示例的幾何形狀傳感器100中，通過單張板來構造檢測表面，所述單張板由聚合物傳感元件101構成，多個檢測電極104A和104B布置在板上，所述多個檢測電極104A和104B各自由一對電極膜構成。通過電壓檢測部分102來檢測從每個檢測電極104A和104B獲得的電壓。根據每個檢測電極104A和104B中的電壓，在計算部分103中檢測外部物體的表面幾何形狀(即，從計算部分103輸出檢測數(shù)據DoutlOl)。但是，因為通過由聚合物傳感元件101構成的單張板來構造檢測表面，所以根據第一比較示例的幾何形狀傳感器100的缺點在于機械柔性低，因而檢測表面(或聚合物檢測元件101)很難根據外部物體的表面幾何形狀而變形或者很難遵循該表面幾何形狀。結果，例如，可檢測到的變形量有限，使得很難處理來自于具有彎曲幾何形狀(例如，球面)的外部物體的變形。因此，會存在未適當?shù)臋z測表面幾何形狀的情況。(第二比較示例)
在根據圖6中所示的第二比較示例的幾何形狀傳感器200中，為了提高檢測表面或聚合物傳感元件201的變形性能，對與上述第一比較示例中的單張板類似的單張板進行切割，以提供網狀構造的多個開口 201A。因此，除了檢測電極204A和204B之外，在由聚合物傳感元件201構造的單張板上提供了多個開口 201A。同樣，與上述第一比較示例一樣， 在根據第二比較示例的幾何形狀傳感器200中，通過電壓檢測部分202來檢測從每個檢測電極204A和204B獲得的電壓，并且根據每個檢測電極204A和204B中的電壓，在計算部分 203中檢測外部物體的表面幾何形狀(即，從計算部分203輸出檢測數(shù)據Dout201)。但是，不同于之后詳細描述的第一實施例，第二比較示例同樣采用單張板來構造檢測表面。因此，盡管通過提供多個開口 201A使可檢測到的變形量提高到一定程度，但是可檢測到的變形量仍然不足。此外，如圖所示，因為第二比較示例中的開口 201A成為瓶頸， 所以第二比較示例使得很難實現(xiàn)更高的清晰度和更細小的檢測點尺寸(在這種情況下分別對應于檢測電極204A和204B的位置)。(2.第一實施例的檢測操作)與上述第一和第二比較示例不同，根據第一實施例的幾何形狀傳感器1使用多個聚合物傳感元件11和多個聚合物傳感元件12來檢測外部物體的表面幾何形狀，所述多個聚合物傳感元件11和所述多個聚合物傳感元件12分別在檢測表面10上并排布置。在下文中，將詳細描述第一實施例中對外部物體的表面幾何形狀的檢測操作。這里，例如，如圖7A和7B所示，這里根據假定在檢測表面10上的一定位置Pl (xO， y0)處來自外部物體5的變形量是f(x0，y0)，來進行描述。參考圖7B，例如，當檢測表面10 (即，聚合物傳感元件11和12)在位置Pl(x0，y0) 附近變形時，在位于該附近區(qū)域中的聚合物傳感元件11和12中分別選擇性的產生電壓Vx 和Vy。這里，獲得了下列方程式(1)和0)，其中，上述檢測表面10(聚合物傳感元件11和 12)中的變形量與分別從聚合物傳感元件11和12獲得的電壓Vx、Vy之間的關系被定義為函數(shù)u(f(x，y))。為方便起見，位置Pl (xO，y0)處的電壓Vx和Vy分別定義為Vx (x0)和 Vy (y0)。Vx(xO) = u(f (xO, y))(1)Vy (yO) = u(f(x,y0))(2)因此，通過在先執(zhí)行的裝置評價(聚合物傳感元件11及12的特性)可以預先確定函數(shù)u(x，y)的特性，從而能夠通過在計算部分15中使用上述方程式(1)和( 來獲得變形量f(X0，y0)。更具體的，通過使用函數(shù)u(x，y)的特性和和一組電壓Vx (xO)和Vy(y0)， 能夠計算檢測表面10上的任意位置Pl (x0，y0)處的變形量f(x0，y0)。