一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置和方法，装置包括测试平台、三轴直线位移机构、触屏视觉系统、测头视觉系统、压力传感采集系统、角度旋转机构、测头夹持机构和数据采集处理控制系统；所述触屏视觉系统用于对触摸屏VA区的四个边角进行自动定位，所述测头视觉系统用于对测头中心点进行自动定位，所述压力传感采集系统用于监控定位和测量过程中测试压力；所述角度旋转机构用于调整测头的角度；所述测头夹持机构用于夹持测头。优点是：能够简化测试设备对位操作流程和提升测试设备整体的测试精度。提升测试设备整体的测试精度。提升测试设备整体的测试精度。

A device and method for automatic precise positioning in touch screen and stylus test equipment

【技术实现步骤摘要】
一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置和方法


[0001]本专利技术涉及触摸屏测试
，尤其涉及一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置和方法。

技术介绍

[0002]触摸屏为人们在使用电子设备时带来方便，通过触摸屏的操作方式和相应的产品已经融入到人们的日常生活中了，比如智能手机、平板电脑等。人们在用手指对触摸屏产品进行点击、滑动等基本操作时是非常方便的，但是需要精细或者很小的图形进行操作时会出现点击不上或错误等情况，触控笔就是为了很好地解决这个问题的，特别是近几年，随着苹果的Pencil和微软的surface pen的推广，主动电容笔正逐渐开始普及，随着主动电容笔的技术进步，其报点率高、压感级别大、支持笔倾斜角度等特点，越来越多的人开始使用，特别适合有书写或者绘画等应用的人群。
[0003]无论是电容触摸屏还是主动电容笔，其精度、响应速度等性能产数是在产品开发过程中、以及生产过程中都需要进行测试的。目前市场上已有一些针对触摸屏及产品的测试方法和设备，但是这些设备存在以下问题：一是只能使用铜棒或者可伸缩的笔头治具来模拟人手指对触摸屏进行测试，还没有可以兼容主动电容笔或者针对主动电容笔的测试设备；二是定位的方式一般是手动控制运动机构通过人眼观察或者采用相机放大成像协助观察来定位被测品测试区起点位置和终点位置的，这种操作方式比较复杂并且依赖于操作人员，不同的人进行操作可能结果就会有差异；三是对测试用触头(一般是铜棒)没有校准功能，随着设备的长时间运行，或者安装位置的偏差，这些偏差会影响测试结果的准确性；四是缺少倾斜角度测试功能。
[0004]如图1所示，现有的触控屏测试的方法和原理，如图1所示，101为铜柱，102为铜柱测头触头，101和102组成测试铜柱，103为被测品整机，104为被测品触屏有效区(简称为VA区)。
[0005]在进行测试之前需要先进行对位，即将触头的下触面中心与触摸屏VA区的4个边角对齐，来确定触摸屏VA区的起点、终点的坐标和触摸屏VA区尺寸；在目前已有的测试设备所采用的对位方法有两种，方法一是手动控制测试机台移动，带动铜棒移动到触摸屏VA区起点，通过人工眼睛观察，将铜棒触头与屏体起点对齐，并人工确认该点为触摸屏VA区测试的起点，然后再找到另外的3个点；第二种方法是在机台上安装对位相机，相机和铜棒都固定在机台上，同时动作，且两者之间的相对坐标是不变的，手动控制移动机台，通过相机成像对齐相机中心与触摸屏VA区起点，确认该点为触摸屏VA区测试的起点，由于铜棒和相机之间的间距是固定不变的，所以可以换算为铜棒的坐标点。
[0006]确定好触摸屏VA区的坐标点后，开始进行测量，位移台带动铜棒测头进行运动测试，动作方式主要有两种，点击动作和滑动动作；被测品通过有线或者无线的方式与机台进行数据交互，机台触头动作轨迹是理论数据值，从被测品获取的数据是实际数据，通过理论数据和实际数据进行分析计算得到被测品的性能指标值，从而实现对电容屏触控性能的测
试。
[0007]上述触摸屏VA区的定位方法存在的问题如下：
[0008]方法一：人工观察，沿XY两个方向，移动位移台带动测头到触摸屏VA区的左上角，人眼沿X、Y两个方向观察，测头中心与触摸屏VA区边角中心是否对上，同样的方法定位触摸屏VA区的其他三个边角。这种方法受使用者主观因素影响较大，如观察角度、是否对准的判断等，定位的精度很低。
[0009]方法二：移动位移台带动相机移到触摸屏VA区的左上角，通过观察相机视场中心十字与触摸屏VA区边角中心是否对准，同样的方法对准其他三个边角。这种方法的前提是相机与测头之间的位置关系是固定不变的且是一个确定值，根据两者之间的距离计算出测头的位置，这种方法只适合测试铜棒不变，或者只是更换测头，测头中心不会发生变化的使用场景。若要兼容铜棒、电容笔、电磁笔等产品，夹持机构没办法保证测头或者电容笔/电磁笔笔头中心完全一致，若测头中心发生变化，则测头与相机中心的相对位置关系也会发生变化，这种情况下使用该方法定位就会存在偏差。