KR101027306B1

KR101027306B1 - 핸디 스캐너 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101027306B1
Application number: KR1020090124252A
Authority: KR
Inventors: 이명술
Original assignee: 이명술
Priority date: 2009-12-14
Filing date: 2009-12-14
Publication date: 2011-04-06
Also published as: CN102713930A; JP2013514030A; US20130033640A1; GB201210520D0; WO2011074810A2; GB2490053A; WO2011074810A3; DE112010004260T5

Abstract

본 발명은 스캐너보다 큰 스캔 대상물체의 표면을 소정 크기의 2 차원 타일 이미지 단위로 촬영하고 이동정보에 의하여 페이지 이미지로 합성하므로 완성하는 핸디 스캐너 장치 및 그 제어방법에 관한 것으로 특히, 스캔부는 스캔할 타일 이미지의 영역을 형성하고 투명한 윈도우부, 외부로부터 빛의 유입을 차단하는 하우징부, 스캔 대상 물체와 고정된 물상거리를 유지하며 타일 이미지를 촬영하는 카메라 모듈, 조명신호에 의하여 설정된 시간 동안만 점등하는 조명모듈 및 이동정보를 출력하는 이동감지모듈을 포함하여 이루어지는 구성을 특징으로 하여, 화소의 위치가 물리적으로 고정 배치된 2차원 타일이미지 단위로 스캔하여 화소의 위치 정밀도가 높고, 연산횟수가 감소되므로 고속 신호처리가 가능하며, 스캔 영역을 하우징부의 바닥면에 근사시킴으로써, 스캔가능 영역을 최대화하는 효과가 있다.

스캐너, 이동정보, 타일 이미지, 촬영

Description

핸디 스캐너 장치 및 그 제어방법{APPARATUS OF PORTABLE SCANNER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 핸디 스캐너에 관한 것으로 특히, 스캐너의 독취 영역보다 큰 스캔 대상 물체를 스캔하기 위한 핸디 스캐너 장치의 구성 및 그 제어방법에 관한 것이다.

신문 등이 포함되는 스캔 대상 물체의 표면에 기록된 내용을 디지털 이미지(IMAGE)로 변환하는 장치를 일반적으로 스캐너(SCANNER) 또는 복사기(COPIER)(이하, “스캐너”라 한다.)라 한다. 스캐너는 원본 스캔 대상 물체의 표면에 기록된 내용을 이미지로 입력하고 디지털 신호로 변환하여 저장, 전송 및 이동하며 디지털 이미지 프로세싱(DIGITAL IMAGE PROCESSING)을 통하여 다양하게 응용(APPLICATION)할 수 있다.

스캐너에 의하여 원본 이미지를 디지털 신호로 입력하는 방식 중에 하나가 밀착형 이미지 센서를 이용하는 것이고, 이러한 밀착형 이미지 센서는 일렬로 배치된 한 줄의 이미지 센서를 이용하는 것이 일반적이다.

이러한 스캐너는 사무실 등에서 사무용으로 사용하는 것으로 문서의 표면을 스캔하는 이미지 센서를 모터에 의하여 동작시키는 자동구동 방식과 사람의 손으로 동작시키는 수동구동 방식이 있다.

본 발명은 소형의 스캐너를 수동으로 구동하는 핸디(HANDY) 스캐너에 관한 것이다.

핸디 스캐너는 이미지 센서의 이동방향 및 이동량을 측정하는 이동검출수단의 구성을 필요로 한다.

종래 기술에 의한 핸디 스캐너는 일례로, 특허출원 제2000-68664호(2000.11.18.) “밀착형 이미지 센서 및 이를 이용한 핸디 스캐너”가 있다. 이러한 종래 기술에 의한 핸디 스캐너는 일(1)차원 화상 데이터를 읽고 연산하여 이(2)차원 이미지로 변환하므로 연산 횟수가 많아 동작속도와 각 화소의 위치 정밀도가 떨어지고, 구조상의 문제에 의하여 스캔 가능한 영역이 축소되는 등의 문제가 있다.

도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너의 기능 구성도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 핸디 스캐너(10)를 상세히 설명하면, 하우징(20)의 바닥면에 라인 이미지 센서(LINE IMAGE SENSOR)(30)와 핸디 스캐너의 이동정보를 검출하기 위한 이동감지부(40)를 포함하는 구성이다.

하우징부(20)는 라인 이미지 센서(30), 이동감지부(40) 등의 구성물을 고정시키는 기능만을 갖는다.

밀착형 라인 이미지 센서(30)는 원고 등이 포함되는 스캔 대상물체의 표면에 빛을 공급하는 조명 기능부, 원고 표면으로부터 반사된 빛을 받아들이기 위해 일렬로 구성된 엘이디(LED), 포토다이오드 및 렌즈와 원고 표면에 밀착상태를 유지하기 위한 투명판으로 구성된다. 또한, 라인 이미지 센서(30)는 하우징부(20) 바닥면의 외곽선으로부터 각각 ‘a’, ‘b’, ‘c’, ‘d’ 만큼 이격되어 하우징부(20)의 바닥면에 고정된다.

따라서 핸디 스캐너(10)가 이동하면서 스캔하는 도중에 장애물을 만나면, 이격된 거리만큼 스캔이 불가능하게 된다.

이것은 핸디 스캐너(10)의 기능상 중대한 문제로써 특히, 책 등과 같이 책갈피 부분, 묶음 부분이 있는 스캔 대상물체에서는 자주 발생되며 스캔 후 줄과 줄 사이에 문맥을 연결하지 못하는 심각한 문제가 있다.

또한, 밀착형의 라인이미지 센서(30)에 구성되는 렌즈는 초점 심도가 매우 작으므로 핸디 스캐너(10)의 일부가 원고표면에서 약간이라도 떨어지면(일반적으로 0.5 mm 이하) 스캔된 이미지는 크게 손상되는 문제가 있다.

이동감지부(40)는 하우징부(20)의 바닥면에 고정되며, 핸디 스캐너(10)의 이동방향, 이동거리 등의 이동정보를 검출한다.

상기 라인 이미지 센서(30)로부터 읽은 1 차원의 라인 이미지 데이터는 이동감지부(40)부로부터 검출된 이동정보를 좌표로 환산하고 라인 단위로 해당 위치에 배치함으로써 2 차원의 타일 이미지로 합성한다.

그러므로 스캔된 라인 이미지 데이터를 2 차원의 타일 이미지로 합성하는 과정에서 연산에 많은 시간을 소요하고 또한, 화소(PIXEL)의 위치 정밀도가 낮아지는 등의 문제가 있다.

도 2 는 종래 기술의 일례에 의한 것으로 스캔된 이미지 데이터를 처리하는 신호 흐름도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 화소(PIXEL)가 일렬로 배치된 라인 이미지 센서(30)와 이동감지부(50)를 이용하는 방식에 있어서, 스캔단계(S10), 라인 이미지 합성단계(S20), 타일이미지 합성단계(S30)로 구성된다.

도면에 도시하지 않은 제어부의 제어에 의하여, 스캔단계(S10)는 라인 이미지센서(30)로부터 라인이미지를 읽어 들이고(S12), 이동감지부(50)로 부터 이동정보를 검출하여 라인이미지에 대한 좌표값으로 환산하고(S14), 제어부는 읽은 라인 이미지와 좌표값을 도면에 도시하지 않은 메모리 또는 라인버퍼에 순차적으로 저장한다(S16).

