Устройство для считывания графической информации Советский патент 1980 года по МПК G06K11/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для ввода графической и текстовой информации в вычислительные машины или специализированные устройства для машиннойобработкиинформации. Известно устройство для считывания графической информации, содержашее планшет с системами взаимно перпендикулярных координат, шин, соединенных с коммутаторами, элемент считывания, соединенный через усилитель с блоком обработки информации и другие блоки и узлы 1. Недостатком этого устройства является большой объем оборудования. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для считывания гра(1ической информации, содержащее ферромагнитный планшет и элемент считывания, выполненный, например, в виде перпендикулярных токопроводяших рамок 2. Планшет такого устройства выполнен в виде систем взаимоперпендикулярных координатных шин, подключенных к коммутаторам, а устройство содержит счетные узлы И другие блоки, что усложняет схему устройства. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем. что оно содержит интеграторы, подключенные взаимно перпендикулярным токопроводяшим рамкам, а ферромагнитный планшет выполнен в виде пластинчатого постоянного магнита, в поле которого расположены перпендикулярные токопроводяшие рамки. При этом рабочая поверхность пластинчатого постоянного магнита может быть выполнена в виде криволинейной поверхности. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, обш,ий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - проекция магнитных силовых линий ферромагнитного планшета, выполненного в виде плоского постоянного магнита с параллельными поверхностями, и положение одной из рамок, регистрирующих перемещение по оси X; на (})иг. 4 - эпюра напряжения на выходе интегратора при движении рамки от дентра планшета по полуосям X; на фиг. 5 - графическое изображение прямоугольной решетки и ее отображения устройствами считывания, содержащими постоянный магнит с плоской и криволинейной верхней поверхностью. Предлагаемое устройство содержит планшет 1, состоящий из немагнитного корпуса 2 с размещенными в нем пластинчатым постоянным магнитом 3, элемент 4 считывания с размещенными внутри него токопроводящими рамками 5, расположенными взаимно перпендикулярно и вдоль оси элемента 4 считывания, интеграторы 6, входы которых подключены к токопроводящим рамкам 5. На фиг. 3 изображены две проекции плоского постоянного магнита 3 прямоугольной формы, проекции рамки -5 и условные проекции магнитных силовых линий 7, выходящих из плоского магнита. Устройство работает следующим образом. Плоский постоянный магнит 3 (см. фиг. 3), имеющий полюсами плоские грани, создает вокруг себя постоянное магнитное поле. В силу конечности размеров магнита магнитные силовые линии 7 направлены радиально от центра О и,с различной степенью наклона, увеличивающейся по мере удаления от центра 0. При этом часть магнитных силовых линий 7 пронизывают токопроводящую рамку 5, Если бы сторона cd рамки 5 имела бесконечную длину, то все магнитные силовые линии 7, выходящие из поверхности магнита, ограниченной плоскостью треугольника Ова, пронизывади бы контур рамки. Площадь S треугольника OSa равна произведению половины отрезка а8 (щирины рамки) на длину отрезка ОХ (расстояние рамки от центра магнита 3). Таким образом, перемещая рамку 5, расположенную параллельно самой себе в плоскости пластинчатого постоянного магнита 3 (см. фиг. 3), можно изменять пропорционально расстоянию рамки от центра магнита пронизывающий ее магнитный поток ф При этом, если рамка перемещается параллельно оси Y, то площадь треугольника О8а остается постоянной, и изменения магнитного потока Фне происходит. Согласно закону Фарадея-Максвелла в токопроводящей рамке возникает сигнал индукции, пропорциональный скорости изменения магнитного потока, сцепленного с этой рамкой. Напряжение, возникающее в рамке, подается на интегратор 6, который вычисляет мгновенное значение интеграла от входного напряжения. Таким образом, на выходе интегратора 6 возникает напряжение, пропорциональное расстоянию ОХ рамки 5 от центра магнита 3. При перемещении рамки влево от оси Y меняется направление магнитного потока и сигнал в рамке 5 изменяет свой знак. В соответствии с этим меняет свой знак и направление на выходе интегратора 6. Изменение напряжения U на выходе интегратора 6 при перемещении рамки вдоль оси X плоскоГО магнита 3 иллюстрируется графиком 8, приведенным на фиг. 4. Вторая рамка механически соединена с рассмотренной рамкой и расположена перпендикулярно ей и параллельно оси X. Эта рамка регистрирует изменение магнитного потока при движении системы рамок вдоль оси Y, напряжение с нее подается на вход второго интегратора 6, на выходе которого аналогичным образом возникает напряжение, пропорциональное перемещению системы рамок вдоль оси У. В предлагаемом устройстве длина рамок 5 (cd) ограничена размером элемента 4 считывания, в котором они размещены. При размерах магнитного сердечника 3, определяющих рабочее поле планщета 1, превышающих длину рамок 5 и соответственно длину элемента 4 считывания более чем в 2 раза, напряжение на выходе интегратора 6 начинает нелинейно зависеть от перемещения элемента 4 считывания так, как это показано графиком 9 на фиг. 4.. В случае ввода рукописных символов указанная нелинейность приводит к изменению масщтаба символов в зависимости от их расположения на рабочем поле планщета 1. Если это изменение масщтаба лежит в пределах вариации почерков, то получающуюся нелинейность можно не компенсировать. В тех случаях применения, когда эта нелинейность нежелательна, ее корректировка осуществляется уменьшением размеров магнитного сердечника 3 и соответственно рабочего поля планщета 1 по отношению к длине рамок 5 и элемента 4 считывания, или эта корректировка выполняется вычислительным устройством, в которое вводится графическая информация с помощью перекодировки, выполняющей функцию обратного нелинейного преобразования поступающих на вход данных. Прямоугольная форма магнита 3 позволяет максимально использовать его поверхность в качестве рабочей для ввода текстовой информации. Однако такая форма магнита 3 создает неоднородную плотность магнитных силовых линий 7 в плоскости, параллельной поверхности магнита. Эта неоднородность больше всего проявляется у краев магнита 3. В результате этого изображение проямоугольника решетки, показанной на фиг. 5а, при вычерчивании ее элемента на планшете 1 и последующем отображении ее по напряжениям на входах интегратора 6, дает изображение, показанное на фиг. 56. Как видно из фиг. 56, элементарный прямоугольник решетки, сохранивший свои размеры в центре магнитного сердечника 3, имеет максимальное искажение в углах этого сердечника. При изображении на планщете рукописных символов те из них, которые расположены под углами магнитного сердечника 3,

