CN206038808U - 一种用于测试电容触摸屏的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试电容触摸屏的装置。该装置包括二维工作台、控制模块、激励信号生成模块、探针模块、检测模块和接口模块；控制模块分别与激励信号生成模块、探针模块、检测模块、接口模块连接；探针模块分别与激励信号生成模块、检测模块、二维工作台连接；检测模块分别与二维工作台、探针模块、控制模块连接。本实用新型能够对电容触摸屏的扫描线进行检测，检测扫描线上电容的值，从而能够发现质量不合格的电容触摸屏，降低生产成本，并提高电容触摸屏产品的质量。本实用新型可以在一定程度上解决传统方法中的测试误差较大的问题。

Description

一种用于测试电容触摸屏的装置

技术领域

本实用新型属于触摸屏测试领域，特别涉及一种用于测试电容触摸屏的装置。

背景技术

近年来，触摸屏在多个领域得到了广泛应用，例如，手机、数码相机、笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、售票终端系统等。在手机方面，人们对手机的智能化和便捷程度的要求越来越高，使得触摸屏作为一种便捷的人机接口在手机上的应用越来越普及；在汽车电子领域，人们对汽车的娱乐信息系统的要求也不断增加，车载导航系统、车内影音娱乐系统等得到了普及，由于触摸屏是比较方便的人机交互界面，因此迅速占领了车内用人机交互设备的市场。触摸屏具有节省空间、坚固耐用、操作简便等特点。

触摸屏是具有如下特点的一种电子器件：它是附着在显示器表面，与显示器配合使用，通过手指触摸产生模拟电子信号，再经过模数转换(AD转换)转化为计算机可以识别的触摸点坐标信号，从而将操作者的意志传达给计算机或信息处理设备。在结构上，触摸屏是由触摸检测部件和触摸屏控制器两部分组成。触摸检测部件安装在显示器的屏幕前面，用于检测用户的触摸位置，并把触摸位置信息传送给触摸屏控制器；触摸屏控制器根据触摸检测部件传送来的触摸信息，将它转换成触点坐标，再发送给处理单元进行处理。

触摸屏的安装方式有如下三种：外挂式、内置式和整体式。不管采用哪种安装方式，它都是安装于显示设备例如液晶显示器的外部。外挂式是将触摸屏的触摸检测装置安装在显示设备的前面；内置式是将触摸屏的触摸检测装置安装在显示设备的外壳内；整体式是在制造显示设备时，就直接将触摸检测装置制作在显示设备上，从而使显示设备具有触摸功能。

根据所采用的实现技术的不同，从技术原理上可以把触摸屏分为如下几类：电容式触摸屏、电阻式触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波触摸屏等。在触摸屏的生产过程中，包括许多生产工序，例如，对电容式触摸屏，主要的生产工序包括磁控溅射、真空镀膜、曝光、显影、蚀刻、贴合、绑定等。为了确保触摸屏产品质量，必需在生产过程中的多个工序进行测试。近年来随着人们对触摸屏的可靠性的要求愈来愈高，因此，对触摸屏在出厂之前必需进行充分的检测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于测试电容触摸屏的装置。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种用于测试电容触摸屏的装置，包括二维工作台、控制模块、激励信号生成模块、探针模块、检测模块和接口模块；控制模块分别与激励信号生成模块、探针模块、检测模块、接口模块连接；探针模块分别与激励信号生成模块、检测模块、二维工作台连接；检测模块与二维工作台连接。

所述的控制模块用于对所述用于测试电容触摸屏的装置的各个模块的操作过程进行控制，实现对电容触摸屏的测试的每个步骤的处理，测试数据的采集与处理，并通过USB接口或GPIB接口与其他计算机系统进行数据的传输与通信。控制模块是嵌入式计算机系统，包含相互连接的嵌入式处理器和存储器。

所述的嵌入式处理器优选为嵌入式ARM微处理器S3C2410。

所述的存储器包括SDRAM存储器和Flash存储器，SDRAM存储器和Flash存储器分别与嵌入式处理器连接。

所述的SDRAM存储器优选包括两片并联连接的HY57V561620存储芯片。

所述的Flash存储器优选为AMD公司所生产的AM29LVl60D存储器。

所述的激励信号生成模块是根据测试的需要，产生多种频率(例如，1K、50K、200K、300K、500K等)的信号(正弦波、方波、三角波等)，以施加于触摸屏的扫描线上。

