JPH0430047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 この発明はタツチ電極を用いて文字パターンの
座標位置を入力する座標入力装置に関する。 〔従来技術〕 従来、文字、図形などを入力してそれを認識す
る入力装置として、種々のものが提案されてい
る。例えば、タブレツト上にＸ軸およびＹ軸方向
にマトリクス上に配列した検知線によつて、前記
タブレツトにペン型治具によつて描かれる文字、
図形の座標位置を検出し、それをパルス信号に変
換する入力装置、また、CRT表示装置にライト
ペンで入力する装置、あるいはまた、押し釦をマ
トリクス状に配列しておき、文字、図形に沿つた
状態で、必要な押し釦をオンする装置などがあ
る。 〔従来技術の問題点〕 腕時計などの小型電子機器に上述した従来の入
力装置の原理を適用して文字、図形を入力する場
合、従来の入力装置には夫々、次のような問題点
がある。即ち、タブレツトとペン型治具を用いた
入力装置では、特別な治具が必要となり、また装
置が複雑なため、小型の電子機器であるから、そ
の表面積が小さいため、例えば、腕時計の場合に
は、時刻表示部と文字、図形の入力部とを重合さ
せる必要があるが、そのためには、前記タブレツ
トは透明でなければあらないが、透明なタブレツ
トは、製作が困難である点もある。また、押し釦
を用いた入力装置では、座標位置の検出精度が押
し釦の数によつて決定されるため、精度向上のた
めには、その封を増やさねばならぬから、小型の
電子機器には不適である点、また機械的なスイツ
チであるから耐久性に乏しい点、透明化できない
点等の問題点がある。 〔発明の目的〕 タツチ電極を用いることにより、小型の電子機
器においても、文字、図形等の文字パターンの座
標位置が高精度で入力できるようにした座標入力
装置を提供することである。 〔発明の要点〕 XY座標系上に複数のタツチ電極をマトリクス
状に配設し、文字パターンの入力に際して指など
の人体が前記複数のタツチ電極に接触した際に、
各タツチ電極の接触容量成分を検出し、而して検
出した接触容量成分の値が最大であるタツチ電極
の容量成分と隣接するタツチ電極の容量成分とか
ら人体接触座標位置を検出し記憶するようにした
座標入力装置である。 〔実施例〕 以下、図面を参照してこの発明を、アラーム時
刻になると予メ設定されているメツセージを表示
する機能を有する電子腕時計に適用した一実施例
を説明する。第１図は、電子腕時計の外観図であ
る。時計ケース１の上面には、透明な表面ガラス
２が固定されており、而してその表面ガラス２の
上面には更に、後述するXY座標系に沿つて４×
４のマトリクス状に合計16枚の透明なタツチ電極
３が一定間隔で配設されていると共に、タツチ電
極３の上方には、また、液晶表示装置から成るド
ツト表示部４が配設されている。また、時計ケー
ス１内には、計時回路、液晶駆動回路、文字パタ
ーン処理回路などの電子回路部品のほかに、電池
などが配設されている。なお、説明の便宜上、前
記16個のタツチ電極に、図示の如き16進表現によ
る番号Ｓ／０〜Ｓ／Ｆを付しておく。 第２図におよび第３図は、前記タツチ電極３の
スイツチング特性の原理図である。第２図におい
て、前記時計ケース１は、金属製であり、同様に
金属製の裏蓋（図示略）を介して腕に装着され
る。そして時計ケース１には、電源電圧の高電位
VDD（論理値“１”）側に接続されており、一方
のタツチ電極として併用されている。このため、
腕時計を腕に装着している状態において、タツチ
電極３に人体が触れることによつて該タツチ電極
３をON動作させることができるようになつてい
る。また符号Cxは浮遊容量成分であり、これは、
タツチ電極３の配線によつて生ずる電極配線容量
および本実施例に使用されているCMOSICのゲ
ートの入力インピーダンスが高いために生ずるゲ
ート容量等によるものである。また符号Cyは、
タツチ電極３に触れたとき、時計ケース１とタツ
チ電極３間に生ずる人体の接触容量成分である。
したがつて、前記浮遊容量成分Cxは常に存在し
ているものであるが、接触成分Cyは人為的に生
ずるものである。 また、符号Ａは所定周期（例えば64Hz）の矩形
波信号であり、この矩形波信号Ａは抵抗５、Ｎチ
ヤンネルMOSトランジスタ６およびＰチヤンネ
ルMOSトランジスタ７から成るCMOSインバー
タ８の各ゲートに入力されている。トランジスタ
６のソース側には、電源電圧の低電位Vss（論理
値“０”）が供給されており、またトランジスタ
７のソース側には、時計ケース１を介して高電位
V_DDが供給されている。そして、CMOSインバー
タ８の出力信号は、タツチ電極３に入力するほ
か、COMSインバータ９を介し、信号Ｂとして
出力する。即ち、前記信号Ｂは、タツチ電極３に
人体が接触しているか否か、つまりタツチの有無
の判定に供される被判定信号である。 而して、タツチ電極３に人体が触れていない状
態において、第３図１に示すように、矩形波信号
Ａが高電位レベルになつてCMOSインバータ８
に入力されると、該COMSインバータ９の出力
信号は低電位レベルとなり、したがつて、インバ
ータ９の出力信号は高電位レベルとなる。このと
