LED显示触摸感应装置及其控制方法、电子设备与流程

led显示触摸感应装置及其控制方法、电子设备
技术领域
1.本发明涉及智能控制领域，具体的，涉及一种led显示触摸感应装置以及这种装置的控制方法，还涉及应用该led显示触摸感应装置的电子设备。


背景技术：

2.现有的电子设备大多具有显示功能，通常设置一个led显示屏，用于显示图文信息。电子设备的led显示屏通常设置一个led显示阵列，led显示阵列具有多个显示单元，每一个显示单元由专用显示芯片与led封装而成，例如一个100
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100像素的led阵列需要1万个显示单元。
3.为了控制led显示屏的显示，led显示屏还设置一个中央控制器，每个显示单元均与中央控制器连接，并且接收中央控制器发出的信号，通过中央控制器发出的信号控制每个显示单元的工作状态，例如控制每一个显示单元的发光亮度或者颜色，从而控制led显示屏所显示的内容。
4.现有的很多智能电子设备大多设置有触控功能，通常在电子设备的控制面板上设置一个触摸区域，该触摸区域内设置有触摸板，当使用者的手指触摸在触摸板上，触摸板感应到使用者的手指移动或者靠近信号时，将感应的信号传输至控制芯片，并根据使用者的信号实现相应的操作，例如控制电子设备的启动、暂停等。
5.但是，现有的led显示阵列并没有触控功能，但随着用户对电子设备的性能要求越来越高，往往希望在led显示屏上增加触控功能。如果在传统的不具备触控功能的led显示阵列上增加触控功能，则往往需要增加单独的触摸感应器，如ito、铜线等，这些触摸感应器需要与中央控制器连接，中央控制器通过获取触摸感应器上的电容量的变化来确定是否发生触摸事件，也就是通过电容感应实现触摸感应的功能。然而，由于led显示阵列的线路排布非常复杂，增加触摸线路将会增加整个led显示系统的复杂度，进而导致led显示屏的生产成本增加。


