(57)【要約】システムおよび方法はタッチスクリーンシステムのタッチスクリーンセンサ上の有効な人間のタッチのシミュレーションを可能にする。タッチシミュレーションは通信またはネットワークリンクを介する対象のタッチスクリーンシステムと遠隔システムとの間の対話またはそれらの間の協働を含む。遠隔タッチシミュレーションは通例、タッチスクリーンシステムと遠隔地との間に通信リンクを確立するステップと、タッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートするステップと、タッチのシミュレーションに関連するデータを通信リンクを介してタッチスクリーンシステムと遠隔地との間で通信するステップとを含む。遠隔タッチシミュレーションを用いて様々なタイプの診断、較正、および修理手順を行うことができる。
2006520970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチスクリーンセンサを備えるタッチスクリーンシステムと共に用いる方法であって、
前記タッチスクリーンシステムと遠隔地との間に通信リンクを確立し、
前記タッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートし、
前記タッチのシミュレーションに関連するデータを前記通信リンクを介して前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間で通信することを含む方法。
【請求項２】
データを通信することがタッチシミュレーション中に取得されたシミュレーションデータを前記タッチスクリーンシステムから前記遠隔地へ通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記シミュレーションデータがタッチシミュレーション中に実質的にリアルタイムで前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間で通信される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記シミュレーションデータがタッチシミュレーションに引き続いて前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間で通信される、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
データを通信することが前記通信リンクを介して前記遠隔地から前記タッチスクリーンシステムへ開始信号を通信することを含み、前記タッチをシミュレートすることが前記開始信号に応答して開始される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記タッチをシミュレートすることが局所的に発生する開始信号に応答して開始され、データを通信することがシミュレーションデータを前記通信リンクを介して前記タッチスクリーンシステムから前記遠隔地へ通信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記タッチのシミュレーションに関連するデータを前記遠隔地で表示することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記タッチをシミュレートすることがタッチスクリーンシステム診断機能の実行中に前記タッチをシミュレートすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記タッチをシミュレートすることが前記遠隔地から開始され、前記タッチスクリーンシステム診断機能の実行に関連するデータが前記通信リンクを介して前記遠隔地へ通信される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記タッチをシミュレートすることが較正機能の実行中に前記タッチをシミュレートすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記タッチをシミュレートすることが前記遠隔地から開始され、前記タッチスクリーンシステム較正機能の実行に関連するデータが前記通信リンクを介して前記遠隔地へ通信される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記遠隔地から前記タッチスクリーンシステムへトラブルシューティング情報を送信することと、前記タッチスクリーンシステムに近接する場所の技術者により用いられる前記トラブルシューティング情報を通信することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
遠隔的に発生する制御信号に応答してタッチスクリーンシステム診断機能を実行することと、
前記タッチスクリーン診断機能からの結果に応じてタッチスクリーンシステム較正機能を実行することとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
イベントに応答してタッチスクリーンシステム診断または較正機能を実行することをさらに含み、前記イベントが前記タッチスクリーンシステムの起動または遮断、所定期間のタッチスクリーンシステムの休止、所定時間の発生、または所定閾値の超過のうちの１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記タッチスクリーンシステムに関連する実際のまたは知覚エラー状態の検出に応答して前記タッチをシミュレートすることを含むタッチスクリーンシステム診断または較正機能を実行することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記タッチをシミュレートするために前記タッチスクリーンシステムにより用いられるタッチ検出または位置計算を前記遠隔地から変更することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
ソフトウェアパッチ、ファームウェア、またはプログラムアップグレードを前記遠隔地から前記タッチスクリーンシステムへ転送することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記通信リンクを確立することが前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間にネットワーク接続を確立することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記タッチスクリーンシステムが局所ホストコンピューティングシステムに通信可能に結合されており、前記通信リンクを確立することが、前記局所ホストコンピューティングシステムを介して前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間に前記通信リンクを確立することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
タッチスクリーンセンサを備えるタッチスクリーンシステムと共に用いる方法であって、
前記タッチスクリーンシステムと遠隔地との間に通信リンクを確立し、
タッチシミュレーション手順を開始し、
前記タッチシミュレーション手順により前記タッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートし、
前記タッチのシミュレーションに関連するデータを前記通信リンクを介して前記タッチスクリーンシステムと遠隔地との間で通信することを含む方法。
【請求項２１】
前記タッチスクリーンシステムが静電容量方式タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチシミュレーション手順が、物体による感知面へのタッチをシミュレートする容量性結合に応答して前記タッチスクリーンセンサのコーナーにおける電流の変化を測定することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記タッチスクリーンセンサが、第１の面と、前記第１の面と対向する第２の面とを備える静電容量方式タッチスクリーンセンサとして構成され、前記タッチシミュレーション手順が、
前記タッチスクリーンセンサの前記第１の面と前記第２の面との間に電位差を生じさせることと、
前記電位差に対する応答を前記シミュレートされたタッチとして検出することとを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の面が前記第１の面に近接した導電構造を備え、前記電位差を生じさせることが、
実質的に等振幅の第１および第２の電圧信号を前記タッチスクリーンシステムの動作モード中にそれぞれ前記第１および第２の面に印加し、
前記第１および第２の電圧信号振幅の一方または両方を変化させて前記第１の面と導電構造との間に前記電位差を生じさせることを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記電位差を生じさせることが第１の交流電圧信号と第２の交流電圧信号とをそれぞれ前記第１および第２の面に印加することと、前記第１および第２の交流電圧信号の一方の特性を前記第１および第２の交流電圧信号の他方に対して変化させることとを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記電位差への前記応答を検出することが前記第１の面の複数のコーナーの各々において電流を検出することと、前記電流の各々を相当値に変換することとを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記電位差に対する前記検出された応答を前記タッチスクリーンセンサ上の前記シミュレートされたタッチの位置に関連付けることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記タッチスクリーンシステムが静電容量方式タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチスクリーンセンサが第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とを有する基板と、前記基板に結合または近接して配置されるとともに前記第２の面に近接して位置する導電構造とを備え、前記タッチシミュレーション手順が、
第１の信号を前記タッチスクリーンセンサの前記第１の面に印加し、
第２の信号を前記タッチスクリーンセンサの前記導電構造に印加し、
前記第１および第２の信号の一方を前記第１および第２の信号の他方に対して変化させることにより前記タッチスクリーンセンサ上の前記タッチをシミュレートすることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記導電構造を電気的ノイズに対するシールドとして用いることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記タッチをシミュレートすることが前記第１の信号の振幅を前記第２の信号の振幅に対して変化させることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記タッチをシミュレートすることが前記第１の信号の位相を前記第２の信号の位相に対して変化させることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記タッチをシミュレートすることが前記第１の信号の周波数を前記第２の信号の周波数に対して変化させることを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記タッチスクリーンシステムが静電容量方式タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチスクリーンセンサが第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とを有する基板と、前記第２の面上にまたは近接して配置された複数の電極とを備え、前記タッチシミュレーション手順が、
第１の信号を前記タッチスクリーンセンサの前記第１の面に印加し、
複数の第２の信号のうちの１つを前記タッチスクリーンセンサの前記第２の面上にまたは近接して配置された前記複数の電極の各々に印加し、
前記複数の第２の信号のうちの少なくとも１つの特性を前記第１の信号に対して変化させることにより前記タッチスクリーンセンサ上の前記タッチをシミュレートすることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記特性が振幅を含み、前記複数の第２の信号が実質的に等振幅を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記特性が振幅を含み、前記複数の第２の信号のうちの少なくとも１つが前記複数の第２の信号の他の振幅とは異なる振幅を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記特性が周波数を含み、前記複数の第２の信号が実質的に等周波数を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記特性が周波数を含み、前記複数の第２の信号のうちの少なくとも１つが前記複数の第２の信号の他の周波数とは異なる周波数を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記特性が位相を含み、前記複数の第２の信号が実質的に等位相を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記特性が位相を含み、前記複数の第２の信号のうちの少なくとも１つが前記複数の第２の信号の他の位相とは異なる位相を有する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記タッチスクリーンセンサが静電容量方式タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチスクリーンセンサが第１の面と前記第１の面と対向する第２の面とを有する基板を備え、前記タッチシミュレーション手順が、
