JPS63165944A

JPS63165944A - 手書き入力式計算機

Info

Publication number: JPS63165944A
Application number: JP61309078A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Tanosaki; 康雄田野崎; Noriyoshi Kikuchi; 菊地　紀芳; Akio Mori; 秋夫森; Hiromi Saito; 裕美斎藤; Motoi Kurihara; 栗原　基
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-27
Filing date: 1986-12-27
Publication date: 1988-07-09
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JP2801593B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は電子卓上計算機（以下、「電卓」と呼ぶ）に係
わり、特に手書き入力によって数式を入力するようにし
た手書き入力式電卓に関する。

（従来の技術）数値及び数式の計算を行なうための最も簡便な方法は、
紙の上に筆記具を用いて筆算をする方法である。この場
合、数字・数式の表現が極めて容易であるうえ、計算結
果を保存できる利点がある。しかし、この方法では大き
な数の演算や複雑な数式の処理には困難が伴う。そこで
、このような複雑な演算には一電卓、コンピュータ等の
電子計算機が用いられている。

しかしながら、電卓やコンピュータを用いて数値演算を
行なう場合、入力したい数値をキーボードから与える必
要があるため、誤入力や未入力を生じ易いという問題が
あった。特に、電卓で括弧のある式や分数式の演算を行
なう場合には、括弧の中や分母、分子を先に計算して紙
に記録しておき、これら計算の途中結果を再度入力する
等の繁雑な操作が必要であり、入力ミスを招き易いとい
う問題があった。

また、コンピュータにより計算を行なう場合には、複雑
な繰返し演算等も可能であるものの、計算を行なうため
のプログラミングが必要であり、手軽さに欠け、ユーザ
に負担をかけるという問題もあった。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来の電卓やコンピュータを用いた演算で
はキーボードによる数式入力時における使用者の負担が
大きく、入力ミスも発生し易いという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、筆
算と同様の手軽さで数値、数式等を入力することができ
、もって数式入力時のユーザの負担を大幅に軽減して入
力ミスの発生を防止できる手書き入力式電卓を提供する
ことを目的とする。

［発明の構成］（発明が解決しようとする問題点）本発明は、手書き数式を座標列情報として入力する入力
手段と、この入力手段によって得られた座標列情報から
前記入力された手書き数式を構成する２次元的に配列さ
れた各記号を数学的に意味のある記号として認識する認
識手段と、この認識手段で認識された２次元的な記号の
配置から数式を把握して数式処理する数式処理手段と、
前記入力手段によって入力された数式及び前記数式処理
手段によって得られた結果を表示する表示手段とを具備
したことを特徴としている。

（作用）本発明によれば、数式の手書き入力が可能であるため、
従来のキーボード操作におけるようなキー人力ミスが発
生する余地はなく、電子計算機に不馴れな人でも手軽に
違和感を生じることなく正確に数式を入力できる。

手書き入力された数式は認識手段で認識され、数式処理
手段で演算処理されるので、複雑な演算でも容易に演算
結果を得ることができる。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を詳述する
。

第１図は本実施例に係る手書き入力式電卓の概略構成を
示す図である。この電卓は、手書き数式を入力する手書
き数式入力装置１と、この手書き数式入力装置１で手書
き入力された数式から文字認識、数式処理等の処理を行
ない演算結果を出力する電卓処理装置２と、この電卓処
理装置２で得られた結果を前記入力された数式とともに
表示する表示装置３と、前記電卓処理装置で得られた結
果を記憶する外部記憶装置４とで構成されている。

第２図はこの手書き７ｕ卓の外観を示す図である。

手書き数式入力装置１は、例えば静電誘導タブレット盤
１１と入力ペン１２とからなる。この手書き数式入力装
置１は、例えば液晶表示板からなる表示装置３と一体化
されている。そして、入力ペン１２の接触位置とドツト
表示位置とが対応することにより、あたかも紙に筆記さ
れたように筆跡が表示されることになる。このような入
力・表示一体型であると、筆記部と表示部とが同じ位置
であるため、視線が移動することがなく、入力ミス防止
に大いに有効である。

