一种红外触摸发射驱动电路及触摸屏的制作方法

1.本实用新型涉及触摸屏技术领域，特别是涉及一种红外触摸发射驱动电路及触摸屏。


背景技术：

2.触摸屏是一种通过红外发射灯管发射红外光，通过红外接收灯管接收红外光并转换成电信号，再通过处理器检测电信号的状态实现触摸功能的设备。触摸屏一般由多块电路板拼接而成，尺寸越大，拼接的电路板数量就越多。触摸屏的电路板包括若干发射板和若干接收板。其中，每块发射板上的若干红外发射灯管呈m行*n列阵列排布，各个红外发射灯管由驱动开关和选通开关组成的行列矩阵控制电路驱动工作。
3.一般的红外发射灯管的驱动方式为列总线式，即每块电路板上的对应列的红外发射灯管共用同一个驱动开关，该驱动开关可以设置于其中任何一块电路板上，各个电路板上的各个红外发射灯管相互连接后再与驱动开关的输出端相连接以获得驱动信号，连接于各个红外发射灯管和驱动开关的输出端之间的导线为驱动总线。若触摸屏的尺寸较大，拼接的电路板数量就非常多，各个电路板上的对应列的红外发射灯管均需要与同一驱动开关的输出端连接，此时驱动总线的物理长度就非常长，物理长度越长阻抗就越大，驱动电流流过驱动总线时会存在较大的功耗，于是连接于驱动总线的末端的红外发射灯管获得的驱动电流就越小，会导致红外发射灯管的功率较小而影响到触摸识别性能，甚至由于末端驱动电流较小而无法驱动部分红外发射灯管点亮，影响到触摸识别性能。
4.因此，当触摸屏的尺寸较大时，若采用上述列总线式驱动方式来驱动各个红外发射灯管工作，可能会由于驱动能力不足导致触摸屏触摸功能失效以及触摸屏尺寸受限的问题。


技术实现要素：

5.基于此，本实用新型提供了一种红外触摸发射驱动电路及触摸屏，灯板的发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，防止由于驱动导线的阻抗较大导致导线末端驱动电流较小引起触摸功能失效。
6.根据本实用新型的第一方面，提供了一种红外触摸发射驱动电路，包括至少两块灯板，所述灯板上设置若干发射灯管，若干所述发射灯管呈m行*n列阵列排布；
7.所述灯板上设置有行驱动电路和列驱动电路，所述行驱动电路用于接收处理器发出的行选通信号，驱动对应行的发射灯管连接至参考电平端，所述列驱动电路用于接收处理器发出的列驱动信号，驱动对应列的发射灯管连接至驱动电源，以驱动对应行列的发射灯管点亮；
8.所述列驱动电路包括译码器，以及与所述译码器相连接的若干第一开关；
9.所述译码器具有驱动输入端和若干驱动输出端，所述第一开关具有第一受控端、第一信号端和第二信号端；所述译码器的驱动输入端用于与处理器的输出端连接，所述译
码器的每一驱动输出端连接至对应的第一开关的第一受控端；各个所述第一开关的第一信号端与驱动电源连接，第二信号端与对应列的所述发射灯管连接；
10.所述译码器用于接收处理器发出的列驱动信号，并将所述列驱动信号通过各个驱动输出端输出至对应列的第一开关的第一受控端，使所述对应列的发射灯管通过所述第一开关连接至驱动电源得电点亮。
11.根据本实用新型的第二方面，提供了一种触摸屏，包括处理器、以及与所述处理器电连接的若干灯板；所述灯板上的各个发射灯管通过如上任意一项实施例所述的红外触摸发射驱动电路驱动点亮。
12.在本实用新型的实施例中，应用该红外触摸发射驱动电路，每块灯板的发射灯管矩阵都由独立的行列开关控制，不同发射灯板之间不共用列开关，使得各灯板的发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，驱动导线的阻抗较小，驱动电流流过驱动导线时的功耗较少，使得各块灯板的每一列发射灯管均能够获得足够大的驱动电流，保证了每一个发射灯管的正常驱动，从而更能适用于大尺寸的触摸屏中，或者说触摸屏的尺寸不会受到驱动能力的限制，可以做的更大。
13.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案。
附图说明
