电容笔是什么 电容笔有什么功能

?00 后的新青年或许并不知道，在 iPhone 诞生前，甚至是 iPhone 诞生后的一段时间里，市面上不少触控手机是无法轻松地直接用手指来操控使用，它们一般出厂都会标配一只细长细长的触控笔。

那是因为当时的触控设备以电阻屏为主流，电阻屏的触控识别，是基于屏幕上两片近距离的导电薄引起电信号实现的：当手指等硬物在表面压过，这两层薄膜将接触通电，再通过横、竖两向的电信号来确定触控点的位置坐标，实现触控。

因为电阻屏的两层薄膜是有一定距离的，用手指指腹触控时往往需要稍大点的力气，才能让两层薄膜接触，因此更多人习惯用更尖锐的手指甲、触控笔来操控，这又容易导致屏幕被刮花，所以电阻屏触控笔的笔触要做得相对柔软，才不易划伤屏幕。

Palm V 与自带的触控笔（图片来源：the verge）

iPhone 诞生后的一段时间，电容屏的成本逐步下降，电容屏逐步取代电阻屏，成为市面上触控手机的主流，与此同时，触控笔也渐渐淡出了触控手机的身旁。

但三星的 Galaxy Note 是个例外，从第一代 Note 系列起，三星就给它标配了一支小巧玲珑的、支持压感的触控笔 —— S-Pen，让 Galaxy Note 成为整个 Android 阵营中最特别的手机系列。

三星的这支 S-Pen 触控笔实质是一支「电磁笔」，还需要有屏幕端的硬件配合才能实现书写。

电磁笔的原理其实也不复杂，一般来说，厂商们在屏幕面板上多集成一块电磁板，作为信号接收端，而带有磁性的电磁笔作为信号发射端，在屏幕上点点划划时，双方能产生电磁感应，通过计算电磁板上不同区域的磁通量差异，就能确定笔触的位置；另外，带有压感的电磁笔一般在笔触端配有压力传感器，笔芯受到不同压力变化会引起电磁信号的变化，让屏幕下的电磁感应板接收到不同强度的信号，进而呈现出不同的压感，来模拟真是的书写、绘图笔迹。

而电磁笔本身，可以做成有源的，也可以做成无源的：有源的触控笔因为能主动发射电磁信号，屏幕接收端的功耗可以稍微低些，抗干扰能力更强、响应快，不过因为需要供电，笔也比较难做小；而无源电磁笔，首先因为无需额外供电，体积可以做的很小，但屏幕的接收端功耗相对要做的大些，才能满足电磁笔的信号识别，屏幕一般也不会太大，适合屏幕较小的手机使用，Galaxy Note 的 S-Pen 正属于「无源电磁笔」。

其实微软 Surface 平板 / 笔记本电脑配对的 Surface Pen 触控笔，同属「电磁笔」，但跟 S-Pen 不同，他属于「有源电磁笔」，需要电池供电。微软的 Surface Pen 触控技术来自于 N-trig 这家公司，据说它还跟联想等公司合作过，后来微软将其收购，被并入微软以色列分部。

除了 N-trig 以外，知名的数位板厂商 Wacom 大多数产品也是采用类似的解决方案，前者核心在于有源电磁触控，而后者是「无源电磁笔」的佼佼者（拥有 EMR 技术的专利），因为同样是「无源电磁笔」，Galaxy Note 的 S-Pen 甚至可以直接在 Wacom 的数位板上使用。

如今针对电容触控屏的主流触控笔主要有两种，一种除了是以上提到的「电磁笔」外，另一种是「电容笔」。

先来简单聊聊电容触控屏的基本原理，它是借助人体电流感应来工作的，手指（或者说人体）作为导体，当放在电容屏表面时，会形成一个耦合电容，由于高频电流的存在，有一定量的电荷会传导到人体（人体可以理解成一个接了地的电容，对于高频交流电电流来说，电容可以视作导体），这时候屏幕的四个角各有电极来补足屏幕触控层失去的电荷，而处理器通过计算四个角的电极的电荷量的比例，来计算出触控点的位置。

而最简单的「电容笔」其实就是替代了手指，充当了一个带电导体（或者接地导体）,将本身带电或者接地的导电材料做到笔头上，就算是一根基础的电容屏了 —— 即使一根火腿肠（可以带包装，也可以不带包装）也能当作触控笔，试过在 iPad 上用两根火腿肠玩「库乐队」的架子鼓，能玩出接近敲击真实架子鼓的快感 —— 不过说到底，这类电容笔既没有压感、携带又不便，倒不如直接用手指触控。

当然，市面上还有更高级的电容笔，例如在 Apple Pencil 以前，Wacom 就曾经为 iPad 推出过压感电容笔 —— Creative stylus 2，内置处理芯片，通过蓝牙与 iPad 连接，利用普通的电容触控来定位，同时笔芯后端内置传感器感知压力，并通过蓝牙传送 iPad 实现压力感知，但这类压感电容屏存在适配性的问题，并没有被更多专业的用户接受。

而后来的事大家都知道：苹果推出了 iPad Pro 产品线，同期推出了专用的 Apple Pencil 触控笔，如今 Apple Pencil 已支持在售的 iPad 全系。

而 Apple Pencil 走的是完全不同的一条线，严格意义上它既不属于「电磁笔」，也不属于「电容笔」。

翻阅了资料，发现 Apple Pencil 会在笔尖发出多个特殊频段的电磁信号，而 iPad 端的触控芯片也进行了定制，能同时扫描普通触控信号以及 Apple Pencil 的特殊信号，而笔尖发出的多个频段的信号是为了提高扫描定位的精度，再加上极高的扫描率，让 Apple Pencil（在 iPad Pro 上）的书写感贴近真实纸笔书写。

除了笔尖有压力传感器来模拟笔触压力外，还内置有两枚陀螺仪，跟 iPad 的陀螺仪进行比对，来识别笔杆相对于 iPad 的姿势，来模拟出倾斜的笔触。另外苹果还从系统层级上不断对这支 Apple Pencil 进行软件层面的优化，例如在 iPadOS 13 中进一步降低延时，在刚发布的 iPadOS 14 中优化了手指触控和笔触控的逻辑和反馈，加入了笔迹转换文字的功能，不难看出苹果对这枚 Apple Pencil 可谓是用尽了心思。

时间来到了 21 世纪的第三个 10 年初，如果说「手指依然是最自然的触控工具」，那么触控笔又会是什么呢？