具体实施方式

图1a在侧视图中示出了用于在第一时间电容性地检测触摸并且在第二时间电容性地检测压力的装置100。装置100包括电容式分层传感器结构110（在图1a的左手侧）和电子装置120（在图1a的右手侧）。电子装置120被配置成通过使用电容式分层传感器结构110来在第一时间电容性地检测触摸并在第二时间电容性地检测压力。

电容式分层传感器结构110包括电极层300，该电极层300包括第一电极301和附接到第一电极301的第一导线351。为了测量触摸或压力，测量第一电极301的电容。第一电极301的电容是相对于周围物测量的，例如相对于至少电可渗透和导电层410。第一导线351将第一电极连接到测量电子设备，例如电子装置120。电极层300可以包括基板390（见图1a、1b、2a和2b），第一电极301和第一导线351可以已经印刷到基板390上。在可替换方案中，第一电极301可以布置（例如通过印刷）到第一绝缘层210（如在图1c中）或第二绝缘层220（见图2c）上。因此，第一电极301和第一导线351可以构成电极层300；或者多电极和多导线可以构成电极层300；或者电极层300可以进一步包括基板。如图1a和2a中所指示的，电极层300可以包括第二电极302。如果电极层300包括第二电极302，则第二电极被布置成与第一电极301隔开某一距离。作为示例，第二电极302可以布置成与第一电极301隔开至少0.5mm。

如图3a中所指示的，电极层300可以包括例如25个电极。如图3b中所指示的，电极层可以包括例如十六个电极。为了清楚起见，图3a和3b没有示出电极层300上方的层。电极层300的目的是提供电容式分层传感器结构110的（一个或多个）电极。如果导线通过导电粘合剂连接到电极，则图3a和3b中电极上所示的圆圈指示导线位置的示例。作为替换方案，导线可以直接布置（例如印刷）在与电极相同的基板上。

参考图1a至1c，电容式分层传感器结构110包括第一绝缘层210。第一绝缘层210在电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz上布置在电极层300和电可渗透和导电层410之间。

至于电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz，Sz可以指平面电容式分层传感器结构110的厚度方向。结构110优选是可变形的。因此，在使用中，结构110不需要是平面的。然而，非平面传感器结构110可以可变形为平面形状。在非平面结构中，结构的厚度方向Sz取决于观察点。此外，术语平面结构的厚度指平面结构的三个正交维度中最小的那个。

第一绝缘层210的第一个目的是将（一个或多个）电极301、302与电可渗透和导电层410电绝缘，以便在第一电极301和电可渗透和导电层410之间形成电容。电容式分层传感器结构110可以包括第二绝缘层220，第二绝缘层220被布置成使得电极层300在电容式分层传感器结构110的厚度的厚度方向上布置在第一绝缘层210和第二绝缘层220之间。第一绝缘层210和第二绝缘层220组合的第二目的是充当一个可压缩层（或充当多个可压缩层），即由于施加压力而变形的层。如例如从以上提到的现有技术公开中已知的，第一电极301和另一导体（例如层400、410）之间距离的变化改变了其间的电容。对于该功能，绝缘层210、220中只有一个是可压缩的就足够了，然而，它们两个都可以是可压缩的。因此，第一绝缘层210和第二绝缘层220中的至少一个是可压缩的。换句话说，第一绝缘层210和第二绝缘层220中的至少一个被配置成被将由电容式分层传感器结构110检测到的这种压力压缩和变形。

因此，在一个实施例中，第一绝缘层210是可压缩的。在另一个或相同的实施例中，电容式分层传感器结构110包括可压缩的第二绝缘层220。在一个实施例中，第一绝缘层210是不可压缩的，并且电容式分层传感器结构110包括可压缩的第二绝缘层220。在一个实施例中，第一绝缘层210是可压缩的，并且电容式分层传感器结构110包括可压缩的第二绝缘层220。在一个实施例中，第一绝缘层210是可压缩的，并且电容式分层传感器结构110包括不可压缩的第二绝缘层220。在一个实施例中，传感器结构110不包括第二绝缘层220。可压缩（即可变形）的绝缘层布置在电极层300和导电层之间。第一绝缘层布置在层300和410之间；而第二绝缘层220（如果存在的话）布置在层300和400之间。以这种方式，电容式分层传感器结构包括绝缘层（210，220），该绝缘层是可压缩的并且布置在电极层300和导电层（410，400）之间。导电层（410，400）可以是电可渗透的。

如图1d中所指示的，电可渗透和导电层410的导电部分也可以印刷到基板212上。在这种情况下，基板212也可以在厚度方向Sz上布置在电可渗透和导电层410和电极层300之间。然而，如果使用基板212，则它可以用于覆盖电可渗透和导电层410，即它可以用作图1b的第三绝缘层230。

如果电极层300包括基板390，如图1a和1b中那样，则第一电极301可以在厚度方向Sz（未示出）上布置在基板390和第一绝缘层210之间。

电容式分层传感器结构110包括电可渗透和导电层410。电可渗透和导电层410的第一目的，特别是与层410的渗透性相关的，是使电场穿过电可渗透和导电层410，以便通过位于电可渗透和导电层410的第一侧的第一电极301电容性地感测位于电可渗透和导电层410的相对的第二侧的物体（例如，600，见图3a）。电可渗透和导电层410的第二个目的，特别是与层410的导电性相关的，是在电极和电可渗透和导电层本身之间形成电容。

当与没有层410的情形相比时，电可渗透和导电层410增加了第一电极的电容，但是降低了触摸事件能够生成的电容量。因此，电可渗透和导电层410的目的是减少触摸事件生成的电容。已经注意到，在没有电可渗透和导电层410的情况下，触摸会生成如此大的信号，以至于它甚至会大于小压力。注意，可以例如通过手指或通过整只手进行触摸或按压，这影响观察到的信号的幅度。因此，在没有电可渗透和导电层410的情况下，用手指按压可以暗示与用整只手触摸类似的信号。因此，为了可靠地区分触摸和压力的目的，施加了电可渗透和导电层410。具体地，层410的导电特性降低了触摸生成的信号电平。

