觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法與流程
2024-03-31 18:07:05
本發明屬於顯示技術領域，具體涉及一種觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法。
背景技術：
觸控螢幕(Touch Panel，簡稱TP)能為用戶提供全新的操控體驗，目前已當仁不讓的成為一種應用廣泛的外部輸入設備，其使用的環境也越來越多樣化，這對觸控螢幕產品的抗ESD(Electro Static Discharge，靜電放電)能力也提出了嚴苛的要求。
通常情況下，製造商在觸控螢幕產品產出後的抗ESD測試，由於還未與顯示基板組裝在一起形成整機產品，因此不可能提供觸控螢幕在正常工作狀況下的測試狀況，此時的抗ESD測試僅能反映單體觸控螢幕的抗ESD能力，無法獲得觸控螢幕與顯示基板結合後整機(可以為帶觸控螢幕的任何終端產品)的抗ESD能力；而邀請下遊顯示面板生產商的客戶來進行整機測試又存在周期較長、無法及時獲知當前觸控螢幕產品性能的情況，難以及時回饋觸控螢幕產線和設計並進行及時調整。
可見，設計一種適用於與生產基本同步的、能對觸控螢幕在工作狀態下的抗ESD性能進行測試的測試系統，成為目前亟待繼絕的技術問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的上述不足，提供一種觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法，提出了一種基於觸控螢幕的模擬整機抗ESD測試方案，至少部分解決與生產基本同步的、能對觸控螢幕在工作狀態下的抗ESD性能進行測試的測試問題。
解決本發明技術問題所採用的技術方案是該觸控螢幕測試系統，用於單體觸控螢幕的整機靜電放電模擬測試，其包括信號提供單元、信號集成單元、靜電施加單元和測試單元，其中：
所述信號提供單元，用於為所述單體觸控螢幕提供工作狀態所需的供電電壓和驅動信號；
所述信號集成單元，用於轉換所述信號提供單元的供電電壓和驅動信號，並施加至所述單體觸控螢幕上；
所述靜電施加單元，用於向所述單體觸控螢幕提供靜電觸發信號；
所述測試單元，接收所述單體觸控螢幕的測試信號，用於根據測試信號的分析對所述單體觸控螢幕的靜電放電狀態進行分析。
優選的是，所述信號集成單元包括信號輸入模塊、信號轉換模塊和信號輸出模塊，其中：
所述信號輸入模塊，與所述信號提供單元可拆卸連接，用於接收所述信號提供單元提供的供電電壓和驅動信號；
所述信號轉換模塊，與所述信號輸入模塊連接、且與所述信號輸出模塊可選擇連接，用於將所述信號提供單元提供的電壓和信號轉換為適用於所述單體觸控螢幕的電壓大小和所需要信號；
所述信號輸出模塊，與所述單體觸控螢幕可拆卸連接，用於將供電電壓和驅動信號輸出至所述單體觸控螢幕，以使得所述單體觸控螢幕處於工作狀態。
優選的是，所述信號轉換模塊包括電壓和信號轉換器，所述電壓和信號轉換器用於將供電電壓和驅動信號轉換為與待測的所述單體觸控螢幕相應的供電電壓和驅動信號。
優選的是，所述信號集成單元還包括保護模塊，所述保護模塊與所述信號輸入模塊連接，用於對外接的所述信號提供單元進行保護。
優選的是，所述保護模塊為防靜電IC。
優選的是，所述信號輸入模塊包括至少一個USB連接器，所述USB連接器用於與所述信號提供單元連接。
優選的是，所述信號輸入模塊還包括信號轉換器，所述信號轉換器用於使所述信號提供單元經所述USB連接器提供的信號與所述信號轉換模塊相兼容，以便於經所述信號轉換模塊轉換後與所述單體觸控螢幕相匹配。
