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CN103852088A - 触觉传感器 - Google Patents

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CN103852088A
CN103852088A CN201310632826.5A CN201310632826A CN103852088A CN 103852088 A CN103852088 A CN 103852088A CN 201310632826 A CN201310632826 A CN 201310632826A CN 103852088 A CN103852088 A CN 103852088A
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CN
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electrode
electrodes
substrate
sensors
stacked
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CN201310632826.5A
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任洙澈
朴浚我
田尚勋
朴钟辰
任正均
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Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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    • B25J19/02—Sensing devices
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Abstract

一种触觉传感器包括：第一基板，包括多个第一电极；第二基板，包括与多个第一电极对应的多个第二电极；以及介电物质，设置在第一基板和第二基板之间，其中，与第一电极中的任一个对应的第二电极相对于第一电极中的所述任一个在一个方向上偏离，而与邻近第一电极中的所述任一个的另一个第一电极对应的第二电极在另一个方向上偏离。

Description

触觉传感器
本申请要求于2012年12月5日在韩国知识产权局提交的第10-2012-0140032号韩国专利申请的优先权权益，该申请的内容通过引用包含于此。
技术领域
下面描述的一个或更多个示例实施例涉及触觉传感器。
背景技术
触觉感测是指用于以接触或触觉方式感测并提供物体或环境的物理特性的技术。
发明内容
根据一个或更多个示例实施例，可以提供一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：第一基板，包括多个第一电极；第二基板，包括与所述多个第一电极对应的多个第二电极；以及介电物质，设置在第一基板和第二基板之间，其中，与第一电极中的任一个对应的第二电极在一个方向上偏离第一电极中的所述任一个或与第一电极中的所述任一个分开，而与邻近第一电极中的所述任一个的另一个第一电极对应的第二电极在另一个方向上与所述另一个第一电极分开。
第一电极中的所述任一个和与第一电极中的所述任一个对应的第二电极可以与所述另一个第一电极和与所述另一个第一电极对应的第二电极线对称。
当从上方观察第一基板和第二基板时，彼此对应的第一电极和第二电极可以仅部分地叠置。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容可以增大或减小，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少一部分和对应的第二电极之间的电容可以减小或增大。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容可以减小或增大，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容可以增大或减小。
当向第一基板施加力时，第一基板可以相对于第二基板水平和垂直地移动，并且可以使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
至少四个第一电极和与所述至少四个第一电极对应的至少四个第二电极可以形成一个单元组，单元组中包括的所述至少四个第一电极和所述至少四个第二电极可以分开预定间隔，并且单元组中包括的所述至少四个第一电极可以布置得比单元组中包括的至少四个第二电极更开，使彼此分开的距离更大，使得所述至少四个第一电极的内侧部与所述至少四个第二电极的外侧部叠置。
一个单元组可以包括四个第一电极和与所述四个第一电极对应的四个第二电极，所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的顶角，并且所述四个第一电极可以被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
当向第一基板或第二基板施加垂直力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容可以增大。
介电物质可以是能伸展并能压缩的。
介电物质可以是包括硅树脂或聚合物的合成物。
介电物质的一部分即没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分可以形成为空腔。
介电物质可以包括凹进以允许气流通过或空气流动的空气通路。
第一电极和第二电极可以由石墨烯制成。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：第一基板，包括多个第一电极；第二基板，包括与所述多个第一电极对应的多个第二电极；以及介电物质，设置在第一基板和第二基板之间，其中，第一电极和第二电极被交替地布置成彼此仅部分地叠置，当在第一方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容可以增大或减小，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少一部分和对应的第二电极之间的电容以与当在第一方向上向第一基板施加剪力时相反的方式变化。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容可以增大或减小，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容可以以与当在第一方向上向第一基板施加剪力时相反的方式变化。
至少四个第一电极和与所述至少四个第一电极对应的至少四个第二电极可以形成一个单元组，单元组中包括的所述至少四个第一电极和所述至少四个第二电极可以分开预定间隔，并且单元组中包括的所述至少四个第一电极可以被布置得比单元组中包括的至少四个第二电极更开，使得所述至少四个第一电极的内侧部与所述至少四个第二电极的外侧部叠置。
一个单元组可以包括四个第一电极和与所述四个第一电极对应的四个第二电极，所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的顶角，并且所述四个第一电极可以被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
当向第一基板或第二基板施加垂直力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容可以增大。
介电物质可以是能伸展并能压缩的。
介电物质可以是包括硅树脂或聚合物的合成物。
