漫談電容式觸控技術

用手指觸碰電極會使總電容量增加。

用手指頭輕輕一摸就能操控各種電器用品，真是件神奇的事。不過，對於具有電子專業背景的人來說，當知道其動作原理後，大概會覺得其實也沒什麼嘛，不過就是偵測觸碰之後所產生的電容量變化罷了！

雖然「利用電容變化來偵測觸碰」這原理早就被發明出來了，但直到Apple做出具觸控按鍵的iPod、iPhone，成功影響了全世界後，電容式觸控這項技術才大大地受到重視，並普遍地用在手機和其他電器用品上。

筆者有幸於公司開始發展觸控技術時，便一起學習成長，也很努力嘗試將這項技術從紙上理論落實於產品應用，發現這實在不是件容易的事！過程中我心中的OS一直是：人類是瘋了嗎？機械式按鍵那種不是0就是1的數位式反應不是很好嗎？幹嘛要偵測這微小的類比式信號變化。

數位化的優點─抗雜訊，在觸控應用場合根本不存在，因為觸控按鍵信號是類比的，雜訊也是類比的；如果硬體設計不佳，導致雜訊太大，事後是很難補救的。我有一同事說：硬體做得好，軟體沒煩惱，反之，結果大家能想像的到吧。何況，就算硬體做得還不錯，雜訊控制在可接受的範圍內，工作其實也才剛開始而已。

至於，要如何偵測手指觸碰所產生的電容量變化呢？首先，我們要先知道電容量是如何變化的，才能進一步地探討如何偵測。我們知道，當手指接觸到電極(其實就是銅箔而已)時，會讓電極上的總電容量增加。也就是說，只要能夠偵測到電容量的變化，就可以知道是不是有手指觸碰！真的這麼簡單嗎？

原理是很簡單沒錯，但問題在於，不只手指觸碰會造成電容量的變化，溫溼度、水滴甚至水幕等外在環境，以及來自外界的有線無線電氣干擾，都會造成和手指觸碰相似的電容量變化或信號反應，讓人傻傻分不清。

回想當初有許多工程師和筆者一起玩觸控，遇到過上述問題，但受限於經驗不足且軟硬體、發展工具都不甚完備，許多問題無從解決。

事實上，這些年來Microchip的觸控技術mTouch，隨著經驗的累積以及軟硬體和發展工具的改進，足夠應付上述溫溼度、水滴及電氣信號的干擾；甚至可利用Metal Over Cap的技術來達成水幕或者水面下操作。而後續的RightTouch及QTouch觸控技術，讓客戶有更多成熟可靠的選擇，大幅降低研發風險。

雖然，某些情境或應用採用機械式按鍵就可以了，但是，觸控式介面帶給人們的體驗卻無法取代。歡迎大家造訪網頁，瀏覽更多與觸控相關的技術資料。(本文由Microchip應用工程經理林建益提供，DIGITIMES編輯)