Устройство для считывания графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации. Цель изобретения - повышение точности считывания графической информации путем автоматического учета влияния внешних условий. Для этого в устройство, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый и второй коммутаторы, группу элементов ИЛИ, съемник координат, выполненный в виде катушки индуктивности, индуктивно связанный с координатными шинами и подключенный к блоку управления, блок определения координат, введены фазовый преобразователь и блок анализа длительности сигнала считывания, содержащий счетчики, делители частоты, элементы И, ИЛИ, элемент задержки, триггеры и элемент сравнения, а фазовый преобразователь содержит эмиттерный повторитель, первый и второй компараторы, усилитель, разделительные емкостные элементы и элемент И. 2 з.п.ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1I) 5 111 А1 (51) 4 С 06 К 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4216529/24-24 (22) 27.03.87 (46) 23.12.89. Вюл. NÃ 47 (72) А.Д. Киселев, В.А. Короленко, Л.С. Морщенок и Ю.А. Усик (53) 68 1.327.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)! 922518, кл. G 06 К 11/06, 1979.

Авторское свидетельство СССР

N 1166154, кл. G 06 К 11/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМА!1ИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для считывания графической информации. Цель изобретения - повышение точности считывания графической информации путем

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам преобразования графической информации в цифровой код с последующим вводом в ЭВМ, и мо" жет быть использовано в автоматизированных системах управления и проектирования, Цель изобретения — повышение точности °

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема фазового преобразователя; на фиг. 3 — функциональная схема блока анализа длительности сигнала считывания; на фиг. 4 - схема автоматического учета влияния внеш, них условий. Для этого, в устройство, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый и второй коммутаторы, группу элементов ИЛИ, съемных координат, выполненный в виде катушки индуктивности, индуктивно связанный с координатными шинами и подключенный к блоку управления, блок определения координат, введены фазовый преобразователь и блок анализа длительности сигнала считывания, содержащий счетчики, делители частоты, элементы И, ИЛИ, элемент задержки > триггеры и элемент C

Cl сравнения, а фазовый преобразователь содержит эмиттерный повторитель, первый и второй компараторы, усилитель, разделительные емкостные элементы и С элемент И. 2 з. п. ф-лы, 7 ил. блока управления; на фиг. 5 — схема усилителя, на фиг. 6 — схема блока определения координат; на фиг. 7 диаграммы, поясняющие принцип работы фазового преобразователя.

Устройство (фиг.1) содержит планшет 1, координатные шины 2, элементы

ИЛИ 3, первый 4 и второй 5 коммутаторы, элемент 6 считывания, усилитель

7, блок 8 управления, блок 9 определения координат, фазовый преобразователь 1О, блок 11 анализа длительности сигнала считывания, выход устройства 12.

Кроме того, на фиг. 1 показаны первый 13 и второй 14 информационные

1531117 входы первого коммутатора 4, выходы

16 и 16 второго коммутатора 5, индук тивная связь координатных шин 2 с входом 17 элемента 6 считывания, выход 18 элемента 6 считывания, выход

19 усилителя 7, выходы 20-24 блока управления, выход 25 фазового преобразователя 10, выходы 26 и 27.

Фазовый преобразователь 10 (фиг.2) содержит эмиттерный повторитель 28, содержащий резистор 29, транзистор

30, конденсатор 31, резистор 32, транзистор 33, резистор 34, первый

35 и второй 36 разделительные (емкостные элементы) конденсаторы, первый 37 и второй 38 компараторы, усилитель 39, выполненный на резисторах

40 и 41, полевом транзисторе 42 и резисторах 43 и 44, элемент И 45. 20

Блок 11 анализа длительности сигнала считывания (фиг,3) содержит первый счетчик 46, первый делитель 47, первый 48, второй 49, третий 50, четвертый 51 и пятый 52 элементы И,второй 53, третий 54 и четвертый 55 счетчики, элемент 56 сравнения, элемент

57 задержки, второй делитель 58 первый триггер 59, шестой 60 и седьмой

61 элементы И, первый элемент ИЛИ 62, пятый счетчик 63, второй 64 и третий

65 триггеры.

Блок 8 управления (фиг.4) содержит первый генератор 66> с восьмого по десятый элементы И 67-69, индикатор

70, соединенного по тринадцатый эле35 менты И 71-73, четвертый 74 и пятый

75 триггеры,. второй элемент ИЛИ 76, шестой триггер 77, третий делитель

78, с четырнадцатого по восемнадцатый элементы И 79-83, второй генератор 84, шестой 85 и седьмой 86 счетчики.

