Способ считывания графическойиНфОРМАции и уСТРОйСТВО для ЕгООСущЕСТВлЕНия Советский патент 1981 года по МПК G06K11/00 

(54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1ДЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для создания полу автоматических устройств ввода графической информации в электронные вычислительные машины. Известны способы считывания графической информации, основанные на формировании электромагнитного поля в зоне считывания координат, преобразовании этого поля в электрические сигналы рассогласования фаз опорного и индуцированного сигналов и измерении полученной разности фаз, пропорциональной измеряемой координате fl Недостатком такого способа является сложность процедуры получения электрических измерительных сигналов с требуемыми для проведения измерительных операций фазовыми соотношениями. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ считывания графической информации, основанный на формировании элек ромагнитного поля в плоскости считывания, преобразовании магнитной составляющей этого поля в первый элект рический измерительный сигнал, срав нении прзультирующего сигнала с опор н.ым c irналом и формировании сигнала рассогласования, по которому судят о координате считываемой точки. Известное устройство для осутдествления этого способа содержит планшет с ортогональными системами токопроВОДЯ1ДИХ координатных шин, подключенных к одним из выходов источника синусоидальных токов, съемник кордпнат, соде.р;ка;дий индуктивный датчик, соединенный с соответствующими полосовыми фильтрагли, и блоки определения координат, одни из входов которых подключены к другим выходам источника синусоидальных токов 21 . Поскольку в формировании сигналов используется только одна из составляющих энергии электромагнитного поля (магнитная), то для осуществления указанного способа необходимо по каждой координате иметь два переменных синусоидальных тока 3 , Dj, сдвинутых по фазе на угол Jr/2, и формировать два электромагнитных поля, пространственно разнесенных на 1/4 периода. Таким образом недостатком из.вестмого способа и устройства является сложность его реализации и необхоцимость формирозанк): двух элект-ромагнитных полей.

При реалу1зации И1 вес1ч-ю:/о сс особа необходимо соблюдать точмч.; маосвы;, соотношения между питаюш.нми точками, а также точные геометрические соотношения мвдсду проводниками сеток планшета,, Любые отклоиенпя от точных фазовых и геометрических соотношений приводят к появлению погрешностей Б измерении координат,-которые становятся тем выше, чем больше величина этих отклонений,,

Поэтому реализация указаккого приципа требуег прздизионного v;ej;:HO.riorHческого оборудовакИуТ ГЁРН изготовлени сеточньц полей; а также высоноста-бильных и точный элev eытos при из:/отовлении формирователйй и усилителей аналоговых сигналов, запитывающих меточное поле планшета.

Целью изобретения является упрощение способа и устройства для его осуществления.

Достигается это тем, что преобразуют электрическую составляющую элекромагнитного поля во второй электрический измерительный сигнал, ннтй-грируют во времени первый электрический измерительный сигнал., суммируют полученный проинтегрироваБинй сигнал с вторым эле1стркческигл изь еркте льпы /; сигналом и формируют ;эезульт; р:/ю:л;;-п: с и г н ал.

Устройство для осуществления способа содержит дополнительные ГУОЛОСОвые фильтры,- усилители, рзитегратори и сумматорыJ выходы которых подклгачены к другим входал. блоков определения координат, а входы - соответст венно к выходам интеграторов и усилителей, входы которых соединены с выходами полосовых фильтров, а съемник координат содержит емкостной датчик, подключенный к входам дополнительных полосовых фильтров

На чертеже представлена блок-схем устройства, осуществляющего предлагаемый способ считывания графической информации.

Устройство содержит планшет 1 с ортогональными системами токопроводшцих координатных шин, источник 2 синусоидальных токов, съемник 3 координат с индуктивным датчиком 4, полосовые фильтры 5, блоки б определения кординат, емкостной датчик 7 (также входящий в съемник 3 координат), дополнительные полосовые фильтры 8, усилители 9, интеграторы 10 и сумматоры 11.

Источник 2 синусоидальных токов содержит генератор 12 импульсов, делитель 13 частоты и Усилители-формирователи 14 и 15 синусоидальных сигналов.

Блоки б определения координат содержат анализаторы 16 фаз и накопительные счетчики 17.

Координатный планшет 1 выполнен с двумя ортогональныгли ориентирован:iLiiv-;;-:i аистемами последовательно сое ::-:-Ki КООрДИНаТНЫХ ШИН; ПОДКЛЮ-icJHiii iX к выходам источника 2 синусоидальных токов о Сьемник 3 координат содеркит индуктивный датчик 4, соедиН нн: й с полосовь гм фильтром 5. Блок определения координат соединен с источником 2 синусоидальных токов. Емкостный датчик 7 съемника, координат 3 подключен через дополнительный по,:тосс1Сй фильтр 8 и усилитель 9 к одi:oi/y входу avbiMaTOpa 11, второй вход :::оторо: О утс ::клшчеи к выходу интегра::ора 10; входом соединенного с полосовьм фильтром 5 . Выход интегратора 1C подсоединен к входу блока б определения координат. Генератор 12 импульсов подключен к входу делителя 13 частоты, выходы которого соединены с усилителями формирователями 1 и 15 синусоидальных сигналов частоты uJ, %и с анализаторами 16 фазы, к которым подключены накопительные счетчики 17.