介电物质的一部分即没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分可以形成为空腔。
第一电极和第二电极可以由石墨烯制成。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种传感器，所述传感器包括：第一基板，包括四个第一电极；以及第二基板，包括四个第二电极，所述四个第二电极按分别不同的区域仅与所述四个第一电极部分地叠置，第二基板与第一基板分开。
仅与所述四个第一电极中的任一个部分地叠置的第二电极可以在一个方向上与所述四个第一电极中的所述任一个分开，而仅与邻近所述四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极部分地叠置的第二电极在另一个方向上与所述另一个第一电极分开。
与所述四个第一电极中的任一个全部或部分地叠置的第二电极可以和与邻近四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极全部或部分地叠置的第二电极线对称。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容可以增大或减小，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的所述至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容可以减小或增大。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容可以减小或增大，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容可以增大或减小。
当向第一基板施加力时，第一基板可以相对于第二基板水平和垂直地移动，并且可以使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并可以使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
所述四个第一电极和所述四个第二电极可以分开预定间隔，并且所述四个第一电极可以被布置得比所述四个第二电极更开，使得所述四个第一电极的内侧部与所述四个第二电极的外侧部叠置。
所述四个第一电极和所述四个第二电极可以被布置成分别形成虚拟矩形的四个顶角，并且所述四个第一电极可以被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
当向第一基板或第二基板施加垂直力时，所述四个第一电极中的至少一部分和与所述四个第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容可以增大。
可以在第一基板和第二基板之间设置介电物质并且介电物质是能伸展并能压缩的。
介电物质可以是包括硅树脂或聚合物的合成物。
介电物质的一部分即没有与所述四个第一电极叠置也没有与所述四个第二电极叠置的部分可以形成为空腔。
介电物质可以包括凹进以允许气流通过或空气流动的空气通路。
所述四个第一电极和所述四个第二电极可以由石墨烯制成。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种传感器，所述传感器包括：第一基板，包括四个第一电极；以及第二基板，与第一基板分开，第二基板包括四个第二电极，所述四个第二电极仅与所述四个第一电极部分地叠置并且被布置得比所述四个第一电极更开。
仅与所述四个第一电极中的任一个部分地叠置的第二电极可以在一个方向上与所述四个第一电极中的所述任一个分开，而仅与邻近第一电极中的所述任一个的另一个第一电极部分地叠置的第二电极在另一个方向上与所述另一个第一电极分开。
所述四个第一电极中的任一个和仅与所述四个第一电极中的所述任一个部分地叠置的第二电极可以与邻近所述四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极和仅与所述另一个第一电极部分地叠置的第二电极线对称。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容可以增大或减小，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的所述至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容可以减小或增大。
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容可以减小或增大，并且当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容可以增大或减小。
当向第一基板施加力时，第一基板可以相对于第二基板水平和垂直地移动，并且可以使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并可以使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
所述四个第一电极的外侧部和所述四个第二电极的内侧部可以彼此叠置。
所述四个第一电极和所述四个第二电极可以被布置成分别形成虚拟矩形的四个顶角，并且所述四个第二电极可以被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第一电极与虚拟矩形的中心的距离长。
当向第一基板或第二基板施加垂直力时，所述四个第一电极中的至少一部分和对应的第二电极之间的电容可以增大。
可以在第一基板和第二基板之间设置介电物质并且介电物质可以是能伸展并能压缩的。
介电物质可以是包括硅树脂或聚合物的合成物。
介电物质的一部分即没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分可以形成为空腔。
介电物质可以包括凹进以允许气流通过的空气通路。
所述四个第一电极和所述四个第二电极可以由石墨烯制成。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：上基板，包括多个第一电极；下基板，包括多个第二电极；电介质，设置在上基板和下基板之间。第一电极和第二电极包括：第一组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第一组的每个第一电极被设置成相对于对应的第二电极中的每个在第一方向上移位，同时仍然与第一组的对应的第二电极中的每个部分地叠置第一预定量；以及第二组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第二组的每个第一电极被设置成相对于对应的第二电极中的每个在第二方向上移位，同时仍然与第二组的对应的第二电极中的每个部分地叠置第二预定量。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：上基板，包括多个第一电极；下基板，包括多个第二电极；电介质，设置在上基板和下基板之间。第一电极和第二电极包括：第一组，包括均被设置成彼此叠置第一预定量的第一电极和对应的第二电极；以及第二组，包括均被设置成彼此叠置第二预定量的第一电极和对应的第二电极。
根据一个或更多个示例实施例，还可以提供一种触觉传感器，所述触觉传感器包括：上基板，包括多个第一电极；下基板，包括多个第二电极；电介质，设置在上基板和下基板之间。第一电极和第二电极包括：第一组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第一组的每个第一电极被设置成与第一组的每个对应的第二电极叠置第一预定量；以及第二组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第二组的每个第一电极被设置成与第二组的每个对应的第二电极叠置所述第一预定量。
