Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социавктических Феспубйик.6 06 К 11/00 с присоединением заявки йо -Государствеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(53) УДК 681. 327.12(088.8) Дата опубликования описания 230881Г.И. Алексеев, В.Я. Зенин, В.О. Лед евГ.А. ПоДувееи Е.Д, Соколов(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 автоматизированных уст- з делителя, Каждый импульс возбуждает ройств ввода в ЭВИ графической инфор" электромагнитное поле, фиксируемое мацки, а также при разработках преоб- магнитным саемником координат, Выразователейлинейного перемещения в ходнойсигнал съемника координат усикод, угла поворота в код и др. ливается, стробируется и подается наЙзвестен способ считывания графи О сдвигаюерй регистр, на котором Формической информации, согласно которо- руются в циклическом коде координаты му разбивают поле считывания на дис- Х и У, преобразуете в двоичный кретные участки, фрмируют электро код 1).магнитное поле на каждом участке при Однако разрешающая способность помощи временной вооледовательвости : и точность данного устройства одноопрашивающих импульсов, суммируют 1 з звачно опредаляются количеством шин, эти импульсы, преобразуют электро- Так, для достижения разрешающей спомагнитное поле.в зоне считывания в собвости 25 мкм необходима матрица электрический управляющий сигнал, с шагом между шинами, равным 5 мкм, которым прекращают суммирование опра- . создание которой сопряжено с серьезшивакзцих импульсов, и по полученной . Ю ньяи трудностями технологического сумме судят о считываемой коордвиа- характера. Кроме того, достижение те. высокой точности считывания коорди"В устройствах для осуществления иат связано с увеличением количества этого способа планшет представляет оборудования и соответственно со сни" собой координатную сетку (матрицу), 2 женвем надежности его работы. состояющую из двух систем ортогонадь- ЯавбоЛее близким по технической вых прямолинейных шив, причем коор- сущвости к предлагаемому является двнатное положение каждой шины в способ считывания графической инфорплоскоств планшета заранее известно . акации, основанный на разбиении поля и характеризуется определенным цвФ". В ,считывания на.дискретные участки, 858031Формировании электромагнитного. поляна каждом участке с помощью последо вательности опрашивающих импульсови преобразовании электромагнитногополя и электрические импульсы,Устройство для осуществления способа содержит планшет с системами1 вэаимноортогональных координатныхшнн, соединенных с одними.из выходовблока управления, другие выходы ко-,. торого подключены к одним из управляющих входовблоков определения ко Оординат, съемник инФормации, индуктивно связанный с координатнымишинами планшета и подключенный квходу усилителя, генератор спрашивающих импульсов, подключенный к счетным входам блоков определения координат и через делитель частоты - кИроду блока управления 2 ).Однако и этот известный способ иустройство для его осуществления не 20обеспечивает достаточно высокой точности считывания, поскольку зависимость электромагнитной связи съемника координат и шины от разделяющегоих расстояния является нелинейной. дКроме того, значение координат, измеренных. таким способом, зависит оттолщины носителя.Цель изобретения - повышение точности считывания.30Указанная цель в предлагаемом способе достигается тем, что выделяютсигнал огибающей электрических импульсов путем низкочастотной Фильтрации, Фиксируют временной интервалот момента начала Формирования последовательности спрашивающих импульсов до.момента перехода сигнала огибающей Через нулевой уроввиь и по полученному временному интервалу судято координате считываемой точки. 46устройство содержит последовательно соеднненныв Фильтр низкой частотыи пороговый элемент, выход которогоподключен к другим управляющим входамблоков определения координат, а выход усилителя соединен с входом Фильт.ра низкой частоты.На Фйг, 1 изображено устройстводля осуществления способа; наФиг, 2 - временные диаграммы, пояс- еняющие работу устройства и раскрывающие.сущность способа,Устройство (Фиг, 1) содержит планшет 1 с системой вэаимоортогональныхпрямолинейных, изолированных другот друга проводящих координатных шин2, блок 3 управления, блоки 4 и 5 определения координат, каждый .из которых состоит нз последовательно соединенных триггера б(7), логическогоэлемента И 8(9) н счетчика 10(11); 4 Всъемник 12 информации, (вычокочастотный).усилитель 13, генератор опраши:вакщих импулъсов, делитель 15 частоты, Фильтр 16 низкой частоты и пороговый элемент 17. Токопроводящие ши 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 б и 7, Съемник 12 координат индуктивно связан с шкварки 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 б(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 в направлении оси Х; шины 2, находящиеся в корпусе планшета 1 съемник 12, выполненный в виделинзы, на цилиндрической поверхностикоторой размещается катушка 18; носитель 19 граФической инФормации,толщина которого может изменяться,временная диаграмма напряжения О (с),управляющего токовыми импульсами опроса шин, и временные диаграммы напряжений: О (с) - на выходе генератора14, О 9(с) - на выходе усилителя 13,О 4(с) - на выходе Фильтра 1 б, Оу(с)на выходе порогового элемента 17и О(с). - 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, Врезультате над поверхностью планшетаодни за другим в двух ортогональныхнаправлениях пробегают фронты радиоимпульсов. Они перемещаются над планшетом дискретно - от одной шины кдругой. С помощью индукционной катушки 18 съемника 12 радноимпульсы азоне считывания преобразую .