Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления

и;атон;",, .;, . а "рая б;бг ore Д

ОП Ис .И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублии

»ч 7!4435

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.09.77 {21) 2527154/18-24 (5>1) Я1 Кл а с присоединением заявки №вЂ”

Ст 06 К! I/00

Гесударетаекньй афмеат

СССР аа делам кзааретенлй р етлрмтн (23) Приоритет —, Опубликовано 05.02.80. Бюллетень № 5 (>3) УДК 681 327 .12 (088.8) Дата опубликования описания 15.02.80 (72) Автор изобретения

Г. И. Алексеев (VI ) Заявитель

Институт технической кибернетики АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

И УСТРОЛСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИ51

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

Известны способы считывания графической информации, основанные на дискретизации поля считывания, последовательном возбуждении электрамагнитного поля в дискретных участках и определении координаты путем установления соответствия каждой проводягцей шине элементарной окрестности, равной шагу квантования в направ- лении соответствующей координатной оси 11), 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 реаливован в устройстве, содержащем планшет с системами ртогональных координатных шин, подклюенных через соответствующие коммутаторы к блоку анализа и управления, съемник координат, выполненный в виде концентричности расположенных катушек нндуктивности, ицдуктивно связанных с координатными шинами (2).

Недостаток этого способа и устройств»в сложность процедуры получения координат.

Эта сложность заключается в большом числе операций аналого-цифрового преобразования, осугцествляемого пад каждым сигна лом в отдель>гости, а также в необходимости осуществления доцол логи1 ческих операций, связанных с введением KA дов поправочных (масц>т»бных) коэффициентов. Большое число операций является причиной использования для их реализации значительного об.ьема элек> рлнного оборудования, в том числ< блока опрсделе О ния поправок и блока масштабирования.

Целью изобретения является упрощение способа и устройства для его осуществления.

)4 >5

7(3

Эт«) достигается тем, что в предлагаемом способе Hest.IIHK>! амплитуды и знаки импульсных си«палов п соответствии с удалением границы каждой круговой зоны от границы позбу)кляем«>го линейного участка поля считывания, суммируют полученные сигналы и пО суMMapffoMy сиГпялу сулят О считываемой координате.

Устройство для осуществления этого способа содержит сум матор, входы которого соединены с катушками индуктивности, а выход --- со "входом блока анализа и управления.

Иа фпг. (представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 изображены концентрические круговые зоны взаимодействия, схемникя координат с электромагнитным полем возбуждаемой шины планшета; на фиг. 3— функциональные зависимости амплитул сигналов е«, еа, e> — электродвижущей силы (ЭДС), наводимых в отдельных катушках схемникя и суммарного сип!ала Ех.

Устройство содержит координатную матрицу ) с двумя Г1)уп1!а««и Ортогонально ориентирова!«Н«>!х координатных шин (Хи Y), связанных через коммутаторы 2 и 3 координатных шин с блоком 4 анализа и управления, съемник 5 координат, содержащий N кату!Нек индуктивностн (N 3 2) различных радиусов, концентрически расположенных по отношению друг к другу, сумматор 6, вкл«оченный между съемником 5 координат и блоком 4.

Устройство работает в одном из лвух режимов: (, в режиме съемника — приемника;

2. в ре)киме съем ника — излучателя, Рассмотрим работу схемы (фиг. 1) в режиме съемникя — — приемника. В исходном состоян «и 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 последовательности сигналов, поступающих в коммутатор 3. Импульсы у!!ОмянутОЙ последовательности сиГналов поочерелно коммутируют координатные ц)ины Х. Количество сигналов этой последовательffocTH подсчитывается c«eT«IHком коорлинаты Х блока 4 и фиксируется 13 нем в виде кода координаты коммутируемой шины в его старших разрядах. При этом поочередно через каждую шину пропускаются импульсы тока, а в окружающем пространстве создается электромагнитное ноле. В момент коммутации шины, находящейся в установленной зоне считывания, создается электромагнитное поле достаточной для проведения измерений интенсивности. Г)ол действием этого поля во всех кятун«ках съемника координат олновременно индуциру««этся электрические сигналы, форма и амплитуда кажлого из к«>торых зависит от радиуса соответствукнцей катушки инлуктивности

16

t$

23

39

ЗЯ

43

5«)

$$ ф и числа»e в!«тков. Иоскольку рaлиусу всех катушек рязли >иь«, инлуцированные си! Нялы оказь«вяк)тся лин Allo н« зависимыми.

