专利名称：接触压力检测装置和输入装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测接触物的接触压力的接触压力检测装置以及一种通过使用该接触压力检测装置而将控制信息输入至控制对象设备的输入装置。
背景技术：
在操纵装置中，在臂或手的表面上或在产品的表面上，设置有诸如压敏传感器、 0N/0FF开关或接近传感器(proximity sensor)等感测构件。基于感测构件的输出，在操作时识别并反映出产品的位置和形状。同时，随着近来电子设备的发展，在以鼠标和遥控器为代表的人机接口设备中，不仅需要用于使在接口设备上布置的有限个开关接通/断开的设备，还需要用于检测操作设备的手和手指的位置、操作和抓力以作为控制信号的设备。例如，日本专利4065618号(下文中称作专利文献1)公开了一种装置，该装置包括在物体表面上以网格(阵列)状排列的大量传感器。所述装置检测在物体表面变形时所产生的压力、位移等，从而检测施加于物体表面上的外力。然而，在这种包括以网格状排列的大量传感器的检测装置中，为提高检测精度，需要极大量的分格，并且待布置的传感器数目可与分格对应。理由如下。1.能够有效接收所施加的压力的传感器限于力的作用点的正下方的传感器或非常靠近所述点的传感器。因此，根据力的作用点与用于检测力的传感器之间的位置关系，传感器的输出有所变化。于是，难以精确地检测所施加的压力。2.在检测力的作用点位置的情况下，检测的分辨率取决于传感器的布置密度。因而，结果需要大量传感器。当传感器数增加时，成本自然上升，并且各个传感器的电布线数也增加。通过光刻工艺可易于得到所述大量的布线。然而，由于光刻工艺的特性，可能制约传感器布置表面的形式。例如，在光刻工艺中，易于得到平坦检测面。然而，难以得到三维弯曲的检测面、尤其是具有目标曲面形状的检测面。
发明内容
鉴于上述情况，期望提供可通过使用少量的压敏传感器而令人满意地检测接触物的施压位置和所施加的压力的接触压力检测装置以及输入装置。根据本发明的实施方式，提供了一种接触压力检测装置，该装置包括基体，其具有任意形状；至少三个压敏传感器，它们分别设置在具有至少三个角的多边形的不同顶点位置，所述多边形设于由基体的表面上的至少部分区域分成的多个区域的每个区域上；以及多个板，它们分别对应于基体的多个区域而布置，多个板与所述基体之间隔着至少三个压敏传感器而覆盖基体的表面。根据本发明的实施方式，在每个区域上在具有三个以上角的多边形的不同顶点位置分别设置的三个以上压敏传感器可检测诸如使用者的手指等接触物在对应于所述区域的板上的接触。因此，可提供包括相对少量的传感器并且包括具有任意形状的基体的表面以作为检测面的接触压力检测装置。根据本发明的实施方式的接触压力检测装置还可包括计算部，其配置为基于在每个区域上设置的至少三个压敏传感器的检测结果而计算施加至对应于所述区域的板的压力和施压位置。因此，基于在每个区域上在具有三个以上角的多边形的不同顶点位置分别设置的三个以上压敏传感器的检测结果，可计算诸如使用者的手指等接触物与对应于所述区域的板接触的位置和压力。因此，可提供包括相对少量的传感器并包括具有任意形状的基体的表面以作为施压位置和所施加的压力的检测面的接触压力检测装置。根据本发明的实施方式，在所述区域上的多边形的每个顶点位置与在至少一个其他区域上的多边形的任一顶点位置一致，并且在多个区域的顶点位置彼此一致的每个地点设置有压敏传感器，所述压敏传感器能够检测对应于分别施加于多个区域的多个板的压力。因此，一个压敏传感器可检测出分别施加于对应于多个区域的板的压力的部分。因此， 可抑制在基体的表面被分成更小的区域以提高检测精度的情况下的压敏传感器数的增加。根据本发明的实施方式，基体可具有任意的固体形状，并且基体可由多个板三维地覆盖。因此，可提供包括相对少量的传感器并包括具有任意形状的基体的表面以作为施压位置和所施加的压力的检测面的接触压力检测装置。根据本发明的实施方式的接触压力检测装置还可包括移动检测部，其用于检测三维空间中的移动。