複数の電圧駆動信号を前記タッチスクリーンセンサの複数の領域において印加し、
前記複数の電圧駆動信号の印加に起因する電流を前記シミュレートされたタッチとして検出することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項４０】
前記電圧駆動信号が実質的に等振幅を有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記電圧駆動信号のうちの少なくとも１つが前記複数の電圧駆動信号の他とは異なる振幅を有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記電流を検出するステップが前記第１の面の複数のコーナー領域の各々における電流の変化を検出するステップを含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の面の１つのコーナー領域の前記第１の面の他のコーナー領域に対するインピーダンス変化を検出することをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記印加および検出するプロセスがある期間にわたって繰り返され、前記方法が前記期間にわたって電流の変動を検出することをさらに含む、請求項３９に記載の方法。
【請求項４５】
前記タッチスクリーンセンサが複数の導電体と前記導電体に近接して設けられた複数のシミュレーション電極とを有する基板を備え、前記タッチシミュレーション手順が、
第１の信号をタッチ感知面の前記複数の導電体のうちの少なくとも１つに印加し、
前記シミュレーション電極のうちの少なくとも１つを前記第１の信号の特性とは異なる特性を有するシミュレーション信号で駆動し、
前記複数の導電体のうちの少なくとも１つに関連する信号のパラメータの変化を前記シミュレートされたタッチとして検出することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項４６】
前記シミュレーション信号が前記第１の信号の振幅とは異なる振幅を有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記シミュレーション信号が前記第１の信号の位相とは異なる位相を有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記シミュレーション電極のうちの少なくとも１つがタッチシミュレーション中に接地される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記タッチスクリーンシステムがグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチスクリーンセンサがタッチ電極のタッチ感知グリッドと前記タッチ電極に近接して設けられた複数のシミュレーション電極とを有する基板を備え、前記タッチシミュレーション手順が、
第１の信号を前記タッチ電極のうちの少なくとも１つに印加し、
前記シミュレーション電極のうちの少なくとも１つを前記第１の信号の特性とは異なる特性を有するシミュレーション信号で駆動し、
前記タッチ電極のうちの少なくとも１つを流れる電流の変化を前記シミュレートされたタッチとして検出することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項５０】
前記シミュレーション信号が前記第１の信号の振幅とは異なる振幅を有する、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記シミュレーション信号が前記第１の信号の位相とは異なる位相を有する、請求項４９に記載の方法。
【請求項５２】
前記シミュレーション電極のうちの少なくとも１つがタッチシミュレーション中に接地される、請求項４９に記載の方法。
【請求項５３】
前記タッチスクリーンシステムが赤外線タッチスクリーンセンサを備え、前記タッチスクリーンセンサが内側に向けられたＩＲ送信機およびＩＲ検出器のマトリックスを支持するフレームを備え、前記ＩＲ送信機の配置が対応するＩＲ検出器の配置と対向して位置し、前記タッチシミュレーション手順が、
前記ＩＲ送信機およびＩＲ検出器を作動して前記フレーム内に感知光線のグリッドを生成し、
１つまたは複数の前記感知光線を停止させて、前記１つまたは複数の停止感知光線に対応する位置における前記タッチをシミュレートすることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項５４】
前記ＩＲ送信機を作動することが前記ＩＲ送信機を連続的に律動させることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記１つまたは複数の感知光線を停止させることが、前記１つまたは複数の停止感知光線に関連する１つまたは複数のＩＲ送信機を停止させることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記１つまたは複数の感知光線を停止させることが、前記１つまたは複数の停止感知光線に関連する１つまたは複数のＩＲ検出器を停止させることを含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記タッチシミュレーション手順が前記遠隔地で開始される、請求項２０に記載の方法。
【請求項５８】
前記タッチシミュレーション手順が前記タッチスクリーンシステムに対して局所で開始される、請求項２０に記載の方法。
【請求項５９】
前記タッチスクリーンセンサに対する前記タッチシミュレーションがある期間にわたって繰り返され、前記方法が前記期間にわたって前記シミュレートされたタッチの位置の変化を検出することをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項６０】
前記検出したシミュレートされたタッチ位置の変化に関連するメッセージ信号を生成することと、前記メッセージ信号を前記通信リンクを介して前記遠隔地へ通信することとをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記タッチシミュレーションの結果を１つまたは複数の所定の限度と比較し、前記１つまたは複数の所定の限度を超える前記結果を用いて前記タッチスクリーンシステムの動作適合性を評価する、請求項２０に記載の方法。
【請求項６２】
前記タッチシミュレーションの現在の結果を前記タッチシミュレーションの１つまたは複数の事前測定結果と比較し、前記事前測定結果から所定量ずれた前記現在の結果を用いて前記タッチスクリーンシステムの動作適合性を評価する、請求項２０に記載の方法。
【請求項６３】
前記タッチシミュレーションの結果を用いて前記タッチスクリーンシステムまたは前記タッチスクリーンシステムを組み込んだシステムの不正確さを補償する、請求項２０に記載の方法。
【請求項６４】
前記タッチスクリーンシステムが局所ホストコンピューティングシステムに通信可能に結合されており、前記通信リンクを確立することが、前記局所ホストコンピューティングシステムを介して前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔地との間に前記通信リンクを確立することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項６５】
タッチスクリーンセンサであって、
タッチスクリーンセンサと、
前記タッチスクリーンシステムと遠隔処理システムとの間に通信リンクを確立するための通信インターフェースと、
開始信号に応答して前記タッチスクリーンセンサに対するタッチをシミュレートするとともに、前記タッチのシミュレーションに関連するデータを前記通信リンクを介して前記遠隔処理システムへ通信するタッチスクリーンコントローラとを備えるシステム。
【請求項６６】
前記タッチスクリーンコントローラに通信可能に結合されたホスト処理システムをさらに備える、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
前記タッチスクリーンコントローラが前記ホスト処理システムを介して前記遠隔処理システムに通信可能に結合されている、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記ホスト処理システムが電子キオスクシステムの処理システムのすべてまたは一部を備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６９】
前記ホスト処理システムが１つまたは複数のネットワークサーバを備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７０】
前記ホスト処理システムが１つまたは複数のネットワークサーバを備え、前記ネットワークサーバの各々が複数の前記タッチスクリーンセンサの前記通信インターフェースに通信可能に結合されている、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７１】
ネットワークサーバの各々が通信ネットワークリンクを介して前記遠隔処理システムに通信可能に結合されている、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記開始信号が前記ホスト処理システムから前記タッチスクリーンコントローラに通信される、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７３】
前記開始信号が前記遠隔処理システムから前記ホスト処理システムまたは前記タッチスクリーンコントローラに通信される、請求項６７に記載のシステム。
【請求項７４】
前記ホスト処理システムがタッチスクリーンシステム動作履歴を維持し、前記動作履歴が前記タッチスクリーンシステムに関する構成、性能、タッチ品質、診断、較正、およびトラブルシューティングデータのうちの１つ以上を記憶し、前記動作履歴に記憶されたデータがアクセス可能且つ前記通信リンクを介して前記遠隔処理システムに転送可能である、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７５】
前記ホスト処理システムがデバッグファームウェアを記憶するとともに、前記デバッグファームウェアを前記タッチスクリーンセンサの故障状態を評価する前記タッチスクリーンコントローラに転送する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７６】
前記ホスト処理システムが診断ソフトウェアを記憶するとともに前記診断ソフトウェアを前記タッチスクリーンコントローラに転送し、前記タッチスクリーンコントローラが前記診断ソフトウェアを実施して診断機能を実行する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７７】
前記ホスト処理システムが較正ソフトウェアを記憶するとともに前記較正ソフトウェアを前記タッチスクリーンコントローラに転送し、前記タッチスクリーンコントローラが前記較正ソフトウェアを実施して較正機能を実行する、請求項６６に記載のシステム。
【請求項７８】
前記通信インターフェースが前記タッチスクリーンシステムと通信ネットワークとの間の双方向通信を容易にするように構成されている、請求項６５に記載のシステム。
【請求項７９】
前記通信ネットワークがグローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、携帯通信ネットワーク、およびインターネットのうちのいずれか１つ以上を含む、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
前記タッチスクリーンコントローラが診断制御信号に応答して、前記シミュレートされたタッチを伴う診断機能を実施する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８１】
前記タッチスクリーンコントローラが前記通信リンクを介する前記タッチスクリーンコントローラと前記遠隔処理システムとの間の診断データの通信を調整する、請求項８０に記載のシステム。
【請求項８２】
前記タッチスクリーンコントローラが較正制御信号に応答して、前記シミュレートされたタッチを伴う較正機能を実施する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８３】
