JPH079641B2

JPH079641B2 - 光学的入力装置付小型電子機器

Info

Publication number: JPH079641B2
Application number: JP60044659A
Authority: JP
Inventors: 健一谷内; 保雄黒木
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1985-03-08
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPS61204585A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、光センサを備えた電子時計、小型電子式計
算機などの光学的入力装置付小型電子機器に関する。

〔発明の背景〕

近年、電子時計等においては、外部入力スイッチとして
機械的な押釦スイッチの代わりに、光センサーを用い、
この光センサーに入射される光を指等で遮ることにより
スイッチングを行なう光学的入力装置が考えられてい
る。

しかしながら、この種の光学的入力装置付電子時計にあ
っては、光学的入力装置を設ける為に時計ケース前面に
その取付スペースを必要とし、その結果、特に計算機能
付電子腕時計のように小さな前面スペースに表示装置の
他、多数のキーを設けなければならないものにあっては
実装上極めて困難であった。

〔発明の目的〕

この発明は上述した事情を背景になされたもので、その
目的とするところは、光センサーと表示装置とを重ね合
せてなる積層構造が可能となり、その結果、電子腕時計
や小型電子式計算機などの外部入力手段として最適な光
学的入力装置付小型電子機器を提供することにある。

〔発明の要点〕

この発明は上述した目的を達成するために、光センサー
の前面に光透過型表示装置を設け、この表示装置を構成
する複数の表示素子を選択的に駆動させて情報を表示さ
せる他、入力時には複数の表示素子を選択的に駆動させ
ながら光センサーの出力を検出することによって入力情
報を得る入力装置として兼用するようにした点を要旨と
するものである。

〔実施例の構成〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第11図を参照して
具体的に説明する。本実施例は計算機能付電子腕時計に
適用したもので、第２図はその要部断面図である。時計
ケース１の上面開口部には液晶表示装置２を覆う透明な
保護ガラス３が圧入固定されている。この保護ガラス３
の上面にはタッチスイッチを構成する透明電極４が形成
されている。この透明電極４は表示装置２に略対応する
大きさに形成され、この透明電極４に指等の人体が接触
したことを検出してスイッチングを行うようになってい
る。即ち、本実施例のタッチスイッチ装置は、時計ケー
ス１を一方の電極として使用し、時計ケース１（裏蓋）
に人体が接触している状態において、透明電極４を人体
で触れることによって人体抵抗を介して時計ケース１と
透明電極４が導通することを検出する抵抗型のタッチス
イッチ装置である。また、液晶表示装置２の下方にはそ
の表示画面領域に略対応する大きさに形成された一枚の
光センサー５が設けられている。この光センサー５は光
学的入力装置を構成するもので、光センサーとしては単
結晶シリコンフォトトランジスタ、アモレファス（非晶
質）シリコンフォトトランジスタ、アモルファスフォー
トコンセル等で構成することが考えられ、そして、その
出力は受光量に応じて電圧、電流、抵抗値等の変化とし
て得られるが、本実施例においては、光センサー５をア
モルファスシリコン半導体で構成している。なお、光セ
ンサー５はLSI（大規模集積回路）が塔載されている回
路基板に電気的に接続されている。

液晶表示装置２は光センサー５の前面に配設されたもの
で、保護ガラス３からの外部光を透過して光センサー５
に導く光透過型液晶表示装置であり、本実施例における
液晶表示装置２はDSM型（動的散乱モード型）で、通常
時、即ち、無電界時あるいは弱い電界印加時には光の透
過率に優れ、外部光を効率良く光センサー５の上面側に
伝達でき、また一定以上の電界印加時には液晶分子に動
的散乱状態を生じさせて白濁し、外部光を遮蔽して光セ
ンサー５の上面に外部光が当らないようにするものであ
る。また、液晶表示装置２はドットマトリックス表示方
式で駆動される電極構造を成し、第４図に示す如く、そ
の横方向には28本の列電極2A₁〜2A₂₈が配設され、また
縦方向には28本の行電極2B₁〜2B₂₈が配設されており、
表示画面全体としては28×28ドット構成となっている。
そして、液晶表示装置２は28×28ドットの画素がマトリ
ックス駆動されることによって数字、アルファベット文
字等を表示するデータ表示部として機能する他、その下
方に配置された光センサー５と共に光学的入力装置とし
て機能する。ここで、液晶表示装置２が光学的入力装置
として機能する場合においては、28×28ドットの液晶表
示装置２は設定モードに応じて１画素が４×４ドットの
大きさ、したがって表示画面全体として７×７ドットの
マトリックスとして動作するか、１画素が２×２ドット
の大きさ、したがって表示画面全体として14×14ドット
のマトリックスとして動作する。このように液晶表示装
置２が光学的入力装置として機能する場合、表示画面全
体として７×７ドットまたは14×14ドットに対応する所
謂光学的シャッタが構成されこれをXY座標系に沿う７×
７＝49、または14×14＝196の座標位置に対応させ、保
護ガラス３上に手書された文字パターンを光学的に検出
することによってその座標位置を入力し、これを認識し
て入力文字とするようになっている。

