一种触摸板盖板电容值的测试方法

技术领域

本发明涉及电容测试技术领域，尤其涉及一种触摸板盖板电容值的测试方法。

背景技术

触摸板是一种广泛应用于电子产品上的输入设备，其利用感应用户手指的移动来控制指针的动作。触摸板最上层的盖板根据用户需求，可采用各种不同的材质（如玻璃盖板或麦拉片盖板等），而每一种材质产生的电容值都不同，较多客户在触摸板签样阶段，会要求触控芯片原厂根据实际触摸板项目检测触摸板盖板的表面电容值的一致性，以防触摸板盖板的电容值一致性较差或有些区域电容值较大导致触控IC性能不好，出现触摸跳点或不报点的情况。因此，每次触摸板盖板来料后，都需要检测表面电容值是否在标准范围内。

目前相关触摸板盖板测试方案较少，没有统一的测试方案和标准，通常是使用LCR数字电桥搭建的测试平台对触摸板盖板表面的电容值进行测试，数字电桥是一种能够测量电阻、电容、电感等参数的仪器。

但采用数字电桥的测试方法局限性较大，所涉及的辅助配件较多，如需搭配触摸板盖板的测试治具、电极测试PCB板、BNC连接线、开短路校准片等配件结合使用。且该测试方案并不是真实反应实际项目的盖板对触摸板干扰电容值，只是针对触摸板盖板进行压测的一个物理容值，精准度稍欠佳，同时需要人工手动依次分别对触摸盖板的测试区域进行测试，使得测试时间长、测试效率低下，且LCR电桥仪器费用贵、触摸板盖板的测试治具需要定制局限性大。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

采用数字电桥测试触摸板盖板的电容值局限性大，需要搭配多种辅助配件，测试成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种触摸板盖板电容值的测试方法，以解决现有技术中存在的采用数字电桥测试触摸板盖板的电容值局限性大，需要搭配多种辅助配件，测试成本高的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种触摸板盖板电容值的测试方法，所述触摸板包括盖板和触摸感应层，通过互电容检测电路对所述盖板的电容值进行测试，包括以下步骤：S1、将所述盖板、触摸感应层皆划分为n个区域；其中，所述区域包括至少一个互电容节点，n≥1；所述盖板、触摸感应层的每个区域一一对应；S2、通过所述互电容检测电路，测试所述触摸感应层每个所述区域的第一平均电容变化值C1；S3、通过所述互电容检测电路，测试所述盖板每个所述区域的第二平均电容变化值C2；其中，所述第一平均电容变化值C1、第二平均电容变化值C2为所述区域内，所述互电容节点的电容变化值的平均值；S4、根据所述第一平均电容变化值C1、第二平均电容变化值C2，计算每个所述区域对应的所述盖板的电容值。

优选的，步骤S3中，通过测试单个所述互电容节点得到所述第二平均电容变化值，包括以下步骤：S21、基于所述互电容检测电路中的基准电容等于Cb，对所述触摸感应层进行测试，得到第一输出电压V1；S22、将所述基准电容调整为a*Cb，测试得到第二输出电压V2；其中，a为正实数；S23、将所述基准电容调回为Cb，对整个所述触摸板进行测试，得到第三输出电压V3；S24、根据所述第一输出电压V1、第二输出电压V2以及第三输出电压V3，计算所述互电容节点的电容变化值。

优选的，步骤S25中，计算所述互电容节点的电容变化值

*Cb；

其中，V1为第一输出电压；V2为第二输出电压；V3为第三输出电压；V4为第四输出电压；Cb为基准电容。

优选的，步骤S4中，计算所述盖板的电容值

*Cb；

其中，C1为第一平均电容变化值；C2为第二平均电容变化值；Cb为基准电容。

优选的，所述互电容检测电路包括运算放大器、第一基准电容、反馈电容、反馈电阻、开关及波形发生器；所述运算放大器的正向输入端连接参考电压，反向输入端与输出端之间分别并联有所述反馈电阻、反馈电容，所述第一输出电压V1、第二输出电压V2及第三输出电压V3均由所述输出端输出；所述第一基准电容的一端连接所述运算放大器的反向输入端，另一端连接所述开关的第一端；所述开关的第二端连接所述波形发生器。

优选的，通过将所述互电容节点接入所述互电容检测电路进行测试；所述互电容节点的感应端连接所述运算放大器的反向输入端，驱动端通过所述开关连接所述波形发生器。

优选的，步骤S22和S24中，通过给所述第一基准电容并联第二基准电容，将所述基准电容调为a*Cb；其中，所述第一基准电容等于Cb，所述第二基准电容等于（a-1）*Cb。