Усилитель 7 (Фиг,5) содержит линейный усилитель 87, выполненный на резисторе 88 и усилителе 89, диод 90, 45 компаратор 91, выполненный на резисторе 92 и компараторе 93. На фиг, 5 показан также микропереключатель 94.

Блок 9 определения координат (Фиг.6) содержит первый 95 и второй 96 сум50 маторы, первый 97 и второй 98 регистры.

Устройство работает следующим образом, При включении питания устройство

55 устанавливается в начальное состояние. При этом все его элементы памяти сбрасblваются (обнуляются) . В таком состоянии устройство находится до начала подготовительного этапа, который начинается при установке оператором элемента 6 считывания в фиксированной точке планшета 1. ц>иксированная точка находится над предпоследней шиной 2 в первой группе шин 2 по координате X планшета 1. При установке элемента 6 считывания на планшет 1 замыкается расположенный в нем микропереключатель (фиг ° 5) и соответствующий сигнал разрешения поступает через усилитель 7 в блок

8 управления. Блок 8 управления выдает в коммутатор 4 код опрашиваемой группы шин по координате Х планшета 1, синхросигнал опроса шины 2, а в коммутатор 5 - код опрашиваемой шины 2. По логике работы блок, 8 на подготовительном этапе опрашивается первая группа шин 2 по координате

Х, т.е. опрашивается последняя шина в первой группе шин 2. При этом в катушке элемента 6 считывания индуцируется ЭДС, величина которой зависит от расстояния от опрашиваемой шины 2 и от внешних условий работы устройства (от температуры, влажности и т.п.) . Индуцированный сигнал с выхода 18 элемента 6 поступает в фазовый преобразователь 10, где он преобразуется в прямоугольные импульсы, длительность которых пропорциональна амплитуде сигнала, Частота следования указанных импульсов с выхода 25 фазового преобразователя 10 и количество их в одном такте опроса шины

2 определяется частотой гармонических сигналов, поступающих в это время с четвертого выхода 23 блока 8 управления на второй вход фазового преобразователя 40. Импульсы определенной длительности с выхода фазового преобразователя 10 поступают на информационный вход блока 11 анализа длительности сигнала считывания °

В блоке 11 эти импульсы заполняются импульсами большой частоты и осуществляется подсчет количества импульсов большой частоты, вместившихся в одном импульсе с выхода 25 фазового преобразователя 10. Таким образом, осуществляется измерение длительности импульсов с выхода фазового преобразователя 1О, а следовательно, осуществляется измерение амплитуды сигналов с выхода 18 элемента 6 считывания. Измеряя амплиту1О

5 15311 ду сигнала на выходе элемента 6, т.е. измеряя длительность сигнала на выходе 25 фазового преобразователя 10, можно определить положение элемента

6 относительно опрашиваемой шины 2 планшета 1. Длительность импульсов на выходе 25 фазового преобразователя

10 зависит от температуры и влажности окружающей атмосферы, от толщины и свойств используемых носителей гра" фической информации, Для того, чтобы обесп ечи ть высокую точ ность и змерения координат при изменяющихся внешних условиях, необходимо обеспечить одинаковое число импульсов заполнения в импульсах с выхода 25 фазового преобразователя 10 при фиксирован" ном положении элемента 6 относительно опрашиваемой шины 2. В подготови- 20 тельном этапе работы устройства эле" мент Ь находится в указанной фиксированной точке планшета 1 и адаптация устройства к изменяющимся внешним условиям осуществляется путем изме- 25 нения в блоке 11 частоты импульсов заполнения. Частота импульсов заполнения меняется путем соответствующего изменения в блоке 11 коэффициента деления частоты импульсов, которые непрерывно поступают с пятого

24 выхода блока 8 на вход синхронизации блока 11 при замкнутом микропереключателе 96 элемента 6. Измене" ние частоты импульсов заполнения осуществляется до тех пор, пока их число в одном импульсе с выхода 25 фазового преобразователя 10 не станет равным требуемому числу У, хранимому в блоке 11. При этом с первого выхода

26 блока 11 на вход синхронизации блока 8 поступает сигнал, по которому в нем загорается индикатор 52, сигнализирующий оператору об окончании настройки устройства на внешние условия. При снятии оператором элемента 6 считывания с указанной фиксированной точки планшета 1 (т.е. при размыкании в элементе 6 микропере" ключателя 94) снимается сигнал с выхода микропереключателя 94, который

50 поступал с выхода 18 элемента 6 через усилитель 7 на информационный вход блока 8 управления, Это обеспечивает окончание подготовительного этапа устройства и установку блока

8 и всего устройства в целом в исходное состояние. В этом состоянии соответствующие элементы памяти уст17

6 ройства сброшены и устройство готово к считыванию координат точек графической информации.