前記タッチスクリーンコントローラが前記通信リンクを介する前記タッチスクリーンコントローラと前記遠隔処理システムとの間の較正データの通信を調整する、請求項８２に記載のシステム。
【請求項８４】
前記タッチスクリーンコントローラが診断制御信号に応答して診断機能を実施するとともに、前記診断機能からの結果に応じて較正機能を実施する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８５】
前記タッチスクリーンコントローラが、イベントに応答してタッチスクリーンシステム診断または較正機能を実行し、前記イベントが前記タッチスクリーンシステムの起動または遮断、所定期間のタッチスクリーンシステムの休止、所定時間の発生、または所定閾値の超過のうちの１つを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８６】
前記タッチスクリーンコントローラが、前記タッチスクリーンシステムに関連する知覚または実際のエラー状態の検出に応答して前記タッチのシミュレーションを伴うタッチスクリーンシステム診断または較正機能を実行する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８７】
前記遠隔処理システムが前記通信リンクを介して、前記タッチをシミュレートするために前記タッチスクリーンコントローラにより用いられるタッチ検出または位置計算を変更する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８８】
前記遠隔処理システムが前記通信リンクおよびタッチスクリーンコントローラを介して、ソフトウェアパッチまたはプログラムアップグレードを前記タッチスクリーンコントローラに転送する、請求項６５に記載のシステム。
【請求項８９】
前記タッチスクリーンシステムが静電容量方式タッチスクリーンシステムを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項９０】
前記タッチスクリーンシステムがグリッド静電容量方式タッチスクリーンシステムを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項９１】
前記タッチスクリーンシステムが近電界画像静電容量方式タッチスクリーンシステムを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項９２】
前記タッチスクリーンシステムが赤外線方式タッチスクリーンシステムを含む、請求項６５に記載のシステム。
【請求項９３】
タッチスクリーンシステムと遠隔処理システムとの間に通信を確立する手段と、
前記タッチスクリーンシステムのタッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートする手段と、
前記タッチのシミュレーションに関連するデータを前記タッチスクリーンシステムと前記遠隔処理システムとの間で通信する手段とを備える、システム。
【請求項９４】
前記タッチスクリーンシステムを診断する手段をさらに備える、請求項９３に記載のシステム。
【請求項９５】
前記タッチスクリーンシステムを較正する手段をさらに備える、請求項９３に記載のシステム。
【請求項９６】
タッチスクリーンシステムファームウェアを変更または交換する手段をさらに備える、請求項９３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にはタッチスクリーンシステムに関し、特にタッチスクリーンセンサ上の有効な人間のタッチの遠隔シミュレーションを行うシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的なタッチスクリーンはインジウムスズ酸化物などの導電性コーティングを有する１枚のガラスを用いており、４つのコーナー端子接続を有する。タッチスクリーンを導電性材料で作製した電極のパターンを有する静電容量方式または抵抗方式タッチスクリーンとして構成してもよい。指、スタイラスまたは導電性上部シートは接点において電流を引出または注入することができる。そしてその電流は接点の場所に対して比例してタッチパネル端子へ分配することができる。
【０００３】
タッチスクリーンのタッチ検出精度は長時間の使用中の磨耗などの多数のシステムおよび環境理由により経時変化する恐れがある。タッチスクリーンシステムの監視、試験、および保守点検は従来、現場の技術者による疑わしいシステムの手動の評価を伴っていた。このような従来の評価および修理手法はともにコストがかかり且つ時間的に効率がよくない。特に数十、数百、さらには数千のこのようなシステムを含むネットワーク化用途においてタッチスクリーンシステムの利用が広まるにつれ、従来の現場監視、試験、および保守点検はますます高価になるとともに実施が現実的ではなくなる。
【発明の開示】
【０００４】
本発明はタッチスクリーンセンサ上の有効な人間のタッチをシミュレートするためのシステムおよび方法に関する。本発明のシステムおよび方法は特に通信またはネットワークリンクを介する対象のタッチスクリーンシステムと遠隔システムとの対話またはそれらの間の協働を含むタッチシミュレーションに関する。
【０００５】
種々の実施形態の詳細な記述
遠隔タッチシミュレーションは通例タッチスクリーンシステムと遠隔地との間に通信リンクを確立し、タッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートし、タッチのシミュレーションに関連するデータを通信リンクを介してタッチスクリーンシステムと遠隔地との間で通信することを含む。
【０００６】
遠隔タッチシミュレーションは概して例えば様々なタイプの診断、較正、および修理手順を行う目的で用いられる。タッチシミュレーションは、タッチシミュレーションプロセスを開始、監視、分析、または制御などの遠隔地で行われるプロセスを含んでもよい。電流および履歴タッチ検出精度データなどのタッチシミュレーションを含む手順の結果を、局所的にまたは遠隔的に取得および利用してタッチスクリーンセンサの動作適合性を経時的に評価することができる。本発明の原理により実施されるタッチシミュレーション方法は、例えば静電容量方式、抵抗方式、非静電容量方式の力による、アクティブまたはパッシブ音響方式、および赤外線方式ＴＳＳ技術を始めとする多数の異なるタッチスクリーンセンサ技術にわたって用いることができる診断、較正およびメンテナンス能力を向上させる。
【０００７】
上記の本発明の概要は本発明の各実施形態または各実施を説明しようとするものではない。本発明のより十分な理解に加えて利点と成果とは、添付の図面と併せて以下の詳細な説明と特許請求の範囲とを参照することにより明らかになるとともに理解できよう。
【０００８】
本発明は様々な変更例および代替形状に適しているが、その詳細を一例として図に示すとともに詳細に説明する。しかし本発明を記載の特定の実施形態に限定しようとするものではないことは理解できよう。逆に添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の範囲内にある変更例、同等物、および代替例をすべて網羅しようとするものである。
【０００９】
以下の例証実施形態の説明において、本明細書の一部をなし一例として本発明を実行し得る様々な実施形態が図示される添付の図面を参照する。実施形態を利用するとともに本発明の範囲から逸脱することなく構造的変更を行い得ることは理解されよう。
【００１０】
本発明はタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートするシステムおよび方法に関する。システムおよび方法は遠隔システムとタッチスクリーンシステム（ＴＳＳ）との間の対話を含み、タッチスクリーンシステムはタッチスクリーンセンサまたはＴＳＳに結合された局所プロセッサを組み込んでいる。また本発明のシステムおよび方法は、監視、診断、較正および／または保守点検動作を実行できるようにＴＳＳと遠隔システムとの間の協調動作を対象とし、これにはタッチシミュレーションを伴う場合も伴わない場合もある。
【００１１】
本発明の様々な実施形態は、タッチスクリーンセンサと遠隔地との間に通信リンクを確立し、タッチスクリーンセンサへのタッチをシミュレートし、さらにタッチのシミュレーションに関するデータを通信リンクを介してＴＳＳと遠隔地との間で通信することを可能にする。遠隔システムの関与を伴うタッチシミュレーションは、例えば様々なタイプの診断、較正および修理手順を行う目的でなされることが多い。
【００１２】
タッチスクリーンセンサ上のタッチのシミュレーションは、タッチシミュレーションプロセスを始動、監視、分析、または制御するなどの遠隔地点からなされるまたは遠隔地点で行われるプロセスを含み得る。本発明の原理により実施されるタッチシミュレーション方法は多数の異なるタッチスクリーンセンサ技術にわたって利用できる診断、較正およびメンテナンス機能を向上させることができる。その技術には例えば静電容量方式（アナログ静電容量技術および静電容量グリッドおよび近電界画像などの投影型静電容量技術）、抵抗方式、閉鎖系静電容量方式（全体を本明細書に引用して援用する本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８３，８７６号明細書に開示されたものなど）、非静電容量方式の力による、アクティブまたはパッシブ音響方式、および赤外線方式ＴＳＳ技術が挙げられる。
【００１３】
静電容量方式および抵抗方式タッチ技術におけるタッチ入力をシミュレートするための本明細書に説明する技術は、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１０／１８３，８７６号明細書に開示されたようなものなどいわゆる閉鎖系静電容量方式技術に適用することができる。この技術では可撓性導電素子を固定導電素子上に配置しているため、タッチ入力時には可撓性導電素子が局所的に変形することにより固定導電素子に近接し静電容量結合が達成できる。静電容量結合により生じた信号を用いることにより従来のアナログ静電容量方式センサと同じくタッチの箇所を決定することができる。
【００１４】
所与のタッチスクリーンセンサおよびその付随の電子コントローラの使用中にタッチ検出精度の変化が生じる場合があることが分かっている。例えば所与のタッチスクリーンセンサにより検出された座標の変化はタッチ検出の不正確さにつながる恐れがあり、ＴＳＳが実施される特定用途またはシステムの磨耗、環境要因または特性に起因する。このようなＴＳＳ検出精度および全体のＴＳＳ性能のいかなる変化も監視して、必要に応じてタッチスクリーンシステムに対する再較正またはメンテナンスを開始できるようにすることが重要である。従来はＴＳＳ性能が著しく劣化してシステムの使用に悪影響を与えるレベルになってから、熟練技術者が通例タッチスクリーンシステムに対して現場保守点検を行うことによりこのようなデータを収集することが多かった。
【００１５】
本発明によるタッチシミュレーション手法は、多くの場合の熟練技術者による現場試験および保守点検の必要性をなくすことができるようにしてＴＳＳ性能の監視を向上させることができる。現場評価および修理が必要と思われる場合、ＴＳＳコントローラ支援による修理をＴＳＳと遠隔システムとの間の通信を介して達成することができる。例えばＴＳＳまたはＴＳＳに結合されたホストコンピューティングシステムにより技術者に伝えられた視覚的および／または聴覚的情報を用いて、ＴＳＳ評価および修理手順を通して技術者を誘導することができる。タッチおよび他のシステムパラメータを遠隔的におよび／または局所的に変更することができる。ＴＳＳと遠隔システムとの間で転送される情報はコンピュータ生成情報のみでも、技術者生成情報のみでも、またはコンピュータおよび技術者生成情報の組み合わせでもよい。
【００１６】
本発明のある実施形態は、ＴＳＳまたはＴＳＳを組み込んだホストコンピューティングシステムによるタッチのシミュレーションを伴うＴＳＳ診断および較正試験の局所始動を可能にする。遠隔システムは、このような診断および較正機能の実施中および実施後にデータを取得するなどすることによりこのような機能を向上させることに関与し得る。例えば診断または較正データをリアルタイムで遠隔システムに通信可能であり、遠隔システムはこのデータを評価することが可能であり、さらに処理データおよび／または診断／較正アルゴリズムを遠隔システムからＴＳＳまたはＴＳＳに結合されたホストプロセッサに転送可能である。本発明の他の実施形態はＴＳＳまたはタッチスクリーンセンサを組み込んだホストコンピューティングシステムによるタッチのシミュレーションを伴うＴＳＳ診断および較正試験の遠隔始動を可能にする。
【００１７】
本発明によるタッチシミュレーションは、タッチスクリーンシステムを組み込んだホストコンピューティングシステムにより実行可能なソフトウェアによりまたはＴＳＳコントローラにより実行可能なソフトウェア／ファームウェアにより開始できる。タッチシミュレーションソフトウェアはネットワーク接続を介して、例えば好適には混雑していない時間帯に、ＴＳＳ休止期間中に、または定期的なメンテナンス中に局所的または遠隔的に制御することができる。タッチをシミュレートする毎に、タッチの検出位置をホストコンピューティングシステム上などに局所的に記録し、さらにファイルまたはデータベースに記憶することができる。ある期間にわたって記録されたタッチの値の変化を活動記録などにおいて追跡することができる。動向を監視して必要な場合にはメンテナンス警報メッセージを発することができる。ＴＳＳ監視、評価および修理に関係する様々な動作を局所的に、遠隔的に、または局所および遠隔リソースにより協働して行うことができる。