また、外部記憶装置４は、例えばミニフロッピーディス
ク装置等からなるものである。

電卓処理装置２は、具体的には第３図に示すように、中
央処理装置２１と、ペン人力バッファ２２と、画像デー
タ格納部２３と、一時的ワークエリア領域２４と、２次
元数式データ格納部２５と、１次元数式格納部２６とで
構成されている。

中央処理装置２１には、マイクロプログラムとして第４
図に示すような初期化ルーチン３１．１文字人カル−チ
ン３２、入力文字のコード化ルーチン３３、数式処理ル
ーチン３４、表示ルーチン３５及び外部記録ルーチン３
６が備えられている。

初期化ルーチン３１は、全てのバッファ等の記憶領域を
初期化するルーチンである。１文字入力ルーチン３２は
手書き数式入力装置１から人力された手書き文字を点列
データとしてペン人力バッファ２２に読込むルーチンで
ある。入力文字のコード化ルーチン３３は、ペン人力バ
ッファ２２に格納された点列データをコード化するルー
チンである。数式処理ルーチン３４は、一時的ワークエ
リア２４を初期化した後、２次元数式データ格納部２５
の内容に基づいて１次元数式データを生成し、このデー
タを１次元数式格納部２６に格納するとともに、初めに
入力された文字を入力された場所に表示し、さらに上記
１次元数式データを演算処理して演算結果を得、２次元
数式データ格納部２５．１次元数式データ格納部２６の
内容を参照しつつ、ユーザが指定したレイアウト形式通
りの表示用データを得るものである。また、表示ルーチ
ン３５は計算結果を表示装置３に表示させるためのルー
チンである。更に外部記録ルーチン３６は、画面データ
格納部２３に格納されたデータの内容を外部記憶装置４
に出力するためルーチンである。

次にこのように構成された本実施例に係る手書き電卓の
動作について説明する。

第５図にそのメインフローを示す。まず、手書き電卓を
起動若しくはリセットすると、初期化ルーチンが起動し
て表示装置３の表示画面及び画面データ格納部２３が初
期化される（ステップ４１）。次に２次元データ格納部
２５及び１次元数式格納部２６が初期化される（ステッ
プ４２）。

続いて１文字入力ルーチンが起動される（ステップ４３
）。

この１文字入力ルーチンを第６図に示す。先ず、ペン人
力バッファ２２が初期化される（ステップ５１）。入力
モードであれば（スップ５２）、手書き数式入力装置１
の入力ペン１２が入力状態にある間、タブレット盤１１
上のペン先位置が一定時間毎に検出され（ステップ５３
）、表示ルーチン３５により表示装置３の上記検出位置
にドツトが表示される（ステップ５４）。そして、上記
検出された点列座標データ（座標列情報）はペン人力バ
ッファ２２内に格納される（ステップ５５）。

第７図にペン人力バッファ２２の点列データ格納状況を
示す。図示のように点列データは、ｘ＋Ｙの２次元座標
データの形態でペン人力バッファ２２内に格納される。

このように、点列データが全て格納され、ユーザが人力
モードから実行モードへの移行を指示すると、ペン人力
バッファ２２になんらかのデータが格納されている限り
（ステップ５６）、上記ペン人力バッファ２２内に格納
された点列データが画面データ格納部２３に格納される
（ステップ５７）。

