JPS6080319A

JPS6080319A - タツチスイツチ装置

Info

Publication number: JPS6080319A
Application number: JP18831883A
Authority: JP
Inventors: Morio Morishige; 盛雄守重
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1983-10-11
Filing date: 1983-10-11
Publication date: 1985-05-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、電子式腕時計、小型電子式計算機の外部入
力手段として用いられるタッチスイッチ装置に関する。

〔従来技術およびその問題点〕

近年、計算機能付き電子式腕時計には、その外部入力手
段としてタッチ電極に人体が触れた際の容量成分の変化
量を検出してスイッチングを行うタッチスイッチが用い
られている。しかしながら、この種のものは、タッチ検
出回路が正常に動作するか、或いはタッチ電極が断線し
てい々いか等を検査するため、実際に試験員が人為的に
操作してテストを行なっていたために、極めて信頼性が
低かった。

〔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、タッチ検出回路の動作チェック
やタッチ電極の断線チェック等を簡単かつ確実に行うこ
とができるタッチスイッチ装置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、容量検出
型のタッチスイッチ装置において、タッチ電極の容量成
分を表示する手段を設けたことを要旨とするものである
。

〔実施例〕

以下、この発明を図面に示す一実施例に基づいて具体的
に説明する。なお、本実施例は、計算機能付き電子式腕
時計に後述する容量検出型のタッチスイッチ装置および
文字認識装置を組み込んだものに適用した例を示してい
る。タッチスイッチ装置は、第１図に示す如き、時計ケ
ース１の前面に圧入固定された透明な表面ガラス・２；
の上面に、更に透明なタッチ電極３（Ｔ、〜Ｔ、）がＸ
Ｙ座標系に沿って３×３のマトリックス状に配設され、
この９枚のタッチ電極は、例えば、１１×１１＝１２１
の座標位置を眠気的々処理によって形成される。而して
、所望の数字等の文字パターンを手書き入力するために
、指などの人体をタッチ電極に触れると、そのときの容
量成分の変化量が検出されて座標位置が入力され、それ
によって文字パターンＣ本実施例にあっては数字および
四則演算記号）の入力が行なわれる。この種の技術は、
本出願人が既に提案した特許出願（特願昭５５−３５６
６０、発明の名称：タッチスイッチ装置）を利用すれば
よい。なお、タッチ電極Ｔ、〜Ｔ０は、説明の便宜上、
第２図に示す如く、１ｏ進表現による番号「１」〜「９
」を示しておく。

また、本実施例においては、表面ガラス２の裏面下にお
いて、その上方には液晶表示装置等からなるデジタル表
示部４が配設され、また下方には機械式の指針表示部５
が配設されている。すなわち、本実施例は、タッチスイ
ッチ装置を構成するタッチ電極の下方にデジタル表示部
４および指針表示部５を配設した構成であり、このよう
な積層構造により、腕時計の小型化を可能としたもので
ある。また、時計ケース１の一側部には、各種のモード
を切換えるモードスイッチＳＩ、Ｓ１、また、他側部に
は、指針表示部５の指針位置を修正するリューズＳＲが
設けられている。

デジタル表示部４は、第３図に示す如く、８桁までの数
字をデジタル表示可能な数字表示体４ａ。

四則演算の［÷Ｊ、ｒＸＪ、「−」、「＋」を表わすフ
ァンクション表示体４ｂ等を有する構成となっている。

なお、数字表示体４ａけ、時刻データ、計算結果データ
等を表示する他、特に、後述するタッチ電極の検査結果
データ等を表示するものである。

次に、第４図を参照して計算機能付電子腕時計の全体の
回路構成について説明する。モードスイッチＳ、を操作
すると、ワンショット回路１１からパルス信号が出力さ
れ、トリガクリップフロップ（Ｔ＝Ｆｐ　）１２の出力
状態を反転させる。このＴ−ＦＦ１２のＱおよびＱ出力
は、対応するアントゲ−）１３．１４を介してモード指
定信号Ｘ１Ｙとして送出される。この場合、信号Ｘは時
計モード、信号Ｙは計算機モードを指定する信号である
。また、モードスイッチＳ、を操作すると、ワンショッ
ト回路１５からパルス信号が出力され、Ｔ−ＦＦ１６の
出力状態を反転させる。このＴ−ＦＦＩ　６のＱ出力は
、モード指定信号Ｚとして送出される。この場合、信号
Ｚは、タッチスイッチ装置の検査を行うチェックモード
を指定する。なお、上記チェックモードにおいて、モー
ドスイッチ”Ｓ２を操作してＴ−ＦＦ１６を反転させ、
チェックモードを解除すると、Ｔ−ＦＦ１６の回出力に
よりアンドゲート１３．１４が夫々開成され、Ｔ−ＦＦ
１２の出力に応じて時計モードあるいけ計算機モードに
設定されるようになっている。また、Ｔ−ＦＦ１６のＱ
出力は、アンドゲート１７に開閉信号として入力されて
いる。而して、時計モードあるいは計算機モードの設定
状態において、換言すれば、Ｔ−ＦＦ１６の算出力が１
″のとき、モードスイッチＳ、が操作されると、ワンシ
ョット回路１５の出力がアンドゲート１７を介してＳＲ
型ラフリップフロップＳＲ−ＦＦ）１８のセット端子Ｓ
に入力される。５Ｒ−ＦＦ１８は、モード設定回路で、
そのＱ出力が１″のとき、セットモードに設定するもの
で、このセットモードは、上述した９枚のタッチ電極の
浮遊容量成分（タッチ電極配線容量及び０ＭＯ８ＩＣゲ
ート容量等の浮遊容量）を後述するメモリに各タッチ電
極に対応させて書き込む処理を実行するものである。而
して、５Ｒ−ＦＦ１８のＱ出力は、タッチ入力部１９お
よび文字認識制御ｇｌｓ２０に信号Ｓとして夫々入力さ
れる。なお、５Ｒ−ＦＦ１８は、最後の９枚目のタッチ
電極に対する浮遊容量成分の書き込みが終了すると、文
字認識制御部２０の出力でリセットされるようになって
いる。

