Устройство для считывания графической информации

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшетk с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через группу элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор, выходь которого соединены с соответствуюш,ими координатными шинам, элемент считывания, выполненный , например, в виде катушки индуктивности , индуктивно связанной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управления, выходы которого соединены соответственно с входами первого и -второго коммутаторов и блока определения координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонныхимпульсов и элемент ИЛИ, а в элемент считывания введена рамка компенсации , индуктивно связанная с катуш9 кой индуктивности и подключенная к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствуюшим выходом блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

G 06 К 11/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2562964/18-24 (22) 02.01.78 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) В. Г. Зусь, В. В. Колошко, А. Е. Мисурягин, Л. С. Морщенок и- П. М. Чернухо (53) 681.327.12 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 466522, кл. G 06 К 11/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 537360, кл. G 06 К. 11/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2354468/18-24, кл. G 06 К 11/00, 26.04.76 (прототип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через груп„,Б(1„„1166154 д пу элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор, выходы которого соединены с соответствующими координатными шинам, элемент считывания, выполненный, например, в виде катушки индуктивности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управления, выходы которого соеди нены соответственно с входами первого и второго коммутаторов и блока определения координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соеди ненные регистр сдвига, формирователь эталонных импульсов и элемент ИЛИ, а в элемент считывания введена рамка компенсации, индуктивно связанная с катушкой индуктивности и подключенная к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствующим выходом блока управления.

1166154 входами первого и второго коммутаторов и блока определения координат (3).

Недостаток известного устройства — ограниченная точность.

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонных импульсов и элемент ИЛИ, а в элемент считывания введена рамка компенсации, индуктивно связанная с катушкой индуктивности и подключенная к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствующим выходом блока управления.

При этом вместо взаимно перекрывающихся токопроводящих рамок, составляю45

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации преобразования графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины.

Известны устройства для считывания графической информации, содержащие планшет, выполненный в виде двух систем взаимно перпендикулярных координатных шин, подключенных через вентили спроса к комму- 10 таторам, съемник координат, соединенный через усилитель и формирователь с вентилем связи и счетчиком точного отсчета, выходами подключенный к цифроаналоговому преобразователю, нуль-орган, входами связанный с цифроаналоговым преобразователем и усилителем, а выходом — с вентилем сброса, счетчик грубого отсчета, координатных шин, счетчик операций, подключенный к дешифратору, вентили операций, генераторы, триггер управления, элемен- щ ты ИЛИ, И (1), (2).

Недостатками известных устройств являются использование сложных схем цифроаналогового преобразования и сравнения, что снижает надежностные и эксплуатационные характеристики изделий, и после- довательный опрос шин, что приводит к недостаточно высокому быстродействию устройств.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через элементы ИЛИ группы к координатным шинам, второй коммутатор, выходы которого соединены с соответствующими координатными шинами, элемент считывания, выполненный, например, в виде катушки индуктивности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управления, выходы которого соединены соответтсвенно с щих основу планшета в известном устройстве, использованы системы однонаправленных проводников, с одной стороны объединенных группой элементов ИЛИ, а с другой стороны — проводники с одинаковым номером объединены во всех группах непосредственно. Съемник координат выполнен в виде круговой катушки индуктивности, непосредственно над которой устанавливается рамка компенсации. Обеспечивая максимальный коэффициент взаимоиндукции выбором оптимального взаимного расположения катушки индуктивности и рамки компенсации, можно обойтись небольшими амплитудами токов, вырабатываемых блоком формирователей эталонных компенсирующих импульсов (обычно не более 100 мА в импульсе) .

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для считывания графической информации; на фиг. 2 — график, поясняющий принцип повышения точности считывания координат в устройстве путем компенсации ЭДС, наводимой в съемнике эталонными компенсирующими импульсами, поступающими в рамку компенсации.