此外，已经注意到，在没有层410的电渗透性的情况下，仅导电的层会将触摸的影响降低到这样的程度使得根本无法测量触摸。层410的电渗透性具有触摸影响第一电极301的电容的效果。因此，即使电可渗透和导电层的目的是在要测量触摸时降低第一电极的电容，目的也只是将电容降低到可测量的水平；即没有完全去除触摸对电容的影响。

参考图4a1、4b1和4d1，在第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分布置在物体600和第一电极301之间这种情况下，物体600的压力和触摸被感测。这也适用于图4a2、4b2和4d2。

参考图1a至1c以及2a至2c，用于电容性地检测触摸和压力的装置100还包括电子装置120。电子装置120电耦合到第一电极301，以便测量第一电极301的电容。电子装置120经由第一导线351耦合到第一电极301。第一导线351可被视为电子装置120的一部分或电容式分层传感器结构110的一部分。在这种情况下，电子装置120的第一导线351电耦合到第一电极301。

参考图2a至2c，在一个实施例中，电容式分层传感器结构110包括第二绝缘层220。在这样的实施例中，电极层300在电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz上布置在第一绝缘层210和第二绝缘层220之间。如以上所指示的，在这样的实施例中，绝缘层210、220中的至少一个是可压缩的。即使未在图2a至2c中示出，也在包括第二绝缘层的实施例中，电可渗透和导电层410可以被制作到基板212上或者包括基板212，如以上结合图1d所讨论的。

第二绝缘层220的目的是将（一个或多个）电极301、302与环境电绝缘。使用中与电极的电接触可能导致传感器装置100的故障。此外，当传感器结构包括第一导电层400时，第二绝缘层220的目的是将（一个或多个）电极301、302与第一导电层400绝缘，并且以这种方式在第一电极301和第一导电层400之间形成电容。如以上所指示的，第二绝缘层220的目的可以是充当可压缩层或充当多个可压缩层之一，即充当由于施加压力而变形的层。

如由这些功能所指示的，即使图中未示出，电容式分层传感器结构110也可以包括第二绝缘层220，即使它不包括第一导电层400。

参考图1b和2b，在一个实施例中，电容式分层传感器结构110包括第三绝缘层230。在这种情况下，电可渗透和导电层410布置在第三绝缘层230和第一绝缘层210之间。第三绝缘层230的目的是将电可渗透和导电层410与物体600绝缘，该物体600的触摸或压力被感测。这提高了装置100的灵敏度。如图1b中所指示的，电容式分层传感器结构110可以包括第三绝缘层230，即使它不包括第二绝缘层220。如图2a中所指示的，电容式分层传感器结构110可以包括第二绝缘层220，即使它不包括第三绝缘层230。如以上所指示的，第三绝缘层230可以是层410的导电部分的基板212。如果均使用基板212，则其也可以布置在层410的另一侧（见图1d）。在这种情况下，即使图1d中未示出，也可以施加第三绝缘层230。层410的导电部分可以直接印刷在第一绝缘层210上。因此，在电可渗透和导电层410和第一电极层300之间的层210（或层210、212、390）可以包括多种材料，例如不同材料的层。材料中的至少一种是电介质（即电阻性的）；优选地，所有材料都是电介质。

不同的层可以用如本身已知的粘合剂附接到彼此。然而，为了清楚起见，图中未示出粘合剂。

在一个实施例中，电子装置120电耦合到电可渗透和导电层410，以便测量第一电极301相对于电可渗透和导电层410的电容。至少在测量第一电极301相对于层410的电容时，公共电势，例如地电势，可以传导到电可渗透和导电层410。然而，电子装置120不需要电耦合到电可渗透和导电层410。当电子装置120没有电耦合到电可渗透和导电层410时，取决于变形程度的电容可以形成在第一电极301和第一导电层400之间（见图2a至2c）用于测量压力。

参考图4a1和4a2，电子装置120被配置成在第一时刻t1测量指示第一电极301的第一电容的第一值v1。此外，电子装置120被配置成确定第一值v1至多等于第一阈值th_f。如以上以及在图4a1和4a2中所指示的，当（i）仅触摸物体600，或者（ii）如此小以致可分类为指示触摸的压力（压力由物体600生成），或者（iii）正在测量物体600在第一电极301附近的存在，可从第一电极301测量的信号的值v1合理地小，即至多等于第一阈值th_f。这与测量压力（或更高的压力）形成对比，测量压力导致更大的信号值。因此，第一值v1至多等于第一阈值th_f指示物体没有按压（根本没有或者没有用力按压）分层传感器结构110（即，触摸）。如果第一电极的电容作为模拟信号发送，则该值可以是电压值或电流值。在替换方案中，该值可以是电容的数字值。

然而，由于正在测量物体600的触摸，或者如此小以致可分类为指示触摸的压力（压力由物体600生成），或者物体600在第一电极301附近的存在，所以信号比没有可测量的情况稍高。特别地，在这种情况下，可从第一电极301测量的值v1至少等于第二阈值th_t。第二阈值可以称为触摸限制。这种触摸限制（即第二阈值）可以用于区分触摸（如在图4a1或4a2中）与物体600的不存在（图4c1或4c2）。第一值v1至少等于第二阈值th_t指示物体存在（即触摸）。如以上所指示的，术语“触摸”因此可以指三种情况:

- 物体600与分层传感器结构110接触，而没有施加任何压力，或者

- 如此小以致可分类为指示触摸的压力（压力由物体600生成），或者

- 物体600在第一电极301附近存在，而没有物体600和分层传感器结构110之间的物理接触。

确定第一值v1至多等于第一阈值th_f并且至少等于第二阈值th_t可以在第一时间t1发生，或者该确定可以稍后发生，例如在计算机中。然而，优选地，确定第一值v1至多等于第一阈值th_f并且至少等于第二阈值th_t发生在物体600触摸（或轻微按压）电容式分层传感器结构110时，如图4a1和4a2中所指示的。