根据本发明的实施方式，提供了一种输入装置，该装置包括基体，其具有任意形状；至少三个压敏传感器，它们分别设置在具有至少三个角的多边形的不同顶点位置，所述多边形设置在由基体的表面的至少部分区域分成的多个区域的每个区域上；多个板，它们分别对应于基体的表面的多个区域而布置，所述多个板与所述基体之间隔着至少三个压敏传感器而覆盖基体的表面；以及控制部，其用于基于各个压敏传感器的检测结果而产生用于控制作为控制对象的设备的信息。根据本发明的实施方式的输入装置，在每个区域上在具有三个以上角的多边形的不同顶点位置分别设置的三个以上压敏传感器可检测诸如使用者的手指等接触物在对应于所述区域的板上的接触。而且，可基于结果而对控制对象设备进行控制。在根据本发明的实施方式的输入装置中，控制部可配置为基于每个区域上设置的至少三个压敏传感器的检测结果而计算施加至对应于所述区域的板的压力和施压位置，并且基于计算结果而产生用于控制设备的信息。因此，可通过使用者的手指所接触的位置和所施加的压力而输入使用者想要的信息。除此之外，使用者可通过直观的操作而将控制信息输入至控制对象设备。根据本发明的实施方式的输入装置还可包括用于检测三维空间中的移动的移动检测部。控制部可配置为基于各个压敏传感器的检测结果以及移动检测部的检测结果而产生用于控制设备的信息。因此，基于关于三维空间中的移动位移、移动速度、移动加速度、旋转位移、旋转速度、旋转加速度等移动信息以及由压敏传感器检测的关于施压位置、所施加的压力等信息的组合，控制部可对虚拟三维空间中显示的控制对象进行各种控制。根据本发明的实施方式的输入装置可包括用于无线发送由控制部产生的用于控制设备的信息的无线通信部。因此，可提供能够遥控的输入装置。根据本发明的实施方式的输入装置还可包括用于对使用者的按压操作实时地返回响应的设备。在根据本发明的实施方式的输入装置中，控制部配置为产生至少关于所算出的施压位置的时序信息以作为手写信息。如上所述，根据本发明的实施方式，通过使用少量的压敏传感器，可令人满意地检测接触物的施压位置和所施加的压力。参照附图，通过对本发明的最佳实施方式的下述详细说明，使本发明的这些及其他目标、特征和优点变得更明显。
图1为表示使用根据本发明的第一实施方式的接触压力检测装置的输入装置的外观和使用方式的图；图2为表示图1的输入装置的结构的截面图；图3为表示图2的输入装置沿每个X箭头方向看去的基体表面的图；图4A为解释第一实施方式的输入装置的施压位置和所施加的压力的检测原理的平面图；图4B为图4A的侧视图；图5为解释使用设计为用于正负压力的压敏传感器的情况下的检测原理的图；图6为解释计算施压位置的方法的图；图7为解释计算在基体为诸如球体等固体形状的情况下的施压位置的方法的图；图8为表示第一实施方式的输入装置的操作方法的图；图9A为表示第二实施方式的输入装置的侧视图；图9B为表示图9A的输入装置沿每个X箭头方向看去的侧视图；图10为表示第一实施方式的输入装置的抓握方式的图；图11为表示本发明的变化例1的图；图12为表示本发明的变化例2的图；
图13为表示本发明的变化例3的图；图14为表示本发明的变化例4的图；图15为表示本发明的变化例5的图；图16为表示本发明的变化例6的图；并且图17为表示本发明的变化例7的图。
具体实施例方式下面，参照
本发明的实施方式。本实施方式涉及一种接触压力检测装置，该装置基于通过使用压敏传感器在接触时的压力检测而检测例如使用者的手指等接触物的接触。本实施方式还涉及一种输入装置，该装置为使用接触压力检测装置的人机接口设备。接触压力检测装置为具有固体外形的装置。接触压力检测装置的目的在于，检测接触物在固体表面上所接触的位置(施压位置)和压力(所施加的压力)。使用接触压力检测装置的所述输入装置是产生用于控制外部电子设备的信息并将该信息输出至电子设备的装置。即，所述输入装置是这样一种装置， 该装置基于由接触压力检测装置检测出的固体表面上的施压位置和所施加的压力而产生用于控制电子设备的信息，并且将该信息供给电子设备。(第一实施方式)图1为表示使用根据本发明的第一实施方式的接触压力检测装置的输入装置10 的外观和使用方式的图。图2为表示图1的输入装置10的结构的截面图。