Устройство для считывания графической информации

Союз Советских Социалистических Республик) Дополнительное к авт. свцд.ву2) ЗаявлевоО 1,О 6.76 (2 ц 2,3 а 7 З 4 со инением заявкиГосударственный намнтет Совета Икннстрав СССР по делам нзобретеннй н открытий(72) Автор изобретения В, Я. Зепи ческой кибернетики АН Белорусской С но титу 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВ лН 1 Я Г-АФИЧГСКСЙ ИНФОРМАЦИИИзобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности, к полуавтоматическим устройствам считывания координат элементов изображения с документа, основанным на измерении времени распространения ультразвуковых волн в различных средах.Известны устройства для считывания гра фической информации 1, 21, содержащие планшет, измерительный ультразвуковой излучатель, соединенный с генератором и акустически связанный с линейными координатными микрофонами, подключенными к соответствующим кан алам преобразования, каж. дый из которых состоит из последовательно соединенных приемно-усилительного блока, триггера, логического элемента И и счетчика и блок автоматической коррекции с эталонным излучателем и звукоприемником.Известные устройства имеют большой состав оборудования и сложные в технологическом отношении линейные координатные звукоприемиики.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является известное устройство для считывания графической информации 31, содержащее планшет, измерительный ультразвуковой излучатель, соедццеццый с выходом генератора импульсон, измерительный ультразвуковой приемник, подключеццыц через последователтцо соедцценць 1 е усилитель, триггер ц логический элемент И ко входу счетчика, эталонные излучатель ц прием ццк, соедц цеццые с блоком автокоррекции, выход которого подключен к одному из входов логцчсского элемента И, выход генератора импульсов соединен с одним цз установочных входов триггера.Недостатком известного устройства являются цевысокая точность измерения координат ц сложная конструкция,Целью изобретения является повышение точности и упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что уст ройство содержит ультразвуковые отражатели, одни цз которых расположены ортогоиальцо по стороцам планшета и акустически связаны с измерительными излучателем и приемником, а другой акустически связан с эталонными излучателем и приемником, и блок временной задержки, первый вход которого подключен к генератору импульсов, второй вход - , к выходу блока автокоррекции,634315 до 45 50 55 а выход - к другому установочному входу триггера.Дополнительное отличие состоит в том, что в устройстве блок временной задержки содержит последовательно соединенные триггер, логический элемент И и делитель частоты, выход которого подключен к одному из установочных входов триггера и к выходу упомянутого блока, первый и второй входы которого соединены соответственно с другим установочным входом триггера и с одним из входов основного логического элемента И.Сущность предлагаемого решения пояс- няется чертежами. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для ввода графической информации; на фиг. 2 показаны временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 изображена конструкция планшета при использовании в качестве звукопроводящей среды воздуха; на фиг. 4 показан планшет из твердого звукопровода.Устройство содержит планшет 1, на котором пунктиром обозначено рабочее поле 2, измерительный излучатель 3 ультразвука, соединенный с генератором 4, измерительный звукоприемник 5, расположенный в одном корпусе с излучателем 3, акустически с ним связанный через отражатели 6, 7 и подключенный к каналу 8 преобразования, который состоит из последовательно соединенных усилителя 9, триггера 10, одним из установочных входов подключенного к генератору 4, логического элемента И 11 и счетчика 12, блок 13 автоматической коррекции с эталонными излучателями 14 и приемником 15, связанными акустически через отражатель6, и блок 17 временной задержки, через который генератор 4 подключен к установочному входу триггера 1 О и который состоит из последовательно соединенных триггера 18, логического элемента И 19, одним из входов связанного с выходом блока 