代替。圖23示出觸摸檢測電路，其與圖3中的檢測電路相同，例外是預 先確定閾值處理電路108用具有檢測元件Cs、Ce、控制設備A、B、C和模數(shù)轉換器106的時 域差分處理電路114來代替，其中所述模數(shù)轉換器的輸出被稱為刺激（S)并被輸出到時域 差分處理電路114。時域差分處理電路114可以是模擬的、數(shù)字的或軟件處理的，可選地實 質上如在國際專利申請W02010/111362中闡述的。圖24和25是S和dS/dt的時序圖，因 為它們與時域差分處理序列有關。假設當觸摸刺激被施加時（即，當手指/附件或其它觸摸 輸入設備接近觸摸表面時)，值刺激（S)被格式化以在值上增大。當手指/附件刺激遠離觸 摸表面時，在t0的刺激（S)被表示為在"無觸摸"條件下的1. 00的基本水平。在to的S相 對于時間的變化率（dS/dt)被表示為在上面描述的相同"無觸摸"條件下的3. 00的基本水 平。在時間tl，刺激S被檢測為增大。在時間tl，dS/dt被檢測為與S相對于時間的變化率 成比例的值，該值在這種情況下是4. 00的值。5. 00的HI ds/dt參考值和1. 00的LO ds/ dt參考值用作濾波器。如果觸摸輸入刺激被其它因素例如電噪聲（比觸摸刺激將有的激勵 快得多）或溫度（比觸摸刺激將有的激勵慢得多）影響，則處理電路(其可在硬件中實現(xiàn)或在 軟件中處理或這兩者的組合）可基于觸摸特征的響應時間區(qū)分開不能是觸摸的這些其它因 素。作為示例，如果電噪聲使刺激以不能是觸摸輸入的速率增加，則處理電路將通過產(chǎn)生正 的高dS/dt或負高dS/dt值來檢測此，這兩個值都指示人可能不可能實現(xiàn)的刺激插入或提 取的速率。在這種情況下，處理電路或軟件可忽略、減小、插值dS/dt和/或S。在所有情況 下，處理電路將不錯誤地指示觸摸條件。類似地，如果刺激插入S的變化率太慢，則處理和 /或軟件將忽略、減小、插值dS/dt和/或S。如果手指以比手指將正常接近觸摸表面時慢 得多的速率接近或如果溫度引起甚至更慢的速率的刺激變化，則處理電路和/或軟件邏輯 將忽略、減小、外推dS/dt和/或S。在這兩種情況中，觸摸處理電路將不導致有效觸摸輸入 的解釋。
[0033] 再次參考圖24和25,可容易看到有效觸摸可用的信息。在時間t0,刺激S在對應 于無刺激的I. OO的基本值處。而且在時間to處，ds/dt在對應于刺激S相對于時間t無 變化率的3. 00的基本值處。在時間tl，刺激S開始如圖24所示的那樣增大，且同時刺激S 相對于時間t的變化率（dS/dt)是4. 00的值（1. 00的速率dS/dt加到3. 00的基本值，這將 產(chǎn)生4. 00的凈值)。刺激繼續(xù)增大，直到手指/附件在時間t3與表面接觸為止，停止該方 法和因此停止刺激插入。如果手指/附件在接觸觸摸表面時立即開始遠離接觸表面移動， 則刺激S的量將開始減小。因此同時在時間t3, dS/dt將立即轉變到負值。這被示為2. 00 的值（-1. 00的變化率加到3. 00的基本值，這將產(chǎn)生2. 00的凈值)。當手指/附件更遠離 觸摸表面(且因此更遠離傳感器電極)移動時，刺激S將繼續(xù)減小，直到手指/附件足夠遠離 傳感器電極使得S=3. 00的"無條件"和dS/dt=3. 00的"無條件"在時間t5被滿足為止。如 果在時間t3,手指/附件停留在表面上，則刺激S的值將停留在3. 00,但在時間t3的dS/dt 值將轉變?yōu)榱?。當然，從時間tl到時間t3,刺激S將超過在時間tl和時間t2之間的1. 50 的有效區(qū)設定點。簡單觸摸的邏輯可因此是： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) ds/dt〈= 0,則 4) 觸摸被檢測到（因此在時間t3) 這的有效結果將是，在觸摸被考慮為有效的之前，手指/附件將必須簡單地接觸觸摸 表面(無論是否戴手套等)。可選地，對于簡單的觸摸，有效觸摸的邏輯可以是： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) S〈 χ(1· 50)，則 4) 觸摸被檢測到（因此在時間t4. 5) 這的有效結果將是，在觸摸將被考慮為有效的之前，手指/附件必須被拉得足夠遠以 在有效區(qū)之外。而且有效觸摸邏輯的另一替代形式可以是： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) ds/dt〈= x (I. 50)，則 4) 觸摸被檢測到（因此在時間t4. 5) 這的有效結果將是，必須遠離接觸表面拉開手指/附件以被考慮為有效的。