き、CMOSインバータ８の出力信号は、浮遊容
量成分Cxの影響を受けるので、インバータ９の
出力信号は、第３図２に示すように、その立上り
が矩形波信号Ａに対して、時間Ｔ０だけ遅れる。 次に、タツチ電極３に人体が触れた場合には、
タツチ電極３と時計ケース１との間に接触容量成
分Cyが形成され、そして、この接触容量成分Cy
は浮遊容量成分Cxに対して、並列接続された状
態となるので、インバータ９の出力信号Ｂは、矩
形波信号Ａに対して浮遊容量成分Cxと接触容量
成分Cyとの合成容量に対応するだけ遅れて出力
される。 ところで、接触容量成分Cyの大きさは、人体
とタツチ電極３との接触面積あるいは押圧力等の
接触状態によつて異なるが、略前記接触面積に比
例している。而して、接触容量成分Cyが小さい
ときのインバータ９の出力信号Ｂは、タツチ電極
３に人体が接触していないときの出力信号〔第３
図２参照〕と比較して、第３図３に示すように、
その立上りが時間Ｔ１だけ更に遅れて出力され
る。また、接触容量成分Cyが大きいときのイン
バータ９の出力信号Ｂは、第３図４に示すよう
に、その立上りが時間Ｔ１＋Ｔ２だけ遅れて出力
される。このようにして、CMOSインバータ９
の出力信号Ｂの出力状態に応じて、接触面積に略
比例した値として出力される接触容量成分Cyの
大きさを知ることができるものである。 第４図は、４×４のマトリクス状に配設された
前記タツチ電極３に設定されているXY座標系を
説明するものである。而して、このXY座標系は
更に、図示するように、外周部に位置する12個の
タツチ電極３（記号Ｓ／０，Ｓ／１，Ｓ／２，Ｓ／３，
Ｓ／
４，Ｓ／７，Ｓ／８，Ｓ／Ｂ，Ｓ／Ｃ，Ｓ／Ｄ，Ｓ／Ｅ
，Ｓ／Ｆ
で夫々示すもの）の各中心位置を結ぶ座標面内に
おいて16×16＝256点の座標位置を設定されてい
る。そしてそのXY座標位置は点（０，０）〜
（15，15）により、表現される。 次に第５図、第６図を参照して、第４図のよう
に形成されているXY座標系上の256個の座標位
置を入力する原理を説明する。即ち、本発明の場
合、既に述べたように、前記信号Ｂの立上りの遅
れが前記接触容量成分Cyに比例、即ち、接触面
積に比例することから、前記信号Ｂの遅れ量を後
述するカウンタによつて検出し、そしてその検出
値を演算処理することによつて、現在、人体が接
触している領域の中心座標位置を求めるものであ
る。而して、第５図ａはいま、人の指が記号Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ等で示す複数のタツチ電極３に同
時に接触している状態を示している。またこのと
き、前記カウンタは、各タツチ電極３に対するカ
ウント動作を実行し、その結果、各タツチ電極３
の接触面積に比例したカウント値が夫々検出され
ている。そして、後述する制御部では先ず、これ
らカウント値のなかからその値が最大のタツチ電
極３を求め、（図示の例では信号Ｂで示すタツチ
電極３）、次に、カウント値が最大のタツチ電極
３を中心にしてその上方、下方、右方、左方の各
タツチ電極３（第５図ｂに示すように、記号Ｄ，
Ｅ，Ａ，Ｃで示すタツチ電極３）を選択し、それ
らの各カウント値を用いて斜線で示す現在の接触
領域の中心座標位置が、カウント値が最大のタツ
チ電極３（記号Ｂで示すタツチ電極３）の中心座
標位置からどの方向にどれだけずれているかを算
出し、前記現在の接触領域の中心位置の座標を求
める。この場合、 前記カウント値が最大のタツチ電極３の番号
をKm、 Kmのカウント値をＢ、 Kmの上方のタツチ電極３のカウント値を
Ｄ、 Kmの下方のタツチ電極３のカウント値を
Ｅ、 Kmの左方のタツチ電極３のカウント値を
Ａ、 Kmの右方のタツチ電極３のカウント値を
Ｃ、 とすると、）〜）の５つのカウント値から前
記中心位置の座標がＸ軸、Ｙ軸につき実行される
演算によつて求められる。即ち、第６図は演算の
アルゴリズムを図示したもので、横軸はタツチ電
極３の中心位置（即ち、点ａ，ｂ，ｃは夫々、記
号Ａ，Ｂ，Ｃで示すタツチ電極３の各中心位置を
示している）を示し、縦軸に前記カウント値を示
している。また図中、点Ｓは前記現在の接触領域
の中心位置を示し、そのカウント値をＳとし、而
して点Ｓの座標位置が二等辺三角形の合同により
求められる。 第６図において、直線bcと直線b′c′との交点を
Ｐ１とし、また直線ab上の点ａの左側に、Lc′P
１Ｃ＝La′P２ａとなる点Ｐ２をとる。更に、直
線Ｐ２a′と直線b′c′との交点を点S′とし、またこ
の点S′から直線abに降した垂線との交点を前記
点Ｓとする。而して △SS′P１≡△SS′P２ の関係から、次式(1)が求められ、その結果、式(2)
が得られる。なお、タツチ電極３のピツチ（即
ち、例えば点ａと点ｂ間の距離）をlxとし、ま
た、点Ｓと点ｂ間の距離をdxとする。 Ｂ−Ｃ／lx＝Ｓ−Ｃ／lx＋bx＝Ｓ−Ａ／lx−dx……(1
) dx＝lx／２・Ａ−Ｃ／Ｂ−Ｃ (2) ｙ軸方向についても全く同様であり、式(3)が得
られる。即ち、 dy＝ly／２・Ｄ−Ｅ／Ｂ−Ｅ (3) 茲で、第４図の前記XY座標に式(2)、(3)を適用
すると、次のようになる。即ち、このXY座標