또한, 제어부는 라인이미지 합성단계(S20)에서, 라인버퍼에 저장되어 있는 라인이미지와 좌표값을 읽고, 설정한 소정의 면적단위로 라인이미지를 해당 좌표에 맵핑하며(S22), 맵핑된 각 라인이미지의 좌표를 연산 처리하여 타일이미지로 합성하고(S24), 합성된 소정 면적단위의 각 타일이미지를 해당 좌표값에 의하여 타일이미지 버퍼의 할당된 영역에 순차적으로 저장한다(S26).

그리고 타일이미지 합성단계(S30)에서, 다시 타일이미지 버퍼에 순차 저장된 각 타일이미지의 좌표값을 읽어내어 각 타일이미지를 해당 좌표에 맵핑시키고 합성함으로써 전체의 완성된 페이지 이미지를 생성한다(S32).

이러한 종래 기술은 일차원의 화상데이터를 조합하여 합성하는데 따른 연산횟수가 많아지므로 제어부의 처리속도가 비교적 빠른 것을 필요로 하고, 많은 용량의 메모리를 구비하여야 하므로 가격이 비교적 비싸지는 문제가 있다.

또한, 이동감지부(50)에 구성되고 이동방향을 검출하는 센서는 정밀한 오차범위를 유지하여야 하므로 생산성이 떨어지고 불량 발생률이 높은 문제가 있다.

한편, 스캔 대상 물체를 촬영(스캔)하고 디지털 신호로 정확하게 인식하기 위하여 많은 시간이 소요되므로 스캔 속도가 떨어지고, 일차원 화상 데이터의 조합오류로 인하여 위치 정밀도가 낮아지는 문제가 있다.

따라서 핸디 스캐너에서 화상 데이터의 조합 횟수를 줄이므로 제어부의 연산속도가 낮아도 되고, 각 화소의 위치 정밀도를 높이며 스캔 가능 영역을 최대로 확대시키는 기술을 개발할 필요가 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제와 필요성을 해소하기 위한 것으로 특히, 스캔되는 이미지를 이(2) 차원적인 소정크기의 이미지(이하, “타일 이미지”라 한다.) 단위로 촬영하여 스캔하므로 화상 데이터의 합성을 위한 연산 횟수를 줄이고 스캔 속도를 높이는 핸디 스캐너 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 종래 기술에 의한 라인 이미지 센서 방식은 하우징 외곽과 라인 이미 지 센서 사이에서 필연적으로 발생하는 이격거리로 인하여 스캔 대상물체에 장애물이 존재하면 스캔 영역이 제한되는 것을 카메라를 이용하여 타일 이미지로 촬영하고 스캔 불가능한 영역을 최소화하는 핸디스캐너 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

또한, 타일 이미지의 촬영에 일반 화질의 카메라를 사용하므로 고화질 카메라 및 부수적인 보조수단으로 인해 발생하는 가격적 부담을 획기적으로 경감시키고, 시각장애인이 편리하게 사용할 수 있는 핸디스캐너 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이 그 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 스캔 대상물체의 표면에 접촉하여 자유로이 이동하면서 연속 촬영한 타일 이미지와 이동방향, 이동거리, 회전각도 등에 의한 이동정보를 출력하는 스캔부, 스캔부에 접속하고 수직동기 신호와 노출신호와 점등신호를 출력하며 이동정보와 타일 이미지를 스캔 입력하고 합성하여 하나의 완성된 페이지 이미지를 생성하는 제어모듈, 제어모듈에 접속하고 타일 이미지의 스캔 시작과 종료 명령을 입력하는 버튼부, 버튼부와 컴퓨터 중에서 어느 하나로부터 입력된 제어명령에 의하여 제어모듈이 합성한 이미지와 합성한 이미지를 인식하여 변환한 텍스트, 오디오 및 비디오 데이터를 정합상태로 출력하는 출력부, 제어모듈에 접속하고 타일 이미지와 이동정보와 합성, 연산에 의한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하여 이루어지는 핸디 스캐너 장치에 있어서, 스캔부 는, 스캔 대상물체의 표면에 스캔할 타일 이미지의 영역을 형성하고 투명한 재질로 이루어지는 윈도우부; 윈도우부를 바닥에 구비하고 외부로부터 빛의 유입을 차단하는 하우징부; 하우징부의 내부에 고정되고 스캔 대상물체와 고정된 물상거리를 유지하며 윈도우부에 의한 타일 이미지를 가로와 세로로 배열된 화소 단위로 스캔하는 카메라 모듈; 하우징부의 내부에 고정되고 제어모듈의 점등신호에 의하여 설정된 시간 동안 스캔 대상물체를 조명하는 점등모듈 및 하우징부의 내부에 고정되고 제어모듈의 제어에 의하여 인접한 타일 이미지의 스캔 지점까지에 대한 이동방향과 이동거리 정보를 검출하는 이동감지 모듈을 포함하여 이루어지고, 이동감지 모듈은 광마우스 센서, 볼마우스 센서, 가속센서, 자이로 센서 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지며, 이동감지 모듈은 바람직하게 윈도우부의 길이 방향으로 양쪽에 각각 1 개씩 구비하고 하단, 중단, 상단 중에서 선택된 어느 하나 이상의 위치에 고정하여 이루어지는 구성을 특징으로 하는 핸디 스캐너 장치를 제시한다.

그리고 제어모듈은, 스캔부가 이동하는 경우, 하우징부의 내부에 고정된 카메라모듈이 타일 이미지를 촬영(스캔)할 때 발생하는 잔상을 최소화시키기 위하여 수직동기 신호와 노출시간은 카메라의 일반적인 제어신호 값을 사용하고, 노출시간과 연계한 점등신호에 의하여 2 ms 이하 시간 동안 점등모듈을 점등하는 구성으로 이루어진다.

한편, 제어모듈은 점등모듈을 점등시킨 상태에서 2 ms 이하의 순간적인 노출제어 신호에 의하여 카메라 모듈의 노출을 허용하여 스캔하는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은 스캔 대상물체의 표면에 접촉하여 자유로이 이동하면서 연속 촬영한 타일 이미지와 이동정보를 출력하는 스캔부, 스캔부에 접속하고 수직동기 신호와 노출신호와 점등신호를 출력하며 이동정보와 타일 이미지를 스캔 입력하고 합성하여 하나의 완성된 페이지 이미지를 생성하는 제어모듈, 제어모듈에 타일 이미지의 스캔 명령을 입력하는 버튼부, 버튼부 또는 컴퓨터로부터 선택된 기능에 따라 제어모듈의 제어에 의하여 텍스트, 오디오 및 비디오 데이터를 출력하는 출력부, 제어모듈에 접속하고 이미지와 연산에 의한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하여 이루어지는 핸디 스캐너 장치의 제어방법에 있어서, 타일 이미지의 스캔은, 제어모듈에 의하여 스캔 시작 명령이 입력되면 스캔부의 이동방향, 이동거리, 회전각도를 포함하는 변수의 값을 초기화하는 제 1 단계; 스캔부가 검출하여 출력하는 이동정보 데이터를 분석하여 이동방향, 이동거리, 회전각도를 연산하고 연산한 결과가 직전에 스캔한 타일이미지에 설정한 소정 크기의 겹침 영역을 벗어나는지의 확인을 반복하는 제 2 단계; 연산한 결과가 겹침 영역을 벗어나는 것으로 확인되면 스캔부에 스캔 제어신호와 점등신호를 출력하고 타일이미지를 촬영하여 이동방향, 이동거리, 회전각도를 포함한 이동정보 데이터와 함께 메모리부의 할당된 영역에 순차 저장하는 제 3 단계 및 타일이미지의 스캔 종료 명령이 입력되지 않으면 제 2 단계로 궤환하고 스캔 종료 명령이 입력되면 저장된 타일 이미지를 합성하는 제 4 단계를 포함하여 이루어지는 핸디 스캐너 장치의 제어방법을 제시한다.