Цикл считывания координат начинаетcR при совмещении элемента 6 считывания с выбранной точкой изображения, находящейся в пределах рабочей поверхности планшета 1. При этом замыкается микропереключатель 94 в элементе 6 считывания и соответствующий сигнал разрешения с выхода 18 элемента Ь поступает через усилитель 7 на информационный вход блока 8 управления.

Считывание координаты начинается с поиска группы по координате Х, в области которой находится считываемая точка. Блок 8 управления начинает по" следовательный опрос групп шин 2 путем выдачи на коммутатор 4 кода опрашиваемой группы и синхроимпульса, а на коммутатор 5 — кода последней шины 2 в группе шин, Таким образом, с помощью коммутаторов 4 и 5, упра вляемых блоком 8, начинается последовательное подключение групп шин 2 по координате Х и подача импульсов опроса на последнюю шину 2 поочередно каждой группы, начиная с первой, с последующим подсчетом в блоке 8 числа опрошенных групп до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе

6 сигнал от первой опрашиваемой последней шины в группе, находящейся справа от считываемой точки ("правый импульс"). Указанный сигнал с выхода 18 элемента 6 поступает на усилитель 7 и с его выхода 19 на информационный вход блока Й управления.

Благодаря этому в блоке 8 фиксируется число опрошенных групп, предшествующих области расположения считываемой точки, и блок 8 начинает последовательный поиск шины 2 в последний из опрошенных групп шин по координате Х. При этом блок 8 через коммутатор 4 поддерживает в открытом состоянии группу, от последней шины которой получен "правый" импульс, а через коммутатор 5 осуществляет последовательное подключение шин 2 данной группы, начиная с первой. Опрос подключаемых шин 2 в зафиксированной в блоке 8 группе и подсчет опрошенных шин 2 осуществляется до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе 6 сигнал от первой опрашиваемой шины 2, находящейся справа от считываемой точки. Этот сигнал с вы1531117 хода 18 элемента 6 через усилитель 7 поступает на информационный вход блока Я, благодаря чему в блоке 8 фиксируется число опрошенных шин 2 в за5 фиксированной группе. Одновременно с импульсом опроса шин 2 (диаграмма а на фиг. 7) блок 8 управ- ления выдает на вход синхронизации фазового преобразователя 10 последовательность гармонических сигналов (диаграмма б на фиг, 7) . При поступлении в момент опроса некоторой шины 2 с элемента Ь на информационный вход фазового преобразователя 10 15 правого" импульса последний осуществляет преобразование его амплитуды в длительность импульсов, которые поступают с его выхода 25 на информационный вход блока 11 анализа дли- 2р тельности сигнала считывания. Число этих импульсов определяется числом гармонических сигналов, поступивших на вход синхронизации фазового преобразователя 10 в такте опроса шины 25

2, Указанные импульсы с фазового преобразователя 10 поступают на информационный вход блока 11. При поступлении "правого импульса в режиме поиска шины 2 в группе блок 8 помимо gp фиксации числа шин в группе шин 2 выдает указанный импульс со своего выхода 24 на вход синхронизации блока 11 в сопровождении импульсов большой частоты. В случае поступления правого импульса на второй вход синхронизации блока 11, последний начинает подсчет импульсов заполнения, соответствующих "правому" сигналу импульсов с выхода 25 фазового 40 преобразователя 10. При этом частота импульсов заполнения определяется путем деления в блоке 11 делителем

47 частоты импульсов, поступающих с выхода 24 блока 8, на коэффициент, 4 хранимый в блоке 11 на выходе счетчика 46, и определенный на подготовительном этапе работы устройства с учетом имеющихся внешних условий, Одновременно с подсчетом числа импульсов заполнения в импульсах с выхода

25 фазового преобразователя 10 блок

11 осущест вляет подсчет последних счетчиком 55. После окончания "правого импульса с выхода 24 блока 11 блок 8 осуществляет определение и фиксацию в счетчике 63 среднего числа импульсов заполнения в одном импульсе с выхода 75 фазового преобразователя 10, т,е, фиксацию и определение точного отсчета, Таким образом осуществляется уточнение положения считываемой точки в пространстве между шинами 2 путем измерения амплитуды (подсчета числа импульсов заполнения) соответствующего "правого" им" пульса. Код точного отсчета поступает с выхода 27 блока 11 на второй информационный вход блока 9 определения координат в сопровождении синхроимпульса записи. При этом на первый информационный вход блока 9 с выхода 22 блока 8 поступают определенные ранее коды соответствующей группы и шины. Таким образом в блоке 9 определяется и фиксируется в регистре 97 координата Х считываемой точки.