優選的是，所述信號轉換器為I2C接口器，所述USB連接器與所述I2C接口器串聯連接。
優選的是，所述信號輸出模塊包括具有不同針數的多種連接器，以及分別與所述連接器對應連接的排針，所述連接器用於與待測的所述單體觸控螢幕連接，多種所述排針中的任一種可選擇地與所述信號轉換模塊連接。
一種觸控螢幕測試方法，用於單體觸控螢幕的整機靜電放電模擬測試，其包括步驟：
提供所述單體觸控螢幕工作狀態所需的供電電壓和驅動信號；
轉換供電電壓和驅動信號，並施加至所述單體觸控螢幕上；
向所述單體觸控螢幕提供靜電觸發信號；
接收所述單體觸控螢幕的測試信號，根據測試信號的分析對所述單體觸控螢幕的靜電放電狀態進行分析。
本發明的有益效果是：本發明中的觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法，可以實現與生產基本同步的、能對觸控螢幕在工作狀態下的抗ESD性能測試，及時獲知當前觸控螢幕產品性能的情況，及時回饋觸控螢幕產線和設計並進行及時調整，提高產品良率和創造較佳的經濟效益。
附圖說明
圖1為本發明實施例1中觸控螢幕測試系統的結構示意圖；
圖2為圖1中信號集成單元的結構示意圖；
圖3為圖2的結構示例圖；
附圖標記中：
1－信號提供單元；
2－信號集成單元；21－信號輸入模塊；22－信號轉換模塊；23－信號輸出模塊；24－保護模塊；
3－靜電施加單元；
4－測試單元；
5－單體觸控螢幕。
具體實施方式
為使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法作進一步詳細描述。
本實施例提供一種觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法，針對目前廠內沒有包括觸控螢幕的顯示面板整機產品，對觸控螢幕的靜電放電測試只能反映單體觸控螢幕的抗ESD能力而無法測試整機的抗ESD能力的問題，基於單體觸控螢幕來模擬觸控螢幕在整機中的工作狀態，實現單體觸控螢幕的整機靜電放電模擬測試，根據該模擬整機下抗ESD測試結果可為判斷觸控螢幕在整機中的抗ESD狀況，給廠內一定的參考。
如圖1所示，一種觸控螢幕測試系統，用於單體觸控螢幕5的整機靜電放電模擬測試，其包括信號提供單元1、信號集成單元2、靜電施加單元3和測試單元4，其中：
信號提供單元1，用於為單體觸控螢幕5提供工作狀態所需的供電電壓和驅動信號；
信號集成單元2，用於轉換信號提供單元1的供電電壓和驅動信號，並施加至單體觸控螢幕5上；
靜電施加單元3，用於向單體觸控螢幕5提供靜電觸發信號；
測試單元4，接收單體觸控螢幕5的測試信號，用於根據測試信號的分析對單體觸控螢幕5的靜電放電狀態進行分析。
通常情況下，整機抗ESD測試是在觸控螢幕開機狀態下進行的，該觸控螢幕測試系統通過信號集成單元2，即通過新增一個接口電路板，實現單體觸控螢幕5的整機靜電放電模擬測試。本實施例中的信號提供單元1可以為能提供適用於單體觸控螢幕5處於正常工作狀態的電子器件或電路，例如桌上型電腦或筆記本電腦或其他類似的信號系統，即相當於將原本為整機系統提供信號的單元單獨拿出來給單體觸控螢幕5提供信號，通過信號提供單元1獲得信號源頭，保證單體觸控螢幕5是在供電情況下進行抗ESD測試，以此來反映整機的測試結果。
另外，靜電施加單元3為能提供適用於單體觸控螢幕5靜電放電測試的電子器件或電路，測試單元4為用於測試單體觸控螢幕5靜電放電效果的系統。
信號提供單元1、靜電施加單元3和測試單元4在目前均有較完善的可供選擇的設備，這裡不再詳述。
如圖2所示，信號集成單元2包括信號輸入模塊21、信號轉換模塊22和信號輸出模塊23，其中：
