CN103853411A - 一种感应系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子技术领域，公开了一种感应系统，能够消除感应系统中的共模噪声。该感应系统为触摸屏或电磁屏，该感应系统包括：至少一条接地线，所述接地线位于所述触摸屏的感应线之间或所述电磁屏的感应天线之间，所述接地线与所述感应线或所述感应天线平行放置。该感应系统用于在有人手靠近该感应系统，使得该感应系统产生共模噪声时，将共模噪声能量通过接地线予以消除，大幅度降低了感应系统中的噪声，进而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种感应系统。
背景技术
感应系统包括触摸屏和电磁屏等，触摸屏和电磁屏等广泛应用于手机、平板电脑等电子产品中，给人们的生产和生活带来巨大的便利。触摸屏和电磁屏中的关键技术是电容触摸技术。
具体的，电容触摸屏技术能够通过扫描检测触摸屏上格点电容的变化规律，得出人体的触摸位置和动作。从电容格点构成来说，电容触摸屏分为自电容触摸屏和互电容触摸屏。对于互电容触摸屏，其通用的结构，原理如图1所示，电容格点由纵向的感应线和横向的驱动线构成，两线的交点即为互电容；驱动线依次发送驱动信号，而感应线通过互电容的耦合接收到信号能量，如果人的手指靠近，驱动线将产生电场，如图2所示，驱动线产生的电场，同时，手指与感应线之间将形成手指与感应线的耦合电场。由于人体可以等效为一个电位，这样将吸引掉一部分互电容间的电场线，这等效于互电容的减少，如果不断扫描并接收检测各个格点电容的大小，则可以得出人手触摸的位置。但是，当整个感应系统工作于大噪声环境当中时，特别是存在充电器干扰时，将会产生共模噪声。这种共模噪声带来的干扰可以将人体等效为一个噪声源，如图2所示，这种噪声通过人手与感应线的耦合电场，最终被感应线所吸收，这样将影响感应系统对互电容大小的判断，进而使得电子产品的接收系统判断得出错误的触摸位置。这种干扰是目前电容触摸系统当中面临的最大问题。
对于电磁屏，其工作原理如图3所示。A1，A2，A3代表横向的三根接地天线，电磁笔发送固定频率的信号，由于磁场耦合，A1，A2，A3将感应到不同大小的耦合信号，信号大小跟笔的位置相关，并且，根据信号的大小可以求出笔的横向坐标，如图3所示的x方向的坐标，在纵向（此处未画出纵向天线），用纵向排列的天线，采用同样的方式，根据信号大小判断出纵向坐标。这样利用横向和纵向的天线就可以准确检测出笔的位置。但当人手靠近时，与电容屏一样，共模噪声将耦合到天线，进而引起电子产品的接收系统求取电磁笔所在坐标时的准确性。
综上所述，在目前的感应系统中，当人手靠近时，感应系统会产生共模噪声。
发明内容
本发明的目的在于提供一种感应系统，在有人手靠近该感应系统，且该感应系统产生共模噪声时，使得该共模噪声的能量能够通过接地线予以消除，大幅度降低了感应系统中的共模噪声。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种感应系统，所述感应系统为触摸屏或电磁屏，所述感应系统还包括：
至少一条接地线，所述接地线位于所述触摸屏的感应线之间或所述电磁屏的感应天线之间，所述接地线与所述感应线或所述感应天线平行放置。
本发明实施方式相对于现有技术而言，在感应系统中引入了接地线，接地线与感应线或感应天线平行放置，能够在有人手靠近该感应系统，且该感应系统产生共模噪声时，使得该共模噪声的能量能够通过接地线予以消除，大幅度降低了感应系统中的共模噪声，进而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。
优选的，所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；所述接地线位于所述触摸屏的每两个感应线之间或所述电磁屏的每两个感应天线之间。
可以在触摸屏的每两条感应线或电磁屏的每两条感应天线之间引入接地线，可以在有人手靠近触摸屏或电磁屏时，通过接地线将人手与感应线或人手与感应天线间形成的噪声消除掉，大幅度降低甚至消除了感应系统中的噪声，进而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置。
优选的，每两个感应线之间或所述电磁屏的每两个感应天线之间设置的所述接地线的数量大于1。
接地线的数量越多，对于噪声消除的能力越强，噪声消除的越彻底。
优选的，所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；所述接地线位于所述触摸屏的每M个感应线之间或所述电磁屏的每M个感应天线之间，所述M为大于2的整数。
设置接地线的方式有多种，可以在相等间隔的接地线之间设置一个或多个接地线，从而达到消除噪声的目的。
优选的，所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；在所述触摸屏中每X个感应线之间和每Y个感应线之间分别设置接地线，所述X和所述Y均为大于2的整数；或在所述电磁屏中每X个感应天线之间和每Y个感应天线之间分别设置接地线。