は、点（０，０）〜点（15，15）から成るから、 lx＝ly＝５ (4) となる。 また、16個のタツチ電極３の番号を夫々（5x，
5y）により表わすとすると、ｘ，ｙのとる値は
０，１，２，３の何れかである。いまKm＝
（5xm，5ym）とすると、その座標位置（Ｘ，Ｙ）
は （Ｘ，Ｙ）＝（5xm＋５／２・Ａ−Ｃ／Ｂ−Ｃ、 5ym＋５／２・Ｄ−Ｅ／Ｂ−Ｅ） ……(5) となる。 但し、Kmが端の電極であり、隣接するタツチ
電極３がない場合、即ちxm＝０、xm＝３、ym
＝０、ym＝３のときには夫々、前記カウント値
Ｃ，Ａ，Ｅ，Ｄを夫々「０」に設定する。 以上のようにして、第４図のXY座標系におい
ては、現在の接触領域の中心座標位置が、式(5)を
演算することによつて求められることになる。 次に第７図および第８図を参照して回路構成を
説明する。制御部１１は、この電子腕時計のすべ
ての動作を制御するマイクロプログラムを記憶
し、マイクロ命令AD，DA，0P，NAを並列的
に出力する。而してマイクロ命令ADは，ROM
（リードオンリメモリ）１２およびRAM（ランダ
ムアクセスメモリ）１３に夫々アドレスデータと
して印加される。またマイクロ命令DAは、前記
RAM１３または演算部１４に対しデータとして
印加される。更にマイクロ命名OPは、オペレー
シヨンデコーダ１５に印加され、その結果、該オ
ペレーシヨンデコータ１５は各種制御信号CS1，
CS2，Ｒ／Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを出力する。また、マ
イクロ命令NAはアドレス部１６に印加され、而
してアドレス部１６ではマイクロ命令NAと後述
する信号ｄ，ｅ，16Hzとから次の処理を実行する
マイクロ命令AD，DA，OP，NAを読出すため
のアドレスデータを出力し、制御部１１へ印加す
る。 ROM１２には、数字およびアルフアベツトの
各文字パターンに対する標準ベクトル列（後述）
がデータとして記憶されており、制御信号CS1の
印加時に前記データが読出されて演算部１４へ与
えられる。 RAM１３は、第９図に示すような各種レジス
タを有しており、演算部１４が行なう計時処理、
タイマ処理、文字認識処理等の各種処理時に利用
される。而してＴレジスタは現在時刻記憶用、Ａ
レジスタは、アラーム時刻記憶用、TMレジスタ
は、タイマ時刻記憶用であり、また、その他のレ
ジスタについては後述する。更にRAM１３の他
のエリアには、前記式(5)の演算によつて算出した
座標位置（Ｘ，Ｙ）のデータを記憶するエリア
M1〜M4が第１０図に示すように設けられてい
る。即ち、エリアM1，M2，M3，M4は夫々、タ
ツチ電極３から入力された文字パターンデータの
１ストローク目、２ストローク目、３ストローク
目、４ストローク目の各座標位置データ（Ｘ，
Ｙ）が夫々、最大20づつ書込める。そして演算部
１４における前記文字認識処理時においては、
RAM１４の各エリアM1〜M4に、このようにし
て書込まれたデータから、先ず、各ストロークの
全長（ストローク長）が算出され、次いで各スト
ローク長を６等分して分割した各部のベクトルを
判断してベクトル列を得、更にこのベクトル列を
前記ROM１２内の各文字パターンに対する標準
ベクトル列と比較し、而して最も類似した標準ベ
クトル列の文字パターンを入力された文字パター
ンデータとする処理が実行される。なお、RAM
１３は、制御信号CS2、Ｒ／Ｗによつてデータの
読出し、書込みが行なわれる。 茲で、前記ストローク、ベクトルにつき説明す
る。第１８図はストローク数が１の数字「２」を
タツチ電極３から入力した状態を示すもので、第
１８図Ａに示すように、文字パターンデータ
「２」を入力すると、その座標位置データが上述
したようにしてRAM１３の、この場合は１スト
ローク目であるから、エリアM1に書込まれる。
そして第１８図Ｂに示すように、１ストローク目
のストローク長の算出後、６等分される。そして
第１８図Ｃに示すように、各等分点が始点側から
終点側に向けて直線近似され、第１９図のベクト
ル（０〜７の８種類）にしたがつて、各部のベク
トルが判断され、ベクトル列が算出される。 第２０図、第２１図、第２２図、第２３図は
夫々、ストローク数が１，２，３，４の各文字パ
ターンに対する標準ベクトル列を示し、前記
ROM１２に記憶されている。 第７図にもどつて、演算部１４は、制御信号Ｘ
の制御下に上述した各種演算を実行し、その結果
データをRAM１３、ドツト表示部４、入力部１
７に与える。また、ジヤツジ演算を実行した際に
は、演算結果データ有りを示す信号ｄ、キヤリー
発生を示す信号ｃを夫々出力し、アドレス部１６
に供給し、次アドレスを出力させる。 ドツト表示部４は、制御信号Ｙの制御下に、ア
ラーム時刻になると予め記憶設定されているメツ
セージを一定時間表示したりする。また、入力部
１７は、前記タツチ電極３等から成り、制御信号
Ｚの制御下に、前記カウント値を入力データとし
て出力し、RAM１３、演算部１４に与えて処理
させる。 発振回路１８は、例えば32.768KHzの基準周波
数信号を常時発振し分周回路１９に与える。そし
て、分周回路１９からは、16Hzまで分周された信