优选的，步骤S4之后还包括：S51、判断每个所述区域的电容值是否皆小于检测标准值，若是，则执行步骤S53；否则，执行步骤S52；S52、所述触摸板的盖板没有通过检测，所述盖板的电容值一致性不合格；S53、所述触摸板的盖板通过检测，所述盖板的电容值一致性合格。

优选的，步骤S1中，每个所述区域中的所述互电容节点数量相同或不同。

优选的，步骤S1中，将整个所述触摸板平均划分为九宫格或十八宫格。

实施本发明上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本发明通过互电容检测电路分别测试出触摸板各个区域，在盖上盖板前后的电容变化值，从而推算出盖板对触摸板电容值的影响，能够真实反应出盖板在触摸板上的真实电容值对触摸板互容数据的实际影响；本发明方法无需购买高价的LRC电桥仪器，以及搭配相关辅助设备，降低了局限性，通过互电容检测原理，实现自动检测触摸板盖板的表面电容值，检测成本低，一次性就能检测盖板的所有区域，省去人工对每个区域的电容值进行单独压测，不仅提高了测试效率还能保证检测的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是本发明实施例触摸板盖板电容值的测试方法的流程图；

图2是本发明实施例触摸板第一视角的结构示意图；

图3是本发明实施例触摸板第二视角的结构示意图；

图4是本发明实施例测试单个互电容节点的流程图；

图5是本发明实施例互电容检测电路的电路图；

图6是本发明实施例互电容检测电路并联第二基准电容的电路图；

图7是本发明实施例触摸板盖板电容值的测试方法步骤S5的流程图；

图8是本发明实施例触摸板的第一电容数据图；

图9是本发明实施例触摸板的第二电容数据图；

图10是本发明实施例触摸板的第三电容数据图；

图11是本发明实施例触摸板盖板电容的检测结果图；

图中：1、盖板；2、触摸感应层；21、感应层；22、器件层。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本发明可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本发明的范围和实质。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

实施例一：如图1所示，本发明提供了一种触摸板盖板电容值的测试方法，触摸板包括盖板和触摸感应层，通过互电容检测电路对盖板的电容值进行测试，包括以下步骤：S1、将盖板、触摸感应层皆划分为n个区域；其中，区域包括至少一个互电容节点，n≥1；盖板、触摸感应层的每个区域一一对应；S2、通过互电容检测电路，测试触摸感应层每个区域的第一平均电容变化值C1；S3、通过互电容检测电路，测试盖板每个区域的第二平均电容变化值C2；其中，第一平均电容变化值C1、第二平均电容变化值C2为区域内，互电容节点的电容变化值的平均值；S4、根据第一平均电容变化值C1、第二平均电容变化值C2，计算每个区域对应的盖板的电容值。

本实施例通过互电容检测电路分别测试出触摸板各个区域，在盖上盖板前后的电容变化值，从而推算出盖板对触摸板电容值的影响，能够真实反应出盖板在触摸板上的真实电容值对触摸板互容数据的实际影响；本实施例的方法无需购买高价的LRC电桥仪器，以及搭配相关辅助设备，降低了局限性，通过互电容检测原理，实现自动检测触摸板盖板的表面电容值，检测成本低，一次性就能检测盖板的所有区域，省去人工对每个区域的电容值进行单独压测，不仅提高了测试效率还能保证检测的准确度。

本实施例的触摸板盖板电容值的测试方法主要应用于测试笔记本触摸板盖板的表面电容值，而根据用户需求，触摸板的盖板可采用各种不同的材质，包括但不限于：玻璃、麦拉片、塑料或硅胶；盖板的材质不同，产生的电容值也不同。以双层触摸板为例，如图2所示，该触摸板包括盖板1和触摸感应层2；通常情况下，触摸感应层2包括感应层21和器件层22，感应层21用于布设驱动电极通道和感应电极通道，器件层22用于布设触摸芯片等器件及走线；而互电容节点是触摸板上的感应电极块和驱动电极块交错耦合形成的，多个互电容节点有序排列在触摸感应层2上，就形成了多条驱动电极通道和感应电极通道。步骤S1中，将盖板1、触摸感应层2皆划分为n个区域，且盖板1和触摸感应层2的区域都一一对应，如图3所示，图中盖板1的A1区域对应触摸感应层2的A1区域，盖板1的A2区域对应触摸感应层2的A2区域，盖板1的A3区域对应触摸感应层2的A3区域以此类推，每个区域都一一对应。

