CN103678079A - 矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法 - Google Patents

矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明是揭露一种矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法，其中主要包括下列步骤：提供一矩阵电路，该矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关；依时间顺序提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠；以及通过同时按压该等开关中的多个以及基于各该脉冲电压在各该第一端点或各该第二端点的作用时间，判断各该开关是否正常作用。

Description

矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法
技术领域
本发明是有关于一种时脉控制方法，特别是有关于一种可提高矩阵测试效率的矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法。
背景技术
现代人普遍使用电脑及电子设备于各种生活及工作的处理上。其中，键盘是电脑及电子设备的控制命令或数据输入的重要工具之一。因此，键盘的品质优劣及是否能够正常操作，将直接影响电脑及电子设备的操作稳定性及正确性。键盘中最直接操作的元件是按键，故按键的测试对电脑及电子设备而言，实为重要的一环。
在传统键盘设计，为了降低键盘与电脑间的接线数目，一般均采用按键矩阵（KeyMatrix）的方式来进行设计。因键盘矩阵的物理特性，当同时按压多个按键时，将造成键盘在测试过程，无法辨别单一按键的输入信号或由于按键矩阵本身物理特性的关系而出现鬼键，造成测试失效。
为清楚了解鬼键发生的成因，以下请参照图1，其是已知一般键盘所具有的标准二乘二按键矩阵100的示意图。按键矩阵100包括有形成井字型（double cross）结构的四个按键，即分别对应的薄膜开关元件SW1~SW4。这其中，每一薄膜开关元件SW1~SW4皆具有一第一端与一第二端。当对应于一薄膜开关元件（例如SW1）的按键被按下时，其第一端会与其第二端相接触，而使得该薄膜开关元件处于导通状态，进而导致扫描线X1会与回报线Y1导通。基于此现象，依据回报线Y1上的信号，而得知开关元件SW1所对应的按键目前是否被按下。反之，当对应于该薄膜开关元件的按键并未被按下时，其第一端则不会与第二端相接触，因而该薄膜开关元件会处于不导通状态，回报线Y1上亦没有信号传递。
然而，正因为上述按键矩阵100的物理特性，只要上述开关元件SW1~SW4中任三个所对应的按键被按下时，就算剩余的第四个按键实际上并未被按下，仍将错误判断第四个按键被按下。这种实际上未被按下但却被误判已被按下的按键，即称之为鬼键。具体来说，请参照图2A、图2B、图2C至图2D，其是分别显示图1所示的按键矩阵100中鬼键现象的可能成因。如图2A所示，当开关元件SW1~SW3被导通时，扫描线X2与回报线Y2会因另一导通路径（即经由开关元件SW1~SW3的黑色粗线条）而导通，使得开关元件SW4亦处于导通状态，因而误判开关元件SW4所对应的按键被按下（亦即发生鬼键）。另外，如图2B所示，当开关元件SW2~SW4皆因其所对应的按键被按下时，开关元件SW2~SW4将提供另一导通路径，导致扫描线X1与回报线Y1导通，而误判开关元件SW1所对应的按键被按下。此外，如图2C所示，由导通的开关元件SW1、SW3、SW4所提供的另一导通路径，将使得扫描线X1与回报线Y2导通，因而误判开关元件SW2所对应的按键被按下；再者，如图2D所示，当扫描线X2与回报线Y1被导通时，将误判开关元件SW3所对应的按键被按下。
因此，以往的技术常借着人工方式逐一压测每一按键，或避免同时按压可能形成鬼键的按键组合，达到按键单一辨识功能，或是在键盘电路上加上一些装置来避免鬼键发生，如二极管区隔回路，或分压电阻。然而，这些方法不但费时费力，且耗费了过多的设备及人力成本，无法达到稳定并有效率的测试品质。
因此，以需求来说，设计一个可提高矩阵测试效率的矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法，已成市场应用上的一个刻不容缓的议题。
发明内容
有鉴于上述已知技术的问题，本发明的目的就是在提供一种矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法，以解决目前矩阵测试技术不尽理想的问题。
根据本发明的目的，提出一种矩阵测试方法，包括下列步骤：提供一矩阵电路，该矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关；依时间顺序提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠；以及通过同时按压该等开关中的多个以及基于各该脉冲电压在各该第一端点或各该第二端点的作用时间，判断各该开关是否正常作用。
根据本发明的目的，再提出一种矩阵测试系统，包括：多个按压元件、一脉冲电压产生单元、一矩阵电路、一处理模块以及一监控模块。该矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关。该处理模块控制该脉冲电压产生单元依序地提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠，且该处理模块控制该等按压元件中的多个同时按压该等开关中的多个，并产生一按压结果。该监控模块，基于该按压结果以及基于各该脉冲电压在各该第一端点或各该第二端点的作用时间，判断各该开关是否正常作用。
根据本发明的目的，又提出一种电压时脉控制方法，是适用于一矩阵测试，包括下列步骤：提供一矩阵电路，该矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关；以及依序地提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠。
本发明所提出的矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法可在不增加键盘零件成本之下，利用测试方法的改变，达到可同时按压键盘上的多个按键，又可辨识鬼键的目的。可增快键盘测试速度，降低工艺成本。
附图说明
图1是已知一般键盘所具有的标准二乘二按键矩阵100的示意图。
图2A、图2B、图2C、图2D是分别显示图1所示的按键矩阵100中鬼键现象的可能成因。
图3是为本发明的矩阵测试系统一实施例的方块示意图。
图4是为本发明的矩阵电路一实施例的示意图。
图5A是为本发明的矩阵测试一实施例的脉冲电压的信号时序图。