次に、この電子時計の回路構成を第１図、第３図、第４
図を参照して説明する。この電子時計はマイクロプログ
ラム制御方式で動作するもので、ROM（リード・オンリ
・メモリ）で構成された制御部11は、この電子時計の全
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,OP,NAを並列的に出力する。マイクロ命
令ADはRAM（ランダム・アクセス・メモリ）12にアドレ
スデータとして入力される。また、マイクロ命令DAは演
算部13に数値データとして入力される。また、マイクロ
命令OPはオペレーションデコーダ15に入力されるデータ
で、オペレーションデコーダ15はこれを解読することに
より各種の制御信号a,b,c,d₁〜d₅，g_x，g_yを出力する。
更に、マイクロ命令NAはアドレス部16に入力され、アド
レス部16はこれに応じて制御部11から次の処理に必要な
マイクロ命令を出力させるためのネクストアドレスデー
タを制御部11に与える。

RAM12は置数レジスタ、演算レジスタ等を有する構成
で、計時処理、キー入力処理、演算処理等において利用
され、オペレーションデコーダ15からの制御信号d₁によ
ってデータの書き込みこおび読み出し動作を実行する。
演算部13は制御信号d₂に基づいて上記計時処理、キー入
力処理、演算処理等を実行するもので、その結果データ
はRAM12に送られてその指定アドレス領域に書き込まれ
ると共に、表示部17およびスイッチ入力部14に送られ
る。この場合、スイッチ入力部14は、時計モード、計算
機モード、データバンクモードをサイクリックに切換え
るモード切換スイッチS_m、上記データバンクモードにお
いてデータの読み出しモード／書き込みモードに切換え
る読出し／書込み切換スイッチS_R/W、上記データバンク
モードにおいてページを変更するページ変更スイッチS_P
を有し、これら各スイッチは押釦スイッチで時計の両側
部に備えられている。しかして、スイッチ入力部14は制
御信号d₃に基づいて操作スイッチに対応するキーコード
を出力して演算部13に与える。また、演算部13にはタッ
チスイッチ部18から制御信号d₄に応じて出力されるタッ
チ入力信号ｔおよび光センサー部19から制御信号d₅に応
じて出力される受光量に応じた検出データｘが入力され
る。表示部17は液晶表示装置２の他その駆動回路を有す
る構成で、制御信号a,b,c,g_x，g_yに応じてその表示動作
が制御されるようになっている。而して、演算部13はジ
ャッジ演算を実行した際には、その演算結果のデータ有
無を示す信号ｅ、キャリー発生有無を示す信号ｆを夫々
出力してアドレス部16に与え、アドレス変換を行う。ま
た、アドレス部16には発振回路28からの基準クロック信
号が分周回路21で分周されることにより得られた16H_zの
信号が入力されており、この16H_zの信号にしたがって1/
16秒毎に１回ずつ割込みで計時処理を実行させる。

次に、第３図を参照してタッチスイッチ部18、光センサ
ー部19の構成を説明する。先ず、タッチスイッチ部18に
おいて、タッチスイッチTSは上述した如く、一方の電極
である透明電極４と他方の電極である裏蓋（時計ケース
１）とで構成され、その一方の電極は高電位V_DD（理論
値“1"）側に接続され、また他方の電極は抵抗Ｒを介し
て低電位V_SS（理論値“0"）側に接続されていると共にC
MOSインバータINの入力側に接続されている。而して、
タッチスイッチTSを構成する両電極を人体で接触しない
ときにはCMOSインバータINの入力側は低電位V_SS、した
がってその出力は“1"、また両電極を接触したときには
CMOSインバータINの出力は“0"となる。このCMOSインバ
ータINの出力がトランスファゲートＧを介してタッチ入
力信号として送出される。なお、トランスファゲートＧ
の出力は通常、ハイインピーダンスに保たれており、制
御信号d₄が印加された時のみ入力信号を出力するもので
ある。一方、光センサー部19において、光センサー５の
入力側は高電位V_DD側に接続され、この光センサー５の
出力はA/D（アナログ／デジタル）変換回路19−１に入
力される。このA/D変換回路19−１は光センサー５の電
流値をデジタル値に変換するもので、このA/D変換回路1
9−１の出力はデジタル量のデータＸとして送出され
る。なお、A/D変換回路19−１は制御信号d₅にしたがっ
て動作する。