應當注意，檢測表面10上的所有位置(檢測點)處的變形量f (x0，y0)的集合(位置分布)對應于圖1中所示的檢測數(shù)據Dout。根據第一實施例，根據從多個(m個)聚合物傳感元件11和多個(η個)聚合物傳感元件12獲得的電壓Vx和Vy，幾何形狀傳感器1檢測外部物體的與檢測表面10接觸的區(qū)域的表面幾何形狀，所述聚合物傳感元件11和所述聚合物傳感元件12分別在檢測表面10 上沿著彼此正交的兩個方向(在X軸和Y軸方向)并排布置。因此，與通過由聚合物檢測元件構成的單張板來構造檢測表面的幾何形狀傳感器(例如，根據上述第一和第二比較示例中的每一個的傳感器)相比，檢測表面10(聚合物傳感元件11和12)的機械柔性增大。因此，這使得檢測表面10 (聚合物傳感元件11和1 更容易根據外部物體的表面幾何形狀而變形或者更容易遵循該表面幾何形狀，從而與根據上述第一和第二比較示例中的每一個的傳感器相比，使得幾何形狀傳感器1的可檢測到的變形量f(x，y)的范圍增大(可檢測到的變形量f(x，y)的上限增大)。此外，在聚合物傳感元件11和聚合物傳感元件12彼此交叉的部分(交叉點)處， 在變形時聚合物傳感元件11和聚合物傳感元件12能夠相互滑動。因此，抑制了變形時應力的產生。根據上述第一實施例，根據從多個(m個)聚合物傳感元件11和多個(η個)聚合物傳感元件12獲得的電壓Vx和Vy，檢測外部物體的與檢測表面10接觸的區(qū)域的表面幾何形狀，所述聚合物傳感元件11和所述聚合物傳感元件12分別在檢測表面10上沿著彼此正交的兩個方向(在X軸和Y軸方向)并排布置。這使得能夠增大幾何形狀傳感器1的可檢測到的變形量f(x，y)的范圍(即，這使得能夠增大可檢測到的變形量f(x，y)的上限)。 因此，能夠適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測)外部物體的表面幾何形狀。此外，與上述第二比較示例不同，例如，可以調整聚合物傳感元件11和12中的每一個的形狀(例如，沿著排列方向的寬度)，從而使得能夠容易的實現(xiàn)檢測表面10中更高的清晰度和更細小的檢測點尺寸。在使得聚合物傳感元件11和12中的每一個的沿著排列方向的寬度變小的實施例中，能夠進一步提高檢測表面10(聚合物傳感元件11和1 的機械柔性(更易于變形)。此外，因為如上所述可以抑制變形時應力的產生，所以還能夠提高幾何形狀傳感器1的可靠性(例如，提高耐久性和抑制經時劣化)。(第一實施例的修改形式)在下文中，將描述上述第一實施例的修改形式(第一到第四修改形式)。應當注意，與上述第一實施例中相同或等價的元件用相同的附圖標記表示，并且不再詳細描述。(第一和第二修改形式)圖8A示出了根據第一修改形式的幾何形狀傳感器IA的示意性構造，圖8B示出了根據第二修改形式的幾何形狀傳感器IB的示意性構造。第一和第二修改形式中的每一個與上述第一實施例的不同之處在于，多個聚合物傳感元件在檢測表面10上只沿著一個方向并排布置。在根據第一修改形式的幾何形狀傳感器IA中，多個聚合物傳感元件11在檢測表面10上沿著X軸方向并排布置，而該聚合物傳感元件并不在Y軸方向上并排布置。因此， 如圖8A所示，在第一修改形式中，計算部分15只使用電壓檢測部分13中檢測到的電壓Vx 來產生和輸出檢測數(shù)據Dout。也就是說，幾何形狀傳感器IA能夠檢測外部物體的與X軸和 Z軸方向上的二維幾何形狀相對應的表面幾何形狀。在根據第二修改形式的幾何形狀傳感器IB中，多個聚合物傳感元件12在檢測表面10上沿著Y軸方向并排布置，而該聚合物傳感元件并不在X軸方向上并排布置。因此， 如圖8B所示，在第二修改形式中，計算部分15只使用電壓檢測部分14中檢測到的電壓Vy 來產生和輸出檢測數(shù)據Dout。