바람직하게, 타일이미지의 합성은, 제어모듈에 의하여 변수 n 의 값을 초기화하고, 합성한 이미지를 저장하기 위한 버퍼를 할당하는 제1 과정; 메모리부로부터 n-1 및 n 번째 타일이미지와 이동방향과 이동거리를 읽고 좌표로 각각 환산하는 제 2 과정; 2 개의 좌표값으로부터 타일이미지의 기울기를 구하고 n 번째 타일이미지의 기울기를 회전 보상하는 제 3 과정; 타일이미지를 이동시켜 좌표 위치에 맵핑하므로 1 차 합성하는 제 4 과정; n-1 번째 타일이미지와 n 번째 타일이미지의 겹친 영역에 코릴레이션(CORRELATION) 알고리즘을 적용하여 미세 보정하므로 2 차 합성하는 제 5 과정 및 변수 n 의 값을 1 증가하고 합성할 타일이미지가 남아 있으면 제 2 과정으로 궤환하며 합성할 타일이미지가 없으면 종료하는 제 6 과정을 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 핸디 스캐너에 의하여 주어진 스캔 대상 물체의 표면을 이차원의 타일 이미지 단위로 촬영하고 타일 이미지의 합성처리를 수행하므로 화소의 위치 정확도를 높이고 스캔 속도를 빠르게 하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 스캔 영역을 제공하는 윈도우부의 크기를 하우징부의 바닥 크기와 근사값이 되도록 하므로 스캔 가능영역을 최대로 확대하고 장애물에 의하여 스캔되지 않는 영역이 없는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 가속센서, 자이로센서를 사용하므로 굴 곡이 형성된 스캔 대상물의 표면을 스캔 영역에 제한됨 없이 스캔하고, 센서의 부착위치를 제한하지 않으므로 전체 크기를 소형화하는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 스캔 대상물의 스캔 영역에 제한이 없으므로 시각장애인이 간편하게 사용할 수 있는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 외부의 빛 유입을 차단하고 노출시간을 최소로 제어한 점등에 의하여 최소의 잔상으로 선명하게 스캔하며 소모전력을 최소화하는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 고화질 카메라와 오토포커스, 손 떨림 방지, 역광방치 처리 기능을 필요로 하지 않고 일반 카메라를 이용하여 타일 이미지 단위로 스캔하며 디지털 이미지 프로세싱으로 합성하므로 스캔된 이미지의 합성 횟수가 줄어들어 스캔 결과를 빠르게 출력하고 가격을 낮추는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 초점 거리를 맞출 필요가 없고 외부로부터 불필요한 빛이 입력되는 것을 차단하므로, 형태가 일정하지 않은 스캔 대상 물체의 표면에 기록된 내용을 시각장애인이 간편하게 스캔하여 확인할 수 있는 사용상 편리한 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 구성의 본 발명은 타일 이미지의 크기 단위로 이동거리와 이동방향을 검출하여 스캔하므로 연산 및 합성에 의한 오차의 발생 가능성이 작아져 합성 이미지의 오류 발생 및 생산에 의한 불량률을 줄이고 생산성을 높이는 산업적 이용효과가 있다.

또한, 화상 데이터를 타일 이미지 단위로 스캔하고 조합하므로 연산 횟수가 줄어들어 처리속도가 낮은 제어부를 사용할 수 있고, 연산처리 결과에 의한 데이터의 양이 적으므로 메모리부의 용량을 줄이어 제품의 원가를 낮추는 사용상 편리한 효과가 있다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명 및 도면 도시는 생략한다.

디지털 카메라는 프레임 단위로 촬영하며, 프레임 단위는 소정 크기의 가로와 세로로 배열된 화소(PIXEL)로 구성되며, 촬영을 제어하는 신호는 세로로 배열된 화소를 활성화 제어하는 수직동기 신호와, 가로로 배열된 화소를 활성화 제어하는 수평동기 신호가 있다.

또한, 노출(노광)타임은 수평동기 신호를 제어하여 피사체의 이미지 신호를 입력하는 촬영 시간이고, 조명시간은 어두운 곳에서 촬영할 경우 필요한 광량을 확보하기 위하여 피사체를 조명하는 시간이다.

일반적으로 조명신호의 시간이 길어지면 카메라에 입사되는 광량이 많아지므 로 선명한 이미지의 화상 데이터를 확보할 수 있으나 피사체가 움직이면 잔상을 남긴다.

디지털(DIGITAL) 카메라의 촬영방식에는 수평라인의 노출(노광) 타이밍을 순차적으로 제어하는 롤링(ROLLING) 셔터(SHUTTER) 방식과 모든 화소(PIXEL)를 동일한 노출 타이밍으로 제어하는 글로벌(GLOBAL) 셔터 방식이 있다.

롤링 셔터 방식은 제어가 용이하고 구성이 간단하여 일반적으로 많이 사용하는 방식이지만 정지영상이 흐려질 수 있으며, 글로벌 셔터 방식은 제어와 구성이 복잡하지만 명확한 정지영상을 얻을 수 있다.

어두운 곳에서는 점등하여 반사된 빛을 카메라가 입력하여 화상 데이터로 변환한다. 이때, 점등하는 시간을 조절하여 입력되는 화상 데이터의 선명도를 높인다.

디지털 카메라에서 노출신호는 피사체의 이미지를 입력하여 촬영하는 시간이고, 점등신호는 피사체를 점등하는 시간이다.

또한, 영상신호를 프레임 단위로 촬영하는 화소(PIXEL)의 가로와 세로 배열 중에서 세로 배열 화소를 활성화 제어하는 신호가 수직동기 신호이고, 가로 배열 화소를 활성화 제어하는 신호가 수평동기 신호이다.

즉, 디지털 카메라는 각 화소에 수직동기 신호와 수평동기 신호를 모두 입력하는 경우에 완전하게 활성화되어 피사체의 이미지를 촬영한다.

일반적으로 점등신호의 시간이 길어지면 카메라에 입사되는 광량이 많아지므로 선명한 이미지의 화상 데이터를 확보할 수 있으나 피사체가 움직이면 잔상을 남 긴다.

본 발명의 설명에서 스캔과 촬영은 동일 유사한 의미이고 문맥에 따라 적절히 사용한다. 또한, 겹쳐진 영역과 중복된 영역은 동일 유사한 의미이고 문맥에 따라 원만하게 혼용한다.

도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너 장치의 기능 구성 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 스캔부(100), 제어모듈(110), 버튼부(120), 메모리부(130), 출력부(140), 컴퓨터 또는 USB 메모리(150)를 포함하는 구성이다.

스캔부(100)는 스캔 대상물체의 표면을 자유로이 이동하면서 연속 촬영한 타일 이미지와 이동방향, 이동거리, 회전각도가 포함되는 이동정보를 출력하는 것으로, 윈도우부(101), 하우징부(103), 카메라 모듈(105), 점등모듈(107), 이동감지 모듈(109)을 포함하는 입력장치이다.

윈도우부(101)는 스캔(촬영)할 피사체 또는 원고(이하, “스캔 대상물체”라 한다.)의 표면에 타일 이미지의 영역을 형성하고 투명한 재질로 이루어진다.

