CH626463A5 - - Google Patents

Description

La présente invention concerne une tablette graphique utilisable notamment dans un système de télé-écriture.

Les dispositifs de télé-écriture voient leur importance et leur intérêt grandir de jour en jour. On rappelle qu'un dispositif de téléécriture comprend, à l'extrémité d'une ligne ou d'un canal de transmission, des moyens d'acquisition de graphismes, lesquels peuvent avoir la forme de tablettes graphiques, de photostyles, de boules roulantes, etc., dont les coordonnées sont périodiquement relevées, puis codées et enfin transmises sur la ligne ou le canal de transmission, et, à l'extrémité réceptrice, des moyens de visualisation des signaux reçus décodés, tels que des tubes à rayons cathodiques, des panneaux à plasma, des tables traçantes, des machines imprimantes spéciales, etc., où les signaux de coordonnées reçus sont utilisés pour afficher des schémas ou des informations manuscrites.

On connaît une tablette graphique comprenant une plaque non conductrice comportant une nappe de fils horizontaux et une nappe de fils verticaux, tous isolés les uns des autres, les fils d'une nappe étant séquentiellement un à un parcourus par un courant électrique, puis les fils de l'autre nappe étant également séquentiellement un à un parcourus par un courant électrique, et ainsi de suite, et une sorte de crayon à bille permettant d'écrire ou de dessiner sur une feuille de papier recouvrant la plaque non conductrice, ledit crayon à bille comportant des moyens sensibles au champ électrique créé par les courants passant dans lesdits fils, qui délivrent un signal de sortie permettant de déduire les coordonnées de l'extrémité dudit crayon à bille.

Une telle tablette graphique a été décrite dans un article technique intitulé «A writing tablet for Converting current hand-writing into electrical signais» par L.R. Nieuwkerk, dans la revue hollandaise «Tijschrift van het Nederlands Elektronica- en Radioge-nootschap» 38, No 6,1973, pp. 139 à 143. Dans cette tablette, le courant électrique qui parcourt successivement les fils des nappes horizontale et verticale est un courant continu, ce qui limite l'amplitude du signal détecté par le crayon à bille à travers la feuille de papier. Par ailleurs, pour diverses raisons, la fréquence d'exploration des fils doit être choisie entre 100 et 200 kHz et il en résulte un niveau de bruit important perturbant le signal détecté par le crayon. La précision dans la mesure des coordonnées est donc limitée par le faible rapport signal à bruit du dispositif.

Un but de la présente invention consiste à prévoir une tablette graphique de ce type, mais débarrassée de l'inconvénient mentionné ci-dessus en permettant d'améliorer l'amplitude du signal reçu dans le crayon et surtout le rapport signal à bruit.

Dans la présente invention, il est prévu une tablette graphique comprenant une plaque non conductrice portant deux nappes de fils croisés et un crayon capable d'écrire sur une feuille de papier posée sur la plaque non conductrice, les fils d'une nappe, puis de l'autre étant successivement parcourus par un courant électrique et le crayon comportant des moyens de réception du champ électrique créé par le courant électrique parcourant successivement les fils des nappes.

Le courant appliqué auxdits fils est de fréquence élevée: de l'ordre d'une dizaine de mégahertz, la fréquence d'exploration desdits fils étant de l'ordre d'une centaine de kilohertz.

Suivant une forme d'exécution de l'invention, le signal capté par ledit crayon est soumis à une détection cohérente.

Suivant une autre forme d'exécution, le signal capté par ledit crayon est amplifié dans un amplificateur sélectif dont la bande passante est centrée sur la fréquence du courant appliqué auxdits fils.

La tablette peut encore comprendre un oscillateur délivrant un signal à la fréquence élevée, des moyens de commutation électronique pour appliquer successivement aux fils des nappes le signal délivré par ledit oscillateur, un premier compteur-diviseur délivrant des impulsions de commande auxdits moyens de commutation, un détecteur de maximum de signal relié à un détecteur, lui-même relié audit crayon, ledit détecteur faisant lire l'état dudit premier compteur-diviseur à chaque fois que le signal qui lui est appliqué passe par le maximum.

Les caractéristiques de la présente invention mentionnées ci-dessus apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, la description étant faite en relation avec le schéma de la tablette graphique représentée dans la figure unique ci-jointe.