参考图4b1和4b2，电子装置120被配置成在第二时刻t2测量指示第一电极301的第二电容的第二值v2。此外，电子装置120被配置成确定第二值v2大于第一阈值th_f。如以上所指示的，如此大的值指示在传感器结构110的表面上与第一电极301重叠的位置L处施加压力（可能合理的高压力）。

确定第二值v2大于第一阈值th_f可以在第二时间t2发生，或者该确定可以稍后发生，例如在计算机中。然而，优选地，确定第二值v2大于第一阈值th_f发生在物体600按压电容式分层传感器结构110时，如图4b1和4b2中所指示的。

如以上所指示的，以这种方式，第一值v1指示触摸（或在附近或轻微压力），并且第二值v2指示施加压力（例如较高压力）。

参考图2a至2c和4a2、4b2、4c2和4d2，优选地，电容式分层传感器结构110包括第一导电层400。在这种情况下，第二绝缘层220布置在第一导电层400和电极层300之间，以将电极层300与第一导电层400绝缘。第一导电层400的目的是降低可由第一电极301测量的干扰。由于触摸和压力二者的确定都需要合理精确的结果，因此干扰的降低以及因此第一导电层400的存在是优选的。

第一导电层400不需要是电可渗透的，因为一般来说，不会从电容式分层传感器结构110的另一侧感测到触摸。然而，至少在应该从两侧感测到触摸的情况下，也可以使第一导电层400也是电可渗透的。出于制造原因，即使不会从另一侧感测到触摸，第一导电层400也可以是电可渗透的。

当电容式分层传感器结构110包括第一导电层400时，电子装置120也可以电耦合到第一导电层400，以便测量第一电极301相对于第一导电层400的电容。如以上所指示的，特别是测量第一电极301相对于第一导电层400的电容提高了精度。至少当测量第一电极301相对于层400、410的电容时，公共电势，例如地电势，可以传导到第一导电层400和电可渗透和导电层410二者。

当电容式分层传感器结构110包括第一导电层400时，电子装置120可以但不必耦合到第一导电层400。如果耦合，则可以在第一电极301和第一导电层400之间形成电容。如果没有耦合，则第一导电层400主要充当屏蔽以降低干扰。

电子装置120可以被配置成发送输出信号S_out。在一个实施例中，输出信号S_out指示

● 第一值v1至多等于第一阈值th_f，

● 第一值v1至少等于第二阈值th_t，以及

● 第二值v2大于第一阈值th_f。

在许多应用中，可能可行的是还具有关于施加在第一电极301上的压力值的信息，而不仅仅是施加压力的信息。因此，在一个实施例中，输出信号S_out指示第二值v2。

如以上所指示的，可以使用电容式分层传感器结构110来测量触摸和压力二者。当如以上所指示那样使用电容式分层传感器结构110时，执行用于检测触摸和压力的方法。这种用于检测触摸和压力的方法包括布置可用的电容式分层传感器结构110，其细节已经在上面给出。

参考图4a1和4a2，在一个实施例中，该方法包括，至少在第一时间t1，当具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600被布置在第一电极301附近或者在与第一电极301重叠这样的位置L处触摸电容式分层传感器结构110的表面，使得第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分被布置在物体600和第一电极301之间时，以及当压力没有施加在第一绝缘层210上或者至多轻微的压力施加在第一绝缘层上时，使用电容式分层传感器结构110测量指示第一电极301的第一电容的第一值v1。这可以在第一时间t1发生，如以上讨论以及在图4a2中指示的。该实施例还包括确定第一值v1至多等于第一阈值th_f并且至少等于第二阈值th_t。

如以上详述的，物体600的大小对应于典型用户的合理小的手指。如以上详述的，物体600的介电常数对应于手指一部分的介电常数。

该方法的一个实施例包括，至少在第二时间t2，当物体600在与第一电极301重叠这样的位置处压缩第一和第二绝缘层210、220中的至少一个，使得第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分布置在物体600和第一电极301之间时，使用电容式分层传感器结构110测量指示第一电极301的第二电容的第二值v2。这可以在第二时间t2发生，如以上讨论以及在4b1和4b2中指示的。该实施例还包括确定第二值v2大于第一阈值th_f。如以下详述的，一些小压力可以分类为触摸。因此，在某个其他时间点（未示出），物体600可以轻微地压缩第一绝缘层210和第二绝缘层220中的至少一个，并且所得电容可以保持低于第一阈值th_f。

这种方法可以反映在装置100中。具体地，在装置100的实施例中，电容式分层传感器结构110和电子装置120组合地用以下方式配置:

[A]当具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600被布置在第一电极301附近或者在与第一电极301重叠这样的位置L处触摸电容式分层结构的表面，使得第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分被布置在物体600和第一电极301之间时，以及当第一绝缘层210和第二绝缘层220都没有被压缩时，如由电子装置120从电容式分层传感器结构110可测量的指示第一电极301的电容的值v1至多等于第一阈值th_f并且至少等于第二阈值th_t。此外，

[B]第一绝缘层210和第二绝缘层220中的至少一个在与第一电极重叠这样的位置L处可被物体600压缩，使得第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分布置在物体600和第一电极301之间，以如下这样的方式，即如由电子装置120可从电容式分层传感器结构110测量的指示第一电极301的电容的值大于第一阈值th_f。还要注意的是，所有的压缩不需要暗示高于第一阈值th_f的电容，但是至少足够高的压缩将导致超过第一阈值。

至于以上特征[A]和[B]，装置100自然不一定总是测量这些值。但是，如果在图4a2和4b2中指示的情形下，指示电容的值将由电子装置120测量，其大小将如上所述。

下面将结合该方法讨论物体600的属性的示例。

如以上以及在图4a2和4b2中指示的，触摸（与按压相反）可以从合理小的信号值中确定。另外并参考图4a2和4c2，触摸（与触摸和按压两者的不存在相反）可以从合理大的信号值中确定。合理大的值可以例如大于典型噪声。测量结果通常包括噪声。在电容测量中尤其如此，因为它们对测量环境中的干扰敏感。