하우징부(103)는 윈도우부(101)를 하면에 구비하고 외부로부터 빛의 유입을 차단한다.

카메라 모듈(105)은 하우징부(103)의 내부에 고정되고 스캔 대상물체와 고정된 물상거리를 유지하며 윈도우부(101)를 통하여 타일 이미지를 가로와 세로로 배 열된 화소로 노출하여 스캔한다.

즉, 제어모듈(110)의 활성화 제어신호에 의하여 활성화 상태로 제어되고, 점등신호에 의하여 점등모듈(107)이 스캔 대상 물체를 조명하고, 노출신호에 의하여 윈도우부(101)로 확인되는 스캔 대상 물체를 소정 크기의 타일 이미지로 노출하여 촬영(스캔)한다.

점등모듈(107)은 하우징부(103)의 내부에 고정되고 제어모듈(110)의 점등신호에 의하여 설정된 시간 동안 스캔 대상물체를 조명한다.

이동감지모듈(109)은 하우징부(103)의 내부에 고정되고 제어모듈(110)의 제어에 의하여 인접 타일 이미지 스캔 시점까지의 이동방향과 이동거리 및 회전각도 등에 의한 이동정보를 검출하는 것으로, 광마우스 센서, 볼마우스 센서, 가속센서, 자이로 센서 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지며, 윈도우부(101)의 길이 방향으로 양쪽에 각각 1 개씩 구비하고 하단, 중단, 상단 중에서 선택된 위치에 고정한다.

즉, 이동감지모듈(109)은 검출하는 이동정보의 신뢰성 확보를 위하여 다수 구비할 수 있고, 2 개를 구비하는 것이 비교적 바람직하다. 또한, 광마우스 센서와 볼마우스 센서를 사용하는 경우는 하단에 고정하는 것이 바람직하고, 가속센서와 자이로 센서를 사용하는 경우에는 고정 위치에 제한을 받지 않는다.

제어모듈(110)은 스캔부(100)에 접속하고 수직동기 신호와 노출신호와 점등신호를 출력하며 이동방향, 이동거리, 회전각도 등의 이동정보와 타일 이미지를 스캔 입력하고 합성하여 하나의 완성된 페이지 이미지를 생성한다. 또한, 스캔 부(100)가 이동하는 경우, 하우징부(103)의 내부에 고정된 카메라모듈(105)이 타일이미지를 촬영할 때 발생하는 잔상을 최소화시키기 위하여 수직동기 신호와 노출시간은 카메라의 일반적인 제어신호 값을 사용하고, 노출시간과 연계한 점등신호의 2 ms 이하에 의한 제어 시간 동안 점등모듈(107)을 점등하여 조명한다. 또한, 일례로, 점등모듈(107)을 점등시킨 상태에서 2 ms 이하의 순간적인 노출제어 신호에 의하여 카메라 모듈의 노출을 허용하므로 스캔한다.

즉, 제어모듈(110)은 동작전원이 공급되면 변수 n 을 포함하는 각 변수(파라미터, PARAMETER)의 값을 초기화하고 각 기능부를 감시하며 모든 신호는 디지털로 처리한다. 또한, 감시중인 버튼부(120)로부터 스캔을 시작하는 명령신호가 입력되는 것으로 확인하면, 스캔부(100)를 구성하는 카메라 모듈(105)과 점등모듈(107)과 이동감지 모듈(109)을 활성화 상태로 제어하고, 카메라 모듈(105)의 수직동기 제어신호에 동기(SYNCHRONOUS) 된 노출신호(수평동기신호)를 카메라 모듈(105)에 출력하여 촬영(스캔) 한다.

여기서 카메라 모듈(105)은 수직동기 신호와 노출신호(수평동기신호)가 모두 인가되면 스캔 대상물체를 촬영(스캔)하는 것으로서 물상거리에 위치하는 타일 이미지를 촬영하여 디지털 신호로 출력한다.

그리고 물상거리는 카메라 모듈(105)의 초점(FOCUS) 거리에 스캔 대상물체가 위치하도록 고정된 거리를 의미한다. 한편, 카메라모듈(105)은 물상거리를 초과하는 거리에 위치한 물체를 스캔할 수도 있다.

여기서 제어모듈(110)은 수직동기 신호에 동기된 점등신호를 점등모듈(107) 에 출력한다. 이때 이동감지 모듈(109)은 제어모듈(110)의 제어에 의하여 수직동기 신호의 주기에 맞추어 이동거리와 이동방향이 포함되는 이동정보를 검출 및 제공한다.

제어모듈(110)은 이동감지 모듈(109)로부터 검출되어 인가되는 이동정보를 연산하여 이동방향과 이동거리를 산출하고 이전(n-1)에 스캔하여 촬영된 타일 이미지와의 최소 중복 영역을 벗어나는 위치 이동인 것으로 판단하면, 카메라 모듈(105)에 노출신호를 다시 인가하는 동시에 점등모듈(107)에 점등신호를 인가하여 이동된 위치에서의 새로운(n) 타일 이미지를 다시 촬영(스캔) 하도록 제어한다.

그리고 촬영(스캔)된 타일 이미지와 해당 이동정보는 연계상태로 메모리부(130)의 할당된 영역에 저장하는 동시에 순차 상향 조정된 변수(n) 값에 연계하여 저장 및 관리하는 과정을 반복한다.

한편, 제어모듈(110)은 감시중인 버튼부(120)로부터 스캔을 종료하는 명령신호가 입력되는 것으로 확인하면 스캔부(100)의 활성화 상태를 종료하고, 각각 저장된 이동정보를 연산하여 타일 이미지의 회전이 포함되는 기울기(TILT)에 대하여 보정하고, 이동방향 및 거리만큼 이동시켜 1 차로 이미지를 합성하며, 겹쳐진 영역은 코릴레이션(CORRELATION) 알고리즘을 적용하여 2 차로 미세 위치 보정을 함으로써 이미지 합성을 완료한다.

즉, 다수의 타일(TILE) 이미지(IMAGE)는 1 차 및 2 차에 의하여 합성이 완료되므로 페이지(PAGE) 이미지가 된다.

이때, 제어모듈(110)은 각각의 타일 이미지와 합성된 타일 이미지를 메모리 부(150)의 할당된 영역에 각각 저장 및 관리한다.

한편, 제어모듈(110)은 버튼부(120) 또는 컴퓨터(150)로부터 입력되는 제어명령 신호에 의하여 선택된 기능에 따라 합성된 페이지(PAGE) 이미지를 문자화시키는 문자인식(OCR)기능과, 문자를 선택된 국가의 언어로 변환시키는 언어변환(LANGUAGE TRANSLATION)기능 및 문자를 음성으로 변환시키는 티티에스(TTS) 기능 등을 처리할 수 있으며, 각 기능의 결과물로 산출되는 출력데이터를 출력부(140)의 해당 출력장치로 전송한다.

버튼부(120)는 제어모듈(110)에 접속하고 타일 이미지의 스캔을 시작하는 명령과 종료하는 명령, 문자인식(OCR) 명령, 언어변환(LANGUAGE TRANSLATION) 명령, 티티에스(TTS) 명령 등을 입력하는 것으로, 다수의 버튼(BUTTON) 또는 키(KEY)로 이루어진다.

메모리부(130)는 제어모듈(110)에 접속하고 타일 이미지와 이동정보와 합성, 연산에 의한 페이지 이미지의 데이터를 할당(지정)된 영역에 기록하므로 저장하는 것으로, ROM, RAM 등으로 이루어지며 버퍼(BUFFER) 메모리로도 이용된다.

