(57)【要約】【課題】電気光学効果を用いて物体の連続的（アナログ的）な物理的変化を容易に検出する。【解決手段】電気光学効果に応じたレーザ光の強度変化を利用して生体Ｈの物理的変化を検出し、その検出結果から生体Ｈに係わる物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサ１。生体Ｈが接することができる絶縁膜３が被覆された検出電極２と、レーザ光の光路上に検出電極２に間隔を空けて対向配置され、電気光学効果を発生するＥＯ結晶５と、検出電極２と電気光学結晶５との間に介挿され、その間隔を、検出電極２およびＥＯ結晶５間の電気的絶縁状態を保ちながら縮拡自在に保持する空間保持部材２５と、電気光学結晶５に、レーザ光の光路を挟んで検出電極２に対向して取り付けられた印加電極１２とを備えている。【選択図】      図１
2004271286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果に応じた検出光の強度変化を利用して物体の物理的変化を検出し、その検出結果から当該物体に係わる物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサであって、
前記物体が接することができる第１の電極部と、
前記検出光の光路上に前記第１の電極部に間隔を空けて対向配置され、前記電気光学効果を発生する電気光学結晶部材と、
前記第１の電極部と前記電気光学結晶部材との間に介挿され、前記間隔を、前記第１の電極部および前記電気光学結晶部材間の電気的絶縁状態を保ちながら縮拡自在に保持する間隔保持部材と、
前記電気光学結晶部材に、前記検出光の光路を挟んで前記第１の電極部に対向して取り付けられた第２の電極部と
を備えたことを特徴とする物理量検出センサ。
【請求項２】
前記間隔保持部材は、前記第１の電極部に対向する第１の側面および当該第１の側面に対向する第２の側面を有し、前記第１の側面が前記第１の電極部に接し、この前記間隔保持部材の第２の側面に接する位置に固定された第１の接続電極と、この第１の接続電極に対向し、かつ前記電気光学結晶部材に接する位置に固定された第２の接続電極と、前記第１の接続電極および第２の接続電極間を電気的に接続するフレキシブルな第３の接続電極と、
を備えたことを特徴とする請求項１記載の物理量検出センサ。
【請求項３】
前記間隔保持部材は、弾性絶縁部材であることを特徴とする請求項１記載の物理量検出センサ。
【請求項４】
前記物体は接地された電界伝達媒体であることを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか１項記載の物理量検出センサ。
【請求項５】
前記第２の電極部を介して前記電気光学効果発生用の電界を当該第２の電極部および前記第１の電極部間の電位差として前記電気光学結晶部材に印加する印加手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか１項記載の物理量検出センサ。
【請求項６】
前記物体は電界伝達媒体であり、当該電界伝達媒体により前記第１の電極部が接触された状態で、前記電界伝達媒体に前記電気光学効果発生用の電界が誘起された際に、この誘起された電界が当該電界伝達媒体を介して前記第１の電極部に印加されるように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか１項記載の物理量検出センサ。
【請求項７】
前記検出光を検出する検出手段をさらに備え、
この検出手段は、前記物体により前記第１の電極部が前記電気光学結晶部材へ向けて押圧された際に、その押圧に応じた前記検出光の強度変化を検出し、その強度変化に基づいて前記押圧に対応する物理量を検出する手段であることを特徴とする請求項１乃至６の内の何れか１項記載の物理量検出センサ。
【請求項８】
前記物理量は前記押圧に対応する圧力量である請求項７記載の物理量検出センサ。
【請求項９】
前記物理量は前記押圧に対応する前記物体の前記電気光学結晶部材に向かう移動位置および移動量の内の少なくとも一方である請求項７記載の物理量検出センサ。
【請求項１０】
電気光学効果に応じた複数の検出光の強度変化を利用して物体の物理的変化を検出し、その検出結果から当該物体に係わる物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサであって、
それぞれの一端面が同一平面上に位置するように配列された複数の第１の電極と、
前記物体が接することができ、前記複数の第１の電極それぞれの一端面をそれぞれ被覆する絶縁性被覆部材と、
前記複数の検出光の光路上に、前記複数の第１の電極それぞれに間隔を空けて対向配置されており、前記電気光学効果をそれぞれ発生する複数の電気光学結晶部材と、
前記複数の第１の電極と当該複数の第１の電極に対向する前記複数の電気光学結晶部材との間にそれぞれ介挿され、前記複数の間隔を、前記複数の検出用電極および前記複数の電気光学結晶部材間の電気的絶縁状態を保ちながら縮拡自在にそれぞれ保持する複数の間隔保持部材と、
前記複数の電気光学結晶部材に、前記複数の検出光の光路を挟んで前記複数の第１の電極にそれぞれ対向して取り付けられた複数の第２の電極と、
を備えたことを特徴とする物理量検出センサ。
【請求項１１】
前記複数の第２の電極を介して前記電気光学効果発生用の電界を当該複数の第２の電極および前記複数の第１の電極間の電位差として前記複数の電気光学結晶部材にそれぞれ印加する複数の印加手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の物理量検出センサ。
【請求項１２】
前記物体は電界伝達媒体であり、当該電界伝達媒体により前記複数の第１の電極が接触された状態で、前記電界伝達媒体に前記電気光学効果発生用の電界が誘起された際に、この誘起された電界が当該電界伝達媒体を介して前記複数の第１の電極および前記複数の第２の電極間の電位差として前記複数の電気光学結晶部材に印加されるように構成されたことを特徴とする請求項１０記載の物理量検出センサ。
【請求項１３】
前記各第１の電極の一端面の面積は、当該各第１の電極に接することができる物体より小さくなっており、前記物体は、前記絶縁性被覆部材における前記複数の第１の電極の内の少なくとも１つの第１の電極に対向する部分に接したとき、前記絶縁性被覆部材における当該少なくとも１つの第１の電極の周囲の少なくとも１つの電極に対向する部分に同時に接するように構成されたことを特徴とする請求項１０または１１記載の物理量検出センサ。
【請求項１４】
前記複数の検出光をそれぞれ検出する複数の検出手段をさらに備え、
前記物体により前記絶縁性被覆部材および前記複数の第１の電極の内の少なくとも１つの第１の電極が対応する電気光学結晶部材へ向けて押圧された際に、前記少なくとも１つの第１の電極に対応する検出手段は、その押圧に応じた対応する検出光の強度変化を検出し、その強度変化に基づいて前記押圧に対応する物理量を検出する手段であることを特徴とする請求項１０または１１記載の物理量検出センサ。
【請求項１５】
前記物理量は前記押圧に対応する圧力量である請求項１４記載の物理量検出センサ。
【請求項１６】