第４図は表示部17の構成を示している。液晶表示装置２
を構成する28本の列電極2A₁〜2A₂₈は、デコーダドライ
バX_a及びX_bの出力端子X₁〜X₂₈に接続され、また28本の
行電極2B₁〜2B₂₈は、デコーダドライバY_a及びY_bの出力
端子Y₁〜Y₂₈に接続されている。ここで、デコーダドラ
イバX_a，Y_aには制御信号ａが入力され、またデコーダド
ライバX_b，Y_bには制御信号ｂが入力されている。制御信
号ａは計算機モードの文字入力処理の時に出力される信
号で、デコーダドライバX_a，Y_aを動作させる。また、制
御信号ｂはデータバンクモードでの書き込みモードの文
字入力処理の時に出力される信号で、デコーダドライバ
X_b，Y_bを動作させる。そして、デコーダドライバX_a，X_b
には演算部13からデータm₁が制御信号g_xにより開成され
るゲートG₁，G₂を介して供給され、またデコーダドライ
バY_a，Y_bには演算部13からデータm₂が制御信号g_yにより
開成されるゲートG₃，G₄を介して供給される。ここで、
計算機モードで動作するデコーダドライバX_a，Y_aに供給
されるデータm₁，m₂は夫々「０」〜「６」までの数値デ
ータで、デコーダドライバX_a，Y_aはこれを解読すること
によって４ビットずつ非駆動信号を順次並列出力し、そ
の他の全てに駆動信号が出力する。即ち、第５図はデコ
ーダドライバX_a，Y_aの駆動信号が出力される端子を示し
たもので、データm₁が例えば「０」のときには端子X₁〜
X₄から非駆動信号が出力され、その他の全ての端子X₅〜
X₂₈からは夫々駆動信号が出力される。また、データm₂
が例えば「０」のときには端子Y₁〜Y₄から非駆動信号が
出力され、その他の全ての端子Y₅〜Y₂₈からは夫々駆動
信号が出力される。したがって、液晶表示装置２は計算
機モードにおいて、第５図に示すように駆動される結
果、４×４ドットの大きさの各画素が７×７のマトリッ
クスとして時分割的に動作するようになる。

また、データバンクの書き込みモードで動作するデコー
ダドライバX_b，Y_bに供給されるm₁，m₂は夫々「０」〜
「13」までの数値データで、デコーダドライバX_b，Y_bは
これを解読することによって２ビットずつ非駆動信号を
順次並列出力し、その他の全てに駆動信号を出力する。
即ち、第６図はデコーダX_b，Y_bドライバの駆動信号の出
力される端子を示したもので、データm₁が例えば「０」
のときには端子X₁，X₂から非駆動信号が出力され、その
他の全ての端子X₃〜X₂₈からは夫々駆動信号が出力され
る。また、データm₂が例えば「０」のときには端子Y₁，
Y₂から非駆動信号が出力され、その他の全ての端子Y₃〜
Y₂₈からは夫々駆動信号が出力される。したがって、液
晶表示装置２はデータバンクの書き込みモードにおい
て、第６図に示すように駆動される結果、２×２ドット
の大きさの各画素が14×14のマトリックスとして時分割
的に動作するようになる。

即ち、28×28ドットの液晶表示装置２は、計算機モード
ではデコーダドライバX_a，Y_aの出力に応じて７×７のマ
トリックスで動作（低分解能で動作）し、またデータバ
ンクの書き込みモードではデコーダドライバX_b，Y_bの出
力に応じて14×14のマトリックスで動作（高分解能で動
作）するもので、時分割的に各画素を１つずつ順次非駆
動状態、他の全ての画素を駆動状態とすることで、択一
的に順次非駆動状態となる画素だけが光の透過を許容
し、他の全ての画素では光を遮蔽する。

一方、演算部13からの表示データは、表示駆動回路17−
１で表示駆動信号に変換され、液晶表示装置２に送られ
る。この場合、液晶駆動回路17−１は制御信号Ｃにした
がって動作し、制御信号Ｃは上記制御信号a,bが出力さ
れている時以外に出力される信号で、液晶表示部２をデ
ータ表示部として機能させる。

第７図はRAM12の一部の構成を示している。このRAM12に
は置数、表示、演算用等の各種のレジスタの他、データ
バンクメモリ等が設けられている。ここで、Ｔレジスタ
は現在時刻データが記憶される計時レジスタである。F_M
レジスタはモード切換スイッチS_mに応じて切換えられる
時計モード、計算機モード、データバンクモードを指定
する為のモードフラグが記憶されるモードレジスタであ
る。F_mはデータバンクモードの読出し／書込み切換スイ
ッチS_R/Wに応じたモードフラグが記憶されるモードレジ
スタである。更にＰレジスタはデータバンクメモリのペ
ージ数を記憶するページレジスタである。Ａレジスタは
液晶表示装置２を上述した低分解能で動作させるか、高
分解能で動作させる場合のデータが記憶されるレジスタ
である。また、Ｚレジスタは光学的入力装置から手書入
力された文字のストローク数をカウントするストローク
カウンタである。更に、後述する文字入力処理や座標入
力処理に利用されるF_a，F_b，F_cレジスタ、m₁，n₂レジス
タ、ｎ′₁,n′₂レジスタ、M,xレジスタ、m₁，m₂レジス
タがRAM12に設けられている。