출력부(140)는 버튼부(120) 또는 컴퓨터(PC)로부터 입력된 제어명령에 의하여 제어모듈(110)이 합성하고 인식하며 변환한 텍스트, 오디오 및 비디오 데이터를 정합(MATCHING) 상태로 출력하는 것으로, 표시부(142)와 오디오부(144)와 인터페이스부(I/F: INTERFACE)(146)를 포함하는 구성이다.

표시부(142)는 제어모듈(110)로부터 인가되는 타일 이미지 신호 또는/및 합성된 페이지 이미지 신호를 출력하여 시각적으로 확인하도록 하고, 오디오부(144) 는 제어모듈(110)로부터 인가되는 것으로, 텍스트를 음성신호로 변환한 디지털 오디오 신호를 인가받고 아날로그 오디오 신호로 변환하여 가청 신호로 출력하므로 청각적으로 확인하도록 한다.

또한, 인터페이스부(146)는 스캔하여 인식한 타일 이미지, 합성한 페이지 이미지, 변환한 텍스트, 오디오 등의 데이터를 외부에 디지털 데이터 신호로 출력하는 동시에 외부로부터 다양한 데이터를 입력한다. 일례로, 인터페이스부(146)는 컴퓨터(160), 유에스비(USB: UNIVERSAL SERIAL BUS) 메모리, 외부 모니터 등이 포함되는 다양한 주변장치(PERIPHERAL)와 접속하여 정합상태로 출력하고, 컴퓨터(160)를 접속하는 경우에는 제어모듈(110)을 운용하는 다양한 응용(APPLICATION) 프로그램 및 변수(PARAMETER) 값을 입력하고 수정할 수 있다.

도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 3 에 의한 스캔부의 상세 구성 상태 도시도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 스캔부(100)는 윈도우부(101), 하우징부(103), 카메라 모듈(105), 점등모듈(107), 이동감지 모듈(109)을 포함하는 구성이다.

윈도우부(101)는 스캔 대상 물체(200)와 접촉 및 이동하고 카메라 모듈(105)이 한 번에 촬영할 수 있는 타일 이미지의 스캔영역(210)을 제공한다. 일례로, 투명한 물체로 이루어지며 하우징부(102)의 바닥 폭, 길이와 동일하거나 최대한 근사값에 유사하도록 하는 함으로써 스캔부(100)가 스캔하는 중에 장애물이 있는 경우 에도 하우징부(103)의 외곽으로부터 스캔 영역(210)까지의 이격 거리에 의한 스캔 대상물체(200)의 스캔 사각지대가 발생하지 않도록 한다. 이러한 장애물에는 책갈피 부분, 묶음 부분 등이 포함된다.

즉, 스캔부(100)를 이용하여 책 등의 한 페이지를 스캔하는 경우, 하우징부(103)의 외곽이 페이지와 페이지가 겹쳐지는 책갈피 부분에 도달하면 스캔부(100)는 더 이상 이동을 할 수 없다. 이때, 하우징부(103)의 외곽과 스캔 영역(210) 간의 이격거리 만큼, 스캔을 하지 못하는 사각영역이 필연적으로 발생한다.

이것은 종래의 라인(LINE) 이미지센서를 이용하는 방식에서, 하우징과 라인(LINE) 이미지 센서 간에 반드시 확보하여야 하는 일정 범위이상의 이격거리를 극히 최소화할 수 있다는 점에서 본 발명의 가장 큰 장점 중의 하나이다.

하우징부(103)는 외부로부터 빛 또는 조명이 카메라 모듈(105)에 유입되지 않도록 차단하는 동시에 카메라 모듈(105), 점등모듈(107), 이동감지 모듈(109)을 지정된 위치에 고정시키는 기본 프레임(FRAME) 역할을 한다.

따라서 스캔 동작 중에 하우징부(103)의 내부는 외부로부터 유입되는 빛이 없고, 단순히 점등모듈(107)에 의해 의도된 빛만을 카메라모듈(105)의 조명으로 사용한다.

카메라 모듈(105)은 윈도우부(101)를 통하여 투사되는 스캔 대상물체(200)와 고정된 물상거리를 유지하고 스캔 영역(210)에 해당하는 타일 이미지를 촬영(스캔)하도록 하우징부(103)의 지정된 위치에 고정된다. 카메라 모듈(105)은 CMOS, CCD 와 같은 소자를 포함하고, 제어모듈(110)의 수직동기 신호와 노출신호(수평동기신호)에 의하여 활성화되어 스캔 영역(210)에 해당하는 타일 이미지를 촬영(스캔) 한다.

윈도우부(101)가 형성하는 소정의 폭(212)과 길이(214)에 해당되는 스캔영역(210)을 카메라 모듈(105)이 한 번에 촬영(스캔)하여 타일 이미지를 확보한다.

종래 기술에 의한 라인(LINE) 이미지 센서를 사용하여 라인 단위, 본 발명에서 폭(212)이 하나의 화소에 해당하는 경우로 스캔하여 이미지처리 과정을 거쳐 합성된 타일 이미지를 얻는 경우에 비해 화소의 위치 정밀도 및 처리속도 면에서 큰 장점이 된다.

여기서 물상거리는 윈도우부(101) 또는 스캔 대상물체(200)로 부터 카메라 모듈(105)까지의 직선거리이며, 일반적으로 카메라 모듈(105)의 초점(FOCUS) 거리이다. 한편, 카메라 모듈(105)은 제어모듈(110)의 해당 제어에 의하여 물상거리를 초과한 위치의 스캔 대상물체(200)를 촬영(스캔)하고 인식할 수 있다.

즉, 윈도우부(101)가 형성하는 타일 이미지 영역(210)을 카메라 모듈(104)이 촬영하는 것으로, 종래 기술에 의한 라인(LINE) 이미지 센서를 사용하는 경우보다 넓은 영역을 한 번에 스캔하고 특히, 책 등을 스캔하는 경우 페이지와 페이지가 겹쳐지는 부분도 정밀하게 스캔할 수 있는 장점이 있다.

점등모듈(107)은 하우징부(103)의 지정된 위치에 고정되고 윈도우부(101)를 통하여 스캔 대상물체(200)를 조명하는 것으로, 엘이디(LED), 램프 등을 사용할 수 있으나, 제어된 짧은 시간 동안 충분한 광량을 저 전력으로 공급하도록 하기 위하 여 소형이며 와트 급의 고출력 고휘도 엘이디(LED)로 구성하는 것이 바람직하며, 카메라 모듈(104)의 촬영에 필요한 광량을 확보하기 위하여 하나 이상의 다수로 구성할 수 있고, 제어모듈(110)의 점등신호에 의하여 주어진 시간 동안 점등(발광)하며, 스캔영역(210)에 균일한 조도의 조명이 공급되는 위치에 고정하는 것이 바람직하다.

또한, 점등모듈(107)은 스캔부(100)가 이동하면서 연속적으로 촬영을 할 때 발생하는 잔상을 최소화하기 위하여 제어모듈(110)의 점등신호에 의하여 주어진 짧은 시간 동안 점등(발광, ON)하고, 점등신호가 인가되지 않는 경우에는 꺼진(OFF) 상태를 유지한다. 그러므로 선명한 타일 이미지를 스캔할 수 있고, 본 발명의 중요한 장점 중에 하나이다.

