JPS59121484A

JPS59121484A - 座標入力装置

Info

Publication number: JPS59121484A
Application number: JP57232561A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suetaka; 弘之末高; Hirohisa Sone; 広尚曽根
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1982-12-27
Publication date: 1984-07-13
Also published as: JPH0430047B2

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〕この発明はタッチ電極を用いて文字／七ターンの座標位
［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、タブレット上ＶｃＸ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って、前記タブレットにペ
ン型治具によって描かれる文字、図形の座標位置を検出
し、そｎ’ｉパルス信号に変換する入力装置、また、Ｃ
ＲＴ表示装置にライトベンで入力する装置、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
に沿った状態で、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
ットとペン型治具を用いた入力装置では、特別な治具が
必要となシ、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、図形の入力部と全重合さ
せる必要があるが、そのためには、前記タブレットは透
明でなければならないが、透明なタブレットは、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って決定され
るため、精度同上のためには、その数全増やさねばなら
ぬから、小型の電子機器には不適である点、また機械的
なスイッ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〕

タッチ電極を用いることＶＣニジ、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？提供すること
である。

〔発明の要点〕

ＸＹ座標系上に複数のタッチ電極をマ）　ＩＪクス状に
配設し、文字ノ４ターンの入力に際して指などの人体が
前記複数のタッチ電極に接触した際に、各タッチ電極の
接触容量成分全検出し、而して検出した接触容量成分の
値が最大であるタッチ電極の容量成分と隣接するタッチ
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
と予め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ｌの上面には
、透明な表面がラス２が固定されておジ、而してその表
面ガラス２の上面には更に、後述するＸＹ座標系に沿っ
て４×４のマトリクス状に合計１６枚の透明なタッチ電
極３が一定間隔で配設されていると共に、タッチ電極３
の上方［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・（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個のタッチ電極に、図示の如
き１６進表現による番号ＺＯ〜ＫＦを付しておく。

第２図および第３図は、前記タッチ電極３のスイッチン
グ特性の原理図である。第２図において、前記時計ケー
スｌは、金属製でちゃ、同様に金属製の裏蓋（図示路）
を介して腕に装着される。そして時計ケースＩＫ：ｉｊ
、電源電圧の高電位ＶＤＤ（論理値゛１＃）側に接続さ
れており、一方のタッチ電極として併用されている。こ
のため、腕時計？腕に装着している状態において、タッ
チ電極３に人体が触れることによって該タッチ電極３を
ＯＮ　ＩＥＩＪ作させることができるようになっている
。

また符号Ｃｘは浮遊容量成分であり、これは、タッチ電
極３の配線によっ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０ＭＯ８ＩＣのダ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、タッチ電極３に触れたとき、時計
ケースｌとタッチ電極３間に生ずる人体の接触容量成分
である。

したがって、前記浮遊容量成分Ｃｘけ常に存在している
ものであるが、接触容量成分Ｃｙは人為的に生ずるもの
である。

甘た、符号Ａは所定周期（例えば６４Ｈ２）の矩形波信
号であシ、この矩形波信号ＡＦｉ抵抗５、Ｎチャンネル
ＭＯ３）ランソスタ６およびＰチャンネルＭＯ８）ラン
ジスタフから成るＣＭＯＳインバータ８の各グー）［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ｙｓｓ（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ＶＤＤが供給されている。そして、ＣＭＯ
Ｓインバータ８の出力信号は、タッチ電極３に入力する
ほか、ＣＭＯＳ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、タッチ電＆３に人体が接触
しているか否か、つまクタッチの有無の判定に供される
被判定信号である。

而して、タッチ電極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
レベルになってＣＭＯＳインバータ８に入力されると、
該ＣＭＯＳインバータ８の出力信号は低電位レベルとな
シ、したがって、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）に示すよりに、その立上
りが矩形波信号Ａに対して、時間ＴＯだけ遅れる。