前記物理量は前記押圧に対応する前記物体の前記電気光学結晶部材に向かう移動位置および移動量の内の少なくとも一方である請求項１４記載の物理量検出センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学効果に応じた検出光の強度変化を利用して物体の例えば移動等の物理的変化を検出し、その検出結果から当該物体に係わる例えば外部から印加される圧力、移動量、移動位置等の物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一次の電気光学（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃ：ＥＯ）効果は、ポッケルス効果とも呼ばれており、例えば電気光学結晶（以下ＥＯ結晶とも記載する）等の反転対称性のない結晶において、常光と異常光の２種の光波に対する屈折率が結晶に印加される印加電界（電圧）に比例して変化する性質を表すものであり、この電気光学効果を利用して物体の物理量を検出する方法が研究されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
また、ウェアラブルコンピュータと他のコンピュータ（他のウェアラブルコンピュータ等）との間の情報通信手段として、ＥＯ結晶の電気光学効果を利用して生体を介して情報を通信できるトランシーバの研究・開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【非特許文献１】
塩嵜忠著「強誘電体材料の開発と応用」、ＣＭＣ出版
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３５２２９８号公報（第５−１０頁、第１図〜第４図）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＥＯ結晶に基づく電気光学効果を利用した物体の物理量検出方式は、検出対象となる物体の電気光学結晶に取り付けられた電極への接触に応じた印加電界の変化に対応する電気光学結晶の屈折率変化を検出光の強度変化として検出する方式である。
【０００７】
すなわち、従来の電気光学効果を利用した物体の物理量検出方式は、物体の上記電極への接触の有無に応じた検出光の強度変化を２値的（デジタル的）に検出するものであるため、例えば、外部からの物体に印加された圧力量、連続的に変化する物体の移動量等の物体の連続的（アナログ的）な物理的変化を検出することが困難であり、検出対象が限定されるという問題が生じていた。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、電気光学効果を用いて物体の連続的（アナログ的）な物理的変化を容易に検出することができる電気光学効果を用いた物理量検出センサを提供することをその目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項１に記載したように、電気光学効果に応じた検出光の強度変化を利用して物体の物理的変化を検出し、その検出結果から当該物体に係わる物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサであって、前記物体が接することができる第１の電極部と、前記検出光の光路上に前記第１の電極部に間隔を空けて対向配置され、前記電気光学効果を発生する電気光学結晶部材と、前記第１の電極部と前記電気光学結晶部材との間に介挿され、前記間隔を、前記第１の電極部および前記電気光学結晶部材間の電気的絶縁状態を保ちながら縮拡自在に保持する間隔保持部材と、前記電気光学結晶部材に、前記検出光の光路を挟んで前記第１の電極部に対向して取り付けられた第２の電極部とを備えている。
【００１０】
さらに、本発明によれば、請求項２に記載したように、前記間隔保持部材は、前記第１の電極部に対向する第１の側面および当該第１の側面に対向する第２の側面を有し、前記第１の側面が前記第１の電極部に接し、前記間隔保持部材の第２の側面に接する位置に固定された第１の接続電極と、この第１の接続電極に対向し、かつ前記電気光学結晶部材に接する位置に固定された第２の接続電極と、前記第１の接続電極および第２の接続電極間を電気的に接続するフレキシブルな第３の接続電極と、を備えている。
【００１１】
また、本発明によれば、請求項３に記載したように、前記間隔保持部材は、弾性絶縁部材である。
【００１２】
本発明によれば、請求項４に記載したように、前記物体は接地された電界伝達媒体である。
【００１３】
本発明によれば、請求項５に記載したように、前記第２の電極部を介して前記電気光学効果発生用の電界を当該第２の電極部および前記第１の電極部間の電位差として前記電気光学結晶部材に印加する印加手段をさらに備えている。
【００１４】
本発明によれば、請求項６に記載したように、前記物体は電界伝達媒体であり、当該電界伝達媒体により前記第１の電極部が接触された状態で、前記電界伝達媒体に前記電気光学効果発生用の電界が誘起された際に、この誘起された電界が当該電界伝達媒体を介して前記第１の電極部に印加されるように構成されている。
【００１５】
本発明によれば、請求項７に記載したように、前記検出光を検出する検出手段をさらに備え、この検出手段は、前記物体により前記第１の電極部が前記電気光学結晶部材へ向けて押圧された際に、その押圧に応じた前記検出光の強度変化を検出し、その強度変化に基づいて前記押圧に対応する物理量を検出する手段である。
【００１６】
本発明によれば、請求項８に記載したように、前記物理量は前記押圧に対応する圧力量である。
【００１７】
本発明によれば、請求項９に記載したように、前記物理量は前記押圧に対応する前記物体の前記電気光学結晶部材に向かう移動位置および移動量の内の少なくとも一方である。
【００１８】
上述した目的を達成するため、本発明によれば、請求項１０に記載したように、電気光学効果に応じた複数の検出光の強度変化を利用して物体の物理的変化を検出し、その検出結果から当該物体に係わる物理量を検出する電気光学効果を用いた物理量検出センサであって、
それぞれの一端面が同一平面上に位置するように配列された複数の第１の電極と、前記物体が接することができ、前記複数の第１の電極それぞれの一端面をそれぞれ被覆する絶縁性被覆部材と、前記複数の検出光の光路上に、前記複数の第１の電極それぞれに間隔を空けて対向配置されており、前記電気光学効果をそれぞれ発生する複数の電気光学結晶部材と、前記複数の第１の電極と当該複数の第１の電極に対向する前記複数の電気光学結晶部材との間にそれぞれ介挿され、前記複数の間隔を、前記複数の検出用電極および前記複数の電気光学結晶部材間の電気的絶縁状態を保ちながら縮拡自在にそれぞれ保持する複数の間隔保持部材と、前記複数の電気光学結晶部材に、前記複数の検出光の光路を挟んで前記複数の第１の電極にそれぞれ対向して取り付けられた複数の第２の電極と、を備えている。
【００１９】
本発明によれば、請求項１１に記載したように、前記複数の第２の電極を介して前記電気光学効果発生用の電界を当該複数の第２の電極および前記複数の第１の電極間の電位差として前記複数の電気光学結晶部材にそれぞれ印加する複数の印加手段をさらに備えている。
【００２０】