〔実施例の動作〕

先ず、第８図のジェネラルフローを参照して全体動作の
概要について説明する。このジェネラルフローは分周回
路21から16H_zの信号が出力される毎に、即ち1/16秒毎に
実行開始される。先ず、ステップS₁の計時処理が実行さ
れ、演算部13はRAM12内のＴレジスタから読み出した計
時データに所定単位データを加算して現在時刻を求め、
これをRAM12内のＴレジスタに転送して新たな計時デー
タとして記憶させる。このような計時処理が終ると、モ
ード切換スイッチS_mの操作状態が検出され（ステップ
S₂）、いま、スイッチS_mが操作されたものとすると、そ
の操作状態に応じてRAM12内のF_Mレジスタ内のモードフ
ラグが書き換えられる（ステップS₃）。ここで、時計モ
ードにおいてはそのことがステップS₄で検出され、上述
の計時処理で得られた計時データに対する時刻表示処理
（ステップS₅）が実行されたのち、待機状態（HALT）と
なる。なお、ステップS₅においては、表示部17に制御信
号Ｃが送られ、これによって表示駆動回路17−１が動作
し、その結果、液晶表示装置２は表示駆動回路17−１の
出力にしたがって28×28ドットでマトリックス駆動さ
れ、例えば、第11図ａに示す如く、日付（９月05日）と
共に時刻（12時30分）がデジタル表示される。

一方、時計モード以外のモードであるとステップS₄で判
断されると、ステップS₆に進み、計算機モードかが判断
される。いま、計算機モードであれば、先ず、表示処理
（ステップS₇）が実行される。いま、計算機モードの切
換え時であって、何んらデータを入力していない初期状
態にあっては、数字「０」が表示される（第11図ｂ参
照）。なお、第11図CRは計算機モードにおける液晶表示
装置２の駆動状態を示している。しかして、計算機モー
ドにおいては、液晶表示装置２を光センサー５と共に光
学的入力装置として機能させる場合に、７×７のマトリ
ックスとして動作させるため、Ａレジスタに数値データ
「６」がセットされる（ステップS₈）。このように計算
機モードで液晶表示装置２を低分解能の７×７のマトリ
ックスとして動作させるのは、計算機モードで入力可能
なデータが「０〜９」の数字、「＋，−，×，÷」のフ
ァンクション記号であり、比較的簡単なデータしか入力
されないためである。しかして、次のステップS₉では保
護ガラス３上に手書入力された文字パターンを光学的に
検出して入力文字とする文字入力処理（第９図のフロ
ー）が実行される。このようにして入力された文字デー
タに応じて次のステップS₁₀では入力データが数字であ
れば置数処理、ファンクション記号であれば演算処理が
実行され、次で、置数データ或いは演算結果データに対
する表示処理（ステップS₁₁）が実行される。この表示
処理（ステップS₁₁）では表示部17のデコーダドライバX
_a，Y_aが制御信号ｂにより動作中であった場合、制御信
号ａを停止して、デコーダドライバX_a，Y_aの動作を停止
した後、表示駆動回路17−１に制御信号ｃを出力して表
示駆動回路17−１を動作させて、置数データ或いは演算
結果データを表示駆動回路17−１に送り表示させる。そ
して、ステップS₁₁の表示処理が終了すると待期状態と
なる。このように計算機モードでは上述の動作が繰り返
し実行される結果、手書入力された文字に応じて四則演
算が実行可能となる。

次にデータバンクモードにセットされていることがステ
ップS₆で検出されると、ステップS₁₂に進み、読出し／
書込み切換スイッチS_R/Wの操作状態が検出される。い
ま、スイッチS_R/Wが操作されたものとすると、F_mレジス
タ内のモードフラグが書き換えられる（ステップ
S₁₃）。ここで、読出しモードであれば、ステップS₁₄で
そのことが検出されて次のステップS₁₅に進み、ページ
変更スイッチS_Pの操作状態が検出される。いま、スイッ
チS_Pが操作されたものとすると、Ｐレジスタの内容が＋
１されて次ページに変更される（ステップS₁₆）。しか
して、Ｐレジスタの内容でアドレス指定されたRAM12内
のデータバンクメモリの１ページ分のデータは、表示部
17に送られて表示される。第11図ｃはこの状態を示し、
予めデータバンクメモリに書き込んだ名前と電話番号が
１ページ分のデータとして表示される。このようにデー
タバンクの読出しモードでは、ページ変更スイッチS_Pが
操作される毎にＰレジスタの値が＋１されるので、デー
タバンクメモリの内容を１ページ分ずつ順次表示させる
ことができる。なお、第11図DBはデータバンクモードに
おける液晶表示装置２の駆動状態を示している。