参考图4c1和4c2，典型地，当没有物体600触摸或压缩电容式分层传感器结构110时也进行测量，以便确定是否存在这样的物体600。因此，该方法的实施例包括，当具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600没有布置在第一电极301附近时，测量第一电极301的第三电容的第三值v3。该方法还包括确定第三值v3小于第二阈值th_t。

术语“附近”的含义可能取决于用户需要。在一些测量中，可以确定没有触摸，例如当物体600离电极不近于15 cm时。然而，在一些其他测量中，可以确定没有触摸，例如当物体600离电极不近于1 cm时。第二阈值th_t的值可以用于定义含义附近。以如下这样的方式定义第二阈值th_t可能是有用的，即当物体600和第一电极301之间的距离小于第一电极301的一个维度尺寸（例如，长度或宽度）时，所得信号至少等于第二阈值th_t。作为示例，当没有具有至少为1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600被布置成离电容式分层传感器结构110的表面与第一电极301重叠的这一部分近于3 cm（或以上讨论的另一距离，这取决于需要）时，具有至少为1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600没有被布置在第一电极301附近。这里，术语重叠意味着重叠部分在电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz上彼此叠置。相应地，出于定义的目的，当具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600被布置成与电容式分层传感器结构110的表面与第一电极301重叠的的这一部分（即位置L）相距至多3 cm（或以上讨论的另一距离，这取决于需要）时，具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600被布置在第一电极301附近。

在装置100的实施例中，电容式分层传感器结构110和电子装置120组合地被配置成以对应的方式起作用。以上针对物体600讨论了这种方式，并且物体600的前述属性也可适用于以上讨论的电容传感器结构。

相应地，在装置100的实施例中，电子装置120被配置成在第三时刻t3测量指示第一电极301的第三电容的第三值v3，并确定第三值t3低于第二阈值th_t。以这种方式，第三值v3指示触摸和压力的施加两者的存在。这已经在图4c1和4c2以及图8a和8b中指示。

为了总结图4a1至4d2和8a和8b中指示的情形，注意以下几点:

- （i）当物体600在位置L处施加压力时（见上文和图4a1、4b1、4a2、4b2），信号的值大于第二阈值th_t，并且可以大于第一阈值th_f。

- （ii）当物体600没有施加压力时（见图4c1、4c2、8a、8b），信号的值至多等于第一阈值th_f，并且可以大于第二阈值th_t。

为了进一步澄清情形（i），注意到以下几点:

- （i，a）当物体600在位置L处施加大压力时（见上文和图4a1、4b1、4a2、4b2），信号的值大于第一阈值th_f，并且

- （i，b）即使物体600在位置L处施加小但正且非零的压力（见上文和图4a1、4b1、4a2、4b2），信号的值也可以小于第一阈值th_f。

以这种方式，第一阈值th_f的实际值可以用于微调确定压力所需的压力。关于点（i，b），取决于应用，非常小（但大于零）的压力指示触摸而不是压力可以是可行的。然而，关于以上点（i，a），第一和第二绝缘层210、220中的至少一个可被物体600压缩，使得当结构110如点（i，a）中所指示那样被压缩时，如由电子装置120从电容式分层传感器结构110可测量的指示第一电极301的电容的值大于第一阈值th_f。取决于第一阈值th_f的值，指示第一电极301的电容的值可能需要合理大的力来超过第一阈值th_f。

为进一步澄清情形（ii），注意到以下几点:

- （ii，a）当物体600没有施加压力（见图4c1、4c2、8a、8b），但是物体600在位置L处触摸电容式分层结构或在其附近时，信号的值至多等于第一阈值th_f并且至少等于第二阈值th_t，并且

- （ii，b）当物体600远离第一电极时（即既不触摸，也不在附近；见图4c1、4c2、8a和8b），信号的值小于第二阈值th_t。

以这种方式，第二阈值th_t的实际值可以用于微调确定触摸所需的距离。取决于应用，仅考虑非常小的距离来指示触摸可以是可行的；然而，在一些应用中，在附近存在可以指示触摸。

参考图8a和8b，当信号低于第二阈值th_t时，至少有两种选项。首先，如图8a中所指示的，指示第一电极的电容的第四值v4，该第四值v4小于第二阈值th_t，可以大于检测限制th_det。在这种情况下，该信号指示物体600在离第一电极301的可检测距离内，然而不在第一电极301附近。第二，如图8b中所指示的，指示第一电极301的电容的第五值v5，该第五值v5小于第二阈值th_t，可以小于检测限制th_det。在这种情况下，该信号指示在离第一电极301的可检测距离内没有任何东西。检测限制th_det与测量中的噪声水平相关，如以下详述的。

因此，为了进一步澄清如以上所指示的情形（ii，b），注意到以下几点:

- （ii，b，1）当物体600仅合理地远离第一电极301，然而既不触摸也不在附近时；见图8a，信号的值v4是可确定的，即可与噪声区分开，并且因此大于检测限制th_det。