14.图1为本实用新型实施例提供的触摸屏的发射灯板的原理框图；
15.图2为本实用新型实施例提供的发射驱动电路的结构示意图；
16.图3为本实用新型实施例1提供的发射驱动电路的原理连接图；
17.图4为本实用新型实施例2提供的发射驱动电路的原理连接图；
18.图5为本实用新型实施例提供的译码器的逻辑示意图。
19.图中标号：11、第一开关；12、第二开关；13、发射灯管；14、译码器；15、移位寄存器；16、电流调节模块；20、处理器。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
22.下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本技术的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
23.本实用新型提供一种红外触摸发射驱动电路及触摸屏，红外触摸发射驱动电路应用于灯板上，红外触摸发射驱动电路的每一列发射灯管均通过对应的第一开关连接至驱动电源，使得各列发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，防止由于驱动导线的阻抗较大导致导线末端驱动电流较小引起的触摸功能失效，且触摸屏的尺寸不会受到驱动电流的限制，可以做的更大。
24.请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的触摸屏的发射灯板的原理框图；图2为本实用新型实施例提供的红外触摸发射驱动电路的结构示意图。
25.触摸屏上设置有若干块依次排布相互拼接的发射灯板，在一些触摸屏中，发射灯管和接收灯管可设置于同一电路板上。
26.触摸屏可以包括若干块灯板，第1块发射灯板至第n块发射灯板。每一发射灯板上设置有若干第一开关11、若干第二开关12和若干个发射灯管13，若干所述发射灯管13呈m行*n列阵列排布；每一所述第一开关11用于控制对应列的发射灯管13点亮，每一所述第二开关12用于控制对应行的发射灯管13点亮。
27.所述灯板上设置有行驱动电路和列驱动电路，所述行驱动电路用于接收处理器20发出的行选通信号，驱动对应行的发射灯管13连接至参考电平端(gnd)，所述列驱动电路用于接收处理器20发出的列驱动信号，驱动对应列的发射灯管13连接至驱动电源(vcc)，以驱动对应行列的发射灯管13点亮。
28.所述列驱动电路包括译码器14，以及与所述译码器14相连接的若干第一开关11；所述译码器14具有驱动输入端和若干驱动输出端，所述第一开关14具有第一受控端、第一信号端和第二信号端；所述译码器14的驱动输入端用于与处理器20的输出端连接，所述译码器14的每一驱动输出端连接至对应的第一开关11的第一受控端；各个所述第一开关11的第一信号端与驱动电源连接，第二信号端与对应列的所述发射灯管13连接。
29.所述译码器14用于接收处理器20发出的列驱动信号，并将所述列驱动信号通过各个驱动输出端输出至对应列的第一开关14的第一受控端，使所述对应列的发射灯管13通过所述第一开关14连接至驱动电源得电点亮。
30.所述行驱动电路包括移位寄存器15，以及与所述移位寄存器15相连接的若干第二开关12；所述移位寄存器15具有选通输入端和若干选通输出端，所述第二开关12具有第二受控端、第三信号端和第四信号端；所述移位寄存器15的选通输入端用于与处理器20的输出端连接，所述移位寄存器15的每一选通输出端连接至对应的第二开关12的第二受控端；各个所述第二开关12的第三信号端与对应行的所述发射灯管13的第二端连接，其第四信号端连接至参考电平端(gnd)。
31.所述移位寄存器15用于接收处理器20发出的行选通信号，并将所述行选通信号通过对应的选通输出端输出至对应行的第二开关12的第二受控端，使所述对应行的发射灯管13通过所述第二开关12连接至参考电平端(gnd)。
