Устройство считывания графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах графической информации. Цель изобретения - повышение чувствительности и точности считывания графической информации, которая достигается введением двух дополнительных управляемых ключей 4 и 5 и блока вычислений 8, соединенных определенным образом. 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в системах обработки графической информации.

Известно устройство для считывания графической информации (1), содержащее резистивную пластину с координатными шинами, подключенными к источнику питания, токопроводящую пластину, расположенную над резистивной пластиной, между которыми расположен подвижный магниточувствительный контакт и магнитное перо. Данное устройство из-за наличия подвижного механического контакта имеет невысокую надежность и низкую точность съема информации, обусловленную запаздыванием появления подвижного контакта.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является устройство для считывания графической информации (2), содержащее резистивное поле с четырьмя шинами питания, источник питания, подключенный через ключи к шинам питания, и токопроводящую мембрану. К недостаткам такого устройства нужно отнести зависимость выходного сигнала от величины контактного сопротивления и диаметра контакта мембраны с резистивным полем, величина которого изменяется при изменении контактного давления, диаметра пишущего органа и величины контактной разности потенциалов, что приводит к снижению точности считывания графической информации.

Целью предлагаемого изобретения является повышение чувствительности устройства и точности считывания графической информации. Указанная цель достигается тем, что в устройство введены два дополнительных управляемых ключа и блок вычисления, причем первые и вторые входы дополнительных ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами источника питания, а их выходы соединены соответственно с входами ключей выборки координат Х и Y, вход блока вычисления соединен с токопроводящей мембраной, а управляющий вход - с устройством управления.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что введение дополнительных ключей и блока вычисления позволяет при выбранной координате Х или Y положения пишущего органа осуществить два измерения координаты Х или Y.

На фиг.1 приведена структурная схема предложенного устройства считывания графической информации; на фиг.2 - функциональная схема устройства управления; на фиг.3 - временные диаграммы работы устройства управления.

Устройство считывания графической информации содержит источник питания 1, дополнительные ключи 2 и 3, ключи выборки координат 4 и 5, резистивное поле 6 с шинами питания, изолированную от резистивного поля токопроводящую мембрану 7, на которую воздействует пишущий орган, блок вычисления 8 и устройство управления 9.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент съема информации устройство управления 9 подает сигнал (б) на управляющие входы ключей выборки координат 4 и 5. Под действием этого сигнала ключи 4 и 5 устанавливаются в состояние выборки координаты Х. Затем с устройства управления 9 поступает сигнал (а) на управляющие входы дополнительных ключей 2 и 3. Под действием этого сигнала ключи 2 и 3 устанавливаются в положение, обеспечивающее протекание тока в положительном направлении (слева - направо). При этом на резистивном поле 6 создается падение напряжения U_сл=I ˙ R_сл, где I - ток источника питания, R_cл - сопротивление резистивного поля между шинами питания Х.

При надавливании пишущим органом на мембрану 7 в точке касания возникает большое давление, под действием которого мембрана 7 прогибается и образуется локальный электрический контакт мембраны 7 с резистивным полем 6. Через время, необходимое для окончания переходных процессов, с устройства управления 9 поступает сигнал (в) на управляющий вход блока вычисления, а на информационный вход поступает сигнал с мембраны 7, равный U = U_сл + ϕ , (1) где а - расстояние между шинами Х, r - радиус контакта мембраны 7 с резистивным полем 6, х - координата положения пишущего органа, ϕ- контактная разность потенциалов.

Спустя время, необходимое для обработки сигнала U_x' в блоке 8 и передачи его в вычислительное устройство, с которым работает устройство считывания графической информации, с устройства управления 9 поступает новый сигнал (а) на управляющие входы ключей 2 и 3, под действием которого они устанавливаются в новое положение, обеспечивающее протекание тока в отрицательном направлении (справа - налево). При этом на резистивном поле 6 создается падение напряжения U_сл= -I ˙ R_сл.

Через время, необходимое для окончания переходного процесса, с устройства управления 9 поступает сигнал (в) на управляющий вход блока 8, а на его информационный вход поступает сигнал с мембраны 7, равный U = U_сл + ϕ . (2) После вычитания из сигнала U_x' (1) cигнала U_x'' (2) (что может быть осуществлено в вычислительном устройстве, с которым предназначено работать данное устройство считывания графической информации, или специальным вычитающим устройством, построенным по методике (3), получают окончательный результат считывания координаты х в виде
U_x= U - U = U2 - 1 . (3)
Спустя время, необходимое для обработки сигнала U_x'' в блоке 8, с устройства управления 9 поступает новый сигнал (б) на управляющие входы ключей выборки координат 4 и 5. Под действием этого сигнала ключи 4 и 5 устанавливаются в новое состояние - выборки координаты Y. В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанному.

На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства управления 9, на фиг.3 - временные диаграммы его работы.

Устройство управления состоит из генератора импульсной последовательности ГИ, двух делителей частоты, выполненных на D-триггерах - D1 и D2 и одновибратора D3.

Работает устройство управления следующим образом. Импульсная последовательность с генератора ГИ (временная диаграмма г) поступает на вход триггера D1, на выходе триггера образуется импульсная последовательность (временная диаграмма а), которая поступает на выход (а) устройства управления 9, а также на вход триггера D2. Импульсная последовательность (а) используется для управления дополнительными ключами 2 и 3. На выходе указанного триггера образуется импульсная последовательность (б) (временная диаграмма б), которая поступает на выход (б) устройства управления 9. Импульсная последовательность (б) используется для управления ключами выборки координат 4 и 5. Одновибратор D3 используется для получения импульсной последовательности (временная диаграмма в), которая поступает на управляющий вход блока вычисления.

Из соотношения (3) видно, что окончательный результат считывания координаты х (аналогично у) положения пишущего органа не зависит от радиуса контакта мембраны 7 с резистивным полем 6 и контактной разности потенциалов, а чувствительность предлагаемого устройства увеличилась в два раза, то есть введение дополнительных управляемых ключей и соответствующих связей в устройство позволяет повысить чувствительность и точность считывания графической информации по сравнению с известными устройствами.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшет, выполненный в виде прямоугольного резистивного поля с расположенным над ним пишущим элементом в виде изолированной прямоугольной токопроводящей мембраны, первый и второй ключи, одноименные выходы которых соединены с соответствующей парой шин, расположенных на противоположных краях резистивного поля, блок управления, первый выход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключей, отличающееся тем, что с целью повышения точности устройства, в него введены третий и четвертый ключи и вычитатель, информационный вход которого соединен с выходом токопроводящей мембраны, управляющие с группой выходов блока управления, а выход является выходом устройства, сигнальные входы третьего и четвертого ключей соединены с шиной питания, управляющие входы третьего и четвертого ключей соединены с вторым входом блока управления, а выходы - соответственно с сигнальными выходами первого и второго ключей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3