будут изображены с дополнительным наклоном и искажением своих пропорций. Этих искажений не будет, если магнит 3 выполнен в виде круглого диска. Так как использовать магнит 3 в виде диска технически нерационально, то в предлагаемом устройстве для выражения плоскости магнитного потока по краям использована криволинейная рабочая поверхность магнита 3, образующая пучности магнитного потока в тех местах, где он ослаблен формой границ магнита. Форма поверхности определяется эксперементально или расчетным путем. Одна из используемых в предлагаемом устройстве форм поверхности магнита и отображение прямоугольной решетки с помощью такого сердечника приведена на фиг. 5в. Как видно из фиг. 5в, полученное отображение решетки обладает значительно меньшим искажением.

Для повышения уровня сигнала, снимаемого с рамок 5, последние выполняются многовитковыми.

Использование изобретения в качестве устройств ввода чертежей, рисунков, рукописного текста и другой графической информации в вычислительные и специализированные электронные машины благодаря простоте конструкции, высокой разрешающей способности и малой потребляемой мощности позволит существенно расщирить сфе.1

т

ру применения и экономическую эффективность устройств ввода графической информации.

Формула изобретения

токопроводящих рамок, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит интеграторы, подключенные к взаимно перпендикулярным токопроводящим рамкам, а ферромагнитный планшет выполнен в виде пластинчатого постоянного магнита, в поле которого расположены перпендикулярные токопроводящие рамки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 313211, кл. G 06 К 11/00, 1970 (прототип)

Л

-

У

/ /

f ,/

/У| .

1г

н I ч

/

.fti

.. .-

736135 JT

фиг. 5