しかして、データバンクの書込みを行なう場合、まず読
出しモードでページ変更スイッチS_Pを操作して、特定ペ
ージのデータを書き換えたい場合は、そのページのデー
タを表示し、また新たにデータを書き込みたい場合は、
空ページを表示させる。いま、新たにデータを書き込む
とすると、第11図ｄに示すような空ページが表示される
までページ変更スイッチS_Pを操作する。そして、空ペー
ジが表示されたならば読出し／書込み切換スイッチS_R/W
を操作する。するとステップS₁₂において、読出し／書
込み切換スイッチが操作されたことが検出されステップ
S₁₃において、F_mレジスタ内のモードフラグが書き換え
られ、ステップS₁₄において書込みモードにセットされ
ていることが検出されステップS₁₈〜ステップS₂₀の処理
を行なう。なお、第11図DBはデータバンクの書込みモー
ドにおける液晶表示装置２の駆動動作状態を示してい
る。しかして、データバンクの書込みモードにおいて
は、液晶表示装置２を14×14のマトリックスとして動作
させるために、次のステップS₁₈では数値データ「13」
がＡレジスタにセットされる。なお、データバンクモー
ドで書込可能なデータは「０〜９」の数字の他、「Ａ〜
Ｚ」のアルファベット文字であり、このようにデータバ
ンクモードでは計算機モードよりも比較的複雑なアルフ
ァベット文字も入力されるので、液晶表示装置２を14×
14のマトリックスとして高分解能に動作させるのであ
る。しかして、次のステップS₁₉では、上記ステップS₉
と同様、手書入力された文字パターンの入力処理が実行
され、これによって入力された文字は次のステップS₂₀
の表示処理で表示される。この表示処理（ステップ
S₂₀）では表示部17のデコーダドライバX_b，Y_bが制御信
号ｂにより動作中であった場合、制御信号ｂを停止し
て、デコーダドライバX_b，Y_bの動作を停止した後、表示
駆動回路17−１にに制御信号ｃを出力して表示駆動回路
17−１を動作させて、入力された文字を表示駆動回路17
−１に送り表示させる。その後、データバンクメモリに
書込まれたのち（ステップS₂₁）、待機状態（HALT）と
なる。このようにデータバンクの書込みモードにおいて
は、手書入力された文字をデータバンクメモリへ順次記
憶させることができる。

次に、第９図を参照して上記ステップS₉，S₁₉で示した
文字入力処理の具体的な動作内容について説明する。即
ち、この文字入力処理に入ると、ステップS₃₁ではイニ
シャライズ処理が実行されZ,F_a，F_b，F_cレジスタの内容
がクリアされる。そして、次のステップS₃₂では文字パ
ターンの手書入力、即ちか、透明電極４へのタッチ入力
有無が調べられる。この場合、時計を腕に装着している
状態において、指等で保護ガラス３上の透明電極４に触
れると、タッチスイッチ部18におけるCMOSインバータIN
の入力信号は“1"、したがってその出力は“0"となるの
で、この出力に基づいて演算部13はタッチ入力有無を検
出するが、いま、タッチ入力無しが検出されると、ステ
ップS₄₃に進み、F_aレジスタに“1"がセットされている
かが判断される。最初F_aレジスタの内容は“0"であるか
らステップS₃₂に戻り、タッチ入力が有るまで同様の動
作を繰り返す待機状態となる。

いま、タッチ入力有りか検出されると、表示駆動回路17
−１へのＣ信号の供給を停止して液晶表示装置２に表示
されている内容を消去する（ステップS₃₃）。例えば、
計算機モードで第11図ｂに示す如く、「０」が表示され
ている状態において、タッチ入力が検出されると、液晶
表示装置２を光学的入力装置として機能させるために、
その表示内容が消去される。また、データバンクモード
においても同様で、第11図ｅに示す空ページの表示内容
が消去される。また、タッチ入力有りが検出されると、
F_aレジスタに“1"がセットされる（ステップS₃₄）。し
たがって、F_aレジスタには文字パターンの書き始めで
“1"がセットされることになる。そして、次のステップ
S₃₅ではF_bレジスタの内容が“0"か否かが判断される
が、最初は“0"なので、ステップS₃₅に進み、手書入力
された文字パターンの画数、即ちストローク数を記憶す
るＺレジスタの値が＋１される。最初は１文字の１スト
ローク目が入力されるので、Ｚレジスタの値は「１」と
なる。そして、次のステップS₃₇ではF_bレジスタに“1"
がセットされると共にF_cレジスタに“1"がセットされ、
その後、座標入力処理（ステップS₃₈）に進行する。こ
の座標入力処理は第10図のフローにしたがって実行され
る。