技术实现要素：

6.本发明的第一目的是提供一种能够低成本实现触控功能的led显示触摸感应装置。
7.本发明的第二目的是提供上述的led显示触摸感应装置的控制方法。
8.本发明的第三目的是提供一种具有上述led显示触摸感应装置的电子设备。
9.为实现本发明的第一目的，本发明提供的led显示触摸感应装置包括中央控制器，中央控制器与多个显示单元电连接，且中央控制器与显示单元进行数据交互；其中，每一显示单元具有一个控制芯片与至少一个发光模块，控制芯片控制发光模块工作；控制芯片具有触摸感应芯片以及驱动芯片，触摸感应芯片与驱动芯片以时分复用的方式向发光模块发送信号或者接收信号，控制芯片根据触摸感应芯片获取的触摸感应信号，通过驱动芯片控制发光模块的发光状态的变化。
10.由上述方案可见，每一个显示单元的控制芯片内部设置有触摸感应芯片以及驱动芯片，且触摸感应芯片与驱动芯片以时分复用的方式工作，这样，每一个显示单元可以接收触摸感应信号，并且由驱动单元驱动该显示单元的发光模块工作。这样，触摸感应信号并不需要传送至中央控制器，也不需要中央控制器对某一个显示单元单独发送针对于触摸感应信号的控制信号，发光模块的发光状态变化完全由显示单元内部实现。
11.这样，不需要在led显示屏上设置额外的触摸感应器，且每一个显示单元与中央控制器之间的连接线非常少，能够减少led显示屏的布线复杂性，并且有利于减小电路板的面积，降低led显示屏的生产成本。
12.一个优选的方案是，每一显示单元中的发光模块的数量为二个以上，多个发光模块的发光颜色为二种以上。
13.由此可见，发光模块可以有多种发光颜色，当显示单元接收到触摸感应信号后，显示模块可以控制不同颜色的发光模块发光，由此改变发光模块的颜色。
14.进一步的方案是，多个显示单元呈阵列布置。这样，能够使得led显示屏显示效果更佳。
15.更进一步的方案是，发光模块为led芯片；触摸感应芯片与驱动芯片均连接至led芯片的引脚上。
16.由此可见，led芯片的引脚同时连接至触摸感应芯片与驱动芯片，由此实现触摸感应芯片与驱动芯片对led芯片的时分复用的控制。
17.为实现上述的第二目的，本发明提供的led显示触摸感应装置的控制方法包括中央控制器向多个显示单元发送控制信号；每一显示单元具有一个控制芯片与至少一个发光模块，控制芯片具有触摸感应芯片以及驱动芯片；触摸感应芯片接收形成于发光模块的触摸感应信号，控制芯片根据触摸感应信号，通过驱动芯片控制发光模块的发光状态的变化；其中，触摸感应芯片与驱动芯片以时分复用的方式向发光模块发送信号或者接收信号。
18.由上述方案可见，每一个显示单元具有自身的触摸感应芯片以及驱动芯片，显示单元可以根据触摸感应芯片获取的触摸感应信号，由驱动芯片控制发光模块的发光状态的改变，而不需要中央控制器对发光模块的发光状态进行处理。
19.由于触摸感应芯片与驱动芯片以时分复用的方式与发光模块进行通信，即利用发光模块自身的电容量作为触摸感应的信号源，因此不需要设置额外的触摸传感器，能够低成本的实现led显示装置的触摸功能。
20.一个优选的方案是，控制芯片根据触摸感应信号，通过驱动芯片控制发光模块的发光状态的变化包括：在接收到触摸感应信号后，改变发光模块的颜色和/或发光亮度。
21.由此可见，发光模块的颜色和/或发光亮度在用户触摸后发生变化，从而实现对发光模块的发光状态的改变，使发光模块的发光状态变化可以多样化。
22.进一步的方案是，改变发光模块的颜色和/或发光亮度包括：在接收到触摸感应信号后的预设时间内，改变发光模块的颜色和/或发光亮度。
23.可见，发光模块的发光状态的改变并不是长时间的，而是在一定时间内发生变化，例如在5秒内发出高亮变化，并在预设时间到达后，恢复初始显示状态，能够满足用户的个性化需求。
24.更进一步的方案是，预设时间为中央控制器向显示单元发送的预设值；或者预设
时间为显示单元记录的预设值。
25.可见，预设时间可以根据用户的需求进行设定，满足用户的个性化需求。
26.更进一步的方案是，一个周期内，触摸感应芯片接收发光模块的信号的时间长度与驱动芯片向发光模块发送信号的时间长度相等。
27.由此可见，触摸感应芯片有较长的时间感应形成于led芯片上的电容量变化，提升检测的敏感性。
28.为实现上述的第三目的，本发明提供的电子设备包括显示装置以及上述的led显示触摸感应装置。
附图说明
29.图1是本发明led显示触摸感应装置实施例的原理框图。
30.图2是本发明led显示触摸感应装置实施例中一个显示单元的原理框图。
31.图3是本发明led显示触摸感应装置的控制方法实施例的流程图。
32.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
33.本发明的led显示触摸感应装置应用于各种智能电子设备上，优选的，智能电子设备具有触控功能，例如设置有一个led显示屏，led显示屏上设置有多个显示单元，应用本发明的led显示触摸感应装置可以控制每一个显示单元的工作状态。
34.led显示触摸感应装置实施例：参见图1，本实施例的led显示触摸感应装置具有一个中央控制器10，并且设置有多个显示单元，多个显示单元呈阵列布置，图1显示了16个显示单元，并且呈四行四列的布置，第一行显示单元包括显示单元21、22、23、24，第二行显示单元包括显示单元25、26、27、28，第三行显示单元包括显示单元29、30、31、32，第四行显示单元包括显示单元33、34、35、36。
35.中央控制器10与每一个显示单元均电连接，中央控制器10可以向每一个显示单元发送控制信号，例如，向各个显示单元发送发光模式的信号，各个显示单元在中央控制器10发送的控制信号下工作。
36.参见图2，每一个显示单元具有一个控制芯片40以及三个发光模块41、42、43，当然，在其他实施例中，显示单元设置的发光模块的数量也可以是一个或者两个，甚至四个或者以上。本实施例中，每一个发光模块的颜色不同，例如，发光模块41发出的光线是红色，发光模块42发出的光线是绿色，发光模块43发出的光线是黄色。
