УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Российский патент 1994 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода графической информации в электронные вычислительные машины.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство ввода графической информации, содержащее планшет, две системы взаимно перпендикулярных координатных шин и электронный карандаш. В этом устройстве в качестве планшета используется пластина из оргстекла, координатные шины из проволоки толщиной 0,1-0,2 мм натянуты с шагом 1 мм.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная большим количеством шин, их установкой и закреплением.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что устройство ввода графической информации, содержащее планшет, состоящий из диэлектрической пластины, и электронный карандаш, дополнительно содержит разделительные элементы и нагрузочные резисторы, а на диэлектрическую пластину нанесен резистивный слой, по краям которого с четырех сторон расположены контактные площадки, причем контактные площадки каждой стороны отделены друг от друга вырезами, выполненными в резистивном слое, и через разделительные элементы соединены с погрузочными резисторами.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - эквивалентная электрическая схема устройства.

Устройство ввода графической информации содержит планшет, состоящий из диэлектрической, например, стеклянной пластины 1, на одну из сторон которой нанесен резистивный слой 2. По краям резистивного слоя с четырех сторон размещены контактные площадки 3, выполненные из металла (например, латуни, алюминия). Вблизи контактных площадок резистивный слой имеет вырезы 4. Электронный карандаш 5 выполнен в виде емкостного щупа. Контактные площадки 3 каждой стороны планшета через разделительные элементы 6 соединены с резисторами R₁-R₄. В качестве разделительных элементов (на фиг. 2) показаны полупроводниковые диоды, но могут применяться и другие разделительные элементы, например, управляемые двунаправленные ключи типа К561КТ3, сопротивление которых в замкнутом состоянии мало и практически не зависит от уровня входного сигнала. Количество контактных площадок и глубина вырезов определяются заданной степенью ослабления краевого эффекта, т. е. искажений, возникающих при перемещении электронного карандаша 5 вблизи края пластины. На фиг. 3 изображена эквивалентная электрическая схема устройства. На схеме "Х" и Y" - текущие значения сопротивления резистивного слоя, пропорциональные координатам положения электронного карандаша; R_о - максимальное сопротивление резистивного слоя вдоль осей "Х" и "Y".

Устройство работает следующим образом. Высокочастотный сигнал от генератора (показан условно на фиг. 3) подается на электронный карандаш 5, который перемещается по диэлектрической пластине 1. Далее высокочастотный сигнал через емкость между основанием электронного карандаша 5 и резистивным слоем 2 поступает на резистивный слой 2, а затем через контактные площадки 3 и разделительные элементы 6 подается на нагрузочные резисторы R₁-R₄. Координаты Х и Y положения электронного карандаша 5 определяются соотношением сигналов, снятых с резисторов R₁, R₂ и R₃, R₄ соответственно. Если принять R₁ = R₂ = R₃ = R₄ = R_o, то получим две системы уравнений
U₁= R₀
(1)
U₂= R₀
U₃= R₀
(2)
U₄= R₀,
из решения которых получили:
x= R (3)
y= R (4) откуда получили относительные координаты Х и Y:
X= = (5)
Y= = (6)
Отсюда следует, что координаты Х и Y определяются только соотношением напряжений U₁, U₂ и U₃, U₄ и не зависят от напряжения источника высокой частоты и величины емкости щупа.

Таким образом, в предлагаемом устройстве ввода графической информации исключаются влияние нестабильности источника ВЧ-сигнала и влияние неточности изготовления диэлектрической пластины. По этой причине может быть несколько вариантов изготовления устройства:
1) резистивный слой наносят на нижнюю поверхность диэлектрической пластины;
2) резистивный слой наносят на верхнюю поверхность диэлектрической пластины и покрывают сверху диэлектрической пленкой, например, из прочного лака;
3) резистивный слой наносят на верхнюю поверхность диэлектрической пластины, а диэлектрическую пленку наносят на нижнюю поверхность щупа;
4) щуп может быть не емкостным, а контактным, а планшет работать на постоянном токе.

Возможен второй вариант подключения генератора, при котором сигнал подается на нагрузочные резисторы, а электронный карандаш заземляется. Устройство при этом работает аналогично.

Из формул (5) и (6) следует, что вычисленные по формулам координаты Х и Y изменяются от 0 до 1, причем количество точек на экране дисплея определяется разрядностью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), преобразующего напряжение U₁-U₄ в цифровую форму и может быть, например, равно 256 при 8-разрядном АЦП и 1024 при 10-разрядном АЦП. Скорость ввода координат определяется в основном скоростью вычисления процессором их значений по формулам (5) и (6) и может составлять, например, до 200 точек в секунду. Существующая технология позволяет наносить на стеклянную пластину резистивный слой из сплава РС-3001 толщиной 15000-20000 ангстрем. При этом удельное сопротивление слоя получается около 3 кОм/см². (56) Авторское свидетельство СССР
N 1462376, кл. G 06 K 11/06, 1987.

Заявка ФРГ N 3243712, кл. G 06 K 11/06, 1984.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода графической информации в электронные вычислительные машины. Повышение точности устройства достигается введением четырех нагрузочных элементов и разделением контактных площадок каждой из сторон планшета вырезами, выполненными в резистивном слое. 3 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее съемник координат, источник питания, планшет, выполненный из диэлектрической пластины с нанесенным на нее разистивным слоем, по краям которого с четырех сторон расположены контактные площадки, к которым подключены первые выводы разделительных элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены четыре нагрузочных элемента, контактные площадки каждой стороны планшета разделены вырезами, выполненными в резистивном слое, первые и вторые выводы нагрузочных элементов соединены соответственно со вторыми выводами разделительных элементов и с шиной нулевого потенциала, а вывод съемника координат подключен к выходу источника питания.