- （ii，b，2）当物体600非常远离第一电极301时，见图8b，信号的值v5与噪声不可区分，并且因此小于检测限制th_det。

因此，在一个实施例中，电子装置120被配置成

● 在第四时刻t4，测量指示第一电极301的第四电容的第四值v4，以及

● 确定第四值v4大于检测限制th_det并且小于第二阈值th_t。

该方法的对应实施例包括

● 在第四时刻t4，测量指示第一电极301的第四电容的第四值v4，以及

● 确定第四值v4大于检测限制th_det并且小于第二阈值th_t。

此外，在一个实施例中，电子装置120被配置成

● 在第五时刻t5，测量指示第一电极301的第五电容的第五值v5，以及

确定第五值v5小于检测限制th_det。

该方法的对应实施例包括

● 在第五时刻t5，测量指示第一电极301的第五电容的第五值v5，以及

● 确定第五值v5小于检测限制th_det。

如以上所指示的，通过组合使用适当的电可渗透和导电层410和适当的第一阈值th_f，可以使触摸区别于按压。如果第一阈值th_f太大，与压力值相关的信息就会丢失。如果第一阈值th_f太小，即使没有按压，一些触摸也可能被错误地确定为指示压力的施加。然而，这些情形取决于传感器装置100的使用。典型的用途是用户界面，其中用户通过一个或多个手指操作传感器装置100。这种应用中的压力通常为每平方厘米几百克（即几十kPa）。因此，在一个实施例中，传感器装置100被配置成使得当第一绝缘层210和第二绝缘层220中的至少一个被具有至少1（cm）³的体积和至少10的介电常数的物体600以10kPa的压力压缩，使得第一绝缘层210的一部分和电可渗透和导电层410的一部分被布置在物体600和第一电极301之间时，如由电子装置120从电容式分层传感器结构110可测量的指示第一电极301的电容的值等于使用值v_use。这样的使用值v_use在图4d1和4d2中示出。当压力施加到电容式分层传感器结构110时，该值对应于指示电容的典型值，该值可由电子装置120测量。为了使有意义的压力数据可测量，在一个实施例中，第一阈值th_f至多为使用值v_use的95%。更优选地，第一阈值th_f至多为使用值v_use的75%，诸如至多为使用值v_use的50%。

如以上所指示的，通过组合使用适当的电可渗透和导电层410和适当的第二阈值th_t，可以使触摸区别于触摸和按压的不存在。如果第二阈值th_t太大，则一些形式的触摸不一定被标识。如果第一阈值th_f太小，则可能会测量到错误的触摸指示。

此外，测量通常包括噪声。因此，即使在第一传感器301附近没有物体600，从其测量的信号也不是恒定的。因此，在这种情况下测量的信号具有平均值（< v >）和偏差（std_v）。为了不进行无意义的测量，检测限制th_det可以被设置为等于平均值加上偏差的值（即th_det = < v >+std_v）；或者设置为等于平均值加上两个偏差的值（即th_det = <v> + 2×std_v）。因此，所有小于检测限制th_det的信号值都可能被认为是无意义的。

为完整起见，注意检测限制th_det至多等于第二阈值th_t。通常，检测限制th_det小于第二阈值th_t。此外，第二阈值th_t小于第一阈值th_f。优选地，第二阈值th_t比第一阈值th_f小至少一个噪声水平s_tdv（以上详细讨论过），即优选地，th_t < th_f-s_tdv。第一阈值th_f可以对应于其中可压缩层（210和/或220）被压缩到一定程度的情形。第一阈值th_f可以对应于其中可压缩层（210和/或220）被完全压缩的情形。在这种极端情况下，只有当可压缩层（210和/或220）被完全压缩时，压力的存在才会被确定，并且其他压缩将被分类为触摸。

至于第二阈值（即触摸限制）th_t，以上关于物体600及附近所述的内容适用。

参考图1a、1b、1c、1d、2a、2b、2c、5a和5b，在装置100的实施例中，电子装置120被配置成发送输出信号S_out，其中输出信号S_out指示[i]第一值v1在第二阈值th_t和第一阈值th_f之间，以及[ii]第二值v2高于第一阈值th_f。优选地，输出信号S_out也指示第二值v2本身。如这些图中所指示的，传感器装置100的多种实现是可能的。

如图1a、2a和5a中所指示的，电子装置120可以是用于电容性地检测触摸和压力的装置100的整体部分。电子装置120可以执行如以上所指示的测量，并且发送输出信号S_out，该输出信号指示第一值v1处于第二阈值th_t和第一阈值th_f之间，并且第二值v2高于第一阈值th_f。如以上所指示的，优选地，输出信号指示第二值v2。输出信号S_out可以根据需要使用。如图1a和2a中所指示的，电路板500，例如柔性电路板500，可以电耦合到第一电极301。此外，附接到电路板500的微芯片510可以被配置成测量第一电极的电容，如以上所指示的。参考图1a和2a，微芯片510可以被配置成发送输出信号S_out，如以上所指示的。参考图5a，微芯片510和另一个芯片520（以下称为计算机520）可以附接到电路板，并且计算机520可以被配置成发送输出信号S_out，如以上所指示的。此外，微芯片510可以例如经由导线向计算机520发送信号S_in。信号S_in可以指示第一值v1和第二值v2。

然而，这些值与第一阈值th_f的比较不需要在微芯片510中完成，而是可以在计算机520中完成。另外，这些信号值与第二阈值th_t的比较不需要在微芯片510中完成，而是可以在计算机520中完成。然而，优选地，信号值与第二阈值th_t的比较在微芯片510中完成。因此，信号S_in不需要指示物体600的不存在。即使微芯片510可以被配置成还确定低于第二阈值v2的第三值v3（见图4c2），微芯片510也不需要将这样的数据发送到电子装置120的第二部分（例如，计算机520）。例如，只有当如从第一电极301测量的信号至少等于第二阈值th_t时，微芯片510才可以发送信号S_in。

如图5b中所指示的，电子装置120可以包括单独的部分。例如，电子装置120的第一部分可以包括电路板500，例如电耦合到第一电极301的柔性电路板500；和附接到电路板500的微芯片510。然而，微芯片510可以被配置成仅确定第一电极301的电容的值v1、v2（以及可选的v3、v4和v5），并且将信号S_in发送到电子装置120的第二部分。信号S_in指示值v1和v2。然后，电子装置120的第二部分，诸如计算机520，可以接收信号S_in，并遵循以上指示的原理来确定信号S_in如何指示触摸和压力。第二部分（例如计算机520）可以例如根据信号S_in确定值v1和v2，并且确定（a）值v1至多等于第一阈值并且至少等于第二阈值th_t，以及（b）第二值v2大于第一阈值th_f。信号S_in可以如图5a中经由导线或如图5b中以无线方式发送到计算机520。