32.如图2所示，所述第一开关11包括第一信号端、第二信号端和第一受控端；所述第二开关12包括第三信号端、第四信号端和第二受控端；每一所述第一开关11的第一信号端均与驱动电源vcc连接，其第二信号端与对应列所述发射灯管13的第一端(阳极)连接，其第一受控端通过译码器14连接至处理器20的列驱动信号输出端；每一所述第二开关12的第三信号端与对应行所述发射灯管13的第二端(阴极)连接，其第四信号端连接至参考电平端，其第二受控端通过移位寄存器15连接至处理器20的行选通信号输出端。
33.触摸屏在实现触摸扫描时，其中一个所述第一开关11接收处理器20的列驱动信号导通，其中一个所述第二开关12接收处理器20的行选通信号导通，可使对应的所述发射灯管13串联于驱动电源vcc和参考电平端之间驱动点亮。其中，驱动电源vcc的电压大小可根据发射灯管13的驱动电压设置，参考电平端可以接地，或者连接至其他的参考电平。发射灯
管13可以为红外发射灯管13。
34.应用该红外触摸发射驱动电路，每块发射灯板的发射灯管矩阵都由独立的行列开关控制，不同发射灯板之间不共用列开关，使得各发射灯板的发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，驱动导线的阻抗较小，驱动电流流过驱动导线时的功耗较少，使得各块灯板的每一列发射灯管均能够获得足够大的驱动电流，保证了每一个发射灯管的正常驱动。
35.相比于现有技术中采用列总线式驱动方式来驱动各个红外发射灯管13工作，可能会导致导线末端的驱动能力减弱而引起触摸屏触摸功能失效，本实施例的发射灯管13和对应的驱动开关之间的驱动导线较短，不会因为驱动导线过长而降低驱动能力，因此各个发射灯管13均能够获得足够大的驱动电流。若触摸屏的灯板数量增多时，亦不会导致末端的灯板的驱动能力不足，从而更能适用于大尺寸的触摸屏中，或者触摸屏的尺寸不会受到驱动能力的限制，可以做的更大。
36.在一个可选的实施例中，所述第一开关11为驱动开关，用于为对应列的所述发射灯管13提供列驱动信号；所述第二开关12为选通开关，用于为对应行的所述发射灯管13提供回路行选通信号。列驱动信号用于向对应列的所有发射灯管13发送驱动信号，回路行选通信号为由移位寄存器15移位后输出的脉冲信号，在每一时刻，能驱动其中一个选通开关导通，进而使对应列的其中一个发射灯管13能够通过选通开关连接到地，得电点亮。按照上述方式逐个驱动发射灯管13点亮，有助于实现触摸屏的扫描。
37.可选的，三极管为常规电子元件，采用三极管作为驱动开关和/或选通开关，可以降低发射驱动电路的实现难度，进而降低触摸屏的生产成本。
38.如图3所示，所述第一开关11为第一三极管，所述第一三极管的发射极为所述第一开关11的第一信号端，所述第一三极管的集电极为所述第一开关11的第二信号端，所述第一三极管的基极为所述第一开关11的第一受控端。第一三极管可以为npn型三极管或pnp型三极管。
39.可选的，若第一开关11为pnp型三极管，则pnp型三极管的发射极为所述第一开关11的第一信号端，与驱动电源连接；pnp型三极管的集电极为所述第一开关11的第二信号端，与发射灯管13的正极连接；pnp型三极管的基极为所述第一开关11的第一受控端，通过译码器14与处理器20的列驱动信号输出端连接。pnp型三极管为低电平触发，则当列驱动信号为低电平信号时，第一开关11导通，使对应列的发射灯管13的阳极同时连接至驱动电源。若第一开关11为npn型三极管，npn型三极管为高电平触发，则发射驱动电路做适应性调整即可。
40.所述第二开关12为第二三极管，所述第二三极管的集电极为所述第二开关12的第三信号端，与发射灯管13的阴极连接；所述第二三极管的发射极为所述第二开关12的第四信号端，用于通过电流调节模块16接地；所述第二三极管的基极为所述第二开关12的第二受控端，通过移位寄存器15与处理器20的行选通信号输出端连接，以接收开关行选通信号。