图5B是为本发明的矩阵测试第一实施例的信号检测时序图。
图5C是为本发明的矩阵测试第二实施例的信号检测时序图。
图6是为本发明的矩阵测试方法一实施的流程图。
图7是为本发明的电压时脉控制方法一实施的流程图。
附图标号：
100：按键矩阵
X1、X2：扫描线
Y1、Y2：回报线
3：矩阵测试系统
31：测试装置
311：按压元件
312：脉冲电压产生单元
313：移动元件
314：处理模块
315：监控模块
32：矩阵电路
Vcc：正电压
C1、C2：端点
R1、R2：接地点
SW1~SW4、A、B、C、D：开关、按键
61～63、71～72：步骤流程
具体实施方式
本发明前述各方面及其它方面依据下述的非限制性具体实施例详细说明以及参照附随的附图将更趋于明了。
为利于了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
请参阅图3，其是为本发明的矩阵测试系统一实施例的方块示意图。如图所示，本发明的矩阵测试系统3较佳可包括一测试装置31以及一矩阵电路32。测试装置31较佳可包括多个按压元件311、脉冲电压产生单元312、移动元件313、处理模块314以及监控模块315。其中，处理模块314较佳可为中央处理器（Central Processing Unit，CPU）或微处理器（Micro-Processing Unit）；且处理模块314可电连接多个按压元件311、脉冲电压产生单元312以及移动元件313。矩阵电路32可包括具有第一电位的多个第一端点及具有第二电位的多个第二端点。该第一电位较佳可为高电压准位；该第二电位较佳可为低电压准位。然实际实施时，并不限于此种方式。矩阵电路32的各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关。
承上所述，处理模块314可控制移动元件313以将矩阵电路32移动至一待测位置。接着，处理模块314可进一步控制脉冲电压产生单元312依序地提供脉冲电压给矩阵电路32的各该第一端点或各该第二端点；其中每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠。同时，处理模块314控制该等按压元件311中的多个同时按压该等开关中的多个，以产生一按压结果。监控模块315可基于该按压结果以及基于各该脉冲电压在矩阵电路32的各该第一端点或各该第二端点的作用时间，判断各该开关是否正常作用。请参阅图4，其是为本发明的矩阵电路一实施例的示意图。如图所示，在本实施例中，是以一2X2矩阵电路做为范例说明如下，矩阵电路32可包括两个Vcc正电压的端点C1、C2以及两个接地点R1、R2。正电压端点C1、C2是分别连接至接地点R1、R2；且连接路径上分别具有开关A、B、C、D。
请参阅图5A，其是为本发明的矩阵测试一实施例的脉冲电压的信号时序图。如图所示，处理模块314可依序地提供脉冲电压给Vcc正电压的端点C1、C2。在本实施例中，每一脉冲电压较佳具一定时间宽度且在时间上不重叠；并且，该等脉冲电压之间较佳皆具有一定时间间隔。
请参阅图5B以及图5C，其是为本发明的矩阵测试第一实施例的信号检测时序图，以及本发明的矩阵测试第二实施例的信号检测时序图。如图所示，在第一及第二实施例中，可了解矩阵测试较佳可应用在键盘矩阵的测试。当处理模块314提供脉冲电压给正电压的端点C1时，同时按压四个按键A、B、C、D，应仅会有正电压端点C1至接地点R1、R2的线路量得信号。所以，此时若正电压端点C1至接地点R1的线路无法量得信号，则可辨别为按键A功能不良。而按键B的功能确认亦可通过正电压端点C1至接地点R2的线路以相同标准来做辨别。同样地，当处理模块314提供脉冲电压给Vcc正电压的端点C2时，将可轻易辨识按键C、D的功能是否正常。
也就是说，利用脉冲式电压分段供给，高电压准位及低电压准位交互发生（利用不同电压准位及脉冲），由键盘矩阵正电压端点C1、C2线路输入脉冲式电压，每一条线路的脉冲电压起始时间不同，任一特定时间，仅有一个线路处于高电压准位，其于线路处于低电压准位。再于键盘矩阵接地点R1、R2线路，进行阻抗值或电压量测，以线路是否导通来辨别按键是否被按压。搭配已知的线路与按键对应数据，可轻易分辨任一个别按键，以避免造成误判。即使在多个按键被同时按压，可能产生鬼键的情况下，由于正电压端点C1、C2侧输入脉冲电压，接地点R1、R2侧不会同时量到导通信号，因而可以辨识出正确的按压按键。
值得一提的是，在本发明所属领域中的技术人员应当明了，前述做为范例的2X2矩阵电路、端点C1、C2及接地点R1、R2彼此间的电位高低、脉冲式电压分段供给的次序等的实施态样仅为举例而非限制，任何未脱离本矩阵测试的精神与范畴，均应被包括于本发明的精神，在此先行叙明。
请参阅图6，其是为本发明的矩阵测试方法一实施的流程图。如图所示，矩阵测试方法可用以测试具有矩阵特性的装置，例如键盘按键测试、薄膜开关（Membrane Switch）测试或触控面板测试等。此矩阵测试方法包括下列步骤。首先步骤61，提供一矩阵电路，该矩阵电路包括具有第一电位的多个第一端点及具有第二电位的多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关。接着步骤62，依时间顺序提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠。然后步骤63，通过同时按压该等开关中的多个以及基于各该脉冲电压在各该第一端点或各该第二端点的作用时间，判断各该开关是否正常作用。
请参阅图7，其是为本发明的电压时脉控制方法一实施的流程图。如图所示，电压时脉控制方法可用于测试矩阵装置的作用时的电压时脉控制。此电压时脉控制方法包括下列步骤。在步骤71，提供一矩阵电路，该矩阵电路包括具有高电压准位的多个第一端点及具有低电压准位的多个第二端点，各该第一端点与各该第二端点之间具有一路径，各该路径上具有一开关。在步骤72，依序地提供脉冲电压给各该第一端点或各该第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠。
综上所述，本发明所提出的矩阵测试方法、系统及电压时脉控制方法可在不增加键盘零件成本之下，利用测试方法的改变，达到可同时按压键盘上的多个按键，又可辨识鬼键的目的。可增快键盘测试速度，降低工艺成本。
通过本发明，即使同时按压多个按键，也可进行个别按键的辨识，并避免鬼键产生所造成的误判。脉冲式电压的提供，可利用不同电压准位及脉冲时间间隔，达到分辨线路的目的。
另外，本发明亦可搭配力量感测器及行程纪录方式（光学尺、步进马达、伺服马达等），一方面量测纪录D-F曲线，同时利用提供正电压端点脉冲电压，量测键盘矩阵的按键导通时间（位置点），判断按键触感、重压、灵敏反应、自导等不良状况。
以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求中。