タッチ入力Ｍ１９は、９枚のタッチ電極を順次センスす
るための「１１〜「９」のデータＷが文字認識制御部２
０から順次入力される。また、タッチ入力部１１ｔ、入
力される上記各モード指定信号Ｘ、Ｙ、ｚＶｃ２じた動
作を実行すると共に、文字認識制御部２ｏから入力され
る例えば３２Ｈｚの矩形波信号Ａ、　１０２４Ｈｚのク
ロックパルスダにしたがってタッチ入力処理を実行する
。而して、タッチ入力部１９ば、タッチ入力処理によっ
て得られたデータＭを文字認識制御部２ｏに出力する。

文字認識制御部２ｏは、入力されるデータＭにしたがっ
てタッチ電極の座標位置を検出し、そして検出された各
座標位置をら入力文字パターンをＲｌＯＭ（リードオン
リメモ１月２１の内容にしたがって文字認識するもので
ある。この種の技術は、本出願人が既に提案した特許出
願（特願昭５７−２３２５５９、発明の名称：文字認識
装置）を利用すればよい。ＲＯＭ２１には、数字「ｏ」
〜「９」、四則演算のファンクション記号なトニ対応す
る各標準文字パターンのベクトル列（後述する）がデー
タとして記憶されており、文字認識制御部２０は、上記
標準ベクトル列と入力文字パターンのベクトル列（後述
する）とを比較することにより文字認識を行う。なお、
文字認識制御部２０には上記各モード指定信号Ｘ、Ｙ、
Ｚが入力されている。

而して、文字認識制御部２０から出力される文字データ
は、時計モード指定信号Ｘにしたがって開成されるアン
ドゲート２２を介して時計部２３に入力され、また、計
算機モード指定信号Ｙにしたがって開成されるアンドゲ
ート２４を介して計算機部２５に入力される。この場合
、時計部２３は入力文字データにしたがって時刻等の計
時データを修正し、また、計算機部２５は、入力文字デ
ータにしたがって四則演算を実行する。而して、時計１
１ｓ２３および計算機部２５の出力データは、表示切換
回路２６に送られる。また、表示切換回路２６には、タ
ッチ入力部１９から出力されるタッチ電極等の検査結果
データＮ、、Ｔｏ、Ｔｘがオアゲート２７を介して入力
されている。而して表示切換回路２６は入力される各モ
ード指定信号ＸＳＹ、Ｚにしたがって時計部２３、計算
機部２５、タッチ入力部１９の出方データを切換出方し
、デジタル表示部４に択一的に表示させるものである。

次に、タッチ入力部１９の構成を第５図を参照して詳述
する。なお、本実施例のタッチスイッチ装置は、時計ケ
ースが一方の電位で、この時計ケースと絶縁状態にある
タッチ電極Ｔ１〜Ｔ９を人体で接触することにより時計
ケース→人体→タッチ電極の電気通路に人体による接触
容量成分が形成されるものである。タッチ電極Ｔ、〜Ｔ
９け、対応するトランスミッションゲートＧ１〜Ｇ、の
入力側に接続されている。このトランスミッションゲー
トＧ１〜Ｇ、は、デコーダ３１から時分割に順次出力さ
れる信号＆、〜ａ、が対応するアンドゲートＡＮ、〜Ａ
Ｎ、を介して入力されることによりＯＮ、ＯＦＦされる
もので、夫々の出方側は一括接続された後、単一の抵抗
成分Ｒに接続されている。すなわち、トランスミッショ
ンゲートＧ、〜Ｇ０は、各タッチ電極Ｔ１〜Ｔ、の夫々
を単一の抵抗成分Ｒに時分割に接続させ、夫々のタッチ
電極と単一の抵抗成分Ｒとの直列回路を時分割に形成さ
せるものである。

