【導讀】電容傳感技術能夠通過測量電容檢測到包括用戶手指在內的導電物體的存在和不存在。該技術同樣適合按鍵、滑條、開關、觸控板、觸摸屏和近距傳感器，從而讓設計人員能夠提升智能手機的設計水平。本文主要介紹移動設備能夠利用電容觸控傳感技術實現的智能功能。
特殊手勢
目前，觸摸屏用戶界面通常迫使用戶使用雙手操作智能手機。電容傳感技術能夠讓設計人員創建一個特殊手勢界面，允許用戶單手操作手機，并使用拇指控制各種功能。例如，手機側面的一個簡單的四段電容滑塊傳感器（見圖1）能夠實現向上滑動、向下滑動、單擊、雙擊、長按等功能。這些功能可與所有智能手機應用配合使用，用于瀏覽屏幕、上下滾動文檔或選擇/去選圖標。此類單手界面可增加手機操作的便利性和簡約性，從而大幅提升用戶體驗。
圖1：使用一個四段電容滑塊的特殊手勢
手握檢測
手機兩側的電容觸控傳感器能夠檢測出用戶手握手機的方式和位置。一旦手機能夠做到這一點，無數功能都能得到實現。例如，手握檢測功能能夠根據用戶拇指的位置區分用戶是左撇子還是右撇子，然后根據左手或右手使用習慣動態調整整個用戶界面，包括調整手機的音量鍵、觸摸屏圖標等等。
出于安全考慮，FCC要求手機廠商遵守射頻輻射的比吸收率 (SAR)規定。手握檢測功能可根據手機是在用戶手中或桌面上調整射頻輻射。另一個功能是能夠關聯手機鎖定和手握感應；當用戶手握整個手機時，可以鎖定手機。圖2顯示了常見的手握模式。
圖2：手握舉例
虛擬鍵
當今的大多數手機利用固定位置處的實體鍵控制音量。將實體鍵轉變為電容觸控鍵不僅能讓手機看起來更加時尚和性感，而且還能實現虛擬音量控制鍵，該虛擬鍵可以利用手機邊框中的電容傳感器動態移動到手機邊緣的任意位置。由于電容傳感器是簡單的薄銅墊，手機將會擁有一個整潔、誘人的外觀。圖3顯示了一個例子。
圖3：手機邊框中的電容傳感器可實現音量調節等控制功能的靈活部署
智能對焦
如圖4 所示，通過支持手機背面的手勢模式，電容傳感技術還能用于單手控制屏幕功能。例如，拍照時用戶可以利用電容傳感器調節攝像頭的焦距。用戶可通過輕擊傳感器從拍照模式輕松切換到視頻模式，同時又不失去對焦。
圖4：手機背面的電容傳感器能給讓用戶快速對焦或切換攝像頭模式
近距人臉檢測
近距傳感正成為眾多智能手機的一個重要功能。近距傳感器的主要目的是避免意外或誤觸操作，例如，用戶接電話時臉部觸及屏幕（見圖5）。該功能還能提高能效，讓手機在用戶通話時關閉LCD背景光。
與傳統的紅外傳感技術相比，電容近距傳感技術擁有眾多優勢。其主要優勢是：電容傳感器無需剪切覆面材料，因而能夠降低手機的加工成本，提高它們的顏值。
圖5：近距人臉檢測功能可在用戶臉部不慎觸及屏幕時避免誤觸操作
利用近距傳感技術實現近距喚醒功能
近距喚醒功能是近距傳感技術實現的另一個重要功能。可靠的電容近距傳感器能夠在用戶距離其30厘米時檢測出用戶靠近。該功能可讓用戶在黑暗中找到他們的手機，因為當用戶靠近時，手機可以點亮顯示屏或按鍵LED燈。近距喚醒功能可在用戶靠近時控制背景光LED燈。該功能有助于縮短手機的喚醒時間，提高其響應速度，降低其功耗，提高其顏值。它是手機的一個重要功能，因為它能大大延長電池續航時間。
手機的SAR規定
比吸收率(SAR)是測量人體暴露在電磁場中時吸收能量的比率。美國聯邦通信委員會（FCC）等監管機構要求設備通過降低其靠近人體時的發射功率來限制人體吸收的射頻能量。基于電容傳感技術的近距傳感器可用于檢測人體靠近，并在需要時降低射頻功率。
按鍵、手寫筆和手套
無論是出于天氣寒冷的原因或工作需要，當用戶戴上手套時，智能手機的觸控界面也應能夠正常工作。電容傳感技術的進步讓手機能夠檢測出戴手套的手所產生的低強度信號，同時忽略來源于懸停在傳感器上方的手指的假信號。電容觸感技術結合采用傳感器硬件和固件算法實現戴手套操作所需的功能和靈敏度。或者，很多大屏手機配有一個手寫筆，目的是便于用戶瀏覽，這個手寫筆也可用于操作電容按鍵。這種雙重用途對于提高便利性至關重要，可讓用戶在使用手機時無需在手寫筆和手指之間來回切換（見圖6）。
圖6：使用手寫筆和手指控制配有電容觸控按鍵的智能手機
耐水性
高級耐水特性可確保智能手機在潮濕環境下可靠運行。實現耐水性有兩種方法：保護電極和防護傳感器。使用保護電極可避免電容傳感器上的水珠導致誤觸操作，從而讓用戶能夠正常使用電容控制功能。防護傳感器用于應對連續水流情況，它能夠阻止所有其它傳感器觸發（從而避免）誤觸操作。
上述高級功能可提升智能手機用戶的體驗，而且還為廠商提供了推出差異化產品的機會。為了實現這些功能，開發人員需要一種成熟可靠、具備較高信噪比（SNR）和靈敏度的電容傳感技術。此外，他們還需要能夠補償多余的寄生電容。為了加快開發速度，該技術需要配備詳細的設計和布局指南文檔。
例如，賽普拉斯的PSoC片上系統處理器系列采用CapSense，它是世界一流的電容觸控傳感技術，擁有超過100:1的信噪比、強大的抗干擾能力、保護電極和低功耗運行模式。設計人員可以采用SmartSense Auto-Tuning等量產型固件算法進行持續監測和補償環境條件。
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