Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G06K11/00 

(54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

I

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может бытьиспользовано для создания полуавтоматических устройств ввода в электронные вычислительные машины (ЭВМ) графической информации.

Известны способы считывания графической информации, основанные на дискретизации поля считывания, последовательном возбуждении электромагнитного поля в дискретных участках и определении координаты путем установления соответствия каждой проводящей шине элементарной окрестности, равной шагу квантования в направлении соответствую1цей координатной оси 1

Недостатком такого . способа является сложность его реализации.

Наиболее близким по технической сущности к данному является способ считывания графической информации, основанный на последовательном возбуждении электромагнитного поля в каждом линейном участке поля считывания и в преобразовании электромагнитного поля в импульсные электрические сигналы в концентрических круговых зонах. Этот способ реалиаован в устройстве, содержащем планшет с системами ортогональных координатных шнн, подключенных через соответствующие коммутаторы к блоку анализа и управления, съемник координат, выполненный в виде xofmetrrричности расположенных катушок индуктивности, индуктивно связанных с координатнр ми шинами 2.

Недостаток этого способа и устройства- сложность процедуры получения координат. Эта сложность заключается в большом числе операций аналого-цифрового преобразования, осуществляемого над каждым сигналом в отдельности, а также в не{)бходимости осуществления дополнительных логических операций, связанных с введением кодов поправочных (масгитлбиых) коэффи циентов. Большое число операций является причиной использования для их реализации значительного объема электронного оборудования, в том чнс;и блока определения поправок и блока масштабирования. Целью изобретения является упрощение способа и устройств, д.1Я его осуществления.

Это достигяется тем, что в предлагаемом способе изменяю амплитуды н знаки импульсных сигналов п соответствии с удаленном rpRiMfUM каждой KpyfOBoff зоны от границы позбуждярмого линейного участка поля считыпапня. суммируют полученные сигналы и по суммарному сигналу судят о считываемой координате.

Устройство для осуществления этогоспособа содержит сумматор, ВХОДР которого соединены с кату1пками индуктивности, а выход -- со г5ходом блока анализа и управления.

На фнг. I представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 изображены концентрические круговые зоны взаимодействия .схемника координат с электромагнитным полем возбуждаемой П1ины планшета; на фиг. 3 - функциональные зависимости а.мплитуд сигналов е, ег, ея - электродвижущей силы (ЭДС), наводимых в отдельных катушках схемника и суммарного сигнала Ej.

Устройство содержит координатную матрицу 1 с двумя группами ортогонально ориеггтироваиных координатных шин (Хи Y), связанных через коммутаторы 2 и 3 координатных шин с блоком 4 анализа и управления, съемник 5 координат, содержащий N катушек индуктивности (N 2) различных радиусов, конце1{трически расположенных по отношению друг к другу, сумматор 6, включенный между съемником 5 координат и блоком 4.

Устройство работает в одном из двух режимов:

1,в режиме съемника - приемника;

режиме съемника - приемника. В исходном состоярчи счетчики координат блока 4 установлены в нулевом состоянии, а ключевые схемы коммутаторов 2 и 3 разомкнуты.

Начало работы устройства соответству ет подаче из блока 4 носледовательнооти сигналов, поступаюндих в коммутатор 3. Импульсы упомяиутой последовательности сигналов поочередно коммутируют координатные шины X. Количество сигналов этой последовательности подсчитывается счетчиком координаты X блока 4 и фиксируется в нем в виде кода координаты коммутируемой шины в его старших разрядах. При этом поочередно чррез каждую шину пропускаются импульсы тока, а в окружающем пространстве создается электромагнитное ноле. В момент коммутации шины, находяп|,ейся в установленной зоне считывания, создается электромагнитное; поле достаточной для проведения измерений интенсивности. Под действием этого поля во всех катушках съемника координат одновременно индуцируются электрические сигналы, форма и амплитуда каждого из которых закисит от радиуса соответствующей катушки индуктивности

и числа ее витков. Поскольку рялиусу всех катунгек различны, иняуциров;1ни.я . сигналы оказываются линейно н -нависимыми. В результлте их весового суммирования с помощью сумматора б ня выходе гюследнего вырабать вается совокупный сиг нал, форма и амплитуда которого может быть самой разнообразной и зависящей от параметров весовых эле.ментов сумматора 6. Весогзые элементы сумматора 6 подобраны такими, что амплитуда указанного сигнала на протяжении всей выбранной считывания представляет линейную функршю расстояния от координатной пгины до центра съем1И1ка координат (формирование сигнала с такими свойствами припциниально возможно в силу линейной независимости исходной совпкупности сигналов ЭДС), После H McptjHnH амплитуды суглмйрного сигнала с ггомощью аналого-цифрового преобразоватепя,. содержащегося в блоке 4, кодовый эквивалент этог-о сигнала, пропорциональный расстоянию от коммутируемой шины доцентра съемника координат, поступает в счетчик координаты X (в его младшие разряды). Стар-, шие разряды полученного в резульгаге кода координаты X соответствуют расстоянию от