デコーダ３１には、データＷがアンドゲート３２、オア
ゲート３３を順次介して入力され、またはカウンタ３４
の計数値データがアンドゲート３５、オアゲート３３を
順次介して入力され、これによって、デコーダ３１は、
時分割的にデコード出力ａ、〜ａ０を出力する。なお、
アンドゲート３２は、各モード指定信号Ｘ、Ｙ、Ｓが夫
々入力されているオアゲート３６の出力に応じて開閉さ
れ、また、アンドゲート３５はモード指定信号Ｚに応じ
て開閉される。カウンタ３４は、そのプリセット端子に
信号Ｓがインバータ３７を介して入力されており、信号
Ｓの立ち上がりに同期して１０進数の１″がプリセット
されると共に、後述する信号θがその＋１入力端子に与
えられる毎にその内容が＋１ずつ歩進されるもので、そ
の計数値データは、タッチ電極番号に対応し、デジタル
表示されるデータＮとして送出される。

他方、矩形波信号Ａは、データＷに同期する信号で、Ｃ
ＭＯＳインバータ３８に入力される。ＣＭＯＳインバー
タ３８は、ＰチャンネルＭＯ８）う／ラスタ３９とＮチ
ャンネルＭＯ８）ランジスタ４０とから成り、各トラン
ジスタ３９．４０は矩形波信号人にしたがってＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御される。この場合、ＰチャンネルＭＯ８）ラン
ジスタ３９のソース側には、高電位ＶＤＤ（論理値”１
つ、ＮチャンネルＭＯ８）ランジスタ４０のソース側に
は低電位Ｖ　ｓ　ｓ　（論理値″’Ｏ”）が印加されて
いる。そして、各トランジスタ３９．４０のドレイン側
は夫々抵抗Ｒを介して接続されている。この抵抗ＲとＰ
チャンネルＭＯ８）ランジスタ３９の接続点から出力さ
れた信号は、インバータ４１で反転され、信号Ｂとなる
。なお、信号Ｂは、タッチ電極に人体が接触しているか
否か、つ會りタッチ有無の判定に供される被判定信号で
ある◎被判定信号Ｂは、ナントゲート４２に入力される
。ナントゲート４２の他方の入力端子には、信号Ｓが入
力されており、信号Ｓが０″のときには、被判定信号Ｂ
に拘らず、ナントゲート４２からは′１″の）出力が得
られ、アンドゲート４３に入力される。アンドゲート４
３は、ナントゲート４２の出力信号および入力される矩
形波信号Ａが”１″のときに規制解除され、クロックツ
くルスグを出力してカウンタ４４に入力する。このカウ
ンタ４４は、矩形波信号Ａの立ち上がりでリセットされ
、アンドゲート４３の出力（クロックツ（ルスダ）の計
数動作を実行する。而して、カウンタ４４の計数値は、
ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）４５に入力され
、書き込まれる。

ＲＡＭ４５は、タッチ電極の数に対応するアドレス領域
を有し、各アドレス領域は、オアゲート３３から出力さ
れるデータＷあるいはカウンタ３４の計数値に応じてア
ドレス指定され、指定アドレス領域にカウンタ４４の内
容が書き込まれる。

この場合、ＲＡＭ４５の読み出し、書き込み動作は、信
号Ｓがリード／ライト信号Ｒ／Ｗとして入力されること
により実行される。而して、ＲＡＭ４５の指定アドレス
領域から読み出された内容量は、カウンタ４４の内容ｎ
と共に比較回路４６に夫々入力される。

比較回路４６は、カウンタ４４の内容がカウントアツプ
される毎に、入力データｎ〜ｍがｎ２ｍになったか否か
を検出し、そしてｎ≧ｍ々る関係にあることを検出した
時に、論理値″１″の信号Ｃを出力する。この信号Ｃは
インバータ４７で反転された後、カウンタ４８にリセッ
ト信号として送られる。カウンタ４８は、クロツクバル
スダを計数するもので、その計数値データは、ラッチ４
９に送られる。この場合、ラッチ４９は、被判定信号Ｂ
の立ち上がりに同期してカウンタ４８の内容を取り込む
もので、ラッチ４９の内容は、ｅ〉ε検出回路５０に与
えられる。とのｅ〉ε検出回路５０は、後で詳述するが
ラッチ４９の内容ｅが一定値εを越えたか否かを検出す
ることにより、タッチ検出の安全性を確保するもので、
ｇ〉εの検出によって１″の信号を出力し、アンドゲー
ト５１には直接、アンドゲート５２にはインバータ５３
を介して入力する。アンドゲート５１．５２は、被判定
信号Ｂが遅延回路５４を介して入力されることにより開
成され、そして、アンドゲート５１の出力は、５Ｒ−Ｆ
Ｆ５５のセット端子Ｓに１また、アンドゲート５２の出
力は、５Ｒ−ＦＦ５５のリセット端子Ｒに与えられる。

この５Ｒ−ＦＦ５５は、タッチ有無判定回路で、そのＱ
出力はタッチ有り、また互出力はタッチ無しに対応し、
そしてＱ出力は、信号ｇとして送出され、また、互出力
はワンショット回路５６に入力された後、遅延回路５７
を介して信号ｅとして送出される。

