Устройство для считывания графическойиНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G06K11/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь эовано при автоматизации процессов ввода информации, представленноП в графической форме, в память цифровых вычислительных машин.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет в виде системы координатных шин и шифраторов на трансформаторах с ферритовыми сердечниками, конструктивно не связанных с планшетом, блок обработки информации и элемент съема информации l.

Недостатком этого устройства является аппаратурная, сложность и нетехнологичность конструкции.

.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы взаимноперпендикулярных координатных шин и емкостных шифраторов, выходные пластины которых соединены с координатными шинами, а входные - с блоко обработки информации, подк.гарченным к элементу съема информации 2.

Однако это устройство имеет существенные недостатки: сложную технологию изготовления планшета, малое отношение сигнал-шум при считывании информации, высокую стоимость.

Цель изобретения - упрощение устройства .

Поставленная цель достигается тем, что координатные шины планшета разделены по каждой координате на зоны, в каждой из которых входные пластины емкостного шифратора соединены попарно и перекрывают удвоенное количество выходных пластин, причем выходные пластины, соответствующие одноименным координатным шинам каждой зоны, объединены между собой и подключены к дополнительным выходам блока обработки информации

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - конструкция планшета , на фиг. 3 - временная диаграмма основных сигналов устройства считывания графической информации.

По каждой координате планшет имеет шестнадцать координатных шин, которые по координате X имеют сквозную нумерацию от Х до Х, а по координате У - от У до 5. Все сигна.лы на .временной диаграг-я-ле соответствуют установке элемента съема инфор0 мадии в точке, которая расположена

на планшете по координате Х посреди не между координатными шинами Х и (в равносигнальной зоне), а по координате У непосредственно возле координатной шины .

В состав устройства входит планшет 1, элемент 2 съема информации, 6лок 3 обработки информации. Планшет 1 за счет емкостной связи связан со входом элемента 2 съема информации, выходом подключенного к блоку 3 обработки информации, второй вход которого соединен с клеммой 4 Запуск, а импульсные позиционные выходы подключены: основные - ко входам 5 и 6 емкостных шифраторов пла.ншета 1, дополнительные - к координатным входам 7 и 8 планшета 1.

Блок 3 обработки информации включает в себя генератор 9 импульсов, выходом подключенный к вентилям 1-го и 2-го полуциклов 10 и 11, управляющие входы которых соединены с выходами счетчика 12 полуциклов, а выходы подключены соответственно к тактовым входам распределителей 13 и 14 импульсов опроса шин X и У и через элемент ИЛИ 15 связаны с тактовым входом распределителя 16 импульсов опроса емкостных шифраторов X и У. Схема 17 получения импульсов отсчета кодов двумя входами связана с усилителем 18, двумя другими входами подключена к выходам счетчика 12, полуциклов и ко входам распределителя 16 импульсов, цифровые выходы которого соединены с разрешающими входами групп вентилей 19 и 20, управляющие входы которых соединены с 1 и 2 , входом схемы 21 сброса и подключены соответственно к первому и второму выходам схемы 17, подключенной- третьим и четвертым выходом соответственно но входам младших.разрядов регистров 22 н 23 координат, входами (П-1) старших разрядов соответственно подключенных.к выходам вентилей 19 и 20, а выходами связанных с цифровыми выходами блока 3 обработки инфс-рмации. Клемма 4 Запуск соединена с пятым входом схемы 17, со входами установки в нуль регистров 22 и 23 координат с третьим входом схемы 21 сброса, первый выход которой соединен со счетным входом счетчика 12 полуциклов, а второй, третий и четвертый выходы подключены соответственно ко входам установки в нуль распределителя. 13.импульсов, счетчика 12 полуциклов, распределителя 14 импульсов ,и распределителя 16 импульсов, причем позиционные выходы распределителя 16 импульсов подключены к импульсным позиционным выходам блока 3 обработки информации, дополнительные импульсные.выходы которого подключены к позиционным выходам распределителей 13 и 14 импульсов. 24-36 - выходи блоков (фигЛ).

Планшот 1 содержит на диэлектрической подло кке 37 систему н.заимноперпендикулярных косрдинатных шин

38и емкостных шифраторов, состоящих из входных 39 и выходных 40 пластин, расположенных по разные стороны концов координатных шин 3/3., Выходные пластины 40 по каждой координате соединены на одной стороне с четными, а на другой стороне с нечетными координатными шинами 38, которые позиционно разделены на V лои 41 по

VT + координатных шин в каждой зоне при четном п и на зон по

5 + 1 координатных шин в каждой зоне при нечетном п, где п - разрядность устройства и расположены с интервалом 42 следования, равным удвоенной величине разрешающей способности планшета 1, причем выходные пластины 40, соответствующие одноимен- ным координатным шинам каждой зоны 41, объединены между собой и подключены к группам координатных входов 7 и 8 планшета 1, а входные пластины

39в каждой зоне 41 попарно объединены, перекрывают удвоенное количество выходных пластин и подключены к группам входом 5 и 6 емкостных шифраторов планшета 1, при этом длина

43 входной пластины равна длине выходной пластины 40. 44-61 - входы планшета (фиг.2).