первой до последньй зако.ммутированной в настоящий момент координатной н.пшы, а младшие разряды - расстоянию от упомянутой шины до центра съемника коордигшт. На этом процесс измерения координаты X заканчивается. Измерение координаты Y про

0 изводится аналогично.

Работа устройства в режиме съемника - излучателя происходит следующим образом. Исходное состояние схемы такое же, как и при работе в перво.м режиме. Начало работы устройства соответствует подаче из блока 4 последовательности импульсов тока через сумматор 6 во все индукционные катушки съемника 5 координат. Синхронно с подачей указанной последовательности импульсов производится с помощью коммутатора

0 3 последовательная коммутация координатных шин X с одновременным подсчетом числа зякоммутироваиных шин, вьпюлняемым старшими разрядами счетчика X блока 4. Протекая по катушкаи индуктивности, импульсы тока создают в окружающей зоне электромагнитные поля, число которых равно числу катуигек индуктивности съемника 5. Сформированные таким образом электромагнитные ноля суммируются, образуя некоторое совокупное электромагнитное поле.

0 При этом путе.м надлежащего выбора весовых элементов сумматора б ток через каждую катушку индуктивности по величине и направлению установлен таким, что это совокупное электромагнитное поле оказывается в пределах зоны считывания линейной функцией расстояния от центра съемника до координатной шины. В момент коммутации координатной шины, находящейся в зоне

считыплемой точки графического изобряжепня, последовательная коммутация коордиF arnhix шин прскрагяаеТгя. этом закоммутируемой оказывается координэтная шина, иаходждзпся в зоне считывания. В результате HFinyKHHOHHoro взаимодействия совокупного магнитного поля с закоммутироваигюй координатноГ шиион, в пск-ледней индуцируется сигнал ЭДС взаимоиндукции, величина которого прямо пропорциональна расстоянию от цритра съемника до оси этой . Поступая чррсз соответствующую клю чевую схему коммутатора в блок 4, сигнал ЭДС взаимоиндукции анализируется по амплитуде аналого-цифровым преобразователем блока 4. Кодовый : квивaлe fт этого сигнала, пропорциональный расстоянию от центра съемника до оси закоммутированкой тины, дополняет содержимое счётчика координаты X.

Измерение координаты У осуществляется в аналогичной последовательности.

Голь весовых элементов сумматора в обоих режимах работы устройства могут выполнять, например, резисторы, либо сами катушки индуктивности, включенные последовательно. Число витков каждой катушки в последнем саучае пропорционально соответствующему весовому коэффициенту, а порЯ: док включения (согласное либо встречное) определяется знаком этого коэффициента. При этом схема сумматора значительно упрощается.

При хчопутимых максимальных радиусах индукционных катушек съемника координат, равных 30 - 40 мм. протяженность линейного участка амплитудной характеристики сум-; марного измерительного сигнала ЭДС составляет величину, равную 80-100 мм. При этом общее число катушек индуктивности, обеспечивающих эту линейную характеристику с допустимой для практических целей точностью, не превышает 10 -15штук. В этом случае, например, для устройства с рабочим полем пля 1шета 1000 X ШОО мм необходимо иметь всего приблизительно 20-.. 28 координатных шин и столько же ключевых схем в коммутаторах координатных шин. Это составляет примерно 10-15% от общего объема электронЕЮго оборудования, входяшего в устройство. Примерно 60-70 /о объе.ма оборудования (аналого-цифровой преобразователь, счетнлки координат и схема

управления) составляет блок угранпсчгия и

анализа. Остг рписся вь п-чдан)1 n;i

блоки определения поправки н масмгг.чГ)ровяния, блок определения попряпки и блок масштабирования исключены из сс ст;зпя устройства. Замена их на сумматор, состоящий из нескольких резисторон, либо просто ыполиенный путем соответствующей коммутации катушек индуктивности съемника координат, практически не вносит сколько-нибудь заметного увеличе1шя объема обору дования.

Таким образом, в предложенном изобретении сокращение объема электронного оборудования составл5Кт примерно 5 30%

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 549819, кл. G 06 К 11/00, 1974 (прототип).