需要说明的是，步骤S1中，每个区域中的互电容节点数量相同或不同，即划分的n个区域可以为大小平均的n个区域，也可以是大小不平均的任意n个区域；若平均划分，优选的将整个触摸板平均划分为九宫格或十八宫格。本实施例可以任意划分触摸板的检测区域，所划分的区域最大数量可以等于整个触摸板上互电容节点的数量，检测划分的区域越小，需要检测的区域就越多，但都可以一次性读取所有区域的电容值。

测试触摸感应层2的电容值即测试的是还没有盖上盖板1的触摸板的电容，再测试盖上盖板1的触摸板的电容值，从而推算出盖板表面的第二平均电容变化值C2，该第二平均电容变化值C2为还未校准的盖板的电容变化值，将该电容值校准后能真实反应出触摸板实际的干扰电容值，保证测试的准确性和可信度。

作为可选择的实施方式，如图4所示，步骤S3中，通过测试单个互电容节点得到第一平均电容变化值、第二平均电容变化值，包括以下步骤：S21、基于互电容检测电路中的基准电容等于Cb，对触摸感应层进行测试，得到第一输出电压V1；S22、将基准电容调整为a*Cb，测试得到第二输出电压V2；其中，a为正实数；S23、将基准电容调回为Cb，对整个触摸板进行测试，得到第三输出电压V3；S24、根据第一输出电压V1、第二输出电压V2及第三输出电压V3，计算互电容节点的电容变化值。

步骤S2中，将还未盖上盖板的触摸感应层接入互容检测电路，再将互电容检测电路中的基准电容设置为a*Cb，对触摸感应层进行测试，就能够得到单个互电容节点的电容值，将每个区域的互电容节点的电容值取平均值得到第一平均电容变化值C1。

一个区域包括一个或一个以上的互电容节点，想要知道一个区域的电容变化情况，就要测试该区域中每个互电容节点的电容变化值再取平均，即只需测试出每个互电容节点的电容变化值，就能知道每个区域的电容变化情况。本实施例所采用的互电容检测电路为触摸芯片内部的前端电路，而每个触摸芯片内部都有自己的基准电容，基准电容的电容值是芯片内部电路设定好的，不同触摸芯片的基准电容不同，因此，可用于触控效果的调试校准。

具体的，如图5所示，该互电容检测电路包括运算放大器Amp、第一基准电容Cb1、反馈电容Cf、反馈电阻Rf、开关SW及波形发生器AWG；运算放大器Amp的正向输入端连接参考电压Vref，反向输入端与输出端之间分别并联有反馈电阻Rf、反馈电容Cf，第一输出电压V1、第二输出电压V2及第三输出电压V3均由输出端输出；第一基准电容Cb1的一端连接运算放大器Amp的反向输入端，另一端连接开关SW的第一端；开关SW的第二端连接波形发生器AWG，该波形发生器AWG用于发出驱动通道的打码波形。

本实施例通过将互电容节点Cm接入互电容检测电路进行测试；互电容节点Cm的RX（感应）端连接运算放大器Amp的反向输入端，TX（驱动）端通过开关连接波形发生器。

如图5所示，表示测试一个互电容节点Cm的电路图，第一基准电容Cb1并联在互电容节点Cm的TX（驱动）端与RX（感应）端之间，互电容节点Cm是触摸板上驱动电极块与感应电极块的耦合电容，因此第一基准电容Cb1并联互电容节点Cm的TX端与RX端，能够接入驱动通道与感应通道的线路。如图6所示，步骤S22和S24中，通过给第一基准电容Cb1并联第二基准电容Cb2，将基准电容调为a*Cb；其中，第一基准电容等于Cb，第二基准电容等于（a-1）*Cb，a>1。

在测试时，先基于触摸芯片本身的第一基准电容Cb1，对不盖盖板的触摸板进行测试，经由运算放大器Amp放大，输出第一输出电压V1；然后通过并联另一个第二基准电容Cb2，调整芯片中的基准电容值，为了方便理解，本实施例将a设置为2，即给第一基准电容Cb1并联一个容值相等的第二基准电容Cb2，也就是将基准电容调整了为2Cb，此时测试可得到第二输出电压V2。将触摸板的盖板盖上，在基准电容为Cb时对整个触摸板进行一次测试，得到第三输出电压V3。根据第一输出电压V1、第二输出电压V2及第三输出电压V3，就能计算出一个互电容节点Cm未校准前的电容变化值。该测试方法简单，多个互电容节点的电容值能够同时测试，无需配合高价的LRC电桥仪器、测试治具等硬件设备，通过计算机软件就能得到测试结果，降低测试成本的同时，还能保证测试精度。