[0034] 參考圖26、27和28。圖26將測量單個單傳感器的概念擴展到多個單傳感器。在 圖26中示出的是被描繪為Cel、Ce2、Ce3和Ce4的總共四個單傳感器，每一個單傳感器具有 用于將每一個單傳感器連接到采樣電容器Cs的控制設備(控制設備1、2、3和4)。每一個 傳感器的序列與上面描述的相同，以其它方式。圖27和28示出與圖26所示的處理電路一 起工作的四個傳感器布局。可選的電介質層可插在圖27的電極100和圖28的接地平面之 間。
[0035] 可通過改變限定和可能電極結構，使用時域差分觸摸感測的技術來實施其它特 征。參考圖26、29、30、31和32。圖29-30描繪類似于已描述的單電極傳感器的單電極傳感 器和接近接觸表面(手指可以是另一附件或觸摸輸入設備）并將要停留在接觸表面處的手 指。這個序列由圖26中的檢測和處理電路檢測，且刺激（S)和dS/dt在圖31和32上從時 間tl到t3示出并表示簡單觸摸的序列。如果在時間t2手指將被"滾動"例如使手指變平， 引起從手指到觸摸基片的底表面上的傳感器電極的耦合的更多表面積，則刺激S將繼續(xù)增 加到更高的水平以及當手指移動時引起dS/dt中的跳躍。在移動之后，手指再次停留。從 t3到t5看到這個序列。這將指示第二狀態(tài)。序列的每一個集合可被處理為單獨的觸摸事 件，或這些序列一起的任何組合可被解釋為觸摸事件。這些不同的組合可被稱為"觸摸特 征"。上述序列可被描述如下： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) dS/dt返回到0,則 4) 觸摸# 1被檢測到(在時間t2) 5) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 6) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 7) dS/dt返回到0,則 8) 觸摸# 2被檢測到(在時間t4) 圖33和34不出可使用上面描述的序列的多觸摸輸入布局。注意，每一個觸摸傳感器 116包括電極，電極包括兩個交叉的圓118、120。每一個圓118、120被依尺寸制造為近似變 平的手指的尺寸。當手指在正常觸摸期間接觸玻璃表面時，這將優(yōu)化并限制手指到傳感器 的耦合的量。如果人在最遠離跡線連接的圓"頂圓"之上觸摸，則這將被登記為觸摸#1。如 果手指然后滾動（由dS/dt的步驟3分離，返回到零)，則底圓允許手指增加其到傳感器的電 容耦合，允許觸摸2的檢測。具有不規(guī)則或間斷的其它周邊的其它電極配置也是可能的。這 說明觸摸電極設計可被修改以增強"觸摸特征"響應。電極結構可被增強以幫助過濾出不 想要的刺激S。
[0036] 圖35示出具有有效區(qū)的多電極觸摸傳感器，其例如將在如圖1中的電容傳感器中 被使用?；緯r域差分邏輯可被應用，其中簡單的開關功能可被代替。圖36示出觸摸檢測 電路，其可以與圖8中的檢測電路相同，例外是預先確定的閾值處理電路108用具有檢測元 件Cs、Ce、控制設備A和C、輸出驅動B和模數(shù)轉換器106的時域差分處理電路114代替，其 中所述模數(shù)轉換器106的輸出被稱為刺激（S)并被輸出到時域差分處理電路114。通過忽 略在相反的方向上作為觸摸刺激S移動的刺激S，這種類型的檢測電路與其相關的雙電極 方法可以是更抗水干擾的。刺激S將傾向于在水的相反的方向上移動，水放置在雙電極傳 感器區(qū)域之上的觸摸表面上。在處理刺激S和刺激相對于時間的變化率dS/dt中描述的所 有技術可用于處理與圖35和36相關的輸出。此外，可應用使用公共處理電路來測量多個 雙電極傳感器的響應的概念。一個特定的配置是圖37所示的配置。圖37示出具有與如圖 35和36所述的八個雙電極傳感器的多輸入配置。每一個傳感器由Cel、Ce2、Ce3、Ce4、Ce5、 Ce6、Ce7、Ce8的凈效果電容表不，且每一個傳感器具有用于使米樣電容器Cs和相關處理電 路連接/隔離的控制設備（1-8)。