La tablette graphique de la figure unique comprend une plaque non conductrice 1, qui est, de préférence, une plaque de circuit imprimé portant, sur une face, une nappe de fils verticaux 2 régulièrement espacés et, sur l'autre face, une nappe de fils horizontaux 3 également régulièrement espacés, les espaces entre les fils de l'une ou l'autre nappe étant égaux. Chaque fil 2 est relié à la sortie d'un commutateur électronique ou porte ET 4 tandis que chaque fil 3 est relié à la sortie d'un commutateur électronique ou porte ET 5. Chaque porte ET 4 comporte une entrée reliée à la sortie d'un oscillateur 6 et une entrée reliée à la sortie de l'étage correspondant d'un registre à décalage 7 comportant autant d'étages que de fils 2. Chaque porte ET 5 comporte une entrée reliée à la sortie de l'oscillateur 6 et une entrée reliée à la sortie de l'étage correspondant d'un registre à décalage 8 comportant autant d'étages que de fils 3. L'entrée d'avancement du registre 7 est reliée à la sortie d'un compteur-diviseur ou diviseur 9 tandis que l'entrée de données de son premier étage est reliée à la sortie RAZ d'un compteur 10. Entre le dernier étage du registre 7 et le premier étage du registre 8, est intercalé un troisième registre à décalage 11 comportant un nombre réduit d'étages. En pratique les registres 7,11 et 8, montés en série, se comportent comme un seul registre à décalage, c'est-à-dire que l'élément binaire 1, qui est introduit dans le premier étage de 7 quand la sortie RAZ de 10 est activée, est décalé successivement à travers 7, 11 et 8 jusqu'à sortir du dernier étage de 8, au rythme des impulsions d'horloge délivrées par le diviseur 9.

Le compteur 10 a son entrée de comptage reliée à la sortie du diviseur 9.

La tablette graphique comprend encore un crayon 12 qui est, en pratique, constitué par un tronçon de câble coaxial ouvert à son extrémité 13 proche de la tablette 1, de manière à constituer un

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capteur de champ. A cette extrémité 13, l'âme peut être légèrement en saillie par rapport au conducteur extérieur pour améliorer l'efficacité du capteur. A son autre extrémité 14, le tronçon coaxial est prolongé jusqu'à l'entrée d'un amplificateur 15 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un filtre passe-bande 16 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un détecteur 17. La sortie du détecteur 17 est reliée à l'entrée d'un circuit 18 capable de déterminer le moment où le signal issu de 17 passe par son maximum et de délivrer un signal à cet instant. La sortie du circuit 18 est reliée à l'entrée d'ordre d'écriture d'une mémoire 19 dont l'entrée de données est reliée aux sorties de comptage des compteurs 9 et 10. La mémoire 19 peut être lue cycliquement sous l'action d'un circuit de commande 20, les données lues dans 20 étant délivrées sur une ligne de communication 21.

L'extrémité 13 du crayon 12 est munie d'une mine ou d'une bille encrée permettant de dessiner ou d'écrire sur une feuille de papier 22 appliquée sur la plaque 1 comme avec un crayon ordinaire.

Dans l'exemple de réalisation décrit, l'oscillateur 6 délivre un signal à la fréquence de 10 MHz et le diviseur 9 a un rapport de division égal à 100. Il en résulte que le diviseur 9 délivre un train continu d'impulsions d'horloge à la fréquence de répétition de 100 kHz et que les fils 2 et 3 sont parcourus, quand leurs portes ET 4 et 5 d'alimentation sont ouvertes, par un signal à 10 MHz au lieu d'un courant continu comme dans la tablette graphique décrite dans l'article technique mentionné ci-dessus.

On suppose qu'à l'instant initial le compteur 10 a atteint son compte maximal pour lequel sa sortie RAZ applique un élément binaire 1 à la première cellule du registre à décalage 7. La première porte 4 est ouverte et le premier fil 2 est parcouru par le signal à 10 MHz. Dès la réception de l'impulsion d'horloge suivante de 9, l'élément binaire 1 passe dans le second étage de 7 et le second fil vertical 2 reçoit le signal à 10 MHz, et ainsi de suite. Quand tous les fils 2, c'est-à-dire tous les étages de 7, ont été successivement explorés, l'élément binaire 1 passe dans le registre à décalage 11.

Le registre à décalage 11 ne comporte que quelques étages et a pour objet de séparer nettement l'exploration des fils 2 de l'exploration des fils horizontaux 3.

Donc, à la sortie du registre 11, l'élément binaire 1 passe dans le registre à décalage 8 et permet l'alimentation successive des fils 3 en signal à 10 MHz. Puis, l'élément binaire 1 sort de la dernière cellule de 8, peu avant que le compteur 10 n'atteigne son compte maximal. En effet, le compte maximal de 10 est égal au nombre d'étages v de 7, plus le nombre d'étages k de 11, plus le nombre d'étages h de 8, et un nombre arbitraire k'.