13 автоматической коррекции, и делителя 20 частоты,выходом подключенного к установочному входу триггера 18,Находясь на планшете 1 в пределах рабочего поля 2, съемник координат, в котором размещаются излучатель 3 и приемник 5, всегда располагается от отражателя 6 на расстоянии, превышающем максимальное расстояние до отражателя 7. Это позволяет разделить во времени отсчет координат Х и У,Генератор 4 формирует импульсы запуска излучателя 3 и триггеров 10, 18. Он может работать в режиме генерирования одиночных импульсов в моменты нажатия кнопки 21, размещенной на съемнике координат, либо в автоколебательном режиме с периодом повторения, превышающим время распространения звука от излучателя 3 до отражателя 6 и обратно к приемнику 5, при максимальном удалении их от отражателя 6.Канал 8 преобразования каждый измерительный цикл формирует и выдает во внешние устройства два кода, которые соответ 5 о 15 го 25 зо 35 ствуют координатам Х и у в системе отсчета рабочего поля 2.Блок 13 автоматической коррекции обеспечивает постоянство кодов координат одной и той же точки на рабочем поле при различных параметрах звукопроводящей среды.Блок 17 временной задержки определяет начало отсчета координаты У на рабочем поле 2 и делает этот отсчет независимым от параметров звукопроводящей среды.На фиг, 2 изображены диаграммы напряжений1 (т) на выходе генератора 4; 1(1) - на выходе усилителя 9; Г.з(1) на выходе блока 17 временной задержки и ГЗ (1) - на выходе триггера 10.Конструкция планшета, показанного на фиг. 1, не всегда оказывается удобной, поскольку часть его не используется, В связи с этим при использовании воздуха в качестве звукопровода планшет выполняется, как показано на фиг. 3. В этом планшете вся поверхность является рабочей. Отражатель 7 располагается на верхней, а отражатель 6 - на нижней поверхности планшета 1. Удлинение.акустического пути по одной из координат достигается за счет уголкового огражателя 22, Таким образом в этом варианте планшета измерительный излучатель 3 связан акустически со звукоприемником 5 через систему отражателей 6 и 22.Если при съеме координат используется распространение звука в теле планшета, то удлинение акустического пути по одной из координат достигается сгибанием планшета 1, показанного на фиг. 1, по краю рабочего поля 2, как это показано на фиг. 4, Отражающими поверхностями в этом планшете служат грани 6 и 7. Противоположные грани имеют поглотители 23 и 24 ультразвуковых колебаний.Устройство для ввода графической информации работает следующим образом. В момент включения устройства начинает работать в автоколебательном режиме блок 13 автоматической коррекции, Он непрерывно зондирует пространство между эталонной головкой, в которой находятся излучатель 14 и звукоприемник 15, и отражателем 16, Расстояние между отражателем и эталонной головкой точно фиксировано, поэтому во время преобразования его в цифровой код можно всегда определить ошибку (код рассогласования), обусловленную отклонением параметров звукопроводящей среды от нормальных. Схема блока 13 автоматической коррекции построена так, что обеспечивает на своем выходе изменение частоты тактовых импульсов в соответствии с изменением параметров среды. В этом случае одному и тому же измеряемому расстоянию соответствует один и тот же код при различных состояниях звукопроводящей среды.Оператор совмещает визир съемника координат с точкой изображения, координатыкоторой необходимо опрелелить, и нажимает кнопку 21. Генератор 4 при этом в момент времени 1 формирует сигнал(1), поступающий на измерительный излучатель 3 и входы триггеров 10, 18. В результате излучается ультразвуковой импульс, а триггеры 10, 18 опрокидываются, разрешая поступление тактовых импульсов через логические элементы И 11, 19 на входы счетчика 12 и делителя 20 частоты соответственно. В момент времени т 2, когда звуковая волна достигает измерительного звукоприемника 5, отразившись от отражателя 7, на выходе усилителя 9 формируется первый импульс напряжения 1.)2 (1), который возврашает триггер 10 в исходное состояние и тем самым прекращает поступление тактовых импульсов в счетчик 12. В нем фиксируется координата Х. Возможные