示例实施例的另外的方面、特征和/或优点将在随后的描述中部分地阐述，并且将部分地根据描述而清楚，或者可以通过实践本公开而获知。
附图说明
根据下面结合附图对示例实施例的描述，这些和/或其它方面和优点将变得清楚并且更容易理解，在附图中：
图1示出根据示例实施例的触觉传感器的分解透视图；
图2示出图1的触觉传感器的平面图；
图3示出图1的触觉传感器的剖视图；
图4示出根据其它示例实施例的触觉传感器的剖视图；
图5示出根据另外的其它示例实施例的触觉传感器的剖视图；
图6示出根据示例实施例的当在x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图7示出根据示例实施例的当在负x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图8示出根据示例实施例的当在y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图9示出根据示例实施例的当在负y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图10示出根据示例实施例的当在z轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图11示出根据其它示例实施例的触觉传感器的平面图；
图12示出根据其它示例实施例的当在x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图13示出根据其它示例实施例的当在负x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图14示出根据其它示例实施例的当在y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化；
图15示出根据其它示例实施例的当在负y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。
具体实施方式
现在，将详细参照示例实施例，在附图中示出了示例实施例的示例，其中，类似的附图标记始终表示类似的元件。
图1示出根据示例实施例的触觉传感器100的分解透视图。图2示出触觉传感器100的平面图并且图3示出触觉传感器100的剖视图。
参照图1至图3，触觉传感器100可以包括例如上基板110、下基板120、设置到上基板110的第一电极130、设置到下基板120的第二电极140、设置在上基板110和下基板120之间的介电物质150。
上基板110可以设置成平板形式，以形成触觉传感器100的上表面。下基板120可以形成触觉传感器100的下表面，并且也可以设置成平板形式。上基板110和下基板120可以由具有优良电特性的聚酰亚胺制成，但这并非限制。电布线可以安装在上基板110和下基板120处。电布线可以连接到外部电源（未示出），使得第一电极130和第二电极140被供电。
多个第一电极130可以附着到上基板110。多个第二电极140可以附着到下基板120。在图1中，第一电极130和第二电极140是平坦的矩形形状。然而，第一电极130和第二电极140的形状不限于矩形形状，而是可以可选择地是任何其它平坦的形状。第一电极130和第二电极140可以由对于电极而言公知的材料例如石墨烯制成。多个第一电极130可以连接到上基板110，并且可以彼此分开预定间隔。当外部电源连接到第一电极130和第二电极140时，相反的电极性被施加到第一电极130和第二电极140。例如，当正极性被施加到第一电极130时，负极性可以被施加到第二电极140。相反地，当负极性被施加到第一电极130时，正极性可以被施加到第二电极140。
多个第一电极130可以分别对应于多个第二电极140。也就是说，多个第一电极130可以基于一对一的关系匹配多个第二电极140。换句话讲，对于每个第一电极130，存在匹配的或对应的第二电极140。这里，当上基板110覆盖下基板120的上部时，与第一电极130对应的第二电极140可以被设置成面对第一电极130的至少一部分。也就是说，与第一电极130对应的第二电极140可以被设置成使得每个第二电极的至少一部分与对应的第一电极130的一部分叠置。
当向上基板110施加剪力时，第一电极130可以相对于与第一电极130对应的第二电极140在剪力的方向上移动。例如，当向右地向上基板110施加剪力时，第一电极130可以相对于对应的第二电极140向右移动。当向左地向上基板110施加剪力时，第一电极130可以相对于对应的第二电极140向左移动。因此，当向上基板110或下基板120施加剪力时，第一电极130和第二电极140彼此面对的面积可以增大或减小。也就是说，第一电极130的与对应的第二电极140叠置的部分会发生变化。
第一电极130和第二电极140彼此部分地面对并且相反的极性被施加到第一电极130和第二电极140。因此，可以在第一电极130和第二电极140之间的空间中产生电场。按照与电容器类似的方式，电荷可以积聚在第一电极130和第二电极140处。
介电物质150可以设置在上基板110和下基板120之间。详细地，介电物质150可以设置在第一电极130和第二电极140之间。当向介电物质150施加电场时，在介电物质150处可发生电极化，但不产生直流。介电物质150可以基本上为平行六面体形状，例如长方体形状，以被设置在上基板110和下基板120之间。介电物质150可以具有大于或等于上基板110和下基板120的表面积的表面积。介电物质150可以包括容易伸展并压缩的具有高介电常数的材料。例如，介电物质150可以是包括硅树脂或聚合物的合成物。由于介电物质150由能伸展并能压缩的材料制成，因此当向上基板110或下基板120施加垂直力时，介电物质150可以被压缩，然后可以返回到初始形状。
当ε代表介电物质150的介电常数时，可以如下地表达第一电极130和对应的第二电极140之间的电容C。
C = ϵ A d
这里，ε代表介电物质150的介电常数，A代表第一电极130和对应的第二电极140彼此面对或叠置的面积，d代表第一电极130和第二电极140之间的距离。当向上基板110或下基板120施加剪力并因此第一电极130和对应的第二电极140面对的面积A减小时，第一电极130和第二电极140之间的电容可以减小。当面积A增大时，第一电极130和第二电极140之间的电容可以增大。当向上基板110或下基板120施加垂直力时，由此压缩介电物质150并且减小第一电极130和对应的第二电极140之间的距离d。因此，第一电极130和对应的第二电极140之间的电容可以增大。因此，在实施例中，可以同时测量垂直力和包括剪力的水平力。
第一电极130和第二电极140中的每个可以包括适于测量第一电极130和第二电极140之间的电容的电容计（未示出）。当在水平方向上向上基板110或下基板120施加剪力以检测第一电极130和第二电极140之间的电容的变化并且测量剪力的方向时，当从上基板110上方观看时，第一电极130和对应的第二电极140需要仅部分地叠置，如图2中所示。当从上基板110上方以透视方式观察第一电极130和第二电极140时，如图2中所示，第一电极130和对应的第二电极140可以交替地布置，从而彼此仅部分地叠置。