当使用电子装置120的第二部分（例如，计算机520）时，计算机程序可以在计算机520上运行。当在计算机520上运行时，这种计算机程序被配置成使计算机520（a）接收指示第一阈值th_f的信息，（b）接收指示第二阈值th_t的信息，以及（c）接收指示由电容式分层传感器结构110测量的第一电容和第二电容的信号S_in。当在计算机520上运行时，该计算机程序还被配置成:使计算机520根据信号S_in确定指示第一电容的第一值v1和指示第二电容的第二值v2；确定第一值v1至多等于第一阈值th_f；确定第二值v2大于第一阈值th_f；并生成输出信号S_out。输出信号S_out指示第一值v1至多等于第一阈值th_f，并且第二值v2大于第一阈值th_f。与装置100不同，计算机520不需要确定第一值v1至少等于第二阈值th_t，因为这样的信息可能已经被考虑在信号S_in中，如以上详述的。自然，当在计算机520上运行时，计算机程序可以被进一步配置为:使计算机520确定第一值v1至少等于第二阈值th_t。此外，输出信号S_out可以指示第一值v1至少等于第二阈值th_t。

如以上所指示的，电子装置120可以被配置成发送输出信号S_out，其中输出信号S_out也指示第二值v2。相应地，当在计算机520上运行时，计算机程序可以被配置成使计算机520生成这样的输出信号S_out，即输出信号S_out也指示第二值v2。

如以上所指示的，电子装置120，例如微芯片510和计算机520的组合，可以被配置成确定还有第三值v3其低于第二阈值th_t的（见图4c2）。此外，微芯片510可以将这样的数据发送到电子装置120的第二部分（例如，计算机520）。电子装置120，例如微芯片510和计算机520的组合，可以被配置成确定还有第四值v4其低于第二阈值th_t并且高于检测限制th_det（见图8a）。电子装置120，例如微芯片510和计算机520的组合，可以被配置成确定还有第五值v5其低于检测限制th_det（见图8b）。

因此，当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520接收这样的信号S_in，该信号S_in也指示由电容式分层传感器结构110测量的第三电容。此外，当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520根据信号S_in确定指示第三电容的第三值v3；确定第一值v1至少等于第二阈值th_t并且确定第三值v3小于第二阈值th_t。

当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520接收指示检测限制th_det的信息，并接收还指示由电容式分层传感器结构110测量的第四电容的这样的信号S_in。此外，当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520从信号S_in确定指示第四电容的第四值v4；并且确定第四值v4小于第二阈值th_t并且大于检测限制th_det。

当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520接收指示检测限制th_det的信息，并接收还指示由电容式分层传感器结构110测量的第五电容的这样的信号S_in。此外，当在计算机520上运行时，计算机程序的实施例被配置成使计算机520从信号S_in确定指示第五电容的第五值V5；并且确定第五值v5小于检测限制th_det。

参考图7a至7e，在一个实施例中，电可渗透和导电层410包括导电区域412和非导电区域414。如图7b中所指示的，电可渗透和导电层410可以包括多个非导电区域414（例如，孔或洞），它们被导电区域412的多部分彼此分开。以类似的方式，电可渗透和导电层410可以包括被非导电区域414（未示出）的多部分彼此分开的多个导电区域412。参考图7e，电可渗透和导电层410的导电区域412可以是曲折线，由此电可渗透和导电层410可以包括仅一个导电区域412和仅一个非导电区域414。

参考图7a至7d，在优选实施例中，导电区域412限制一个或多个非导电区域414。换句话说，在该实施例中，导电区域412横向包围一个或多个非导电区域414。因此，一个或多个非导电区域414形成导电区域412的一个或多个孔。在优选实施例中，非导电区域414的横截面积A₄₁₄为从0.01（mm）²至100（mm）²。这里单位（mm）²代表平方毫米。在存在多个非导电区域的情况下，优选地，非导电区域414中的至少一个的横截面积A₄₁₄为从0.01（mm）²至100（mm）²。这里，横截面积A₄₁₄是非导电区域414的横截面的面积，其中该横截面被限定在正交于电容式分层结构110的厚度方向Sz的平面上。已经发现前述面积足够大，以确定用户的手指通过第一电极301经过电可渗透和导电层410导致的触摸。已经发现前述面积足够小，足以降低对第一电极301的电容的干扰。特别地，就第一电极301和（一个或多个）非导电区域414的重叠部分的总面积而言，已经发现前述面积是合适的。参考图7e和7f，导电区域412不需要限制一个孔。

优选地，非导电区域414（或至少一个这样的区域414）布置在第一电极301的位置。更具体地，优选地，非导电区域414或非导电区域414中的至少一个与第一电极301重叠。如以上，这里术语重叠也意味着重叠部分在电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz上彼此重叠。

参考图7a和7b，导电区域412和（一个或多个）非导电区域414可以例如通过首先形成均匀导电层412，然后去除导电材料以形成（一个或多个）非导电区域414来制造。更优选地，导电区域412可以通过使用导电油墨或浆料以如下这样的方式印刷到非导电基板上212（图1d）：即油墨或浆料不印刷到（一个或多个）非导电区域414。例如，导电聚合物基材料可以用作（一个或多个）导电区域412的材料。这种导电聚合物基材料通常包括导电颗粒。这种导电颗粒可以是一些金属（例如铜、铝、银、金）或碳（包括但不限于石墨烯和碳纳米管）的颗粒。此外，导电聚合物基材料包括聚苯胺、聚乙烯（例如聚乙烯醇或聚氯乙烯）和PEDOT:PSS（即聚（3，4-亚乙二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐），它们可以用作（一个或多个）导电区域412的材料。

参考图7c，导电区域412可以由相互交叉的导线、细丝或纱线形成，由此非导电区域414布置在导线、细丝或纱线之间。参考图7d，电可渗透和导电层410可以是由导电纱线制成的编织层（即织物）。这种导电织物包括作为导电区域的纱线和纱线之间的非导电区域。