ся в непрерывную последовательность электрических управляющих :игналов О(с),Огибающая этих сигналов (на фиг. 2показана пунктиром) имеет сложную,Форму, которая в общем случае зависитот длительности импульсов опроса шин,а также типа и размеров цилиндрической катушки 18 съемника 12.Основной особенностью огибающейуправляющих сигналов И(с) являетсято, что переход ее через ноль .точносовпадает с центром катушки 18 съемника 12 (Фиг. 2). Следовательно, измерить координату - это значит определить временное положение моментаперехода огибающей через ноль,Устройство, реализующее способ,работает следующим образом.В момент включения, устройства начинает работать в автоколебательномрежиме генератор 14, вырабатывая импульсную последовательность О (й) . и на выходе делителя 15 частотыпоявляются импульсы О,(с)р управляющие токами опроса шйн. Ймпульсы тока 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 фронты радиоимпульсов, которым с помощью индукционной системз съемника 12 при-. дается форма, показанная на Фиг,2 (временная диаграмма О(. Полученный на выходе съемника 12 сигнал 15 Оэ усиливается высокочастотным усилителем 13 и поступает далее на фильтр 16, выделяющий сигнал огибающей управляющих импульсов О э(с). В результате на выходе этого фильтра 20 появляется сигнал О 4(с), переход через ноль которого при расположении съемника 12 в любой точке планшета 1 всегда связан с центром (осью) катушки 18.25Временное положение момента перехода волны О (С) через ноль опреде 4ляется с помощью генератора 14 и соответствующего блока 4 илн 5 определения координат. В момент времени с , соответствующий началу коор- ЗО динаты Х, импульсом с блока 3 управления опрокидывается триггер 6 и в счетчик 10 начинают поступать импульсы счета О(с). Когда распространяющаяся над планшетом в направлении З 5 оси Х волна достигает съемника 12, на выходе Фильтра 16 появляется сигнал О 4(с), при переходе через ноль которого на выходе порогового элемента 17 образуется перепад напряжения, 4 О возвращающий триггер б в исходное состояние (момент времени с,р на фиг. 2), Поступление импульсов О.(й) в счетчик 10 прекращается и в нем фиксируется координата Х.45 частота опроса шин 20 к 1 ц. 1 20060 Формула изобретения 1. Способ считывания графической информации, основанный на разбиении ноля считывания на дискрету 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 О(с) в счетчик 11. Когда же волна, распространяющаяся д направлении оси У, достигает. съем- ника 12, на выходе Фильтра 16 появляется второй сигнал О 4(й)рвоэвращающий триггер 7 в исходное состояние. В счетчике 11 фиксируется координата У. Общий измерительный цикл заканчивается выдачей координат во внешнееустройство. После этого все процессыв устройстве повторяются,Предлагаемый способ позволяет реализовать устройства с непрерывнымпринципом действия, Это дает воэможность квантовать координаты практически с любой дискретностью. Непрерывность измерения координат обеспечивается эа счет преобразованиядискретно перемещающегося от шинык шине поля в аналоговый сигнал, являющийся непрерывной функцией времени. В результате задача определения координат сводится к преобразованию времени распространения о ныв цифровой код. Причем скоростьраспространения волны задается раэработчиком устройства, зависит только от частоты опроса шин (в то вре.мя как, например, в устройствах сакустическим принципом съема координат она зависит от многих вшеннихдеФектов)Пусть требуется обеспечить разрешающую способность 25 мкм на рабочемполе 500 х 500 мм при шаге между шинамиравном 5 мм. Примем, что шины уложены с более высокой точностью, чем25 мкм, например +5 мкм. При этомточность измерения координат будетопределяться главным образом температурным коэффициентом расширения материала планшета.Общее количество шин 200.Пусть требуется выдавать координаты со скоростью 100 иэм/с.Опрос шнн последовательный. Полное время опроса всех 200 шин соста-.вит1а: 10 мс,100 измс Частота. генератора импульсов счеСкорость распространения волныпо полю планшета Ч0 5 м + 0 5 м - 100 мтерсСНитного поля на каздом участке с помощью последовательности опрашиваю щих импульсов и преобразований электромагнитного поля в электрические импульсы, о т л и ч а ю щ и й с я 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- ф хода сигнала огибающей через нулевой . уровень и о полученному временномуинтервалу судят о координате считываемой точки.2. устройство для считывания графической информации по и. 1, содерзащее планшет с системами взаимоортогональных координатных шин, соединенных с одними из выходов блока управления, другие выходы которого под-.Щключены к одним из управляющих входовблоков определения координат, съемник информации, индуктивно связанный скоординатными ва:нами: планшета и подключенный ко входу усилителя, генератор опрашивающих импульсов, подключенный к счетным входам блока управ-ления, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности устройства., оно содервит последовательносоединенные фильтр низкой частоты ипороговый, элемент, выход которогоподключен к другим управляющим входам блоков, определения координат, авыход усилителя соединен с входомфильтра низкой частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Чеголин. Ц.И, и др. Автоматизация преобразования слоаных форм графической информации. Минск, "Наукаитехникаф, 1973, с. 4 б.2. Авторское свидетельство СССР9 402033, кл. 6 06 К 11/00, 1973858031 Составитель В. киселевТехред А. ачКорректор Н. Швццк Пол 7247/81 Тираж 745 ВНИИПИ ГОсударстзенно по делам иэобрете 113035, Москва, Ж, РПго комитета СССРий и открытийушская наб., д. с 5 иал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4