本発明によれば、請求項１２に記載したように、前記物体は電界伝達媒体であり、当該電界伝達媒体により前記複数の第１の電極が接触された状態で、前記電界伝達媒体に前記電気光学効果発生用の電界が誘起された際に、この誘起された電界が当該電界伝達媒体を介して前記複数の第１の電極および前記複数の第２の電極間の電位差として前記複数の電気光学結晶部材に印加されるように構成されている。
【００２１】
本発明によれば、請求項１３に記載したように、前記各第１の電極の一端面の面積は、当該各第１の電極に接することができる物体より小さくなっており、前記物体は、前記絶縁性被覆部材における前記複数の第１の電極の内の少なくとも１つの第１の電極に対向する部分に接したとき、前記絶縁性被覆部材における当該少なくとも１つの第１の電極の周囲の少なくとも１つの電極に対向する部分に同時に接するように構成されている。
【００２２】
本発明によれば、請求項１４に記載したように、前記複数の検出光をそれぞれ検出する複数の検出手段をさらに備え、前記物体により前記絶縁性被覆部材および前記複数の第１の電極の内の少なくとも１つの第１の電極が対応する電気光学結晶部材へ向けて押圧された際に、前記少なくとも１つの第１の電極に対応する検出手段は、その押圧に応じた対応する検出光の強度変化を検出し、その強度変化に基づいて前記押圧に対応する物理量を検出する手段である。
【００２３】
本発明によれば、請求項１５に記載したように、前記物理量は前記押圧に対応する圧力量である。
【００２４】
本発明によれば、請求項１６に記載したように、前記物理量は前記押圧に対応する前記物体の前記電気光学結晶部材に向かう移動位置および移動量の内の少なくとも一方である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサ１の概略構成を示す図である。
【００２７】
本実施形態の物理量検出センサ１は、接地された物体である例えば生体Ｈの移動を検出し、その検出結果からその生体Ｈに係わる物理量を検出するセンサである。
【００２８】
図１に示すように、物理量検出センサ１は、例えば略薄板形状を有する検出電極２と、この検出電極２の一表面２ａに取り付けられており、その一表面２ａを被覆する例えばシリコンゴム等のフレキシブルな絶縁部材から成る絶縁膜３とを備えており、この絶縁膜３は、例えばεの誘電率を有している。また、この絶縁膜３の検出電極側とは反対側の面３ａは外部に露出しており、生体Ｈの少なくとも一部が接触可能になっている。
【００２９】
また、物理量検出センサ１は、例えば直方体形状を有しており、電気光学効果（ポッケルス効果）を発生可能な電気光学結晶（電気光学結晶部材、以下、ＥＯ結晶と記載する）５を備えている。
【００３０】
このＥＯ結晶５は、長手方向に沿った第１の側面５ａと、この第１の側面５ａに対向する第２の側面５ｂとを有しており、この第１の側面５ａおよび第２の側面５ｂ間の距離（厚さ）は、一定の値（以下、ｄ１とする）となっている。また、ＥＯ結晶５における第１および第２の側面５ａおよび５ｂの長手方向の長さは、例えば検出電極２の長手方向の長さよりも長くなっている。
【００３１】
ＥＯ結晶５は、その第１の側面５ａが検出電極２の他表面２ｂに間隔（空間）を空けて対向するように配置されている。
【００３２】
さらに、物理量検出センサ１は、物理量検出用の検出光として、略単一波長の検出光である例えばレーザ光を検出電極２の長手方向に平行なレーザ光に変換し、その平行レーザ光を電気光学結晶５の主軸（図１における検出電極およびＥＯ結晶の対向方向）に対して４５°回転したレーザ光に偏光した状態で出力する検出光出力部１０を備えており、電気光学結晶５は、例えばその中央部分が検出光出力部１０から出力されたレーザ光の光路上に位置するように配置されている。
【００３３】
そして、物理量検出センサ１は、ＥＯ結晶５の第２の側面５ｂに取り付けられており、検出電極２と対向配置された印加電極１２を含み、この印加電極１２を介してＥＯ結晶５に電界を印加するための印加電極部１３を備えている。
【００３４】
さらに、物理量検出センサ１は、ＥＯ結晶５を通過してきたレーザ光Ｌ２の偏光状態変化を、波長板、偏光子や偏光ビームスプリッタ等を含む偏光検出光学系によりレーザ光の強度変化として検出し、検出したレーザ光の強度変化をフォトディテクタ等の光電変換器を介して電気信号に変換する検出部１５を備えている。なお、第１の実施の形態において、ＥＯ結晶５、検出光出力部１０および検出部１５が電界検出光学部２０を構成している。
【００３５】
そして、物理量検出センサ１は、検出電極２（他表面２ｂ）とＥＯ結晶５（第１の側面５ａ）との間に介挿されており、その間隔（距離）ｄ２を、検出電極２およびＥＯ結晶５間の電気的絶縁性を保ちながら縮拡（縮小および拡大）自在に保持する間隔（空間）保持部材２５を備えている。
【００３６】
この空間保持部材２５は、例えばシリコンゴム、ジェル等の弾性絶縁部材から成る直方体形状を有している。また、空間保持部材２５の検出電極２側の第１の側面２５ａが検出電極２の他表面２ｂに接し、また、空間保持部材２５の第１の側面２５ａに対向するＥＯ結晶５側の第２の側面２５ｂがそのＥＯ結晶５の第１の側面５ａにそれぞれ接しており、他表面２ｂおよび第１の側面５ａをそれぞれ被覆している。
【００３７】
また、この空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係については、予め一定の関係が成り立っている。なお、第１の実施の形態において、検出電極２、絶縁膜３および空間保持部材２５が空間保持部３０を構成している。また、第１の実施の形態において、検出電極２（他端面２ｂ）および印加電極１２（そのＥＯ結晶５の第２の側面５ｂとの接触面）間の距離を電極間距離ｄとする。
【００３８】
図２は、図１に示す物理量検出センサ１における電界検出光学部２０に電気的に接続された信号処理系である電界検出部３２および情報処理回路４２の概略構成、ならびに電界印加部１３の概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【００３９】
すなわち、電界検出部３２は、信号処理回路３８を備えている。この信号処理回路３８は、電界検出光学部２０と共に受信部３６を構成しており、電界検出光学部２０の検出部１５に接続され、この検出部１５から出力された電気信号に対して、増幅処理、ノイズ除去処理等の信号処理を施すようになっている。
【００４０】
また、電界検出部３２は、信号処理回路３８に接続され、この信号処理回路３８により信号処理された電気信号に対して波形整形処理を施す波形整形回路４０と、この電気信号を受信データとして、物理量検出処理用の情報処理回路４２に送信するＩ／Ｏ回路４４とを備えている。
【００４１】
物理量検出センサ１における情報処理回路４２には、空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係を表すデータ（関係データ）ＲＤおよびＥＯ結晶５の第１の側面５ａおよび第２の側面５ｂ間の距離ｄ１がそれぞれ記憶されている。
【００４２】
一方、電界印加部１３は、外部機器接続用のＩ／Ｏ回路４６と、例えばこのＩ／Ｏ回路４６を介して入力された信号に基づく一定の電界を、印加電極１２および検出電極２間の一定の電位差Ｖとして印加電極１２を介してＥＯ結晶５に印加する電界印加回路４８とを備えている。