作为可选择的实施方式，步骤S25中，计算互电容节点的电容变化值

*Cb；

其中，V1为第一输出电压；V2为第二输出电压；V3为第三输出电压；Cb为基准电容。

本实施例根据盖板在触摸板上产生的真实电容值对触摸互容数据的实际影响，结合触摸芯片内部的数个标准值，将已知电容产生的触摸互容数据的变化进行线性比较，最后推算出盖板各个区域的电容值大小。如图5所示，运算放大器输出的电压V0=Vref±Vtx*(Cm-Cb)/Cf；其中，Vtx是互容打码电压，Vref是参考电压，Cb是基准电容，Cf是运放反馈电容，都为已知参数，Cm为互电容节点的电容，为待测数据；当盖板贴在触摸板的触摸感应层上，会增大互电容节点的电容，测试出这个变化的电容值就是盖板本身对触摸板影响的电容值；从而根据公式V0=Vref±Vtx*(Cm-Cb)/Cf，就能计算得到单个互电容节点的电容变化值。

步骤S4中，计算盖板的电容值

*Cb；

其中，C1为第一平均电容变化值；C2为第二平均电容变化值；Cb为基准电容。

得到单个互电容节点的电容变化值后，测试工具就会通过本实施例的方法自动计算出每个区域，触摸板未盖上盖板的第一平均电容变化值C1和盖板的第二平均电容变化值C2，再根据公式

作为可选择的实施方式，如图7所示，步骤S4之后还包括：S51、判断每个区域的电容值是否皆小于检测标准值，若是，则执行步骤S53；否则，执行步骤S52；S52、触摸板的盖板没有通过检测，所述盖板的电容值一致性不合格；S53、触摸板的盖板通过检测，所述盖板的电容值一致性合格。

优选的，如图8所示，为本实施例给基准电容增加一个步径后整个触摸板的电容变化值，需要说明的是，图中基准值（即Base值）一栏里的值为2，表示给触摸板的第一基准电容Cb1并联了一个容值相等的第二基准电容Cb2，该测试中第一基准电容Cb1的容值为0.6pF。在基准值（即Base值）为1时，触摸板的电容值为0，增加第二基准电容Cb2后（即Base值+1），触摸板的电容值变为1700左右，可以将该值作为采样A的数据（此处采样A的数据为上述的第一平均电容变化值C1）。如图9所示，为将基准电容恢复到校准时的数据（即Base值=1），此时，触摸板上的电容值在0左右。如图10所示，为将盖板盖在触摸板上后的电容变化值，能够看出产生了400左右的电容变化量，可以将该值作为采样B的数据（此处采样B的数据为上述的第二平均电容变化值C2）。

本实施例将触摸板划分为九宫格，从而将如图8-图10所示的校准值分成了9个区域：TX0~TX05和RX01~RX09，TX0~TX05和RX10~RX18，TX0~TX05和RX19~RX26； TX06~TX10和RX01~RX09，TX06~TX10和RX10~RX18，TX06~TX10和RX19~RX26；TX11~TX15和RX01~RX09，TX11~TX15和RX10~RX18，TX11~TX15和RX19~RX26；通过上述方法计算得到每个区域对应的盖板电容值C，如图11所示，为九个区域盖板电容值的检测结果，采样A为触摸板没有盖上盖板时，基准电容为2Cb（也就是将基准电容增加一个步径后）的数据；采样B为触摸板盖上盖板时，基准电容为Cb（也就是将基准电容回归到一个步径后）的数据；最后得到九个区域的盖板电容值。根据各个客户的合格标准，设置检测标准值，如客户要求的检测标准值为0.3pF，则只要有一个区域的盖板电容值C大于0.3pF，就说明该触摸板盖板的电容一致性不合格。从图11可以看出，检测出来的每个区域的盖板电容值C在0.14pF~0.16pF，皆小于03pF，因此，该触摸板盖板的电容一致性合格。通过本实施例的测试方法，一次性能够检测触摸板所有区域的电容值，无需对每个区域的电容值进行单独测压，不仅提高了测试效率还能保证测试电容值的准确度。

实施例仅是一个特例，并不表明本发明就这样一种实现方式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。