也就是說，幾何形狀傳感器IB能夠檢測外部物體的與Y軸和 Z軸方向上的二維幾何形狀相對應的表面幾何形狀。與上述第一實施例一樣，具有上述構造的幾何形狀傳感器IA和IB各自能夠適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測)外部物體的表面幾何形狀。也就是說，多個聚合物傳感元件可以在檢測表面10上沿著至少一個方向并排布置。(第三和第四修改形式)圖9A示出了根據第三修改形式的幾何形狀傳感器IC的示意性構造，圖9B示出了根據第四修改形式的幾何形狀傳感器ID的示意性構造。為方便起見，在圖9A和9B中省略了對電壓檢測部分13、14和計算部分15的圖示。根據第三修改形式幾何形狀傳感器IC與上述第一實施例中幾何形狀傳感器的不同之處在于，聚合物傳感元件11和12布置成在檢測表面10的內區(qū)域比在檢測表面10的外區(qū)域更稀疏。也就是說，聚合物傳感元件11和12布置成在檢測表面10的外區(qū)域比在檢測表面10的內區(qū)域更緊密。例如，聚合物傳感元件11和12各自布置成從檢測表面10的外區(qū)域向在檢測表面10的內區(qū)域(例如，檢測表面10的中間部分和中心部分)逐漸變得更稀疏。根據第四修改形式幾何形狀傳感器ID與上述第一實施例中幾何形狀傳感器的不同之處在于，聚合物傳感元件11和12的排列方向(即，分別為X軸方向和Y軸方向)上的寬度在檢測表面10的內區(qū)域比在檢測表面10的外區(qū)域更細。也就是說，聚合物傳感元件 11和12的排列方向上的寬度在檢測表面10的外區(qū)域比在檢測表面10的內區(qū)域更粗。例如，聚合物傳感元件11和12的排列方向上的寬度從檢測表面10的外區(qū)域向在檢測表面10 的內區(qū)域(例如，檢測表面10的中間部分和中心部分)逐漸變得更細。根據第三和第四修改形式的構造中的每一個，使得在幾何形狀傳感器IC和ID中能夠提高檢測表面10的機械柔性(更易于變形)，特別是在檢測表面10的內區(qū)域(例如， 檢測表面10的中間部分和中心部分)中。因此，因為通常更有可能在檢測表面10的內區(qū)域而非外區(qū)域檢測外部物體，所以能夠進一步適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測) 外部物體的表面幾何形狀。在上述第三和第四修改形式中，對于聚合物傳感元件11和12兩者都改變布置的密度或排列方向上的寬度?？蛇x的，可以只對聚合物傳感元件11和12中的一個改變布置的密度或排列方向上的寬度。此外，當如上述第一和第二修改形式一樣、多個聚合物傳感元件只沿著檢測表面10上的一個方向并排布置時，可以改變這些聚合物傳感元件的布置的密度或在排列方向上的寬度。(第二實施例)現(xiàn)在將描述本發(fā)明的第二實施例。應當注意，與上述第一實施例中相同或等價的元件用相同的附圖標記表示，并且不再詳細描述。圖10示出了根據第二實施例的幾何形狀傳感器(幾何形狀傳感器幻的示意性構造。圖11是示出了幾何形狀傳感器2的一部分的放大透視圖。為方便起見，在圖10和11 中省略了對電壓檢測部分13、14和計算部分15的圖示。在根據第二實施例的幾何形狀傳感器2中，在檢測表面10上多個聚合物傳感元件 11沿著X軸方向布置并且多個聚合物傳感元件12沿著Y軸方向布置，該多個聚合物傳感元件11和該多個聚合物傳感元件12處于聚合物傳感元件11和12相互編織成整體的編織構造中。第二實施例采用平紋編織構造作為編織構造，所述平紋編織構造是各種編織構造當中的基本編織構造。也就是說，采用了這樣一種構造，即，沿著X軸方向排列的多個聚合物傳感元件11中的每一個和沿著Y軸方向排列的多個聚合物傳感元件12中的每一個以交替的方式一個接一個相互編織。如上所述，在第二實施例中，聚合物傳感元件11和12具有編制構造，在該編織構造中聚合物傳感元件11和12相互編織。