В результате их весового суммирования с помощью сумматора 6 ня выходе пгслсднего вырябятыг>ветел сов«>куп«гый си! Нял, форма H 3MIlJ)HT j„ ta KoTOpÎf 0 Мо>К»Т быть с3мОА разнообразной и зависящей 0Т параметров весовых элементов сумматора 6. Весовые элементы сумматора 6 подобраны такими, что амплитуда указанного сигналя ня проТЯ)КЕНИН ВСЕЙ I3hft>P3HH«)ft ЗОНЬ« СЧИТЫВЯНИЯ представляет лнис йную функцнк> расстоянии

От ко01)ди н Ят ной III II HM до ц»1fò P ë с ье м ника координат (формирование сигналя с такими свойстl)а ми принципиально возмОжно II cu. лу линейной независимости исходной сов .купности сиГнялов Э))С) . 1 !«)сле 1«амер»вил амплитуды сум tapffofo сигналя с помощью

;)нялого-ци««)()«>вого прсобразовяте!«л, солер)ка«ц»ГОсл в блОке 4, к()до!3ь(Й эк13и вял«)нт этого с««гна)«а„пропорционяльнь«й расстояНН10 ОТ КОММУTHP)ЕМОЙ ШИНЫ Jlo ЦЕНТР)3 ГЪЕМника координат, поступает в счетчик координаты Х (в его млялшне разрялы). Стар-, шие разряды полученного в резульгаге кода кООрлиняты Х сООтветству«от расстоянию От первой ло последнс«й закоммутированной в

1«астоя«ций момент координатной шины, а младшие разряды — расстолншо от упомянутой шины до центра съемника координат.

На этом процесс измерения координаты Х заканчивается. Измерение коорди>«аты Y vapo изводится аналогично.

Работа устройства в режиме съемника— излучателя происходит следующим образом.

Исходное состолние схемы такое же, как и при работе в первом режиме. Начало работы устройства соответствуcT подаче из блока 4 последовательности и м пульсов тока через сумматор 6 130 все индукционные катушки съемника 5 координат. Синхрош!о с подачей указанной послеловательности импульсов производится с помощью коммутатора

3 последовательная коммутация коорлинатных шин Х с одновременным подсчетом числа зякоммутированных шин, выполняемым старшими разрядами счетчика Х блока 4.

Г1ротекал по катушка>«3 индуктивности, импульсы тока создают в окружающей зоне электромагнитные полл, число которых равно числу катушек индуктивности съемника 5.

Сформированные таким образом элг ктромагнитные поля суммируются, образуя некоторое совокупно» электромагнитное поле.

При этом путем надлежащего выбора весовых элементов сумматора 6 ток через каждую катушку инлуктивн«>сти 1lo вели !!«Не и направлении) установлен таким, что это совокупное электромагнитное поле окязь«ваегся в пределах зоны считывания линейной функцией расстояния от центра сьемн««ка ло координатной шинь!. В момент коммутации коорлин )тной шины, нахг>ля«1«е««сл ff зоне

71:11 !5 считываемой точки графического изобрзження, последовательная коммутация координа ffhfx шин прекра>наетгя. 11ри этом закоммутируечой оказ>,>вается координатная шиHR, ff3>»oQBffl3BcH f» 3oHo» читывании. В Результате и ндукцион ного вза имодействия совокупного магнитного поля с закоммутированной координатной шиной, в последней пндупируется сигнал ЭЯС взаимоиндукции, величина которого прямо пропорциональна расстоянию от центра съемника до оси этой ц>»п»ь . Поступая 1 рез соответствующую клю- 1 чевую схему коммутатора в блок 4, сигнал

ЭДС взаичоипдукцни анализируется по амплитуде аналого-цифровым преобразователем блока 4. Кодовый эквивалент этого сигнала, пропорциональный расстоянию от цент qg ра съечника до оси закоммутированной шины, дополняет содержимое счетчика координаты X.

