自容、互容感测并用　电容式触控屏幕抗水性大增

　　边际电场讯号I1在触控时会增加一些触控讯号，因为手指会吸收这个讯号，并透过人体传导到地面（加到I2）。触控屏幕上没有被触碰到的水气，会对I1产生很大的影响，而这些水气也是电容式触控屏幕产生误差的主要来源，水气会增加邻近感测器之间的边际电场，进而增加电容。端视触控屏幕保护层的厚度与介电系数，可能导致足够的电容变化，如手指轻触，让感测电路将它误判为假性触控。欲解决这个问题，就得使用传导屏蔽（有时称为Guard保护层）（图2）。

　　图2 屏蔽状态下的基本自容物理模型

　　利用复制的TX来驱动邻近感测器，即可消除I1且感测电路不会侦测到任何电容。但若要实际应用此解决方案，触控屏幕控制器必须能机动地切换感测接脚，即时在TX、RX及屏蔽之间切换，进而感测到整个触控屏幕。在传统CapSense按钮上，屏蔽技术也能同样运作。

　　图3则是以不同的方式让读者了解I1、I2及感测到的电流IRX如何随触碰、水气等因素，以及在有屏蔽与无屏蔽状态下产生的各种变化。互容的原理是感测两个感测器之间的电容（图4）。

　　图3 自容电流在不同状态与时间下的变化

　　图4 屏蔽状态下的基本互容物理模型

此时，TX套用到一个感测器上，而RX则套用到另一个邻近感测器。互容感测的物理原理和自容相同，但手指讯号的主要来源是边际电场而不是直接耦合。手指会吸走电荷，并表现在电流上，而这个电流在正常情况下都是经过边际电场（I1）再透过人体（I2）传到地面，整体效应就是两个感测器之间的互容减少。触控屏幕上没有被手指触碰到的水气，也会产生像自容一样增加边际电场的强度进而提高电容讯号，并增加流到RX的电流。图5为另一种互容感测呈现方式。

　　图5 互容电流在不同状态与时间下的变化

自容/互容感测各有所长　两者兼顾设计挑战高

　　具传导屏蔽的自容感测，虽然能有较佳的抗水性功能，但却无法支援真正的多点触控。从较高层次的观点来看，互容感测应该也适用于抗水性，因为在触控屏幕表面上增加水气会导致与手指触控相反的磁性改变，但这也意味移除水气和手指触控并无差别。

　　具传导屏蔽的自容，虽然能在有水气的情况下运作，但却无法支援多点触控效能。相反的，互容能支援多点触控的效能，但遇到水气时却无法正常运作。对抗水性来说，最可靠稳定的解决方案就是同时使用互容与自容感测，而要实际应用这种解决方案，前提就是触控屏幕控制器必须能在TX、RX及屏蔽之间动态地切换接脚功能。