图3为表示图 2的输入装置10沿每个X箭头方向看去的基体表面的图。如上述图所示，输入装置10包括基体11、三个以上压敏传感器12和多个板13。基体11具有任意的固体形状。三个以上压敏传感器12以分散的方式设置在基体11的表面上。多个板13设置为隔着各个压敏传感器12而覆盖基体11的整个表面。这里，基体11的任意固体形状为球体、多面体、圆柱体(圆筒)、圆锥体、椭球体、半正多面体等。在本实施方式中，采用了具有球体形状的基体11。基体11的整个表面或部分表面被分成多个区域。分区数可以为两个以上。在本实施方式中，对球体的整个表面进行划分。尽管各个分区的尺寸可相同或不同，但在本实施方式中所述尺寸相同。在每个区域上布置有三个以上压敏传感器12。这些压敏传感器12布置于具有三个以上角的多边形的各个顶点位置。图3表示基体11上的一个区域。如图3所示，在本实施方式中，为每个区域布置有三个压敏传感器12。而且，以与基体11的各个区域一一对应的方式布置有多个板 13。多个板13布置为隔着各压敏传感器12而完全地覆盖基体11的表面。在基体11为球体的情况下，对应于两个区域而各自设置的板13分别具有抛物面形状。在基体11的安装面具体为球面或圆柱面的情况下，压敏传感器12可以为膜式或薄板式，以便易于附着在表面上。任意选择板13的材料、厚度等，使得板13具有下述程度以上的刚性，所述程度即当板13由于人为范围内的所施加的压力而变形时，板13的背面不与基体11的表面邻接， 并且传递至压敏传感器12的力不减小。基体11具有内部中空部14。在中空部14中设有基板16。在基板16上安装有包括控制器15 (计算部、控制部)的电子部件。控制器15获得来自各个压敏传感器12的输出，并且基于这些输出而进行预定的运算处理。更具体地，控制器15可基于在每个区域上设置的三个以上压敏传感器12的检测结果来进行运算处理，从而得到例如使用者的手指等接触物击打在板13上的对应于该区域的位置(施压位置)和所施加的压力。后面描述施压位置和所施加的压力的检测方法。而且，控制器15基于检测出的施压位置和所施加的压力来进行控制，以便产生用于控制作为控制对象的电子设备的信息，并且将该信息供给电子设备。应当注意，控制器15可构造为基于在每个区域上设置的三个以上压敏传感器12 的检测结果而进行运算处理，从而得到诸如使用者的手指等接触物击打在板13上的对应于所述区域的位置(施压位置)和所施加的压力，并且将结果输出至外部。在采用这种结
7构的情况下，所述装置用作接触压力检测装置。下面，说明本实施方式中的基于在每个区域上设置的三个以上压敏传感器12的输出而检测板13上的对应于所述区域的施压位置和所施加的压力的方法。为简化说明，假设板13为平板，而不是抛物线状板。图4A和图4B为用于解释检测原理的平面图和侧视图。假设在对应于三角形平板式的板13的各角部的位置安装有三个压敏传感器12。 三个压敏传感器12可检测施加于板13的压力以分别作为三个分压力。这里，假设力P施加于板13上的作为施压位置的任意位置。所施加的压力P分散于板13上，并且以分摊的方式传给对应于板13的三个角部而布置的三个压敏传感器12。S卩，在施加至各自的三个压敏传感器12的力分别记为P1、P2、P3的情况下，等式P = P1+P2+P3成立。S卩，无论在板13 上的什么位置施加力P，力P都可检测为三个压敏传感器12的输出值PI、P2、P3的和。而且，例如在使用设计为用于正负压力的压敏传感器12的情况下，如图5所示，即使施压位置位于具有三个传感器位置的顶点的三角形区域21以外的位置，仍可以同样的方式计算出施加于板13的力P。注意，在图5中压敏传感器12的输出P2为负输出。下面，参照图6说明施压位置的计算方法。因为已知压敏传感器12的位置，故如图6所示，可画出位置矢量P1、P2、P3。这里， 在以压敏传感器12的输出值[P3] [P1]的比率来分割三角形的边“a”的点的位置矢量 P4以下列表达式表示。P4 = (PlX [P3]+P3X [P1])/[P1] + [P3], . . (1)[P4] = [P1] + [P3]这里，施压位置P在连接点P4和点P2的线上，并且是以[P4] [P2]的比率分割所述线的点，其中，[P4]由上述表达式求出，而[P2]为传感器输出。