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TW201412027A - 矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法 - Google Patents

矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法 Download PDF

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TW201412027A
TW201412027A TW101133636A TW101133636A TW201412027A TW 201412027 A TW201412027 A TW 201412027A TW 101133636 A TW101133636 A TW 101133636A TW 101133636 A TW101133636 A TW 101133636A TW 201412027 A TW201412027 A TW 201412027A
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jin-cheng Zeng
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Chicony Electronics Co Ltd
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Abstract

本發明係揭露一種矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法,其中主要包含下列步驟:提供一矩陣電路,該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;依時間順序提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊;以及藉由同時按壓該等開關中之多個以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。

Description

矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法
本發明是有關於一種時脈控制方法,特別是有關於一種可提高矩陣測試效率之矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法。
現代人普遍使用電腦及電子設備於各種生活及工作的處理上。其中,鍵盤是電腦及電子設備的控制命令或資料輸入的重要工具之一。因此,鍵盤的品質優劣及是否能夠正常操作,將直接影響電腦及電子設備的操作穩定性及正確性。鍵盤中最直接操作的元件是按鍵,故按鍵的測試對電腦及電子設備而言,實為重要的一環。
在傳統鍵盤設計,為了降低鍵盤與電腦間的接線數目,一般均採用按鍵矩陣(Key Matrix)的方式來進行設計。因鍵盤矩陣的物理特性,當同時按壓複數個按鍵時,將造成鍵盤在測試過程,無法辨別單一按鍵的輸入訊號或由於按鍵矩陣本身物理特性的關係而出現鬼鍵,造成測試失效。
為清楚瞭解鬼鍵發生的成因,以下請參照第一圖,其係習知一般鍵盤所具有的標準二乘二按鍵矩陣 100的示意圖。按鍵矩陣100包含有形成井字型(double cross)結構的四個按鍵,即分別對應的薄膜開關元件SW1~SW4。這其中,每一薄膜開關元件SW1~SW4皆具有一第一端與一第二端。當對應於一薄膜開關元件(例如SW1)的按鍵被按下時,其第一端會與其第二端相接觸,而使得該薄膜開關元件處於導通狀態,進而導致掃描線X1會與回報線Y1導通。基於此現象,依據回報線Y1上的訊號,而得知開關元件SW1所對應的按鍵目前是否被按下。反之,當對應於該薄膜開關元件的按鍵並未被按下時,其第一端則不會與第二端相接觸,因而該薄膜開關元件會處於不導通狀態,回報線Y1上亦沒有訊號傳遞。
然而,正因為上述按鍵矩陣100的物理特性,只要上述開關元件SW1~SW4中任三個所對應的按鍵被按下時,就算剩餘的第四個按鍵實際上並未被按下,仍將錯誤判斷第四個按鍵被按下。這種實際上未被按下但卻被誤判已被按下的按鍵,即稱之為鬼鍵。具體來說,請參照第二A圖~第二D圖,其係分別顯示第一圖所示之按鍵矩陣100中鬼鍵現象的可能成因。如第二A圖所示,當開關元件SW1~SW3被導通時,掃描線X2與回報線Y2會因另一導通路徑(即經由開關元件SW1~SW3的黑色粗線條)而導通,使得開關元 件SW4亦處於導通狀態,因而誤判開關元件SW4所對應之按鍵被按下(亦即發生鬼鍵)。另外,如第二B圖所示,當開關元件SW2~SW4皆因其所對應的按鍵被按下時,開關元件SW2~SW4將提供另一導通路徑,導致掃描線X1與回報線Y1導通,而誤判開關元件SW1所對應的按鍵被按下。此外,如第二C圖所示,由導通的開關元件SW1、SW3、SW4所提供的另一導通路徑,將使得掃描線X1與回報線Y2導通,因而誤判開關元件SW2所對應的按鍵被按下;再者,如第二D圖所示,當掃描線X2與回報線Y1被導通時,將誤判開關元件SW3所對應的按鍵被按下。
因此,以往的技術常藉著人工方式逐一壓測每一按鍵,或避免同時按壓可能形成鬼鍵的按鍵組合,達到按鍵單一辨識功能,或是在鍵盤電路上加上一些裝置來避免鬼鍵發生,如二極體區隔迴路,或分壓電阻。然而,這些方法不但費時費力,且耗費了過多的設備及人力成本,無法達到穩定並有效率的測試品質。
因此,以需求來說,設計一個可提高矩陣測試效率之矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法,已成市場應用上之一個刻不容緩的議題。
有鑑於上述習知技藝之問題,本發明之目的就是在提供一種矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法,以解決目前矩陣測試技術不盡理想的問題。
根據本發明之目的,提出一種矩陣測試方法,包含下列步驟:提供一矩陣電路,該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;依時間順序提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊;以及藉由同時按壓該等開關中之多個以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。
根據本發明之目的,再提出一種矩陣測試系統,包含:多個按壓元件、一脈衝電壓產生單元、一矩陣電路、一處理模組以及一監控模組。該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關。該處理模組控制該脈衝電壓產生單元依序地提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊,且該處理模組控制該等按壓元件中之多個同時按壓該等開關中之 多個,並產生一按壓結果。該監控模組,基於該按壓結果以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。
根據本發明之目的,又提出一種電壓時脈控制方法,係適用於一矩陣測試,包含下列步驟:提供一矩陣電路,該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;以及依序地提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊。
本發明前述各方面及其它方面依據下述的非限制性具體實施例詳細說明以及參照附隨的圖式將更趨於明瞭。