当第一电极130和对应的第二电极140完全叠置并且当向上基板110施加剪力时，不管第一电极130的移动方向如何，第一电极130和对应的第二电极140叠置的面积A都减小。也就是说，当第一电极130和对应的第二电极140具有彼此完全对准的周边时并且当向上基板110施加剪力时，不管第一电极130的移动方向如何，第一电极130和对应的第二电极140叠置的面积A都将减小。因为不管第一电极130的移动方向如何，由于剪力导致的第一电极130和第二电极140之间的电容的变化都会类似，所以不能测量施加到上基板110的剪力的方向。另外，当第一电极130和对应的第二电极140完全叠置时，剪力可以被施加到上基板110并且第一电极130和对应的第二电极140之间叠置的面积A可以减小，而不管第一电极130是向右移动还是向左移动。因此，第一电极130和对应的第二电极140之间的电容可以减小。结果，不能检测施加到上基板110的剪力的方向。
可以设置至少四对第一电极130和第二电极140来区分施加到上基板110的预定区域的剪力的至少四个方向，即，向上的方向、向下的方向、向右的方向和向左的方向。参照图2，如上所述，上基板110的第一区210包括四对第一电极130和对应的第二电极140。第一区210中包括的四个第一电极130和与这四个第一电极130对应的四个第二电极140可以被设置成彼此分开预定间隔。四个第一电极130彼此间分开的距离可以大于四个第二电极140彼此间分开的距离。因此，第一区210中包括的四个第一电极130的内顶角和第一区210中包括的四个第二电极140的外顶角可以叠置，如图2中所示。
如图2中所示，四个第一电极130和四个第二电极140被布置成分别形成虚拟矩形的顶角，并且四个第一电极130被设置成与虚拟矩形的中心的距离比四个第二电极140与虚拟矩形的中心的距离长。
相对于第一电极130，对应的第二电极140可以在预定方向上分开。相对于邻近该第一电极130的另一个第一电极131，另一个对应的第二电极141可以在预定方向的反方向上分开。
据此，当向左地向第一区210施加剪力时，上基板110可以相对于下基板120向左移动。因此，第一电极131和第二电极141之间的电容可以减小。当向右地向第一区210施加剪力时，第一电极130和第二电极140之间的电容以及第一电极131和第二电极141之间的电容可以增大。也就是说，当向左或向右地向第一区210施加剪力时，第一电极130和第二电极140之间的电容可以按与设置在左下位置的第一电极131和第二电极141之间的电容相同的方式增大或减小。
当向上地向第一区210施加剪力时，设置在第一区210的左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以减小，而设置在左下位置的第一电极131和第二电极141之间的电容可以增大。相反地，当向下地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以增大，而设置在左下位置的第一电极131和第二电极141之间的电容可以减小。也就是说，当向上或向下地施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以按与设置在左下位置的第一电极131和第二电极141之间的电容相反的方式增大或减小。因此，根据在预定区域中是水平地还是垂直地施加剪力，邻近的第一电极和对应的第二电极之间的电容可以按相同方式或按相反方式增大和减小。这是因为，当第二电极相对于对应的第一电极在预定方向上分开时，邻近的第二电极相对于对应的第一电极在反方向上分开。例如，参照图2，与第一电极130对应的第二电极140从第一电极130向下地分开。与第一电极131对应的第二电极141从第一电极131在反方向上（即，向上地）分开。
以类似方式，与第一电极130对应的第二电极140可以相对于第一电极130向右分开。与邻近第一电极130的第一电极132对应的第二电极142可以相对于第一电极132在反方向上（即，向左地）分开。
当向下地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容以及设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容可以增大。当向上地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容以及设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容可以减小。
也就是说，当向下和向上地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以按与设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容相同的方式增大和减小。
当向左地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以减小，而设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容可以增大。
相反地，当向右地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以增大，而设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容可以减小。
也就是说，当向左和向右地向第一区210施加剪力时，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140之间的电容可以按与设置在右上位置的第一电极132和第二电极142之间的电容相反的方式增大和减小。
对于设置在第一区210的左上位置的第一电极130和第二电极140以及设置在右上位置的第一电极132和对应的第二电极142，根据在预定区域中是水平地还是垂直地施加剪力，邻近的第一电极和对应的第二电极之间的电容可以按相同方式或相反方式增大和减小。因此，上基板110的第一区210包括至少四个第一电极和对应的四个第二电极，并且这四对第一电极和对应的第二电极以及邻近的第一电极和第二电极被设置成使得下基板相对于上基板的相对位置是相反的。因此，可以实现电容增大和减小的四种不同组合，即用于区分剪力的向上、向下、向左和向右方向的组合。
第一区210的至少四对第一电极和对应的第二电极以及邻近的第一电极和第二电极被设置成使得下基板相对于上基板的相对位置是相反的以区分力方向的上述构造也可以被应用于上基板110的第二区220。第一区210和第二区210可以形成触觉传感器100中的用于区分向上、向下、向左和向右方向的一个单元组。
为了将施加到第一区210的剪力的方向至少分为向上、向下、向左和向右方向，第一电极130和对应的第二电极140可以关于虚拟直线A分别与邻近第一电极130和第二电极140的第一电极131和对应的第二电极141对称地设置。也就是说，邻近的第一电极和对应的第二电极被参照虚拟线布置成贴花（decalcomania）型。以类似方式，设置在左上位置的第一电极130和第二电极140可以关于虚拟直线B与邻近第一电极130和第二电极140的第一电极132和对应的第二电极142对称地设置。为了产生电容增大和减小的四种不同组合，即用于区分施加到上基板110或下基板120的剪力的向上、向下、向左和向右方向的组合，第一电极和对应的第二电极必须与邻近的第一电极和第二电极线对称。
当第一电极和对应的第二电极与邻近的第一电极和第二电极线对称时，在一个单元组中，电容的增大或减小量可以相等。然而，虽然第一电极和对应的第二电极与邻近的第一电极和第二电极没有线对称，但当第一电极和对应的第二电极与邻近的第一电极和第二电极被布置成使得下基板相对于上基板的相对位置相反时，可以实现电容增大和减小的四种不同组合，即用于区分施加到上基板110或下基板120的剪力的向上、向下、向左和向右方向的组合。
以下，随后将参照图11至图15描述形成用于区分剪力的向上、向下、向左、向右方向的四种不同组合的实施例。
图4示出根据其它示例实施例的触觉传感器的剖视图。
参照图4，在介电物质150中可以形成空的空间形式的空腔151。详细地，空腔151可以设置在第一电极130和第二电极140没有叠置（也就是说，没有彼此面对）的位置。