значения координаты Х лежат в интервале времени 1, - :1. В момент времени 14 появляется, импульс 1), (1) на выходе делителя 20 частоты (это происходит после выдачи координаты Х во внешние устройства), который возвращает в исходное состояние триггер 18 и опрокидывает триггер 10. В канале 8 преобразования начинается счет координаты У, а блок 17 временной задержки прекращает свою работу, В момент времени 1 ь, когда звуковая волна от отражателя 6 достигает звукоприемника 5, на выходе усилителя 9 формируется второй импульс напряжения Ь (т), который возвращает триггер 10 в исходное состояние. В счетчике 12 фиксируется координата у. Возможные значения координаты У лежат в интервале времени 1 - :1 в. За время с момента 16 до момента 1, появления очередного импульса 11 (1) координата у передается во внешние устройства.Как видно из описания работы устройства, эталонный и измерительный каналы работают на принципе эхолокации, когда среда зондир тся в прямом и обратном направлении. При этом ошибки, обусловленные ветровым воздействием, в прямом и обратном направлениях распространения ультразвука имеют различный знак и взаимно компенсируются.Применение блока 17 временной задержки позволяет удерживать начало координат у всегда на одном геометрическом месте. Это обусловлено тем, что в устройстве одной и той же метрической мере соответствует один и тот же код. Г 1 оскольку коэффициент пересчета делителя 20 частоты - постоянный, .начало отсчета координат у не зависит от времени.Применение в устройстве элемента задержки с временем задержки 1 = сопз 1 приведет к ошибкам измерения координат т, так как звуковая волна проходит одно и то же расстояние за различное время в зависимости от параметров среды, что линиейзалержки с 1 = спивак не может быть учтено.5Преллагаемое устройство обладает следующими преимугцествами перед известнымиустройствами;- планшет устройства является автономным и не связан электрическими цепями сосхемой устройства;10 - устройство содержит лишь один каналпреобразования;- устройство обеспечивает высокую точность измерения координат вследствие компенсации ветровых воздействий.15Формула изобретения 1. Устройство лл я сч и ты вани я гра фической информации, содержащее планшет, измерительный ультразвуковой излучатель, соединенный с выходом генератора импульсов, измерительный ультразвуковой приемник, полключенный через последовательно соединенные усилитель, триггер и логический элемент И ко входу счетчика, эталонные излучатель и приемник, соелиненные с блоком автокоррекции, выход которого подключен к одному нз входов логического элемента И, выхол генератора импульсов соединен с ол м из установочных входов триггера, тяи ;атонееея тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно содержит ультразвуковые отражатели, олни из которых расположены ортогонально по сторонам планшета и акустически связаны с измерительными излучателем и приемником, 35 а другой акустически связан с эталоннымиизлучателем и приемником, и блок временной залержки, первый вход которого подключен к генератору импульсов, второй вхол - к выходу блока автокоррекции, а выхол - к другому установочному вхолу триггера.2. Устройство лля считывания графической информации по и. 1, отличающееся тем, что в нем блок временной залержки содержит послеловательно соединенные триггер, логический элемент И и делитель частоты, 45 выхол которого полключея к одному из установочных входов триггера и к выхолу упомянутого блока, первый и второй входы которого соединены соответственно с лругим установочным входом триггера и одним из входов логического элемента И.Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:1. Авторское свидетельство СССРМ 488231, кл. б 06 К 11;00, 18.10.71.2. Авторское свидетельство СССР 55 Л о 7908, кл. 6 06 1 Х 11,00, 11.03.4.3. Авторское свилетельо во СССРХе 523976, кл. 6 06 К 11,00, 1974.634315 Яи.1 Составитель В Киселеведактор Д. Мепуриювнли Техред О. Луговаяк аз 6765/49 Тираж 784БНИИПИ Государственного комитета Совета по делан иаобретеня13035, Москва, Ж.35, Рау Филиал ППП аПатентз, г. Уа Корректор Н. ТупицПодписноеМинистров СССРи открытийшская наб., д. 45ород, ул. Проектная, 4