信號輸入模塊21，與信號提供單元1可拆卸連接，用於接收信號提供單元1提供的供電電壓和驅動信號，輸入整機系統中需對單體觸控螢幕5提供的USB信號或者I2C信號。信號輸入模塊21包括至少一個USB連接器，USB連接器用於與信號提供單元1連接，為單體觸控螢幕5提供USB信號。
信號輸入模塊21作為與信號提供單元1連接的具體器件，提供實現對單體觸控螢幕5處於工作狀態的電壓和信號。優選的是，信號輸入模塊21還包括信號轉換器，信號轉換器用於使信號提供單元1經USB連接器提供的信號與信號轉換模塊22相兼容，以便於經信號轉換模塊22轉換後與單體觸控螢幕5相匹配。即根據信號提供單元1與信號集成單元2的通用與匹配，USB連接器與信號提供單元1之間還可以包括相配於USB連接器與信號提供單元1的信號轉換的信號轉換器。其中，針對特定的連接器的具體類型，相配於USB連接器與信號提供單元1的信號轉換的信號轉換器為I2C接口器，USB連接器與I2C接口器串聯連接，為單體觸控螢幕5提供I2C信號。採用不同的連接器的具體類型，使得信號提供單元1提供的相同的信號實現不同類型的輸出，提高通用性。
信號轉換模塊22，與信號輸入模塊21連接、且與信號輸出模塊23可選擇連接，用於將信號提供單元1提供的電壓和信號轉換為適用於單體觸控螢幕5的電壓大小和所需要信號。信號轉換模塊22包括電壓和信號轉換器，電壓和信號轉換器用於將供電電壓和驅動信號轉換為與待測的單體觸控螢幕5相應的供電電壓和驅動信號。通過信號轉換模塊22中的電壓和信號轉換器，可實現多種電壓的轉換。
信號輸出模塊23，與單體觸控螢幕5可拆卸連接，用於將供電電壓和驅動信號輸出至單體觸控螢幕5，以使得單體觸控螢幕5處於工作狀態。在信號集成單元2中，針對不同的信號提供單元1和不同類型的單體觸控螢幕5，信號輸出模塊23包括具有不同針數的多種連接器(connector)，以及分別與連接器對應連接的排針，連接器用於與待測的單體觸控螢幕5連接，多種排針中的任一種可選擇地與信號轉換模塊22(同樣可通過排針形式作為連接端)連接，從而實現不同類型的單體觸控螢幕5的連接，提高通用性。
優選的是，信號集成單元2還包括保護模塊24，保護模塊24與信號輸入模塊21連接，用於對外接的信號提供單元1進行保護。通過保護模塊24，實現對外接的信號提供單元1進行保護的效果。進一步優選的是，保護模塊24為防靜電IC，根據不同的靜電電壓等級採用不同等級的防靜電IC，在進行模擬整機抗ESD測試時可對連接的桌上型電腦或筆記本電腦(即PC)起到較好的保護效果。
參考圖3所示，PC通過信號集成單元2連接單體觸控螢幕5做抗ESD測試時：信號集成單元2中的信號輸入模塊21，根據單體觸控螢幕5的測試需要，可以通過數據線連接到USB接口(標識為A1，可以為A型USB母頭，適用於連接FPCA(Flexible Printed Circuit Assembly，即軟性印刷電路板)或PCBA(Printed Circuit Board Assembly，即成品印刷線路板)為USB接口的單體觸控螢幕5)接收由筆記本電腦直接提供的USB信號，並傳輸至信號轉換模塊23(標識為B1)；或者通過數據線連接到與I2C接口串聯連接的USB接口(標識為A3，可以為B型USB母頭，適用於連接FPCA或PCBA為I2C接口的單體觸控螢幕5)接收由筆記本電腦提供的USB信號，通過信號集成單元2中的USB轉I2C接口器(標識為E)將筆記本電腦提供的USB信號轉換為I2C信號後傳輸至信號轉換模塊23；
從筆記本電腦輸入的信號傳輸至信號轉換模塊23後，轉換為適用於單體觸控螢幕5的電壓大小和所需要信號，並反饋至排針C6(C6作為轉換信號的輸出)，以最終供給單體觸控螢幕5做抗ESD測試；