因此，类似于上述表达式，在施压位置的位置矢量P以下列表达式表示。P= (P2X [P4] +P4 X [P2]) / [P2] + [P4]. . . (2)[P] = [P2] + [P4] = [P1] + [P2] + [P3]S卩，可基于三个压敏传感器12的输出值而准确地计算出施加于施压位置的力和位置。这里，压敏传感器12的数量、即三个是通过矢量计算而算出在一个平面上的施力位置和力所必需的最小数目。在压敏传感器12的数量增加至四个以上的情况下，同样可使用类似的计算方法。上述原理适用于具有诸如球体等立体形状的物体的表面。在根据本实施方式的板 13为球形的情况下，可用如图7所示的极坐标进行矢量计算。在极坐标中表示上述矢量式(2)。P= (([P3] X Ψ1+[Ρ1] X Ψ3)/([Ρ1] + [Ρ3])，([P3] X τ 1 + [P1] X τ 3)/ ([Pl] + [P3]),r)... (3)[P] = [Ρ2] + [Ρ4] = [Ρ1] + [Ρ2] + [Ρ3]P= (([Ρ4] X Ψ2+[Ρ2] X Ψ4)/([Ρ2] + [Ρ4])，([Ρ4] X τ 2+[Ρ2] X τ 4)/ ([Ρ2] + [Ρ4])，Γ)... (4)[P] = [Ρ2] + [Ρ4] = [Ρ1] + [Ρ2] + [Ρ3]
r =球体的半径通过使用该方法，即便在物体的表面为诸如球面或圆柱面等任意表面形状的情况下，仍可通过将表面分成若干区域，并通过近似为对应于各区域的表面形状的平面坐标、极坐标、圆柱坐标等的坐标表达式，计算在作为任意形状的整个物体表面上的施压位置和所施加的压力。注意，在作为任意形状的表面上，待设置的分区数可至少为对全部表面区域的形状作近似所必需的坐标系数。根据本实施方式的输入装置10，例如如图8所示，当抓握基体11使得使用者的手指的压力分别单独地施加于两个区域IlAUlB时，控制器15可为各区域单独检测对应于使用者的多个手指各自的施压位置和所施加的压力，并且基于检测结果而产生提供给电子设备的控制信息。控制器15存储有用于管理对应于各自的区域的施压位置和所施加的压力的对应关系以及供给电子设备的控制信息的表，并且用于产生提供给至电子设备的其中施压位置和所施加的压力为变量的控制信息等。认为具体的控制内容可能是无数的。(第二实施方式)在第二实施方式中，球形基体11的表面所分成的两个区域分别被进一步分成三个以上区域，并且为各自的区域检测施压位置和所施加的压力，从而设法提高检测精度。此外，压敏传感器12布置为由多个区域共用，从而抑制了压敏传感器12的数量的增加。图9A为表示第二实施方式的输入装置IOA的侧视图。图9B为表示图9A的输入装置IOA沿每个X箭头方向看去的侧视图。在输入装置IOA中，球形基体的表面被分成两等份的两个区域各自沿着与划分两个区域的方向正交的方向而进一步被分成四个区域。结果，基体的表面分成八个区域。每个区域的形状类似于具有三个角的三角形。在如上所述地分区的情况下，八个区域的总共 M个角被集中在六个分开的地点，其中，每四个角被集中在一个地点。而且，八个板13A布置为对应于各自的区域，以便完全覆盖基体的表面。在输入装置IOA中，膜式压敏传感器12A分别布置上述六个集中有四个角的地点。 作为膜式压敏传感器12A，可使用例如压电器件等能够以表面接收压力以便检测该压力的器件。为了能够通过一个压敏传感器12A而检测施加于四个板13A的每个板13A的压力的部分，所述四个板13A与其角被集中在一点的四个区域分别对应，将压敏传感器12A布置为使得其压敏区域的中心与四个区域的角所集中的点一致。注意，在该结构中，区域的一个角对应于具有上述三个以上角的多边形的一个顶点位置。根据本实施方式，基体的表面被分成更小的区域，并且对每个区域检测施压位置和所施加的压力，从而可提高检测精度。而且，如图10所示，假设了使用者抓握第一实施方式的输入装置10而使得手指接触板13的边界线(区域的边界线)的情况，该输入装置10的基体11的表面被分成两等份。 