次に、タッチ電極３に人体が触れた場合には、タッチ電
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、人体とタッチ
電極３との接触面積あるいは押圧力等の接触状態によっ
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、タッチ電極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、その上上シが時間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３ＬＮ（４）に示すよう
に、その立上シが時間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図に、４×４のマトリクス状に配設された前記タッ
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、とのＸＹ座標系は更に、図示するように
、外周部に位置する１２個のタッチ電極３（Ｆｌ己号、
ｇＯ，、ｇ’ｘ、ｇ’２、Ｚ３、おいて１６Ｘ１６＝２
５６点の座標位置を設定されている。そしてそのＸＹ座
標位＆は点（０，０）〜（１５，１５）により、表現さ
れる。

次に第５図、ｍ６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［１−人力す
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の立上シの遅れが前記接触容量成分Ｃ
ｙに比例、即ち、接触面積に比例することから、前記信
号Ｂの遅れ量全後述するカウンタによって検出し、そし
てその検出ｉを演算処理することによって、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等で示す複数のタッチ電極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、各タッチ電極３に対するカウント動作を実行し、そ
の結果、各タッチ電極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ッ
チ−＠４Ｌ３２求め、（図示の例では記号Ｂで示すタッ
チ電極３）、次に、カウント値が最大のタッチ′ｆＩＬ
極３を中心にしてその上方、下方、右方、左方の各タッ
チ電極３（第５図（ｂ）に示すように、記号り、Ｅ、Ａ
％Ｃで示すタッチ電＆３）１に選択し、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ッチｉｔ極３（記号Ｂで示
すタッチ電極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、１）　前記カウント値が最大のタッチを極３の番号ｔ−
Ｋｍ。

ｔｉ）Ｋｍのカウント値？Ｂ、ＩＩＩ）　　Ｋｍの上方のタッチ電極３０カウント値全
１＋Ｖ）Ｋ７ｎの下方のタッチ電極３０カクント値をＥ。

Ｖ）　　Ｋｍの左方のタッチ電極３０カウント値をＡ。

Ｖｉ）Ｋｍの右方のタッチｔ６３のカウント値を１とすると、１１）〜Ｖｉ　）の５つのカウント値から前
記中心位置の座標がＸ軸、Ｙ＠につき実行される演算に
よって求められる。即ち、第６図は演算のアルゴリズム
を図示したもので、横軸はタッチ電極３の中心位置（即
ち、点ａ、ｂ、ｃけ夫々、記号Ａ、Ｂ、Ｃで示すタッチ
電［ｉ３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全示し、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ｍｂｃと直線ｂ′ｃ′との交点′ｔ
″Ｐｌとし、また直Ｍａｂ上の点ａの左側に、乙ｃ’Ｐ
１ｃ＝Ｌａ’Ｐ２ａとなる点Ｐ２にとる。更に、直線Ｐ
　２　ａ’と直線ｂ′ｃ′との交点を点ｇとし、撞たこ
の点ぎから直線ａｂ［降した垂線との交点を前記点Ｓと
する。而して ΔＳｓ′Ｐｌ三”Ｓ　Ｓ’Ｐ　２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、タッチ電極３のピンチ（即ち、例
えば点ａと点す間の距離）　ｆ　Ｌ　ｘとし、また、点
Ｓと点す間の距離ｋ　ｄ　ｘとする。

Ａｘ　　　　　　　Ｌｘ＋ｂｘ　　　　　Ａｘ　−ｄｘ
Ｂ−Ｃｙ軸方向についても全く同様であり、式（３）が得られ
る。即ち、Ｂ−Ｅ丑で、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個のタッチ電極３の番号を夫々（５ｘ　ｓ　
５　ｙ　）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）はとなる。

但し、Ｋｍが端の電極であり、隣接するタッチ電極３が
ない揚台、即ちｘ　ｍ　＝　０、ｘ　ｍ　＝　３、ｙｍ
＝０．　ｙｍ＝３のときには夫々、前記カウント値Ｃ，
Ａ、Ｅ、Ｄ’に夫々「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
とによって求められることになる。