信號輸出模塊23提供了幾種不同數量針腳pin的連接器connector，根據單體觸控螢幕5的連接電路FPCA或PCBA，選擇連接至相應的連接器connector(標識為D1-D5)，進一步根據需要，連接到相適配的某種pin數的排針(標識為C1-C5)上，同時將該對應的排針按照pin定義連接到信號轉換模塊22的排針C6上，從而實現筆記本電腦為FPCA或PCBA上的IC正常供電和提供驅動信號，實現單體觸控螢幕5工作狀態的模擬；
最後，通過靜電施加單元3向單體觸控螢幕5施加靜電放電，在測試單元4中進行抗ESD測試可模擬單體觸控螢幕5在整機的抗ESD情況，完成單體觸控螢幕5的抗ESD測試。
其中，由於單體觸控螢幕5和與其連接的筆記本電腦是共地的，即單體觸控螢幕5的地線通過該信號集成單元2與筆記本電腦的地線共地，外界幹擾對其影響小。另外，保護模塊24(標識為A2)以防抗ESD測試時產生的靜電對筆記本電腦造成傷害，避免筆記本電腦受損。
因此，針對單體觸控螢幕5，不管是通過FPCA(Flexible Printed Circuit Assembly，即軟性印刷電路板)還是PCBA(Printed Circuit Board Assembly，即成品印刷線路板)作為外接連接電路(作為觸控螢幕連接部件，一般和單體觸控螢幕5形成整體)，而且不論FPCA或PCBA接入信號的是USB接口還是I2C接口，均可實現單體觸控螢幕5模擬整機的抗ESD情況測試。
相應的，本實施例還提供一種觸控螢幕測試方法，用於單體觸控螢幕的整機靜電放電模擬，實現單體觸控螢幕的整機靜電放電測試。該觸控螢幕測試方法包括步驟：
提供單體觸控螢幕5工作狀態所需的供電電壓和驅動信號；
轉換供電電壓和驅動信號，並施加至單體觸控螢幕5上；
向單體觸控螢幕5提供靜電觸發信號；
接收單體觸控螢幕5的測試信號，根據測試信號的分析對單體觸控螢幕5的靜電放電狀態進行分析。
該觸控螢幕測試系統的工作原理為：單體觸控螢幕5通過PCBA或FPCA連接到信號集成單元2的信號輸出模塊23區域，信號集成單元2的信號輸入模塊21的USB區域通過USB線連接到筆記本電腦，筆記本電腦提供USB信號，為單體觸控螢幕5的FPCA或PCBA上的IC正常供電(可滿足單體觸控螢幕5的FPCA或PCBA接入信號為USB信號或I2C信號)；在保持單體觸控螢幕5在供電情況下，通過靜電施加單元3向單體觸控螢幕5施加靜電放電，測試單元4進行觸控螢幕抗靜電放電測試。
本實施例提供了一種基於單體觸控螢幕的模擬整機(Simulation of the whole machine)抗靜電放電的測試方案，可以用於模擬單體觸控螢幕在整機上的抗ESD能力，根據測得的觸控螢幕抗ESD數據或測試結果來判斷觸控螢幕在整機的抗ESD性能，具有一定的參考性，例如：如果通過該測試方法測得該單體觸控螢幕在供電情況下抗ESD測試OK，可以判斷整機抗ESD測試基本沒什麼問題；另外，單體觸控螢幕模擬處於在工作狀態下，此時的測試結果更可靠、可信。
本發明中的觸控螢幕測試系統和觸控螢幕測試方法，可以實現與生產基本同步的、能對觸控螢幕在工作狀態下的抗ESD性能測試，及時獲知當前觸控螢幕產品性能的情況，及時回饋觸控螢幕產線和設計並進行及時調整，提高產品良率和創造較佳的經濟效益。
可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發明的原理而採用的示例性實施方式，然而本發明並不局限於此。對於本領域內的普通技術人員而言，在不脫離本發明的精神和實質的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發明的保護範圍。