CN1160656C - 手指划面动作识别装置,特别是供钟表用的该种识别装置 - Google Patents

Abstract

一种手指(32)划面动作的识别装置，包括一组传感器(41)，各传感器可由手指驱动而引起电量变化，这些传感器分别配置在所述表面相应的一组确定区域内。该装置还包括第一检测器(42)，除检测同时被激励的所述各传感器(41)的子集外，还用以检测电量变化最大的受驱动的传感器。

Description

手指划面动作识别装置，特别是供钟表用的该种识别装置

技术领域

本发明涉及一种对手指在表面上划写动作进行识别的识别装置，具体说，本发明涉及的这种装置由一套传感器组成，各传感器可被用户的手指驱动从而引起电量的变化。这种装置可用在钟表上，例如装有识别装置的手表上，用来识别手指在手表玻璃表面上划写的字符。但应该理解的是，本发明并不局限于这个用途。

背景技术

上述装有识别装置的钟表是众所周知的。欧洲专利文献EP-A-0165548介绍的电子钟表就装有识别手指在钟表玻璃面上划写字符的识别装置。玻璃底面上配置有多个光电传感器组成的矩阵。用户在玻璃表面上用手指写字时，由光电传感器检测出的光强发生变化，从而可以检测出所写字符的坐标，于是根据检测出的坐标可以识别出写出的字符。为做到这一点，形成所写字符各线条的相应坐标都存入一个存储器中。这些坐标与也储存在该存储器中的基准坐标相比较，以便找出与写在玻璃面上的字符相应的坐标最近似的基准坐标。用户写字时，几个传感器往往会同时被驱动。为能够确定所写字符的各坐标，需要计算出用户同时驱动的传感器群的重心。

重心的计算往往有许多不方便的地方。一方面，数据处理时须要考虑例如受驱动的传感器径向配置的因素，这是个复杂的任务，给与这些传感器相关的电路带来不少麻烦，还减慢了电路的响应时间。另一方面，计算的结果常常不准确，导致错误识别用户写出的字符。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种至少部分解决了现有技术上述诸多不方便问题的识别手指在一表面上书写动作的识别装置。

本发明还有一个目的是提供一种简单、效率和可靠性高、能耗不大的比现有技术装置更适用于电子钟表的识别装置。

为达到本发明目标的手指划面动作的识别装置包括：

一组传感器，各传感器可由所述手指驱动而引起电量变化，这些传感器分别配置在所述表面相应的一组确定区域内；其特征在于，所述装置还包括：

检测器，除检测同时受激励的所述各传感器的子集外，还用以检测所述电量变化最大的受驱动的传感器。

所有上述特点大大简化了识别手指在例如给定表面上写字动作所需要进行的数据处理。此外，这种装置的精确度比现有技术的装置高。

附图说明

参看附图阅读下面仅以举例方式对本发明一个实施例的说明后可以更清楚理解本发明的其它特点和优点。附图中：

图1是装有本发明识别装置的钟表平面图；

图2是图1钟表的剖视图；

图3是构成图1钟表一部分的识别装置的多个传感器的空间配置示意图；

图4是用在图1钟表中的识别装置示意图；

图5示出图1所示钟表的识别装置的其中一个传感器和一部分电路的详细电路图。

具体实施方式

现在参看图1，图中示出的钟表1包括表壳2、表带3、柄头4、表壳前圈5、表玻璃6、时针7和分针8以及两个数字显示器9和10。此外，表壳前圈5或表玻璃6周围还可设置分立的电容传感器11至22。

图2示出钟表1的剖面。电子电路23配置在表壳2中。一组导电电极，最好是透明的，配置在表玻璃6的内表面24上。图2中只示出这些电极中的五个电极，分别以K、M、S、O和E表示。电极K至E分别通过导线25至29与电子电路23连接。表壳2中还配有电池或其它电源，通过导线31与电子电路23的正端连接。

