Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социвпнстических

Феспубйик р>858033 (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 220879 (2t ) 281414 7/18-24 (5цм. к. .0 06 K 11/00 с присоединением заявки H9—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 230881. Бюллетень И%31

РЗ>УДК .12(088.8) Дата опубликования описания 230881

Г.И. Алексеев, В.Я. Зенин, В.О. Лед ев,,Г.A. Подунее и Е.Д. Соколов

1 ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРИАЦИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области ровым кодом. В процессе работы тако. автоматики и вычислительной техники го устройства осуществляется возбужи может быть использовано, например, дение шин импульсами тока из распредля создания автоматизнрованньйс уст- делителя. Каждый импульс возбуждает ройств ввода в ЭВИ графической инфор- электромагнитное поле, фиксируемое мацки, а также при разработках преоб- магнитным съемником координат. Выразователей линейного перемещения в ходной сигнал съемника координат усикод, угла поворота в код и др. ливается, стробируется и подается на

Йзвестен способ считывания графи- О сдвигаюер и регистр, на котором формической информации, согласно которо- руются в циклическом коде координаты му разбивают поле считывания на дис-.. Х и У, преобразуемые в двоичный кретные участки, формируют электро» код (1). магнитное поле на каждом участке при Однако разрешающая способность помощи временной пооледовательности и точность данного устройства одноопрашивающих импульсов, суммируют тз зиачно опредаляются количеством шин. эти импульсы, преобразуют электро- - Так, для достижения разрешающей спомагнитное поле.в зоне считывания в собности 25 мкм необходима матрица электрический управляющий сигнал, с шагом между шинами, равным 25 мкм, которым прекращают суммирование опра- . создание которой сопряжено с серьезшивакицих импульсов, и по полученной . 2O ньяи трудностями технологического сумме судят о считываемой коордииа- характера. Кроме того, достижение те. высокой точности считывания коордиВ устройствах для осуществления иат связано с увеличением количества этого способа планшет представляет оборудования и соответственно со снисобой координатную сетку (матрицу), 2 жением надежности его работы. состояющую из двух систем ортогонадь- ЯакбоЛее близким по технической ных прямолинейных шин, причем коор- сущиости к предлагаемому является динатное положение каждой шины -в способ считывания графической инфорплоскости планшета заранее известно мации, основанный на разбиении поля и характеризуется определенным циф--. . .В, считывания на.дискретные участки, 858031 формировании электромагнитного. поля на каждом участке с помощью последо-1 вательности опрашивающих импульсов и преобразовании электромагнитного поля и электрические импульсы, Устройство для осуществления способа содержит планшет с системами

1вэаимноортогональных координатных шин, соединенных с одними.из выходов блока управления, другие выходы ко-, . торого подключены к одним из управляющих входов блоков определения ко- 1О ординат, съемник информации, индукТНВНо связанный с координатными шинами планшета и подключенный к входу усилителя, генератор спрашивающих импульсов, подключенный к счет- 35 ным входам блоков определения координат и через делитель частоты — к

И<оду блока управления (2).

Однако и этот известный способ и устройство для его осуществления не 20 обеспечивает достаточно высокой точ . ности счнтывания, поскольку зависи мость электромагнитной связи съемника координат и шины от разделяющего их расстояния является нелинейной. д

Кроме того, значение координат, измеренных таким способом, зависит от толщины носителя.

Цель изобретения - повышение точности считывания.

36

Указанная цель в предлагаемом способе достигается тем, что выделяют сигнал огибающей электрических импульсов путем низкочастотной фильтрации, фиксируют временной интервал от момента начала формирования последовательности спрашивающих импульсов до.момента перехода сигнала огибающей через нулевой уровень и по полученному временному интервалу судят о координате считываемой точки. 46 устройство содержит последовательно соединенные фильтр низкой частоты и пороговый элемент, выход которого подключен к другим управляющим входам блоков определения координат, а выход усилителя соединен с входом фильтра низкой частоты.

На фйг. 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояс- «@ няющие работу устройства и раскрывающие-сущность способа.