이동감지 모듈(109)은 스캔부(100)가 움직이는 이동방향, 이동거리, 회전각도 등이 포함되는 이동정보를 검출하는 것으로, 하나 이상이 구비되고, 광마우스 센서, 볼마우스 센서, 가속센서, 자이로 센서 중에서 선택된 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 혼합하여 구성할 수 있다.

그리고 이동감지 모듈(109)은 하우징부(103)의 하단, 중단, 상단을 포함하는 위치 중에서 선택된 어느 하나 이상의 위치에 고정한다.

일례로, 광마우스 센서 또는 볼마우스 센서가 선택되어 사용하는 경우는 센서의 출력신호가 디지털 신호이므로 신호처리는 비교적 용이하나 센서가 반드시 스캔 대상 물체에 접촉되어야 하므로 하우징부(102)의 하단인 바닥면에 고정되어야 하고, 바닥면이 비교적 넓어야 하며, 센서가 스캔 대상 물체의 영역을 벗어나는 경 우는 이동정보의 검출이 불가능하다.

한편, 가속센서 또는 자이로 센서가 선택되어 사용하는 경우는 하우징부(103)의 중단, 상단, 하단을 포함하는 모든 위치 중에서 선택된 위치에 고정할 수 있으므로 고정 위치에 제한되지 않는 장점이 있다. 그러나 출력되는 신호가 아날로그 신호이므로 신호처리를 위한 부가회로가 비교적 복잡하다. 그리고 센서가 반드시 스캔 대상물체(200)에 접촉할 필요가 없으므로 하우징부(103)의 내부 어떠한 위치에도 고정, 장착시킬 수 있으므로 스캔부(100)의 소형화가 가능하고, 센서가 스캔 대상 물체의 영역을 벗어나더라도 센서동작이 가능하므로 더욱 넓은 부분까지 스캔 동작이 가능하다.

이동감지 모듈(109)은 검출되는 이동정보의 신뢰성 확보를 위하여 하나 이상 다수를 구비하는 것이 바람직하고, 하우징부(103)의 길이 방향으로 양측에 각각 1 개씩 구비하는 것이 바람직하다.

또한, 하우징부(103)는 외부로부터의 빛을 차단하는 구조와 이동감지 모듈(109)이 고정되는 프레임을 별도의 구조물로 구성할 수 있다.

이러한 구성의 스캔부(100)는 제어모듈(110)의 제어에 의하여 스캔 대상 물체(200)의 표면을 이동 또는 정지하면서 스캔영역(210) 단위에 의한 타일 이미지를 촬영하여 스캔한다.

그러므로 스캔 대상 물체(200)의 표면을 타일 이미지 영역(210) 단위로 스캔하므로, 종래 기술에 의한 것으로 화소가 일렬 배치된 라인 이미지 센서(30)로 스캔하는 속도보다 빠르고 정확하게 스캔한다.

이러한 스캔부(100)는 제어모듈(110)의 제어신호에 의하여 동작하며, 스캔 대상물체(200)의 표면을 자유로이 이동하면서 스캔영역(210) 단위로 연속 촬영(스캔)하여 타일 이미지를 읽고, 이동감지모듈(109)로 부터 각 타일 이미지의 이동정보를 검출하며, 검출된 이동정보를 분석하여 연산된 좌표의 해당 위치에 각 타일 이미지를 배치하므로 페이지 단위의 이미지를 합성한다.

도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 조명신호의 주기를 제어하고 노출신호를 출력하는 타이밍 차트이고, 도 6 은 본 발명의 다른 일례에 의한 것으로 조명은 항상 점등되고 노출신호의 주기를 조절하여 출력하는 타이밍 차트이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 5 와 도 6 은 이미지 센서에 화상이 맺히는 시간을 최소화시켜, 스캔부(100)가 이동하면서 촬영을 할 때 발생하는 잔상을 최소화하기 위한 본 발명의 일례에 의한 것이다.

카메라에 구성되는 각 화소는 수직방향 동기 신호와 수평방향 동기신호(노출신호)가 모두 인가되는 경우에 이미지 신호를 입력한다.

여기서 수직동기 신호와 노출신호는 일반적으로 카메라 모듈(105)에서 사용되는 신호로서 수직동기 신호는 카메라 모듈(105)의 프레임 이미지(본 발명에서 타일 이미지에 해당)를 활성화하기 위한 제어신호이고 노출신호는 카메라 모듈(105) 내부의 이미지 센서에 상이 맺히는 동안 인가되는 제어신호로써 수직동기 신호를 인가 한 후, 일정한 시간(t2) 지연시키고, 노출시간(t3)동안 노출신호를 인가하게 되며, 노출시간(t3) 동안은 이미지 센서에 상 맺힘이 계속 누적되므로 스캔부(100) 를 이동하면서 촬영(스캔)할 때는 이동속도와 노출시간(t3)의 곱에 해당한 만큼의 잔상이 남는다.

잔상의 발생 길이는 하기와 같은 수식으로 연산할 수 있다.

[수식]

ΔL = v * t3

여기서 v 는 이동속도로서 mm/sec 단위의 값이고, t3 은 노출시간으로서 sec 단위의 값이며, ΔL 은 잔상이 발생하는 길이로서 mm단위의 값이다.

따라서 잔상을 최소화하기 위해서는 이동속도(v)는 사용자의 선택사항이므로 제어가 불가능하고, 노출시간(t3)에 해당되는 시간을 최소화해야 한다.

t1 은 수직동기 시간이므로 수직동기 신호가 인가된 후 1 개의 프레임 이미지(본 발명에서 타일이미지에 해당)를 촬영하는 시간이다.

또한, 본 발명에서 적용한 조명신호는 제어모듈(110)에 의해 인가되고, 하우징부(103)의 내부에 장착된 카메라 모듈(105)에서 촬영시 필요한 조명을 공급해 주기 위하여 점등모듈(107)을 제어하는 신호이다.

촬영모드는 스냅촬영모드와 연속촬영모드 중에서 선택된 어느 하나의 모드를 적용할 수 있으며, 스냅촬영모드는 촬영이 필요한 시점에서 카메라 모듈(105)에 제어신호를 인가시켜 이미지를 읽고 저장하며, 연속촬영모드는 카메라 모듈(105)에 일정한 주기로 제어신호를 인가하여 촬영(스캔)이 필요한 시점에 촬영된 이미지를 저장하며 나머지는 버린다.

촬영이 필요한 시점에 대한 결정은 이동감지모듈(109)로 부터 얻은 데이터를 제어모듈에 의하여 분석하므로 결정되며, 이 부분은 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 5 에서 카메라모듈(105)의 일반적인 수직동기 시간(t1)과 노출시간(t3)을 그대로 사용하되, 조명모듈(106)의 조명시간(t4)을 최소화함으로써, 점등모듈(107)이 소등된 상태에서는 하우징부(102)에 의해서 외부의 빛이 차단된 상태가 되므로 결과적으로 노출시간(t3)을 최소화하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

여기서 도 6 은 카메라모듈(105)의 노출시간(t3) 자체를 최소화하는 방식이다.

따라서 본 발명에서의 조명은 충분한 광량으로 짧은 시간 동안 유지하는 것이 바람직하다.

일례로, 본 발명에 의한 타일 이미지 핸디 스캐너 장치를 50 mm/sec 속도로 움직이고, 조명신호의 시간 값인 t4 를 2 미리 세크(ms) 값으로 설정하는 경우에 스캔된 이미지에서 잔상이 발생하는 길이는 L = v * t4 = 50 * 0.002 =0.1 (mm)가 된다.

이때 50 mm/sec 속도는 A4 용지의 가로 방향 길이를 4 초 동안 이동하는 속도이다.