电极K至E各形成一系列电容传感器的一个电极，这些电容传感器每个的另一电极在戴表人的手指32触及表玻璃6外面的对着特定电极的一定区域时，由手指32构成。戴表人的手指32通过表壳2作为媒介而与电路23的接地端连接，表壳2与戴表人手腕接触且分别与电子电路23和电池30的负极连接。

图3示出电极组在钟表1的表玻璃6下面配置的空间配置图，这些电极形成了表玻璃下方的部分。由这些电极构成其一部分的一组传感器各由手指32驱动，从而改变其电容量。这组传感器分别配置在表玻璃6周边表面相应的设定区域内。

图4示出图1的钟表1中使用的识别装置40一个实施例的原理图，它可以确定处在戴表人的停留在表玻璃6外表面的手指的接触表面底下的传感器中哪一个传感器最活跃。识别装置40包括一组电容传感器41，这些电容传感器全都与戴表人同时驱动的传感器41的子集中电容量变化最大的那个受驱动传感器的检测元件连接。虽然本实施例是由多个电容传感器组成，但应该指出，也可以采用其它类型在受驱动时能表示出象例如电容量或电阻值之类的电量变化的传感器。

图5示出用以说明本发明电容传感装置41的作用情况的电路。每个电容传感器(图5中只示出一个)都由一个其电极由表玻璃6内表面上的固定电极和戴表人的手指32构成的电容器51组成。

此外，在这种结构的情况下，在所述固定电极与钟表1的表壳2之间还形成有寄生电容52。电容传感器51和寄生电容52在地53与多路转换器54的输入端之间并联连接。

检测表示电量最大变化的受驱动传感器的检测元件包括将各电容传感器A至S的由固定电容器和寄生电容器组成的电容器组的总电容量转换成其频率与此总电容量成正比的输出信号的转换元件。在本实例中，这些元件包括多路转换器54和电压控制振荡器43。多路转换器54配置得使其将各电容传感器A至S依次连接到电压控制振荡器43的输入端。从图5中可以看到，这些元件如此连接时，电容器51和52并联在地53与构成电压控制振荡器43一部分的运算放大器55的反相输入端之间。

电压控制振荡器43还包括全部串联在输出放大器55与地53之间的电阻器56、57和58。放大器55的非反相输入端接电阻器57和58之间的连接点。在这种配置方式下，放大器55和电阻器56至58形成施密特触发器，该触发器的输出端(即电阻器56和57之间的连接点)在高逻辑电平或低逻辑电平下产生其幅值为出现在放大器55的反相输入端和非反相输入端的电压相对值的函数的信号。两个齐纳二极管59和60按头尾相接地配置在放大器55的输出端与地53之间，对分别限定这些逻辑电平的电压起稳定作用。电压控制振荡器43还包括电阻61，连接在施密特触发器的输出端与放大器的反相输入端之间。此电阻与电容器51和52一起构成累积施密特触发器输出端电压的低通滤波器的一部分。电容器51和52的电极的电位加到放大器55的反相输入端。

电压控制振荡器43输出信号的振荡频率与并联的两电容器51和52的总电容量的倒数成正比。因此，电压控制振荡器43的振荡频率随戴表人的手指32是否处在表玻璃6外表面上而变化。若戴表人的手指32不在表玻璃6上，则电容器51的其中一个电极就不在图5所示的电路中。在这种情况下，总电容量等于寄生电容52的电容量，电压控制振荡器43输出信号的振荡频率与此电容量成反比。

相反，若手指32放在表玻璃6上，则电容器51有效地作用到电压控制振荡器的输入端。在这些情况下，总电容量等于上述电容器51和52电容量之和。于是，电压控制振荡器43输出信号的频率与这两个电容器电容量之和成正比。

戴表人的手指32放在表玻璃6外表面上划例如一个字符时，该手指是放在对着几个电极A至S位置上的。这样，戴表人同时增加了这些传感器中一组的电容量。为能确定表玻璃上所写字符的坐标，必须确定这些传感器中哪一个的电容变化最大。