次ＶＣ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ば、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、ＯＰ、ＮＡを並列的に出力する。而してマイク
ロ命令ＡＤｆｌ、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）１２お
工び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け
、前記ＲＡＭ１３または演算部１４に対しデータとして
印加される。更にマイクロ令名ＯＰは、オペレーション
デコーダ１５に印加され、その結果、該オペレーション
デコーダ１５は各種制御信号Ｃ８Ｉ、ＧＳ２、Ｒ／Ｗ、
Ｘ、Ｙ、Ｚ’を出力する。また、マイクロ命令ＮＡｉ’
ｔアドレス部１６に印加され、而してアドレス部五６で
はマイクロ命令ＮＡと後述する信号ｄ、　ｃ％１６■２
とから次の処理を実行するマイクロ命令ＡＤ、ＤＡ、Ｏ
Ｐ、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、数字およびアルファベットの各文字パ
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Ｃ３ｌＯ印加時に前記データ
が続出されて演算部１４へ与えられる。

ＲＡＭ１３は、第９図に示すような各種レソスタを膚し
ており、演算部１４が行なう計時処理、タイ寸島理、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ＲＡＭ１
３の他のエリアには、前記式（５）の演算によって算出
した座標位置（Ｘ、Ｙ）のデータを記憶するエリアＭｌ
−Ｍ４が第１θ図に示すように設けられている。即ち、
エリアＭＩ　Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４け夫々、タッチ電極３か
ら入力された文字パターンデータの１ストロ　り目、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、ＲＡＭＩ　４（Ｄ各エリアＭ１〜Ｍ４ＶＣ，コ（
２）ｊ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ＲＯＭ１
Ｚ内の各文字ノＲ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／４’タ
ーンを入力された文字ノやターンデータとする処理が実
行される。なお、ＲＡＭ１３は、制御信号Ｃ８２、Ｒ／
ＷＩＣよってデータの読出し、書込みが行なわれる。

蕊で、前記ストローク、ベクトルにつき説明する。第１
８図はストローク数が１の数字「２」をタッチ電極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」全入力すると、その座
標位置データか上述したようにしてＲＡＭＩ　３の、こ
の場付は１ストローク目であるから、エリアＭＩＫ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、Ｗ；１９図のベクトル（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。

第２０図、第２１図、第２２図、第２３図は夫々、スト
ローク数がｌ　２．３，４の各文字／ｆターンに対する
標準ベクトル列を示し、前記ＲＯＭ１２１ｃ記憶されて
いる。

第７図にもどって、演算部１４Ｖｉ、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（（Ｒ
ＡＭ１３、ドツト表示部４、入力部１７に与える。また
、ソヤツソ演算全実行した際には、演算結果データ有シ
全示す信号ｄ、キヤＩＪ−発生を示す信号ｃｆ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
間表示したシする。また、入力部１７Ｆｉ、前記タッチ
電極３等から成シ、制御信号２０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１
４に与えて処理させる。

発振回路１８Ｖｉ、例えは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までに分周され
た信号１６Ｈｙが出力し、アドレス部工６へ卑見られる
。これに応じて１／１６秒ごとＶｃ１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ＩＯ〜ＪｒＦ’
に付しておいた１６個のタッチ電極ＴＩ−ＴＦを順次時
分割的に指定し、各タッ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ＶＤＤレベルの信号として出力される信号ｕ１
＃〜“１６”に変換され、夫々対応するトランスミッシ
ョングー）Ｇｌ〜Ｇ１６のダートに供給される。また、
トランスミッションゲートＧ１−Ｇ１６０入力側は対応
するタッチ電ＱＴＩ〜ＴＦの出力端子に夫々接続され、
更に、トランスミッショングー）Ｇｌ−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ε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お工びアンドゲート２３に夫
々、ダート制御信号として印加されている。また、タイ
ばング信号発生回路２２は、カウンタ２５Ｖｃ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２３１Ｃ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２５のクロック入力
端子ＣＫＩＣ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、
タッチ電極ＴＩ−ＴＦの接触容量成分Ｃｙの大きさに比
例したものとなっている。なお、カウンタ２５のクリア
入力端子ＣＬＫＦ！、各タッチ電極ＴＩ−ＴＦが時分割
的ＶＣＩ＠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が出力する信号すによって、クリア
され、次のタッチ電極のカウント動作に備えられる。ま
た、一端が高電位ＭＤＩ）レベルに接続され、且つ他端
が抵抗２６を介し低電位ＶＳ８レベルに接続されている
ＡＣスイッチの出力がトライステートバッファ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、タッチ電極Ｔ１〜ＴＦの浮遊容量成分Ｃｘは環境の
条件によって大きく変化するために、メッセーノを入力
する際などには、予め前記ＡＣスイッチ會オンし乙れに
応じて制御部１１が前記データａを出力してタッチ電極
Ｔ１〜ＴＦを少なくとも１回、−通りスキャンして各浮
遊容量成分Ｃｘに対するカウント値を得、ＲＡＭ１３に
、記憶しておくために設けられている。