この１文字入力ルーチンによって１文字分の点列データ
が全て入力されたら、次に中央処理装置２１は、上記点
列データを数式中における意味のある記号として認識し
コード化する（ステップ４４）。コード化される記号と
しては、数字、変数名や命令を表わすアルファベット、
ギリシャ文字、カナ文字、漢字、及び演算子としての四
則演算子の他、Σ、ｆ、Ｊ等の記号、更には、第８図（
ａ）、（ｂ）に示すような縦書計算の合計を出すための
横線や分数を示す横線を含んでいる。コード化された記
号列は、２次元数式データ格納部２５に格納される。こ
の２次元数式データ格納部２５は、第９図（ａ）に示す
ような文字領域と、同図（ｂ）に示すような横線領域と
で構成されている。文字領域は、通常の文字、数字、記
号コードを格納する領域で、その先頭に文字数が格納さ
れ、続いて各文字の属性データ、即ちコード、位置、大
きさのデータが格納される。また、横線領域は第８図に
示す縦書計算の合計を求める棒、分数記号、マイナス記
号等の横線データを格納する領域で、その先頭に横線の
数のデータが格納され、続いて各横線の属性、即ち始点
のＸ座標、終点のＸ座標、ｙ座標が格納される。

以上の１文字入力とコード化処理は、式の評価をさせる
ための命令を表わす終端記号が現れるまで行われる（ス
テップ４５）。終端記号としては、種々挙げられるが、
一般的なものとしては横書の数式の値を評価させる等号
“−１の他、第８図（ａ）に示す横棒等がある。上記の
横棒と、同じ横棒の分数記号やマイナス記号とは、２次
元数式データ格納部２５のデータに基づき、横線と演算
子記号の位置関係等を調べることにより区別される。終
端記号が現れたら、２次元数式データ格納部２５内に格
納された一連のデータが数式の要素と見なされ、数式処
理ルーチンに実行が移る（ステ゛ツブ４６）。

次にこの数式処理ルーチンを第１０図のフローに基づき
説明する。先ず、中央制御装置２１は、２次元数式デー
タ格納部２５のコードデータ列を１次元数式データ列に
変換し、１次元数式データ格納部２６に格納する（ステ
ップ６１）、ここでは後に述べる再起的呼出しが可能な
２次元数式データのコードデータ列を１次元的なデータ
列に変換する関数Ｆを用いている。この関数Ｆのために
、一時的ワークエリア領域２４内に２つのワークエリア
を用意している。このワークエリアを第１１図に示す。

一つは２次元数式データ格納部２５中の文字及び横線を
示すポインタ群のバッファＬＰＢである。このバッファ
ＬＰＢは更に文字用のＬＰＢＣ。

横線用のＬＰＢＢに分れており、いずれも直前に自分の
内部を指し示すポインタＬＰＢＣＰ　、　ＬＰＢＢＰを
持っている。もう一つは関数内部でローカル処理を行う
ための一時的一次元数式バッファＴＥＤＢである。

この直前にも自分の内部を指し示すポインタＴＥＤＢＰ
を持っている。

この２次元数式データから１次元数式データへの変換処
理（ステップ６１）では、先ず関数Ｆのためのワークエ
リアであるローカルポインタバッファＬＰＢ及び一時的
−次元数式バッファＴＥＤＢを初期化する。つまり、各
ポインタＬＰＢＣＰ　、　ＬＰＢＢＰ　。

ＴＥＤＢＰをそれぞれバッファＬＰＢＣ，ＬＰＢＩ３．
　ＴＥＤＢの先頭アドレスに戻す。なお、これらの各ポ
インタは、各バッファにデータが格納された後に、次に
データが格納されるべき先頭アドレスを示すように設定
される。さて、バッファＬＰＢ　、　ＴＨＤＢが初期化
されたら、次に２次元数式データの各記号の中心のｘ、
Ｘ座標を指し示す全てのポインタをＸ座標の小さい順で
ＬＰＢＣ及びＬＰＩＩＢ内に格納した後、ポインタＬＰ
ＢＣＰ　、　ＬＰＩ３ＩＩＰを更新する。ここで文字の
中心のＸ座標とは、文字のＸ座標＋横すイズ／２であり
、横線の場合は始点と終点の中点のＸ座標である。なお
、ここで「文字の座標」とは、その文字を表わす矩形領
域のに左上端点の座標を意味している。横線同士がある
一定距離で近接し重なっているものは一本としてまとめ
る。また、横線の中で２−２　（マイナス記号）である
と判断できるものがある場合、つまり横線の上下の定め
られた領域に文字が存在していないときには、これも文
字データとして扱う。このあと引き数として被変換デー
タのＬＰＢＣ及びＬＰＢ［３中の先頭、最終アドレスを
与え、関数Ｆを呼出す。この時、データ中に横線が存在
しない場合には、ＬＰＢＢの先頭、最終アドレスを示す
２つの引き数として同じ値が格納される。