37.本实施例中，发光模块41、42、43均为led芯片，优选的，分别采用发出不同颜色的led芯片。每一个led芯片具有金属件，使得led芯片可以作为感应电容的电极。
38.控制芯片40内设置有触摸感应芯片45以及驱动芯片46，触摸感应芯片45用于检测led芯片上的电容量的变化，从而形成触摸感应信号。控制芯片40根据触摸感应信号，由驱动芯片46控制led芯片的发光状态，例如控制不同的发光模块发光，或者控制每一个发光模块的亮度变化。
39.为了实现触摸感应芯片45与驱动芯片46对多个发光模块的控制，触摸感应芯片45
与驱动芯片46采用时分复用的方式工作。在一段时间内，触摸感应芯片45与驱动芯片46周期性的间隔感应led芯片上的电容量或者驱动led芯片发光，例如，应用中国发明专利申请cn110187784a所公开的方法对led芯片进行控制。具体的，将一个周期划分为两个相等的时间段，例如第一个时间段t1与第二个时间段t2，第一个时间段t1与第二个时间段t2的时间长度相等。第一个时间段t1内，触摸感应芯片45感应led芯片与触摸点之间的电容量，第二个时间段t2内，驱动芯片46向led芯片提供电源，从而驱动led芯片发光。然后以此不断循环重复，在每一个周期内，一半时间用于检测电容量的变化以形成触摸感应信号，另一半时间用于驱动led芯片发光。
40.例如，每一个led芯片均具有两个管脚，分别是正极管脚以及负极管脚，led芯片的正极管脚和负极管脚均连接至触摸感应芯片45与驱动芯片46。这样，触摸感应芯片45可以通过感应led芯片的管脚检测形成在led芯片上的电容量变化，驱动芯片46通过向led芯片的管脚施加电压来控制led芯片的发光状态的改变。
41.led显示触摸感应装置的控制方法实施例：下面结合图3介绍led显示触摸感应装置的控制方法。首先，执行步骤s1，中央控制器向多个显示单元发送控制信号，例如控制显示单元的发光颜色或者发光亮度，甚至是控制各个显示单元的亮灭。各显示单元的控制芯片接收到控制信号后，根据所接收到的控制信号控制各个发光模块的发光。
42.优选的，中央控制器发送的控制信号还包括各个显示单元接收到触摸感应信号后的发光模式的变化信息，例如，显示单元接收到触摸感应信号后，发光亮度的变化、发光颜色的变化以及发光状态变化的持续时间等。当然，每一个显示单元的控制芯片也可以设置有默认的数据，即该显示单元接收到触摸感应信号后，发光模式的变化信息可以为预先设定在该控制芯片中的默认数据。
43.然后，各个显示单元在中央控制器发送的信号下控制各个发光模块发光。例如，中央控制器控制某一个显示单元发绿光，并且设定了发光的亮度、当前发光状态的持续时间等，显示单元按照接收到的信号控制相应的发光模块发光。例如，通过驱动芯片向相应颜色的led芯片施加驱动电压，使得相应颜色的led芯片发光。
44.在显示单元上电后，执行步骤s2，判断是否接收到触摸感应信号，例如，控制芯片中的触摸感应芯片持续接收形成于各个led芯片上的电容变化量，并且由此判断是否发生触摸事件。例如，当某一个led芯片上的电容变化量大于预设的变化量阈值，则可以确认发生了触摸事件，从而形成触摸感应信号。
45.本实施例中，触摸感应芯片并不是整个时间段都获取触摸感应信号，触摸感应芯片与驱动芯片以时分复用的方式与led芯片进行通信，具体的，在一个周期内，其中的一半时间内，触摸感应芯片接收led芯片的触摸感应信号，另一半时间内，驱动芯片向led芯片发送驱动信号。优选的，一个周期的时间非常短，例如只有10毫秒，这样，触摸感应芯片接收触摸感应信号的时间非常短，即驱动芯片不发送驱动信号的时间段非常短，即使这一时间段内led芯片发光，人眼也不容易察觉，也不会感觉到频闪的情况。
46.如果没有接收到触摸感应信号，则继续等待，并且根据中央控制器发出的控制信号继续控制显示单元内的各个发光模块的工作。如果接收到触摸感应信号，则执行步骤s3，驱动芯片控制发光模块以设定的模式发光。例如，预设的模式可以是改变显示单元的发光
颜色，则驱动模块驱动相应颜色的led芯片发光；预设的模式可以是改变显示单元的发光亮度，则驱动模块调节输出的驱动电压或者驱动电流，从而改变发光模块的发光亮度。当然，可以同时对显示单元的发光亮度以及发光颜色进行调整。
47.进一步的，发光模式的调整仅仅在预设时间内执行，即发光颜色的改变、发光亮度的改变，可以仅仅在一段较短的时间内执行，例如仅仅改变发光颜色5秒。因此需要执行步骤s4，判断是否到达预设的时间，如果没有到达预设时间，则继续以设定的模式发光，即维持步骤s3的设定的发光模式。如果步骤s4的判断结果为是，即到达预设时间，则执行步骤s5，显示单元的发光模式恢复至初始状态，即恢复至步骤s2以前的状态。
48.当然，可选的实施方式是，显示单元接收到触摸感应信号后，显示单元的发光模式长时间发生改变，直到中央控制器发出新的控制信号为止。这种情况下，将不执行步骤s4以及步骤s5，而是判断是否接收到中央控制器发送的新的控制信号，并在接收到新的控制信号后改变发光模式。
49.一个具体的应用场景是，当用户手指在led显示屏上滑动，手指经过的区域对应的显示单元接收到触摸感应信号，则这些显示单元的发光颜色和/或发光亮度发生改变，由此形成高亮显示的效果。并且，高亮显示的效果仅仅在预设时间内显示，并且在预设时间到达后恢复初始显示状态。
50.可见，应用本实施例的方案，在不增加额外的触摸板的情况下实现led显示设备的触控功能，并且不需要设置额外的控制线以连接触摸板与中央控制器，减少led显示设备的体积与布线复杂性，降低电子设备的生产成本。
51.电子设备实施例：本实施例的电子设备是带有led显示屏的电子设备，例如智能手机、平板电脑等。
52.最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，如led显示触摸感应装置内多个显示单元布置位置变化，或者每一个显示单元内设置的发光模块的数量、种类的变化，这些改变也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。