在此情况中，担心因板13变形而抵消了大部分抓力，并且抓力未传递至压敏传感器12。相反，根据第二实施方式的输入装置10A，由于压敏传感器12A在立体表面上布置得更密，因此极大地降低了抓力被板13A的变形所抵消的可能性，并且可极大地降低由抓握的不同方式对灵敏度的影响。例如，在图9A中，在从两侧抓握输入装置使得手指接触将基体分成两等份的边界线22上的点A和点B的情况下，施加至点A的力被分散并传递至夹着边界线22的两个板 13A(a)、13A(b)(图中的上方)，而施加至点B的力被分散并传递至夹着边界线22的两个板 13A (c)、13A (d)(图中的下方)。在此情况中，可通过对两个板13A (a)、13A (b)(图中的上方) 合成的矩形区域的矢量计算来检测施压位置A，并且可通过对两个板13A(c)、13A(d)(图中的下方)合成的矩形区域的矢量计算来检测施压位置B。而且，第二实施方式的输入装置IOA构造如下。即，压敏传感器12A布置为使得其压敏区域的中心与四个区域的角所集中的点一致，并且一个压敏传感器12A可检测施加于分别对应于四个区域的板13A的每个板13A的压力的部分。因此，可抑制在基体的表面被分成更小的区域以提高检测精度的情况下的压敏传感器12A的数量的增加。同时，虽然在第二实施方式中将基体的表面分成八个相等区域，然而各区域的形状和尺寸可不必相同。而且，所述表面可分成八个以上区域。例如，在分区数为十二的情况下，可完全独立地检测出在各自的板上的施压位置和所施加的压力。下面，说明上述实施方式的变化例。(变化例1)如图2所示，在第一实施方式中，在基体11与板13之间布置有膜式压敏传感器 12。通过使用膜式压敏传感器12，可确保压敏区域为相对大的表面，并且一个压敏传感器 12A可检测施加于与其角被集中在一点的四个区域分别对应的四个板13A的每个板13A的压力的部分。然而，本发明不限于此。图11为不采用膜式传感器而可采用能够感测某点的压力的压敏传感器12B来作为压敏传感器的配置例子。S卩，邻接的板13B的角部沿板1 的厚度方向而彼此层叠，并且压敏传感器12B布置于板13B的层叠部23的正下方。根据这种结构，可使用膜式传感器以外的压敏传感器。(变化例2)变化例2是所述装置构造为对使用者的手指的按压操作实时地返回响应的情况的例子。图12表示采用快照开关(snapshot switch) M以返回所谓的点击感觉来作为响应的装置。快照开关M是构造为在操作鼠标等按钮时产生点击感觉的电子部件，并且也称作微动开关。快照开关M包括电气开关机构和使用诸如板簧等弹性体的点击感觉发生机构。快照开关M包括沿压力施加于板13C的方向而操作的活动部25，并且构造为由活动部 25的移动而产生点击感觉。快照开关M经由第一压力分散板沈而布置于膜式压敏传感器 12C上。第一压力分散板沈用于将由快照开关M接收的压力传递至压敏传感器12C在特性上所必需的表面。同时，还在快照开关M的活动部25的一端上固定有作为第二压力分散板27的压力分散板。而且，在第二压力分散板27上安装有多个板13C的各自的角部。根据变化例2，在开始抓握以及松开输入装置的各时刻获得点击感觉，并且使用者可操作输入装置，同时在感觉上确认对操作的响应。因此，提高了可操作性。而且，快照开关M的0N/0FF信号也可用作通知由人控制的控制对象电子设备启动的触发信号。(变化例3)假设了根据本发明的每个实施方式和变化例的输入装置可基于使用者以他的手抓握输入装置的力的强度而控制电子设备的情况。在此情况中，如果人可识别出在随着力以及位移而改变抓力时抓握输入装置的感觉，那么还可改进使用者的操作感受。图13为表示基于这种技术思想的例子的图。变化例3的输入装置IOD由诸如合成海绵的弹性材料观完全覆盖。根据该结构，当抓握输入装置时，根据抓力的变形被作为位移而传递至指尖，从而可获得更高精度的操作输入。而且，输入装置可构造为以声音或振动来替代点击感觉和/或表面材料的位移而将响应返回给使用者。在通过声音或振动以返回响应时，声音或振动的频率或幅值可响应于抓力而变化。(变化例4)图14为表示变化例4的结构的图。