次に、第１２図ないし第１７図のフローチャートを参照
して動作を具体的に説明する。先ず、第１２図のジェネ
ラル７０−を参照して全体動作の概要全説明する。この
ジェネラル７０−は、第７図の分周回路１９から信号１
６Ｈｚ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、ステップＳｌの計時処理が実
行され、演算部１４け、ＲＡＭ１３のＴレヅスタ内のそ
れ以前のデータに対し、所定の演算を行なって、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、ステップ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、
伺らかの処理を行なう必要があり、ＴＭレソスタに一定
時間がプリセッ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
テップ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ッチ（図示時）が
オンされたか否かによってそのメツセージ設定モーｒが
設定されたか否かを判断し、ｒＹＥＳＪであれば、ステ
ップＳ８に進行して文字認識処理ルーチンの方向へゆき
、他方、「ＮＯ」であれば、ステップＳ４の判断処理に
進む。この判断処理は、ＡＬレソ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、ｒＹＥＳ
Ｊであれば、ステップＳ５に進行し、前記メツセージデ
ータがＲＡＭから読出さｎ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ｆｓ６によシ判断され、
ステップＳ７によシメツセーソは表示全消去される。他
方、ステップＳ４、Ｓ６において何れも「ＮＯ」と判断
されたときＶＣは、このジェネラルフローの処理は終了
し、他の処理（図示時）が開始される。

また、ステップ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ップＳ８に進行した場合、このステ
ップＳ８でＵ、ＲＡＭ１３内の７ラグＦＡ；ｐ（ｒＯＪ
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」にセットされておシ、したがって、
次にステップ８９に進行し、フラグＦＡにデータ「ｌ」
がセットされ、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って入力部４のりンチス
イッチＴ１〜ＴＦから座標入力される文字ノ＋ターンの
認識処理が実行され（ステップ３１０）、そして入力し
たメツセージデータが、ＲＡＭ１３に記憶され（ステッ
プＳ　１１　）、更にドツト表示部４に表示確認され（
ステップ５１２）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、ステップＳ８に
おいて、フラグＦＡが「０」でなかったときには、それ
以前に実行中の処理に復帰する。