他方、ＣＭＯＳインバータ３８の出力は、インバータ４
１で反転された後、更にインノく一夕５８で反転され、
アンドゲート５９に入力される。このアンドゲート５９
には更に、モード指定信号Ｚと共に信号ｇが入力され、
したがって、アンドゲート５９は、チェックモードにお
いて、タッチ有りが検出されたときに、信号Ｂの立ち上
がり（インバータ５８の立ち上がりに同期してＨｉ　ｇ
　ｈしペルの信号を出力し、ワンショット回路６０に入
力される。ワンショット回路６０は、アンドゲート５９
の出力にしたがってパルス信号ｆを出力し、アンドゲー
ト６１を開成させ、ＲＡＭ４５の出力データをアンドゲ
ート６１を介してラッチ６２１Ｃ転送させる。これと同
時に、パルス信号ｆは、アンドゲート６３を開成させ、
更にアンドゲート６３の出力はアンドゲート６４を開成
させ、ラッチ４９の出力データＶをアンドゲート６４を
介してラッチ６５に転送させる。ラッチ６２および６５
は信号ｅにしたがってその内容がクリアされるもので、
ラッチ６５の出力Ｒは、比較回路６６に入力され、ラッ
チ４９の出力データ■と比較される。

而して、比較回路６６は入力されるデータＲ，Ｖの大小
を比較し、Ｖ＞Ｒなる関係の検出に伴って１″の信号を
出力し、アンドゲート６３を開成させる。したがって、
ラッチ６５には、信号ｇが′１″の間、換言すれば、タ
ッチ有り検出時に得られたラッチ４９の出力データｌの
最大値が記憶されることになる。

カお、ラッチ６３の出力データは上述したデータＴ。と
じて、また、ラッチ６５の出力データは、上述したデー
タＴｘとして送出される表示データである。他方、ラッ
チ４９の出力データＭは、文字認識制御部２０に供給さ
れる。

次に、上記実施例の動作について説明する。先ず、上記
セットモード時におけるタッチ入力回路１９の動作を第
６図に示すタイミングチャートを参照して説明する。セ
ットモードは、Ｔ−ＦＦＩ６の穴出力が”１“、換言す
れば、時計モードあるいは計算機モードに設定されてい
る状態において、モードスイッチＳ、を１回操作する。

これにより、ワンショット回路１５から出力が得られ、
アンドゲート１７を介して送出されて５Ｒ−ＦＦ１８を
セットする。このため、タッチ入力部１９および文字認
識制御部２０に夫々５Ｒ−ＦＦ１３のセット出力である
信号Ｓが入力される。これによって、タッチ入力部１９
および文字認識制御部２０−はセットモードとして動作
するようになる。

すなわち、文字認識制御部２０は、信号Ｓの入力に同期
してタッチ電極Ｔ１〜Ｔ０を順次センスするためのデー
タＷを出力し、タッチ入力ｇＡ１９に供給する。この場
合、タッチ入力部１９には第６図に示す如く、データＷ
と共に矩形波信号Ａおよびクロックバルスダが入力され
る。なお、データＷは、第６図に示す如く、矩形波信号
Ａと同期して出力される。而して、セットモードにおい
て、タッチ入力部１９に供給されたデータＷは、信号Ｓ
によって開成されるアンドゲート３２を介してデコーダ
３１に送られる。すなわち、セットモードにあってはデ
コーダ３１には、データＷが入力される。まず、データ
Ｗが「０」のときには、デコーダ３１は、データＷが「
０」の間、’Ｈｉ　ｇ　ｈレベルの信号ａｌ（第６図参
照）を出力する。これによって、アンドゲートＡＮ、は
、矩形波信号Ａに同期して′１″の信号を出力するので
、トランスミッションゲートＧ、がＯＮされ、このため
、タッチ電極Ｔ、とＣＭＯＳインバータ３８との直列回
路が形成される。この結果、ＣＭＯＳインバータ３８の
出力の反転信号である被判定信号Ｂは、第６図に示す如
く、矩形波信号Ａの立ち上がりに対して時間Ｔ。だけ、
その立ち上がり遅れることになる。この遅延時間Ｔ＞は
、タッチ電極Ｔ、に対する浮遊容量成分に相当するもの
となる。而して、被判定信号Ｂは、ナントゲート４２に
入力されるが、ナントゲート４２の出力は、被判定信号
Ｂが立ち上がるまで６１”となっている。いま、矩形波
信号Ａが立ち上がると、カウンタ４４の内容がリセット
されると共に、ナントゲート４２の出力が１′″の間、
カウンタ４４はクロツクパルスダの計数動作を実行して
いる。そして、被判定信号Ｂが第６図に示すように矩形
波信号Ａが立ち上がってから時間Ｔ０だけ遅れて立ち上
がると、ナントゲート４２の出力が１′となるので、カ
ウンタ４４の計数動作が停止される。したがって、今の
場合にはカウンタ４４は、タッチ電極Ｔ□の浮遊容量成
分に対するカウンタ値を得る。このカウント値けＲ，Ａ
Ｍ４５＋ｃ送られる。この際、ＲＡＭ４５は信号Ｓが′
１″のとき、つ壕り、セットモードのときにはデータの
書き込み可能な状態に設定されており、またデータＷＶ
ｃしたがって先頭のアドレス領域が指定されているので
、上記カウント値はＲＡＭ４５の先頭アドレス領域に書
き込まれることになる。