Устройство содержит планшет 1, выполненный в виде ортогонально расположенных систем шин 2, шины 2 с одной стороны объединены в группы по каждой из координат посредством группы элементов ИЛИ 3 и подключены к соответствующим выходам первого коммутатора 4 (подключения групп), с другой стороны шины 2 с одинаковыми номерами во всех группах объединены между собой и соединены с вторым коммутатором 5, элемент 6 считывания, содержащий катушку индуктивности, соединенную через усилитель 7 с блоком 8 управления. При этом выход а усилителя 7 соответствует индуцированному в элементе 6 считывания сигналу одной полярности, допустим, при возбуждении шин 2, на ходящихся слева от острия элемента 6 считывания, а выход 8 — сигналу другой полярности (возбуждаются шины справа от элемента 6 считывания). Блок 8 управления первым выходом связан с коммутатором 4, вторым выходом — с коммутатором

5, третьим — с блоком 9 определения координат, состоящим из сумматора 10 и регистра 11 координат, и четвертым выходом соединен с регистром 12 сдвига, выходы которого подключены к входам блока формирователя 13 эталонных компенсирующих импульсов. Блок 13 формирователей соединен с рамкой 14 компенсации, имеющей индуктивную связь с катушкой индуктивности элемента 6 считывания посредством элемента

ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом

При нажатии острием элемента 6 считывания выбранной точки А изображения, находящегося в пределах рабочей поверхности планшета 1, замыкается контактная пара, 1166154

3 относяшаяся к блоку 8 управления и осуществляется запуск блока 8 и установка в исходное состояние соответствующих позиций устройства. Блок 8 содержит соответствующий генератор тактовых импульсов и выполнен в виде управляюшего цифрового автомата, вырабатывающего все необходимые для устройства команды и соответствующие логические условия. Считывание координаты Х начинается с цикла поиска группы по данной координате, в области ко- 1р торой находится считываемая точка А. В исходном состоянии блок 5 опроса проводников готов к опросу последних шин 2 в группах. Таким образом, с помощью коммутатора 4 (подключения групп), управляемого блоком 8, начинается последовательное подключение групп шин 2 по координате Х.

Осуществляется подача импульсов опроса на последнюю шину каждой группы поочередно с последующим подсчетом на сумматоре 10 блока 9 определения координат числа опрошенных групп до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе 6 считывания сигнал от первой опрашиваемой шины 2, находящейся справа от считываемой точки. Указанный сигнал через выход 8усилителя 7 проходит на вход блока 8 управления, благодаря чему на сумматоре 10 фиксируется число групп, предшествуюших области расположения считываемой точки А.

Возможен случай, когда точка А находится точно над последней шиной 2 группы (в данном случае ЭДС индуцируемая в элементе 6 считывания, равна нулю), На входы блока 8 управления поступают сигналы в такой последовательности: в зоне чувствительности системы «съемник — усилитель» сначала появляются сигналы по выходу а (соответ- З ствующие возбуждению шин слева от считываемой. точки А). При опросе последней шины данной группы сигнал,с элемента 6 считывания не поступает. В следующем такте опрашивается последняя шина первой справа от точки А группы и сигнал ноявляется на выходе о усилителя 7. Исходя из этого условия управляющий автомат(блок 8 управления) фиксирует на сумматоре 10 точное число групп, соответствующее положению считываемой точки. Необ- 4 ходимость в уточнении координаты Х отпадает, код координаты переписывается в регистр 11 блока определения координаты, а блок 8 управления переключает устройство в режим считывания координат.

Если же вслед за сигналом от «левого» проводника (по выходу а) в следующем также появляется сигнал от «правого» проводника (по выходу Ю усилителя 7), то на сумматоре 10 фиксируется число полных групп, предшествуюших месту расположения точки А. В этом случае блок 8 устанавливает устройство в цикл поиска шины по соответствующей координате. Коммутатор 4 подключения групп поддерживает в открытом состоянии группу, от которой получен первый «правый» импульс. Блоком 8 управления через коммутатор 5 осуществляется последовательный опрос шин 2 данной группы и соответствующий их подсчет на сумматоре 10 блока 9 определения координат.

