Устройство для считывания графической информации

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации преобразования графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в ЭВМ. Цель изобретения - повышение точности считывания графической информации. Цель достигается путем формирования значений точного отсчета координаты как результата подсчета и суммирования числа индуцированных сигналов и числа импульсов компенсации до получения сигнала управления. Устройство содержит планшет с системами взаимно перпендикулярных координатных шин, объединенных в группы посредством элементов ИЛИ, блок коммутации, блок управления, блок компенсации, блок определения координат, элемент считывания, усилитель, элемент И, счетчик индуцированных сигналов и мультиплексор, соединенный с входом устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET

l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4242479/24-24 (22) )1 .05.87 (46) 15.03.90. Бюл. 11 10 (72) В.Г. Зусь и Л.С. Иорщенок (53) 681.327.12(088.8) (56) Патент США II 4255617, кл. G 06 К 11/06, 1 981.

Авторское свидетельство СССР

У 1399782, кл. G 06 К 11/06, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1166154, кл. С 06 К 11/06, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬ1ВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации преобразования графической информации в цифровой код с целью поИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для считывания графической информации, и может . быть использовано для преобразования графической информации в цифровой код с целью последующего ввода в электронные вычислительные машины.

Цель изобретения — повышение точности считывания за счет подсчета и суммирования числа индуцированных .сигналов и числа импульсов компенсации.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — функциональная схема блока управления, на фиг. 3 — график, поясняющий принцип определения координат точки считываемой информации.

„.SU„,, 1550550 А 1

Р1)5 G 06 K 11/06

2 следующего ввода в ЭВИ. Цель изобретения — повышение точности считыва-. ния графической информации. Цель достигается путем формирования значений точного отсчета координаты как результата подсчета и суммирования числа индуцированных сигналов и числа импульсов компенсации до получения сигнала управления. Устройство содержит планшет с системами взаимно перпедикулярных координатных шин, объединенных в группы посредством элементов ИЛИ, блок коммутации, блок управления, блок компенсации, блок определения координат, элемент считывания, усилитель, элемент И, счетчик индуцированных сигналов и мультиплексор, соединенный с входом устройства. ! з..п.ф-лы, 3 ил.

С:

ФниФ

Устройство (фиг. l ) содержит план:шет 1 с взаимно ортогональными коор- р динатньми шинами, разделенными на вил группы, токопроводящие координатные шины 2, и первых элементов ИЛИ 3, где и - число групп координатных шин,блок

4 коммутации, блок 5 управления, блок.. © 6 компенсации, блок 7 определения координат, элемент 6 считывания, усилитель 9, первый элемент И 10, счетчик

I1 индуцированных сигналов, мультиплексор 12 и вход 13 устройства.

Блок управления (фиг.2) содержит счетчик 14, генератор 15, триггер

16, первый элемент 17 задержки, первый элемент ИЛИ 18, второй элемент.

19 задержки, шестой элемент И 20, двенадцатый .;емент И 21, второй эле1550550

Мент И 22, третий элемент И 23, четВертъпЪ элемент И 24, пятый элемент И

25, седьмой элемент И 26, восьмой элемент И 27, девятый элемент И 28, десятый элемент И 29, первый элемент

И 30, одиннадцатый элемент И 31, второй элемент ИЛИ 32„ первый выход

33 блока, второй выход 34 блока, третий выход 35 блока, четвертый выход 36 блока, пятый выход 37 блока и вход 38 блока.

На графике„ поясняющем принцип определения координат (фиг.3), обозt начены: д — расстояние, между соседни- 15

Ми шиками; Š— ЭДС индукции; Е О„ — ли нейный участок характеристики считывания; III — координатные шины; А точка считываемой информации;Е,< ,ЭДС индукции компенсации, d зона нечувствительности; m,,m — числа

:тактов компенсации, б — временная ,,диаграмма на втором выходе усилителя, . а — временная диаграмма на первом выходе усилителя. 2 м"

Устройство работает следующим образом, При совмещении элемента 8 считывания со считываемой точкой A замыкается ключ, вмонтированный в элемент 8, и по входам сброса (ключ и, входы сброса не показаны) устанав,ливаются в исходное состояние все элементы памяти устройства, запуска, ется генератор 15 блока 5 управления.