可以不等间隔的交错设置接地线，即先间隔X个感应线或感应天线设置一个或多个接地线，再间隔Y个感应线或感应天线设置一个或多个接地线，从而达到消除噪声的目的。
优选的，所述接地线的线体上具有圆形孔、菱形孔或矩形孔的图案。
在接地线上制作圆形孔、菱形孔或矩形孔的图案，在没有影响到接地线的功能的前提下达到了美化接地线的效果。
附图说明
图1是现有技术中互电容触摸屏示意图；
图2是现有技术中互电容触摸屏产生共模噪声的示意图；
图3是现有技术中电磁屏工作示意图；
图4是本发明第一实施方式提供的触摸屏的结构示意图；
图5是本发明第一实施方式提供的人手靠近触摸屏时的工作场景示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。
本发明第一实施方式提供一种感应系统，感应系统为触摸屏或电磁屏，该感应系统包括：至少一条接地线，接地线位于触摸屏的感应线之间或电磁屏的感应天线之间，接地线与感应线或感应天线平行放置。
具体的，在触摸屏中引入接地线时，可以在触摸屏的每两条相邻的感应线中间均设置一条接地线；在电磁屏中引入接地线时，可以在电磁屏的每两条相邻的感应天线中间均设置一条接地线。接地线的具体接地方法为现有技术，本发明对此不做限制。
触摸屏可以为自电容触摸屏或互电容触摸屏。示例的，可以设置接地线位于自电容触摸屏或互电容触摸屏中两条感应线之间，具体如图4所示，图4既适用于自电容触摸屏，也适用于互电容触摸屏。在感应线两边，加入一条接地线，当人手靠近时，如图5所示，人手的噪声大部分将耦合到接地线，这样对感应线的影响将大幅度削弱。具体工作原理为:假设当人手指靠近时，人手与感应线间形成耦合电场，如果没有接地线，则人手与感应线的耦合电容为c，单位为法拉，
,其中，λ代表介电常数，s代表手指与感应线的有效耦合面积，单位为平方米，d代表手指与感应线的距离，单位为米。所以，如果其他条件固定，手指与感应线的面积越小，则耦合电容越小，这样，假设人手的干扰电压为
单位为伏特，则感应线接收到的干扰电量为
在感应线两侧加入接地线后，由于接地线与感应线靠近，同样会从人手中吸取一部分电场，这样，相应于人手与感应线的有效耦合面积变小，根据公式
可知，人手与感应线的耦合电容变小，则根据计算干扰电量的公式
可知，则感应线接收到的干扰电量也变小。因此，在引入接地线之后有效衰减了人手靠近对触摸屏的屏体的影响。
当感应系统为电磁屏时，具体的噪声消除原理可以参见对图4的相关描述，在此不做赘述。
本发明实施方式相对于现有技术而言，在感应系统中引入了接地线，能够在有人手靠近该感应系统，且该感应系统产生共模噪声时，通过接地线使得该共模噪声的能量予以消除，大幅度降低了感应系统中的共模噪声，进而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。
需要说明的是，在实际应用中，在接地线的线体上还可以制作出圆形孔、菱形孔或矩形孔的图案，不但美化线体，同时还不影响接地线的功能。
接地线的长度与感应线或感应天线的长度可以相等。
本发明第二实施方式涉及一种感应系统，第二实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统消除噪声的能力更强。具体的，在本实施方式中，在触摸屏中引入接地线时，可以在触摸屏的每两条相邻的感应线中间均设置多条接地线；在电磁屏中引入接地线时，可以在电磁屏的每两条相邻的感应天线中间均设置多条接地线，本实施方式限制每两条相邻的感应线或感应天线中间的接地线数量大于1。接地线越多，噪声消除能量越强，噪声消除的越彻底，进而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。多条接地线的布放方式本发明对此不作限制。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
本发明第三实施方式涉及一种感应系统，第三实施方式在第一实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统在节约接地线的前提下仍然具有消除噪声的能力。具体的，在本实施方式中，在触摸屏或电磁屏中引入接地线时，可以等间距的设置一条接地线，即在触摸屏或电磁屏中每间隔相同数量的感应线或感应天线，接入一条接地线。示例的，可以在每间隔两条或三条感应线或感应天线时，接入一条接地线。在噪声不明显的场景中，可以利用少量的接地线来达到消除噪声的目的，从而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
本发明第四实施方式涉及一种感应系统，第四实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统消除噪声的能力更强。具体的，在本实施方式中，在触摸屏或电磁屏中引入接地线时，可以等间距的设置多条接地线，该间距至少为1，即在触摸屏或电磁屏中每间隔相同数量的感应线或感应天线，接入多条接地线，本实施方式限制等间距感应线或感应天线中间设置的接地线数量大于1。在噪声比较明显的场景中，可以利用多条接地线来达到消除噪声的目的，从而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
