[发明专利]一种提升LED显示性能的触摸装置、设备及方法

说明书

本发明公开了一种提升LED显示性能的触摸装置、设备及方法，涉及电容触控技术领域，解决了触摸按键扫描和LED扫描的分时复用技术导致LED的扫描时间较短，直接影响其显示性能的技术问题。该装置包括触摸按键和显示模块；所述触摸按键为M路，所述显示模块包括N个COM端口、M个SEG端口和M个LED；每一个所述COM端口与M/N个所述SEG端口控制M/N个LED；在每帧所述触摸按键的扫描周期内，能够同时进行触摸按键扫描和LED扫描。本发明在每帧触摸按键的扫描周期内，实现了触摸按键扫描和LED扫描的共用，使得LED扫描时间在整个扫描周期中所占比例增加，提升了LED显示性能。

技术领域

本发明涉及电容触控技术领域，尤其涉及一种提升LED显示性能的触摸装置、设备及方法。

背景技术

随着现代计算机以及互联网的普及，触控技术的应用范围越来越广。触摸式按键分为两大类：电阻式触摸按键和电容式感应按键，即滑动式按键和点触式按键。电阻式触摸屏由于其低廉价格深受厂商喜爱，但是耐用性差。电容式感应触摸按键可以穿透绝缘材料外壳8mm（玻璃、塑料等等）以上，准确无误地侦测到手指的有效触摸；并保证了产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化，并具有防水和强抗干扰能力、超强防护、超强适应温度范围；电容式按键整个界面没有按键的存在，便于清洁，产品外观上高档美观。广泛应用于家电、影音设备、计算机外设以及汽车仪表盘等。

电容式触摸按键一般都有背光、音效等。LED是主要的背光器件，现代很多触控芯片集成了触摸按键和LED，行列矩阵LED（COM-SEG）被广泛使用。由于应用环境和生产成本竞争激烈，对PCB和IC的集成度有更高的要求，需要尽可能减少IC（Integrated-Circuit）的管脚数目。因此，提出一种触摸按键与LED共用IO管脚，触摸按键与LED驱动分时复用。LED的扫描频率，要高于肉眼能见的闪烁频率（24Hz），且触摸按键扫描时间会影响LED扫描，触摸按键扫描时间太长会影响LED显示效果，出现闪烁或者亮度不足等问题。

图1是LED工作原理图。发光二极管，简称为LED，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光。发光二极管可高效地将电能转化为光能。发光二极管是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，产生自发辐射的荧光。LED阴极与COM（公共端口）连接，阳极与SEG（Segment）连接，即COM低电平有效、SEG高电平有效。此时会有电流从LED阳极流向阴极。光的强弱与电流有关，电流越大光强度越大。

图2是现有技术的IC触摸按键与LED共用原理图。触摸按键共16路，CS0-CS15。LED共2个COM，16个SEG。COM0与SEG0-SEG7驱动LED0-LED7, COM1与SEG8-SEG15驱动LED8-LED15。IC的其他PAD没有标注出。

图3是触摸按键与LED共用时扫描流程图。传统上触摸按键与LED共用时，是在两帧触摸按键扫描的间隔实现一次LED扫描，即一次触摸按键扫描周期实际上是扫描4路CS（CapSensor，触摸按键扫描通道），一共需要4次触摸按键扫描周期才可以完成一帧触摸按键扫描。当启动扫描后，触摸按键扫描与LED扫描以帧扫描为单位交替进行，两者在时间上是分时复用的。

图4是触摸按键与LED共用时扫描流程时序图。t0时间完成一帧触摸按键扫描，t1时间完成一帧LED扫描。触摸按键扫描和LED扫描以帧扫描为单位交替进行。在t0时间内扫描了CS0-CS15，分为4次触摸按键扫描周期，这里假设4次触摸按键扫描周期时间是相等的。t00时间内进行第一次触摸按键扫描，t01时间内进行第二次触摸按键扫描，t02时间内进行第三次触摸按键扫描，t03时间内进行第四次触摸按键扫描。在触摸按键扫描时t0时间内需要断开所有COM PAD，避免LED灯闪烁问题。