35 ,Нулевые состояния первого и второго выходов счетчика 14 определяют цикл опроса группы, нулевое состояние третьего выхода — режим считывания координаты Х. С поступлением после40 довательностей импульсов Т1, Т2 с генератора 15 блока 5 управления на блок 4 коммутации осуществляется поочередный опрос последних шин 2 групп по координате X. Одновременно импульсы Т2, проходя через элемент

И 31 и элемент ИЛИ 32, поступают на управляющий вход сложения сумматора блока 7 определения координат, осуществляя после каждого такта опроса

5G добавление в сумматор значения К й,, соответствующего ширине опрашиваемой группы и поступающего на информационный (второй) вход блока 7 определения координат через третий вход

55 мультиплексора 1 2 с входа констант устройства (на управляющий первый вход мультиплексора 1 2 поступает из блока управления код 000 — первый и второй выходы счетчика 14 и второй выход триггера 16) . Последовательный опрос группы Х шин 2 планшета 1 и подсчет их значений в блоке 7 определения координат продолжается до появления сигнала на входе блока управления, проходящего с элемента

8 считывания через первый выход (выход а) усилителя 9. Этот сигнал индуцируется в катушке индуктивности элемента 8 считывания в результате опроса группы, в зоне которой находится считываемая точка А (последняя опрашиваемая шина группы находится после точки А относительно начала отсчета). В сумматоре блока

7 определения координат зафиксировано число, соответствующее целому числу групп шин 2, предшествующих точке А. Управлявший сигнал с входа блока 5 управления проходит последовательно через элемент 17 задержки, элемент MJIH 28, элемент 19 задержки и поступает на счетный вход счетчика 14, переводя его в очередное состояние (001), которое определяет цикл последовательного опроса шин 2 группы по координате Х, содержащей считываемук1 точку А. Опрос шин 2 происходит аналогично описанному для групп, начиная с первой шины 2 данной группы. Только в этом цикле с каждым тактом Т2 через четвертый вход мультиплексора 12 в блок 7 определения координат проходит значение, определяемое константой 4

1 значение ширины зоны между соседними шинами 2 планшета 1 (на управляющем входе мультиплексора установлен код 001 с пятого выхода блока 5 управления). Прекращается последовательный опрос шин 2 с появлением индуктированного сигнала на выходе элемента 8 считывания, проходящего на вход блока 5 с первого выхода усилителя 9 (результат опроса шины 2, находящейся после считываемой точки А). Проходя через элемент 17 задержки, элемент ИЛИ 18 и элемент задержки 19, сигнал поступaåò на счетный вход счетчика и устанавливает цикл точного отсчета (состояния выходов счетчика 010). В блоке

7 определения координат оказывается зафиксированным число, соответствующее целому числу участков и предI шествующих точке А от начала отсчета, увеличенному на 2 d, 5 15

В цикле точного отсчета разреша-ется (с выхода элемента И 24) работа блока 6 компенсации. Одновременно с периодическим опросом зафиксированной шины 2 осуществляется формирова-j ние последовательности убывающих по амплитуде импульсов компенсации в, блоке 6. Через рамку компенсации эти импульсы воздействуют в противофазе с импульсами опроса шины 2 на катушку индуктивности элементов 8 считывания. Так как ЭДС, индуцируемая в катушке индуктивности в результате возбуждения рамки компенсации, имеет полярность, противоположную ЭДС, индуцируемой в результате опроса шины, то и результирующая ЭДС вначале оказывается противоположной полярности, что приводит к появлению последовательности сигналов на втором выходе (выходе б) усилителя 9. Эта последовательность, стробируемая по второму входу на элементе И )О, поступает на счетный вход счетчика 11 индуцированных сигналов.