【００１８】
本発明の自動タッチシミュレーション手法は、所定のスクリーン位置において高精度でシミュレートすることができる再現性の高いタッチを可能にする。所定の位置におけるタッチを高精度でシミュレートできる能力はタッチ検出精度の高分解能を可能にする。人間のタッチは同一箇所で繰り返し発生することが殆どないため、タッチスクリーンの所定の較正位置で生じた人間のタッチは例えば著しい位置の不正確さを生じやすいことは理解できよう。
【００１９】
従来のＴＳＳ監視および試験手法に悪影響を与える恐れがある不正確さの他の原因には、タッチスクリーンセンサが取り付けられたディスプレイ（例えば冷陰極管）の映像位置、大きさ、ならびに水平および垂直寸法の意図的または意図せぬ調整がある。これらのパラメータに変更が加えられた場合にはディスプレイ上のタッチ目標は移動することになる。人間がディスプレイの所定のタッチ目標を使用してタッチ座標移動を試験する場合、再現性は殆ど不可能である。
【００２０】
本発明のタッチシミュレーション方法は幅広い多様な用途に実用性を見出せる。例えばゲームセンター、カジノ、およびバーなどの公共の場所に娯楽システムを設置できるがここではタッチの精度が重要である。混雑していない時間帯、あるいはシステム起動または遮断中もしくは他の所定時間帯にシミュレートされたタッチを伴う背景メンテナンスプログラムを実行させることが可能であり、タッチ位置のどのような変化も記録することができる。タッチ位置の経時変化を監視するとともに、著しい変動をオペレータまたは所有者に報告して保守点検することができる。保守点検エンジニアは例えばコンピュータネットワークを通じて要求に応じて遠隔的にまたは現場で背景メンテナンスを開始することができる。このような背景メンテナンスルーチンを定期メンテナンスプログラムにより局所的にまたは遠隔的に開始することも可能であり、これは例えば検出されたシステム休止中またはシステム起動または遮断中であってもよい。
【００２１】
技術者はネットワークまたはダイヤルアップ接続によりＴＳＳに遠隔的にアクセスすることができる。一例としてＴＳＳが適当な通信インターフェースを備えていれば、ＴＳＳには遠隔コンピューティングシステムとＴＳＳのコントローラとの間に確立された通信リンクによりアクセスできる。代替的または追加的に遠隔コンピューティングシステムとＴＳＳを組み込んだホストコンピューティングシステムの通信インターフェースとの間に確立された通信リンクによりＴＳＳにアクセスすることができる。
【００２２】
１つのＴＳＳまたは多数のネットワーク化ＴＳＳと遠隔システムとの間に通信接続を設けることでＴＳＳの機能性、性能および信頼性を著しく向上させることができる。タッチスクリーンセンサ用途に対するこれまで実現不可能な多数の強力な能力は、１つまたは複数のＴＳＳと遠隔システムとの間にこのような通信接続を設けることにより実現できる。例えば遠隔地からのエラーイベント、動作異常、およびタッチ品質の変化を始めとするＴＳＳ状態へのリアルタイムまたはリアルタイムに近いアクセスを容易に達成することができる。ファームウェアパッチを遠隔システムから１つまたは複数のＴＳＳにダウンロードすることができる。このようなファームウェアパッチは通例特徴を追加したりまたはＴＳＳコントローラファームウェアの問題を修正するために用いるが、１つのＴＳＳまたは多数のネットワーク化ＴＳＳへ同時にダウンロードすることができる。ＴＳＳを同調させる目的など様々な目的のためにタッチパラメータを遠隔システムから変更することができる。
【００２３】
前述したように、試験およびデータ収集目的のために背景または定期メンテナンスおよび診断機能をオフ時間に自動的に実行させることができる。遠隔システムまたは局所システムはＴＳＳコントローラおよびセンサ診断を開始できる。診断ソフトウェアはシステムで一連の試験を行い、ＴＳＳ性能の変化を確認するとともに潜在的な問題を警告することができる。このようなソフトウェアは自己試験手順を含むことが可能でありおよび／または手動制御下で動作して特有の問題があるかを確認することができる。
【００２４】
個々のＴＳＳに対して経時的にＴＳＳ性能データを取得することができる。この性能データを処理して報告を遠隔地でまたは局所的に生成することができる。コントローラおよびセンサタイプ、製造番号、および版などのシステム構成およびメンテナンス情報を取得して遠隔システムに報告することができる。個々のＴＳＳに対する構成要素、ソフトウェア、ファームウェア、および保守点検／修理履歴の変更を始めとするシステム構成要素およびメンテナンス動作に関連するデータを維持することができる。
【００２５】
デバックソフトウェアを遠隔システムまたは局所ホストシステムから、システムのより集中的な評価を行う特定のＴＳＳに転送することができる。例えばデバックファームウェアをＴＳＳコントローラに読み込むことができる。このファームウェアを用いて故障診断を提供することができる。また特別なファームウェアを読み込んで困難な環境に対処してもよい。遠隔地の技術者はファームウェアの読み込みおよび試験など所与のＴＳＳと対話することができるとともに、ファームウェアバグを遠隔修理することができる。
【００２６】
様々なコントローラ機能を遠隔地から実施することができる。例えば自動周波数ファームウェアを開始してＴＳＳの様々な動作周波数を試験するとともに最大信号対ノイズ比になる周波数を選択することができる。遠隔システムはバイアスを変化させて結果を監視し、さらに信号フィルタの特性を変化させまたは時間計数を変化させ、それによりＴＳＳが寄生容量または外部光の変化など環境に適合することができる。遠隔システムはＴＳＳの内蔵自己試験を開始することができる。他の能力には遠隔ファームウェア同調および遠隔電子機器較正がある。ＴＳＳコントローラとセンサとの間の接続を遠隔確認することができる。寒い環境から暖かい環境へ移動する場合などＴＳＳ動作環境が変化する場合、内蔵較正または遠隔タッチシミュレーションを用いてＴＳＳを再較正することができる。ここでこれらおよび他の能力を以下の非限定実施形態に即して説明する。
【００２７】
ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態による遠隔タッチシミュレーション能力を用いるタッチスクリーンシステムの一実施形態が示されている。図１に示されたＴＳＳ２０はコントローラ２６に通信可能に結合されたタッチスクリーンセンサ２２を含む。コントローラ２６は少なくとも、タッチスクリーンセンサ２２に信号を印加するとともに信号または信号変化を測定する電子回路２５（例えばフロントエンド電子回路）を含む。より強力な構成ではコントローラ２６はフロントエンド電子回路２５の他にマイクロプロセッサ２７をさらに含む場合もある。典型的配置構成においてセンサ２２をホストコンピューティングシステム２８のディスプレイ２４と組み合わせて用いてユーザとホストコンピューティングシステム２８との間に視覚的および聴覚的対話を可能にする。
【００２８】
センサ２２をホストコンピューティングシステム２８のディスプレイ２４と別体ではあるが共に動作する装置として実施できることは理解されよう。代替的にはプラズマ、ＬＣＤ、またはセンサ２２の組み込みに適した他のタイプのディスプレイ技術などのディスプレイ装置を含む単一システムの一部分としてセンサ２２を実施することができる。さらに共に本発明のタッチシミュレーション方法を実施できるセンサ２２およびコントローラ２６のみを含むように規定されたシステムにおいて実用性が見出せることは理解されよう。
【００２９】
図１に示した例示的構成において、センサ２２とホストコンピューティングシステム２８との間の通信はコントローラ２６を介して行われる。なお１つまたは複数のＴＳＳコントローラ２６を１つまたは複数のタッチスクリーンセンサ２２とこのホストコンピューティングシステム２８とに通信可能に接続することができる。コントローラ２６は通例本発明の原理によるセンサ２２に加えられたタッチの検出、様々な較正および診断ルーチンの実行、およびセンサ２２へのタッチのシミュレーションを可能にするファームウェア／ソフトウェアを実行するように構成されている。コントローラ２６により実行される機能およびルーチンは代替的にはホストコンピューティングシステム２８のプロセッサまたはコントローラにより達成可能であることは理解されよう。
【００３０】
特定の一構成において、例えばホストコンピューティングシステム２８はオペレーティングシステムおよびタッチスクリーンドライバソフトウェアをサポートするように構成されている。ホストコンピューティングシステム２８はユーティリティソフトウェアおよびハードウェアをさらにサポート可能である。例えばソフトウェアをホストコンピューティングシステム２８に記憶することができ、これを実行することによりタッチスクリーンセンサ２２を較正するとともにセンサ２２を構成またはセットアップすることができる。本発明の原理によるタッチスクリーンセンサ処理および機能を実施するために用いられる様々なソフトウェア／ファームウェアおよび処理装置を物理的にまたは論理的にＴＳＳコントローラ２６、ホストコンピューティングシステム２８、遠隔処理システムに関連付ける、またはコントローラ２６、ホストコンピューティングシステム２８、および遠隔処理システムのうちの２つ以上の間で分散することが可能であることは理解されよう。
【００３１】
コントローラ２６は別体のカードに搭載されホストコンピューティングシステム筐体内に取り外し可能に装備し得るが、通例ＴＳＳオペレーティングファームウェアおよびホストコンピューティングシステム２８と通信するための通信ファームウェアを記憶して実行するプロセッサと記憶装置とを含んでいる。センサ２２はディスプレイ２４に取り付けることができるとともにコントローラ２６と接続するためのコネクタインターフェースを含み得る。ＴＳＳ２０は以下に説明するように、遠隔システムとのリンクを確立するための通信インターフェースをさらに含む。本発明の方法を実施するのに適した代表的なコントローラ２６は、本出願の出願人により製造されたＥＸＩＩベースのユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）コントローラなどのスリーエム・マイクロタッチ（３Ｍ  ＭｉｃｒｏＴｏｕｃｈ）（登録商標）ＥＸＩＩＡＳＩＣコントローラである。
【００３２】
図２Ａにより強力なシステム環境が示されており、本発明のＴＳＳおよびタッチシミュレーション方法が有用性を見出せる。本実施形態によればホストコンピューティングシステム２８はＴＳＳ２０（例えば図１に示すような）とディスプレイ２４とを組み込んだユーザインターフェース２３を含む。なお図２Ａに示したユーザインターフェース２３は、例えばマイクロフォンおよびスピーカを始めとする他のユーザ入力または対話装置を含むことができる。コントローラ２６はユーザインターフェース２３に結合されて示されている。前述したようにコントローラ２６をホストコンピューティングシステムまたはユーザインターフェース２３内で実施し得る。
【００３３】
ホストコンピューティングシステム２８は、適当な携帯メディア４０にアクセス（読み取りおよび／または書き込み）するように構成された１つまたは複数のメディアドライブ３８をさらに含む。例えばメディアドライブ３８は１つまたは複数のＣＤ−ＲＯＭリーダ／ライタ、ＤＶＤドライブ、フロッピー（登録商標）ドライブ、メモリカードリーダ／ライタまたは他のタイプのメディアドライブを含み得る。ホストコンピューティングシステム２８はダイレクトアクセス記憶装置（たとえばハードドライブ）または他の型の不揮発性デジタルメモリなどの大容量記憶装置３６およびシステムメモリ３４も含むことができる。
【００３４】
図２Ａに示した構成において、ホストコンピューティングシステム２８は通信リンクを介して遠隔システム４６と通信するためのインターフェースを提供する通信インターフェース３２を含む。通信インターフェース３２は例えばネットワークインターフェースカード（ＮＩＣ）、または図２Ｂにさらに示すように有線または無線ネットワーク１８、１６であり得る１つまたは複数のネットワーク４２と通信するための他の適当なインターフェースを含むように構成してもよい。例えば通信インターフェース３２をローカルエリアネットワーク４５に接続することが可能であり、ローカルエリアネットワーク４５は遠隔システム４６と通信するための１つまたは複数の公衆または専用ネットワークへのアクセスを提供可能である。この点に関して通信インターフェース３２は、例えばＩＰ（例えばＩＰｖ４またはＩＰｖ６）、ＧＳＭ、ＵＭＴＳ／ＩＭＴ、ＷＡＰ、ＧＰＲＳ、ＡＴＭ、ＳＮＭＰ、ＳＯＮＥＴ、ＴＣＰ／ＩＰ、ＩＳＤＮ、ＦＤＤＩ、イーサネット（登録商標）または１００Ｂａｓｅ−Ｘアーキテクチャ／プロトコルを始めとする既知の有線または無線ネットワーク・アーキテクチャおよびプロトコルに適合する１つまたは複数のネットワーク４２と通信し得る。
【００３５】
