Устройство для считывания графической информации Советский патент 1985 года по МПК G06K11/06 

Oi О5

СП

N| Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации преобразования графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины. Известны устройства для считывания графической информации, содержащие планщет, выполненный в виде двух систем взаимно перпендикулярных координатных щин, подключенных через вентили спроса к коммутаторам, съемник координат, соединенный через усилитель и формирователь с вентилем связи и счетчиком точногб отсчета, выходами подключенный к цифроаналоговому преобразователю, нуль-орган , входами связанный с цифроаналоговым преобразователем и усилителем, а выходом - с вентилем сброса, счетчик грубого отсчета, координатных шин, счетчик операций, подключенный к дещифратору, вентили операций, генераторы, триггер управления, элементы ИЛИ, И 1, 2. Недостатками известных устройств являются использование сложных схем цифроаналогового преобразования и сравнения, что снижает надежностные и эксплуатационные характеристики изделий, и после довательный опрос шин, что приводит к недостаточно высокому быстродействию устройств. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является известное устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через элементы ИЛИ группы к координатным шинам, второй коммутатор, выходы которого соединены с соответствующими координатными шинами, элемент считывания, выполненный, например, в виде катушки индуктивности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управления, выходы которого соединены соответтсвенно с входами первого и второго коммутаторов и блока определения координат 3. Недостаток известного устройства - ограниченная точность. Целью изобретения является повышение точности. Указанная цель достигается тем, что устройство содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонных импульсов и элемент ИЛИ, а в

элемент считывания введена рамка компенсации, индуктивно связанная с катушкой индуктивности и подключенная к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствующим выходом блока управления.