После каждого такта опроса в цикле точного отсчета через пятый вход мультиплексора 1 2 пропускается на второй вход блока 7 определения .координат значение константы дjn (на управляющем входе мультиплексора блоком

5 управления установлен код 01), со-ответствующее ширине зоны, меньшей в и раз расстояния между соседними шинами 2 (n — число уровней компенсации м„на участке 2 4 )

В процессе изменения амплитуд импульсов компенсации от максимальной до минимальной сначала формируется по следовательность сигналов на втором выходе (выходе б) усилителя 9, которая подсчитывается в счетчике 11 индуцированных сигналов, потом на определенном временном отрезке отсутствуют сигналы и на первом, и втором выходах усилителя 9 (длина отрезка определяется шириной зоны У„ ч) и наконец появляется сигнал на первом выходе (выходе а) усилителя 9. Поступая на вход блока 5 управления, сигнал, благодаря разрешению с выхода элемента И 24, проходит через элемент И 20 на второй вход триггера 16 и устанавливает его в единичное состояние. На пятом выходе блока 5 управления устанавливается код 110, который коммутирует мультиплексор 1 2 на передачу в блок 7 определения ко50550 6 ординат кода счетчика 11 индуцированных сигналов. Этот код записывается в сумматор блока 7 задержанным на

5 элементе 17 задержки сигналом с входа блока 5 управления, проходящим через элемент И 21 и элемент ИЛИ 32 на третий выход блока 5. В результате за цикл точного отсчета в сумматор блока 7 определения координат добавится число ш„° Л /и + mz ° 4/и = (m + и ) ° д/n, rpe m1 — общее число тактов компенсации до получения сигнала с выхода а усилителя 9;

mz — число сигналов, поступившее в счетчик 11 с выхода усилителя 9.

В таком случае (фиг.2) при n 20, m„= 13, mz= 8 m„+ m> 21, следовательно, д 21 (m + m ) — = — - il= 4 + - и 2О 20

По условиям работы сумма m + m

1 не превьппает максимального значения

2п. д0 Итак, общее число, полученное за три цикла на сумматоре блока 7 определения координат:

I и

М д + 24+ д + — = Мд+ Зд +д/20

35 I де — чи ло ц у ас ов д предшествующих точке считывания А от начала отсчета.

Входной сигнал, проходя через элемент ИЛИ 18 и элемент 19 задержки, поступает на счетный вход счетчика

14 и устанавливает на его выходе код

011 . На первом входе мультиплексора

12 соответственно с пятого выхода бло-, ка 5 управления устанавливается код

45 111 . Очер дной импульс Т2 с второго выхода генератора.15, пройдя через элемент И 31 и элемент ИЛИ 32, вычитает из содержимого сумматора блока

7 определения координат входную кон- станту, равную по абсолютной величине 3. Следующий за Т2 через полпериода импульс Tl, благодаря разреше-. нию с выхода элемента И 25 проходит с первого выхода генератора 15 через

55 элемент И 26, сбрасывает триггер 16 в исходное состояние, а благодаря нулевому состоянию третьего выхода счетчика 14, пропускается через элемент И 28 на третий выход блока 5

1550550 управления и осуществляет запись окончательного результата сумматора (M а + д/20 в регистр координаты Х блока 7 определения координат.

На этом формирование кода координаты Х заканчивается. Следующий импульс Т2 с второго выхода генератора 15; проходя через элемент. И 30 (н втором входе элемента 30 разрешение с выхода элемента И 27) на

10 четвертый выход блока 5 управления, сбрасывает в исходное состояние счетчи 11 индуцированных сигналов, проходя на первый, второй и третий выхоДы блока 5 устанавливает в исходное состояние элементы памяти блока 4 ком-" мутации, блок 6 компенсации и накопительный сумматор в блоке 7 определения координат и, проходя через элемент ИЛИ 18 и элемент l 9 задержки переводит счетчик 14 в состоя" ниф 100, что соответствует установке цикла опроса .групп координаты Y. Havakae csr процесс формирования кода 25 координаты Y считываемой точки А.