第１３図は前記ステップＳ工０における文字認識処理の
具体的内容を示すフローチャートである。

即ち、文字認識処理ステップに入ると、先ず、ステップ
ＳＡのイニシャライズ処理が実行される。

このイニシャライズ処理は、第１４図にその具体的な内
容が示しである。先ず、ステップＳＡ＋においてＲＡＭ
１３内のフラグＦｌ、Ｆ２に共にデータ「工」がセット
され、またＲＡＭ１３内のストローク数カウンタ２およ
びカウンタｎが共にクリアされる。次に、ステップＳＡ
２に進行し、ＡＣスイッチがＯＮさｆしたか否かが判断
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［けステップ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図のフローチャートに示す２ステツプ処理から成り
、即ち、ＡＣスイッチのＯＮに伴なって制御部１１は、
第８図のデコーダ２１１Ｃ対しデータｎ１即ち、タッチ
電極ＴＩ−ＴＦｋ順次時分割的に指定するための、前記
データａ’に出力しはじめる。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、
データされている番号ＫＯ〜ＫＦと夫々対応したものに
変化する。そして先ず、タッチ電極ＴｌにおりてＡＣス
イッチＯＮ後、壕だ人体がタッチ電極Ｔ１に触れないと
きの浮遊容量成分Ｃｘがカウンタ２５のカワント値Ｘと
して求められる。即ち、デコーダ２１から高電位ＶＤＤ
レベルの信号＠ｌ＃が出力してトランスばンショングー
）Ｇｌに印加すれ開成される。このため、タッチ電極Ｔ
Ｉのその出力し、アンドゲート２３ＧＣ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が共ニ、高電位ＶＤＤレベルの間だけアンドダート２
３が開成さ九て信号ｄに同期した信号ｆが出力し、カウ
ンタ２５のクロック入力端子ＣＫＶｃ印加されて計数さ
れ、カウント値Ｘとさｎる（ステップＳＥ２　）。次に
ステップ５Ａ３Ｖｃ進行し、タッチ電極Ｔｌの前記カウ
ント値Ｘｉ（いま、データｎが「ｌ」であるからＸＩ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＝ｆｉｉ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の計数誤差等全考慮し、ξ−２〜３に
設定しておいて、浮遊容量成分？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ｆｓＡ４Ｖｃゆき、データｎがＫＦか否か
、つまり、タッチ電極Ｔ１〜ＴＦまで−通り、各浮遊容
量成分Ｃｘｆ検出したか否かが判断されたのち、ステッ
プＳＡ５に進み、データｎが＋工されて「２」となり、
タッチ電極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ッチ電極Ｔｌのときと全く同様で
あや、ステップＳＥ、ＳＡ３〜ＳＡ５が更に１５回繰返
され、この結果、ＲＡＭ１３内のＸＺ１〜ＸＩＦレノス
タｖｃ／ｌｌ夫々、ＡＣスインチＯＮ後、まだ人体がタ
ッチ電ＭＴＩ〜ＴＦＩＣ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ＹＫｌ〜Ｙ、ｇ’Ｆレジ
スタには、一定値ξ全加算した前記浮遊容量成分Ｃｘの
補正値が、記憶される。

前記イニシャライズ処理ＳＡが終了すると、仄にステッ
プＳＨのタッチ処理に進行する。而してこのタッチ処理
の詳細は、第１６図のフローチャートに示している。先
ず、ステップＳＢＩでは、ＲＡＭＩ　３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７’ＳＥのデータ入力処理が同様に実行
されるが、この場合は、タッチ電極Ｔ１〜ＴＦの前記Ｘ
Ｙ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
各タッチ電極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全省略するが、先ず、タッチ電極
ＴＩのカウント値Ｘｘ（ｎ＝ｘのとき）が検出されると
、ステラｆｓＢ２に進行し、ＸＩ−Ｙｌ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ＸＩから浮遊容量成分Ｃｘ
ＶＣもとづくカウント値Ｙｌ（いま、補正値に１シてＹ
ｌレジスタ、即ち、Ｙメルソ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
みにもとづく力９ント値が算出されて、第９図のＴｌレ
ジスタ（ＴＫ１〜ＴｆｉＦで示す）［書込まれる。

′ｒＫＶｃステップＳＢ３では、Ｔｌレジスタのデータ
がＭレジスタのデータ（いｔｒＯＪ）より大か否かの判
断処理が実行され、大であるからステップ５Ｂ４ＩＣ進
行し、ＴＩレソスタ内のデータが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、このステップＳＢ３、ＫＢ４の各処理は順次検
出されるタッチ電極ＴＩ−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が最大のタッチ電
極を検出するためのものである。

次にステップＳＢ５では、タッチ電極Ｔ　ｌ〜ＴＦが一
通シ検出されたか否かが判断され、カウンタｎ　ｔｒｔ
　＋１されてタッチ電極Ｔ２の検出が開始される。そし
て以後、ステップＳＥ、ＳＢ２〜ＳＢ６が更ＶＣｌ５回
繰返され、タッチ電極ＴＩ−ＴＦに対する−通りのタッ
チ処理が完了する。而してこの間に、ステップＳＢ３．
ＳＢ４の実行により、今回のタッチ処理の結果検出され
た、接触容量成分Ｃｙが最大のタッチ電極の番号が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ＣｙＶＣ対するカウント値がＭレジスタに紀憶すれて
いることになる。