関数Ｆが実行されることにより、２次元数式データが１
次元数式データに変換され、得られた１次元数式文字列
のポインタがＴＥＤＢ中に返される。これが１次元数式
データ格納部２６に格納される。

次に関数Ｆの中での操作についてさらに詳述する。以下
、文字の位置の比較に当たって「左側にある」とは、比
較する文字の中心のＸ座標が、比較される文字の中心の
Ｘ座標より小さいことを表わし、「右側にある」とは、
中心のＸ座標が大きいことを表わす。また、「上側にあ
る」、「下側にある」も同様に文字の中心のＸ座標（文
字のｙ座標＋縦すイズ／２）を比較することにより決定
するものとする。また、文字の「高さ」とは、文字の中
心のＸ座標のことを示している。関数Ｆの内部では、ま
ず仮引き数で示されるＬＰ１３Ｂ領域の中に横線を示す
ポインタが存在するか調べる。横線が存在したは場合、
長いものから順にそれが指数部の中にあるかどうかを調
べる。ある横線が指数部に含まれているかどうかの判別
は第１２図の流れに従って行われる。即ち、先ず横線の
左側に文字があるか判定しくステップ７１）、文字がな
かったら指数部に無いと判断する（ステップ７２）。

左側に文字がある場合には、第１３図（ａ）のように文
字領域を囲む一定枠（有効領域）内に２つの文字が重な
っているかどうかを判定する（ステツブ７３）。重なっ
ていない場合には、指数部にないと判定する（ステップ
７２）。有効領域が重なっている場合には、次に第１３
図（ｂ）に示すように比較文字の上四分の−の領域に被
比較対象文字があるかどうかを判断しくステップ７４）
、存在すれば指数部にあると判断しくステップ７５）、
存在しない場合には、次の左隣の文字を被比較対象とし
てステップ７１に戻る。このようにして、この横線が指
数部にあと判断された場合、次に長い横線に対して同様
の操作を行う。

こうして指数部の中にはない横線が見つかった場合には
、第１４図に示すように、その横線の左側にある文字及
び横線の群（ＧＬ）　、その横線の上側にある文字及び
横線の群（ＧＵ）、その横線の右側にある文字及び横線
の群（ＧＲ）、およびその横線の下側にある文字及び横
線の群（’ＣＤ）を順次ＬＰＤＣ，ＬＰＢＢに格納し、
その先頭及び最終アドレスを引き数として関数Ｆを実行
する（第１２図）。

その結果、返されるポインタの値をＰＧＬ　、ＰＧＤ。

ＰＣＩ？　、　ＰＧＤとする。ここで、予めＧＬ、　Ｇ
Ｏ，・・・が存在しないときには、それに対応するＰＧ
Ｌ　、　ＰＧＵ　。

・・・は空文字を示すような値に設定しておき、関数Ｆ
を実行しない。次にＴＥＤＢ中、ＴＥＤＢＰで示される
アドレスから関数Ｆが返す結果を順次格納していく。始
めにＰＧＬで示される文字列を格納し、次に記号“（“
、続いてＰＧＤで示される文字列、記号列“）／（″、
ＰＧＤで示される文字列、記号“）”、ＰＧＲで示され
る文字列の順に格納され、最後に区切記号が格納される
。区切記号の次のアドレスを新たなＴＥＤ［３Ｐの値と
する。そして、ＴＥＤＢＰ中に格納した文字数の値を関
数値として復帰させる。