根据变化例4，当球体输入装置IOE设置于平面上时，为防止滚动，在基体IlE的中空部14E中布置有作为使重心的偏心度更大的重物的电子部件四。作为用作重物的电子部件四，输入装置IOE可包括诸如可充电电池的电池单元29A和无线通信设备四队以便用作遥控装置。这里，具体来说，诸如可充电电池等电池单元^A的载荷大于中空部14E中的诸如控制器15等其他电子部件的载荷。因此，电池单元29A可有效地用作使基体IlE的重心的偏心度更大的重物。为将电池单元29A和无线通信设备29B均用作重物，将电池单元29A和无线通信设备29B布置在距基体IlE的中空部 14E的中心尽可能远的位置。注意，如果将其上安装有诸如控制器15等电子部件的基板16 布置在距电池单元^A和无线通信设备^B尽可能近的位置，那么重心可设置在距基体1IE 的中心更远的位置，并且还提高了稳定性。同时，在每个上述实施方式和变化例的输入装置的基体中，可装配例如加速度传感器和陀螺仪传感器等用于检测在三维空间中的移动的传感器。在此情况中，基于由传感器检测的关于三维空间中的移动位移、移动速度、移动加速度、旋转位移、旋转速度、旋转加速度等移动信息以及由压敏传感器检测的关于施压位置、所施加的压力等信息的组合，控制器可对控制对象进行各种控制。例如，在加入控制以切换多级抓力时，控制器可进行诸如用鼠标在PC上进行拖放的操作。更具体地，可采取诸如轻抓、移动并松开控制对象物体以及紧抓、移动并松开控制对象物体等各种操作。注意，此情况中的控制对象可不限于在虚拟三维空间中显示的虚物，也可以为诸如执行主从操作的机器人等实物。而且，如变化例4所述，通过装配无线通信设备^B，可无线地遥控控制对象。可以用可更换电池(原电池)作为变化例4的电池单元^A。或者，可采用包括将操作移动转换为电力的发电部以及利用发电部的电力的可充电电池的结构。(变化例5)根据本发明的每个实施方式和变化例的输入装置不仅可以检测物体表面上的静态施加的压力，还可以检测动态施加的压力。例如，可考虑在如图15所示的输入装置IOF 的板13F的表面上进行手写输入字符的操作。在此情况中，控制器产生关于算出的施压位置的时序信息以作为手写信息，并将该手写信息提供给电子设备，从而所述输入装置可用作手写输入装置。在此情况中，通过将施压位置信息和所施加的压力信息组合，可产生包含写入压力的手写信息。基于写入压力信息，可进行关于手写线重、线段起点/终点的识别等各种控制。而且，在变化例5中，通过用由光滑材料制成的片完全覆盖板13F的表面，当手指经过板13F被贴合在一起的位置时，手指不会被板13F卡住，从而可进行流畅的手写输入。(变化例6)图16表示在输入装置IOG的板13G的表面上设置有多个区域以作为按钮30。对所述多个区域分配有诸如切换输入、音量/频道变换等功能。而且，在表面上显示并且有效的功能是可切换的。作为对表面上显示并且有效的功能进行切换的方法，可采用将在表面上总是分配有选择开关的区域设置为按钮并双击该按钮等方法。(变化例7)如图17所示，上述第二实施方式的输入装置IOA可实现这样的操作，S卩，用双手的手指抓握输入装置10A、每个手以相反方向扭转并且双手的各手指在板13A的表面上滑动。 响应于这种操作，控制器可识别出左右手的手指的接触区域的形状，并且检测接触区域的识别出的形状的旋转方向以作为手扭转的方向。因此，例如，可进行诸如竞速游戏的手柄操作等输入操作。(变化例8) 通过在一定程度上增加基体的分区数，可识别出接触物的形状。例如，在用手抓握装置的情况下，可检测五个手指的位置。如果检测出五个手指的位置，则装置可计算出手势。这是因为人手可视作由骨头构成的刚性连杆机构。这里，假设人以头脑中的手势而在三维空间中移动/旋转根据本发明的每个实施方式和变化例的输入装置。在此情况中，人在其头脑中具有的三维空间坐标可与软件从手势算出的虚拟三维空间中的坐标关联。即， 人可在软件中直观地控制虚物的位置/姿势。(变化例9)通过计算抓握本发明的每个实施方式和变化例的输入装置的手的位置/姿势，并且通过将变化例6的被分配了功能的区域的位置设定为相对于手的位置/姿势的相对位置，使用者必需选择相对于分配有所述功能的区域的位置的抓握位置，从而可改进可操作性。本领域的技术人员应当明白，在不脱离所附权利要求及其等同物的范围内，取决于设计需要和其它因素可出现各种变化、组合、子组合和替代。