Опрос групп, шин планшета, работа блока 6 компенсации в цикле точного . от чета, а также накопление соответствующих значений координаты Y в бло- 30 ке 7 определения координат происходят. аналогично описанному для координаты

Х. После окончательного формирования кода координаты Y в накопительном сумма1 оре блока 7 запись этого кода в ре35 гигтр координаты Y блока 7 осуществл 1ется сигналом с выхода элемента

И 9, поступающим через третий выход бл ка 5 управления на первый вход блока 7 определения координат, Этим сиг- 40 надом является импульс Tl с первого вы ода генератора, проходящий через элЕмент И 26, благодаря разрешению с элемента И 29, на втором входе которого в режиме формирования кода 45 координаты Y установлен разрешающий урОвень с третьего выхода счетчика

14„ Следующий за этим сигналом импульc Т2 с второго выхода генератора проходит, как и в режиме формирования координаты Х, через соответствующие элементы блока 5 управления и ус !анавливает в исходное состояние узлы и блоки устройства, подготавливая устройство к считыванию коорди55 нат очередной точки графического изображения, В предлагаемом устройстве по сравнеиию с известным погрешность считыв ания уменьшается с + О, 25 до

+ 0,05 мм при одних и тех же параметрах катушки индуктивности элемента считывания и усилителя и числе уровня компенсации, равном 20. При этом нет необходимости в достижении максимальной чувствительности канала восприятия (элемент считывания — усилитель), для дальнейшего повьппения точности важно сохранять симметричность усилителя и увеличивать число уровней в последовательности компенсирующих импульсов, формируемой блоком компенсации.

Ф о р м ул а и s о б р е т е н и я

1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с взаимно ортогональными координатньии шинами, разделенными на группы, блок коммутации, первый выход которого соединен с соответствующими координатными шинами, второй и третий выходы подключены соответственно к группам шин через элементы ИЛИ, блок управления, первый выход которого соединен с управляющим входом блока коммутации, второй и третий выходы блока управления подключены соответственно к информационным входам блока компенсации магнитного поля .и блока определения координат, элемент считывания, индуктивно связанный с координатными шинами планшета, вход элемента считывания соединен с выходом блока компенсации. магнитного поля, а выход подключен к входу усилителя, первый выход которого соединен с входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности, в него введены счетчик, элемент И и мультиплексор, причем установочный вход счетчика подключен к четвертому выходу блока управления, а счетный вход — к выходу элемента И, первый вход которого соединен с вторым выходом усилителя, а второй — с выходом блока компенсации магнитного поля, выход счетчика подключен к информационному входу мультиплексора, первый управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, второй управляющий вход мультиплексора является управляющим входом устройства, выход мультиплексора подключен к второму информаци1550550

10 онному входу блока определения координат.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, счетчик, триггер, два элемента ИЛИ, двенадцать элементов И н два элемента задержки, выход первого элемента задержки соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходом соединенного с вторым элементом задержки, выход которого подключен к счетному входу счетчика, вход первого элемента зедержки является входом .блока, второй вход первого элемента

ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, первые и вторые входы с перного по пятый элементы И подключены соответственно к первому и второму выходам счетчика, выходы второго и третьего элементов И, третий выхсд счетчика и выходы генератора импульсов являются первым выходом блока, первый вход шестого элемента И сое- 25 динен с выходом четвертого элемента

И, второй вход — с входом первого элемента задержки, выход шестого элемента И соединен с S-входом триггера, R-вход которого соединен с выхо- у) ,дом седьмого элемента И,прямой выход триггера совместно с первым и втсрым выходами счетчика являются пятым выходом блока, инверсный выход триггера подключен к второму входу восьмого элемента И, первый вход которого объединен с первым входом седьмого элемента И и подключен к выходу пятого элемента И, второй вход седьмо-, t го элемента И соединен с первым вы-: ходом генератора, первые и вторые входы девятого и десятого элементов И, объединены и подключены соответственно к выходу седьмого элемента И н третьему выходу счетчика, первые и вторые входы первого и одиннадцатого элементов И объединены и подключены соответственно к выходу восьмого элемента И н второму выходу генератора, выходы девятого, десятого и первого элементсв И являются третьим выходом блока, выход одиннадцатого элемента

И подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, а выход является третьим выходом блока, выход первого элемента И является четвертым выходом бгока, а выход генератора импульсов является вторым выходом блока.!

550550

ЩИГ3

Составитель И.Голенищев

Техред А.Кравчук Корректор Н.Ревская

Редактор А. Лев нина

Заказ 275 Тирая 555 Подписное

ВНЯИПИ Государственного комитета цо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101