【００４３】
次に本実施形態の物理量検出センサ１の全体動作について説明する。
【００４４】
今、接地されている生体Ｈがその例えば一部（指等）を介して空間保持部３０の絶縁膜３に接触したとする。
【００４５】
このとき、ＥＯ結晶５には、印加電極１２および検出電極２間の一定の電位差Ｖｓが印加されており、生体Ｈが接地されているため、その生体Ｈが空間保持部３０の絶縁膜３に対して接している時において、所定の電圧分が生体Ｈを介して接地側へ流れ、印加電極１２および検出電極２間の電界の差が低下する（図３参照）。
【００４６】
続いて、生体Ｈが絶縁膜３をＥＯ結晶５側へ向かって連続的に押圧したとする。
【００４７】
このとき、空間保持部３０の空間保持材料２５が縮拡自在、すなわち、縮小およびその縮小状態から拡大して元の位置まで復元する部材であるため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した押圧力により、空間保持材料２５は縮小し、絶縁膜３および検出電極２は一体にＥＯ結晶５側へ移動する。
【００４８】
検出電極２のＥＯ結晶５側への移動に応じて、検出電極２および印加電極１２間の電極間距離ｄが次第に連続して縮小していく。
【００４９】
今、検出電極２および印加電極１２間の電位差Ｖとし、その電位差Ｖに対応する検出電極２および印加電極１２間の電界の差を電極間の電界Ｅとして表すと、Ｖ＝Ｅ・ｄにより、Ｅ＝Ｖ／ｄと表され、この電極間の電界Ｅは、電極間距離ｄに反比例する（図３参照）。また、各電極２および１２に存在する空間電荷をＱとすると、この空間電荷Ｑは、Ｑ＝Ｖ・ε／ｄと表される。
【００５０】
すなわち、電極間距離ｄの変化は、電極間の電界Ｅの変化（空間電荷Ｑの変化）として表される。
【００５１】
このとき、本実施形態において、ＥＯ結晶５には、検出光出力部１０から出力されたレーザ光Ｌ１が入射されており、このレーザ光Ｌ１の強度は、ＥＯ結晶５に印加されている検出電極２および印加電極１２間の電界Ｅの変化に基づくＥＯ結晶５の電気光学効果により変化する。
【００５２】
そして、ＥＯ結晶５を通過して強度変化したレーザ光Ｌ２は、検出部１５を介して電気信号に変換され、信号処理回路３８、波形整形回路４０を介して増幅、波形整形処理等が施された後、Ｉ／Ｏ回路４４を介して情報処理回路４２に送信される。
【００５３】
このとき、情報処理回路４２では、送信されてきたデータ、すなわち、検出電極２および印加電極１２間の電界Ｅの変化に相当するレーザ光強度変化を表すデータが受信される。この結果、情報処理回路４２により、この受信データ、および上述した検出電極２および印加電極１２間の電界Ｅおよび電極間距離ｄとの関係式に基づいて、電極間距離ｄが求められる。
【００５４】
ＥＯ結晶５の第１の側面５ａおよび第２の側面５ｂ間の距離ｄ１が情報処理回路４２に記憶されているため、この情報処理回路４２により、電極間距離ｄおよび上記距離ｄ１から、空間保持部材２５自体の電極間方向の距離ｄ２（押圧による変形後の距離）を求めることができる。
【００５５】
この結果、予め記憶された空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係を表す関係データおよび空間距離ｄ２に基づいて、情報処理回路４２により、空間保持部材２５に対して生体Ｈから作用された押圧力を検出することができる。
【００５６】
また、空間保持部材２５の空間距離ｄ２により、情報処理回路４２により、生体Ｈの押圧部分の移動量および移動位置もそれぞれ検出することができる。
【００５７】
以上述べたように、本実施形態に係わる物理量検出センサ１によれば、検出電極２（他表面２ｂ）および電気光学結晶５（第１の側面５ａ）間の間隔に対して、その間隔を、検出電極２および電気光学結晶５間の電気的絶縁性を保ちながら縮拡自在に保持する空間保持部材２５を設けたため、生体Ｈによる空間保持部３０の絶縁膜３の押圧に伴う物理量（押圧力、生体Ｈの押圧部分の移動量および移動位置等）を電極間の電界変化として検出することができる。
【００５８】
したがって、上述した生体Ｈによる空間保持部３０の絶縁膜３の押圧に伴う物理量、すなわち、生体Ｈによる空間保持部３０の絶縁膜３の押圧に伴って連続的（アナログ的）に変化する物理量を容易に検出することが可能になる。この結果、物理量検出センサ１の検出対象を大幅に高めることができ、物理量検出センサ１の実用性を向上させることができる。
【００５９】
なお、図１および図２に示す物理量検出センサ１においては、検出電極２の一表面２ａに絶縁膜３を取り付けてその一表面２ａを被覆したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、例えば、図４に示す物理量検出センサ１Ａのように、図１の構成から絶縁膜３を取り除いて検出電極２ａの一表面２ａを外部に露出させておき、生体Ｈが直接検出電極２に接触できるようにしてもよい。
【００６０】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｂの概略構成を示す図であり、図６は、図５に示す物理量検出センサ１Ｂにおける電界検出光学部６０に電気的に接続された信号処理系である電界検出部３２および情報処理回路４２の概略構成、ならびに電界印加部１３の概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【００６１】
本実施形態の物理量検出センサ１Ｂにおける空間保持部５０は、図５および図６に示すように、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂに接するように固定配置された第１の接続電極５１を備えている。
【００６２】
また、物理量検出センサ１Ｂにおける電界検出光学部６０は、ＥＯ結晶５の第１の側面５ａに接するように固定配置された第２の接続電極６１を備えている。
【００６３】
さらに、物理量検出センサ１Ｂは、第１の接続電極５１および第２の接続電極６１間を電気的に接続して同電位とする第３の接続電極６２を備えている。
【００６４】
この第３の接続電極６２は、物理量検出センサ１Ｂの空間保持部５０側（空間保持部材２５側）が生体Ｈに押圧された際に、その押圧力が電界検出光学部６０側に作用することを防止あるいは低減するために、非常にフレキシブルな部材により形成されている。例えば、第３の接続電極６２として、リボンケーブル等が用いられる。
【００６５】
本実施形態においては、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂとＥＯ結晶５の第２の側面５ｂとの間の距離は、第１の接続電極５１および第２の接続電極６１がそれぞれ固定配置されているため、一定の値ｄ３となっており、この距離ｄ３は、情報処理回路４２に対して記憶されている。
【００６６】
なお、第２の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｂのその他の構成については、第１の実施の形態に係わる物理量検出センサ１の構成要素と略同等であるため、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００６７】
次に、本実施形態の物理量検出センサ１Ｂの全体動作について説明する。