所述的激励信号生成模块优选为FPGA芯片；更优选为Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP3C10E144C8N。

所述的接口模块优选为包括USB接口和GPIB接口。所述的接口模块用于与微型计算机进行数据通信。本实用新型可以使用微型计算机的显示器来进行测试结果的显示、测试过程的提示信息的显示等，同时也可通过微型计算机的键盘来输入一些测试命令以供控制模块使用。

所述的USB接口优选为CY7C68013A芯片。

所述的GPIB接口优选为EP3C10E144C8N芯片。

所述的探针模块通过使用可以自动移动的探针，把激励信号生成模块所产生的信号通过物理接触的方法直接施加到触摸屏的多个扫描线上。这里，被测电容触摸屏是放置在装置的二维工作台上，探针在电机的驱动下可以进行前后左右的移动，在移动到指定的位置时与触摸屏的扫描线进行物理接触，对此是通过采用交流伺服电机来驱动精密滚珠丝杠，并滚动直线导轨来实现的。

所述的检测模块是实现对电容触摸屏的扫描线上的电容值的检测。首先是在探针模块把激励信号施加到触摸屏的扫描线的基础上，检测模块通过检测触摸屏的扫描线上的电压值，并传送给控制模块，之后控制模块根据激励信号的频率和所获得的电压值以及它们与扫描线上电容的关系，来计算并获得扫描线的电容值。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本实用新型通过将被测电容触摸屏放置于装置的二维工作台上，使探针在电机的驱动下移动到指定的位置，并与触摸屏的指定的扫描线进行物理接触，同时产生具有给定频率的激励信号并通过探针施加到触摸屏的指定的扫描线上，通过检测所指定的扫描线上的电压值，并根据激励信号的频率和所获得的这种电压值以及它们与扫描线上电容的关系，来计算扫描线上的电容的值。本实用新型能够对电容触摸屏的扫描线进行检测，检测扫描线上电容的值，从而能够发现质量不合格的电容触摸屏，降低生产成本，并提高电容触摸屏产品的质量。本实用新型可以在一定程度上解决传统方法中的测试误差较大的问题。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是本实用新型的控制模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

一种用于测试电容触摸屏的装置，如图1所示，包括二维工作台、控制模块、激励信号生成模块、探针模块、检测模块和接口模块；控制模块分别与激励信号生成模块、探针模块、检测模块、接口模块连接；探针模块分别与激励信号生成模块、检测模块、二维工作台连接。

控制模块是一种嵌入式计算机系统，包括相互连接的嵌入式处理器和存储器。在它的存储器上存储有关于激励信号生成、探针的驱动、扫描线间的电容值的计算、测试过程控制等多个程序。本实用新型对控制模块的具体实现如下，如图2所示：嵌入式处理器采用S3C2410的嵌入式ARM微处理器为主控芯片，它是Samsung公司采用ARM920T内核的16/32位RISC微处理器，主频最高可达203MHz，并具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache；具有LCD控制器，外部存储器(例如Flash和SDRAM)控制器，PLL数字锁相环，三通道UART控制器和四通道DMA控制器，以及IIC总线接口和USB总线接口等。对控制模块的存储器采用SDRAM存储器和Flash存储器等两种存储器；SDRAM存储器是采用两片HY57V561620存储芯片来进行并联，构建一个具有32位存储器系统，可获得共64MB的SDRAM存储空间；Flash存储器采用AMD公司所生产的AM29LVl60D存储器，这种存储器的容量为2MB，并具有16位的数据宽度。控制模块的嵌入式操作系统，本实用新型使用uCOS-II操作系统，来实现对控制模块的软硬件资源的管理，以及与装置的其他模块进行数据的传送，例如，实现对激励信号的生成、探针的驱动、扫描线上电容的值的计算、测试过程控制等多个程序的管理与运行。