Считывание координат согласно предложенному способу осуществляется комбинированным индуктивно-емкостным сг-емником 3 с рабочего поля планшета 1, внутри которого уложены две взаимно-ортогональные сетки, образозакные последовательным соединением двух взаимно перпендикулярных систем координатных шин.

Каж,дая- из двух сеток запитывается синусоидальным током 3-3,д s i ncuJt от источника 2., Для того, чтобы в блоке 6 определения координат осуществить разделение измерительных сигналов по к.оординатам,- кажд.ая из сеток запитыведется токами разных частот.

Эти токи вырабатываются делителем 13,. работающш-л от генератора 12. Сигналы с выходов делителя 13 через усилители,формирователи 14, 15 запитывают сеточные поля планшета 1.

При протекании токов D , JQ по координатным шинам в области рабочего поля планшета образуется электромагнитное поле, изменяющееся в направлении считывания и во времени. Электрическая составляющая этого поля наводит в емкостном датчике 7 электрические сигналы

L е,

cosx

wax

&. h.«4 - °5i - sinuJ t где f - электрические составляющие измерительного сигнала, X, у - линейные перемещения

съемника 3 внутри рабочего поля планшета, которые затем разделяются на полосовых фильтрах 8. Эти сигналы, изменяющиеся по синусоидальному закону во времени и по закону косинуса в направлении считы вания, усиливаются усилителями 9 и подаются на входы сумматора 11. Маг нитная составляющая поля наводит в индуктивном датчике сигналы 1 тах- sinK . sinou t sins, - sinuj t где S , В - магнитные составляющие измерительного сигнала; X, у - линейные перемещения съемника 3 внутри рабоч го поля планшета, котор затем разделяются на по лосовых фильтрах 5. Эти сигналы, изменяющиеся по син соидальному закону во времени и в н правлении считывания, интегрируют п времени на интеграторах 10 .и подают на другие входы сумматора 11. Е 5 е 6ltwt 2n ax-SAnX-coscw t -ъ J а at CJr J E с1ш-ь ma(x-Sirnj-cosuj-t 0 Полученные в результате суммирования двух составляющих измерительн го сигнала по каждой из координат с марные электрические измерительные сигналы Jsin X - COSGD -t- COSX (jy t : ..) E, JSin X COS tiUt + COS X. sin ( moxS K - it) поступают в блок б определения коор динат, В анализаторах фазы 16 производи ся сравнение фаз сигналов Е и Еу с опорными, полученными с выходов делителя 13 частоты, а также преобраз вания сигналов рассогласования фаз между опорными и измерительными сиг налами в число импульсов, пропорцио нальное величине этого рассогласова ния. Импульсы с выходов анализаторо фаз 16 поступают на входы накопител ных счетчиков 17 по каждой из координат. Емкостный съемник образует совместно с индуктивным комбинированны индуктивно-емкостной съемник координат, состоящий из концентрически рас положенных кольцевых катушек индуктивности (индуктивный датчик) и коль цевых токопроводящих дисков (емкостной датчик). Основной трудностью при реализации способа прототипа является изготовление двух пар взаимно-ортогональ ных координатных сеток с высокой точ ностью совмещения слоев, обеспечивающей пространственный сдвиг сеток на 1/4 шага. Реализация предложенного способа исключает операции совмещения сеток при изготовлении рабочего поля планшета и позволяет уменьшить число слоев до двух. Даже при учете введения дополнительных операций по интегрированию и суммированию составляющих измерительного сигнала указанный способ по сравнению с прототипом существенно упрощает техническую реализацию фазового принципа считывания координат. Дополнительным положительнЕлм эффектом предложенного способа следует считать увеличение в два разарасстояния между соседними шинами на рабочем поле планшета, что может иметь определенное значение при изготовлении координатных планшетов с прозрачным рабочим полем. Формула изобретения 1. Способ считывания графической информации, основанный на формировании переменного электромагнитного поля в плоскости считывания, преобразовании магнитной составляющей этого поля в первый электрический измерительный сигнал, сравнении результирующего сигнала с опорным сигналом и формировании сигнала рассогласования, по которому судят о координате считываемой точки, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа, преобразуют электрическую составляющую электромагнитного поля во второй электрический измерительный сигнал, интегрируют во времени первый электрический измерительный сигнал, суммируют полученный проинтегрированный сигнал с вторым электрическим измерительным сигналом и формируют результирующий сигнал. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее планшет с ортогональными системами токопроводящих координатных шин, подключенных к одним из выходов источника синусоидальных токов, съемник координат, содержащий индуктивный датчик, соединенный с соответствующими полосовыми фильтрами, и блоки определения координат, одни из входов которых подключены к другим выходам источника синусоидальных токов, отичающееся тем, что, с целью упрощения устройства, оно соержит дополнительные полосовые ильтры, усилители, интеграторы и умматоры, выходы которых подключены к другим входам блоков определеия координат, а входы - соответстенно к выходам интеграторов и усиителей, входы которых соединены с

выходами полосовых фильтров, а съемник координат содержит емкостной датчик, подключенный к входам дополнительных полосовых фильтров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2,Патент США № 3801733.

кл. 178 - 19, опублик. 1974 (прототип).