Устройство работает следующим образом..

При формировании кодов координат используется принцип развертывающего преобразования, при котором осуществляется подсчет.числа координатных шин от начала отсчета до положения элемента съема информации над выбранной точкой планшета.1.

Конструкция планшета 1.позволяет производить подсчет не всех шин планшета, а только тех, которые находятся внутри зоны 41. При этом импульсы поступающие с выходов блока 3 обработку информации на входы емкостных шифраторов.планшета 1, производят сканирование.зон 41 планшета, т.е. происходит подсчет зон. Информация о номере зоны 41 передается на координатные шины через емкостные шифраторы. Таким образом, каждая координатная шина 38 закодирована двумя импульсами разной полярности, один из которых несет информацию о номере зоны 41, а другой - о номере координатной шины 38 внутри зоны. Местоположение названных импульсов относительно начала отсчета зависит от выбранной зоны 41 и координатной .шины 38 элементом 2 съема информации, но всегда информация о номере зоны 41 поступает раньше, чем информация о номере коорлинлтной шины 38, 5 расположенной в данной зоне. Это

дает возможность использовать информацию о номере зоны 41 для исключения многозначности о номере координатной (иины 38. В исходном состоянии в регистрах 22 и 23 координат хранится предьщущий код координат X и У, а счетчик 12 полуциклов и распределители импульсов 13, 14 и 16 находятсУ в сброшенном состоянии. Генератор 9 импульсов генерирует непрерывную последовательность импульVcoB частотой порядка.1 мгГц, которые поступают на входы вентилей 10 и 11 полуциклов. На выходе названных вентилей импульсов тактовой частоты нет, так как вентили 10 и 11 закрыты нулевыми уровнями, поступагацими.с выходов 26 и 27 счетчика 12 полуциклов.. В момент прихода на клемму 4 импульса запуска начинается 1-й полу- цикл работы устройства и схема 21 вырабатывает на выходе 32 импульс, который, поступая на счетный вход счетчика 12 полуциклов формирует на его выходе 26 высокий потенциал, разрешающий прохождение импульсов тактовой частоты на тактовый вход распределителя 13 импульсов, а через элемент ИЛИ 15 - на тактовый-вход распределителя 16 импульсов. Импульс запуска, кроме того, устанавливает в нулевое состояние регистры 22 и 23 координат и все узлы схемы 17. В первом полуцикле в каждом такте меняется состояние распределителя 13 импульсов, а на его позиционных выходах формируются распределенные во времени импульсы, которые поступают на координатные входы 8 планшета 1 и возбуждают координатные шины 38 планшета 1 по оси X. Параллельно с распределителем 13 работает распределитель 16 импульсов, который в первом полуцикле опрашивает входы б емкостных шифраторов планшета 1 по оси X. Распределитель 16 импульсов также в каждом такте меняет свое состояние ко с позиционных выходов на планшет 1 поступают распределенные во времен импульсы, период следования которых на один период тактовой частоты меньше или больше цикла работы распределителя 13 импульсов. Период следования импульсов с распределителя 16 импульсов выбран не кратным циклу работы распределителя 13 импульсов для исключения многозначности, отсчета кодов координат, если элемент 2 съема информации установлен на границе двух зон 41 координатных шин 38.

В первом полуцикле считываемый разнополярный сигнал о координате X усиливается в усилителе 18 и по грубому и точному каналу поступает на два входа схег«л 17. Для селекции координаты X на вход схекы 17 подается высокий потенциал с выхода 26 счетчика 12 полуциклов, с выхода которого высокий поте-нциал поступает,

кроме того, на вход распределителя 16 импульсов, направляя.распределенные во времени импульсы на входы 6 планшета 1. Схема 17 содержит триггер, кипп-реле, вентили. Обрабатывая поступившую информацию, схема 17 решает логическую Эс1дачу выделения импульса отсчета кода X с помощью импульса, поступающего с выхода 24 грубого канала усилителя 18., а также с

помощью высокого потенциала, поступающего с ныхода 26 счетчика 12 полуциклов. При этом возможны два случая: если элемент 2 съема информации расположен точно над координатной шиной, то на выходе 28 схемы 17 формируется

5 импульс отсчета кода X, который поступает на управляющий вход вентилей, если элемент 2 съема информации установлен посередине между -координатными шинами (в равносигнальной зоне), то

Q кроме импульса отсчета кода X, схема 17 формирует на выходе 30 импульс уточнения кода X, который устанавливает в 1 младший разряд регистра координат 22. В первом полуцикле цифровые выходы распределителя 16 импульсов все время готовят группу вентилей 19 и 20 по разрешающим входам. С приходом на управляющий вход вентилей 19 импульса отсчета кода X, одно из состояний распределителя 16 импульсов, которое он приобрел при подсчете импульсов тактовой частоты к мр-, менту появления импульса отсчета кода X, переписывается в регистре 22 координат в (П-1 старших разрядов.