為利 貴審查員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效,茲將本發明配合附圖,並以實施例之表達形式詳細說明如下,而其中所使用之圖式,其主旨僅為示意及輔助說明書之用,未必為本發明實施後之真實比例與精準配置,故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍,合先敘明。
請參閱第三圖,其係為本發明之矩陣測試系統一實施例之方塊示意圖。如圖所示,本發明之矩陣測試系統3較佳可包含一測試裝置31以及一矩陣電路32。測試裝置31較佳可包含多個按壓元件311、脈衝電壓產生單元312、移動元件313、處理模組314以及監控模組315。其中,處理模組314較佳可為中央處理器(Central Processing Unit,CPU)或微處理器(Micro-Processing Unit);且處理模組314可電性連接多個按壓元件311、脈衝電壓產生單元312以及移動元件313。矩陣電路32可包含具有第一電位之多個第一端點及具有第二電位之多個第二端點。該第一電位較佳可為高電壓準位;該第二電位較佳可為低電壓準位。然實際實施時,並不限於此種方式。矩陣電路32之各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關。
承上所述,處理模組314可控制移動元件313以將矩陣電路32移動至一待測位置。接著,處理模組314可進一步控制脈衝電壓產生單元312依序地提供脈衝電壓給矩陣電路32之各該第一端點或各該第二端點;其中每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊。同時,處理模組314控制該等按壓元件311中之多個同時按壓該等開關中之多個,以產生一按壓 結果。監控模組315可基於該按壓結果以及基於各該脈衝電壓在矩陣電路32之各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。請參閱第四圖,其係為本發明之矩陣電路一實施例之示意圖。如圖所示,在本實施例中,係以一2X2矩陣電路做為範例說明如下,矩陣電路32可包含兩個Vcc正電壓之端點C1、C2以及兩個接地點R1、R2。正電壓端點C1、C2係分別連接至接地點R1、R2;且連接路徑上分別具有開關A、B、C、D。
請參閱第五A圖,其係為本發明之矩陣測試一實施例之脈衝電壓之訊號時序圖。如圖所示,處理模組314可依序地提供脈衝電壓給Vcc正電壓之端點C1、C2。在本實施例中,每一脈衝電壓較佳具一定時間寬度且在時間上不重疊;並且,該等脈衝電壓之間較佳皆具有一定時間間隔。
請參閱第五B圖以及第五C圖,其係為本發明之矩陣測試第一實施例之訊號偵測時序圖,以及本發明之矩陣測試第二實施例之訊號偵測時序圖。如圖所示,在第一及第二實施例中,可瞭解矩陣測試較佳可應用在鍵盤矩陣之測試。當處理模組314提供脈衝電壓給正電壓之端點C1時,同時按壓四個按鍵A、B、C、D,應僅會有正電壓端點C1至接地點R1、R2的 線路量得訊號。所以,此時若正電壓端點C1至接地點R1的線路無法量得訊號,則可辨別為按鍵A功能不良。而按鍵B之功能確認亦可藉由正電壓端點C1至接地點R2的線路以相同標準來做辨別。同樣地,當處理模組314提供脈衝電壓給Vcc正電壓之端點C2時,將可輕易辨識按鍵C、D的功能是否正常。
也就是說,利用脈衝式電壓分段供給,高電壓準位及低電壓準位交互發生(利用不同電壓準位及脈衝),由鍵盤矩陣正電壓端點C1、C2線路輸入脈衝式電壓,每一條線路的脈衝電壓起始時間不同,任一特定時間,僅有一個線路處於高電壓準位,其於線路處於低電壓準位。再於鍵盤矩陣接地點R1、R2線路,進行阻抗值或電壓量測,以線路是否導通來辨別按鍵是否被按壓。搭配已知的線路與按鍵對應資料,可輕易分辨任一個別按鍵,以避免造成誤判。即使在複數按鍵被同時按壓,可能產生鬼鍵的情況下,由於正電壓端點C1、C2側輸入脈衝電壓,接地點R1、R2側不會同時量到導通訊號,因而可以辨識出正確的按壓按鍵。
值得一提的是,在本發明所屬領域中具有通常知識者應當明瞭,前述做為範例之2X2矩陣電路、端點C1、C2及接地點R1、R2彼此間的電位高低、脈 衝式電壓分段供給之次序等之實施態樣僅為舉例而非限制,任何未脫離本矩陣測試之精神與範疇,均應被包含於本發明之精神,在此先行敘明。
請參閱第六圖,其係為本發明之矩陣測試方法一實施之流程圖。如圖所示,矩陣測試方法可用以測試具有矩陣特性之裝置,例如鍵盤按鍵測試、薄膜開關(Membrane Switch)測試或觸控面板測試等。此矩陣測試方法包含下列步驟。首先步驟61,提供一矩陣電路,該矩陣電路包含具有第一電位之多個第一端點及具有第二電位之多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關。接著步驟62,依時間順序提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊。然後步驟63,藉由同時按壓該等開關中之多個以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。
請參閱第七圖,其係為本發明之電壓時脈控制方法一實施之流程圖。如圖所示,電壓時脈控制方法可用於測試矩陣裝置之作用時之電壓時脈控制。此電壓時脈控制方法包含下列步驟。在步驟71,提供一矩陣電路,該矩陣電路包含具有高電壓準位之多個第一端 點及具有低電壓準位之多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關。在步驟72,依序地提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊。
綜上所述,本發明所提出之矩陣測試方法、系統及電壓時脈控制方法可在不增加鍵盤零件成本之下,利用測試方法的改變,達到可同時按壓鍵盤上的複數按鍵,又可辨識鬼鍵的目的。可增快鍵盤測試速度,降低製程成本。
藉由本發明,即使同時按壓多個按鍵,也可進行個別按鍵的辨識,並避免鬼鍵產生所造成的誤判。脈衝式電壓的提供,可利用不同電壓準位及脈衝時間間隔,達到分辨線路的目的。
另外,本發明亦可搭配力量感測器及行程紀錄方式(光學尺、步進馬達、伺服馬達等),一方面量測紀錄D-F曲線,同時利用提供正電壓端點脈衝電壓,量測鍵盤矩陣之按鍵導通時間(位置點),判斷按鍵觸感、重壓、靈敏反應、自導等不良狀況。
以上所述僅為舉例性,而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇,而對其進行之等效修改或變更,均應包含於後附之申請專利範圍中。
100‧‧‧按鍵矩陣
X1、X2‧‧‧掃描線
Y1、Y2‧‧‧回報線
3‧‧‧矩陣測試系統
31‧‧‧測試裝置
311‧‧‧按壓元件
312‧‧‧脈衝電壓產生單元
313‧‧‧移動元件
314‧‧‧處理模組
315‧‧‧監控模組
32‧‧‧矩陣電路
Vcc‧‧‧正電壓
C1、C2‧‧‧端點
R1、R2‧‧‧接地點
SW1~SW4、A、B、C、D‧‧‧開關、按鍵
61~63、71~72‧‧‧步驟流程
第一圖 係習知一般鍵盤所具有的標準二乘二按鍵矩陣100的示意圖。
第二圖 係分別顯示第一圖所示之按鍵矩陣100中鬼鍵現象的可能成因。
第三圖 係為本發明之矩陣測試系統一實施例之方塊示意圖。
第四圖 係為本發明之矩陣電路一實施例之示意圖。
第五A圖 係為本發明之矩陣測試一實施例之脈衝電壓之訊號時序圖。
第五B圖 係為本發明之矩陣測試第一實施例之訊號偵測時序圖。
第五C圖 係為本發明之矩陣測試第二實施例之訊號偵測時序圖。
第六圖 係為本發明之矩陣測試方法一實施之流程圖。
第七圖 係為本發明之電壓時脈控制方法一實施之流程圖。
61~63‧‧‧步驟流程