在第一电极130和第二电极140叠置的位置，介电物质150一定会增大介电常数，因此增大电容。因此，示例性地，空腔151可以设置在第一电极130和第二电极140没有叠置的位置。
由于存在空腔151，因此即使在施加到上基板110或下基板120的微小程度的剪力或垂直力的作用下，介电物质150也可以大大伸展或压缩。因此，触觉传感器100对于外力的敏感度可以增大。
图5示出根据另外的其它示例实施例的触觉传感器的剖视图。
参照图5，介电物质150可以包括设置成各种形状的多个空气通路152。详细地，可以通过使介电物质150的上表面或下表面的一部分凹进来形成空气通路152。空气通路152可以在介电物质150的长度方向上延伸。
在图5中，空气通路152的横截面被示出为V形。然而，空气通路152的横截面不特定地限于V形，而是可以是各种形状。
空气通路152可以提供允许气流通过的通路。触觉传感器100的外部空气可以流入空气通路152中。相反地，触觉传感器100的内部空气可以通过空气通路152流出。
由于存在空气通路152，因此当向上基板110或下基板120施加剪力或垂直力时，即使在微小程度的剪力或垂直力的作用下，介电物质150也可以大大伸展或压缩，触觉传感器100对于外力的敏感度可以增大。
图6示出当在x轴方向上向根据示例实施例的触觉传感器施加剪力时电容的变化。图7示出当在负x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图8示出当在y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图9示出当在负y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图10示出当在z轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。
参照图6至图10，首先，第一电极130和第二电极140被如图2的第一区210中那样地布置，作为示例。
参照图6，例如，当在x轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在x轴方向上（即，向右地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，设置在左边位置的两对第一电极130和131与对应的第二电极140和141彼此面对的面积增大，从而分别增大（+）电容。如图6中所示，第一电极130和131已完成它们的向右移动，结果是第一电极130和131与第二电极140和141在y轴上完美地对准，也就是说，第一电极130和第二电极140的垂直边缘对准并且第一电极131和第二电极141的垂直边缘对准。因此，由第一电极130和131在x轴方向上的移动造成的电极叠置表面积的量最大。因此，在图6中示出的实施例中，第一电极130和131已移动x轴方向上可能的最大距离，从而导致x轴方向上的最大可测量力。另外，由于设置在右边位置的两对第一电极132和133与对应的第二电极142和143彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左上位置的第一电极130和第二电极140的电容与设置在左下位置的第一电极131和第二电极141的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在右上位置的第一电极132和第二电极142的电容与设置在右下位置的第一电极133和第二电极143的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测x轴方向（即，向右方向）上操作的剪力。
参照图7，当在负x轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在负x轴方向上（即，向左地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在右边位置的两对第一电极132和133与对应的第二电极142和143彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。如图7中所示，第一电极132和133已完成它们在负x轴方向上的移动，结果是第一电极132和133与第二电极142和143在y轴上完美地对准，也就是说，第一电极132和第二电极142的垂直边缘对准并且第一电极133和第二电极143的垂直边缘对准。因此，由第一电极132和133在负x轴方向上的移动造成的电极叠置表面积的量最大。因此，在图7中示出的实施例中，第一电极132和133已移动负x轴方向上可能的最大距离，从而导致负x轴方向上的最大可测量力。另外，由于设置在左边位置的两对第一电极130和131与对应的第二电极140和141彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在右上位置的第一电极132和第二电极142的电容与设置在右下位置的第一电极133和第二电极143的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在左上位置的第一电极130和第二电极140的电容与设置在左下位置的第一电极131和第二电极141的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测负x轴方向（即，向左方向）上操作的剪力。
参照图8，当在y轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在y轴方向上（即，向上地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在下边位置的两对第一电极131和133与第二电极141和143彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。如图8中所示，第一电极131和133已完成它们在y轴方向上的移动，结果是第一电极131和133与第二电极141和143在x轴上完美地对准，也就是说，第一电极131和第二电极141的水平边缘对准并且第一电极133和第二电极143的水平边缘对准。因此，由第一电极131和133在y轴方向上的移动造成的电极叠置表面积的量最大。因此，在图8中示出的实施例中，第一电极131和133已移动y轴方向上可能的最大距离，从而导致y轴方向上的最大可测量力。另外，由于设置在上边位置的两对第一电极130和132与对应的第二电极140和142彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左下位置的第一电极131和第二电极141的电容与设置在右下位置的第一电极133和第二电极143的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在右上位置的第一电极132和第二电极142的电容与设置在左上位置的第一电极130和第二电极140的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测y轴方向（即，向上方向）上操作的剪力。