Если есть импульс уточнения кода X, то через период тактовой частоты в младший разряд регистра координат запишется единица. Импульс отсчета кода, кроме того, поступает на вход

0 схемы 21, которая через время, несколько большее, чем период тактовой частоты,формирует на выходах 32, 33 и 35 импульс (см.фиг.3). Данный импульс устанавливает в нуль распреде-

лители импульсов 13 м 16 и переводит в новое состояние счетчик 12 полуциклов. При этом на выходе 26 счетчика 12 полуциклов устанавливается нулевой потенциал, а на выходе 27 g единичный. Начинается второй полуцикл. Во втором полуцикле работа1эт распределители 14 и 16 импульсов, которые посылгиот распределенные во времени импульсы соответственно на

f входы 7 и 5 планшета 1 для возбуждения координатных шин 38 по оси У. Формирование кода координаты У происходит аналогично координате X. Импульс отсчета кода У и импульс уточнения кода У формируется соответственно на выходах 29 и 31 схеми 2 При записи кодов разряды 2, 2, 2 , 2 цифровых выходов распределителя 16 импульсов переписываются в разряды 2, 2 f 2 2 регистров координат

5 22 и 23. В соответствии с диаграммой на фиг.З в резгистр координаты X будет записан код 11000, что соответствует десятичному числу 24. Через период тактовой частоты по координате X произойдет уточнение кода и в регистре 22 будет храниться десятичное число 25. При этом на планшета 1 шина Х закодирована нулем, шина Хд - двойкой, шин.а Xj четверкой и т.д. Нечетными эначениями, т.е. единицей, тройкой, пятер,кой и т.д. на планшете 1 закодированы равносигнальные зоны,т.е. саредины интервалов следования координат шх шин, Аналогично по координате У и регистре 23 будет зафиксировано десятичное число 4. После формирования координаты У схема 21 вырабатывает на выходах 34 и 35 импульс, который уетанавливаат в нулевое ооетояниш распределители импульсов 14 и 16 и счетчик 12 полуциклоя. П© этому импульсу заканчиваштея второй полуцикл и устройство готово к 0opN& poванию новой координаты X и У. С приходом на клемму 4 импульса запуска, устройство работает аналогично.

При одинак©вой«разрядности и разрешающей способноети известного и предлагаемого устройства планшет последнего имеет следующие положитель ные качества, упрощающие технологию его изготовления

Имеет в два раза меньше координатных шин. При этом в два раза возрастает интервал следования координатных шин и ширина выходных пластин емкостного шифратора.

2.При одинаковой длин© выходных пластин емкостного шифратора известного и предлагаемого устройства, в предлагаемом устройстае выходная пластина всей длиной взаимодействует с одним разрядом (в известном - с 10), что эквивалентно выигрыи4у по длине

в 10 раз.

3.С учетом увйличения в два раза ширины выходной пластины площадь взаимодействия выходных и входных

пластин емкостного шифратора увеличивается в 20 раз. Это дает нозможность снизить на порядок требования к минимальной толщино диэлектрика планшета.

Таким образом, планшет предлагаемого устройстна может быть изготовлен на предприятии со средним уровнем развития техноло1ии производства Массовое производство планшетов .может быть наложено из фол зГ1фованных планок, предназначенных для многослойного печатного монтажа.

Формула изойрсйтения

Устройство для считывания графической информации, содефжащае планшет, выполненный в виде cHCTeNM взаимно перпендикулярных координатных шин и емкоетиых шифраторов, выходные пластины которых соединены а координатны)и шинами, а входные - с. блоком обработки информации, подключенным к элементу сг)вма информации, отлича-ющееся тем, что, с целььэ упрощения устроййтяа, в нем координатные шины ра1д@лоны по каждой .координата на зоны, в каждой из которых входные пластины соединены попарно и перекрывают удвоенное количество выходных плаатим, причем выходные пластины, соответствующие одноименным координатным шинам каждой зоны, объединены между собой и подключены к дополнительным выходам блока обработки информации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Бурмистров А.И., Подымов В.Я. Устройство для ввода графиче.ской информации. Труды 1-й ВССС0133НОЙ конференции по вычислительным системам 1968, Вычислительные системы. Вып. б, с. 19-21.

2.Патент США № 35737Ьй,

кл. 340-173, 1971 (прототип).

I I I I I I I I I