ここで、第９図の他の処理を説明する前に座標入力処理
を第10図のフローにしたがって説明する。先ず、ステッ
プS₅₁ではイニシャライズ処理が実行され、RAM12内のＭ
レジスタに初期値ａがセットされ、また、m₁，m₂レジス
タがクリアされる。そして、次のステップS₅₂では計算
機モードであれば、表示部17のデコーダドライバX_a，Y_a
を指定する為の信号ａが出力され、またデータバンクの
書込みモードであれば、デコーダドライバX_b，Y_bを指定
する為の信号ｂが出力される。そして、ステップS₅₃に
進みm₁レジスタの内容が制御信号g_xに同期して出力され
ると共にm₂レジスタの内容が制御信号g_yに同期して出力
され、表示部17に供給される。いま、計算機モードの場
合を例に挙げて説明する。この計算機モードでは表示部
17に信号ａが入力され、デコーダドライバX_a，Y_aが動作
状態、デコーダドライバX_b，Y_bが非動作状態となってい
るので、データm₁，m₂にはデコーダドライバX_a，Y_aに入
力されデコーダドライバX_a，Y_aからは第５図に示すよう
な出力が得られ、その結果、液晶表示装置２は１画素の
大きさが４×４ドットで、７×７画素のマトリックスと
して動作するようになる。最初、データm₁，m₂共に
「０」なので、デコーダドライバX_aの端子X₁，X₂，X₃，
X₄から非駆動信号が出力され、その他の端子X₅〜X₂₈か
ら駆動信号が出力される。また、デコーダドライバY_aの
端子Y₁，Y₂，Y₃，Y₄から非駆動信号が出力され、その他
の端子Y₅〜Y₂₈から駆動信号が出力される。ここで、第1
1図ｂ−１に示すように、７×７画素をXY座標系の座標
位置（0,0）〜（6,6）に対応させて表現するものとする
と、最初は座標位置（0,0）の画素が非駆動、その他の
全ての画素が駆動状態となる。したがって、この状態に
おいては、座標位置（0,0）の画素だけが光の透過を許
容するシャッタON状態、他の全ての画素がその駆動によ
り白濁して光を遮蔽するシャッタOFF状態となる。この
ため、光センサー部19においては、座標位置（0,0）の
画素を通って入射された光が光センサー５で検出され、
その出力がA/D変換回路19−１でデジタル量の受光デー
タｘとして送出される。この光センサー部19から出力さ
れる受光量ｘは、次のステップS₅₄でRAM12内のＸレジス
タに読み込まれる。そして、このＸレジスタに読み込ん
だ内容をＭレジスタの内容と比較してＸレジスタの値が
Ｍレジスタの値未満かが判断される（ステップS₅₅）。
最初、Ｍレジスタには、時計前面部に影がなく、液晶表
示装置２の４×４ドットの大きさを持つ１つの画素から
入射される光が全く遮られていない状態での受光量、即
ち、最大受光量ａが記憶されている。この場合、所望す
る文字パターンを手書入力するために、時計前面部の所
定箇所に指を触れている状態では、実際に指が触れてい
る箇所の他、その周囲にも影が出来る場合があり、また
周囲の影の濃淡も異なり、これに応じて光センサー５の
受光量も異なって来る。したがって、上記ステップS₅₅
の比較結果、最初の画素（座標位置（0,0）の画素）に
対応する部分に影があれば、その部分での受光量は上記
最大受光量ａよりも小さくなるが、最初の画素に影が全
く入らないものとすると、ステップS₅₅からステップS₅₇
に進み、m₁レジスタおよびm₂レジスタの値がＡレジスタ
に予め設定されている値と等しいかが判断される。ここ
で、計算機モードではＡレジスタに「ｂ」がセットされ
ており、また最初、m₁レジスタおよびm₂レジスタの値は
夫々「０」であるから、ステップS₅₈に進み、再びm₁レ
ジスタの値がＡレジスタの値と一致するかが判断され
る。この場合においてもm₁レジスタの値は「０」でＡレ
ジスタの値とは一致しないので、ステップS₆₁に進みm₁
レジスタの値を＋１するインクリメント処理を実行した
後ステップS₅₃に戻る。このため、今度はデータm₁が
「１」、m₂が「０」となり、これがデコーダドライバ
X_a，Y_aで解読されるため、液晶表示装置２は座標位置
（1,0）の画素がシャッタON、その他の全ての画素がシ
ャッタOFF状態となる（第11図ｂ−２参照）。このた
め、座標位置（1,0）の画素に対応する受光量ｘが検出
されるが、この画素に対応する部分が影の内に入ってい
る場合には、ステップS₅₅でＸレジスタの値がＭレジス
タの値よりも小さいと判断されるので、ステップS₅₆に
進む。ここでは、Ｘレジスタの値がＭレジスタに転送さ
れると共に、m₁レジスタの値がn₁レジスタ、またm₂レジ
スタの値がn₂レジスタに夫々転送される。この結果、Ｍ
レジスタには上記最大受光量に代って今回検出された受
光量が記憶され、またn₁レジスタ、n₂レジスタには座標
位置（1,0）に対応するデータが記憶される。しかし
て、いま、m₁レジスタの値は「１」、m₂レジスタの値は
「０」であるから、再びステップS₆₁に進み、m₁レジス
タの値が＋１されて「２」となる。このような動作はm₁
レジスタの値がＡレジスタの値と一致するまで、即ち計
算機モードでは「６」となるまで繰り返される。したが
って、表示部17にはデータm₁，m₂（0,0），（1,0）…
（6,0）が供給されるので、液晶表示装置２の一行目の
６つの画素が選択的にシャッタON状態となる。しかし
て、m₁レジスタの値が「６」となると、そのことがステ
ップS₅₈で検出されてステップS₅₉に進み、m₂レジスタの
値を＋１するインクリメント処理が実行され、この結
果、いまの場合にはm₂レジスタの値は「１」となる。そ
して、m₁レジスタの値がクリア（ステップS₆₀）された
のち、ステップS₅₃に進む。したがって、今度はm₂レジ
スタの値が「１」のままでm₁レジスタの値が「６」とな
るまでm₁レジスタの値がインクリメントされる結果、液
晶表示装置２の２行目の６つの画素が選択的にシャッタ
ON状態となる。このような動作がm₁レジスタ、m₂レジス
タの値が夫々「６」となるまで繰り返される結果、Ｍレ
ジスタには７×７＝49の画素に対応する各受光量のう
ち、最小の受光量が書き込まれると共に、n₁レジスタn₂
レジスタにはその最小受光量に対応する画素の座標位置
データが書き込まれる。したがって、例え、複数の画素
に対応する部分に夫々影が出来たとしても実際指が触っ
ている箇所に対応する部分の受光量が最も小さくなるの
で、この座標位置を検出すれば、実際に指が触れている
位置を検出することができる。