次に、データＷが「１」になると、上述と同様にしてタ
ッチ電極Ｔ、がセンスされると共に、タッチ電極Ｔ２に
対する浮遊容量成分のカウント値が１（Ａ、Ｍ４５の次
ｑドレス領域に書き込まれる。

このようにしてタッチ電極が順次データＷにしたがって
アドレス指定されることにより、ＲＡＭ４５には各タッ
チ電極に対する浮遊容量成分のカウント値が順次書き込
ｉれる。すなわち、ＲＡＭ４５に書き込まれたカウント
値は、各タッチ電極Ｔ、〜Ｔ、の浮遊容量成分の影響に
よる矩形波信号Ａに対する被判定信号Ｂの遅れ時間Ｔ。

［夫々対応する値である。なお、ＲＡＭ４５に全てのタ
ッチ電極に対する書き込み処理が終了すると、文字認識
制御部２０ば、５Ｒ−ＦＦｔｓをリセットし、セットモ
ードを自動的に解除する。

次に、上記手ニックモードでのタッチ入力部１９の動作
を第７図に示すタイミングチャートを参照して説明する
。チェックモードは、時計モードあるいは計算機モード
において、モードスイッチＳ、を１回操作することによ
りＴ−ＦＦ１６の出力状態を反転させ、そのＴ−ＦＦ１
６の互出力を１″とすることによりセットされる。而し
て、タッチ入力部１９ば、上記セットモードが自動的に
解除されると、信号Ｓがそれと同時に立ち下がるので、
カウンタ３４には信号Ｓの立ち下がり（インバータ３７
の立ち−よがり）に同期して「１」がプリセットされる
。また、チェックモードにおいては、デコーダ３１には
データＷに代ってカウンタ３４の内容が入力される。こ
のため、デコーダ３１はまず、信号ａ、を出力してタッ
チ電極Ｔ１をセンスする。この結果、上述の場合と同様
にデコード出力＆、によってトランスミッションゲート
Ｇ、がＯＮされてタッチ電極Ｔ１とＣＭＯＳインバータ
３８とが直列接続され、被判定信号Ｂは、タッチ電極Ｔ
、の浮遊容量成分に対応する時間Ｔ。

だけ連れて立ち上がる（第７図参照）。他方、ＲＡＭ４
５は、セットモードの解除によりデータの読み出し可能
状態に設定されると共に、カウンタ３４の出力によりそ
の先頭アドレス領域が指定される。そのため比較回路４
６においては、カウンタ４４の出力データｎがＲＡＭ４
５の先頭アドレスから読み出されたデータｍになった時
点、つまり、被判定信号Ｂの立ち上がった時点で”１″
の信号Ｃを出力する。この結果、カウンタ４８はインバ
ータ４７の反転信号に同期してクロックパルスゲを計数
し始め、そして、このカウンタ４９の内容は、被判定信
号Ｂの立ち上がりに同期してラッチ４９に読み込まれた
後、ｅ〉ε検出回路５０に供給される。ところで、浮遊
容量成分は環境の条件によって変化するため、浮遊容量
成分のふらつき、あるいはカウンタの計数誤差等を考慮
して上記εの値を２〜３に設定しておき、浮遊容量成分
をやや大きめの値とするためにｇ〉εの処理が実行され
る。すなわち、とのｅ〉εの処理は、タッチ有無の安全
性を考慮に入れたものである。而して、ｅの値がε以下
のときには、その検出回路５０の出力は０”、したがっ
て、インバータ５３の出力は１″となるので、アンドゲ
ート５２の出力は、被判定信号Ｂが立ち上がってから所
定時間遅れた時点で′１′となり、５Ｒ−ＦＦ５５のリ
セット端子Ｒに入力される。この場合、５Ｒ−ＦＦ５５
は、セットモードで菟出力が”１”の状態にあり、した
がって、この時点では、５Ｒ−ＦＦ５５の出力状態は、
第７図に示す如くセットモードの状態のままとなってい
る。す々わち、５Ｒ−ＦＦ５５のＱｆｆｌ力は０″、■
出力は“１″にセットされているので、タッチ電極’Ｉ
”、　［対するタッチ無しが検出され、そして、この場
合には、第７図に示す如く、信号ｆ、ｅの出力は得られ
ない。