Pendant la durée d'application du signal à 10 MHz à un fil 2 ou 3, celui-ci rayonne un champ électromagnétique qui est capté, en partie, par le crayon 12, à travers la feuille 13 sur laquelle 12 est appliqué au moment de l'écriture, le signal appliqué par le crayon 12 à l'amplificateur 15 étant fonction de la distance de l'extrémité 13 du crayon 12 au fil 2 ou 3 en train de rayonner. Des considérations théoriques en ce qui concerne l'interprétation des signaux reçus par le crayon ont été données dans l'article technique déjà cité, notamment au sujet de l'interpolation de la position de l'extrémité du crayon entre deux fils,

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et ces considérations développées pour une tablette à courant continu sont encore valables pour une tablette à haute fréquence, car elles ne font pas intervenir la fréquence du signal appliqué aux fils. En résumé, il est rappelé que le signal exploité résulte de l'échantillonnage se déplaçant virtuellement à vitesse constante sur la tablette ou plaque 1, soit horizontalement ou verticalement. L'échantillonnage est effectué à une fréquence double de la fréquence maximale du signal en forme de courbe en cloche qui se déplace virtuellement pour satisfaire à la loi de Shannon et les échantillons sont mis en mémoire dans un condensateur pour reconstituer le signal, le condensateur étant en fait constitué par l'impédance d'entrée de l'amplificateur 15. La largeur à mi-hauteur de la courbe en cloche est égale à a/v, où a est la distance entre les fils 2 ou 3 et v, la vitesse fictive du déplacement déterminée par la fréquence des impulsions de décalage des registres 7 ou 8, soit ici 100 kHz. Le signal est amplifié dans l'amplificateur 15, puis filtré dans le filtre passe-bande 16 dont la bande passante a une largeur de 200 kHz et est centrée sur 10 MHz. Il faut noter qu'ainsi on élimine les bruits de basse fréquence que l'on trouve dans la tablette à courant continu de l'article technique déjà cité.

Le signal de sortie de 16 est détecté dans 17 qui fournit le signal en forme de courbe en cloche. A noter que le détecteur 17 peut être un détecteur cohérent dont l'entrée de référence est alors reliée à la sortie de 6 pour effectuer une détection synchrone qui améliore encore le rapport signal à bruit. Le circuit de détermination d'un maximum 18 peut être un circuit dérivateur classique associé à un détecteur de passage par zéro classique, ce qui permet de déterminer le moment où le signal en cloche délivré par 17 passe par son maximum.

Dans la mémoire 19, le signal reçu de 18 est un ordre d'écriture qui déclenche l'écriture dans 19 du contenu de 10 au même moment, ainsi que l'écriture dans 19 du contenu du compteur-diviseur 9. Il apparaîtra que le contenu de 10 au moment du maximum indique le numéro du fil 2 ou 3 en train de rayonner tandis que le contenu de 9 qui peut varier de 0 à 99 donne la distance de l'extrémité 13 à ce fil.

La mémoire 19 est lue cycliquement sous la commande d'un circuit 20 et délivre son contenu à la ligne 21. Le circuit de commande de lecture 20 peut être actionné à partir de 10 par la liaison 2 au cours du compte des k' dernières impulsions de fin de cycle.

Il faut bien comprendre que l'utilisation d'un courant d'alimentation à 10 MHz présente plusieurs avantages par rapport à l'alimentation en courant continu. Tout d'abord, le condensateur constitué par la pointe du crayon, le papier 22, le diélectrique de la plaque 1 et le fil rayonnant présentent une impédance beaucoup plus faible.

Donc, à tensions de crête égales, la tension captée dans le coaxial du crayon est plus importante avec un rapport signal à bruit amélioré. Le spectre du signal reçu est symétrique autour de 10 MHz, ce qui permet de prévoir une structure simple pour l'amplificateur 15. Les bruits basse fréquence sont éliminés. Enfin, une détection cohérente devient possible, comme on l'a indiqué. En définitive, le rapport signal à bruit est amélioré de manière qu'il devient possible d'écarter les fils de la plaque et/ou d'augmenter les dimensions de celle-ci.

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R

1 feuille dessins

Claims (4)

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1. Tablette graphique comprenant une plaque non conductrice portant deux nappes de fils croisés et un crayon capable d'écrire sur une feuille de papier posée sur la plaque non conductrice, les fils d'une nappe et de l'autre étant successivement parcourus par un courant électrique et ledit crayon comportant des moyens de réception du champ créé par le courant électrique parcourant successivement les fils de nappes, caractérisée en ce que ledit courant électrique est à fréquence élevée de l'ordre d'une dizaine de mégahertz, la fréquence d'exploration desdits fils étant de l'ordre d'une centaine de kilohertz.

2. Tablette graphique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le signal capté par ledit crayon est soumis à une détection cohérente.

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REVENDICATIONS

3. Tablette graphique suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le signal capté par ledit crayon est amplifié dans un amplificateur sélectif dont la bande passante est centrée sur la fréquence du courant appliqué auxdits fils.

4. Tablette graphique suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un oscillateur délivrant un signal à la fréquence élevée, des moyens de commutation électronique pour appliquer successivement aux fils des nappes le signal délivré par ledit oscillateur, un premier compteur-diviseur délivrant des impulsions de commande auxdits moyens de commutation, un détecteur de maximum de signal relié à un détecteur, lui-même relié audit crayon, ledit détecteur faisant lire l'état dudit premier compteur-diviseur à chaque fois que le signal qui lui est appliqué passe par le maximum.