已经很清楚，手指32形成这组电极一部分的覆盖程度对各电极是不相同的。按照手指所在位置，对着每一电极的表玻璃6外表面的离散区域覆盖程度实际上在0与100％之间变化。因此，虽然手指32放在对着电极的表玻璃6上形成了电容器51，但其电容值却是随该电极被手指32覆盖的程度而变化的。

本发明的识别装置只优先考查和选择那些电容变化最大的受激励的传感器。

为达到这一点，本识别装置40进一步包括检测元件，用于检测频率变化最大的电压控制振荡器的输出信号。这些检测输出信号的元件包括频率检测器44(见图4)、存储器45和比较器46。频率检测器44、存储器45和比较器46的作用均受来自时钟电路47的时钟脉冲频率确定的步调控制。

频率检测器44可由一脉冲计数器构成，该脉冲计数器在一固定作用周期中被启动。在这种情况下，电压控制振荡器43的每个输出信号的频率被直接表示成在这一固定周期中所收到的脉冲数。结果，频率检测器44产生了相应于对应每一传感器的输出信号频率的数值，即计数器的计数值。

最好是，该识别装置进一步包括激励检测器48，连接到频率检测器44的输出端上，用于接收来自频率检测器44的二进制字。激励检测器将每个二进制字与相应于一电容值的预定基准阈值进行比较，以指示是否确实有一个电容传感器被戴表人激励。

若确被激励，则将此二进制字储存到存储器45中。当这组电容传感器A到S这样被采样以及当这一期间戴表人激励的每一电容传感器组的相应二进制字已被储存到存储器45中时，就由比较器46对这些二进制字的数值进行比较，从而识别出相应于有最大电容变化的电容传感器的数值。然后，对应于该传感器的一个输出信号就提供给书写识别装置49或另外的工作电路。

最后，应当了解，在本发明范围内可对本发明的识别装置作出许多修改。

例如，在上述实施例中利用了电容传感器，但也可用其他的传感器，只要它们在激励时电量产生变化即可。另外，本发明不仅可用于与钟表或者其他书写或手动控制装置的玻璃相关的传感器，也可用于其他多种场合。例如，传感器不仅可布置在表玻璃上，也可布置在前圈下的周边13上。此外，本发明可应用于每一种手控装置上，即使用时可用上述这类传感器来代替按钮或任何其他现用控制装置。

Claims (5)

1.一种手指(32)划面动作的识别装置，包括：

一组传感器(41)，各传感器可由所述手指(32)驱动而引起电量变化，所述电量作为由所述手指(32)形成的传感器的覆盖程度的函数而变化，这些传感器彼此间是独立的和相区别的，并且分别配置在所述表面相应的一组确定区域内；其特征在于，所述装置还包括：

检测器(42)，除检测同时受激励的所述各传感器(41)的子集外，还用以检测所述电量变化最大的受驱动的传感器。

2.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述检测器(42)包括：

转换元件(54，53)，用于将所述一组传感器(41)中每个的所述电量转换成其频率与该电量成正比的输出信号；和

检测器(44，45，46)，用于检测具有最大频率变化的输出信号。

3.如权利要求2所述的识别装置，其特征在于，所述检测器(44，45，46)包括：

频率检测器(44)，用于产生相应于对应每一受激励传感器的输出信号频率的数值；

存储器(45)，用于储存所述各数值；和

比较器(46)，用于比较所述各数值，从而识别相应于有最大所述电量变化的传感器的一个数值。

4.如上述权利要求之一所述的识别装置，其特征在于，该装置还包括：

激励检测器(48)，用于检测所述一组传感器(41)至少之一的所述电量变化是否达到一预定的阈值。

5.如权利要求1所述的识别装置，其特征在于，所述传感器(41)是包括第一和第二电极的电容传感器，所述电量是所述电容传感器的电容量，每个传感器的第一电极形成在所述表面的一个面(24)上，这个面是与同所述手指(32)接触的一个面相对的面，而每个传感器的第二电极则由所述手指(32)形成。

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