参照图9，当在负y轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在负y轴方向上（即，向下地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在上边位置的两对第一电极130和132与对应的第二电极140和142彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。如图9中所示，第一电极130和132已完成它们在负y轴方向上的移动，结果是第一电极130和132与第二电极140和142在x轴上完美地对准，也就是说，第一电极130和第二电极140的水平边缘对准并且第一电极132和第二电极142的水平边缘对准。因此，由第一电极130和132在负y轴方向上的移动造成的电极叠置表面积的量最大。因此，在图9中示出的实施例中，第一电极130和132已移动负y轴方向上可能的最大距离，从而导致负y轴方向上的最大可测量力。另外，由于设置在下边位置的两对第一电极131和133与对应的第二电极141和143彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左上位置的第一电极130和第二电极140的电容与设置在右上位置的第一电极132和第二电极142的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在左下位置的第一电极131和第二电极141的电容与设置在右下位置的第一电极133和第二电极143的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测负y轴方向（即，向下方向）上操作的剪力。
因此，可以使用上基板110的第一电极的移动距离并使用介电物质150的变形程度来计算剪力的强度。
参照图10，当在z轴方向上向上基板110或下基板120施加剪力或垂直力时，介电物质150变得扁平或被压缩，而与上基板110和下基板120连接的第一电极和第二电极保持不动。与上基板110连接的第一电极和与下基板120连接的第二电极在z轴方向上移动，从而减小第一电极和第二电极之间的距离。因此，第一区210中的四对第一电极和第二电极之间的距离减小。因此，四对第一电极和第二电极的电容都增大。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当四对第一电极和第二电极中的每对电极的电容都增大，也就是说，被检测为是正（+）时，触觉传感器100可以检测垂直施加到上基板110或下基板120的z轴方向上操作的垂直力。另外，可以使用介电物质150的变形程度来计算垂直力的强度。
图11示出根据其它示例实施例的触觉传感器的平面图。图12示出当在x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图13示出当在负x轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图14示出当在y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。图15示出当在负y轴方向上向触觉传感器施加剪力时电容的变化。
参照图11至图15，以与前面实施例类似的方式，第一电极330、331、332和333和与第一电极330、331、332和333分别对应的第二电极340、341、342和343以交替方式布置，使得第一电极330、331、332和333与第二电极340、341、342和343仅彼此部分地叠置。另外，以与前面实施例相同的方式，相对于第一电极，与第一电极对应的第二电极可以在预定方向上分开。相对于邻近前述第一电极的另一个第一电极，与所述另一个第一电极对应的第二电极可以在预定方向的反方向上分开。
与前面的实施例相比，第一电极可以不是正方形形状，而是可以为矩形形状或者长方形形状。因此，第一电极和对应的第二电极可以不与邻近的第一电极和对应的第二电极线对称。
在本示例实施例中，在向上基板110施加剪力之前，第一电极330和第二电极340被如图11的第一区410中所示地设置。
现在参照图12，当在x轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在x轴方向上（即，向右地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在左边位置的两对第一电极330和331与对应的第二电极340和341彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。另外，由于设置在右边位置的两对第一电极332和333与对应的第二电极342和343彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左上位置的第一电极330和第二电极340的电容与设置在左下位置的第一电极331和第二电极341的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在右上位置的第一电极332和第二电极342的电容与设置在右下位置的第一电极333和第二电极343的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测x轴方向（即，向右方向）上操作的剪力。
参照图13，当在负x轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在负x轴方向上（即，向左地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在右边位置的两对第一电极332和333与对应的第二电极342和343彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。另外，由于设置在左边位置的两对第一电极330和331与对应的第二电极340和341彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在右上位置的第一电极332和第二电极342的电容与设置在右下位置的第一电极333和第二电极343的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在左上位置的第一电极330和第二电极340的电容与设置在左下位置的第一电极331和第二电极341的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测负x轴方向（即，向左方向）上操作的剪力。
参照图14，当在y轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在y轴方向上（即，向上地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在下边位置的两对第一电极331和333与对应的第二电极341和343彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。另外，由于设置在上边位置的两对第一电极330和332与对应的第二电极340和342彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左下位置的第一电极331和第二电极341的电容与设置在右下位置的第一电极333和第二电极343的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在右上位置的第一电极332和第二电极342的电容与设置在左上位置的第一电极330和第二电极340的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测y轴方向（即，向上方向）上操作的剪力。
参照图15，当在负y轴方向上向上基板110施加剪力时，与上基板110连接的第一电极可以在负y轴方向上（即，向下地）移动，而与下基板120连接的第二电极保持不动。因此，由于设置在上边位置的两对第一电极330和332与对应的第二电极340和342彼此面对的面积增大，因此电容可以增大（+）。另外，由于设置在下边位置的两对第一电极331和333与对应的第二电极341和343彼此面对的面积减小，因此电容可以减小（-）。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当设置在左上位置的第一电极330和第二电极340的电容与设置在右上位置的第一电极332和第二电极342的电容增大，也就是说，被检测为是正（+），而设置在左下位置的第一电极331和第二电极341的电容与设置在右下位置的第一电极333和第二电极343的电容减小，也就是说，被检测为是负（-）时，触觉传感器100可以检测负y轴方向（即，向下方向）上操作的剪力。可以使用上基板110的第一电极的移动距离和介电物质150的变形程度来计算剪力的强度。