在本例中示出Cel到Ce8,所有傳感器都經(jīng)由一個公共驅 動線由輸出驅動器B驅動并經(jīng)由第二公共驅動線由輸出驅動器D驅動。圖38特別適用于 圖37。經(jīng)由在圖39和圖40中的布局示出了其它配置，其使用類似的技術是可能的。通過 在每一個傳感器位置上增強從外電極104到內電極100的耦合來針對抗擾性優(yōu)化在圖40 中的布局。通過增加每一個外導電焊盤和內導電焊盤100、104的外周邊的線性長度來實現(xiàn) 增強的耦合，其中它們彼此相鄰，同時最大化焊盤面積的量以增加通過水從外焊盤到內焊 盤的耦合。如果水放置在特定的感測電極結構之上的觸摸表面112上，允許較大的刺激S， 則這將最大化刺激的大小。由水(在觸摸刺激的相反方向上)引起的較大刺激允許處理電路 更容易區(qū)分開水與觸摸刺激。
[0037] 參考圖41，注意以柔性基片的形式的額外電介質層122的添加，電介質層122由以 剛性基片的形式的第一電介質基片102分離。可以用各種方式實現(xiàn)和維持該分離，且在電 介質柔性基片122和剛性基片102之間的材料可以是包括空氣的多種結構。圖42示出通 過隔板124在柔性基片122和剛性基片102之間的分離和支持。隔板124的目的是支持并 維持在柔性基片122和剛性基片102之間的空氣間隙。注意，額外的電介質材料和相關空 氣間隙位于有效區(qū)內。圖41-43示出使用時域差分感測技術的三維傳感器的結構的功能。 圖42示出與電介質柔性基片122的觸摸表面112接觸的手指/附件。這將產(chǎn)生第一"觸摸 事件"。圖43示出與電介質柔性基片122的觸摸表面112接觸的手指/附件，且其中手指/ 附件正在施加足夠的物理壓力以壓下和彎曲電介質柔性基片122,以便減小距離并增加在 觸摸電介質柔性基片122的頂側的手指/附件與在剛性基片102的頂側或底側上的傳感器 電極100之間的介電常數(shù)。
[0038] 圖44和45示出在圖42和43中的傳感器結構的操作的時序圖。傳感器結構的一 個基本實現(xiàn)可如下：從時間tO到tl，刺激S和S相對于時間的變化率dS/dt都在"無觸摸" 條件下（S的1. 00的基本值和dS/dt的3. 00的基本值)。從tl到t2,當手指/附件接近柔 性表面的上側上的觸摸表面時，如圖42所示，S增加2. 00的值，直到手指在t2被觸摸表面 限制為止。因此，從tl到t2, dS/dt在4. 00的值處，指示S相對于時間的變化率。在t2， 當手指/附件停在觸摸表面處時，dS/dt返回到3. 00的基本值。事件的這個序列可作為有 效觸摸事件被處理。從t2到t3,手指/附件與觸摸表面接觸，且刺激S在2. 00的值處。同 時，沒有刺激相對于時間的變化，且因此dS/dt在3. 00的基本值處(無變化)。從t3到t4， 手指/附件施加壓力，使柔性基片彎曲，減小距離并增加在手指/附件與剛性基片的底側上 的傳感器電極之間的介電常數(shù)(通過使用柔性基片材料移動空氣)。這個行動將使刺激S增 力口。這在圖44中被示為刺激S從t3到t4從2. 00的值增加到3. 00。同時，將有如圖45所 示的在dS/dt中的跳躍。dS/dt的值從t3到t4被示為4. 00的值。在t4當手指/附件停 止增加柔性基片的偏斜時，刺激S停止增加并在圖44中被示為停止在3. 00的值處。同時 在t4, dS/dt返回到"無變化"，如在3. 00的基本值處指示的。事件的這個序列可作為觸摸 事件被處理。從t4到t5,沒有手指/附件的刺激插入的變化，且圖44和45示出如上所述 的狀態(tài)。從t5到t6,手指/附件將從有效區(qū)之外的觸摸表面移除。刺激S下降到"無觸摸" 狀態(tài)，其具有L 〇〇 (3. 00的基本值+ (-2.00) =L 00)的值的同時負（-dS/dt)。在t6,傳 感器在"無觸摸"狀態(tài)中，且S和dS/dt分別返回到1. 00和3. 00的其基本"無觸摸"狀態(tài)。