权利要求
1.一种接触压力检测装置，其包括 基体，其具有任意形状；至少三个压敏传感器，它们分别设置在具有至少三个角的多边形的不同顶点位置，所述多边形设于由所述基体的表面上的至少部分区域分成的多个区域的每个区域上；以及多个板，它们分别对应于所述基体的多个区域而布置，所述多个板与所述基体之间隔着所述至少三个压敏传感器而覆盖所述基体的表面。
2.如权利要求1所述的接触压力检测装置，还包括计算部，该计算部用于基于在每个所述区域上设置的所述至少三个压敏传感器的检测结果而计算施加至与所述区域对应的所述板的压力和施压位置。
3.如权利要求2所述的接触压力检测装置，其中，在所述区域上的所述多边形的每个所述顶点位置与在至少一个其他区域上的所述多边形的任一顶点位置一致，并且在所述多个区域的顶点位置彼此一致的每个地点设有所述压敏传感器，所述压敏传感器能够检测分别施加于与所述多个区域对应的所述多个板的压力。
4.如权利要求1至3任一项所述的接触压力检测装置，其中，所述基体具有任意的立体形状，并且所述基体由所述多个板三维地覆盖。
5.如权利要求1至3任一项所述的接触压力检测装置，还包括移动检测部，该移动检测部用于检测三维空间中的移动。
6.一种输入装置，其包括 基体，其具有任意形状；至少三个压敏传感器，它们分别设置在具有至少三个角的多边形的不同顶点位置，所述多边形设于由所述基体的表面的至少部分区域分成的多个区域的每个区域上；多个板，它们分别对应于所述基体的表面的多个区域而布置，所述多个板与所述基体之间隔着所述至少三个压敏传感器而覆盖所述基体的表面；以及控制部，其配置为基于各个所述压敏传感器的检测结果而产生用于控制作为控制对象的设备的信息。
7.如权利要求6所述的输入装置，其中，所述控制部配置为基于每个所述区域上设置的所述至少三个压敏传感器的检测结果而计算施加至与所述区域对应的所述板的压力和施压位置，并且基于计算结果而产生用于控制设备的信息。
8.如权利要求7所述的输入装置，其中，在所述区域上的所述多边形的每个顶点位置与在至少一个其他区域上的所述多边形的任一顶点位置一致，并且在所述多个区域的顶点位置彼此一致的每个地点设有所述压敏传感器，所述压敏传感器能够检测分别施加于与所述多个区域对应的所述多个板的压力。
9.如权利要求6至8任一项所述的输入装置，其中，所述基体具有任意的立体形状，并且所述基体被所述多个板三维地覆盖。
10.如权利要求6至8任一项所述的输入装置，还包括移动检测部，该移动检测部用于检测三维空间中的移动，其中，所述控制部配置为基于所述各个压敏传感器的检测结果和所述移动检测部的检测结果而产生用于控制所述设备的信息。
11.如权利要求6至8任一项所述的输入装置，还包括无线通信部，其用于无线发送由所述控制部产生的用于控制所述设备的信息。
12.如权利要求6至8任一项所述的输入装置，还包括用于对使用者的按压操作实时地返回响应的设备。
13.如权利要求6至8任一项所述的输入装置，其中，所述控制部配置为产生至少关于算出的施压位置的时序信息以作为手写信息。
全文摘要
本发明提供了一种接触压力检测装置和使用该接触压力检测装置的输入装置。所述接触压力检测装置包括基体、至少三个压敏传感器以及多个板。基体具有任意形状。至少三个压敏传感器分别设置在具有至少三个角的多边形的不同顶点位置，多边形设于基体的表面上的至少部分区域被分成的多个区域的每个区域上。多个板分别对应于基体的各个区域而设置，多个板隔着至少三个压敏传感器而覆盖基体的表面。本发明的接触压力检测装置可使用少量的压敏传感器而令人满意地检测接触物的施压位置和所施加的压力。
文档编号G06F3/041GK102339163SQ20111020437
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月20日
发明者上野正俊, 中川俊之, 后藤哲郎, 塚原翼, 川部英雄, 栗屋志伸, 桦泽宪一 申请人:索尼公司