当在z轴方向上向上基板110或下基板120施加垂直力时，介电物质150变得扁平或被压缩，而与上基板110和下基板120连接的第一电极和第二电极保持不动。与上基板110连接的第一电极或与下基板120连接的第二电极在z轴方向上移动，从而减小第一电极和第二电极之间的距离。因此，第一区410中的四对第一电极和第二电极之间的距离减小。因此，四对第一电极和第二电极的电容都增大。因此，在包括四对第一电极和第二电极的单元组中，当四对第一电极和第二电极中的每对电极的电容都增大，也就是说，被检测为是正（+）时，触觉传感器100可以检测垂直施加到上基板110或下基板120的z轴方向上操作的垂直力。另外，可以使用介电物质150的变形程度来计算垂直力的强度。
因此，尽管第一电极和对应的第二电极与邻近该第一电极的另一个第一电极和与所述另一个第一电极对应的第二电极不是线对称，但可以产生电容增大和减小的四种不同组合，即用于区分施加到上基板110或下基板120的剪力的向上、向下、向左和向右方向的组合。
通过上述实施例，通过接触得到关于环境的信息（诸如接触力、振动、粗糙度、关于导热性的温度变化等信息）的触觉感测技术不仅可以应用于通过提供服务来支持人类生命的个人助理机器人，而且可应用于各种类型的医疗诊断和操作，例如血管内显微手术（endovascular microsurgery）和癌症诊断。
以上已经描述了多个示例。但是，将理解的是，可以进行各种修改。例如，如果所描述的技术以不同次序执行和/或如果所描述的系统、架构、装置或电路中的组件以不同方式组合和/或被其它组件或其等同物替换或补充，则可以实现合适的结果。
因此，其它实现方式在权利要求书的范围内。

Claims (54)

1.一种触觉传感器，包括：
第一基板，包括多个第一电极；
第二基板，包括与所述多个第一电极对应的多个第二电极；以及
介电物质，设置在第一基板和第二基板之间，
其中，与第一电极中的任一个对应的第二电极在一个方向上偏离第一电极中的所述任一个，而与邻近第一电极中的所述任一个的另一个第一电极对应的第二电极在不同方向上偏离所述另一个第一电极。
2.如权利要求1所述的触觉传感器，其中，第一电极中的所述任一个和与第一电极中的所述任一个对应的第二电极与所述另一个第一电极和与所述另一个第一电极对应的第二电极线对称。
3.如权利要求1所述的触觉传感器，其中，彼此对应的第一电极和第二电极仅部分地叠置。
4.如权利要求1所述的触觉传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少一部分和对应的第二电极之间的电容变化。
5.如权利要求4所述的触觉传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容增大或减小。
6.如权利要求3所述的触觉传感器，其中，
当向第一基板施加力时，第一基板相对于第二基板水平和垂直地移动，并且
使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
7.如权利要求3所述的触觉传感器，其中，
至少四个第一电极和与所述至少四个第一电极对应的至少四个第二电极形成一个单元组，
所述单元组中包括的所述至少四个第一电极和所述至少四个第二电极分开预定间隔，并且
所述单元组中包括的所述至少四个第一电极彼此分开的距离大于所述单元组中包括的所述至少四个第二电极彼此分开的距离，使得所述至少四个第一电极的内边缘与所述至少四个第二电极的外边缘叠置。
8.如权利要求7所述的触觉传感器，其中，
所述一个单元组包括四个第一电极和与所述四个第一电极对应的四个第二电极，所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的顶角，并且
所述四个第一电极被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
9.如权利要求3所述的触觉传感器，其中，当向第一基板或第二基板施加垂直力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容增大。
10.如权利要求1所述的触觉传感器，其中，介电物质是能伸展并能压缩的。
11.如权利要求10所述的触觉传感器，其中，介电物质是包括硅树脂或聚合物的合成物。
12.如权利要求10所述的触觉传感器，其中，介电物质的没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分被形成为空腔。
13.如权利要求10所述的触觉传感器，其中，介电物质包括凹进以允许空气流动的空气通路。
14.如权利要求1所述的触觉传感器，其中，第一电极和第二电极由石墨烯制成。
15.一种触觉传感器，包括：
第一基板，包括多个第一电极；
第二基板，包括与所述多个第一电极对应的多个第二电极；以及
介电物质，设置在第一基板和第二基板之间，
其中，第一电极和第二电极被交替地布置成彼此部分地叠置，
其中，当在第一方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的至少一些和与第一电极中的所述至少一些对应的第二电极之间的电容变化，
其中，当在与第一方向相反的方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少一些和与第一电极中的所述至少一些对应的第二电极之间的电容以与当在第一方向上向第一基板施加剪力时相反的方式变化。
16.如权利要求15所述的触觉传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一些的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容以与当在第一方向上向第一基板施加剪力时相反的方式变化。
17.如权利要求15所述的触觉传感器，其中，
至少四个第一电极和与所述至少四个第一电极对应的至少四个第二电极形成一个单元组，
所述单元组中包括的所述至少四个第一电极和所述至少四个第二电极分开预定间隔，并且
所述单元组中包括的所述至少四个第一电极彼此分开的距离大于所述单元组中包括的所述至少四个第二电极彼此分开的距离，使得所述至少四个第一电极的内侧部与所述至少四个第二电极的外侧部叠置。
18.如权利要求17所述的触觉传感器，其中，
所述一个单元组包括四个第一电极和与所述四个第一电极对应的四个第二电极，所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的顶角，并且
所述四个第一电极被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
19.如权利要求15所述的触觉传感器，其中，
当向第一基板或第二基板施加垂直力时，第一电极中的至少一部分和与第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容增大。
20.如权利要求15所述的触觉传感器，其中，介电物质是能伸展并能压缩的。
21.如权利要求20所述的触觉传感器，其中，介电物质是包括硅树脂或聚合物的合成物。
22.如权利要求20所述的触觉传感器，其中，介电物质的没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分被形成为空腔。