因此，檢測表面10(聚合物傳感元件11和12)的機械柔性比根據上述第一實施例中的提高更大。一個原因在于，當聚合物傳感元件11和12 適合于具有編織構造時，對于外部物體的自由表面的幾何形狀的親和性進一步提高。因此， 在根據第二實施例的幾何形狀傳感器2中，使得檢測表面10 (聚合物傳感元件11和12)更加容易根據外部物體的表面幾何形狀而變形或者遵循該表面幾何形狀，并且更加容易使得可檢測到的變形量f(x，y)的范圍進一步增大(可檢測到的變形量f(x，y )的上限進一步提高)。因此，與上述第一實施例相比，能夠進一步適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測)外部物體的表面幾何形狀。此外，因為聚合物傳感元件11和12彼此具有編織構造，所以在變形時聚合物傳感元件11和聚合物傳感元件12更容易相互滑動。因此，與上述第一實施例相比，進一步抑制了變形時應力的產生。此外，可以使用通常的織造技術來制造具有上述編織構造的聚合物傳感元件11 和12。因此，第二實施例適合于制造具有大面積的檢測表面10。此外，第二實施例采用平紋編織構造作為編織構造。因此，能夠使得檢測表面 10 (聚合物傳感元件11和1 穩(wěn)定并有力的抵抗摩擦，特別是能夠容易的制造檢測表面 10 (聚合物傳感元件11和12)。(第二實施例的修改形式)在下文中，將描述上述第二實施例的修改形式(第五到第六修改形式)。應當注意，與上述第一和第二實施例中相同或等價的元件用相同的附圖標記表示，并且不再詳細描述。(第五和第六修改形式)圖12A示出了根據第五修改形式的幾何形狀傳感器2A的示意性構造，圖12B示出了根據第六修改形式的幾何形狀傳感器2B的示意性構造。為方便起見，在圖12A和12B中省略了對電壓檢測部分13、14和計算部分15的圖示。在根據第五修改形式的幾何形狀傳感器2A中，如在上述第三修改形式中一樣，聚合物傳感元件11和12布置成在檢測表面10的內區(qū)域比在檢測表面10的外區(qū)域更稀疏， 并且聚合物傳感元件11和12具有上述第二實施例中的編織構造。也就是說，聚合物傳感元件11和12布置成在檢測表面10的外區(qū)域比在檢測表面10的內區(qū)域更緊密。例如，聚合物傳感元件11和12各自布置成從檢測表面10的外區(qū)域向在檢測表面10的內區(qū)域(例如，檢測表面10的中間部分和中心部分)逐漸變得更稀疏。在根據第六修改形式的幾何形狀傳感器2B中，如在上述第四修改形式中一樣，聚合物傳感元件11和12的排列方向(即，分別為X軸方向和Y軸方向)上的寬度在檢測表面10的內區(qū)域比在檢測表面10的外區(qū)域更細，并且聚合物傳感元件11和12具有上述第二實施例中的編織構造。也就是說，聚合物傳感元件11和12的排列方向上的寬度在檢測表面10的外區(qū)域比在檢測表面10的內區(qū)域更粗。例如，聚合物傳感元件11和12的排列方向上的寬度從檢測表面10的外區(qū)域向在檢測表面10的內區(qū)域(例如，檢測表面10的中間部分和中心部分)逐漸變得更細。根據第五和第六修改形式的構造中的每一個，與上述第三和第四修改形式一樣， 使得能夠進一步適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測)外部物體的表面幾何形狀。 在第五和第六修改形式中，可以只對聚合物傳感元件11和12中的一個改變布置的密度或排列方向上的寬度。此外，當如上述第一和第二修改形式一樣、多個聚合物傳感元件只沿著檢測表面10上的一個方向并排布置時，可以改變這些聚合物傳感元件的布置的密度或在排列方向上的寬度。(第七和第八修改形式)圖13A示出了根據第七修改形式的幾何形狀傳感器2C的示意性構造，圖1 示出了根據第八修改形式的幾何形狀傳感器2D的示意性構造。