Устройство (фиг. 1) содержит планшет 1 с системой вэаимоортогональных прямолинейных, изолированных друг от друга проводящих координатных шин

2, блок 3 управления, блоки 4 и 5 определения координат, каждый .из которых состоит из последовательно соединенных триггера б (7), логического элемента И 8(9) и счетчика 10(11); kO съемник 12 информации, (вычокочастотиый).усилитель 13« генератор опраши:вакщих импулЬсов, делитель 15 частоты, фильтр 16 низкой частоты и пороговый элемент 17. Токопроводящие ши- Я ны 2 планшета 1 соединены с выходами. блока 3 управления, который входом через делитель 15 частоты подключен к выходу генератора 14, а другими выходами — к одним из установочных входов триггеров 6 и 7. Съемник 12 координат индуктивно связан с шинами

2 и через последовательно соединенные усилитель 13, фильтр 16 низкой частоты и пороговый элемент 17 подключен. к другим установочным входам триггеров.б и 7. В блоках 4 и 5 определения координат триггер 6(7), логический элемент И 8(9) и счетчик

10(11) соединены последовательно, причем свободный вход. логического элемента 8(:9) подключен к выходу генератора 14.

На фиг. 2 показаны сечение участка планшета s направлении оси Х; шины 2, находящиеся в корпусе планшета 1 съемник 12, выполненный в виде линзы, на цилиндрической поверхности которой размещается катушка 18; носитель 19 графической информации, толщина которого может изменяться, временная диаграмма напряжения 0 (t), управляющего токовыми импульсами опроса шнн, и временные диаграммы напряжений: U (t) - на выходе генератора

14, U9(t) - на выходе усилителя 13, U4(t) - на выходе фильтра 16, Ug(t)на выходе порогового элемента 17 и 06(t). — на выходе счетчика 10 координат.

Сущность способа состоит в следую; щем.

Импульсами опроса последовательно во времени одна за другой возбуждаются шины в начале по одной, а затем и по другой координатным осям. В результате над поверхностью планшета один за другим в двух ортогональных направлениях пробегают фф>онты радиоимпульсов. Они перемещаются над плантетом дискретно - от одной шины к другой. С помощью индукционной катушки 18 съемника 12 радиоимпульсы в зоне считывания преобразуются в непрерывную последовательность электрических управляющих :игналов U (t).

Огибающая этих сигналов (на фиг. 2 показана пунктиром) имеет сложную ,форму, которая в общем. случае зависит от длительности импульсов опроса шин, а также типа и размеров цилиндрической катушки 18 съемника 12.

Основной особенностью огибающей управляющих сигналов 0 () является то, что переход ее через ноль .точно совпадает с центром катушки 18 съемника 12 (фиг. 2). Следовательно, измерить координату — это значит определить временное положение момента перехода огибающей через ноль, устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

В момент включения, устройства начинает работать в автокалебательном

858031 режиме генератор 14, вырабатывая импульсную последовательность 0 (t ), . и на выходе делителя 15 частотыпоявляются импульсы О, (t), управляющие токами опроса шйн. Импульсы така опроса вырабатывает блок 13 управления, который последовательно возбуждает шины в начале по одной, а затем и цо другой координатным рсям. В результате над поверхностью планшета один за другим в двух ортогоиальных направлениях пробегают фрон-1 ты радиоимпульсов, которым с помощью индукционной системя съемника 12 при-. дается форма, показанная на фиг.2 (временная диаграмма U (t)). Полученный на выходе съемника 12 сигнал 15

U+ (t ) усиливается высокочастотным усилителем 13 и поступает далее на фильтр 16, выделяющий сигнал огибающей управляющих импульсов U з(с}. В результате на выходе этого фильтра 2О появляется сигнал u< (t), переход через ноль которого прн расположении съемника 12 в любой точке планшета 1 всегда связан с центром (осью) катушки 18.

Временное положение момента перехода волны u (t) через ноль опреде4 ляется с помощью генератора 14 и соответствующего блока 4 илн 5 определения координат. В момент времени, соответствующий началу координаты Х, импульсом с блока 3 управления опрокидывается триггер 6 и в счетчик 10 начинают поступать импульсы счета UZ(t). Когда распространяющаяся над планшетом в направлении оси Х волна достигает съемника 12, на выходе фильтра 16 появляется сигнал

04(й) при пеРеходе через ноль которого на выходе порогового элемента

17 образуется перепад напряжения, 4() возвращающий триггер 6 в исходное состояние (момент времени с на фиг. 2) . Поступление импульсов U.<{ t ) в счетчик 10 прекращается и в нем фиксируется координата Х.