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的在于提供一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置和方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0012]一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，包括测试平台、三轴直线位移机构、触屏视觉系统、测头视觉系统、压力传感采集系统、角度旋转机构、测头夹持机构和数据采集处理控制系统；所述三轴直线位移机构搭设在所述测试平台的上方，所述测试平台上放置有触摸屏，所述触屏视觉系统和所述角度旋转机构均安装在所述三轴直线位移机构的Z轴上并可沿其上下滑动，所述测头夹持机构安装在角度旋转机构上，所述测头夹持机构上安装有测头；所述测试平台上设置有贯穿其上下两侧的透光孔，所述测头视觉系统设置在所述测试平台的下方并朝向所述透光孔；所述压力传感采集系统与所述测头相连；所述三轴直线位移机构、触屏视觉系统、测头视觉系统、压力传感采集系统和角度旋转机构均与所述数据采集处理控制系统相连；
[0013]所述触屏视觉系统用于对触摸屏VA区的四个边角进行自动定位，所述测头视觉系统用于对测头中心点进行自动定位，所述压力传感采集系统用于监控定位和检测测头的压力；所述角度旋转机构用于调整测头的角度；所述测头夹持机构用于夹持测头。
[0014]优选的，所述触屏视觉系统包括第一工业相机和第一工业镜头。
[0015]优选的，所述测头视觉系统包括第二工业相机、第二工业镜头和光源。
[0016]优选的，所述测头夹持机构包括夹持座和锁紧螺杆，所述夹持座上设置有贯穿其上下两侧的安装孔，所述夹持座的一侧设置有与所述安装孔连通的锁紧孔，所述锁紧孔的轴线与所述安装孔的轴线垂直，所述锁紧孔中设置有螺纹，所述锁紧螺杆伸入所述锁紧孔中并与其啮合，所述测头伸入所述安装孔中，所述锁紧螺杆的一端抵触在所述测头上，令所述测头锁紧在所述测头夹持机构上。
[0017]优选的，所述测头为铜棒测头或触控笔。
[0018]本专利技术的目的还在于提供一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的方法，
方法利用上述任一权利要求所述的装置实现，所述方法包括
[0019]触摸屏VA区视觉定位方法；触摸屏点亮，触屏视觉系统沿三轴直线位移机构的X轴、Y轴、Z轴移动到设定的初始位置，启动拍照，图像处理，识别图像中触摸屏VA区的一个边角点，并计算出该边角点的坐标以及该边角点与图像中心的偏差；若偏差不为零，表示触屏视觉系统的视场中心与该边角点不重合，则触屏视觉系统根据当前的偏差沿三轴直线位移机构的X轴、Y轴、Z轴自动移动到位后停止，启动拍照，图像处理，识别图像中触摸屏VA区的边角点，直到边角点的坐标与图像中心的偏差为零，表示触屏视觉系统的视场中心与该边角点重合，则该角点的定位完成，记录当前触屏视觉系统的坐标即为该边角点的坐标；重复上述过程，直到触摸屏VA区的四个边角点全部识别完毕；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，其特征在于：包括测试平台、三轴直线位移机构、触屏视觉系统、测头视觉系统、压力传感采集系统、角度旋转机构、测头夹持机构和数据采集处理控制系统；所述三轴直线位移机构搭设在所述测试平台的上方，所述测试平台上放置有触摸屏，所述触屏视觉系统和所述角度旋转机构均安装在所述三轴直线位移机构的Z轴上并可沿其上下滑动，所述测头夹持机构安装在角度旋转机构上，所述测头夹持机构上安装有测头；所述测试平台上设置有贯穿其上下两侧的透光孔，所述测头视觉系统设置在所述测试平台的下方并朝向所述透光孔；所述压力传感采集系统与所述测头相连；所述三轴直线位移机构、触屏视觉系统、测头视觉系统、压力传感采集系统和角度旋转机构均与所述数据采集处理控制系统相连；所述触屏视觉系统用于对触摸屏VA区的四个边角进行自动定位，所述测头视觉系统用于对测头中心点进行自动定位，所述压力传感采集系统用于监控定位和检测测头的压力；所述角度旋转机构用于调整测头的角度；所述测头夹持机构用于夹持测头。2.根据权利要求1所述的触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，其特征在于：所述触屏视觉系统包括第一工业相机和第一工业镜头。3.根据权利要求1所述的触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，其特征在于：所述测头视觉系统包括第二工业相机、第二工业镜头和光源。4.根据权利要求1所述的触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，其特征在于：所述测头夹持机构包括夹持座和锁紧螺杆，所述夹持座上设置有贯穿其上下两侧的安装孔，所述夹持座的一侧设置有与所述安装孔连通的锁紧孔，所述锁紧孔的轴线与所述安装孔的轴线垂直，所述锁紧孔中设置有螺纹，所述锁紧螺杆伸入所述锁紧孔中并与其啮合，所述测头伸入所述安装孔中，所述锁紧螺杆的一端抵触在所述测头上，令所述测头锁紧在所述测头夹持机构上。5.根据权利要求1所述的触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的装置，其特征在于：所述测头为铜棒测头或触控笔。6.一种触摸屏和触控笔测试设备中自动精确定位的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李照锁，苏庆丰，
申请(专利权)人：平方和北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：