号16Hzが出力し、アドレス部１６へ与えられる。
これに応じて1/16秒ごとに１回づつ計時処理フロ
ーが実行される。 次に、第８図により前記入力部１７の構成を具
体的に説明する。デコーダ２１には、文字認識処
理の実行時に、制御部１１が出力する４ビツトの
データａが印加される。このデータａは、第１図
において番号S0〜SFを付しておいた16個のタツ
チ電極Ｔ１〜TFを順次時分割的に指定し、各タ
ツチ電極から対応する信号Ｂ（第３図参照）を順
次出力させるためのものである。即ち、前記デー
タａはデコーダ２１により、デコードされて順次
高電位V_DDレベルの信号として出力される信号
“１”〜“16”に変換され、夫々対応するトラン
スミツシヨンゲートＧ１〜Ｇ１６のゲートに供給
される。また、トランスミツシヨンゲートＧ１〜
Ｇ１６の入力側は対応するタツチ電極Ｔ１〜TF
の出力端子に夫々接続され、更に、トランスミツ
シヨングートＧ１〜Ｇ１６の出力側は共に、第２
図で説明したCMOSインバータ８，９に夫々接
続されている。そしてタイミング信号発生回路２
２が出力する矩形波信号ｃ（この矩形波信号ｃは
第２図において説明した矩形波信号Ａと同一目的
の信号である）がCMOSインバータ８およびア
ンドゲート２３に夫々、ゲート制御信号として印
加されている。また、タイミング信号発生回路２
２は、タウンタ２５に実際のカウント動作を行な
わせるための高周波の信号ｄを出力して、アンド
ゲート２３に印加する。更に、インバータ９の出
力信号（前記信号Ｂ）は、インバータ２４により
反転された信号ｅとしてアンドゲート２３に供給
される。この結果、アンドゲート２３からは前記
信号ｄに同期した信号ｆが出力して、カウンタ２
５のクロツク入力端子CKに印加され、カウント
される。そして、そのカウント値Ｘは、前記
RAM１３、演算部１４に送出される。而してこ
のカウント値Ｘは、既に述べたように、タツチ電
極Ｔ１〜TFの接触容量成分Cyの大きさに比例し
たものとなつている。なお、カウンタ２５のクリ
ア入力端子CLには、各タツチ電極Ｔ１〜TFが時
分割的に順次指定されるその指定終了時に、タイ
ミング信号発生回路２２が出力する信号ｂによつ
て、クリアされ、次のタツチ電極のカウント動作
に備えられる。また、一端が高電位V_DDレベルに
接続され、且つ他端が抵抗２６を介し低電位V_ss
レベルに接続されているACスイツチの出力がト
ランステートバツフア２７を介し、制御部１１へ
AC信号として送出されている。これは、タツチ
電極Ｔ１〜TFの浮遊容量成分Cxは環境の条件に
よつて大きく変化するために、メツセージを入力
する際などには、予め前記ACスイツチをオンし、
これに応じて制御部１１が前記データａを出力し
てタツチ電極Ｔ１〜TFを少なくとも１回、一通
りスキヤンして各浮遊容量成分Cxに対するカウ
ント値を得、RAM１３に、記憶しておために設
けられている。 次に、第１２図ないし第１７図のフローチヤー
トを参照して動作を具体的に説明する。先ず、第
１２図のジエネラルフローを参照して全体動作の
概要を説明する。このジエネラルフローは、第７
図の分周回路１９から信号16Hzが出力するたび
に、即ち、1/16秒ごとに実行開始される。そして
先ず、ステツプS1の計時処理が実行され、演算
部１４は、RAM１３のＴレジスタ内のそれ以前
のデータに対し、所定の演算を行なつて、現在時
刻データを算出する。そして、この現在時刻デー
タは、ドツト表示部４に送出されて表示される。 次に、ステツプS2のタイマ処理が実行される。
このタイマ処理は、後述するフローにおいて一定
時間、何らかの処理を行なう必要があり、TMレ
ジスタに一定時間がプリセツトされている場合
に、この処理の実行ごとに、所定時間が減算され
てゆく。 次にメツセージ設定モードであるか否かの判断
処理がステツプS3において実行される。而して
この判断処理は、メツセージ設定のためのモード
スイツチ（図示略）がオンされたか否かによつて
そのメツセージ設定モードが設定されたか否かを
判断し、「YES」であれば、ステツプS8に進行し
て文字認識処理ルーチンの方向へゆき、他方、
「ON」であれば、ステツプS4の判断処理に進む。
この判断処理は、ALレジスタに予め設定されて
いるアラーム時刻に達したか否かが判断され、
「YES」であれば、ステツプS5に進行し、前記メ
ツセージデータがRAMから読出されて表示さ
れ、また一定時間表示されると、そのことがステ
ツプS6により判断され、ステツプS7によりメツ
セージは表示を消去される。他方、ステツプS4，
S6において何れも「NO」と判断されたときに
は、このジエネラルフローの処理は終了し、他の
処理（図示略）が開始される。 また、ステツプS3においてメツセージ設定モ
ードの設定が判断されてステツプS8に進行した
場合、このステツプS8では、RAM１３内のフラ
グFAが「０」か否かが判断される。而して、文
字認識処理を実行していない通常は「０」にセツ
トされており、したがつて、次にステツプS9に
進行し、フラグFAにデータ「１」がセツトされ、
文字認識処理実行中であることが記憶される。そ
して後述するフローにしたがつて入力部４のタツ
チスイツチＴ１〜TFから座標入力される文字パ