本发明第五实施方式涉及一种感应系统，第五实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统在节约接地线的前提下仍然具有消除噪声的能力。具体的，在本实施方式中，在触摸屏或电磁屏中引入接地线时，可以间隔多条感应线或感应天线时，接入一条或多条接地线，即在触摸屏或电磁屏中等间隔交错接入接地线。示例的，可以在间隔两条感应线或感应天线时接入一条接地线，紧接着在间隔两条感应线或感应天线时接入两条接地线；然后在间隔两条感应线或感应天线时再接入一条接地线，接着在间隔两条感应线或感应天线时再接入两条接地线，以此类推，可以等间隔的接入不同数量的接地线来达到消除噪声的目的，从而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
本发明第六实施方式涉及一种感应系统，第五实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统在节约接地线的前提下仍然具有消除噪声的能力。具体的，在本实施方式中，在触摸屏或电磁屏中引入接地线时，可以非等间距的设置一条接地线，即在触摸屏或电磁屏中每间隔不同数量的感应线或感应天线时，接入一条接地线。示例的，在接入第一条接地线时，可以在间隔两条感应线或感应天线时接入，紧接着在间隔三条感应线或感应天线时接入第二条接地线，以此类推，可以非等间隔的接入少量的接地线来达到消除噪声的目的，从而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
本发明第七实施方式涉及一种感应系统，第七实施方式在第三实施方式的基础上做了进一步改进，改进之后的感应系统消除噪声的能力更强。具体的，在本实施方式中，在触摸屏或电磁屏中引入接地线时，可以非等间距的设置多条接地线，即在触摸屏或电磁屏中每间隔不同数量的感应线或感应天线时，接入多条接地线。示例的，在第一次接入接地线时，可以在间隔两条感应线或感应天线时接入至少两条接地线，紧接着可以在间隔三条感应线或感应天线时接入至少两条接地线，以此类推，可以非等间隔的接入多条接地线来达到消除噪声的目的，从而使得应用该感应系统的电子产品的检测系统能够检测到准确的触摸位置或电磁笔坐标。具体的噪声消除原理可以参考第一实施方式中的相关描述，本发明在此不做赘述。
需要说明的是，本领域的技术人员在本发明的实施方式所揭示的内容的基础上所做的改动，都应该包括在本发明的保护范围内。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.一种感应系统，所述感应系统为触摸屏或电磁屏，其特征在于，所述感应系统还包括：
至少一条接地线，所述接地线位于所述触摸屏的感应线之间或所述电磁屏的感应天线之间，所述接地线与所述感应线或所述感应天线平行放置。
2.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，
所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；
所述接地线位于所述触摸屏的每两个感应线之间或所述电磁屏的每两个感应天线之间。
3.根据权利要求2所述的感应系统，其特征在于，每两个感应线之间或所述电磁屏的每两个感应天线之间设置的所述接地线的数量大于1。
4.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，
所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；
所述接地线位于所述触摸屏的每M个感应线之间或所述电磁屏的每M个感应天线之间，所述M为大于2的整数。
5.根据权利要求4所述的感应系统，其特征在于，每M个感应线之间或所述电磁屏的每M个感应天线之间设置的所述接地线的数量大于1。
6.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，
所述接地线的数量为N，所述N为大于1的整数；
在所述触摸屏中每X个感应线之间和每Y个感应线之间分别设置接地线，所述X和所述Y均为大于2的整数；或
在所述电磁屏中每X个感应天线之间和每Y个感应天线之间分别设置接地线。
7.根据权利要求6所述的感应系统，其特征在于，在所述触摸屏中每X个感应线之间和每Y个感应线之间分别设置的接地线的数量大于1；或
在所述电磁屏中每X个感应天线之间和每Y个感应天线之间分别设置的接地线的数量大于1。
8.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，所述接地线的线体上具有圆形孔、菱形孔或矩形孔的图案。
9.根据权利要求1所述的感应系统，其特征在于，所述接地线的长度与所述感应线或所述感应天线的长度相等。
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