41.可选的，若第二开关12为npn型三极管，npn型三极管的集电极为所述第二开关12的第三信号端，与发射灯管13的阴极连接；npn型三极管的发射极为所述第二开关12的第四信号端，发射极通过电流调节模块16接地；npn型三极管的基极为所述第二开关12的第二受控端，通过移位寄存器15与处理器20的行选通信号输出端连接。npn型三极管为高电平触
发，则当行选通信号为高电平信号时，第二开关12导通，使对应列的发射灯管13的阴极接地，得电点亮。若第二开关12为pnp型三极管，pnp型三极管为低电平触发，则发射驱动电路做适应性调整即可。
42.由于场效应管的导通阻抗较小，驱动电流流过场效应管时的功耗较低，有助于提高驱动电流的稳定性，因此，第一开关11和第二开关12可以为场效应管。
43.如图4所示，若所述第一开关11为第一场效应管，第一场效应管为p沟道场效应管，p沟道场效应管的源极为所述第一开关11的第一信号端，源极与驱动电源连接；p沟道场效应管的漏极为所述第一开关11的第二信号端，漏极与发射灯管13的阳极连接；p沟道场效应管的栅极为所述第一开关11的第一受控端，通过译码器与处理器20的驱动信号输出端连接，以获取列驱动信号。
44.p沟道场效应管为低电平触发，则当列驱动信号为低电平信号时，第一开关11导通，使对应列的发射灯管13的阳极连接至驱动电源。若第一开关11为n沟道场效应管，n沟道场效应管为高电平触发，则发射驱动电路做适应性调整即可。
45.可选的，所述第二开关12为第二场效应管，第二场效应管为n沟道场效应管，n沟道场效应管的漏极为所述第二开关12的第三信号端，n沟道场效应管的源极为所述第二开关12的第四信号端，n沟道场效应管的栅极为第二开关12的第二受控端，通过移位寄存器与处理器20的行选通信号输出端连接。
46.n沟道场效应管为高电平触发，则当行选通信号为高电平信号时，第二开关12导通，使对应列的发射灯管13的阴极接地，对应的发射灯管13得电导通点亮。若第二开关12为p沟道场效应管，p沟道场效应管为低电平触发，则发射驱动电路做适应性调整即可。
47.译码是编码的反过程。编码是将信号转换成二进制代码，译码则是将二进制代码转换成特定的信号。将输入的二进制代码转换成特定的高(低)电平信号输出的逻辑电路称为译码器14。假设译码器14由n个输入信号和n个输出信号，如果满足n＝2n，就称为全译码器，又称二进制译码器，常见的全译码器由2-4线译码器、3-8线译码器、4-16线译码器等。如果满足n《2n，称为部分译码器，如二-十进制译码器(又称4-10译码器)、显示译码器等。
48.3-8线译码器是一种全译码器(二进制译码器)。全译码器的输入是3位二进制代码，3位二进制代码共有8种组合，故输出是与这8种组合一一对应的8个输出信号。译码器将每种二进制的代码组合译成对应的一根输出线上的高(低)电平信号。因此这种译码器也称为3-8线译码器。
49.如图5所示，图5为本实施例提供的3-8线译码器的逻辑图。
50.本实施例中的译码器14可以为3-8译码器，在其他实施例中，译码器14可以为他型号的译码器。
51.触摸屏的各个发射灯板上的译码器14的对应驱动输入端相互连接后，再连接至处理器20的驱动信号输出端。
52.在一个可选的实施例中，所述红外触摸发射驱动电路包括移位寄存器15，所述移位寄存器15具有若干选通输入端和若干选通输出端，所述移位寄存器15的若干选通输入端连接至处理器20的行选通信号输出端，所述移位寄存器15的若干选通输出端连接至对应行的第二开关12的第二受控端。所述触摸屏的各个发射灯板上的移位寄存器15相互级联。
53.需要说明的是：移位寄存器15具有数据输入端口、数据输出端口和时钟端口，若干
移位寄存器15之间可以通过数据输出端口以及数据输入端口实现级联，由于数据传输是串行传输，则可以通过其中一个数据输出端口向下一个移位寄存器15的数据输入端口传输数据信号。移位寄存器15的数据移位则通过时钟信号控制实现，若时钟信号为上升沿触发，则当时钟信号由低电平上升至高电平时，则数据向前移动一位，多位数据输出端口同时输出信号驱动连接于后端的红外对管工作，实现触摸扫描。其中，移位寄存器15的寄存器位数可以为1位、2位、4位、6位、8位、16位等多种位数，本实施例中，可以选择8位数据位的移位寄存器15。