Анализ сигналов, поступающих с элемента 6 считывания через усилитель 7 по выходам а и б, производится аналогично описанному для цикла поиска группы. Если считываемая точка находится непосредственно над возбуждаемой шиной 2, то суммарный код номера группы и номера шины (соответственно их весам) переписывается в регистр

11 координат определяя точное значение кода координаты Х считываемой точки А.

Блок 8 управления переключает устройство на считывание координаты Y. Если же точка А находится в промежутке между опрашиваемым проводниками, т. е. если за сигналом, индуцированным от опроса левой шины, в следующем же такте опроса появляется сигнал, индуцируемый правой шиной, то блок 8 управления устанавливает устройство в цикл точного отсчета. К этому моменту в блоке 9 формирования координат зафиксирован код, соответствующий числу групп и числу шин 2 в данной группе, предшествующих положению считываемой точки, т. е. код соответствующий числу целых дискретов, определяемых шагом укладки шин 2, от начала отсчета до данной точки А.

Принцип точного отсчета основан на фиксации момента перехода через нуль фазы индуцируемого в элементе 6 считывания сигнала путем подачи на рамку 14 компенсации эталонных компенсируюших импульсов, вырабатываемых формирователем

13 синхронно с опросом первой от точки считывания правой шины. Непосредственно на катушке индуктивности элемента 6 считывания осуществляется сравнение ЭДС наводимой от импульсов опроса, подаваемых в шину 2 планшета 1, с ЭДС, являющейся результатом возбуждения рамки 14 компенсации, распределенной во времени шкалой эталонных компенсирующих импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 15 с формирователя 13 эталонных импульсов.

С установкой блоком 8 управления цикла точного отсчета запускается регистр 12 сдвига. В первом такте опроса правой шины он обеспечивает разрешение на работу первого формирователя из блока 13, вырабатываюшего эталонный компенсирующий импульс максимальной амплитуды (И 1 на фиг. 2). Во втором такте второй формирователь обеспечивает подачу через элемент

ИЛИ 15 на рамку 14 компенсации импульсов И 2 и т. д. Число тактов подсчитывается сумматором 10 вплоть до появления с элемента 6 считывания первого сигнала с

1166154

2-1

Фиг. 2

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Н. Пушненкова Техред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 4313/46 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 полярностью, совпадающей с «правым» импульсом. Как видно из фиг. 2 в принципе моделируется ситуация: «опрос левых и правых шин» в зоне расположения считываемой точки. Соответственно возможна коррекция формируемого кода координаты в младшем разряде сумматора 10. В случае, когда непосредственно после получения

«левого» импульса со съемника имеется такт опроса, в котором отсутствует «левый» и

«правый» импульсы, разряд коррекции устанавливается в нулевое состояние. Это соответствует положению точки А над мнимым проводником. Если же после такта «левого» импульса следует сразу же такт «правого» импульса, младший разряд (разряд коррекции) устанавливается в единичное состояние, что соответствует положению считываемой точки между мнимыми проводниками.

Таким образом, суммирование числа целых групп, предшествующих группе, в которой находится считываемая точка, числа проводников в данной группе, находящихся слева от точки; числа тактов опроса в цикле точного отсчета до получения «правого» импульса и значения коррекции (с учетом весов полученных чисел) обеспечивает получение уточненного кода координаты в блоке

9, который хранится в регистре 11 координат.

По окончании формирования кода одной координаты (Х) блока 8 управления переключает устройство на работу по считыванию и формированию координаты У, которая

10 осуществляется аналогично описанному для координаты Х. Заканчивая формирование обеих координат, блок 8 управления возвращается в исходное состояние и готов к считыванию координат следующей точки.

Используя семь формирователей эталонных импульсов в блоке 13, с учетом коррекции можно поделить участок между соседними шинами на 16 дискретных участков, что обеспечивает повышение точности определения координат считываемой точки, расположенной в пределах данного участка.