Claims (12)

  1. 一種矩陣測試方法,包含下列步驟:提供一矩陣電路,該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;依時間順序提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊;以及藉由同時按壓該等開關中之多個以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣測試方法,其中該等第一端點具有第一電位,該等第二端點具有第二電位。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之矩陣測試方法,其中該第一電位為高電壓準位,該第二電位為低電壓準位。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之矩陣測試方法,其中該等脈衝電壓之間皆具有一定時間間隔。
  5. 一種矩陣測試系統,包含:多個按壓元件; 一脈衝電壓產生單元;一矩陣電路,包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;一移動元件,係移動該矩陣電路至一待測位置;一處理模組,控制該脈衝電壓產生單元依序地提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊,且該處理模組控制該等按壓元件中之多個同時按壓該等開關中之多個,並產生一按壓結果;以及一監控模組,基於該按壓結果以及基於各該脈衝電壓在各該第一端點或各該第二端點之作用時間,判斷各該開關是否正常作用。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之矩陣測試系統,其中該等第一端點具有第一電位,該等第二端點具有第二電位。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之矩陣測試系統,其中該第一電位為高電壓準位,該第二電位為低電壓準位。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之矩陣測試系統,其 中該等脈衝電壓之間皆具有一定時間間隔。
  9. 一種電壓時脈控制方法,係適用於一矩陣測試,包含下列步驟:提供一矩陣電路,該矩陣電路包含多個第一端點及多個第二端點,各該第一端點與各該第二端點之間具有一路徑,各該路徑上具有一開關;以及依序地提供脈衝電壓給各該第一端點或各該第二端點,每一脈衝電壓具一定時間寬度且在時間上不重疊。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電壓時脈控制方法,其中該等第一端點具有第一電位,該等第二端點具有第二電位。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電壓時脈控制方法,其中該第一電位為高電壓準位,該第二電位為低電壓準位。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之電壓時脈控制方法,其中該等脈衝電壓之間皆具有一定時間間隔。
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