54.在一个可选的实施例中，为了实现对同一发射灯板上的驱动电流的调节，红外触摸发射驱动电路还包括电流调节模块16，所述电流调节模块16连接于所述第二开关12的第四信号端和参考电平端之间。电流调节模块16的具体实现方式不做限定。
55.在本实用新型的实施例中，应用该红外触摸发射驱动电路，每块发射灯板的发射灯管矩阵都由独立的行列开关控制，不同发射灯板之间不共用列开关，使得各发射灯板的发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，驱动导线的阻抗较小，驱动电流流过驱动导线时的功耗较少，使得各块灯板的每一列发射灯管13均能够获得足够大的驱动电流，保证了每一个发射灯管13的正常驱动。
56.相比于现有技术中采用列总线式驱动方式来驱动各个红外发射灯管13工作，可能会导致导线末端的驱动能力减弱而引起触摸屏触摸功能失效，本实施例中，发射灯管13和对应的驱动开关之间的驱动导线较短，并不会因为驱动导线过长而降低驱动能力，因此各个发射灯管13均能够获得足够大的驱动电流。若触摸屏的灯板数量增多时，亦不会导致末端的灯板的驱动能力不足，从而更能适用于大尺寸的触摸屏中，或者说触摸屏的尺寸不会受到驱动能力的限制，可以做的更大。
57.根据本实施例的第二方面，提供一种触摸屏。触摸屏包括处理器、以及与所述处理器电连接的若干发射灯板和若干接收灯板；所述发射灯板上设置有如上任意一项实施例所述的红外触摸发射驱动电路，各个发射灯管通过上述红外触摸发射驱动电路驱动点亮。
58.触摸屏可以应用交互平板、智慧黑板、智慧白板、中控设备等电子设备上实现触摸功能。红外触摸发射驱动电路与主控板的连接方式可以为导线连接、接插件连接、其他的有线或无线连接方式，本实用新型中不做限定。
59.将上述红外触摸发射驱动电路应用于触摸屏中每块发射灯板的发射灯管矩阵都由独立的行列开关控制，不同发射灯板之间不共用列开关，使得各发射灯板的发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，驱动导线的阻抗较小，驱动电流流过驱动导线时的功耗较少，使得各块灯板的每一列发射灯管均能够获得足够大的驱动电流，保证了每一个发射灯管的正常驱动。若触摸屏的灯板数量增多时，亦不会导致末端的灯板的驱动能力不足，从而更能适用于大尺寸的触摸屏中，或者说触摸屏的尺寸不会受到驱动能力的限制，可以做的更大。
60.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种红外触摸发射驱动电路，其特征在于，包括至少两块灯板，所述灯板上设置若干发射灯管，若干所述发射灯管呈m行*n列阵列排布；所述灯板上设置有行驱动电路和列驱动电路，所述行驱动电路用于接收处理器发出的行选通信号，驱动对应行的发射灯管连接至参考电平端，所述列驱动电路用于接收处理器发出的列驱动信号，驱动对应列的发射灯管连接至驱动电源，以驱动对应行列的发射灯管点亮；所述列驱动电路包括译码器，以及与所述译码器相连接的若干第一开关；所述译码器具有驱动输入端和若干驱动输出端，所述第一开关具有第一受控端、第一信号端和第二信号端；所述译码器的驱动输入端用于与处理器的输出端连接，所述译码器的每一驱动输出端连接至对应的第一开关的第一受控端；各个所述第一开关的第一信号端与驱动电源连接，第二信号端与对应列的所述发射灯管连接；所述译码器用于接收处理器发出的列驱动信号，并将所述列驱动信号通过各个驱动输出端输出至对应列的第一开关的第一受控端，使所述对应列的发射灯管通过所述第一开关连接至驱动电源得电点亮。2.