而して、タッチ電極Ｔ、がセンスされている状態におい
て、タッチ電極Ｔ１をその状態を検査するためにタッチ
すると、被判定信号Ｂは、第７図に示す如く、矩形波信
号Ａに対する遅れＭは、浮遊容量成分と接触容器成分と
の合成容量に相当する時間Ｔ。＋Ｔｘとなるので、比較
回路４６から１′″の信号が出力される時点においては
被判定信号Ｂはまだ立ち上がっていない。したがって、
ラッチ４９に書き込まれるカウンタ４８の内容は、接触
容量成分の遅れ時間ＴＸに相当するものとなる。而して
、この遅れ時間Ｔｘに相当するカウント値がｅ〉ε検出
回路５０に供給されるので、この検出回路５０の出力は
１”となり、したがって、アンドゲート５１が開成され
る一方、アンドゲート５２が閉成される。このため、５
Ｒ−ＦＦ５５の出力状態は、第７図に示す如く、被判定
信号Ｂが立ち上がってから所定時間遅れて反転され、そ
のＱ出力が″１″、Ｑ出力がＩ′０″となる。これによ
ってタッチ電極Ｔ、に対するタッチ有りが検出され、信
号ｇが１″となる。これによって、チェックモードにお
いて、タッチ有りが検出されると、被判定信号Ｂの反転
信号の立ち上がりに同期して第７図に示す如く、パルス
信号でか得られ、アンドゲート６１を規制解除する。こ
の結果、ラッチ６２には、ＲＡＭ４５の出力データ、換
言すれば、タッチ電極Ｔ、の浮遊容量成分に対するカウ
ント値が書き込まれる。これと同時に、パルス信号ｆけ
、アンドゲート６３に入力されるが、このアンドゲート
６３は、比較回路６６の出力にしたがって規制解除され
るので、比較回路６６において、■〉Ｒなる関係が成立
している期間、アンドゲート６４を開成させ、ラッチ４
９の出力データ（いま、タッチ電極Ｔ１の接触容量成分
に相当するカウント値が出力される）■がラッチ６５に
書き込まれる。この場合、タッチ電極Ｔ、の接触容量成
分検出処理は、タッチ電極Ｔ、を接触している状態なら
ば、その間は、矩形波信号Ａにしたがって何回も実行さ
れるが、これによって得られた複数の検出データのうち
、その最大値がラッチ６５に書き込まれる。

而して、ラッチ６２の内容（タッチ電極Ｔ１の浮遊容量
成分に対するカウント値）およびラッチ６５の内容（タ
ッチ電極Ｔ、の最大接触容量成分に対するカウント値）
は、カウンタ３４の内容（タッチ電極Ｔ、を特定する電
極番号「１」）と共に、表示切換回路２６に送られる。

これによって、表示切換回路２６はチェックモードにお
いて、上述した３種類のデータをデジタル表示部４に出
力するので、デジタル表示部４の表示内容は、例えば、
第８図に示す如くとなる。すなわち、デジタル表示部４
の２桁目に電極番号ｒＩＪ、３〜５桁目に浮遊容量成分
のカウント値「０３６」、６〜８桁目に接触容量成分の
カウント値「１０７」が夫々デジタル表示される。この
結果、タッチ電極Ｔ、′□゛の断線状態、そのタッチ入
力回路の動作状態あるいはタッチ感度等の状態を数字に
より定量的に検査することができ、その検査を簡単かつ
確実に行うことが可能となる。

而して、タッチ電極Ｔ、に対するタッチが解除されると
、被判定信号Ｂの遅れ量は、浮遊容量成分に対する遅れ
Ｔ。のみとなり、したがって、ｅ〉ε検出回路５０の出
力は再び”１′となり、５Ｒ−ＦＦ５５の出力状態が反
転（第７図参照）され、その結果、ワンショット回路５
６の出力が所定時間後、信号ｅとして出力される（第７
図参照）。これにより、電極番号を計数するカウンタ３
４の値が＋１されて「２」となるので、タッチ電極Ｔ、
が次にセンスされる。また、これと同時にラッチ６２お
よび６５の内容がクリアされる。

このような動作がカウンタ３４の内容にしたがって順次
実行される結果、チェックモードにおいては、タッチ電
極Ｔ１〜Ｔ、に対する検査データが順次デジタル表示さ
れることになる。

万お、時計モードおよび計算機モードでのタッチ入力有
無の検出動作は、上述したチェックモードでの検出動作
と同様であるので、その詳細は省略するが、この場合に
おいては上記セットモードと同様デコーダ３１にデータ
Ｗが入力されるので、タッチ電極のセンス動作は、デー
タＷにしたがって実行される。

次に、文字認識制御ｇｉＳ２０の動作を第９図乃至第１
６図を参照して簡単に説明する。この文字認識動作の説
明に先立って３×３のマトリック状に配設された９枚の
タッチ電極に設定されているＸＹ座標系を第９図を参照
して説明する。このＸＹ座標系は、外周部に位置する８
ケのタッチ電極Ｔ。

を除く全てのタッチ電極の各中心位置を結ぶ座標面内に
おいて、１１Ｘ１１　＝１２１の座標位置が設定されて
いる。そして、そのＸＹ座標位置は（０，０）、（０％
　１）・・・の如く表現される。

このようにして設定された１２１の座標位桁により数字
、記号等の文字パターンデータが入力される。すなわち
、文字パターンデータを入力する場合には、上記座標面
内において、数字等を手書入力すればよい。