45 частота опроса шин

fm =-, = 20 КГЦ.

200

50 та

Г - mt - - Г = 4 мГц.

5 мм

Qj брб2Ъ мм ш

Скорость распространения волны

55 по полю планшета

60 Формула изобретения

1. Способ считывания графической информации, основанный на разбиении ноля считывания на дискрет 5 .иые участки, формировании электромагОчевидно дискретность, с которой будет описываться координата в промежутках между шинами, определяется коэффициентом деления делителя 15 частоты, На фиг. 2 показан пример разбиения расстояния между. шинами на 5 равных интервалов.

По окончании опроса шин в направлении оси Х иачинаетея опрос шин в направлении оси У. При этом импульсом с блока 3 управления орокидывается триггер 7, разрешающий поступление импульсов U (t) в счетчик 11.

Когда же волна, распространяющаяся

® направлении оси У, достигает. съем-. ника 12, на выходе фильтра 16 по является второй сигнал- 04(),возвращающий триггер 7 в исходное состояние. В счетчике 11 фиксируется координата У.

Общий измерительный цикл заканчивается выдачей координат во внешнее устройство. После этого все процессы в устройстве повторяются.

Предлагаемый способ позволяет реализовать устройства с непрерывным принципом действия. Это дает воэможность квантовать координаты практически с любой дискретностью. Неп-. рерывность измерения координат обеспечивается эа счет преобразования дискретно перемещающегося от шины к шине поля в аналоговый сигнал, являющийся непрерывной функцией времени. В результате задача определения координат сводится к преобразованию времени распространения о ны в цифровой код. Причем скорость распространения волны задается раэра. ботчиком устройства . зависит только от частоты опроса шин (в то время как, например, в устройствах с акустическим принципом съема координат она зависит от многих вшенних дефектов} °

Пусть требуется обеспечить разрешающую способность 25 мкм на рабочем поле 500х500 мм при шаге между шинами равном 5 мм. Примем, что шины уложены с более высокой точностью, чем

25 мкм, например +5 мкм. При этом точность измерения координат будет определяться главным образом температурным коэффициентом расширения материала планшета.

Общее количество шин 200.

Пусть требуется выдавать координаты со скоростью 100 иэм/с.

Опрос шнн последовательный. Пол-! ное время опроса всех 200 шин соста-. вит

1 а: 10 мс, 100 изм с

Частота генератора импульсов сче-

0 5м + 0 5 и 100 м с

858031

Митного поля на камдом участке с по"мощью последовательности опрашиваю щих импульсов и преобразований электромагнитного поля в электрические импульсы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности считывания, выделяют сигнал огибающей ,электрических импульсов путем низко. частотной фильтрации, фиксируют временной интервал от момента начала формирования последовательности опрашйвающих импульсов до момента пере- © хода сигнала огибающей через нулевой . уровень и по полученному временному интервалу судят о координате считываемой точки.

2. Устройство для считывания гра- 15 фической информации по и. i, содерзащее планшет с системами взаимоортогональных координатных шин, соединенных с одними из выходов блока управления, другие выходы которого под-.Щ ключены к одним из управляющих входов блоков определения координат, съемник информации, индуктивно связанный с координатными зжнами:.планшета и подключенный ко входу усилителя, генератор опрашивающих импульсов, подключенный к счетным входам блока управ- ления, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности устройства., оно содержит последовательно соединенные фильтр низкой частоты и пороговый, элемент, выход которого подключен к другим управляющим входам блоков, определения координат, а

-выход усилителя соединен с входом фильтра низкой частоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чехолки. Ц.К. и др. Автоматизация преобразования слояных форм графической информации. Минск, "Наукаи техника", 1973, с. 4б-53.

2. Авторское свидетельство СССР .

М 402033, кл. G 06 К 11/00, 1973 (прототип}.

858031

Фиа2

Составитель В. Мисепев

Редактор О. Попкова Техред A. ч - Корректор Н. Швьщкая Эакаэ 7247/81 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ ГОсударственного комитета СССР по .делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4