【００６８】
第１実施形態と同様に、接地されている生体Ｈがその例えば一部を介して空間保持部５０の絶縁膜３に接触し、その絶縁膜３をＥＯ結晶５へ向かって連続して押圧した場合、第１の接続電極５１および第２の接続電極６１がそれぞれ固定配置されているため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した押圧力により空間保持材料２５が縮小し、絶縁膜３および検出電極２は一体にＥＯ結晶５側へ移動する。
【００６９】
このとき、本実施形態では、生体Ｈからの圧力が直接印加される空間保持部材２５（空間保持部５０）からＥＯ結晶５がフレキシブルな第３の接続電極６２を介して切り離されているため、上記空間保持部材２５への印加圧力のＥＯ結晶５側に対する作用が抑制されている。
【００７０】
そして、検出電極２のＥＯ結晶５側への移動に応じて、検出電極２および印加電極１２間の電極間距離ｄが次第に連続して縮小していく。
【００７１】
このとき、ＥＯ結晶５に入射されたレーザ光Ｌ１は、その強度がＥＯ結晶５に印加されている検出電極２および印加電極１２間の電界Ｅの変化に基づくＥＯ結晶５の電気光学効果により変化し、その強度変化したレーザ光Ｌ２は、検出部１５を介して電気信号に変換され、信号処理回路３８、波形整形回路４０を介して増幅、波形整形処理等が施された後、Ｉ／Ｏ回路４２を介して情報処理回路４２に送信される。
【００７２】
本実施形態の情報処理回路４２には、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂとＥＯ結晶５の第２の側面５ｂとの間の距離ｄ３が記憶されているため、この情報処理回路４２により、電極間距離ｄおよび上記距離ｄ３から、空間保持部材２５自体の電極間方向の空間距離ｄ２を求めることができる。
【００７３】
この結果、第１実施形態と同様に、空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係を表す関係データおよび空間距離ｄ２に基づいて、情報処理回路４２により、空間保持部材２５に対して生体Ｈから作用された押圧力を検出することができる。
【００７４】
また、空間保持部材２５の空間距離ｄ２により、情報処理回路４２により、生体Ｈの押圧部分の移動量および移動位置もそれぞれ検出することができる。
【００７５】
以上述べたように、本実施形態によれば、空間保持部材２５に接する第１の接続電極５１およびＥＯ結晶５に接する第２の接続電極６１をそれぞれ固定配置し、その第１および第２の電極５１および６１間を第３のフレキシブルな接続電極６２により接続している。このため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した生体Ｈからの押圧力は、電界検出光学部６０に対してほとんど伝達されることがない。
【００７６】
この結果、第１の実施の形態の効果に加えて、空間保持部５０の検出電極２を介して生体Ｈから印加された圧力に起因した電界検出光学部６０のＥＯ結晶５に対する悪影響を抑制することができる。したがって、検出部１５を介して検出されるレーザ光の強度変化を表す電気信号に含まれるノイズ成分を低減することができ、生体Ｈの押圧動作に伴う物理量検出精度をさらに向上させることができる。
【００７７】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｃの概略構成を示す図であり、図８は、図７に示す物理量検出センサ１Ｃにおける電界検出光学部７０に電気的に接続された信号処理系である電界検出部３２および情報処理回路４２の概略構成、ならびに電界伝達媒体である生体Ｈを介して検出電極２に対して電界を印加するための上記特許文献１に開示されたトランシーバの概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【００７８】
本実施形態の物理量検出センサ１Ｃにおける電界検出光学部７０は、図７および図８に示すように、ＥＯ結晶５の第２の側面５ｂに対して印加電極の代わりに取り付けられており、検出電極２と対向配置されており、接地された接地電極７１を備えている。
【００７９】
一方、本実施形態の物理量検出センサ１Ｃにおける生体Ｈには、例えばウェラブルコンピュータの一部としてのトランシーバ７５が取り付けられている。
【００８０】
このトランシーバ７５は、直接または絶縁膜等の絶縁部材を介して生体Ｈに接するように配置された印加電極７６と、電界生成用の情報生成機能等を有する情報処理回路７８と、この情報処理回路７８に対する情報の入出力に関するインタフェース機能を有するＩ／Ｏ回路８０と、このＩ／Ｏ回路８０を介して入力された電界生成用情報に基づく一定の電界を、印加電極７６を介して生体Ｈに誘起させる電界印加回路８２ａを含む電界印加部８２とを備えている。
【００８１】
なお、第３の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｃのその他の構成については、第１の実施の形態に係わる物理量検出センサ１の構成要素と略同等であるため、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【００８２】
次に、本実施形態の物理量検出センサ１Ｃの全体動作について説明する。
【００８３】
本実施形態において、生体Ｈに直接または絶縁膜等を介して当接された印加電極７６には、トランシーバ７５の情報処理回路７８および電界印加部８２を介して電界が誘起されている。
【００８４】
このとき、生体Ｈがその例えば一部を介して空間保持部３０の絶縁膜３に接触したとき、その生体Ｈに誘起された電界は、絶縁膜３を介して検出電極２に誘起される。
【００８５】
この検出電極２と共にＥＯ結晶５を挟んで対向配置された接地電極７１が接地されているため、ＥＯ結晶５には、印加電界に対応する検出電極２および接地電極７１間の一定の電位差Ｖｓが印加される。
【００８６】
この電界（電位差Ｖｓ）印加状態において、生体Ｈが絶縁膜３をＥＯ結晶５側へ向かって連続的に押圧したとする。
【００８７】
このとき、空間保持部３０の空間保持材料２５が縮小および復元自在な部材であるため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した押圧力により、空間保持材料２５は縮小し、絶縁膜３および検出電極２は一体にＥＯ結晶５側へ移動する。
【００８８】
検出電極２のＥＯ結晶５側への移動に応じて、検出電極２および接地電極７１間の電極間距離ｄが次第に連続して縮小していく。
【００８９】
このとき、ＥＯ結晶５に入射されたレーザ光Ｌ１は、その強度がＥＯ結晶５に印加されている検出電極２および接地電極７１間の電界Ｅの変化に基づくＥＯ結晶５の電気光学効果により変化し、その強度変化したレーザ光Ｌ２は、検出部１５を介して電気信号に変換され、信号処理回路３８、波形整形回路４０を介して増幅、波形整形処理等が施された後、Ｉ／Ｏ回路４４を介して情報処理回路４２に送信される。
【００９０】
本実施形態の情報処理回路４２には、第１実施形態と同様に、ＥＯ結晶５の第１の側面５ａおよび第２の側面５ｂ間の距離ｄ１が情報処理回路４２に記憶されているため、この情報処理回路４２により、電極間距離ｄおよび上記距離ｄ１から、空間保持部材２５自体の電極間方向の空間距離ｄ２を求めることができる。