Измерение координаты V осуществляется в аналогичной последовательности.

Роль весовых элементов сумматора в обоих режимах работы устройства могут выполнять, например, резисторы, либо сами катушкии инду ктнвности, включенные последовательно. Числ»> витков каждой катушки в последнем случае пропорционально соответ- ру ствук>щему весовочу коэффициенту, а порядок включения !согласное либо встречнде) определяется знаком этого коэффициента.

При этом схема сумматора значительно упрощается.

При допутимых максимальных радиусах Е индукционных катушек съемника координат, равных 30 — 40 мч, протяженность линейного участка амплитудной характеристики сум-, марного измерительного сигнала ЭДС составляет величину, равную 80 — -100 мм. При зх этом общее число катушек индуктивности, обеспечива>ощих эту линейную характеристику с допустимой для практических целей точностью, не превышает 10 — 15штук. В этом случае, например, для устройства с рабочим полем планшета 1000 Х 1000 мм

49 необходимо иметь всего приблизительно 2028 коордииаг»ь>х 111НН и столько же ключевь»х схем в коммутаторах координатных шин.

Это составляет примерно 10 — 15% от осего объема электронного оборудования, входя- >f5 щего в устройство. Примерно 60 — 70»>/»> объема оборудования >аналого-цифровой преобразователь, счетчики координат и схема у>>равления> госта»ля» т блок упрднпения анализа. Остцрн>неся 5 --;30% выпадая>1 »3 блоки определения >юправки н л»3».1>п(>б>> рова»ни, блок определения поправки и блок масштабирования исключе>>1,1 из с» става устройства. Заменя их на сумматор, состоя>пий из нескольких резисторо», либо прост»> I>hf полиенный путем соответствующея кочмутации катушек индуктивности съемника координат, практически не вносит сколько-нибудь заметного увеличения объема об»>ру дования.

Таким образом, в предло>кенноч изобретении сокращение объема электронного оборудования составляет примерно 15 80%

Форм улп изобретения

l. Способ считывания графической информации, основанный на последовательном возбуждении электромагнитного поля в каждом линейном участке поля считывания и прсобразовании электромагнитного поля в импульсные электрическсие сип»алы в концентрических круговь>х зонах, отличаю>ци>1гч тем, что, с целью упрощении способа, изменяют амплитуды и знаки нл»пульснь>х сигналов в соответствии с удале»ием границы возбуждаемого линейного участка ноля считывания, суммируют полученные сип>алы и пв суммарному сигналу судят о считываемой координате.

2. Устройство>для считывания графической информации для осуществления способа по п. 1, содержащее плашпет с системами ортогональнь>х координатных шин, подf»afoveffff»fx через соответстeyfofflff» коммутаторы к блоку анализа и управления, съем»»к координат, вьп>олненнь>й в виде кош(ентрическн расположенных катушек ипдуктивffocT>f, нндуктнвно свлзаl!ffhfx с коордиl>лтными шинами, отличп>ои(ееся тем, что, с цел>>о упрощения устройства, оп»> содержит сумматор, входы которого соеди»еи»1 с катушками индуктпвности, 3 »1>.х»>д -- со входом блока анализа и управл»11»>1.

Источники информац>1», принятые во внимание при экспертизе

I. Авторское свидегельство (,С(.Р № 402033, кл. Ci 06 К 11/00, !97!.

2. Авторское свндетсльст»о (:(:(:;1 № 549819, кл.(» 06 К 11/00, 1974 !прототип).

Уа

Аг.z

МНУ НВ Заказ ФЩВ/4Ф Тярмю 7БГ ПеяФвсяяе

Фялиал ППП айятеятэ, т. Мигерою, уд. Проектная, 4