前記タッチ処理が終了すると、ステップＳＣＩに進行し
、Ｍレジスタのデータが「ｏ」より大が否かが判断され
る。即ち、人体が何れがのタッチ′ＩｆＬ極Ｔｌ−ＴＦ
に既に触れたが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、ｒＯ，、Ｌ；＊シ大であシ、したが
って、ステラグ５ｃ２ＶＣ進行する。そしてステップＳ
Ｃ２では、７ラグＦｌが「１」が否がか判断され、而し
て「ｌ」となっているからステツｆｓｃ３に進行し、前
記ＴＭｍレジスタ一定時間がグリヱットされ、タイマが
スタートされる。これけＴＭｍレジスタ設定された一定
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。次にステップｓｃ４に進行し、７ラグＦｌ
がクリアされる。そしてステｙｆｓｃ５に進行し、フラ
／’Ｆ２７）（ｒｌＪが否かが判断され、いま「ｌ」で
あるため、ステップＳＣ６に進行してストローク数カウ
ンタ２が＋１されて「１」となシ、第１ストローク目を
示す内容となる。次にステップ５Ｃ７１Ｃより７ラグＦ
２がクリアされ、次いでステップＳＤのキーイン処理に
入る。而してこのキーイン処理１１−１．８１７図の７
０−チャートに、その詳細を示してイル。

このキーイン処理では、先ず、ステップＳＤＩの処理に
よシ、前記ｍレジスタに記憶保持されている接触容量成
分Ｃｙが最大のタッチ電極の番号＜ｇｏ　〜ｊｒｐ＞ｉ
ｔ座標（ｘ　ｍ　Ｎ　ｙ　ｍ）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、Ｖｍ＝０．１，２．３の各整数値で表現され
るものであシ、例えば、５０のタッチ電極Ｔｌの座標は
（３，３）である。

なお、この座標（ｘｍ、ｙｍ）は、ＲＡＭ１ａ内のｘｍ
レジスタ、ｙ１１ｎレヅスタに夫々記憶される。

次にステップＳＤ２に進行し、ｘｍが「０」が否か、即
ち、第４図において、右端の番号かに３、ｘ７、ＫＢ、
ＫＦ（ＤタッｆＮ極Ｔ３、Ｔｌ、ＴＢ。

ＴＦか否かが判断され、そうであれば式（５）［もとづ
いて座標を求めるに際しての補正処理がステップＳＤ３
において行なわれる。即ち、ＲＡＭ工３内のＣレジスタ
がクリアされ（即ち、右方のタッチ電極の接触容量成分
は「０」である）、まｆＣＡレジスタには番号が夫々Ｚ
２、Ｈ６、ＫＡ。

ＢＥのタッチ電極Ｔ２、Ｔｃ、ＴＡ、ＴＥＫ対して求め
られているＴｆｌ−ＴＪｌｒＦＬ／ジスタ内の各データ
が転送される。

他方、ステップＳＤ２においてＸｍのデータが「０」で
ないときには、ステツｆｓＤ４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Ｋ
Ｏ，Ｈ４、Ｅ′８、ＩＣのタッチ電極ＴＯ１Ｔ４、Ｔ８
、Ｔｃか否かが判断さｎ、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
ッチ電極の接触容量成分に「０」である）、また、Ｃレ
ジスタにけ、番号がＪ’ｌ、７５、Ｈ９、ＫＤｏ夕ｙｆ
ｌｌ極Ｔｌ、Ｔ５、ＴＤ、ＴＤに対して求められている
Ｔｆｉｌ−Ｔ、ｇＦ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が最大のタッチ電極は真中の、番
号が１５、ＩＣ、Ｈ９、ＪｒＡのタッチ電極Ｔ５、Ｔｃ
、ＴＤ、ＴＡの何れか１つであシ、したがってその場合
には、ステップＳＤ６の処理によりＡレジスタには、番
号が、ｇ’４．、ｇｓ、１８、Ｈ９のタッチ電極Ｔ４、
Ｔ５、Ｔ８、ＴＤに対し求められているＴｚ１〜ＴｆＦ
レジスタ内のデータが転送され、また、Ｃレジスタ［は
、番号かに６．”Ｅ’７、ｆＡ、　ＸＢのタッチ電極Ｔ
６、Ｔ７、ＴＡ％ＴＢに対し求められている’ｒ、ｇｔ
〜ＴＸＦレヅスタ内のデータが転送される。