非导电区域414可以是可小尺度观察到的。例如，导电不良的聚合物基层可以用作电可渗透和导电层410。这种导电性不良的聚合物基材料通常包括合理少量的导电颗粒。这种导电颗粒可以是一些金属（例如铜、铝、银、金）或碳（包括但不限于石墨烯和碳纳米管）的颗粒。此外，一些（合理地）导电聚合物，诸如聚苯胺、聚乙烯和PEDOT:PSS，可能包括微尺度的非导电区域，这取决于它们的导电性。颗粒的量与电导率相关，并且当颗粒的量刚刚超过颗粒的渗透阈值时，电导率低，但材料是导电的。因此，在大的尺度上，材料看起来是导电的，因为颗粒渗透，而在较小的尺度上，材料包括彼此不电连接的区域，即它们是不导电的。在非导电区域中，颗粒不渗透。然而，没有连接到其他导电颗粒的导电颗粒可能会阻碍电可渗透和导电层410的电渗透性。因此，在优选实施例中，非导电区域414不包括导电材料的颗粒。

优选地，非导电区域414的面积与导电区域412的面积的比率在适当的范围内。因此，在一个实施例中，电可渗透和导电层410包括导电区域412和至少一个非导电区域414。如以上所指示的，导电区域412可以限制（一个或多个）非导电区域414。这个适当的范围优选地至少在第一电极301附近适用。

为此，在一个实施例中，导电区域412的至少一部分与第一电极301重叠。在图7a和7b中，导电区域412的与第一电极301重叠的部分的横截面积由A_412,301表示。此外，至少一个非导电区域414的至少一部分与第一电极301重叠。在图7a和7b中，（一个或多个）非导电区域414的与第一电极301重叠的（一个或多个）部分的横截面积由A_414,301表示。这里，横截面积A_412,301和A_414,301分别是导电区域412和非导电区域414与第一电极301重叠的横截面的面积，其中该横截面被限定在正交于电容式分层结构110的厚度方向Sz的平面上。

优选地，导电区域412的与第一电极301重叠的部分的横截面积A_412,301是第一电极的横截面积A₃₀₁的至少5%。至于导电区域412的与第一电极301重叠的部分的横截面积A_412,301的最大值，导电区域412可以仅包括一个孔，其尺寸在前述限制内，而第一电极301可以合理大。因此，上限可以是至少大约100%。相应地，优选地，（一个或多个）非导电区域414的与第一电极301重叠的部分的横截面积A_414,301至多可以是第一电极301的横截面积A301的95%。

此外，优选地，（一个或多个）非导电区域414的与第一电极301重叠的（一个或多个）部分的横截面积A_414,301为从0.01（mm）²至100（mm）²。已经发现该尺寸范围特别适用于其中确定用户手指的触摸和压力的应用。

如果存在第二电极302，则优选地，（一个或多个）导电区域412和（一个或多个）非导电区域以类似的方式（已做必要修正）与第二电极302重叠。

在一个实施例中，电可渗透和导电层410包括导电区域412，其限制（例如包围）一个或多个非导电区域414，使得导电区域的横截面积A₄₁₂为导电区域412和一个或多个非导电区域414被导电区域412限制（例如包围）的总横截面积A₄₁₂+A₄₁₄的从5%至95%。

优选地，电极层300包括第二电极302和附接到第二电极302的第二导线352。这具有提高电容测量的空间精确度的效果。优选地，第一导线351仅将第一电极301连接到电子装置120，并且第二导线352仅将第二电极302连接到电子装置120。这具有无需多路复用就可以测量第一和第二电极301、302的电容的效果，这提高了测量的时间精确度。因此，在一个实施例中，电子装置120被配置成在一个时刻测量第一电极301的整个区域的电容。相应地，在一个实施例中，电子装置120不被配置成在随后的时刻测量第一电极301的部分的电容。然而，测量原理也可以应用于这样的分层传感器结构110，其中第一导线351将第一电极301和第二电极302二者都连接到电子装置120，并且通过多路复用来确定测量其电容的电极（301，302）。为了使用多路复用，可以将电可渗透和导电层410和第一导电层400中的至少一个划分为与第一电极301和第二电极302中的至少一个至少部分重叠的各区域，其中层（410，400）的各区域彼此不电连接。

如以上所指示的以及在图1b和2b中，在一个实施例中，电容式分层传感器结构110包括第三绝缘层230。第三绝缘层230被布置成使得电可渗透和导电层410在电容式分层传感器结构110的厚度方向Sz上被布置在第三绝缘层230和第一绝缘层210之间。第三绝缘层230的主要目的是将电可渗透和导电层410与物体600绝缘。这提高了测量的灵敏度。第三绝缘层230的第二个目的是充当装饰层。电容式分层传感器结构110可以包括第三绝缘层230，即使它不包括第二绝缘层220。

参考图6，电容式分层传感器结构110可以进一步包括第四绝缘层240和第二电极层300b。电容式分层传感器结构110可以包括第四绝缘层240，即使它不包括例如图1b的第三绝缘层。在这样的实施例中，第四绝缘层240被布置在第一导电层400和第二电极层300b之间。在第四绝缘层240是可压缩的并且第二电极层300b的电极与第一电极层300的电极重叠的情况下，第二电极层300b的电极的电容仅受触摸较少影响。因此，这种结构可以用来比例如图1b或2b的结构更精确地测量压力。然而，图6的电容式分层传感器结构110比图1b或2b的那个更复杂，由此制造起来将更昂贵。

至于分层电容式传感器结构110的层的材料和厚度，优选地选择材料和厚度使得分层电容式传感器结构110是柔性的。更优选地，优选地选择材料和厚度使得分层电容式传感器结构110是柔性的和可拉伸的，即适合的（conformable）。

至于术语柔性，在20℃的温度下，平面柔性材料可以弯曲到10mm（或更小）的曲率半径而不会破坏材料。此外，柔性材料此后可以在20℃的温度下变回平面形式，而不会破坏材料。至于术语“可拉伸”，可拉伸材料可以以可逆的方式拉伸至少10%。具体地，可拉伸材料层可以在垂直于该层的厚度方向的方向上以可逆方式拉伸至少10%。拉伸的可逆性是自发的，即弹性的。因此，平面适合材料是柔性的，如以上所指示的，并且在平面适合材料的平面的方向上可拉伸。平面适合材料可以被布置成在20℃的温度下适合半径为10cm（或更小）的半球的表面，而不会给材料引入显著的塑性（即不可逆）变形。