遠隔システム４６は所望レベルの保守点検および所与の用途に必要な機能性に応じて様々な方法でホストコンピューティングシステム２８と対話可能である。このような保守点検および機能性は例えばホストコンピューティングシステム２８および／またはＴＳＳコントローラ２６の遠隔制御、遠隔タッチシミュレーション、遠隔監視、遠隔診断、遠隔較正、および遠隔保守点検／修理の１つ以上を含み得る。殆どの構成では遠隔システム４６と通信インターフェース３２との間で双方向通信が達成される。しかしあるシステム構成では遠隔システム４６とホストコンピューティングシステム２８との間の一方向通信を可能にすればよいまたは望ましいことは理解されよう。
【００３６】
ここで図３を参照すると、ＴＳＳ２０と対話するとともに遠隔システム４６と通信するように構成された局所ホストコンピューティングシステム２８が示されている。図３に示したシステム構成では様々な遠隔システム４６が図示の目的で示されている。図３に示した遠隔システム４６は例えばホストコンピューティングシステム２８から遠くに位置する制御卓５６として実施できる。処理システムおよび／または制御卓５６にいる人間のオペレータは適当な通信リンクを介してＴＳＳ２０のコントローラ２６および／またはホストコンピューティングシステム２８と対話することができる。遠隔システム４６はネットワーク４２のノード５２であってもよい。さらに遠隔システム４６は中央システム５４のノード５５であってもよい。
【００３７】
図３は２つの可能な通信路をさらに図示しており、これらの通信路により遠隔信号５０が遠隔システム４６とＴＳＳコントローラ２６との間で通信される。一構成によれば遠隔信号５０はホストコンピューティングシステム２８を介して遠隔システム４６とＴＳＳコントローラ２６との間で通信される。遠隔信号５０はリンク５０Ａを介してホストコンピューティングシステム２８により送信および／または受信される。ホストコンピューティングシステム２８はリンク５０Ｃを介してＴＳＳコントローラ２６との間で、遠隔信号５０または遠隔信号５０の処理形式／結果を送信および／または受信する。このようにＴＳＳコントローラ２６は本構成によるホストコンピューティングシステム２８を介して遠隔システム４６と間接的に連結されている。
【００３８】
他の構成によれば遠隔信号５０は遠隔システム４６とＴＳＳコントローラ２６との間で直接的に通信される。遠隔信号５０はリンク５０Ｂを介してＴＳＳコントローラ２６により送信および／または受信される。この構成ではＴＳＳコントローラ２６はリンク５０Ｂを介して遠隔システム４６と直接的に連結されている。ＴＳＳ保守点検および機能性を支援するために必要または望ましい場合には、ＴＳＳコントローラ２６は適当な接続（例えばリンク５０Ｃ）によりホストコンピューティングシステム２８と通信可能である。さらに他の構成では遠隔信号５０の性質および他の理由により、遠隔信号５０をリンク５０Ａおよび５０Ｂを介してホストコンピューティングシステム２８およびＴＳＳコントローラ２６の一方または両方に選択的に向けることができる。
【００３９】
ここで図４を参照すると、１つまたは複数のネットワーク接続４２によりＴＳＳに連結された遠隔システム４６と連携したＴＳＳにより動作可能なタッチスクリーンシステムソフトウェア機能が示されている。この実施形態によればタッチスクリーンシステムは遠隔システム４６との対話を伴う多数の機能を局所的に実行することができる。図４に示した機能はタッチスクリーンシステムの機能的能力の非包括的、非限定リストを表すものであること、さらにこのような機能をソフトウェア、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアの組み合わせにより実施できることは理解されよう。さらにまた本発明のタッチスクリーンシステムは図４に示すとともに本明細書に記載する機能をすべて含まなくてもよく、本発明のタッチスクリーンシステムが図４に示した機能的特長の一部を組込または実施できることは理解されよう。
【００４０】
前述し且つ以下に説明するように、本発明のタッチスクリーンシステムはタッチスクリーンセンサに対する人間のタッチのシミュレーション６０を可能にするが、それはＴＳＳコントローラまたはホストコンピューティングシステムにより、または１つまたは複数のネットワーク４２を介して遠隔システム４６により局所的に開始できる。一手法によれば遠隔システム４６はタッチスクリーンシステムと通信することにより特定のＴＳＳ技術（例えば静電容量方式、抵抗方式、閉鎖系静電容量方式、非静電容量の力による、アクティブまたはパッシブ音響方式、もしくは赤外線方式ＴＳＳ技術）の要件に従ってタッチシミュレーション６０を行う。
【００４１】
本発明のＴＳＳはＴＳＳコントローラまたはタッチスクリーンセンサを組み込んだホストコンピューティングシステムによるタッチのシミュレーションを伴うタッチスクリーンセンサ診断および較正試験６１、６２の局所的または遠隔的開始を可能にすることが好ましい。遠隔システム４６はこのような診断および較正機能６１、６２の強化を制御あるいは関係し得る。
【００４２】
本発明のＴＳＳは所与のＴＳＳが動作する外部環境条件に関する情報を提供する様々な環境センサ（例えば温度、圧力、および／または湿度センサ）を含むことができる。環境データ６３を経時的に取得することにより、環境条件が経時変化する際のその条件のＴＳＳ性能への影響を評価することができる。例えばＴＳＳコントローラは感知環境条件またはそのような条件の変化に応じて１つまたは複数のタッチスクリーンセンサパラメータを変更することにより、ＴＳＳ性能を改善または診断／較正動作のレベルを増減することができる。
【００４３】
例えばＴＳＳコントローラは比較的冷たく乾燥した環境から比較的暖かく湿った環境へのシステム動作環境の変化を感知することができる。この感知した環境条件の変化によりＴＳＳコントローラはある診断または較正機能、この図示の例では特に外部温度および湿度の増加に関連した性能変化を検出することができる機能が実行される率を上げる（または下げる）ことができる。環境条件に対するタッチ感度に関連するデータが局所または遠隔データソースからＴＳＳコントローラに入手可能に構成されていれば、例えばタッチ感度に影響するパラメータを環境変化に応じて変更することができる。このようなデータ６３を、ＴＳＳ性能に否定的または肯定的に影響を与える所与のＴＳＳ技術（またはＴＳＳタイプ／モデル）の機械的、電気化学的、および／または電気的特性への特定の環境要因（例えば温度、圧力、湿度）の影響を含む分析から生成することができる。
【００４４】
ＴＳＳ性能変化の検出、ＴＳＳ信頼性の評価、ＴＳＳ保守点検および修理の監視、ならびに所与のＴＳＳの履歴／利用データの評価を始めとするいくつかの目的のため、タッチスクリーンシステム性能、ＴＳＳとのホストコンピューティングシステム対話、およびＴＳＳ／遠隔システム対話に関する様々な統計６４を経時的に収集することができる。ＴＳＳにより局所的にまたは遠隔システム４６により様々なタイプの統計を収集することができる。遠隔システム４６は通例多数のＴＳＳから統計を取得してＴＳＳの固体数に関するデータを評価する。所与の個体数のＴＳＳに対するこのような統計を収集且つ評価することは、個々のＴＳＳに与える影響に加えて所与のＴＳＳ個体数に影響する組織上の問題の検出および認識を可能にする。
【００４５】
予測故障分析ルーチン６５を実施することにより、近い将来起こりうる故障の早期警告を提供することが可能であり、その警告を実際の故障イベントの発生に先立って発することができる。予測故障状態の検出は所与のＴＳＳ故障状態を評価するのに適合した診断および／または較正機能の自動呼出しを生じ得る。また遠隔システム４６は予測故障イベントを警告されるとともに、遠隔評価が行なわれて潜在的な問題に対処することができる。また現場保守点検を開始することにより、実際に故障が発生する前に潜在的故障状態が修復されるようにすることもできる。
【００４６】
ＴＳＳコントローラまたは遠隔システム４６は、特定のＴＳＳ構成要素および機能の段階的性能劣化を監視することにより予測故障分析を行うことができる。ＴＳＳコントローラまたは遠隔システム４６は定期的内部測定によるデータを分析するとともに、固有の閾値を超えた場合に交換を推奨することができる。この閾値は実際の現場作業で故障したＴＳＳの履歴記録を調べることにより決定することができる。
【００４７】
本発明のタッチスクリーンシステムは、所与のＴＳＳの問合せ、試験および評価を局所的および／または遠隔的に可能にするトラブルシューティング機能６６を組み込むことができる。トラブルシューティング機能６６は局所的または遠隔的に開始することができるとともに、特定のＴＳＳ動作イベント、異常、および故障状態を認識するようになっている。自己補正手順および／またはデバッグルーチン６７を設け／開始することにより、トラブルシューティング機能６６により認識された問題を補正／修理することができる。自己診断ルーチン８８を設けるとともに選択的に開始してＴＳＳ問題のトラブルシューティングを行うこともできる。前述したように図４に示した機能的能力の多くは時間ベース手順８４を用いて行い、様々な監視、報告、診断および較正ルーチンの実行が組織化され、ユーザが見て通常のＴＳＳ動作への割込みが最小限にできるようになっている。
【００４８】
現場技術者が所与のＴＳＳを保守点検しなければならない場合、診断情報、注意、および関連解説６８を遠隔システム４６に送信するとともに対象のＴＳＳの修理履歴に添付することができる。この情報を遠隔技術者が評価してリアルタイムでＴＳＳを保守点検している現場技術者を支援することもできる。上記に説明したように、現場技術者指示８７を行うことによりＴＳＳ問題認識および現場技術者による保守点検を指示することができる。
【００４９】
ＴＳＳは通例電子メッセージ処理８５を用いて様々な形式の電子データを遠隔システム４６に通信する。電子メッセージ処理８５は例えば電子ＴＳＳトラブルシューティング、診断、較正、または修理時などの遠隔システム４６とタッチスクリーンシステムとの間の対話を調整するための機構も提供する。
【００５０】
また人間メッセージ処理８６を設けることによりＴＳＳと遠隔システム４６との間の技術者知覚情報の転送を図る。技術者知覚情報はＴＳＳが対応付けられたディスプレイまたは遠隔ディスプレイ上に提供されるテキストまたはグラフィカル情報の形式でもよく、ＴＳＳを組み込んだホストコンピューティングシステムに接続可能な音響システムなどの局所音響システムによる放送のための可聴情報をさらに含んでもよい。
【００５１】
ここで図５を参照すると、本発明の一実施形態による遠隔タッチシミュレーションに関連する様々なプロセスが示されている。図５に示すように１つのＴＳＳまたは多数のＴＳＳと遠隔地との間に通信リンクを確立する９２。診断または較正機能を実行する目的などで所与のＴＳＳセンサへのタッチをシミュレートする９３。タッチのシミュレーションに関連するデータをＴＳＳと遠隔地との間で通信する９４。このデータは遠隔地から送信されＴＳＳにより受信されるデータ、ＴＳＳから送信され遠隔地で受信されるデータ、ＴＳＳと遠隔地との間で双方向に送信されるデータ、さらにタッチシミュレーション前、中、または後に送信するデータのうちの１つ以上を含んでもよい。タッチシミュレーションに関連するデータを局所的にまたは遠隔地で表示することができる。
【００５２】
一例としてタッチのシミュレーションに関連するデータを通信するステップは、タッチシミュレーション中に取得したシミュレーションデータをＴＳＳから遠隔地へ通信するステップを含み得る。シミュレーションデータをＴＳＳと遠隔地との間でタッチシミュレーション中にリアルタイムで通信することができる。代替的にはシミュレーションデータをＴＳＳと遠隔地との間でタッチシミュレーションに引き続き（例えばバッチモードで）通信することができる。
【００５３】
一手法では通信リンクを確立するステップはＴＳＳと遠隔地との間にネットワーク接続を確立するステップを含む。他の手法ではＴＳＳを局所ホストコンピューティングシステムに通信可能に結合し、局所ホストコンピューティングシステム（例えば電子キオスク）を介してＴＳＳと遠隔地との間に通信リンクを確立する。
【００５４】
図６は本発明の他の実施形態による遠隔タッチシミュレーションに関連する様々なプロセスを示している。図６に図示するように、１つのＴＳＳまたは多数のＴＳＳと遠隔地との間に通信リンクを確立する９５。タッチシミュレーション手順を開始する９６。特定のＴＳＳセンサに対するタッチを対象のＴＳＳに適合したタッチシミュレーション手順によりシミュレートする９７。タッチのシミュレーションに関連するデータをＴＳＳと遠隔地との間で通信する９８。
【００５５】
タッチシミュレーション手順は本実施形態によれば、特定のＴＳＳ技術の要件による遠隔タッチシミュレーションを行うように指定されている。例えばタッチシミュレーション手順を所与のＴＳＳネットワークに関与する様々なＴＳＳ技術の各々に対して展開することができる。このようなＴＳＳ技術の例として静電容量方式、抵抗方式、閉鎖系静電容量方式、非静電容量の力による、アクティブまたはパッシブ音響方式、および赤外線方式ＴＳＳ技術が挙げられる。
【００５６】
一例として且つ静電容量方式ＴＳＳ技術に関して、タッチシミュレーション手順は、物体による感知面へのタッチをシミュレートする静電容量結合に応答したタッチスクリーンセンサのコーナーにおける電流の変化を測定するステップを伴う。１つのタッチシミュレーション手順はタッチスクリーンセンサの第１の面と第２の面との間に電位差を生じさせるステップと、電位差への応答をシミュレートされたタッチとして検出するステップとを含む。特定の一手法において且つ図７に示すように、導電構造をＴＳＳセンサの第２の面に結合または近接して配置する。第１の面と導電構造との間に電位差を生じさせる１００とともに、電位差への応答をシミュレートされたタッチとして検出する１０１。