以上は、前記式（５）Ｖｃよっ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、次のステップＳＤ７〜５Ｄ１１の各ステップの処
理ＦｉＹ軸方向の補正を行なう処理である。そして、ス
テツｆｓＤ７、ＳＤ８、ＳＤ９．５ＤＩＯ５ＳＤＩ　１
は夫々、前記ステップＳＤ２、ＳＤ３．、、ＳＤ４、Ｓ
Ｄ５、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、ステップ５ＤＩ２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（
Ｋｓ％ｘＢ）が求められてＲＡＭ１３内のｘ８レジスタ
、ｙｓレジスメに夫々一時記憶される。この場合、いま
、最大接触容量酸分のデータは、Ｍレジスタに格納され
ているため、前記ステップ５ＤＩ２では、データＢの替
シに、データＭと記載している。また、データＳはθ〜
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％ｙｇ）が求めら
れると、次にステップ５Ｄ１３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個所に停って中心座標が変
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ｆＳＤ１４に進行し、第１０図に示すＲＡＭ１３の
１ストローク目のエリアＭｌのθ番地に前記塵＊　（ｘ
　ｓ　。

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ｆＳＤ１３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
、直ちにステップＳＢのタッチ処理に復帰する。

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シ、而して
タッチ電極Ｔ１〜ＴＦから指が離れるまで、ステップＳ
Ｂ％５ＣＩ−８Ｃ７、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（Ｘ８％ｙｓ）が前記エリアＭ１の１〜１
９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ｒＥＪ　）の２ストローク目
、３ストμｍり目、４ストローク目についても、各文字
が前記ＴＭし・ゾスメ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＋７）、Ｘす７Ｍ
２、Ｈ３、Ｍ４１１７）０〜２０番地に夫々最大２０の
中心座標（ｉｔ、ｙｓ）が書込まれる。

一方、前記ステップＳＡのイニシャライズ処理実行後、
ステップＳＢのタッチ処理が実行されたが、次のステッ
プＳＣＩで、まだ人体がタッチ電極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
テツノＳＣ８に進行し、フラグＦ１が「１」か否かが判
断される。而して既にイニシャライズ処理で「１」に設
定されているため、ステップＳＢのタッチ処理に復帰す
る。そして、人体が触れるまで、ステップＳＢ。

ＳＣ１、ＳＣ８、ＳＢ、・・・・・・が繰返される。

また、ステップＳ０８で７ラグＦ１が万一、「１Ｊでな
いときには、ステップＳＣ９に進行し、７ラグＦ２が「
０」か否かが判断される。而して「０」でなければ、ス
テップ５ＣＩＩにノヤンプし、他方、「０」であれはス
テラｆｓｃ１０によυフラグＦ２を「】」に設定したの
ち、ステップ５ＣＩＩに進む。ステラ７’５Ｃ１１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、ステップ５Ｃ１２に進む。

前記タイマ時間内に文字・七ターンが入力されたのち、
ステップ５Ｃ１２に進行した場合、このステップＳＣＩ
　２ではフラグＦ１が「１」にされる。

そして、ステップ５Ｃ１３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−Ｍ１３のエリ
アＭ１に既に記憶されている。このため、ステラ７’５
Ｃ１３では各中心座標（ｘｓ。

８Ｅ９（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。次にステップ５Ｃ１５では第１８図（
Ｃ）に示すように、°始点と分割点、分て第１８図（Ｃ
）の例で得られるベクトル列は、「ｌ　７５５７０Ｊで
ある。

次にステップＳＣＩ　６では、前記ベクトル列をＲＯＭ
Ｉ　Ｚ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「ａ
ｌａ２ａ３ａ４ａ５ａ６」、検出されたベクトル列の成
分をｒｂｌｂ２ｂ３ｂ４ｂ５ｂ６Ｊとすると、まず各成
分の差（ａｌ−ｂｌ）、　Ｉ　Ｃ２−ｂ２　）　・−（
ａ　６−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〜ｌに変換した値を方向差とし
て、とれら６個の方向差の和を求める。