일반적인 신문에 인쇄된 문자의 폭은 0.25 mm 이고, 0.1 mm 는 약 40 % 에 해당하므로 문자를 인식하고 판독하기 충분한 값이 된다. 그러므로 t4 시간 값을 줄이면 잔상을 줄일 수 있음을 보여준다.

도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 스캔된 이미지 데이터를 처리하는 신호 흐름도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 스캔단계(S310), 합성단계(S320)로 구성된다.

스캔단계(S310)는 카메라모듈(105)에 구비된 다수의 화소에 의하여 폭(212)과 길이(214)의 크기로 타일 이미지를 직접 읽고(S312), 이동감지모듈(109)로 부터 이동거리, 이동방향, 회전각도 등을 포함하는 이동정보를 검출하여 타일이미지에 대한 좌표값으로 환산하고(S314), 각 타일 이미지와 해당 좌표값을 순차적으로 타일이미지 버퍼에 저장한다(S316).

합성단계(S320)는 타일이미지 버퍼에 저장된 타일이미지와 해당 좌표값을 순차적으로 읽고 해당 좌표에 맵핑하여 합성하므로 페이지 단위의 이미지를 완성한다(S322).

따라서 본 발명은 종래 기술의 라인이미지 합성단계(S20)를 생략함으로, 데이터 처리속도가 매우 빠르게 개선되는 장점이 있다.

또한, 소프트웨어의 연산처리 횟수가 적음에 의하여 오차 발생 확률이 매우 줄어들고, 화소의 위치가 고정된 타일 이미지 단위로 촬영하므로 각 화소에 대한 위치는 매우 정확하게 스캔되는 장점이 있다.

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 스캔부가 타일 이미지를 스캔하고 합성하는 상태의 설명도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 스캔단계(S310)에서 스캔부(100)가 스캔 대상물체(200)의 표면을 이동하여 순차적으로 촬영하는 과정에서, 1 번째 스캔한 영역(210-1), 2 번째 스캔한 영역(210-2), 3 번째 스캔한 영역(210-3)을 도 8-a로 도시한다.

여기서 2 번째 스캔한 영역(210-2)은 1 번째 스캔한 영역(210-1)으로 부터 가로방향으로 dX1, 세로방향으로 dY1 만큼 이동한 상태에서 스캔 되었다.

그리고 3 번째 스캔한 영역(210-3)은 2 번째 스캔한 영역(210-2)으로 부터 가로방향으로 dX2, 세로방향으로 dY2 만큼 이동한 상태에서 θ 만큼 기울어진 상태로 스캔 되었다.

또한, 각각 스캔한 영역의 사이에는 소정 크기의 겹침영역(210-4, 210-5)이 형성되며, 이와 같은 겹침영역을 구비하는 것이 바람직하다.

이러한 겹침영역은 각 타일이미지를 합성하는 합성단계(S320)에서 완성된 페이지 이미지의 정확성 확보를 위하여 특히, 미세 보정을 위하여 매우 필요한 영역이다.

또한, 제어모듈(110)에서 이동감지모듈(109)로 부터 검출된 이동정보 데이터를 분석하여 스캔부(100)의 이동방향, 이동거리 및 회전각도 등을 연산하고, 이전 단계(n-1)에서 스캔한 타일 이미지와 최소한의 겹침영역(210-4, 210-5)을 벗어나기 전에 새로이(n) 스캔할 영역으로 결정하는 과정을 반복한다.

도 8-b 는 1 번째로 스캔한 영역(210-1)의 타일 이미지(이하, ‘타일이미지-1’ 이라 한다.) 이고, 도 8-c 는 2 번째 스캔한 영역(210-2)의 타일이미지(이하, ‘타일이미지-2’라 한다.)이며, 도 8-d 는 3 번째 스캔한 영역(210-3)의 타일이미지(이하, ‘타일이미지-3’ 이라 한다.) 이다.

합성단계(S320)는 각 타일 이미지를 확인된 좌표값의 위치에 맵핑(MAPPING)하고 합성한다. 합성에는 좌표값만을 이용하는 1 차 합성과 코릴레이션 알고리즘을 이용하여 미세 조정하는 2 차 합성이 있다.

도 8-e 는 타일이미지-2를 타일이미지-1의 위치에서 가로방향으로 dX1 의 좌표값만큼, 세로방향으로 dY1 의 좌표값만큼 이동시켜 맵핑하므로 합성한 페이지 이미지이다.

그리고 도 8-f 는 타일 이미지-3 을 각도 θ 만큼 회전시킨 상태이다.

도 8-g 는 도 8-e 에 의하여 합성된 페이지 이미지에 도 8-e 에서 각도 θ 만큼 회전시킨 타일 이미지-3 을 가로방향으로 dX1+dX2, 세로방향으로 dY1+dY2 만큼 이동시켜 맵핑하므로 합성한 페이지 이미지로써의 완성된 상태이다.

도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너 장치의 제어방법 순서도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 제어모듈(110)에 의하여 동작전원이 인가되고 스캔을 시작하는 명령신호가 버튼부(120)로부터 입력된 것으로 확인되면, 메모리부(150)의 지정된 영역에 저장된 변수(PARAMETER), 일례로, 스캔부(100)의 이동방향, 이동거리, 회전각도를 포함하는 이동정보가 기록된 변수 값을 초기화 한다(S410).

이때, 제어모듈은 스캔부에 조명을 위한 점등신호와 타일 이미지 촬영(스캔)을 위한 노출신호를 출력하고, 스캔부는 이동하면서 스캔 대상물체의 표면 이미지를 타일 이미지로 촬영(스캔)한다. 이때 촬영된 타일 이미지를 n-1 번째 타일 이미지로 설명하고, 메모리부의 지정된 영역에 이동거리, 이동방향, 회전각도에 의한 좌표 정보가 포함되는 이동정보와 연계시켜 함께 순차 기록하므로 저장한다.

이러한 제어모듈은 스캔부가 검출하여 출력하는 이동정보 데이터를 분석하여 스캔부가 n-1 번째로 스캔(촬영) 한 후의 이동거리, 이동방향, 회전각도를 연산하고, 이와 같이 연산한 결과가 n-1 번째 스캔한 타일 이미지에 설정된 소정 크기의 겹침영역을 벗어나는지의 확인을 위한 연산을 수행한다(S420).

제어모듈은 연산결과를 분석하여, 스캔부의 현재 위치가 n-1 번째 스캔한 타일 이미지에 설정된 겹침영역을 벗어나는 상태 인지를 확인한다(S430).

이때, 겹침영역을 벗어나지 않는 경우에는 상기 과정(S420)으로 궤환하므로 겹침영역을 벗어나는지의 확인 과정을 계속 반복하여 연산 및 확인한다.

제어모듈에 의하여 소정의 겹침영역을 벗어나는 것으로 확인하면, 스캔부를 구성하는 카메라 모듈 및 점등모듈에 해당 제어신호를 인가하여 타일 이미지를 다시 촬영하도록 한다(S440).

이때 촬영(스캔)한 타일 이미지를 n 번째 타일 이미지로 설명한다.

제어모듈은 n 번째로 촬영한 타일 이미지와 이동감지모듈이 검출한 이동거리, 이동방향 및 회전각도를 포함하는 이동정보를 연계된 상태로 메모리부의 지정된 영역에 순차 기록하므로 타일 이미지와 이동정보를 저장한다(S450).