為方便起見，在圖13A和13B中省略了對電壓檢測部分13、14和計算部分15的圖示。在根據第七修改形式的幾何形狀傳感器2C中，與上述第二實施例不同，在檢測表面10上多個聚合物傳感元件11和12以斜紋編織構造作為編織構造。也就是說，采用這樣一種構造，即，多個聚合物傳感元件11沿著X軸方向布置并且多個聚合物傳感元件12沿著 Y軸方向布置，多個聚合物傳感元件11中的每一個和多個聚合物傳感元件12中的每一個相互成比例的以交替方式編織，其中，兩個聚合物傳感元件11位于聚合物傳感元件12上方 (兩個聚合物傳感元件11跨過聚合物傳感元件1 ，并且一個聚合物傳感元件11位于聚合物傳感元件12下方(一個聚合物傳感元件11從聚合物傳感元件12下穿過)。因此，第七修改形式特別是在檢測表面10 (聚合物傳感元件11和12)的拉伸特性方向更好。在根據第八修改形式的幾何形狀傳感器2D中，與上述第二實施例不同，在檢測表面10上多個聚合物傳感元件11和12以緞紋編織構造作為編織構造。也就是說，采用這樣一種構造，即，多個聚合物傳感元件11沿著X軸方向布置并且多個聚合物傳感元件12沿著 Y軸方向布置，多個聚合物傳感元件11中的每一個和多個聚合物傳感元件12中的每一個相互成比例的以交替方式編織，其中，四個聚合物傳感元件11位于聚合物傳感元件12上方 (四個聚合物傳感元件11跨過聚合物傳感元件1 ，并且一個聚合物傳感元件11位于聚合物傳感元件12下方(一個聚合物傳感元件11從聚合物傳感元件12下穿過)。因此，第八修改形式特別是在檢測表面10 (聚合物傳感元件11和12)的拉伸特性方向更好。如上所述，織造(編織構造)中的各種編織方法可以基本的用于檢測表面10上的聚合物傳感元件11和12的編織構造，可以根據使聚合物傳感元件11和12相互交叉的技術按需要來調整檢測表面10的特性。(應用示例)在下文中，將描述將前述每個幾何形狀傳感器應用于信息輸入裝置的示例(第一和第二應用示例)。應當注意，與上述這些實施例和修改形式中相同或等價的元件用相同的附圖標記表示，并且不再詳細描述。(第一應用示例)圖14是示出了根據第一應用示例的信息輸入裝置(信息輸入裝置6)的示意性構造的透視圖。信息輸入裝置6具有根據上述實施例和修改形式的幾何形狀傳感器1、1C、 ID、2、2A、2B、2C和2D當中的任一個；和電路部分60，所述電路部分60包括例如上述的電壓檢測部分13、14和計算部分15。
在信息輸入裝置6中，通過布置在經度上的聚合物傳感元件11和布置在緯度上的聚合物傳感元件12來形成具有曲面幾何形狀的檢測表面。也就是說，在本應用示例中，信息輸入裝置6中的幾何形狀傳感器1、1C、1D、2、2A、2B、2C或2D的檢測表面具有球形表面。 可選的，聚合物傳感元件11和12各自可以形成于未示出的柔性物體上。此外，在球形檢測表面的內部提供構成電路部分60的元件(例如，集成電路(IC))。圖15示出了電路部分60的詳細模塊構造的示例。除了上述的電壓檢測部分13、 14和計算部分15之外，電路部分60具有信息處理部分61、加速度傳感器62、和角度-角速度傳感器(陀螺儀傳感器)63。這里，信息輸入裝置6優(yōu)選地還具有一個或多個加速度傳感器、角度傳感器和角速度傳感器。可選的，在信息輸入裝置6中可以都不提供這些傳感器。信息處理部分61根據從例如幾何形狀傳感器1獲得的幾何形狀的檢測結果(從計算部分15輸出的檢測數(shù)據Dout)和從加速度傳感器62和角度-角速度傳感器63獲得的檢測結果，來執(zhí)行下面詳細描述的預定信息處理。圖16示意性的示出了使用信息輸入裝置6的示例。當如圖所示例如使用者(操作者)的手指8按壓或抓住信息輸入裝置6的表面(檢測表面)時，從信息輸入裝置6獲得或輸出下列信息。