このような動作は、データバンクの書込みモードにおい
ても全く同様であるが、この場合にはデコーダドライバ
X_b，Y_bが動作状態となると共にＡレジスタには「13」が
予めセットされているので、第６図に示すようなデコー
ダドライバX_b，Y_bの出力にしたがって液晶表示装置２は
14×14のマトリックスとして動作する。第11図ｅ−１、
ｅ−２はこの状態を示し、座標位置（0,0）〜（13,13）
に対応する各画素が選択的に順次シャッタON状態とな
り、全ての画素が１通りシャッタON状態とされる間に最
小の受光量に応じたその座標位置が検出される。

このような座標入力処理が終ると、第９図のフローにお
けるステップS₃₉が実行される。ここでは、上記座標入
力処理で検出された今回の座標位置データn₁，n₂と前回
検出された座標位置データｎ′₁,n′₂とが比較される。
この場合、指を動かして文字パターンを手書入力してい
る間は、最小受光量の座標位置は指の動きに応じて移行
するようになるので、今回のデータn₁，n₂と前回のデー
タｎ′₁,n′₂とが等しいということは指を動かしていな
い場合であり、このような場合にはステップS₃₂に戻
る。また、今回のデータと前回のデータとが等しくなく
指を動かしている場合には、次のステップS₄₀に進み、
今回のデータn₁，n₂を前回のデータｎ′₁,n′₂とする転
送処理すると共に、次のステップS₄₁では今回のデータn
₁，n₂をRAM12に設けられている座標メモリの所定アドレ
ス領域に記憶させる。いま、１ストロークの入力中にお
いて、その最初の座標位置が検出された場合には、第１
ストロークの第１座標として記憶される。このようにし
て座標データを取り込む処理が終ると、ステップS₃₂に
戻り、同様の動作が透明電極４を指で触れている間繰り
返されるので、１ストローク目の各座標位置データが上
記座標メモリに順次書き込まれてゆく。この場合、１ス
トローク目を入力している間はF_bレジスタに「１」がセ
ットされているので、Ｚレジスタの値はインクリメント
されない（ステップS₃₅，S₃₆）。

而して、１ストローク目が書き終り、次のストロークを
書き始めるために、または画数が「１」の文字を書き終
えた場合において次の文字を書き始めるために指を透明
電極４から離すと、ステップS₃₂でそのことが検出さ
れ、ステップS₄₃に進むが、いまの場合にはF_aレジスタ
の内容は“1"なので、ステップS₄₄に進み、F_bレジスタ
がクリアされる。このF_bレジスタは第１ストロークの書
き終りで“0"がセットされる。而して、次のステップS
₄₅ではF_cレジスタの内容が“0"か否かが判断されるが、
最初は“0"なので、ステップS₄₆に進み、そこに“1"を
セットしたのち、タイマをクリアスタートさせる（ステ
ップS₄₇）。このタイマは１文字が書き終ってから次の
文字を書き始めるまでの時間間隔を計数するものであ
り、タイマが一定時間を計数しなければ、そのことがス
テップS₄₈で検出され、ステップS₃₂に戻る。ここで、タ
ッチ入力が無ければ、ステップS₄₃〜S₄₅に進むが、この
場合、F_cレジスタには“1"がセットされているので、タ
イマのスタート処理は行なわれず、タイマの計時動作は
そのまま続行される。

ここで、一定時間が経過する前に、次のストロークの入
力が有れば、同一文字の次のストロークとして処理さ
れ、上述したステップS₃₃〜S₄₂が順次繰り返し実行され
る。したがって、座標メモリの第２ストローク記憶領域
には第２ストロークの各座標位置が順次書き込まれる。
そして、２ストローク目が書き終り、上記一定時間が経
過する前に３ストローク目が入力されると、更に同様の
処理が実行され、座標メモリの第３ストローク記憶領域
には第３ストロークの各座標が順次書き込まれる。