而して、文字認識処理は、第１０図に示すフローにした
がって実行される。すなわち、文字認識処理に入ると、
ステップＳ１のイニシャライズ処理が先ず実行され、文
字認識制御部２ｏ内のＲＡＭ（第１２図参照）に設けら
れているＦｌおよびＦ２レジスタｉｃ”１″が夫々セッ
トされると共にカウンタＺの内容がクリアされる。この
場合、Ｂレジスタは１文字の書き始めで０”、書き終り
で１”がセットされ、捷た、Ｆ２　レジスタは１ストロ
ークの書き始めで１０”、書き終りで６ｆがセットされ
る。更に、カウンタＺｌｌ″ｉ１文字のストローク数を
カウントするものである。次で、タッチ入力有無が判断
（ステップｓ、）され、まだ、タッチ入力されていなけ
れば、ステップｓ０に移行してＦルジスタの内容がｒＯ
Ｊか否がが判断されるが、最初Ｆｉ″１′であるからス
テップＳ。

に戻ってタッチ入力が有るまで待機する。

而して、タッチ入力が有ると、ステップｓ３に進行し、
Ｆ、レジスタの内容が「１」が否がが判断される。最初
Ｆｉ”１′°であるから、ステップｓ４に進行し、１文
字の書き始めを示すためにＦルジスタに０”をセットす
る。次に、ステップＳ。

では、Ｆ２レジスタの内容が“１”か否かが判断される
が、最初は１”であるからストローク数カウンタＺの内
容を＋１するインクリメント処理が打力われる。この結
果、１文字の１ストロークを書き込めると、ストローク
数カウンタＺの内容は「１」となり、１ストローク目の
値となる。次に、Ｆ、レジスタの内容がクリア（ステッ
プＳ７）されたのち、ステップｓ８に進行し、座標入力
処理が実行される。

この座標入力処理は、第１１図に示すフローにしたがっ
て実行される。すなわち、先ず、各タッチ電極に対する
接触容量成分のカウント値をタッチ入力部１９から読み
込み（ステップＳ、）、その最大容量のタッチ電極ＴＭ
ａｘをめる（ステップＳ、）。すなわち、複数のタッチ
電極を同時に触れた場合には、最大容量のタッチ電極’
Ｉ’　Ｍ　ａＸがめられる。そして、最大容量のタッチ
電極ＴＭ　ａ　ｘの周辺、すなわち、上方、下方、右方
、左方のタッチ電極を選択し、最大容量のタッチ電極’
Ｉ’Ｍ　ａｘとその周辺のタッチ電極との接触容量成分
に対するカウント値から接触領域の中心位時の座標をめ
る（ステップＳｓ　）。而して、次のステップＳ４では
、座標変化したか否か、換言すれば、指が１箇所で停止
しておりその中心座標が変化していないか否かが調べら
れ、変化していなければ、第１０図に示すフローの次処
理に移るが、中心座標が変化していれば、次のステップ
Ｓ、に進み、上述のようにしてめられた１ストローク目
の１番目の中心座標が第１２図のＲＡＭに送られて記憶
される。第１２図のＲＡ　Ｍは、ストローク１の座標記
憶部Ｍ、　Ｎストローク２の座標記憶ｇＩＳＭ、・・・
を有し、各記憶部Ｍ、　、Ｍ２・川・・は＼最大二個の
中心座標をその１〜ｎ番地に書き込まれる。なお、＄１
２１１のＲＡＭにおいて、Ｔけ時刻データが記憶される
レジスタ、ＴＭはタイマ時間が記憶されるレジスタであ
る。

以上で、入力された文字パターンの１ストローク目の１
番目の中心座標が第１２図のＲＡＭに書き込まれたこと
に々す、これによって第１０図のステップＳ、に戻る。

而して、１ストロークの入力中においては、ステップＳ
３、ステップＳ、で夫々ＮＯと判断されるので、ステッ
プＳ、　、Ｓ、、Ｓ、　、Ｓ８が夫々実行され、その結
果、１ストロークの各中心座標が第１２図のＲＡＭに順
次書き込捷れてゆく。

而して、−文字の１ストロークが書き終って次のストロ
ークを書き始めるために、または、１ストロークの文字
を幣き終って次に入力する文字の１ストローク目を書き
始めるために、タッチ電極から指を離すと、ステップＳ
、でそのことが検出されてステップＳ、に進むが、いま
、Ｆ、レジスタの内容は０″なので、次のステップＳＩ
Ｏに進み、Ｆ２レジスタの内容が０″か否かが判断され
る。この場合においてもＦ２レジスタの内容は′０″な
ので、ステップ８１１に進行し、１Ｍレジスタの内容を
クリア律ると共にその計時動作を開始させる。次で、ス
テップＳａｔでＦ、レジスタに１″をセットしたのち、
ステップＳ、に戻る。

これによって、次のステップＳＩＯの判断では、ＮＯと
なり、ステップＳ、、Ｉｃ進行し、１ストロークが書き
終ってから２ストローク目が書き始められるまでの時間
間隔を１Ｍレジスタの内容を読み出すことにより検出し
、この時間間隔が一定時間よりも大きいか否かが判断さ
れる。ここでは、上記時間間隔が一定時間より小さけれ
ば、１ストロークの書き終り、他方、大きければ、１つ
の文字の書き終り、すなわち、文字の版切りが判別され
る。