至于术语可压缩，可压缩材料可以以可逆的方式压缩至少10%。具体地，可压缩材料层可以在该层的厚度方向上以可逆的方式被压缩至少10%。压缩的可逆性是自发的，即弹性的。此外，可压缩层的杨氏模量可以小于1GPa。

至于绝缘层210、220、230的合适材料，绝缘层的目的是电绝缘。因此，在23℃的温度下，第一绝缘层210的材料和第二绝缘层220（如果存在）的材料的电阻率可以至少为10Ωm。这也适用于第三绝缘层230（如果存在）。典型地，在23℃的温度下，第一绝缘层210的材料和第二绝缘层220（如果存在）的材料的电阻率至少为100Ωm。

如以上所指示的，第一和第二绝缘层210、220中的至少一个是可压缩的；然而，第二绝缘层220不需要存在于不断变化中（in the solution）。上面已经讨论了术语可压缩的含义。用于可压缩层的合适材料包括来自材料组A的材料，其中材料组A由聚氨酯（诸如热塑性聚氨酯）、聚乙烯、聚（乙烯-乙酸乙烯酯）、聚氯乙烯、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯乙丙橡胶、氯丁橡胶、软木、胶乳、天然橡胶、硅氧烷聚合物（诸如硅酮）和热塑性弹性体凝胶组成。此外，为了具有合理的变形，在一个实施例中，可压缩层（210和/或220）的厚度至少为0.05mm，优选地至少为0.3mm，诸如至少为0.5mm。可压缩层（210和/或220）的厚度优选为从0.05mm至5mm，诸如从0.3mm至4mm，诸如从0.5mm至2mm。可压缩层的压缩时的杨氏模量优选为从0.01MPa至15MPa，诸如从0.1MPa至5MPa。拉伸时的杨氏模量可能不同于压缩时的杨氏模量。此外，可压缩层的材料优选具有至少10%的屈服应变。这确保了材料在使用中能够被充分压缩。

优选地，第一绝缘层210和第二绝缘层220在前述意义上是柔性的。此外，优选地，第一绝缘层210的杨氏模量至多为10GPa，诸如至多为5.0GPa。此外，优选地，第二绝缘层220的杨氏模量至多为10GPa，诸如至多为5.0GPa。

第一绝缘层210或第二绝缘层220可以仅充当柔性绝缘体。用于柔性层的合适材料包括来自材料组B的材料，其中材料组B由纺织品、聚酰亚胺、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚醚醚酮组成。用于柔性层的合适材料也包括来自如上定义的材料组A的材料。然而，第一绝缘层210或第二绝缘层220不需要是柔性的。在这种情况下，合适的材料还包括环氧树脂和酚醛树脂。示例包括FR-4玻璃环氧树脂和浸渍酚醛树脂的棉纸。特别地，如果传感器结构110不需要是柔性的，并且第一绝缘层210是可压缩的，则第二绝缘层220可以是硬的和/或坚硬的。

不充当可压缩层的绝缘层的厚度可以例如上至5mm，如以上所指示的。然而，不充当可压缩层的绝缘层的厚度可以例如小于1mm，诸如小于0.5mm，例如从50μm到1mm或从50μm到0.5mm。

关于第一绝缘层210和第二绝缘层220的厚度和材料所述的内容适用于第三绝缘层230。第三绝缘层230不需要是可压缩的。

至于电极层300，优选地，电极层也是柔性的。更优选地，是柔性的和可拉伸的。

在一个实施例中，第一电极301由可拉伸至少5%而不破坏这样的材料制成。优选地，第二电极302由可拉伸至少5%而不破坏这样的材料制成。这种材料可以是例如油墨或浆料。在一个实施例中，第一电极301包括以导电方式附接到彼此导电颗粒，诸如薄片或纳米颗粒。在一个实施例中，第一电极301包括导电颗粒，该导电颗粒包括碳（包括但不限于石墨烯和碳纳米管）、铜、银和金中的至少一种。在一个实施例中，第一电极301包括含碳的导电颗粒。在一个实施例中，第一电极301包括导电聚合物基材料，诸如聚苯胺、聚乙烯（例如聚乙烯醇或聚氯乙烯）和PEDOT:PSS（即聚（3，4-亚乙二氧噻吩）聚苯乙烯磺酸盐）中的至少一种。在一个实施例中，关于第一电极301的材料所述的内容适用于包括第二电极302的所有电极。在一个实施例中，关于第一电极301的材料所述的内容适用于第一导线351。在一个实施例中，关于第一电极301的材料所述的内容适用于第二导线352。

第一电极301可以布置（例如通过印刷）到第一绝缘层210或第二绝缘层220上（见图1c和2c）。在替换方案中，第一电极301可以布置（例如，通过印刷）到基板390上（见图1a和2a）。关于绝缘层210、220的材料所述的内容适用于基板390。

至于第一导电层400，第一导电层400可以是均匀导电的，例如使用均匀表面上均匀量的导电油墨或浆料制成。在替换方案中，第一导电层400可以是导电纱线网，例如使用导电油墨或浆料或细丝制成。第一导电层400由曲折的导电线组成也可能足够。第一导电层400包括多条单独的导电线也可能足够。在一个实施例中，第一导电层400的至少一部分由导电油墨制成。在一个实施例中，第一导电层400包括导电织物。在一个实施例中，第一导电层400包括导电聚合物。优选地，第一导电层400是均匀导电的。至于术语导电，导电材料在23℃的温度和0%的内部弹性应变——即没有压缩或拉伸，即处于静止状态下测得的电阻率至多为10Ωm。

关于第一导电层400的材料所述的内容适用于电可渗透和导电层410的材料，特别是电可渗透和导电层410的（一个或多个）导电区域412的材料。然而，至少一个非导电区域414可以被布置到电可渗透和导电层410，至少如果它的电导率另外均匀且高的话。

此外，优选地，[A]第一导电层400在23℃的温度下（在静止状态）的电导率高于电可渗透和导电层410在23℃的温度下（在静止状态）的电导率，和/或[B]第一导电层400的比电可渗透和导电层410更大的部分被导电材料覆盖。