而して、上記一定時間が経過すると、ステップS₄₈でそ
のことが検出され、ステップS₄₉に進行する。ここで
は、座標メモリに記憶された１文字分の座標位置データ
を予め記憶されている標準文字パターンのデータと比較
することにより、最も数似したものを入力文字データと
する文字認識処理が行なわれる。したがって、透明電極
４から指を触してから一定時間が経過すると、一文字の
データが入力されたものとしてそれを認識し、入力デー
タとする。

このような文字入力処理が終ると、第８図での表示処
理、即ち、計算機モードであればステップS₁₁、データ
バンクの書込みモードであればステップS₂₃が実行され
る結果、例えば、計算機モードで数字「３」を手書入力
したものとすると、第11図ｂ−３に示す如く、置数デー
タとして表示され、また、データバンクの書込みモード
でアルファベット「Ｅ」を手書入力したものとすると、
第11図ｅ−３に示すように表示される。この場合、再び
透明電極４に指を触れて次の文字を入力すると、第11図
ｂ−１または第11図ｅ−１に復帰してデータ入力可能状
態となる。

このように本実施例においては、光学的入力装置を光セ
ンサー５と通常時には時刻等を表示する液晶表示装置２
とで構成し、データ入力時には液晶表示装置２を光学的
シャッタとして機能させたから、光センサー５と液晶表
示装置２とを重ね合せた積層構造が可能となり、その結
果、腕時計ケースの前面部には光学的入力装置用の取付
スペースを新たに設ける必要がなくなり、電子腕時計や
小型電子式計算機などの外部入力手段として極めて最適
なものとなる。

また、保護ガラス３の上面に透明電極４を形成し、この
透明電極４に指が触れていない場合には、例え、保護ガ
ラス３上に影があっても上述した文字入力処理は行なわ
れない。したがって、保護ガラス３上に影が出来たり、
急激に照度が変化したとしてもデータの入力は行われな
いので、データの誤入力を効果的に防止することができ
る。

なお、この発明は上記実施例に限定されず、この発明を
逸脱しない範囲内において種々変形応用可能であり、例
えば、光学的入力装置は第12図に示す如く構成されたも
のであってもよい。

即ち、第12図において、DSM型液晶表示装置51の上方に
はTN型（ツイストネマテック型）液晶表示装置52が配設
され、また下方には光センサー53が配設されている。こ
のようにDSM型液晶表示装置51の上方に更にTN型液晶表
示装置52を設けることにより、時刻等のデータをTN型液
晶表示装置52に表示させる場合、DSM型液晶表示装置52
の表示画面全体が白濁となるように駆動させ、背景全面
が白くなるようにすると、コントラストが良くなり、鮮
明な表示が可能となる。

〔発明の効果〕

この発明は以上詳細に説明したように、光センサーの前
面に光透過型表示装置を設け、この表示装置を構成する
複数の表示素子を選択的に駆動させて情報を表示させる
他、データ入力時には複数の入力素子を選択的に駆動さ
せながら光センサーの出力を検出することによって複数
の表示素子を光学的なシャッタとして兼用するようにし
たから、光学的入力装置を設ける為に新たに取付スペー
スを必要とせず、この結果、電子腕時計等の小型電子機
器の外部入力手段として極めて最適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第11図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
この発明を適用した計算機能付電子腕時計の全体の回路
構成図、第２図はその要部断面図、第３図は第１図で示
したタッチスイッチ部および光センサー部の回路構成
図、第４図は第１図で示した表示部の回路構成図、第５
図は第４図で示したデコーダドライバX_a，Y_aの出力状態
図、第６図は第４図で示したデコーダドライバX_b，Y_bの
出力状態図、第７図は第１図で示したRAMの一部の構成
を示した図、第８図は全体の動作を説明するジェネラル
フローチャート、第９図は第８図で示した文字入力処理
の具体的内容を示したフローチャート、第10図は第９図
で示した座標入力処理の具体的内容を示した図、第11図
は各モードに応じた液晶表示装置の動作状態を説明する
図、第12図はこの発明の変形例を示した要部断面図であ
る。２…液晶表示装置、５…光センサー、11…制御部、12…
RAM、13…演算部、17…表示部、19…光センサー部、
X_a，Y_a，X_b，Y_b…デコーダドライバ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単一の光センサーと、この光センサーの前面に設けられ複数の表示素子を有す
る透過型表示装置と、この透過型表示装置の複数の表示素子を表示すべき情報
に応じて選択的に駆動して前記情報を表示する第１の表
示駆動手段と、前記透過型表示装置の複数の表示素子を所定の順序で選
択的に駆動する第２の表示駆動手段と、この第２の表示駆動手段によって前記表示装置の前記複
数の表示素子が所定の順序で駆動されている際に前記単
一の光センサーの出力を検出する検出手段と、この検出手段で検出される光センサーの出力が最低にな
った時に前記第２の表示駆動手段で駆動されている表示
素子を判別する表示素子判別手段と、この表示素子判別手段で判別された表示素子に応じた入
力を得る手段と、を具備してなる光学的入力装置付小型電子機器。