而して、上記時間間隔が一定時間よりも小さければ・ス
テップＳ、に戻り、同一文字の次のストロ一りが入力さ
れる寸でステップＳ２、Ｓｇ　、８１６　％８１Ｂが繰
り返される待機状態となるが、大きいと判断されれば、
ステップＳ、４に、進行し、後述する文字認識処理が実
行され、これによって認識された文字は、上記時計モー
ドにおいては、時計部２３に、また上記計算機モードに
おいては、計算機部２５に夫々送られる。

次に、上記ステップ８１４の文字認識処理を第１３図乃
至第１６図を参照して説明する。第１６図は、ストロー
ク数が「１」の数字「２」をタッチ入力したときの状況
を示すもので、第１３図（３）に示すように、文字パタ
ーン「２」を入力すると、上述した如く、その座標デー
タが第１２図に示すＲＡＭＫ順次書き込まれる。そして
、文字パターン「２」の入力後、タッチ電極から指が離
れると、上記ＲＡＭに書き込まれた座標データからその
ストローク長が算出され、次いで、第１３図■に示すよ
うにそのストロークが６等分される。而して、第１３図
（０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１４図に示すベクトル（０〜７の８
種類）にしたがって各部のベクトルが判断され、ベクト
ル列が算出される。

而して、このようにしてめられたベクトル列がＲ，ＯＭ
　２’　１内の標準ベクトル列と比較され、一番類似し
ている文字パターンを抽出し、その文字パターンが文字
認識制御部２０から出力される。

ここで、第１５図および第１６図は夫々ストロークが１
．２の各文字パターンの標準ベクトル列を示し、ＲＯＭ
２１に記憶されている。この場合、本実施例では入力可
能々文字ノくターンは数字と四則演算のファンクション
に限られているので、ＲＯＭ２１にｉｄ第１５１ス、第
１６図に示す標準ベクトル列が記憶されていれば足りる
。なお、第１５図において「１」は「÷」を示している
。

以上のように、本実施例によれば、文字認識装置に応用
したから、りＡシチ入力部の検査を行う際に多数の文字
パターンを実際に手書き入力しなくとも、個々のタッチ
電極に入力を加えることにより行うことができるので、
チェック回数を極めて少なくすることができる。また、
個々のタッチ電極に対するチェックデータのデジタル表
示によって定量的な検査が可能となる。

々お、この発明は上記実姉例に限らず、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る。例えば
、上記実施例では、６×３のマトリックス状にタッチ電
極を配列し、１１×１１−１２１の座標位置を入力する
ようにしたが、この座標規模は任意である他、タッチ電
極と座標とが１：１に対応するものであってもよい。ま
た、入力文字の種類もカタカナ、ヒラガナ、漢字等であ
ってもよく、更に文字認識装置に応用するものでなくて
もよい。その他、チェックデータの表示はデジタル表示
に限らず、定量的に表示できれば任意であり、また、こ
の表示と共に報音を行うようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は、以上詳細に説明したように、タッチ電極に
人体が餉れた際の容量成分の変化はを検出してスイッチ
ングを行う容量検出型のタッチスイッチ装置において、
タッチ電極の容量成分を表示するようにしたから、タッ
チ電極の断線状態、タッチ入力回路の動作状態、タッチ
感度等の状態を定量的に検査することができ、これによ
り、その検査を゛簡単かつ確７に行うことができる。

【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図はこの発明を
適用した電子腕時計の前面部を示した図、第２図はタッ
チ電極とその電極番号の関係を示した図、第３図は、デ
ジタル表示部の構成図、第４図は電子腕時計全体のブロ
ック回路図、第５図はタッチ入力部の詳細な回路構成図
、第６図はセットモードでの動作を説明するためのタイ
ミングチャート、第７図はチェックモードでの動作を説
明するためのタイミングチャート、第８図はチェックモ
ードでの表示状Ｍ図、第９図ＸＹ座標系を説明するため
の図、第１０図および第１１図は文字認識制御部の動作
を説明するためのフローチャート、第１２図は文字認識
制御部内に設けられているＲＡＭの構成図、第１３図（
２）〜Ｃ）は、文字パターンとして数字「２」を入力し
た場合にそのベクトル列が得られる過程を示した図、第
１４図は標準ベクトル列を構成する数値とベクトルの関
係を示した図、第１５図、第１６図は夫々ストローク数
がｒｌｊ、ｒ２ｊで構成される文字パターンの標準ベク
トル列を示す図である。３　（Ｔｏ　”Ｔｏ　）・・・・・・タッチ電極、４・
・・・・・デ・ジタル表示部、１９・・・・・・タッチ
入力部。特許出願人　カシオ計算機株式会社第８図４０Ｌ第９図第１１図第１２図第１４図第１３図第１５図第１６図

Claims

【特許請求の範囲】

タッチ電極に人体が触れた際の容量成分の変化量を検出
してスイッチングを行う容量検出型のタッチスイッチ装
置において、タッチ電極の容量成分を表示するようにし
たことを特徴とするタッチスイッチ装置。