При этом вместо взаимно перекрывающихся токопроводящих рамок, составляютивную связь с катушкой индуктивности элемента 6 считывания посредством элемента ИЛИ 15.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии острием элемента 6 считывания выбранной точки А изображения, находящегося в пределах рабочей поверхности планшета 1, замыкается контактная пара. щих основу планшета в известном устройстве, использованы системы однонаправленных проводников, с одной стороны объединенных группой элементов ИЛИ, а с другой стороны - проводники с одинаковым номером объединены во всех группах непосредственно. Съемник координат выполнен в виде круговой катущки индуктивности, непосредственно над которой устанавливается рамка компенсации. Обеспечивая максимальный коэффициент взаимоиндукции выбором оптимального взаимного расположения катущки индуктивности и рамки компенсации, можно обойтись небольшими амплитудами токов, вырабатываемых блоком формирователей эталонных компенсирующих импульсов (обычно не более 100 мА в импульсе). На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для считывания графической информации; на фиг. 2 - график, поясняющий принцип повышения точности считывания координат в устройстве путем компенсации ЭДС, наводимой в съемнике эталонными компенсирующими импульсами, поступающими в рамку компенсации. Устройство содержит планшет 1, выполненный в виде ортогонально расположенных систем шин 2, шины 2 с одной стороны объединены в группы по каждой из координат посредством группы элементов ИЛИ 3 и подключены к соответствующим выхоДам первого коммутатора 4 (подключения групп), с другой стороны шины 2 с одинаковыми номерами во всех группах объединены между собой и соединены с вторым коммутатором 5, элемент 6 считывания, содержащий катушку индуктивности, соединенную через усилитель 7 с блоком 8 управления. При этом выход а усилителя / соответствует индуцированному в элементе 6 считывания сигналу одной полярности, допустим, при возбуждении шин 2, на ходящихся слева от острия элемента 6 считывания, а выход & - сигналу другой полярности (возбуждаются шины справа от элемента 6 считывания). Блок 8 управления первым выходом связан с коммутатором 4, вторым выходом - с коммутатором третьим - с блоком 9 определения кобрдинат, состоящим из сумматора 10 и регистра 11 координат, и четвертым выходом соединен с регистром 12 сдвига, выходы которого подключены к входам блока формирователя 13 эталонных компенсирующих импульсов. Блок 13 формирователей соединен с рамкой 14 компенсации, имеющей индукотносящаяся к блоку 8 управления и осуществляется запуск блока 8 и установка в исходное состояние соответствующих позиций устройства. Блок 8 содержит соответствующий генератор тактовых импульсов и выполнен в виде управляющего цифрового автомата, вырабатывающего все необходимые для устройства команды и соответствующие логические условия. Считывание координаты X начинается с цикла поиска группы по данной координате, в области которой находится считываемая точка А. В исходном состоянии блок 5 опроса проводНИКОВ готов к опросу последних щин 2 в группах. Таким образом, с помощью коммутатора 4 (подключения групп), управляемого блоком 8, начинается последовательное подключение rpynii тин 2 по координате X. Осуществляется подача импульсов опроса на последнюю шину каждой группы поочередно с последующим подсчетом на сумматоре 10 блока 9 определения координат числа опрощенных групп до тех пор, пока не появится индуцированный в элементе 6 считывания сигнал от первой опрашиваемой щины 2, находящейся справа от считываемой точки. Указанный сигнал через выход 5 усилителя 7 проходит на вход блока 8 управления, благодаря чему на сумматоре 10 фиксируется число групп, предществующих области расположения считываемой точки А. Возможен случай, когда точка А находится точно над последней щиной 2 группы (в данном случае ЭДС индуцируемая в элементе 6 считывания, равна нулю), На входы блока 8 управления поступают сигналы в такой последовательности: в зоне чувствительности системы «съемник - усилитель сначала появляются сигналы по выходу а (соответствующие возбуждению щин слева от считываемой. точки А). При опросе последней шины данной группы сигнал ,с элемеята 6 считывания не поступает. В следующем такте опрашивается последняя шина первой справа от точки А группы и сигнал появляется на выходе S усилителя 7. Исходя из этого условия управляющий автомат(блок 8 управления) фиксирует на сумматоре 10 точное число групп, соответствующее положению считываемой точки. Необходимость в уточнении координаты X отпадает, код координаты переписывается в регистр 11 блока определения координаты, а блок 8 управления переключает устройство в режим считывания координат. Если же вслед за сигналом от «левого проводника (по выходу а) в следующем также появляется сигнал от «правого проводника (по выходу S усилителя 7), то на сумматоре 10 фиксируется число полных групп, предществующих месту расположения точки А. В этом случае блок 8 устанавливает устройство в цикл поиска щины по соответствующей координате. Коммутатор 4 подключения групп поддерживает в открытом состоянии группу, от которой получен первый «правый импульс. Блоком 8 управления через коммутатор 5 осуществляется последовательный опрос щин 2 данной группы и соответствующий их подсчет на сумматоре 10 блока 9 определения координат. Анализ сигналов, поступающих с элемента 6 считывания через усилитель 7 по выходам а и б, производится аналогично описанному для цикла поиска группы. Если считываемая точка находится непосредственно над возбуждаемой щиной 2, то суммарный код номера группы и номера щины (соответственно их весам) переписывается в регистр 11 координат определяя точное значение кода координаты X считываемой точки А. Блок 8 управления переключает устройство на считывание координаты Y. Если же точка А находится в промежутке между опрашиваемым проводниками, т. е. если за сигналом, индуцированным от опроса левой шины, в следующем же такте опроса появляется сигнал, индуцируемый правой шиной, то блок 8 управления устанавливает устройство в цикл точного отсчета. К этому моменту в блоке 9 формирования коорди зт зафиксирован код, соответствую щий числу групп и числу щин 2 в данной группе, предшествующих положению считываемой точки, т. е. код соответствующий числу целых дискретов, определяемых шагом ° отсчета до данной точки А. Принцип точного отсчета основан на фиксации момента перехода через нуль фазы индуцируемого в элементе 6 считывания сигнала путем подачи на рамку 14 ком енсации эталонных компенсирующих импульсов, вырабатываемых формирователем 13 синхронно с опросом первой от точки считывания правой шины. Непосредственно на катушке индуктивности элемента 6 считывания осуществляется сравнение ЭДС наводимой от импульсов опроса, подаваемых в шину 2 планшета 1, с ЭДС, являющейся результатом возбуждения рамки 14 компенсации, распределенной во времени шкалой эталонных компенсирующих импульсов, поступающих через элемент ИЛИ 15 с формирователя 13 эталонных импульсов. С установкой блоком 8 управления цикла точного отсчета запускается регистр 12 сдвига. В первом такте опроса правой щины он обеспечивает разрешение на работу первого формирователя из блока 13, вырабатывающего эталонный компенсирующий импульс максимальной амплитуды (И 1 на фиг. 2). Во втором такте второй формирователь обеспечивает подачу через элемент ИЛИ 15 на рамку 14 компенсации импульсов И 2 и т. д. Число тактов подсчитывается сумматором 10 вплоть до появления с элемента 6 считывания первого сигнала с полярностью, совпадающей с «правым импульсом. Как видно из фиг. 2 в принципе моделируется ситуация: «опрос левых и правых шин в зоне расположения считываемой точки. Соответственно возможна коррекция формируемого кода координаты в младшем разряде сумматора 10. В случае, когда непосредственно после получения «левого импульса со съемника имеется такт опроса, в котором отсутствует «левый и «правый импульсы, разряд коррекции устанавливается в нулевое состояние. Это соответствует положению точки А над мнимым проводником. Если же после такта «левого импульса следует сразу же такт «правого импульса, младший разряд (разряд коррекции) устанавливается в единичное состояние, что соответствует положению считываемой точки между мнимыми проводниками. Таким образом, суммирование числа целых групп, предшествующих группе, в которой находится считываемая точка, числа проводников в данной группе, находящихся слева от точки; числа тактов опроса в цикле точного отсчета до получения «правого импульса изначения коррекции (с учетом весов полученных чисел) обеспечивает получение уточненного кода координаты в блоке 9, который хранится в регистре 11 координат. По окончании формирования кода одной координаты (X) блока 8 управления переключает устройство на работу по считыванию и формированию координаты Y, которая осуществляется аналогично описанному для координаты X. Заканчивая формирование обеих координат, блок 8 управления возвращается в исходное состояние и готов к считыванию координат следующей точки. Используя семь формирователей эталонных импульсов в блоке 13, с учетом коррекции можно поделить участок между соседними шинами на 16 дискретных участков, что обеспечивает повышение точности определения координат считываемой точки, расположенной в пределах данного участка.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее планшетk с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, разделенных на группы, первый коммутатор, выходы которого подключены через группу элементов ИЛИ к координатным шинам, второй коммутатор, выходь которого соединены с соответствуюш,ими координатными шинам, элемент считывания, выполненный, например, в виде катушки индуктивности, индуктивно связанной с координатными шинами и подключенной через усилитель к входам блока управления, выходы которого соединены соответственно с входами первого и -второго коммутаторов и блока определения координат, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит последовательно соединенные регистр сдвига, формирователь эталонныхимпульсов и элемент ИЛИ, а в элемент считывания введена рамка компенсации, индуктивно связанная с катуш9 кой индуктивности и подключенная к выходу элемента ИЛИ, причем вход регистра сдвига соединен с соответствуюшим выходом блока управления.