【００９１】
以上述べたように、本実施形態によれば、生体Ｈにトランシーバ７５が取り付けられている場合には、その生体Ｈにトランシーバ７５から誘起された電界が物理量検出センサ１Ｃの検出電極２に対して印加され、検出電極２および接地電極７１間の電位差としてＥＯ結晶５に印加される。
【００９２】
このため、物理量検出センサ１Ｃにおいては、第１および第２の実施形態に係わる物理量検出センサ１、１Ａ〜１Ｂにおける電界印加部を設けることなく、単に接地電極７１を設けることにより、ＥＯ結晶５に電位を印加することが可能になる。
【００９３】
この結果、第１実施の形態の効果に加えて、物理量検出センサ１Ｃの小型化を図ることができる。また、トランシーバ７５を有していない生体が物理量検出センサ１Ｃの絶縁膜３に接触しても、物理量検出センサ１Ｃでは、その接触しか検出されない。このため、物理量検出センサ１Ｃの検出対象を限定することができ、物理量検出センサ１Ｃを用いた物理量検出におけるセキュリティ性を向上させることができる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、生体Ｈにトランシーバ７５が取り付けられていない場合であっても、生体Ｈが未接地であり、接地電極７１に対して所定の電位差を有している際には、その生体Ｈの絶縁膜３の接触により生体Ｈの上記電位差に基づく電界を絶縁膜３を介して検出電極２に誘起することができるため、物理量検出センサ１Ｃを生体Ｈの接触を検出する接触検出センサとして機能させることも可能である。
【００９５】
（第４の実施の形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｄの概略構成を示す図であり、図１０は、図９に示す物理量検出センサ１Ｄにおける電界検出光学部８５に電気的に接続された信号処理系である電界検出部３２および情報処理回路４２の概略構成、ならびに生体Ｈを介して検出電極２に対して電界を印加するための上記特許文献１に開示されたトランシーバの概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【００９６】
本実施形態の物理量検出センサ１Ｄにおける空間保持部５０は、第２の実施の形態と同様に、図９および図１０に示すように、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂに接するように固定配置された第１の接続電極５１を備えている。
【００９７】
また、物理量検出センサ１Ｄにおける電界検出光学部８５は、ＥＯ結晶５の第１の側面５ａに接するように固定配置された第２の接続電極６１を備えている。
【００９８】
さらに、物理量検出センサ１Ｄは、第１の接続電極５１および第２の接続電極６１間を電気的に接続する第３の接続電極６２を備えている。
【００９９】
本実施形態においても、第２の実施の形態と同様に、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂとＥＯ結晶５の第２の側面５ｂとの間の距離ｄ３は、情報処理回路４２に対して記憶されている。
【０１００】
そして、本実施形態の物理量検出センサ１Ｄにおける電界検出光学部８５は、第３の実施の形態と同様に、図９および図１０に示すように、ＥＯ結晶５の第２の側面５ｂに対して取り付けられた接地電極７１を備えており、本実施形態の物理量検出センサ１Ｄにおける生体Ｈに対しては、第３の実施の形態と同様の構成を有するトランシーバ７５が取り付けられている。
【０１０１】
なお、第４の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｄのその他の構成については、第１の実施の形態に係わる物理量検出センサ１および第３の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｃの構成要素と略同等であるため、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
【０１０２】
次に、本実施形態の物理量検出センサ１Ｄの全体動作について説明する。
【０１０３】
第３実施形態と同様に、トランシーバ７５により電界が誘起された生体Ｈがその例えば一部を介して空間保持部５０の絶縁膜３に接触し、その絶縁膜３をＥＯ結晶５へ向かって連続して押圧した場合、第１の接続電極５１および第２の接続電極６１がそれぞれ固定配置されているため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した押圧力により空間保持材料２５が縮小し、絶縁膜３および検出電極２は一体にＥＯ結晶５側へ移動する。
【０１０４】
このとき、本実施形態では、生体Ｈからの圧力が直接印加される空間保持部材２５（空間保持部５０）からＥＯ結晶５がフレキシブルな第３の接続電極６２を介して切り離されているため、上記空間保持部材２５への印加圧力のＥＯ結晶５側に対する作用が抑制されている。
【０１０５】
そして、検出電極２のＥＯ結晶５側への移動に応じて、検出電極２および接地電極７１間の電極間距離ｄが次第に連続して縮小していく。
【０１０６】
このとき、ＥＯ結晶５に入射されたレーザ光Ｌ１は、その強度がＥＯ結晶５に印加されている検出電極２および接地電極７１間の電界Ｅの変化に基づくＥＯ結晶５の電気光学効果により変化し、その強度変化したレーザ光Ｌ２は、検出部１５を介して電気信号に変換され、信号処理回路３８、波形整形回路４０を介して増幅、波形整形処理等が施された後、Ｉ／Ｏ回路４４を介して情報処理回路４２に送信される。
【０１０７】
本実施形態の情報処理回路４２には、第２の実施の形態と同様に、空間保持部材２５の第２の側面２５ｂとＥＯ結晶５の第２の側面５ｂとの間の距離ｄ３が記憶されているため、この情報処理回路４２により、電極間距離ｄおよび上記距離ｄ３から、空間保持部材２５自体の電極間方向の空間距離ｄ２を求めることができる。
【０１０８】
この結果、第３実施形態と同様に、空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係を表す関係データおよび空間距離ｄ２に基づいて、情報処理回路４２により、空間保持部材２５に対して生体Ｈから作用された押圧力や、生体Ｈの押圧部分の移動量および移動位置等をそれぞれ検出することができる。
【０１０９】
以上述べたように、本実施形態によれば、空間保持部材２５に接する第１の接続電極５１およびＥＯ結晶５に接する第２の接続電極６１をそれぞれ固定配置し、その第１および第２の電極５１および６１間を第３のフレキシブルな接続電極６２により接続している。このため、絶縁膜３および検出電極２へ作用した生体Ｈからの押圧力は、電界検出光学部８５に対してほとんど伝達されることがない。
【０１１０】
この結果、第３の実施の形態の効果に加えて、空間保持部５０の検出電極２を介して生体Ｈから印加された圧力に起因した電界検出光学部８５のＥＯ結晶５に対する悪影響を抑制することができる。したがって、検出部１５を介して検出されるレーザ光の強度変化を表す電気信号に含まれるノイズ成分を低減することができ、生体Ｈの押圧動作に伴う物理量検出精度をさらに向上させることができる。