首先，例如通過幾何形狀傳感器1檢測按壓位置(變形位置)和按壓位置的變形量。此外，因為如上所述在本應用示例中在信息輸入裝置6中提供加速度傳感器62和角度-角速度傳感器63，所以檢測信息輸入裝置6的自身因素(例如，移動方向、移動速度和姿態(tài))。因此，根據第一應用示例的信息輸入裝置6能夠輸入上述的各種信息。此外，因為信息輸入裝置6具有根據實施例和修改形式的具有柔性的幾何形狀傳感器中的任一個(更具體的，聚合物傳感元件11和12)，所以能夠構造軟的界面。此外，因為使用根據上述實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個，所以能夠適當?shù)臋z測(例如，精確的檢測和靈敏的檢測)外部物體的表面幾何形狀，并且能夠容易的以曲面幾何形狀(在本應用示例中是球形表面)布置傳感器陣列。應當注意，例如，可以將從信息輸入裝置6獲得或輸入的各種信息輸出到顯示裝置7，以在顯示裝置7上顯示信息，該顯示裝置7用作外部顯示器。也就是說，例如，可以使用信息輸入裝置6和顯示裝置7來構造信息輸入系統(tǒng)。圖17是示出了信息輸入裝置6的操作等的示例的流程圖。在圖17中，各種傳感器(包括幾何形狀傳感器中的任一個、加速器傳感器62和角度-角速度傳感器6 、電路部分60和顯示裝置7的操作內容分別在由虛線圍繞的相應區(qū)域中示出。首先，當根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個的聚合物傳感元件 11和12變形時(步驟S101)，在上述實施例和修改形式中的聚合物傳感元件11和12中的每一個中產生電動勢(步驟S102)。然后，電壓檢測部分13、14和計算部分15以上述實施例和修改形式中描述的方式，根據從聚合物傳感元件11和12中的每一個獲得的電動勢，來確定(計算)相應變形量和變形位置(步驟S10;3)。然后，信息處理部分61使用與這樣輸入的(檢測到的)變形量和變形位置有關的多個信息，來選擇與所檢測的幾何形狀相對應的功能(步驟S104)。此外，信息處理部分61可以將這些信息輸出到顯示裝置7，以使得顯示裝置7能夠相應的改變顯示裝置7上所顯示的內容(例如，圖像)的幾何形狀(步驟 S105)。
另一方面，當信息輸入裝置6本身由于使用者所執(zhí)行的動作而移動時(步驟 S106)，根據移動的內容來輸出對加速度的檢測結果和對角度、角速度的檢測結果(步驟 S107和S108)，對加速度的檢測結果由加速度傳感器62所檢測，對角度、角速度的檢測結果各自由角度-角速度傳感器63所檢測。然后，信息處理部分61根據對加速度的檢測結果來確定(計算)信息輸入裝置6的移動方向和移動速度(步驟S109)，還確定(計算)信息輸入裝置6的姿態(tài)(步驟S110)。然后，信息處理部分61使用從各種傳感器輸入的(檢測到的)各種信息，來執(zhí)行控制，所述控制使得使用者執(zhí)行與各種功能和操作相對應的操作或處理(步驟S111)。此外，信息處理部分61可以將這些信息輸出到顯示裝置7，以使得顯示裝置7能夠相應的操作顯示裝置7上所顯示的內容(例如，圖像)(步驟S112)。(第二應用示例)此外，除了上述第一應用示例中描述的信息輸入裝置6之外，信息輸入裝置可以具有可佩戴構造，該可佩戴構造使得使用者能夠裝備(安裝)該信息輸入裝置或佩戴該信息輸入裝置，該信息輸入裝置具有根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個、 和上述電路部分60。例如，可以使用根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個的聚合物傳感元件11和12，來制造織物，從而制成諸如衣服、手套、橡皮膏狀薄片等部件， 所述衣服、手套、橡皮膏狀薄片分別使用根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個。