【００５７】
電位差を生じさせるステップは、第１の交流電圧信号および第２の交流電圧信号をそれぞれ第１および第２の／導電構造面に印加するステップと、第１および第２の交流電圧信号のうちの一方の特性（例えば振幅、位相、周波数）を第１および第２の交流電圧信号の他方に対して変化させるステップとを含み得る。電位差に対する検出された応答をタッチスクリーンセンサ上のシミュレートされたタッチの位置に関連付けることができ、プロセスを繰り返してタッチ位置の変化を経時的に検出することができる。
【００５８】
他の静電容量方式ＴＳＳ技術によればタッチスクリーンセンサは、第１の面と、第１の面と対向する第２の面とを有する基板と、基板に結合または近接配置され第２の面に近接配置された導電構造とを含む。このＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は図８に示すように、第１の信号をタッチスクリーンセンサの第１の面に印加するステップ１０２と、第２の信号をタッチスクリーンセンサの導電構造に印加するステップ１０４と、第１および第２の信号の一方を第１および第２の信号の他方に対して変化させることによりタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートするステップ１０５（例えば第１または第２の信号の振幅、位相、または周波数を変化させるステップ）とを含む。導電構造を電気的ノイズに対するシールドとして用いることができる。
【００５９】
さらなるＴＳＳ技術によればタッチスクリーンセンサを、第１の面と第１の面と対向する第２の面とを有する基板を含む静電容量方式タッチスクリーンセンサとして構成する。このＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は、図９に示すようにタッチスクリーンセンサの多数の領域において電圧駆動信号を印加するステップ１０６と、電圧駆動信号の印加に起因する電流をシミュレートされたタッチとして検出するステップ１０７とを含む。
【００６０】
電圧駆動信号は一手法によればほぼ等振幅を有することができる。他の手法では電圧駆動信号のうちの少なくとも１つが電圧駆動信号の他と異なる振幅を有する。電流を検出するステップは第１の面の多数のコーナー領域の各々において電流の変化を検出するステップを含み得る。第１の面の１つのコーナー領域と第１の面の他のコーナー領域との間でインピーダンス変化を検出することができる。印加および検出プロセスをある期間繰り返し、その期間検出電流の変動を監視することができる。
【００６１】
１つの特定手法によれば且つ図１０に示されているように、タッチスクリーンセンサの第１の面の各コーナーにおいて電圧駆動信号を印加する１０８ことができる。電圧駆動信号の各々を所定の振幅に調整する１０９ことができる。シミュレートされたタッチを調整電圧駆動信号に対するインピーダンス変化として検出する１１０ことができる。
【００６２】
他のＴＳＳ技術によればＴＳＳは静電容量方式タッチスクリーンセンサを含むように構成され、このセンサは第１の面と第１の面と対向する第２の面を有する基板と、第２の面上または近接して配置された多数の電極とを含む。このようなＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は、図１１に示すように、第１の信号をタッチスクリーンセンサの第１の面に印加するステップ１１１と、複数の第２の信号のうちの１つを第２の面上または近接して配置された電極の各々に印加するステップ１１２と、第２の信号のうちの少なくとも１つの特性を第１の信号に対して変化させることによりタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートするステップ１１３とを含む。
【００６３】
一手法においてこの特性は振幅であってもよく、第２の信号の各々がほぼ等振幅を有してもよい。他の手法では第２の信号の少なくとも１つが第２の信号の他の振幅とは異なる振幅を有する。他の手法においてこの特性は周波数であってもよく、第２の信号の各々がほぼ等周波数を有してもよい。代替的には第２の信号の少なくとも１つが第２の信号の他の振幅とは異なる振幅を有してもよい。さらに他の手法ではこの特性は位相であってもよく、第２の信号の各々がほぼ同位相を有してもよい。代替的には第２の信号の少なくとも１つが第２の信号の他の位相とは異なる位相を有してもよい。
【００６４】
他のＴＳＳ技術によれば近電界画像（ＮＦＩ）タッチスクリーンセンサは多数の導電体と導電体に近接して設けられた多数のシミュレーション電極とを有する基板を含むように構成されている。このＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は図１２に示すように、第１の信号をタッチ感知面の導電体の少なくとも１つに印加するステップ１１４と、シミュレーション電極の少なくとも１つを第１の信号とは異なる特性（例えば振幅または位相）を有するシミュレーション信号で駆動するステップ１１５と、導電体の少なくとも１つに関連する信号のパラメータの変化をシミュレートされたタッチとして検出するステップ１１６とを含む。一構成においてシミュレーション電極の少なくとも１つをタッチシミュレーション中に接地してもよい。
【００６５】
他のＴＳＳ技術によればタッチスクリーンセンサはグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサとして構成され、このセンサはタッチ電極のタッチ感知グリッドとタッチ電極に近接して設けられた多数のシミュレーション電極とを有する基板を含む。このＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は、図１３に示すように、第１の信号をタッチ電極の少なくとも１つに印加するステップ１１７と、シミュレーション電極の少なくとも１つを第１の信号とは異なる特性（例えば振幅または位相）を有するシミュレーション信号で駆動するステップ１１８と、タッチ電極の少なくとも１つを流れる電流の変化をシミュレートされたタッチとして検出するステップ１１９とを含む。一構成においてシミュレーション電極の少なくとも１つをタッチシミュレーション中に接地してもよい。
【００６６】
さらに他のＴＳＳ技術によればタッチスクリーンセンサは赤外線（ＩＲ）タッチスクリーンセンサとして構成され、このセンサは内側に向いたＩＲ送信機およびＩＲ検出器のマトリックスを支持するフレームを含む。ＩＲ送信機の配置は対応するＩＲ検出器の配置と対向して位置している。このＴＳＳ技術に適当なタッチシミュレーション手順は図１４に示すように、ＩＲ送信機およびＩＲ検出器を作動させてフレーム内に感知光線のグリッドを生成するステップ１２０と、１つまたは複数の感知光線を停止させてその１つまたは複数の停止感知光線に対応する位置におけるタッチをシミュレートするステップ１２１とを含む。
【００６７】
ＩＲ送信機を作動させるステップはＩＲ送信機を連続的に律動させるステップを含んでもよい。１つまたは複数の感知光線を停止させるステップは、１つまたは複数の停止感知光線に関連する１つまたは複数のＩＲ送信機を停止させるステップを含んでもよい。また１つまたは複数の感知光線を停止させるステップは、１つまたは複数の停止感知光線に関連する１つまたは複数のＩＲ検出器を停止させるステップを含んでもよい。
【００６８】
これらのＴＳＳ技術の各々に対しておよび特に前述していない他のＴＳＳ技術に関して、本発明のタッチシミュレーション手順を遠隔地またはタッチスクリーンセンサに対して局所で開始することができる。タッチシミュレーションをある期間にわたって繰り返して、シミュレートされたタッチの位置などパラメータの変化をその期間にわたって検出することができる。シミュレートされたタッチパラメータの検出変化に関連するメッセージ信号を生成して通信リンクを介して遠隔地に通信することができる。
【００６９】
タッチシミュレーションの結果を１つまたは複数の所定の限度と比較し、結果がその１つまたは複数の所定の限度を超えていることを用いてタッチスクリーンセンサの動作適合性を評価することができる。タッチシミュレーションの現在の結果をタッチシミュレーションの１つまたは複数の事前測定結果と比較してもよく、現在の結果と事前測定結果との間の所定量のずれを用いてタッチスクリーンセンサの動作適合性を評価してもよい。タッチシミュレーションの結果を用いてタッチスクリーンセンサまたはタッチスクリーンセンサを組み込んだＴＳＳの感度の不正確さまたは欠如を補償してもよい。
【００７０】
特定例として且つ図１５に図示する実施形態に示すように、タッチシミュレーションを局所的に、遠隔的に、または局所的および遠隔的に開始、監視、および制御することができる。図１５に示すように遠隔的または局所的に生成されたタッチシミュレーション制御信号はＴＳＳのコントローラにより受信される１２２、１２３。シミュレートされたタッチを前述したような対象ＴＳＳ技術に適当な方法で生成する１２４。シミュレートされたタッチに関連する１つまたは複数のパラメータを検出して記憶する１２５。このようなパラメータの非限定的項目には電流、インピーダンス、位相、電圧、または周波数の変化、もしくは電流、インピーダンス、位相、電圧、または周波数の関係（例えば比率）の変化がある。これらのパラメータを局所的にまたは遠隔地で記憶し得る１２６。
【００７１】
タッチシミュレーションに関連するパラメータをある期間にわたって取得する。一手法ではホストコンピューティングシステムのＴＳＳコントローラまたはプロセッサは、記憶されたタッチシミュレーションパラメータを分析してそのようなパラメータに変化がある場合には検出する。なおこの分析を遠隔地で行ってもよい。所定の限度または範囲を超える所与のタッチシミュレーションパラメータの変化は、タッチ検出精度の変化などタッチスクリーンセンサに関わる問題を示している場合がある。センサパラメータの分析および検出を局所的に行う１２７、遠隔的に行う１２８、または局所および遠隔地で協調的に行うことができる。
【００７２】
例えば特定のＴＳＳセンサパラメータで検出された変化を、事前測定されたタッチシミュレーション限度または結果により設定された所定の限度または結果と比較する１２９ことができる。比較動作を局所的に行い、遠隔的に行い１３１、または局所および遠隔地で協調的に行うことができる。ＴＳＳで行った診断手順による結果を記憶するとともに局所および／または遠隔地で報告を生成する１３３ことができる。
【００７３】
本発明の遠隔タッチシミュレーション方法は上述したように広範なタッチスクリーンセンサ技術で実施することができる。図１６〜２０は本発明の遠隔タッチシミュレーション方法を実施可能な多様なＴＳＳ技術用のタッチスクリーンセンサを図示している。特に図１６は静電容量方式ＴＳＳセンサを図示している。近電界画像（ＮＦＩ）静電容量方式ＴＳＳセンサが図１７に示されている。グリッド静電容量方式ＴＳＳセンサが図１８に示されている。図１９は抵抗方式ＴＳＳセンサを図示している。赤外線方式ＴＳＳセンサが図２０に示されている。
【００７４】
静電容量方式ＴＳＳセンサの一実施形態が図１６に示されている。図１６に示した静電容量方式ＴＳＳセンサはタッチ面１５６（例えばスズ−アンチモン酸化物（ＴＡＯ））とインジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）面などのシールド面１５８との間に挟持された容量基板１５５を含む。ぎらつき防止面１５０がタッチ面１５６上に設けられている。電極１５２は容量基板１５５の上下それぞれのタッチ面およびシールド面１５６、１５８上に配置されている。
【００７５】
ＮＦＩ静電容量方式ＴＳＳセンサの一実施形態が図１７に示されている。図１７に示したＮＦＩ静電容量方式ＴＳＳセンサは第１の透明粘着（ＰＳＡ）層１６０の上方に位置するＮＦＩ基板１６１を含む。導電性ＩＴＯバー１６４がＴＳＳセンサのタッチ感知面を規定している。第１の導電性ポリエステル層（例えばＰＥＴ）１６３がタッチ感知面１６４に隣接して配置されている。第１の導電性ポリエステル層１６３に隣接しているのはそれぞれ第２の透明ＰＳＡ層１６６と、ＩＴＯシールド層１６８と第２の導電性ポリエステル層１６５である。電極１６２がタッチ感知面１６４上とＰＳＡとＩＴＯシールド層１６６、１６８との間にそれぞれ配置されている。図１７に示したタイプのＮＦＩ静電容量方式ＴＳＳセンサのさらなる詳細は米国特許第５，６５０，５９７号明細書、および同一所有者による米国特許出願第０９／９９８，６１４号明細書、同１０／１７６，５６４号明細書、および同１０／２０１，４００号明細書に開示されており、これら全体をそれぞれ本明細書に引用して援用する。
【００７６】