根据权利要求1所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述第一开关为第一三极管，所述第一三极管的发射极为所述第一开关的第一信号端，所述第一三极管的集电极为所述第一开关的第二信号端，所述第一三极管的基极为所述第一开关的第一受控端。3.根据权利要求1所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述第一开关为第一场效应管，所述第一场效应管的源极为所述第一开关的第一信号端，所述第一场效应管的漏极为所述第一开关的第二信号端，所述第一场效应管的栅极为所述第一开关的第一受控端。4.根据权利要求1所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述行驱动电路包括移位寄存器，以及与所述移位寄存器相连接的若干第二开关；所述移位寄存器具有选通输入端和若干选通输出端，所述第二开关具有第二受控端、第三信号端和第四信号端；所述移位寄存器的选通输入端用于与处理器的输出端连接，所述移位寄存器的每一选通输出端连接至对应的第二开关的第二受控端；各个所述第二开关的第三信号端与对应行的所述发射灯管的第二端连接，其第四信号端连接至参考电平端；所述移位寄存器用于接收处理器发出的行选通信号，并将所述行选通信号通过对应的选通输出端输出至对应行的第二开关的第二受控端，使所述对应行的发射灯管通过所述第二开关连接至参考电平端。5.根据权利要求4所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述第二开关为第二三极管，所述第二三极管的集电极为所述第二开关的第三信号端，所述第二三极管的发射极为所述第二开关的第四信号端，所述第二三极管的基极为所述第二开关的第二受控端。6.根据权利要求4所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述第二开关为第二场效应管，所述第二场效应管的漏极为所述第二开关的第三信号端，所述第二场效应管的源极为所述第二开关的第四信号端，所述第二场效应管的栅极为所述第二开关的第二受控端。7.根据权利要求1所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，各个所述灯板上的译码器的对应驱动输入端相互连接后，再连接至处理器的列驱动信号输出端。
8.根据权利要求4所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，各个所述灯板上的移位寄存器相互级联。9.根据权利要求4所述的红外触摸发射驱动电路，其特征在于，所述发射驱动电路还包括电流调节模块，所述电流调节模块连接于所述第二开关的第四信号端和参考电平端之间。10.一种触摸屏，其特征在于，包括处理器、以及与所述处理器电连接的若干灯板；所述灯板上的各个发射灯管通过如权利要求1至9任意一项所述的红外触摸发射驱动电路驱动点亮。

技术总结
本实用新型涉及一种红外触摸发射驱动电路及触摸屏。红外触摸发射驱动电路包括：灯板，灯板上设置若干呈M行*N列阵列排布的发射灯管、行驱动电路和列驱动电路，行驱动电路用于接收行选通信号，驱动对应行的发射灯管连接至参考电平端，列驱动电路用于接收列驱动信号，驱动对应列的发射灯管连接至驱动电源，以驱动对应行列的发射灯管点亮；列驱动电路包括译码器，以及若干第一开关；译码器用于接收处理器发出的列驱动信号，并将列驱动信号通过各个驱动输出端输出至对应列的第一开关的第一受控端，使对应列的发射灯管通过第一开关连接至驱动电源得电点亮，使得发射灯管与对应的第一开关之间的驱动导线较短，防止导线末端驱动电流较小引起触摸失效。较小引起触摸失效。较小引起触摸失效。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：广州众远智慧科技有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/7/20