ターンの認識処理が実行され（ステツプS10）、
そして入力されたメツセージデータが、RAM１
３に記憶され（ステツプS11）、更にドツト表示
部４に表示確認され（ステツプS12）のち、フラ
グFAがクリアされて文字認識処理実行状態が解
除される。なお、ステツプS8において、フラグ
FAが「０」でなかつたときには、それ以前に実
行中の処理に復帰する。 第１３図は前記ステツプS10における文字認識
処理の具体的内容を示すフローチヤートである。
即ち、文字認識処理ステツプに入ると、先ず、ス
テツプSAのイニシヤライズ処理が実行される。
このイニシヤライズ処理は、第１４図にその具体
的な内容が示してある。先ず、ステツプSA、に
おいてRAM１３内のフラグＦ１，Ｆ２に共にデ
ータ「１」がセツトされ、またRAM１３内のス
トローク数カウンタＺおよびカウンタｎが共にク
リアされる。次に、ステツプSA2に進行し、AC
スイツチがONされたか否かが判断され、ONさ
れていなければ、他の処理ルーチンに進み、ま
た、ONされた場合にはステツプSEのデータ入力
処理に入る。而して、このデータ入力処理の内容
は、第１５図のフローチヤートに示す２ステツプ
処理から成り、即ち、ACスイツチのONに伴つ
て制御部１１は、第８図のデコーダ２１に対しデ
ータｎ、即ち、タツチ電極Ｔ１〜TFを順次時分
割的に指定するための前記データａを出力しはじ
める。この場合、データａ（データｎ）は「１」
づつインクリメントされてゆくので、データａ
（データｎ）の内容は、第１１図のタイムチヤー
トに示すように、タツチ電極Ｔ１に設定されてい
る番号Ｓ０〜SFと夫々対応したものに変化する。
そして先ず、タツチ電極Ｔ１においてACスイツ
チON後、まだ人体がタツチ電極Ｔ１に触れない
ときの浮遊容量成分Cxがカウンタ２５のカウン
ト値Ｘとして求められる。即ち、デコーダ２１か
ら高電位V_DDの信号“１”が出力してトランスミ
ツシヨンゲートＧ１に印加され開成される。この
ため、タツチ電極Ｔ１のそのときの浮遊容量成分
Cxの大きさに応じて、矩形波信号Ｃの立上りか
ら遅れて立下る信号ｅがタツチ電極T₁の出力と
してインバータ２４から出力し、アンドゲート２
３に入力する。この結果、第１１図にみられるよ
うに、矩形波信号Ｃと信号ｅが共に、高電位V_DD
レベルの間だけアンドゲート２３が開成されて信
号ｄに同期した信号ｆが出力し、カウンタ２５の
クロツク入力端子CKに印加されて計数され、カ
ウント値Ｘとされる（ステツプSE2）。次にステ
ツプSA3に進行し、タツチ電極Ｔ１の前記カウン
ト値X1（いま、データｎが「１」であるからX1
と記す）に一定値ξを加算した結果データが、
RAM１３のYnレジスタ（ｎ＝Ｓ１の第９図に示
すレジスタ）に書込まれる。この処理は、浮遊容
量成分Cxのふらつき、カウンタ３５の係数誤差
等を考慮し、ξ＝２〜３に設定しておいて、浮遊
容量成分をやや大きめの値としておくために実行
される。 次に、ステツプSA4にゆき、データｎがSFか
否か、つまり、タツチ電極Ｔ１〜TFまで一通り、
各浮遊容量成分Cxを検出したか否かが判断され
たのち、ステツプSA5に進み、データｎが＋１さ
れて「２」となり、タツチ電極Ｔ２の浮遊容量成
分Cxの検出を開始する。而して以後の処理はタ
ツチ電極Ｔ１のときと全く同様であり、ステツプ
SE、SA3〜SA5が更に15回繰返され、この結果、
RAM１３内のXS１〜XSFレジスタには夫々、
ACスイツチON後、まだ人体がタツチ電極Ｔ１
〜TFに触れないときの各浮遊容量成分Cxが記憶
され、また対応するYS１〜YSFレジスタには、
一定値ξを加算した前記浮遊容量成分Cxの補正
値が、記憶される。 前記イニシヤライズ処理SAが終了すると、次
もステツプSBのタツチ処理に進行する。而して
このタツチ処理の詳細は、第１６図のフローチヤ
ートに示している。先ず、ステツプSB1では、
RAM１３内のＭレジスタがクリアされ、また、
カウンタｎがリセツトされる。次に、前記ステツ
プSEのデータ入力処理が同様に実行されるが、
この場合は、タツチ電極Ｔ１〜TFの前記XY座
標上を指などの人体で触れて、例えば第１８図に
示すように、数字「２」の文字パターンを入力し
たときの各タツチ電極Ｔ１〜TFの浮遊容量成分
Cx、接触容量成分Cyの合成容量にもとづくカウ
ント値Ｘが検出される。そして、このときの第８
図の動作は、前述したことと同じであるから説明
を省略するが、先ず、タツチ電極Ｔ１のカウント
値X1（ｎ＝１のとき）が検出されると、ステツプ
SB2に進行し、X1〜Y1の演算が実行される。即
ち、浮遊容量成分Cxと接触容量成分Cyの合成容
量にもとづくカウント値X1から浮遊容量成分Cx
にもとづくカウント値Y1（いま、補正値として
Y1レジスタ、即ち、YS１レジスタに保持されて
いる）を減算した結果データ、換言すれば、接触
容量成分Cyのみにもとづくカウント値が算出さ
れて、第９図のＴ１レジスタ（TS１〜TSFで示
す）に書込まれる。 次にステツプSB3では、Ｔ１レジスタのデータ
がＭレジスタのデータ（いま「０」）より大か否
かの判断処理が実行され、大であるからステツプ
SB4に進行し、Ｔ１レジスタ内のデータがＭレジ