図１８はグリッド静電容量方式ＴＳＳセンサの一実施形態を図示しており、このセンサはグリッド容量基板１７１を含んで示されている。第１のタッチ面（例えばＩＴＯ）１７０はグリッド容量基板１７１に隣接して配置されている。第１のタッチ面１７０に隣接して位置しているのは第１のＰＳＡ層１７４であり、その後に第１の導電性ポリエステルまたはガラス層１７３が続いている。第２のタッチ面（例えばＩＴＯ）１７６は第１の導電性ポリエステルまたはガラス層１７３に隣接して位置している。第２のタッチ面１７６に隣接しているのは第２のＰＳＡ層１７７および第２の導電性ポリエステルまたはガラス層１７５であり、その後にＩＴＯシールド層１７８が続いている。電極１７２はそれぞれ第１および第２のタッチ感知面１７０、１７６上ならびにＩＴＯシールド層１７８の下面上に配置されている。図１８に示したタイプのグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサのさらなる詳細は例えば同一所有者による米国特許第４，６８６，３３２号明細書および同５，８４４，５０６号明細書に開示されており、これらを本明細書に引用して援用する。
【００７７】
図１９は本発明の一実施形態による抵抗方式ＴＳＳセンサを図示している。図１９に示すように抵抗方式ＴＳＳセンサは抵抗基板１８３を含み、その上に第１のＩＴＯ層１８８が配置されている。第１のＩＴＯ層１８８上には多数のスペーサドット１８６が配置されている。第１の電極１８２が第１のＩＴＯ層１８８上に配置されるとともにスペーサ構造１８９により覆われている。抵抗方式ＴＳＳセンサの上部シート構造はハードコート層１８０とセンサのタッチ感知面を規定しているＩＴＯ層１８４との間に挟持された導電性ポリエステル（例えばＰＥＴ）層１８１を含んでいる。第２の電極１８２がＩＴＯ層１８４の下面上に配置されている。
【００７８】
本発明の一実施形態による赤外線ＴＳＳセンサが図２０に示されている。この実施形態によればＴＳＳセンサは内側に向いたＩＲ送信機１９２とＩＲ検出器１９４のマトリックスを支持するフレーム１９１を含む。フレーム１９１はＩＲ送信機１９２の水平方向の行を支持し、この行は水平方向のＩＲ検出器１９４の対応する行に対向して位置している。フレーム１９１はＩＲ送信機１９２の垂直方向の列をさらに支持し、この列は垂直方向のＩＲ検出器１９４の対応する列に対向して位置している。ＩＲ送信機１９２は通例ＬＥＤである。
【００７９】
図２１〜２７は本発明のいくつかの静電容量方式ＴＳＳセンサの実施形態をより詳細に示している。図２１〜２７に図示した実施形態および付随する説明は本発明のタッチシミュレーション構造および方法をよりよく理解するために提供しようとするものであり、このような構造および方法の範囲または用途を限定しようとするものではない。
【００８０】
図２１には本発明の一実施形態による、コントローラ７５に電気的に結合された静電容量方式タッチスクリーンセンサ７０を含むＴＳＳが示されている。前述したように、フロントエンド電子回路を単独でまたはマイクロプロセッサと組み合わせて含むように、コントローラ７５を構成することができる。本実施形態によればタッチスクリーンセンサ７０はガラスなどの基板７２を含み、基板はそれぞれ導電性コーティングが設けられた上面および背面７２、７３を有する。上面７２はタッチを感知するための主面である。上面７２は公称約２．５Ｖ〜約５．０Ｖの範囲の交流電圧で駆動される。背面７３はバックシールド（例えば電気的ノイズシールド）と称されることが多く、通常上面７２と同一の電圧で駆動されて上面と背面７２、７３の間の実効容量はほぼゼロまで低下するようになっている。
【００８１】
センサ７０は４つのコーナー端子７４、７６、７８、８０を含んで示されており、これらにそれぞれ配線７４ａ、７６ａ、７８ａ、８０ａが取り付けられている。各配線７４ａ、７６ａ、７８ａ、８０ａはＴＳＳコントローラ７５に結合されている。配線７４ａ、７６ａ、７８ａ、８０ａはそれぞれのコーナー端子７４、７６、７８、８０をコントローラ７５内に設けられたそれぞれの駆動／感知回路７４ｂ、７６ｂ、７８ｂ、８０ｂに接続する。さらなる配線７３ａは背面７３に配置された端子（図示せず）をコントローラ７５内の駆動／感知回路７３ｂに接続する。
【００８２】
コントローラ７５はコーナー端子７４、７６、７８、８０および背面端子の各々における電圧を駆動／感知回路７４ｂ、７６ｂ、７８ｂ、８０ｂ、７３ｂにより制御して上面および背面７２、７３上に所望の電圧を維持する。通常動作中、コントローラ７５は上面および背面電圧をほぼ同一電圧に維持する。上面７２に印加される指またはスタイラスのタッチ力を上面７２に印加された小実効容量として検出する。上面７２上のタッチの位置は当該技術で既知の方法でコーナー駆動／感知回路７４ｂ、７６ｂ、７８ｂ、８０ｂを介してコントローラ７５により行われる電流測定により決定される。
【００８３】
コントローラ７５はタッチスクリーンセンサ７０上のタッチをシミュレートするために多様な方法で駆動／感知回路７４ｂ、７６ｂ、７８ｂ、８０ｂおよび７３ｂを制御することができる。より詳細に説明するようにタッチシミュレーションを局所的および／または遠隔的に開始、監視、および制御することができる。
【００８４】
一手法によればコントローラ７５は上面および背面電圧を調整することによりセンサ７０に対するタッチの効果をシミュレートして、上面と背面７２、７３の間に電位差を生じさせる。このように電位差を生じることで上面と背面７２、７３の間に容量効果を生じさせるが、これはコントローラ７５によりコーナー端子７４、７６、７８、８０で行われる電流測定により検出される。
【００８５】
例えば上面７２を公称動作電圧に維持するとともに、背面７３の電圧を公称動作電圧から例えば約０Ｖなどに低下させることができる。上面と背面７２、７３の間に生じた電位差に起因する容量効果は、上面７２のほぼ中央に位置する有効またはシミュレートされたタッチとして検出される。このタッチシミュレーションプロセスは経時的に繰り返され、シミュレートされたタッチの検出箇所の変化はタッチスクリーン感知システムの精度の変化を示すことができる。
【００８６】
図２２に本発明の一実施形態により構成された他の静電容量方式タッチスクリーンセンサが示されている。この構成によればタッチスクリーンセンサ１３０は上部抵抗層１４４に接続された線状化電極パターン１３２を含み、これらはそれぞれセンサ１３０の上面１４０上に設けられている。線状化電極パターン１３２は配線１３４ａ、１３５ａ、１３６ａ、１３７ａを介してＴＳＳコントローラ（図示せず）にそれぞれ接続された４つのコーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７を有するほぼ長方形状を有して構成されている。背面電極１４２は背面抵抗層１４３との電気接触を行い、これらはそれぞれセンサ１３０の背面１４１上に設けられている。
【００８７】
通常の動作では駆動信号がコントローラ内のそれぞれの駆動回路を介してコーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７に印加され、コントローラがコントローラ内のそれぞれの感知回路によりコーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７を流れる電流を測定する。そして測定電流から既知の方法でタッチ位置が計算される。
【００８８】
コーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７は通例交流電圧で駆動され、線状化電極１３２は上部抵抗層１４４わたって均等に電圧を分配する。背面電極１４２および背面抵抗層１４３は通例コーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７と同等の交流電圧且つ同位相で駆動される。このように背面抵抗層１４３はノイズに対するシールドとして機能するとともに、容量性電流が上部抵抗層１４４から背面抵抗層１４３へ殆ど流れないため寄生容量効果を最小限に抑える。背面抵抗層１４３上の電圧が上面抵抗層１４４上の電圧と同等でない場合には、コーナー端子１３４、１３５、１３６、１３７における電流の等しい変化がセンサ１３０の上面１４０の中心に対する見かけのタッチということになる。このシミュレートされたタッチを本明細書に記載するような診断、較正、および修理目的に用いることができる。
【００８９】
図２２に示したタッチセンサ構成の変更例によれば、センサ１３０は背面抵抗層１４３のない背面電極１４２を含むことができる。この構成では背面電極１４２をタッチスクリーンセンサ１３０の高感度区域である線状化パターン１３２の下方で部分的シールドとして用いることができる。背面抵抗層１４３がない場合のタッチのシミュレーションは背面電極１４２へ駆動される電圧を変化させることにより行われる。
【００９０】
図２３は本発明の遠隔タッチシミュレーション方法の実施に適したタッチスクリーンセンサの他の実施形態を示している。この実施形態によればＴＳＳセンサ２５０は上部抵抗層２４４に接続された線状化電極パターン２３２を含んでおり、これらはそれぞれセンサ２５０の上面２４０上に配置されている。線状化電極２３２は配線２３４ａ、２３５ａ、２３６ａ、２３７ａを介してＴＳＳコントローラ（図示せず）にそれぞれ接続された４つのコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７を含んでいる。
【００９１】
図２３の実施形態における背面電極配置はセンサ２５０の背面２４１上に位置する多数の個別背面電極を含んでいる。図２３に示した特定の構成において４つの背面電極２５１、２５２、２５３、２５４は背面２４１の周囲に配置されており、背面電極のうちの１つがセンサ２５０の背面２４１の外縁領域のうちの１つに沿って位置している。背面電極の数および位置は特定のセンサ設計により変更可能であることは理解されよう。図示のように背面電極２５１、２５２、２５３、２５４はセンサ２５０の背面２４１上に設けられた背面抵抗層２４３と電気接触する。
【００９２】
複数の背面電極を用いた構成では図２３に示す実施形態と同様に、コントローラ（図示せず）は背面電極２５１、２５２、２５３、２５４をコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７で印加される電圧と同等な交流電圧で駆動する。このように制御される場合、複数の背面電極２５１、２５２、２５３、２５４は図２２に示したセンサ実施形態における単一背面電極１４２と同じ機能を実効的に達成する。
【００９３】
診断モードでは振幅、位相、および周波数などの多数の駆動信号パラメータを互いに対して変化させることによりタッチシミュレーションを行うことができる。一手法によればコントローラは第１の信号をタッチスクリーンセンサの第１の面に印加することができる。コントローラは第２の信号をセンサの第２の面上に配置または近接位置する複数の電極に印加する。コントローラは第２の信号のうちの少なくとも１つの特性を第１の信号に対して変化させることによりセンサへのタッチをシミュレートする。
【００９４】
例えば図２３をさらに参照すると、背面電極２５１、２５２、２５３、２５４を、他の背面電極および／またはセンサ２５０の上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する電圧に対して振幅が異なる電圧で駆動することができる。背面電極２５１、２５２、２５３、２５４を、他の背面電極および／または上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する電圧に対して位相が異なる電圧で駆動することができる。さらに背面電極２５１、２５２、２５３、２５４を、他の背面電極および／または上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する電圧に対して周波数が異なる電圧で駆動することができる。
【００９５】
一例として背面電極２５２および２５４を駆動せず、一方で背面電極２５１を上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する電圧と位相をずらした電圧で駆動し、背面電極２５３をコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する電圧と同位相の電圧で駆動することができる。この図示の例ではシミュレートされたタッチは図２３に示した点２６０に位置付けられる。さらなる例としてコントローラは背面電極２５１、２５２、２５３、２５４を同一周波数の直流または等電圧で駆動することができるとともに、さらに上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７を背面電極２５１、２５２、２５３、２５４に印加する電圧と同等ではない電圧で駆動することができる。この手法を用いてシミュレートされたタッチは点２６１における上面２４０の中心に位置付けられる。
【００９６】
図２３に示した背面電極２５１、２５２、２５３、２５４などの独立背面電極を用いることにより背面抵抗層２４３が存在してもしなくてもタッチをシミュレートすることができる。背面抵抗層２４３がない場合には、タッチをシミュレートするために通例より高い電圧を背面電極に印加しなければならない。
【００９７】
他の手法によれば非静電容量方式技術を用いてタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートすることができる。図２２および２３に示すようなシステムでは、背面抵抗層および背面電極の一方または両方があってもなくてもこの非静電容量方式シミュレートタッチ技術を用いることができる。この手法によれば電圧駆動信号をセンサのタッチ面の多数の領域に印加することができる。電圧駆動信号の印加に起因する電流がシミュレートされたタッチとして検出される。