[0039] 與上述時域差分感測技術耦合的在圖42和43中所示的觸摸傳感器的構造可產(chǎn)生 新特征，同時維持正確的觸摸"感覺"的一致性，而不考慮通常困擾公約電容的可被引入的 很多變量和利用預先確定閾值的差分感測技術。這個構造可被考慮為基本三維觸摸傳感 器，因為可以有對觸摸表面上的給定觸摸位置的至少一個和然后兩個響應。參考圖41至 45,邏輯步驟的序列再次可以是： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) (15/社>+1^〇(15/肚（3.50)和（15/社〈+把（15/肚（4.50)，后面是 3) ds/dt返回到0,則 4) 觸摸# 1被檢測到(在時間t2) 5) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 6) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 7) dS/dt返回到0,則 8) 觸摸# 2被檢測到(在時間t4) 這的有效結果將是依次的兩個不同觸摸的檢測。此外，上面不取決于除了有效區(qū)的寬 松限定的設定點以外的預先確定閾值。可替換地，并參考圖41到45,條件的下列邏輯序列 將產(chǎn)生與以前的示例相同的結果，但也許基于添加來自處理電路可用的數(shù)據(jù)的額外的條件 而具有稍微更高的可靠性： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) ds/dt返回到0,則 4) 觸摸# 1被檢測到(在時間t2);記住S (Sl=S)的值 5) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 6) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 7) dS/dt 返回到 0 (S>2. 75)，則 8) 如果S>S1，則 9) 觸摸# 2被檢測到(在時間t4) 這的有效結果將是依次的兩個不同觸摸的檢測。此外，即使處理電路估計刺激S，預先 確定閾值仍然不被使用，但S的兩個變量值被得到并彼此比較。
[0040] 又一替換形式將是條件的下列邏輯序列，其可產(chǎn)生相同的結果，但基于對處理電 路可用的信息而具有也許更高的可靠性： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) ds/dt 返回到 0,且（S>1. 75 和 S〈2. 25)，則 4) 觸摸# 1被檢測到(在時間t8) 5) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 6) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 7) dS/dt 返回到 0 且（S>2. 75)，則 8) 觸摸# 2被檢測到(在時間t4) 這的有效結果將是依次的兩個不同觸摸的檢測。此外，即使處理電路估計刺激S，預先 確定閾值仍然不被使用(但兩個單獨的范圍被估計)。
[0041] 參考圖42到43和特別是圖44和45。時間t7到tl4示出基于來自由柔性基片的 頂表面上的手指/附件增加壓力的增加偏斜來顯示線性感測的方式。圖44示出通過將手指 /附件施加到柔性基片的頂表面并接著施加增加壓力和因而柔性基片的偏斜在一系列步驟 中增加刺激。圖45示出增加的壓力和因而由dS/dt的四個交替脈沖進行的分立步驟中的 偏斜的序列。事件序列的處理的示例可以如下： 1) 如果S > X (1.50)(有效區(qū)設定點=X (1.50)) 以及 2) dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 3) dS/dt返回到0,則 4) 觸摸# 1被檢測到(在時間t8);記住S (Sl=S)的值 5) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 6) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 7) dS/dt返回到0且（S>S1)，則 8) 觸摸# 2被檢測到(在時間tlO)，記住S (Sl=S)的值 9) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 10) 如果 dS/dt > +Lo dS/dt (3.50)和 dS/dt〈 +Hi dS/dt (4. 50)，后面是 11) dS/dt 返回到 0 且（S>S1)，則 12) 觸摸# 3被檢測到(在時間tl2)，記住S (Sl=S)的值 13) 如果觸摸#1未重置(不返回到"無觸摸"狀態(tài))，則 14) 如果 dS/dt > +Lo dS/