横線が存在しない場合、あるいは横線が全て指数部中に
ある場合には、その関数が与えられたＬＰＢＣデータの
指し示す文字の中で最も左側にあるものから順にその文
字コードをＴＥＤＢ中に格納していく。即ち、第１５図
（ａ）に示すように、操作している文字の右側の一群の
文字及び横線がその上四分の−の範囲の上側にある場合
、これらが一つの指数部にあるものと考え、その上四分
の−の範囲の下側にある文字の直前で区切った一群の文
字及び横線を指し示すポインタをＬＰＢＣ及びＬＰＢＢ
に格納し、関数Ｆを実行する。ここで第１５図（ｂ）で
示すような分数の分母を構成しているような文字は上四
分の−の範囲の下側にあっても、指数部を区切る効果を
持たない。つまり、ある指数部の文字の高さと同じ高さ
の横線がある場合、その上下の文字及び横線を全てＬＰ
Ｂに送ってしまう訳である。次のＴＥＤＢ中に指数部を
表わす記号列、例えば“″（”を格納後、関数Ｆで返さ
れた文字列を格納し、記号“）”を格納し、指数部を区
切った文字から再び走査を始め、ＬＰＢ中最も右側にあ
る文字まで同様の操作を行う。最後にＴＥＤＢ中に区切
り記号を格納する。区切り記号の次のアドレスを新たな
ＴＥＤＢＰの値とし、ＴＨＤＢ中に格納した文字数の値
を関数値として復帰する。以上が関数Ｆの内部の操作で
ある。

以上のようにして第１０図におけるステップ６１の２次
元→１次元数式変換が成功した場合には（ステップ６２
）、得られた１次元数式データの数式処理が実行される
（ステップ６３）。ここで、終端記号或はいくつかの命
令に従って数式の処理の方法を変えることができる。例
えば予め値を持つ式の処理では、式の数値を計算する場
合と、単に数式処理する場合のいずれの処理も可能であ
る。この数式処理が成功した場合には（ステップ６４）
、得られた結果を表示可能なコード列に変換して（ステ
ップ６５）、メインルーチンに戻る。

変換に際しては、結果の表示レイアウトを、２次元数式
データのパターンを参照して決定する。つまり、表示文
字の大きさは、２次元数式データ格納部２５に格納され
た文字の中で最も大きな文字の大きさとし、表示位置は
主に２次元数式データ格納部２５に格納された文字の中
で最も右側にある文字の位置を基準とする。また、レイ
アウトに関しては、一般に２次元数式データ中に分数が
あれば、結果も分数で表示される。しかし、終端記号或
はいくつかの命令によってレイアウトの形式を指定する
ことも可能である。数式を分数で入力した後、結果を小
数で表示させることも可能である。

なお、このサブルーチンにおいて、２次元数式データを
１次元数式データに変換できない場合（ステップ６２）
、或は１次元数式データを処理できない場合（ステップ
６４）には、エラー処理（ステップ６６）を行った後、
第５図に示すメインルーチンに復帰しくステップ４７）
、初期化ルーチンのステップ４２に戻る。

エラーがない場合の表示ルーチンは、数式処理ルーチン
で得られた表示用データを点列として表示装置３に表示
するルーチンである（ステップ４８）。このルーチンで
は表示データを画面データ格納部２３に格納した後、表
示装置３に上記表示データを表示させる。この後、制御
は初期化ルーチン（ステップ４２）に戻り、以後、同様
な操作が繰返される。