【００９８】
一例として且つ特に図２３を参照すると、コントローラ（図示せず）は上面２４０上のコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７に印加する駆動信号のレベルを相対的に変化させ、その結果各コーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７における電流を測定することができる。そしてコントローラは各コーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７から相対的に電流を測定することができる。このようにしてシミュレートされたタッチを生成することができる。
【００９９】
例えばコントローラは上面２４０上のすべての４つのコーナー端子２３４、２３５、２３６、２３７上の駆動電圧を上昇させることによりセンサ２５０の中心において点６１に対するタッチをシミュレートすることができる。またコントローラは一定のタッチ検出閾値を維持しつつ、コーナー端子２３５および２３６上の駆動電圧をコーナー端子２３４および２３７に印加される駆動信号に対して上昇させることができる。これが点２６０におけるシミュレートされたタッチになる。
【０１００】
ここで図２４および２５を参照するとタッチスクリーンセンサの２つの実施形態が示されており、その各々がタッチスクリーンセンサの基板に結合または近接位置する導電構造を組み込んでいる。図２４および２５に示した配置では、タッチスクリーンセンサ基板から電気的に絶縁された導電構造をタッチスクリーンセンサ基板と組み合わせて用いることにより本発明の原理によるタッチシミュレーションを行う。また導電構造をバックシールドとして有効に用いて電気的ノイズからのシールドを可能にすることもできる。
【０１０１】
図２４および２５に示した実施形態ではタッチスクリーンセンサ３００は導電性コーティングが設けられた上面３０２を有する基板３０５を含む。コーナー端子３０４、３０６、３０８、３１０は上部導電面３０２および配線３０４ａ、３０６ａ、３０８ａ、３１０ａを介してコントローラ（図示せず）に電気的に接続されている。センサ３００は１つまたは複数の背面電極を含むことができるとともに、図２２および２３に示した構成と同様に背面抵抗層を含んでも含まなくてもよい。代替的または追加的には導電構造は１つまたは複数の電極（例えば４つの電極）を含むことが可能であり、その各々がそれぞれの配線を介してコントローラに結合される。
【０１０２】
図２４に示した実施形態では薄い導電性板または箔などの導電構造３１２ａがセンサ基板３０５に対して離間関係で位置している。例えば導電構造３１２ａはセンサ基板３０５から約１／８インチに位置してもよい。導電構造３１２ａは配線３１４を介してコントローラに電気的に結合されている。
【０１０３】
図２５は導電構造３１２ｂがセンサ３００に対する支持を提供するフレームの役割を果たす実施形態を示す。フレーム３１２ｂは例えばセンサ３００を組み込むシステムの筐体内にセンサ３００を載置するように構成されていてもよい。フレーム３１２ｂは、適当なコーティングまたは材料が設けられてフレーム３１２ｂの導電部をセンサ基板３０５から電気的に絶縁した状態で、センサ基板３０５の縁部に結合されている。フレーム３１２ｂの導電板面３１３はセンサ基板３０５に対して離間関係で位置している。フレーム３１２ｂの板面３１３は配線３１４を介してコントローラに電気的に結合されている。
【０１０４】
一タッチシミュレーション手法によればコントローラは第１の信号をタッチスクリーンセンサ３００の上面３０２に印加することができる。コントローラは第２の信号をタッチスクリーンセンサ３００に近接または結合された導電構造３１２ａ／ｂに印加することができる。コントローラが第１および第２の信号の一方を第１および第２の信号の他方に対して変化させることによりタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする。
【０１０５】
前述したようにコントローラは、駆動信号の振幅、位相および周波数のうちの１つ以上を始めとする第１および第２の信号の１つまたは複数のパラメータを変化させることによりセンサ基板３０５上の中心に位置するまたは中心に位置しないタッチをシミュレートすることができる。例えばコントローラは駆動信号をセンサ基板３０５および導電構造３１２ａ／ｂに印加することによりその間に電位差を生じることができる。電位差への応答をシミュレートされたタッチとして検出する。
【０１０６】
前述したように本発明の遠隔タッチシミュレーション方法を近電界画像（ＮＦＩ）静電容量方式タッチスクリーンセンサで実施することができる。ＮＦＩ静電容量方式タッチスクリーンセンサの簡略図が図２６に図示されている。ＮＦＩ静電容量方式タッチスクリーンセンサは基板５０１上に堆積された、タッチ感知面を規定する導電性ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）バー５１５〜５３４を含む。バー結線５４０〜５４８はＩＴＯバーを電子コントローラ（図示せず）に接続する。
【０１０７】
バー５１５〜５３４を交流信号で作動して、１つまたは複数のバーからそのバーに近接する指またはスタイラスへの容量性結合により結線５４０〜５４８内に流れる電流の変化を測定することによりタッチが検出される。バー間の電流変化の相対的な大きさにより垂直位置が決定される。左側結線（５４０〜５４３）と右側結線（５４４〜５４８）との間のバーの電流変化比率を測定することにより水平位置が決定される。
【０１０８】
シミュレーション電極５０５、５０６、５０７、５０８を選択バーの左右端部に近接してまたは図示のようにバー結線に近接して追加することによりこのシステムでタッチをシミュレートしてもよい。これらの追加電極を基板５０１の背面上または近接して配置してもよく、またはこれらをバー端部または結線５４０〜５４８の前に配置してもよい。追加電極は電子コントローラ（図示せず）に接続される。簡略化のため４つのシミュレーション電極が図２６に示されているが、１つのシミュレーション電極を各結線５４０〜５４８の端部に配置し得る。通常のタッチ検出中、シミュレーション電極を電気的に切断してもよく、または結線５４０〜５４８上に駆動される信号と大きさおよび位相が同等の信号で駆動してもよい。
【０１０９】
左側シミュレーション電極５０５、５０６の一方と右側シミュレーション電極５０７、５０８の一方とを線５４０〜５４８上に駆動される信号と同等でない信号で駆動することによりタッチをシミュレートしてもよい。シミュレーション電極を接地するか、または線５４０〜５４８上の信号と大きさが異なるかまたは位相がずれている交流信号で駆動してもよい。例えば電極５０５および５０７を接地するとバー５１５の中心でシミュレートされたタッチになる。電極５０５を接地しつつ電極５１７を線５４０〜５４８上の信号と大きさが同じで且つ同位相の交流信号で駆動するとバー５１５の左端部近くのシミュレートされたタッチになる。電極５０５および５０８を接地するとバー５３１の中心へのタッチをシミュレートする。
【０１１０】
自動化且つ遠隔タッチシミュレーションに適した技術の他のタッチスクリーンセンサは前述したようにグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサである。図２７は本発明の一実施形態によるグリッド静電容量方式タッチスクリーンを示す。電極６５２〜６６７は交流信号で順次作動される。１つまたは複数の電極６５２〜６６７に近接する指またはスタイラスはこれらに容量的に結合して、容量性結合の大きさに比例して電極のインピーダンスを変える。各電極上でこのインピーダンス変化を測定し、相対的変化を用いて位置を計算する。
【０１１１】
このタイプのタッチスクリーンセンサ上のタッチシミュレーションは、タッチ電極６５２〜６６７のうちの１つに近いまたは電極結線６７０〜６８５に近いシミュレーション電極７００、７０１、７０２、７０３を接地してまたはタッチ電極に結合して電極のインピーダンスを変化させる信号で駆動してタッチをシミュレートし得る点で、ＮＦＩ静電容量方式タッチスクリーンセンサに関連するタッチシミュレーションと同様である。簡略化のため４つのシミュレーション電極のみが図２７に示されている。次元当り１つというほど少ないシミュレーション電極を用いてもよく、またはタッチ電極当り１つという多くのシミュレーション電極を用いてもよい。
【０１１２】
タッチセンサ上または付近に形成されたシミュレーション電極の代替物として、標準コンデンサを電極結線６７０〜６８５に接続することにより、タッチ電極６５２〜６６７または電極結線６７０〜６８５への容量性結合を達成し得る。このようなコンデンサをセンサまたはそのケーブル上またはセンサを駆動する信号を生成する電子コントローラ上に配置してもよい。
【０１１３】
以上の本発明の様々な実施形態の説明は図示および説明の目的のために示した。これは網羅的なものでなくまたは本発明を開示の正確な形状に限定しようとするものではない。上記の教示に鑑みて多くの変更および変形が可能である。本発明の範囲をこの詳細な説明ではなく添付の特許請求の範囲により限定しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の一実施形態による遠隔タッチシミュレーション能力を用いるタッチスクリーンシステムの図である。
【図２Ａ】本発明の他の実施形態による遠隔タッチシミュレーション能力を用いるタッチスクリーンシステムの図である。
【図２Ｂ】本発明のさらなる実施形態による遠隔タッチシミュレーション能力を用いるタッチスクリーンシステムの図である。
【図３】本発明の他の実施形態による遠隔タッチシミュレーション能力を用いるタッチスクリーンシステムの図である。
【図４】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンシステムに関連する多数の機能を図示する。
【図５】本発明の一実施形態による遠隔システムを伴うタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図６】本発明の他の実施形態による遠隔システムを伴うタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図７】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図８】本発明の他の実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図９】本発明のさらなる実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１３】本発明のさらなる実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１４】本発明のさらに他の実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチをシミュレートする方法のフロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンセンサ上のタッチのシミュレーションを遠隔的または局所的に開始する方法のフロー図である。
【図１６】本発明の一実施形態による静電容量方式タッチスクリーンセンサの断面図である。
【図１７】本発明の一実施形態による近電界画像（ＮＦＩ）静電容量方式タッチスクリーンセンサの断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態によるグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサの断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態による抵抗方式タッチスクリーンセンサの断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態による赤外線方式タッチスクリーンセンサの断面図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるタッチスクリーンシステムを図示する。
【図２２】本発明の一実施形態による単一背面電極を利用する静電容量方式タッチスクリーンセンサ構成の図である。
【図２３】本発明の一実施形態による多数背面電極を利用する静電容量方式タッチスクリーンセンサ構成の図である。
【図２４】本発明の一実施形態による、タッチスクリーンセンサの背面に近接位置する導電構造を利用する静電容量方式タッチスクリーンセンサ構成の図である。
【図２５】本発明の一実施形態による、タッチスクリーンセンサの背面に近接するとともにタッチスクリーンセンサの側面に接して位置する導電フレームを利用する静電容量方式タッチスクリーンセンサ構成の図である。
【図２６】本発明の一実施形態による、自動化タッチシミュレーション用に構成された近電界画像（ＮＦＩ）静電容量方式タッチスクリーンセンサの概略図である。
【図２７】本発明の一実施形態による、自動化タッチシミュレーション用に構成されたグリッド静電容量方式タッチスクリーンセンサの概略図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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