Claims (12)

1.一种矩阵测试方法，其特征在于，所述矩阵测试方法包括下列步骤：
提供一矩阵电路，所述矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各所述第一端点与各所述第二端点之间具有一路径，各所述路径上具有一开关；
依时间顺序提供脉冲电压给各所述第一端点或各所述第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠；以及
通过同时按压所述多个开关中的多个以及基于各所述脉冲电压在各所述第一端点或各所述第二端点的作用时间，判断各所述开关是否正常作用。
2.如权利要求1所述的矩阵测试方法，其特征在于，所述多个第一端点具有第一电位，所述多个第二端点具有第二电位。
3.如权利要求2所述的矩阵测试方法，其特征在于，所述第一电位为高电压准位，所述第二电位为低电压准位。
4.如权利要求1所述的矩阵测试方法，其特征在于，所述多个脉冲电压之间皆具有一定时间间隔。
5.一种矩阵测试系统，其特征在于，所述矩阵测试系统包括：
多个按压元件；
一脉冲电压产生单元；
一矩阵电路，所述矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各所述第一端点与各所述第二端点之间具有一路径，各所述路径上具有一开关；
一移动元件，是移动所述矩阵电路至一待测位置；
一处理模块，控制所述脉冲电压产生单元依序地提供脉冲电压给各所述第一端点或各所述第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠，且所述处理模块控制所述多个按压元件中的多个同时按压所述多个开关中的多个，并产生一按压结果；以及
一监控模块，基于所述按压结果以及基于各所述脉冲电压在各所述第一端点或各所述第二端点的作用时间，判断各所述开关是否正常作用。
6.如权利要求5所述的矩阵测试系统，其特征在于，所述多个第一端点具有第一电位，所述多个第二端点具有第二电位。
7.如权利要求6所述的矩阵测试系统，其特征在于，所述第一电位为高电压准位，所述第二电位为低电压准位。
8.如权利要求5所述的矩阵测试系统，其特征在于，所述多个脉冲电压之间皆具有一定时间间隔。
9.一种电压时脉控制方法，是适用于一矩阵测试，其特征在于，所述电压时脉控制方法包括下列步骤：
提供一矩阵电路，所述矩阵电路包括多个第一端点及多个第二端点，各所述第一端点与各所述第二端点之间具有一路径，各所述路径上具有一开关；以及
依序地提供脉冲电压给各所述第一端点或各所述第二端点，每一脉冲电压具一定时间宽度且在时间上不重叠。
10.如权利要求9所述的电压时脉控制方法，其特征在于，所述多个第一端点具有第一电位，所述多个第二端点具有第二电位。
11.如权利要求10所述的电压时脉控制方法，其特征在于，所述第一电位为高电压准位，所述第二电位为低电压准位。
12.如权利要求9所述的电压时脉控制方法，其特征在于，所述多个脉冲电压之间皆具有一定时间间隔。
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