ところで、以後の計算において、以前入力した数式或は
結果として表示されている値を再び用いたい場合がある
。この場合、ユーザは用いたいデータの位置を入力ペン
で指定することにより、画面上の任意の場所に値をコピ
ーすることも可能である。また、必要により外部記録ル
ーチン３６により、画面データ格納部２３の内容の一部
或は全体を外部記憶装置４に保存させるようにしても良
い。

このように、本装置によれば、手書き感覚で数式を入力
し、入力されたその位置に表示される数式を確認しなが
ら数値、数式の入力を行うことができるため、入力ミス
の発生を防止でき、かつ、括弧、分数等の複雑な式も電
卓側で一気に演算されるので、ユーザの負担を大幅に軽
減することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではない
。例えば必要により数値データ或は命令の入力をイメー
ジスキャナ或はキーボードを用いても行っても良い。ま
た、入出力に対しても、文字のみではなく、図形や表等
を扱えるようにしても良い。その他、本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる
。

［発明の効果］以上、詳述したように本発明によれば、手書きによって
数値、数式を入力できるので、入力ミスの発生を防止で
き、しかも入力後は複雑な計算も計算機が高速に処理し
てその結果を求めるので、ユーザの負担を大幅に軽減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１５図は本発明の一実施例に係る手書き入力
式電卓を説明するための図で、第１図は概略構成を示す
ブロック図、第２図は外観を示す斜視図、第３図は電卓
処理装置の構成を示すブロック図、第４図は同電卓処理
装置における中央処理装置のマイクロプログラムを示す
図、第５図は動作を示す流れ図、第６図は１文字入力ル
ーチンを示す流れ図、第７図はペン人力バッファの内容
を示す図、第８図は同電卓で扱われる数式の例を示す図
、第９図は２次元数式データ格納部の内容を示す図、第
１０図は数式処理ルーチンを示す流れ図、第１１図は２
次元１次元数式変換処理のワークエリアの構造を示す図
、ｍ１２図は横線が指数部に含まれるかどうかの判別処
理を示す流れ図、第１３図は同判別処理の具体例を示す
図、第１４図及び第１５図は数式の要素判別の例をそれ
ぞれ示す図である。１・・・手書き数式入力装置、２・・・電卓処理装置、
３・・・表示装置、４・・・外部規約装置、１１・・・
タブレット装置、１２・・・入力ペン、２１・・・中央
処理装置、２２・・・ペン人力バッファ、２３・・・画
面データ格納部、２４・・・一時的ワークエリア領域、
２５・・・２次元数式データ格納部、２６・・・１次元
数式データ格納部。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第３図第５図（ｘ、ｙ　）　　（Ｘ、Ｙ　）第７図第１０図（ａ）　　ローカルポインタバッファ　　（ＬＰＢ）（
ｂ）　　一時的−次元数式バッファ　（ＴＥＤＢ’）第
１１図第１２図（ａ）比較対象文字（ｂ）第１３図ＦＧＬ　（ＧＵ）／（ＧＤ）ＧＲ第１４図・はそれぞれ文字の中心を示す（ａ）（ｂ）第１５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）手書き数式を座標列情報として入力する入力手段
と、この入力手段によって得られた座標列情報から前記
入力された手書き数式を構成する２次元的に配列された
各記号を数学的に意味のある記号として認識する認識手
段と、この認識手段で認識された２次元的な記号の配置
から数式を把握して数式処理する数式処理手段と、前記
入力手段によって入力された数式及び前記数式処理手段
によって得られた結果を表示する表示手段とを具備した
ことを特徴とする手書き入力式電子卓上計算機。
（２）前記入力手段と前記表示手段とは一体に構成され
、かつ前記表示手段は前記入力手段における座標入力位
置にドット表示を行うものであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の手書き入力式電子卓上計算機。
（３）前記表示装置は、前記入力された数式の表示位置
に対し、上記数式の答えを記載すべき位置に前記数式処
理手段によって得られた結果を表示するものであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の手書き入力式
電子卓上計算機。