具有上述構造的根據第二應用示例的信息輸入裝置還能夠輸入與上述第一應用示例相似的各種信息，并從而能夠檢測佩戴有該信息輸入裝置的使用者的動作。此外，因為根據第二應用示例的信息輸入裝置具有根據實施例和修改形式的柔性幾何形狀傳感器中的任一個(即，聚合物傳感元件11和12)，所以能夠輸入信息并檢測操作，而不影響使用者的動作或者不會使使用者有不舒服的感覺。圖18是示出了根據第二應用示例的信息輸入裝置的操作等的示例的流程圖。在圖18中，如在圖17中一樣，各種傳感器(包括幾何形狀傳感器中的任一個、加速器傳感器 62和角度-角速度傳感器6 、電路部分60和顯示裝置7的操作內容分別在由虛線圍繞的相應區(qū)域中示出。但是，應當注意，在此描述了在信息輸入裝置中不提供加速器傳感器62 和角度-角速度傳感器63的一個示例(信息輸入裝置只包括根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個)。首先，當佩戴有信息輸入裝置的使用者做動作時(步驟S201)，根據實施例和修改形式的幾何形狀傳感器中的任一個的聚合物傳感元件11和12變形，在位于執(zhí)行該動作的區(qū)域(位置)上的聚合物傳感元件11和12中產生電動勢(步驟S202)。然后，電壓檢測部分13、14和計算部分15根據從聚合物傳感元件11和12中的每一個獲得的電動勢，來確定 (計算)相應變形量和變形位置。然后，信息處理部分61使用與這樣輸入的(檢測到的)變形量和變形位置有關的多個信息，來檢測使用者的動作。例如，信息處理部分61根據是否存在電動勢(即，通過使用與變形位置有關的信息)來識別執(zhí)行動作的區(qū)域(位置)(步驟S203)。此外，信息處理部分61根據電動勢的大小(即，通過使用于變形量有關的信息)來識別動作量(步驟 S204)。然后，例如，信息處理部分61使用與這樣識別的動作區(qū)域和動作量有關的多個信息，來選擇相應的功能。此外，信息處理部分61可以將這些信息輸出到顯示裝置7，以使得顯示裝置7能夠相應的改變顯示裝置7上所顯示的內容(例如，圖像)的幾何形狀或者相應的操作顯示裝置7上所顯示的內容(例如，圖像)(步驟S205)。(可選修改形式)盡管在上文中參考實施例、修改形式和應用示例來舉例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，并且本發(fā)明可以以各種方式修改。例如，檢測表面上的聚合物傳感元件的排列方式不限于實施例、修改形式和應用示例中所描述的每種排列方式。多個聚合物傳感元件可以在檢測表面上沿著至少一個方向并排布置。此外，聚合物傳感元件的構造不限于實施例、修改形式和應用示例中所描述的每種構造。此外，聚合物傳感元件的堆疊結構不限于實施例、修改形式和應用示例中所描述的每種堆疊結構，可以按需要對聚合物傳感元件的堆疊結構進行修改。根據實施例、修改形式和應用示例的幾何形狀傳感器可應用于任意領域的任何電子單元，所述電子單元例如但不限于便攜式電話和游戲主機。本發(fā)明包含與2010年8月2日遞交于日本特許廳的日本在先專利申請 JP2010-173500相關的主題，該專利申請的全部內容通過引用結合于此。盡管依據示例性實施例描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。應當理解，在不脫離由權利要求書限定的發(fā)明范圍的情況下，本領域技術人員可以對上述實施例進行修改。根據權利要求中所采用的語言來廣義的解釋權利要求的范圍，權利要求的范圍不限于本說明書中或本申請的審查過程中所描述的示例，這些示例應被解釋為非排他性的。例如，在本說明書中，術語“優(yōu)選”、“優(yōu)選的”等是非排他性的，并且意思是“更好”但不限于此。使用的術語第一、第二等并不表示任何順序或重要性，相反，術語第一、第二等用于區(qū)分一個構件與另一構件。此外，本說明書中的元件或組件不管是否明確的記載于權利要求書中，都不意味著將這些元件或組件無償貢獻給公眾。