23.如权利要求15所述的触觉传感器，其中，第一电极和第二电极由石墨烯制成。
24.一种传感器，包括：
第一基板，包括四个第一电极；以及
第二基板，包括四个第二电极，所述四个第二电极各自以不同方式与所述四个第一电极中的每个部分地叠置，其中，第一电极和第二电极位于不同区域，第二基板与第一基板分开。
25.如权利要求24所述的传感器，其中，
仅与所述四个第一电极中的任一个部分地叠置的第二电极在一个方向上与所述四个第一电极中的所述任一个分开，而仅与邻近所述四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极部分地叠置的第二电极在另一个方向上与所述另一个第一电极分开。
26.如权利要求24所述的传感器，其中，
与所述四个第一电极中的任一个全部或部分地叠置的第二电极和与邻近所述四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极全部或部分地叠置的第二电极线对称。
27.如权利要求24所述的传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的所述至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容变化。
28.如权利要求27所述的传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容变化。
29.如权利要求24所述的传感器，其中，
当向第一基板施加力时，第一基板相对于第二基板水平和垂直地移动，并且
使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
30.如权利要求24所述的传感器，其中，
所述四个第一电极和所述四个第二电极分开预定间隔，并且
所述四个第一电极彼此分开的距离比所述四个第二电极彼此分开的距离大，使得所述四个第一电极的内侧部与所述四个第二电极的外侧部叠置。
31.如权利要求30所述的传感器，其中，
所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的四个顶角，并且
所述四个第一电极被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第二电极与虚拟矩形的中心的距离长。
32.如权利要求24所述的传感器，其中，当向第一基板或第二基板施加垂直力时，所述四个第一电极中的至少一部分和与所述四个第一电极中的所述至少一部分对应的第二电极之间的电容增大。
33.如权利要求24所述的传感器，其中，在第一基板和第二基板之间设置有介电物质并且介电物质是能伸展并能压缩的。
34.如权利要求33所述的传感器，其中，介电物质是包括硅树脂或聚合物的合成物。
35.如权利要求33所述的传感器，其中，介电物质的没有与所述四个第一电极叠置也没有与所述四个第二电极叠置的部分被形成为空腔。
36.如权利要求33所述的传感器，其中，介电物质包括凹进以允许空气流动的空气通路。
37.如权利要求24所述的传感器，其中，所述四个第一电极和所述四个第二电极由石墨烯制成。
38.一种传感器，包括：
第一基板，包括四个第一电极；以及
第二基板，与第一基板分开，其中，第二基板包括四个第二电极，所述四个第二电极与所述四个第一电极部分地叠置，所述四个第二电极彼此分开的距离比所述四个第一电极彼此分开的距离大。
39.如权利要求38所述的传感器，其中，仅与所述四个第一电极中的任一个部分地叠置的第二电极在一个方向上与所述四个第一电极中的所述任一个分开，而仅与邻近第一电极中的所述任一个的另一个第一电极部分地叠置的第二电极在另一个方向上与所述另一个第一电极分开。
40.如权利要求38所述的传感器，其中，
所述四个第一电极中的任一个和仅与所述四个第一电极中的所述任一个部分地叠置的第二电极与邻近所述四个第一电极中的所述任一个的另一个第一电极和仅与所述另一个第一电极部分地叠置的第二电极线对称。
41.如权利要求38所述的传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，所述四个第一电极中的所述至少一部分和仅与所述四个第一电极中的所述至少一部分部分地叠置的第二电极之间的电容变化。
42.如权利要求41所述的传感器，其中，
当在第一方向上向第一基板施加剪力时，不同于第一电极中的所述至少一部分的第一电极中的至少另一部分和与第一电极中的所述至少另一部分对应的第二电极之间的电容变化，并且
当在第一方向的反方向上向第一基板施加剪力时，第一电极中的所述至少另一部分和对应的第二电极之间的电容变化。
43.如权利要求38所述的传感器，其中，
当向第一基板施加力时，第一基板相对于第二基板水平和垂直地移动，并且
使用第一电极和第二电极之间的叠置面积的变化测量施加到第一基板的剪力的大小和方向，并使用第一电极和第二电极之间的距离的变化测量施加到第一基板的垂直力的大小。
44.如权利要求38所述的传感器，其中，所述四个第一电极的外侧部和所述四个第二电极的内侧部彼此叠置。
45.如权利要求44所述的传感器，其中，
所述四个第一电极和所述四个第二电极被布置成分别形成虚拟矩形的四个顶角，并且
所述四个第二电极被设置成与虚拟矩形的中心的距离比所述四个第一电极与虚拟矩形的中心的距离长。
46.如权利要求38所述的传感器，其中，当向第一基板或第二基板施加垂直力时，所述四个第一电极中的至少一部分和对应的第二电极之间的电容增大。
47.如权利要求38所述的传感器，其中，在第一基板和第二基板之间设置有介电物质并且介电物质是能伸展并能压缩的。
48.如权利要求47所述的传感器，其中，介电物质是包括硅树脂或聚合物的合成物。
49.如权利要求47所述的传感器，其中，介电物质的没有与第一电极叠置也没有与第二电极叠置的部分被形成为空腔。
50.如权利要求47所述的传感器，其中，介电物质包括凹进以允许空气流动的空气通路。
51.如权利要求38所述的传感器，其中，所述四个第一电极和所述四个第二电极由石墨烯制成。
52.一种触觉传感器，包括：
上基板，包括多个第一电极；
下基板，包括多个第二电极，
其中，第一电极和第二电极包括：
第一组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第一组的每个第一电极被设置成相对于对应的第二电极中的每个在第一方向上移位，同时仍然与第一组的对应的第二电极中的每个部分地叠置第一预定量；以及
第二组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第二组的每个第一电极被设置成相对于对应的第二电极中的每个在第二方向上移位，同时仍然与第二组的对应的第二电极中的每个部分地叠置第二预定量；以及
电介质，设置在上基板和下基板之间。
53.一种触觉传感器，包括：
上基板，包括多个第一电极；
下基板，包括多个第二电极，其中，第一电极和第二电极包括：
第一组，包括均被设置成彼此叠置第一预定量的第一电极和对应的第二电极；以及
第二组，包括均被设置成彼此叠置第二预定量的第一电极和对应的第二电极；以及
电介质，设置在上基板和下基板之间。
54.一种触觉传感器，包括：
上基板，包括多个第一电极；
下基板，包括多个第二电极，其中，第一电极和第二电极包括：
第一组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第一组的每个第一电极被设置成与第一组的每个对应的第二电极叠置第一预定量；以及
第二组，包括第一电极和对应的第二电极，其中，第二组的每个第一电极被设置成与第二组的每个对应的第二电极叠置所述第一预定量；以及
电介质，设置在上基板和下基板之间。
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