スタに転送保持され、またカウンタｎのデータ
（いまｎ＝１）がｍレジスタに転送保持される。
而して、このステツプSB3，SB4の各処理は順次
検出されるタツチ電極Ｔ１〜TFの接触容量成分
Cyのみにもとづくカウント値のうち、最大のも
のを求める処理であり、即ち、前記接触容量成分
Cyが最大のタツチ電極を検出するためのもので
ある。 次にステツプSB5では、タツチ電極Ｔ１〜TF
が一通り検出されたか否かが判断され、カウンタ
ｎは＋１されてタツチ電極T2の検出が開始され
る。そして以後、ステツプSE，SB2〜SB6が更
に15回繰返され、タツチ電極Ｔ１〜TFに対する
一通りのタツチ処理が完了する。而してこの間
に、ステツプSB3，SB4の実行により、今回のタ
ツチ処理の結果検出された、接触容量成分Cyが
最大のタツチ電極の番号がｍレジスタに記憶され
ていると共に、その最大の接触容量成分Cyに対
するカウント値がＭレジスタに記憶されているこ
とになる。 前記タツチ処理が終了すると、ステツプSC1に
進行し、Ｍレジスタのデータが「０」より大か否
かが判断される。即ち、人体が何れかのタツチ電
極Ｔ１〜TFに既に触れたか否かの判断処理であ
り、文字パターンが入力されて人体が触れていれ
ば既に述べたように、Ｍレジスタのデータは、
「０」なり大であり、したがつて、ステツプSC2
に進行する。そしてステツプSC2では、フラグＦ
１が「１」か否かが判断され、而して「１」とな
つているからステツプSC3に進行し、前記TMレ
ジスタに一定時間がプリセツトされ、タイマがス
タートされる。これはTMレジスタに設定された
一定時間内に入力された文字パターンを一文字と
するための処理である。次にステツプSC4に進行
し、フラグＦ１がクリアされる。そしてステツプ
SC5に進行し、フラグＦ２が「１」か否かが判断
され、いま「１」であるため、ステツプSC6に進
行してストローク数カウンタＺが＋１されて
「１」となり、第１ストローク目を示す内容とな
る。次にステツプSC7によりフラグＦ２がクリア
され、次いでステツプSDのキーイン処理に入る。
而してこのキーイン処理は、第１７図のフローチ
ヤートに、その詳細を示している。 このキーイン処理では、先ず、ステツプSD1の
処理により、前記ｍレジスタに記憶保持されてい
る接触容量成分Cyが最大のタツチ電極の番号
（Ｓ０〜SF）が座標（xm，ym）に変換される。
而してこの座標は、第４図のXY座標系におい
て、xm＝０、１、２、３、ym＝０、１、２、３
の各整数値で表現されるものであり、例えば、Ｓ
０のタツチ電極Ｔ１の座標は（３，３）である。
なお、この座標（xm，ym）は、RAM１３内の
xmレジスタ、ymレジスタに夫々記憶される。 次にステツプSD2に進行し、xmが「０」か否
か、即ち、第４図において、右端の番号がＳ３，
Ｓ７，SB，SFのタツチ電極Ｔ３，Ｔ７，TB，
TFか否かが判断され、そうであれば式(5)にもと
づいて座標を求めるに際しての補正処理がステツ
プSD3において行われる。即ち、RAM１３内の
Ｃレジスタがクリアされ（即ち、右方のタツチ電
極の接触容量成分は「０」である）、またＡレジ
スタには番号が夫々Ｓ２，Ｓ６，SA，SE，のタ
ツチ電極Ｔ２，Ｔ６，TA，TEに対して求めら
れているTS１〜TSFレジスタ内の各データが転
送される。 他方、ステツプSD2においてXmのデータが
「０」でないときには、ステツプSD4に進行し、
更に、Xmが「３」か否か、即ち、第４図におい
て左端の、番号がＳ０，Ｓ４，Ｓ８，SCのタツ
チ電極Ｔ０，Ｔ４，Ｔ８，Tcか否かが判断され、
そうであれば式(5)の補正のために、Ａレジスタが
クリアされ、（即ち、左方のタツチ電極の接触容
量成分は「０」である）、また、Ｃレジスタには、
番号がＳ１，Ｓ５，Ｓ９，SDのタツチ電極Ｔ１，
Ｔ５，Ｔ９，TDに対して求められているTS１
〜TSFレジスタ内のデータが転送される。 更にXmのデータが「３」でないときには、今
回検出された接触容量成分Cyが最大のタツチ電
極は真中の、番号がＳ５，Ｓ６，Ｓ９，SAのタ
ツチ電極Ｔ５，Ｔ６，Ｔ９，TAの何れか１つで
あり、したがつてその場合には、ステツプSD6の
処理によりＡレジスタには、番号がＳ４，Ｓ５，
Ｓ８，Ｓ９のタツチ電極Ｔ４，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ９
に対し求められているTS１〜TSFレジスタ内の
データが転送され、また、Ｃレジスタには、番号
Ｓ６，Ｓ７，SA，SBのタツチ電極Ｔ６，Ｔ７，
TA，TBに対し求められているTS１〜TSFレジ
スタ内のデータが転送される。 以上は、前記式(5)によつて現在の接触領域の中
心座標を求めるに際してＸ軸方向の補正を行なう
処理であるが、次のにステツプSD7〜SD11の各
ステツプの処理はＹ軸方向の補正を行なう処理で
ある。そして、ステツプSD7，SD8，SD9，
SD10，SD11は夫々、前記ステツプSD2，SD3，
SD4，SD5，SD6と夫々対応しており、自明であ
るからその詳細説明は省略する。 以上の各処理が終了すると、ステツプSD12の
式(5)の演算処理が実行され、現在の接触領域の中
心座標（xs，xs）が求められてRAM１３内のxs