После выдачи в блок 9 координаты

X считываемой точки устройство переходит к определению ее координаты У.

Процесс определения координаты У осуществляется аналогично. Координаты

Х и У считываемой точки хранятся в регистрах 97 и 98 блока 9 и поступают на выход 12 устройства до момента считывания следующей точки.

После определения координат точек устройство возвращается s исходное состояние. Если при этом элемент 6 будет на поверхности планшета (микропереключатель 94 замкнут), начинается очередной цикл определения координат. 8 противоположном случае устройство остается в исходном состоянии. Если оператор снимет элемент

6 с планшета 1 до окончания соответствующего цикла определения координат, устройство принудительно вернется в исходное состояние, не закончив формирования координат, при этом ранее записанные в регистры 97 и 98 коды сохраняются.

Формула изобретения

1 ° Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, первый и второй информационные входы которого подключены через группы элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор, выход которого соединен с соответствующими координатными шинами, съемник координат, выполненный в виде катушки индуктив1531117

35

45

55 ности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенный через усилитель к информационному входу блока управления, первый, второй и третий выходы которого подключены со5 ответственно к управляющим входам первого и второго коммутаторов и первому информационному входу блока определения координат, выход которого является выходом устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит фазовый преобразователь и блок анализа длительности сигнала считыва ния, информа ционный вход и вход синхронизации фазового преобразователя подключены соответственно к выходу съемни ка коорди на т и чет вертому выходу блока упра вления, пятый 20 выход которого подключен к входу синхронизации блока анализа длительности сигнала считывания, первый и второй выходы и информа ционный вход которого подключены соответственно к входу 25 синхронизации блока управления, второму информационному входу блока определения координат и выходу фазового преобразователя.

2. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что фазовый преобразователь содержит эмиттерный повторитель, первый и второй компараторы, усилитель, разделительные емкостные элементы и элемент И, информационный вход усилителя является информационным входом преобразователя, вход синхронизации через первый разделительный емкостной элемент подключен к первому выходу эмиттерного повторителя, второй выход которого через второй разделительный емкостной элемент соединен с входом второго компаратора, выход усилителя подключен к входу первого компаратора, выходы первого и второго компараторов соединены с входами элемента

И, выход которого является выходом преобразователя.

3, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок анализа длительности сигнала считывания содержит счетчики, делители частоты, элементы И, ИЛИ, элемент задержки, триггеры и элемент сравнения, выход первого счетчика подключен к информационному входу первого делителя частоты, выход которого соединен с вторыми входами первого, третьего и четвертого элементов И, выход которого подключен к вычитающему входу третьего счетчика и счетному входу второго делителя частоты, выход которого соединен со счетным входом пятого счетчика, выход которого является вторым выходом блока, входы сброса третьего, четвертого и пятого счетчиков, второго делителя частоты и первого триггера соединены с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу элемента задержки, являющемуся первым выходом блока второй вход элемента ИЛИ, соединенный с вторыми входами второго пятого элементов И, третьими входами третьего и четвертого элементов И, с установочным входом первого триггера и счетным входом первого делителя частоты, является входом синхронизации блока, информационным входом которого являются первые входы первого, второго, третьего и пятого элементов И, выход шестого элемента И подключен к входу сброса первого де™ лителя частоты, счетному входу первого счетчика, входу сброса второго счетчика и установочному входу второго триггера, прямой выход третьего триггера является первым выходом блока и соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов И, установочный вход третьего триггера подключен к выходу седьмого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом элемента сравнения, первый вы-ход которого подключен к второму входу шестого элемента И, четвертый вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера, вход сброса которого подключен к выходу первого элемента И и счетному входу второго счетчика, выход которого соединен с первым информа ционным входом элемента сра внения, второй информационный вход которого является входом задания константы, выход второго элемента И соединен с третьими входами шестого и седьмого элементов И, выход третьего элемента И подключен к суммирующему входу третьего счетчика, выход переполнения которого соединен с входом элемента задержки и первым выходом блока, выход пятого элемента

И подключен к счетному входу четвертого счетчика, выход которого сое11 1531117

12 динен с информационным входом дели- триггера подключен к первому входу теля частоты, прямой выход первого четвертого элемента И. фиг t

1531117!

1531117

Соста витель Т. Ничипорович

Техред M. Дидык Корректор О. Ципле

Редактор Н. Лазоренко

Заказ 7956/51 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101