【０１１１】
（第５の実施の形態）
図１１は、本発明の第５の実施の形態に係わる物理量検出センサ１Ｅの概略構成を示す図である。
【０１１２】
図１１に示すように、物理量検出センサ１Ｅは、図１および図２に示した検出電極に対応する複数の検出電極２ｘ１、・・・、２ｘｎを有しており、この複数の検出電極２ｘ１、・・・、２ｘｎが例えば列状あるいはマトリクス状に互いに非接触かつその一表面２ａが同一平面上に位置するように配列されている。
【０１１３】
また、物理量検出センサ１Ｅは、この検出電極２ｘ１〜２ｘｎのそれぞれの一表面２ａにその一表面２ａ全てを被覆する絶縁膜３ｘ（絶縁膜３に対応）を備えている。
【０１１４】
さらに、物理量検出センサ１Ｅは、検出電極２ｘ１〜２ｘｎのそれぞれに対応して設けられており、それぞれの検出電極２ｘ１〜２ｘｎを介して電界を検出するための電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎ（電界検出部３２に対応）と、この電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎに対応して設けられており、それぞれの電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎに対して電界を印加するための電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎ（電界印加部１３に対応）とを備えている。
【０１１５】
そして、物理量検出センサ１Ｅは、電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎがそれぞれ有するＥＯ結晶および対応する検出電極２ｘ１〜２ｘｎ間に間隔（空間）を空けて対向配置された空間保持部２５ｘ（空間保持部２５に対応）をさらに備えている。
【０１１６】
図１２は、図１１に示す物理量検出センサ１Ｅにおける電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎおよび情報処理回路４２の概略構成、ならびに電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎの概略構成をそれぞれ示すブロック図である。
【０１１７】
図１２に示すように、各電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎは、電界検出光学部２０を備えており、この電界検出光学部２０は、第１の実施の形態と同様に、対応する各検出電極２ｘ１〜２ｘｎに間隔を空けて対向配置されたＥＯ結晶５（図１参照）と、このＥＯ結晶５に対してその結晶５の主軸に対して４５°回転した偏光方向を有するレーザ光を出力する検出光出力部１０（図１参照）と、ＥＯ結晶５を通過してきたレーザ光の偏光状態変化をレーザ光の強度変化として検出し、検出したレーザ光の強度変化を電気信号に変換する検出部１５（図１参照）とを備えており、空間保持部材２５は、各検出電極２ｘ１〜２ｘｎと各電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎの各ＥＯ結晶５との間に介挿されており、その各間隔を、各検出電極２ｘ１〜２ｘｎおよび対応する各ＥＯ結晶５間の電気的絶縁性を保ちながら縮小および復元自在に保持可能になっている。
【０１１８】
各電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎは、各電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎの各ＥＯ結晶５に各検出光の光路を挟んで各検出電極２ｘ１〜２ｘｎに対向配置された印加電極１２と、外部機器接続用のＩ／Ｏ回路４６と、例えばこのＩ／Ｏ回路４６を介して入力された信号に基づく一定の電界を、各電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎの各印加電極１２および各検出電極２ｘ１〜２ｘｎ間の一定の電位差Ｖとして各印加電極２ｘ１〜２ｘｎを介してＥＯ結晶５に印加する電界印加回路４８とを備えている。
【０１１９】
また、各電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎは、第１の実施形態と同様に、検出部１５から出力された電気信号に対して、増幅処理、ノイズ除去処理等の信号処理を施す受信部３６の信号処理回路３８と、この信号処理回路３８により信号処理された電気信号に対して波形整形処理を施す波形整形回路４０と、この電気信号を受信データとして情報処理回路４２に送信するＩ／Ｏ回路４４とを備えている。
【０１２０】
物理量検出センサ１Ｅにおける情報処理回路４２には、第１の実施の形態と同様に、空間保持部材２５に作用される圧力と部材２５自体の変形との関係を表す関係データＲＤおよび各電界検出部３２ｘ１〜３２ｘｎの電界検出光学部２０における各ＥＯ結晶５の第１の側面５ａおよび第２の側面５ｂ間の距離ｄ１がそれぞれ記憶されている。
【０１２１】
次に本実施形態の物理量検出センサ１Ｅの全体動作について説明する。
【０１２２】
今、例えば時間Ａにおいて、接地されている生体Ｈが、その各検出電極２ｘ１〜２ｘｎの一端面２ａよりも面積が小さい操作部位（例えば、指先等）を介して、図１３に示すように、絶縁膜３ｘにおける検出電極２ｘｋ−１と検出電極２ｘｋ（１≦ｋ≦ｎ）との間の部分を接触かつ押圧し、以下、その押圧部分を検出電極２ｘｋに向けて連続的に移動させていき、時間Ｂにおいて、絶縁膜３ｘにおける検出電極２ｘｋに対向する部分に到達し、時間Ｃにおいて検出電極２ｘｋの対向部分を超え、時間Ｚにおいて検出電極２ｘｋ＋１に対向する部分にそれぞれ到達したとする。
【０１２３】
このとき、この生体Ｈの操作部位の移動に伴って、検出電極２ｘｋおよび印加電極１２間の電極間距離ｄが図１４に示すように連続的に変化し、この電極間距離ｄの変化に対応する電極間の電界Ｅの変化（減少）が対応する電界検出部３２ｘｋの電界検出光学部２０におけるレーザ光の連続的強度変化として検出部１５等を介して検出される。
【０１２４】
すなわち、本実施形態によれば、生体Ｈの一部の操作部位による絶縁膜３ｘ上（検出電極２ｘ１〜２ｘｋ上）における移動方向を、少なくともその移動軌跡周辺の電界検出部の検出部１５等を介して検出されるレーザ光の連続的強度変化に対応する電気信号変化に基づいて容易に検出することができる。
【０１２５】
なお、本実施形態においても、例えば、第３の実施の形態のように、各電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎを各接地電極に置き換えて各電界印加部１３ｘ１〜１３ｘｎを取り除き、生体Ｈに取り付けられたトランシーバにより生体Ｈに誘起された電界を各検出電極２ｘ１〜２ｘｎに誘起させることも可能である。
【０１２６】
また、本実施形態においては、接地されている生体Ｈが、その各検出電極２ｘ１〜２ｘｎの一端面２ａよりも面積が小さい部分（例えば、指先等）を介して、絶縁膜３ｘを押圧した場合について説明したが、例えば、絶縁膜３ｘにおける生体Ｈ１の少なくとも一部の部位が検出電極２ｘ１〜２ｘｎの少なくとも１つの検出電極に対応する部分に接触したとき、絶縁膜３ｘにおける少なくとも１つの検出電極の周囲の検出電極に対応する部分に同時に接触する場合、すなわち、絶縁膜３ｘにおける複数の検出電極に対応する部分にまたがって生体Ｈ１の少なくとも一部の部位が接触する場合においても、優れた効果を発揮する。