レジスタ、ysレジスタに夫々一時記憶される。こ
の場合、いま、最大接触容量成分のデータは、Ｍ
レジスタに格納されているため、前記ステツプ
SD12では、データＢの替りに、データＭと記載
している。また、データＳは０〜19の値をとる
（第１０図のRAM１３参照）。 このようにして、前記中心座標（xs，ys）が
求められると、次にステツプSD13に進行し、今
回の座標（xs，ys）が前回の座標（xs−１、ys
−１）と一致するか否か、即ち、指が１個所に停
つて中心座標が変化していないかどうかが判断さ
れ、変化していれば、ステツプSD14に進行し、
第１０図に示すRAM１３の１ストローク目のエ
リアM1の０番地に前記座標（xs，ys）が記憶さ
れる。そしてRAM１３内のＳレジスタが＋１さ
れて「１」となる。他方、ステツプSD13におい
て、中心座標が変化していないことが判断される
と、直ちにステツプSBのタツチ処理に復帰する。 以上で、入力された文字パターンデータの１ス
トローク目の１番地の中心座標が求められたこと
になり、而してタツチ電極Ｔ１〜TFから指が離
れるまで、ステツプSB、SC1〜SC7、SDの処理
が繰返され、この間に前記データＳは、２〜19ま
で１づつ変化し、最大19個の中心座標（xs，ys）
が前記エリアM1の１〜19番地に書込まれる。ま
た、２ストロークの文字（例えば「４」）、３スト
ロークの文字（例えば「Ｆ」）、４ストロークの文
字（例えば「Ｅ」）の２ストローク目、３ストロ
ーク目、４ストローク目についても、各文字が前
記TMレジスタに設定されたタイマ時間内に入力
された場合には同様に、RAM１３内のエリア
M2，M3，M4の０〜20番地に夫々最大20の中心
座標（xs，ys）が書込まれる。 一方、前記ステツプSAのイニシヤライズ処理
実行後、ステツプSBのタツチ処理が実行された
が、次のステツプSC1で、まだ人体がタツチ電極
Ｔ１〜TFに触れていないために、Ｍ＞０でない
ことが判別された場合、ステツプSC8に進行し、
フラグＦ１が「１」か否かが判断される。而して
既にイニシヤライズ処理で「１」に設定されてい
るため、ステツプSBのタツチ処理に復帰する。
そして、人体が触れるまで、ステツプSB，SC1，
SC8，SB，……が繰返される。 また、ステツプSC8でフラグＦ１が万一、「１」
でないときには、ステツプSC9に進行し、フラグ
Ｆ２が「０」か否かが判断される。而して「０」
でなければ、ステツプSC11にジヤンプし、他方、
「０」であればステツプSC10によりフラグＦ２を
「１」に設定したのち、ステツプSC11に進む。ス
テツプSC11では、前記タイマ時間が経過したか
否かが判断され、経過していなければ、ステツプ
SC12に進む。 前記タイマ時間内に文字パターンが入力された
のち、ステツプSC12に進行した場合、このステ
ツプSC12ではフラグＦ１が「１」にされる。そ
して、ステツプSC13に進行するが、例えばいま、
第１８図に示すように、全体が１ストロークの数
字「２」を入力したことにすると、その１ストロ
ーク分の中心座標（xs，ys）が最大20、RAM１
３のエリアM1に既に記憶されている。このため、
ステツプSC１３では各中心座標（xs，ys）を追
跡して１ストローク目の長さ、即ち、ストローク
長が算出される。そしてステツプSC₁₄では、算
出されたストローク長を、第１８図Ｂに示すよう
に、６等分に分割して分割点の座標を決定する。
次にステツプSC15では第１８図Ｃに示すように、
始点と分割点、分割点と分割点、分割点と終点と
を結んで、第１９図のベクトル図にしたがい、６
つの分割部の各ベルトを決定し、ベクトル列を得
る。而して第１８図Ｃの列で得られるベクトル列
は、「175570」である。 次にステツプSC16では、前記ベクトル列を
ROM１２内の標準ベクトル列と比較する。この
場合、１ストロークの文字であるから第２０図の
各文字の標準ベクトルに対し、各成分の方向差を
夫々求めたのち、その方向差の和を求める。即
ち、標準ベクトル列の成分を「a1a2a3a4a5a6」、
検出されたベクトル列の成分を「b1b2b3b4b5b6」
とすると、まず各成分の差（a1−b1）、（a2−b2）
……（a6−b6）を求める。この結果として−７
〜＋７の値が求められるが、−４〜＋４の場合は、
その絶対値を方向差とし、−７〜−５の場合は１
〜３に変換した値を、＋５〜＋７の場合は３〜１
に変換した値を方向差として、これら６個の方向
差の和を求める。 例えば、第２０図の標準ベクトルのうち、文字
「０」の標準ベクトル列「467012」を例にすると、
前記ベクトル列「175570」との間で、４−１＝
３、６−７＝−１、７−５＝２、０−５＝−５、
１−７＝−６、２−０＝２の各演算後、方向差
３、１、２、３、２、２を求め、３＋１＋２＋３
＋２＋２＝13の方向差の和が求められる。而して
他の文字「０」、「１」、「２」、……についても同
様である。そしてステツプSC17では、上述のよ
うにして求められた方向差の和のなかからその値
が最小のものが抽出されて、その文字が入力され
た文字として判別される。次いでステツプSC18
では、ステツプSC17で複数の文字が類似文字と