夕°１えば、第２０シ！の標準ベクトルのうち、文字「
０」の標準ベクトル列ｒ４６７０１２Ｊを例にすると、
前記ベクトル列ｒ１７５５７０Ｊとの間で、４．−］＝
３．６−７＝÷１．７−５＝２．０−５＝−５，１−７
＝−６，２−０二２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
テラ７’５Ｃ１７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
テップ５Ｃ１８では、ステツｆＳＣ１７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７’５Ｃ１
９に進行し、入力文字一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ｆｌｌ
は、例えば、第２４図に示すように１文字ｒＰＪとｒＤ
Ｊ、「工」とｒＦＪ、・・・・・・であるが、例えばｒ
ＰＪ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
なわれる。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、（ステップ５Ｃ２０）、入力された文字
・母メーンとして、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、ステップ５Ｃ１８で差の和の最小の文字が１つで
あったときには、直ちにその文字が入力文字とされる。

また、前記ステップ５Ｃ１３〜５Ｃ１７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
に沿って配列した１６個のタッチ電極を用いたが１．タ
ッチ電極の数は１６に限らず、任意である。またＸＹ座
枦系は１６Ｘ１６のマトリクス状に配列した２５６個の
点により構成したが、との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
ァベットとしたが、このストローク数は任意であり、ま
た文字の種類もカータカナ、ヒラガナ、漢字、記号、更
には任意の図形であってもよい。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、以上戚明仏だように、ＸＹ座標系上に複数
のタッ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ッチ電極に接
触した際の各タッ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ッチ電極の
接触容量成分と隣接するタッチ電極の接触容量成分とか
ら、人体接触座標位置を礒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
が行なえるようにガる利点がある。

【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図は同側の電
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図はそのタイムチャートを示す図、第４図
はＸＹ座標系の構成図、第５図はタッチ電極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ッチ電極３
を中心に抽出した４個のタッチ電極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１θ図は夫々、Ｒ
ＡＭ１３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ャートを示す図、第１
２図ないし第１７図は動作を説明するフローチャートの
図、第１８図は数字「２」の場合においてそのベクトル
列を祠る動作を説明する図、第１９図はベクトルの説明
図、第２０図１、第２１図、第２２図、第２３図は夫々
、ストローク数が夫々１．２．３．４０文文字パターン
標準ベクトル列を示す図、第２４図は類似文字／４′メ
ーンの例を示す図である。１・・・・・・時計ケース、２・・・・・・表面ガラス
、３（Ｔ１〜ｆｆＦ）・・・・・・タッチ電極、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１部、１２
・・・・・・ＲＯＭ、１３・・・・・・ＲＡＭ、１４・
・・・・・演算！、１５・・・・・・オ・〈レーション
デコーダ、１６・・・・・・アドレス部、１７・・・・
・・入力部、工８・・・・・・発振回路、１９・・・・
・・分周回路、２１・・・・・・デコーダ、２２・・・
・・・タイミング信号発止回路、２３・・・・・・アン
ドゲート、２４・・・・・・ＣＭＯＳインバータ、２５
・・・・・・カウンタ、Ｇｌ〜Ｇ１６・・・・・・トン
ンスミツンヨングート、ＡＣ・・・・・・ＡＣスイッチ
。第１図第２図第３図第４図Ｘ尋−ｍ− 第５図第６図ｕ　　　　Ｓ　Ｄ第８図第９図第１ｏ図第１４図第１６図第１８図第１９図第２４　図第２０図第２１　図第２２　Ｅ第２３図

Claims

【特許請求の範囲】

マトリクス状に配設されている複数のタッチ電極と、こ
の複数のタッチ電極に人体が接触した際の接触容量成分
を夫々検出する第１検出手段と、この第１検出手段によ
って検出された各タッチ電極の接触容量成分のうちその
値が最大のタッチ電極を判別し、このタッチ電極の接触
容量成分と隣接するタッチ電極の接触容量成分とから前
言と接触容量成分が最大のタッチ電極の予め定められて
いる複数の座標位置のどの位置に接触したかを検出する
第２の検出手段と、この第２の検出手段により検出され
た前記座標位置を記憶する記憶手段とを具備したことｔ
−特徴とする座標入力装置。