自容、互容感測并用　電容式觸控屏幕抗水性大增

　　邊際電場訊號I1在觸控時會增加一些觸控訊號，因為手指會吸收這個訊號，并透過人體傳導到地面（加到I2）。觸控屏幕上沒有被觸碰到的水氣，會對I1產生很大的影響，而這些水氣也是電容式觸控屏幕產生誤差的主要來源，水氣會增加鄰近感測器之間的邊際電場，進而增加電容。端視觸控屏幕保護層的厚度與介電系數，可能導致足夠的電容變化，如手指輕觸，讓感測電路將它誤判為假性觸控。欲解決這個問題，就得使用傳導屏蔽（有時稱為Guard保護層）（圖2）。

　　圖2 屏蔽狀態下的基本自容物理模型

　　利用復制的TX來驅動鄰近感測器，即可消除I1且感測電路不會偵測到任何電容。但若要實際應用此解決方案，觸控屏幕控制器必須能機動地切換感測接腳，即時在TX、RX及屏蔽之間切換，進而感測到整個觸控屏幕。在傳統CapSense按鈕上，屏蔽技術也能同樣運作。

　　圖3則是以不同的方式讓讀者了解I1、I2及感測到的電流IRX如何隨觸碰、水氣等因素，以及在有屏蔽與無屏蔽狀態下產生的各種變化。互容的原理是感測兩個感測器之間的電容（圖4）。

　　圖3 自容電流在不同狀態與時間下的變化

　　圖4 屏蔽狀態下的基本互容物理模型

此時，TX套用到一個感測器上，而RX則套用到另一個鄰近感測器。互容感測的物理原理和自容相同，但手指訊號的主要來源是邊際電場而不是直接耦合。手指會吸走電荷，并表現在電流上，而這個電流在正常情況下都是經過邊際電場（I1）再透過人體（I2）傳到地面，整體效應就是兩個感測器之間的互容減少。觸控屏幕上沒有被手指觸碰到的水氣，也會產生像自容一樣增加邊際電場的強度進而提高電容訊號，并增加流到RX的電流。圖5為另一種互容感測呈現方式。

　　圖5 互容電流在不同狀態與時間下的變化

　　自容/互容感測各有所長　兩者兼顧設計挑戰高

　　具傳導屏蔽的自容感測，雖然能有較佳的抗水性功能，但卻無法支援真正的多點觸控。從較高層次的觀點來看，互容感測應該也適用于抗水性，因為在觸控屏幕表面上增加水氣會導致與手指觸控相反的磁性改變，但這也意味移除水氣和手指觸控并無差別。

　　具傳導屏蔽的自容，雖然能在有水氣的情況下運作，但卻無法支援多點觸控效能。相反的，互容能支援多點觸控的效能，但遇到水氣時卻無法正常運作。對抗水性來說，最可靠穩定的解決方案就是同時使用互容與自容感測，而要實際應用這種解決方案，前提就是觸控屏幕控制器必須能在TX、RX及屏蔽之間動態地切換接腳功能。