又降温了，对于许多不得不带上手套御寒的机友来说，这势必会给玩机带来很多不便。像Lumia 920这种彪悍到爆、戴手套也可以用的神机自然没有压力，对于木有用上Lumia 920的机友们，也可以通过购买触屏手套和爱搞机之前介绍的AnyGlove滴液来解决这一问题。但是，你有否想过，为什么需要戴特制的触屏手套才能玩机呢？

首先我们要从触摸屏说起。常见的触摸屏有两种，一种是电阻屏，通过屏幕压力感应产生的电流变化实现触摸感应，电阻屏是不存在戴手套无法操作的问题的，有这一问题的是大多数机型使用的电容屏，其原理为，当电容屏工作时当中的导电夹层内形成一个交流电场，当人体触摸到屏幕时，在手指和导体层之间就会形成一个电容并产生放电现象，会有一定数量的电荷转移到人体上，从而导致屏幕边缘的电极电压改变，依此计算出触摸的准确位置。而戴上手套相当于加入了一层绝缘物质，使得电容屏无法对其作出反应。

理科的童鞋们，下面是检验你有没有把中学课本还给老师的时刻：

【电容器】：是储存电荷的装置，由两个彼此绝缘（或有电介质填充）又相隔很近的导体（两极板）构成。最简单的电容器叫平行板电容器，如下图所示：

如果你对中学物理还有印象，你或许会记得，电容器所带电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U之比叫做电容器的电容，即：

C=Q/U。

这一公式被称为电容的定义式，它告诉我们，一个既定的电容器多带的电荷量Q与电容器两极板之间的电势差U成正比，其比值是一个常量。之前有报道称Lumia 920的屏幕之所以更为灵敏，是因为Lumia 920通过加大了电极的电压导致触摸屏中网状电场的电荷数量增加，但由上式得知，电容器的电容与Q、U无关，而是由电容器本身的结构决定。Lumia 920的触摸屏为什么更灵敏呢？让我们来看看有关平行板电容器的第二个决定式（其中k为静电力常量）：

这一公式解释了影响平行板电容器电容大小的因素，即两极板之间的正对面积S、两极板间距D、介电常数εr。两极板之间的正对面积越大、间距越小、介电常数常数越大，电容C的数值就越大，电容屏也更灵敏。

从中我们也可以对这三个因素进行具体分析：

1. 正对面积S

从以下的视频看出，在垫上名片后（改变了介电常数，降低灵敏度）如果我们仅仅是以手指尖很小的一点面积去触摸iPad，触摸屏是没有反应的；但如果我们增大手指与触摸屏的面积，C的数值发生了变化，电容屏也可以根据我们的操作作出相应的反应；

2. 间距D

Lumia 920比更灵敏的原因是减小了手指与导体电场之间的间距：Lumia 920采用的超敏感触摸屏将显示屏和传感器集成在了一起，这使得让超敏感触摸屏的厚度比普通触摸屏薄了整整1毫米（如下图所示）。同时原来都在显示屏上方的感应器和传送器的位置发生了变化，传送器变成了显示器的背部，而感应器变成了显示器的正面，这一调整带来了信噪比的提升，让传感器能够捕捉到更弱的触摸信号；

 3. 介电常数εr

不同的电介质具有不同的介电常数εr。例如空气的εr约等于1，煤油的εr等于2，陶瓷的εr等于6，云母的εr等于81。（顺便提一下，介电常数是用来形容绝缘性的，而金属是导体，电流可以通过但很难留下，关于金属的介电常数有专门的论文，此处不再讨论。）

一般的手套之所以无法让触摸屏作出反应，主要原因就是因为手套是绝缘物质，介电参数很低，而所谓的触摸屏手套实际上是在手套的指尖位置植入了非常细的金属线，从而增强了传导电荷的能力；同样，之前提到的AnyGlove滴液实质上就是一种电介质，通过改变了人体与触摸屏形成的“耦合电容”介电参数，使得电容C的数值变大，从而让我们可以戴着手套也可以进行操作。

了解了触摸屏手套的原理，接下来爱搞机也会试着进行DIY触摸屏手套的制作，敬请关注后续文章。

【参考资料】

1. 《物理》高二分册

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