權利要求
1.一種幾何形狀傳感器，其包括檢測表面，所述檢測表面包括多個聚合物傳感元件并且被構造成檢測外部物體，所述聚合物傳感元件沿著一個或多個方向并排布置，并且每個聚合物傳感元件根據變形而產生電壓；和檢測部分，所述檢測部分根據從所述檢測表面中的每個聚合物傳感元件所獲得的所述電壓，來檢測所述外部物體的與所述檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。
2.根據權利要求1所述的幾何形狀傳感器，其中，所述聚合物傳感元件在所述檢測表面上沿著彼此正交的兩個方向并排布置。
3.根據權利要求2所述的幾何形狀傳感器，其中，所述多個聚合物傳感元件包括第一聚合物傳感元件和第二聚合物傳感元件，所述第一聚合物傳感元件沿著彼此正交的兩個方向中的第一方向布置，所述第二聚合物傳感元件沿著彼此正交的兩個方向中的第二方向布置，所述多個聚合物傳感元件形成編織構造，在所述編織構造中所述第一聚合物傳感元件和所述第二聚合物傳感元件相互編織成整體。
4.根據權利要求3所述的幾何形狀傳感器，其中，從包括平紋編織構造、斜紋編織構造和緞紋編織構造在內的群組選擇所述編織構造。
5.根據權利要求1所述的幾何形狀傳感器，其中，所述聚合物傳感元件布置成在所述檢測表面的內區(qū)域比在所述檢測表面的外區(qū)域更稀疏。
6.根據權利要求1所述的幾何形狀傳感器，其中，所述聚合物傳感元件的排列方向上的寬度在所述檢測表面的內區(qū)域比在所述檢測表面的外區(qū)域更細。
7.根據權利要求1所述的幾何形狀傳感器，其中，每個聚合物傳感元件包括一對電極膜；和聚合物膜，所述聚合物膜插入在所述一對電極膜之間。
8.根據權利要求7所述的幾何形狀傳感器，其中，所述聚合物膜包括離子導電高分子化合物膜，所述離子導電高分子化合物膜浸漬有陽離子物質。
9.一種具有幾何形狀傳感器的信息輸入裝置，所述幾何形狀傳感器包括檢測表面，所述檢測表面包括多個聚合物傳感元件并且被構造成檢測外部物體，所述聚合物傳感元件沿著一個或多個方向并排布置，并且每個聚合物傳感元件根據變形而產生電壓；和檢測部分，所述檢測部分根據從所述檢測表面中的每個聚合物傳感元件所獲得的所述電壓，來檢測所述外部物體的與所述檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。
10.根據權利要求9所述的信息輸入裝置，其還包括從包括加速器傳感器、角度傳感器和角速度傳感器在內的群組選擇的一個或多個傳感器。
11.根據權利要求9所述的信息輸入裝置，其中，所述檢測表面包括球形表面。
12.根據權利要求9所述的信息輸入裝置，其中，所述信息輸入裝置是可佩戴的。
全文摘要
本發(fā)明涉及幾何形狀傳感器和信息輸入裝置，該幾何形狀傳感器包括檢測表面，其包括多個聚合物傳感元件并且被構造成檢測外部物體，所述聚合物傳感元件沿著一個或多個方向并排布置，并且每個聚合物傳感元件根據變形而產生電壓；和檢測部分，其根據從檢測表面中的每個聚合物傳感元件所獲得的電壓，來檢測外部物體的與檢測表面接觸的區(qū)域的表面幾何形狀。
文檔編號G06F3/033GK102374843SQ201110219350
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2010年8月2日
發(fā)明者加藤祐作, 永井信之 申請人:索尼公司