【０１２７】
すなわち、図１５に示すように、例えば検出電極２ｘ１〜２ｘ３に沿った方向の断面が楕円形状を有する生体Ｈ１が絶縁膜３ｘにおける上記検出電極２ｘ１〜２ｘ３に対応する部分にまたがって同時に接触・押圧した場合、その検出電極２ｘ１〜２ｘ３それぞれに対する接触・押圧部分の形状に応じて空間保持部材２５ｘが縮小して、それぞれの検出電極２ｘ１〜２ｘ３の印加電極１２間の距離（最短距離）がｄｘ１〜ｄｘ３に変化する。
【０１２８】
このとき、本実施形態の物理量検出センサ１Ｅによれば、それぞれの電極間距離ｄｘ１〜ｄｘ３に対応する電極間の電界Ｅの変化（減少）が対応する電界検出部３２ｘ１〜３２ｘ３の電界検出光学部２０におけるレーザ光の連続的強度変化として検出部１５等を介して検出される。
【０１２９】
すなわち、本実施形態によれば、生体Ｈ１の少なくとも一部の部位が絶縁膜３ｘ上（検出電極２ｘ１〜２ｘｋ上）における複数の電極に対応する部分に対して接触・押圧した際に、その生体Ｈ１の押圧部分の形状を、対応する押圧した複数の検出電極と印加電極との間の最短距離の変化およびその電極間距離変化に対応する電界Ｅの変化としてそれぞれ検出することができる。
【０１３０】
このため、本実施形態に係わる物理量検出センサ１Ｅを、生体Ｈ１の形状検出センサとして利用することができ、物理量検出センサ１Ｅの実用性をさらに向上させることができる。
【０１３１】
なお、第１〜第４の実施の形態においては、物理量検出センサの検出対象となる物理変化を起こす物体を生体としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、生体以外の物体であってもよい。
【０１３２】
また、第１〜第４の実施の形態においては、信号処理回路を電界検出部の外に構成したが、電界検出部の中に一体に構成してもよい。
【０１３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の物理量検出センサによれば、第１の電極部と電気光学結晶間との間に、その間隔を、第１の電極部および電気光学結晶間の電気的絶縁性を保ちながら縮拡自在に保持する空間保持部材を設けたため、物体による第１の電極部に対する例えば押圧等の物理的変化に伴う物理量（押圧力、物体の移動量および移動位置等）を第１の電極部および第２の電極部間の電界変化として検出することができる。
【０１３４】
したがって、上述した物体による第１の電極部に対する例えば押圧等の物理的変化に伴う物理量、すなわち、物体の物理的変化に伴って連続的（アナログ的）に変化する物理量を容易に検出することが可能になる。この結果、物理量検出センサの検出対象を大幅に高めることができ、物理量検出センサの実用性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図２】図１に示す物理量検出センサにおける電界検出光学部に電気的に接続された信号処理系である電界検出部および情報処理回路の概略構成、ならびに電界印加部の概略構成をそれぞれ示すブロック図。
【図３】第１の実施の形態に係わる検出電極および印加電極間の電界変化および電極間距離の変化との関係を表す図。
【図４】第１の実施の形態の変形例に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図６】図５に示す物理量検出センサにおける電界検出光学部に電気的に接続された信号処理系である電界検出部および情報処理回路の概略構成、ならびに電界印加部の概略構成をそれぞれ示すブロック図。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図８】図７に示す物理量検出センサにおける電界検出光学部に電気的に接続された信号処理系である電界検出部および情報処理回路の概略構成、ならびに電界伝達媒体である生体を介して検出電極に対して電界を印加するための特許文献１に開示されたトランシーバの概略構成をそれぞれ示すブロック図。
【図９】本発明の第４の実施の形態に係わる電気光学効果を用いた物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図１０】図９に示す物理量検出センサにおける電界検出光学部に電気的に接続された信号処理系である電界検出部および情報処理回路の概略構成、ならびに生体を介して検出電極に対して電界を印加するための特許文献１に開示されたトランシーバの概略構成をそれぞれ示すブロック図。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係わる物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図１２】図１１に示す物理量検出センサにおける電界検出部および情報処理回路の概略構成、ならびに電界印加部の概略構成をそれぞれ示すブロック図。
【図１３】第５の実施の形態に係わる生体の移動と検出電極および印加電極間の電界変化との関係を表す図。
【図１４】第５の実施の形態に係わる検出電極および印加電極間の電界変化および電極間距離の変化との関係を表す図。
【図１５】本発明の第５の実施の形態の変形例に係わる物理量検出センサの概略構成を示す図。
【図１６】第５の実施の形態の変形例に係わる生体の押圧部分の形状と検出電極および印加電極間の電界変化との関係を表す図。
【符号の説明】
１、１Ａ〜１Ｅ…物理量検出センサ
２、２ｘ１〜２ｘｎ…検出電極
５…ＥＯ結晶
１２、７６…印加電極
１３、８２…電界印加部
１３ｘ１〜１３ｘｎ…電界印加部
１５…検出部
２０…電界検出光学部
２５、２５ｘ…空間保持部材
２ｘ１〜２ｘｎ…検出電極
３０…空間保持部
３２、３２ｘ１〜３２ｘｎ…電界検出部
３６…受信部
３８…信号処理回路
４０…波形整形回路
４２、７８…情報処理回路
５０…空間保持部
５１…第１の接続電極
６０、７０…電界検出光学部
６１…第２の接続電極
６２…第３の接続電極
７１…接地電極
７５…トランシーバ
８２ａ…電界印加回路
【図１】
2004271286.tif 000003
【図２】
2004271286.tif 000004
【図３】
2004271286.tif 000005
【図４】
2004271286.tif 000006
【図５】
2004271286.tif 000007
【図６】
2004271286.tif 000008
【図７】
2004271286.tif 000009
【図８】
2004271286.tif 000010
【図９】
2004271286.tif 000011
【図１０】
2004271286.tif 000012
【図１１】
2004271286.tif 000013
【図１２】
2004271286.tif 000014
【図１３】
2004271286.tif 000015
【図１４】
2004271286.tif 000016
【図１５】
2004271286.tif 000017
【図１６】
2004271286.tif 000018