对激励信号生成模块，本实用新型的具体实现如下：使用Altera公司Cyclone系列FPGA芯片EP3C10E144C8N来实现激励信号波形的产生。这种直接使用FPGA芯片来产生激励信号的方式比采用专用的直接数字频率合成(DDS)芯片来产生激励信号的方式更为灵活，它只要通过改变FPGA内部的波形存储器中的波形数据就可以实现对不同频率的多种激励信号的产生与输出。FPGA芯片EP3C10E144C8N具有10320逻辑单元、46个M9K存储器模块共414Kbits的嵌入式存储器、23个18×18乘法器、专用外部存储器接口电路、2个锁相环(PLL)，2.8Mbits配置文件大小，以及高速差分I/O等，所支持的I/O电压包括1.5V、1.8V和3.3V等，并提供可编程的驱动能力。本实用新型所采用的I/O接口电压为3.3V。芯片EP3C10E144C8N的内核供电电压仅为1.2V，因此具有功耗低的特点。在使用芯片EP3C10E144C8N时需要为其提供三种电压值，即1.2V的内核电压、2.5V的锁相环电压以及3.3V的I/O接口电压。本实用新型的装置的外接电源是5V输入，因此，本实用新型采用三个稳压芯片AMS1117-1.2，AMS1117-2.5和AMS1117-3.3来分别产生1.2V，2.5V和3.3V的电压输出，以提供给芯片EP3C10E144C8N的内核，锁相环和I/O接口等部分使用。

对探针模块，它是通过探针把激励信号通过物理接触的方法直接施加到触摸屏的多个扫描线上。对探针模块的实现，本实用新型是由步进电机通过皮带传动来带动探针在X轴、Y轴、Z轴三个方向上进行移动，控制模块对这一过程进行控制，并实现对探针的精确定位。

对检测模块，它是对电容触摸屏上指定的扫描线上的电容的值进行检测。对检测模块的实现，首先是通过与扫描线接触的探针来获得扫描线上的电压值；其次，根据激励信号的频率和所获得的这种电压值以及它们与扫描线上电容的关系，来计算扫描线上的电容的值。

对接口模块，本实用新型主要是使用USB接口和GPIB接口来进行与微型计算机的数据通信。对USB接口，是使用CY7C68013A芯片来进行设计；对GPIB接口，是使用EP3C10E144C8N芯片来进行设计。

本实用新型的操作包括如下步骤：

步骤1：打开装置的电源，启动装置；

步骤2：将被测电容触摸屏放置于装置的二维工作台上；

步骤3：探针在电机的驱动下移动到指定的位置，并与触摸屏的指定的扫描线进行物理接触；

步骤4：产生具有给定频率的激励信号，并通过探针施加到触摸屏的指定的扫描线上。

步骤5：检测所指定的扫描线上的电压值，并根据激励信号的频率和所获得的这种电压值来计算并获得扫描线的电容值。

步骤6：保存所获得的电容值，并通过USB接口传送给微型计算机。

步骤7：若还有扫描线的电容值需要检测，则转步骤3。若被测电容触摸屏的所有的扫描线上的电容值都已进行了检测，则转步骤8。

步骤8：输出被测电容触摸屏的扫描线的电容值，在微型计算机的显示器上对所获得的检测结果进行显示。至此对整个装置的操作过程结束。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：包括二维工作台、控制模块、激励信号生成模块、探针模块、检测模块和接口模块；控制模块分别与激励信号生成模块、探针模块、检测模块、接口模块连接；探针模块分别与激励信号生成模块、检测模块、二维工作台连接；检测模块与二维工作台连接。

2.根据权利要求1所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的控制模块是嵌入式计算机系统，包含相互连接的嵌入式处理器和存储器。

3.根据权利要求2所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的嵌入式处理器为嵌入式ARM微处理器S3C2410。

4.根据权利要求2所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的存储器包括SDRAM存储器和Flash存储器，SDRAM存储器和Flash存储器分别与嵌入式处理器连接。

5.根据权利要求4所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的SDRAM存储器包括两片并联连接的HY57V561620存储芯片。

6.根据权利要求4所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的Flash存储器为AMD公司所生产的AM29LVl60D存储器。

7.根据权利要求1所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的激励信号生成模块为FPGA芯片。

8.根据权利要求7所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的激励信号生成模块为FPGA芯片EP3C10E144C8N。

9.根据权利要求1所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的接口模块包括USB接口和GPIB接口。

10.根据权利要求9所述用于测试电容触摸屏的装置，其特征在于：所述的USB接口为CY7C68013A芯片；所述的GPIB接口为EP3C10E144C8N芯片。