して出力されたか否かが判別され、若しも複数の
文字が出力されたときには、更にステツプSC19
に進行し、入力文字につき詳細な特性が確認判別
される。この場合、入力文字が類似文字と判別さ
れる例は、例えば、第２４図に示すように、文字
「Ｐ」と「Ｄ」、「Ｉ」と「Ｆ」、……であるが、例
えば「Ｐ」と「Ｄ」の場合、１ストローク目と２
ストローク目との終点間の距離の大小関係等を比
較してその判別が行われる。この結果、複数の類
似文字の中から１つの文字が抽出され、（ステツ
プSC20）、入力された文字パターンとして、その
文字がドツト表示部４に表示され、またメツセー
ジデータとしてRAM１３に記憶される。 他方、ステツプSC18で差の和の最小の文字が
１つであつたときには、直ちにその文字が入力文
字とされる。また、前記ステツプSC13〜SC17の
各処理は全体のストローク数が２，３，４のもの
においては、第２ストローク目、第３ストローク
目、第４ストローク目についても、第１ストロー
ク目の処理同様な処理が実行されることは勿論で
ある。 猶、前記実施例では４×４のマトリクス状に
XY座標系に沿つて配列した16個のタツチ電極を
用いたが、タツチ電極の数は16に限らず、任意で
ある。またXY座標系は16×16のマトリクス状に
配列した256個の点により構成したが、このXY
座標系の規模も前記実施例に限定されるものでは
ない。更に、前記実施例では入力する文字のスト
ローク数を最大４までの数字、アルフアベツトと
したが、このストローク数は任意であり、また文
字の種類もカタカナ、ヒラガナ、漢字、記号、更
には任意の図形であつてもよい。またストローク
長を６等分したが、この分割数も６に限らず任意
である。更に電子腕時計に限らず、他の電子機器
に対してもこの発明を適用可能である。 〔発明の効果〕 この発明は、以上説明したように、XY座標系
上に複数のタツチ電極をマトリクス状に配設し、
文字パターンの入力に際して指などの人体が前記
複数のタツチ電極に接触した際の各タツチ電極の
接触容量成分を検出し、而して検出した接触容量
成分の値が最大であるタツチ電極の接触容量成分
と隣接するタツチ電極の接触容量成分とから、人
体接触座標位置を検出し記憶するようにした座標
入力装置を提供したから、小型の電子機器、例え
ば電子腕時計のようなものにおいても文字、図形
等の文字パターン座標入力が容易に且つ高精度に
行なえ、種々の応用が行えるようになる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は
同例の電子腕時計の外観図、第２図はこの発明の
基本原理を示す構成図、第３図はそのタイムチヤ
ートを示す図、第４図はXY座標系の構成図、第
５図はタツチ電極３への人体の接触状態の例とそ
の最大接触容量成分のタツチ電極３を中心に抽出
した４個のタツチ電極３を示す図、第６図は人体
接触領域の中心座標を求める演算のアルゴリズム
を説明する図、第７図は全体の回路構成図、第８
図は入力部１７の具体的回路図、第９図、第１０
図は夫々、RAM１３の構成を概念的に示す図、
第１１図は前記入力部１７の動作を説明するタイ
ムチヤートを示す図、第１２図ないし第１７図は
動作を説明するフローチヤートの図、第１８図は
数字「２」の場合においてそのベクトル列を得る
動作を説明する図、第１９図はベクトルの説明
図、第２０図、第２１図、第２２図、第２３図は
夫々、ストローク数が夫々１、２、３、４の文字
パターンの標準ベクトル列を示す図、第２４図は
類似文字パターンの例を示す図である。 １……時計ケース、２……表面ガラス、３，Ｔ
１〜TF……タツチ電極、４……ドツト表示部、
Cx……浮遊容量成分、CY……接触容量成分、
８，９……CMOSインバータ、１１……制御部、
１２……ROM、１３……RAM、１４……演算
部、１５……オペレーシヨンデコーダ、１６……
アドレス部、１７……入力部、１８……発振回
路、１９……分周回路、２１……デコーダ、２２
……タイミング信号発生回路、２３……アンドゲ
ート、２４……CMOSインバータ、２５……カ
ウンタ、Ｇ１〜Ｇ１６……トランスミツシヨンゲ
ート、AC……ACスイツチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ マトリツクス状に配設されている複数のタツ
   チ電極と、 この複数のタツチ電極のうち少なくとも２つ以
   上のタツチ電極に同時に人体が接触した際の接触
   容量成分を夫々検出する接触容量成分検出手段
   と、 この接触容量成分検出手段によつて検出された
   各タツチ電極の接触容量成分のうちその値が最大
   のタツチ電極を判別する最大接触容量成分タツチ
   電極判別手段と、 この最大接触容量成分タツチ電極判別手段で判
   別された最大接触容量成分タツチ電極の接触容量
   成分とこの最大接触容量成分タツチ電極に隣接す
   るタツチ電極の接触容量成分との比から人体が接
   触した領域のうちの中心の位置に応じた座標デー
   タを得る座標位置検出手段と、 この中心座標位置検出手段で求められた前記座
   標データを記憶する記憶手段と、 を具備したことを特徴とする座標入力装置。