한편, 제어모듈은 스캔 순서를 표시하는 변수 n 의 값에 1 을 추가하는 업데이트(n=n+1) 처리하고, 이동방향, 이동거리 및 회전각도를 포함하는 이동정보 변수의 값은 초기화 한다(S460).

제어모듈은 감시 중인 버튼부로부터 스캔을 종료하는 제어명령이 입력되는지를 확인하고, 입력되지 않으면 상기 제 2 단계(S420)로 궤환하여 새로운 타일 이미지의 스캔 및 이동정보 검출을 반복한다(S470).

여기서 제어모듈에 의하여 스캔을 종료하는 제어명령이 입력되는 것으로 확인하면, 메모리부에 순차 저장된 다수의 타일 이미지 및 이동정보에 의한 좌표 정보를 이용하여 페이지 이미지로 합성하는 루틴을 수행하고(S480) 종료로 진행한다.

도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 타일 이미지를 페이지 이미지로 합성하는 루틴의 순서도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면, 타일 이미지를 페이지 이미지로 합성하는 루틴은, 제어모듈에 의하여 변수 n 의 값을 초기화하고, 메모리부에 타일 이미지를 합성하기 위한 영역 또는 버퍼 영역을 할당한다(S481).

제어모듈에 의하여 메모리부로부터 n-1 번째와 n 번째로 각각 저장된 타일 이미지와 이동정보를 읽고, 이동정보를 연산하여 좌표값으로 각각 환산한다(S482).

또한, 연산된 각각의 좌표값을 이용하여 각 타일 이미지의 기울기를 보상 처리한다(S483).

그리고 기울기가 보상된 타일 이미지를 해당 좌표값에 맵핑하므로 페이지 이미지로 1 차 합성한다(S484).

이와 같이 1 차 합성된 페이지 이미지에서 이전 단계에 스캔된 타일 이미지와 현재 단계에 스캔된 타일 이미지가 겹쳐진 겹침영역에 코릴레이션(CORRELATION) 알고리즘을 적용하고, 이전의 타일 이미지를 기준으로 현재의 타일 이미지 위치를 미세 조정하므로 다시 정확하게 합성한다(S485). 이러한 미세조정을 2 차 이미지 합성이라고 한다.

제어모듈은 변수 n 의 값에 1 을 더하고(S486), 저장된 모든 타일 이미지를 합성하였는지 확인하며, 합성할 타일 이미지가 남아 있는 경우에는 제 2 과정(S482)으로 궤환하고, 합성할 타일 이미지가 남아 있지 않은 경우에는 종료로 진행하므로 타일 이미지 합성 루틴을 종료한다(S487).

상기와 같은 구성의 본 발명은 종래의 라인이미지 센서를 사용하는 기술에 비하여 스캔 영역의 크기를 스캔부의 바닥 크기에 최대한 근사시킴으로써 스캔 동작 중 장애물이 있는 경우에도 스캔을 하지 못하는 사각영역을 최소화하는 장점이 있다.

또한, 이동감지모듈로써 가속센서를 적용할 경우는 스캔 대상물체의 스캔할 범위를 벗어나더라도 스캔이 가능하므로 스캔 영역을 극대화시키고, 가속센서를 내 부의 임의 장소에 위치시키므로 내부 공간의 활용도를 높이고 소형화를 가능하게 한다.

또한, 스캔 단계에서 화소의 위치가 물리적으로 고정된 타일 이미지 단위로 읽어 들임으로 타일 이미지의 위치 정밀도가 높고, 페이지 이미지로 합성하는 처리속도를 개선하는 장점이 있다.

또한, 타일 이미지를 스캔하는 경우, 짧은 시간 동안 점등모듈을 점등(발광) 시키므로 소모전력을 최소화하는 장점이 있다.

그리고 종래 기술에서 필요로 하는 고화질 카메라, 오토포커스, 손 떨림 방지 및 역광방지 처리 등의 보조기능이 필요하지 않으므로 생산비용을 낮추는 장점이 있다.

또한, 종래의 기술에 의한 것으로 고화질 카메라를 사용하는 기술은 보조기능을 부가한 경우에도 정해진 사용 가능한 범위를 제한하고 있으나, 본 발명에 의한 스캔부는 제한이 없으므로 시각장애인이 편하게 사용할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였고, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1 은 종래 기술의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너 장치의 기능 구성도,

도 2 는 종래 기술의 일례에 의한 것으로 스캔된 이미지 데이터를 처리하는 신호 흐름도,

도 3 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너 장치의 기능 구성 도시도,

도 4 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 도 3 에 의한 스캔부의 상세 구성 상태 도시도,

도 5 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 조명신호의 주기를 제어하고 노출신호를 출력하는 타이밍 차트,

도 6 은 본 발명의 다른 일례에 의한 것으로 조명은 항상 점등되고 노출신호의 주기를 조절하여 출력하는 타이밍 차트,

도 7 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 스캔된 이미지 데이터를 처리하는 신호 흐름도,

도 8 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 스캔부가 타일 이미지를 스캔하고 합성하는 상태의 설명도,

도 9 는 본 발명의 일례에 의한 것으로 핸디 스캐너 장치의 제어방법 순서도,

그리고

도 10 은 본 발명의 일례에 의한 것으로 타일 이미지를 페이지 이미지로 합 성하는 루틴의 순서도 이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **

100 : 스캔부 101 : 윈도우부

103 : 하우징부 105 : 카메라 모듈

107 : 점등모듈 109 : 이동감지 모듈

110 : 제어모듈 120 : 버튼부

130 : 메모리부 140 : 출력부

142 : 표시부 144 : 오디오부

146 : 인터페이스부 150 : 컴퓨터/USB

200 : 스캔 대상 물체 210 : 스캔 영역

212 : 폭 214 : 길이

Claims

핸디 스캐너 장치로서,

스캔 대상 물체의 표면에 접촉하여 자유로이 이동하면서 상기 스캔 대상 물체를 일정한 크기의 가로 및 세로로 배열된 화소로 이루어지는 타일 이미지 단위로 스캔하고, 이동방향, 이동거리 및 회전각도를 포함하는 이동정보를 검출하는, 스캔부; 및

상기 스캔부에 접속되고, 상기 이동정보와 상기 타일 이미지를 합성하여 하나의 완성된 페이지 이미지를 생성하는 제어모듈을 포함하며,

상기 스캔부는,

상기 스캔 대상 물체와 고정된 물상거리를 유지하며 상기 스캔 대상 물체를 타일 이미지 단위로 촬영하는 카메라 모듈; 및

이동 정보를 검출하는 이동감지 모듈을 포함하는, 핸디 스캐너 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스캔부는,

스캔할 타일 이미지의 영역을 형성하고 투명한 재질로 이루어지는 윈도우부; 및

상기 윈도우부를 바닥에 구비하고 외부로부터 빛의 유입을 차단하는 하우징부를 더 포함하며,

상기 카메라 모듈은 상기 하우징부 내부에 고정된, 핸디 스캐너 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 스캔부는,

상기 하우징부의 내부에 고정되고, 상기 제어모듈로부터 출력되는 점등신호에 의하여 설정된 시간 동안 점등되어 상기 스캔 대상물체를 조명하는 점등모듈을 더 포함하는, 핸디 스캐너 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 윈도우부의 크기는 상기 하우징부의 바닥면 크기와 동일한, 핸디 스캐너 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 제어모듈에 접속하고 스캔 시작과 종료 명령을 입력하는 버튼부와,

상기 버튼부와 컴퓨터 중에서 어느 하나로부터 입력된 제어명령에 의하여 제어모듈이 합성한 이미지와 상기 합성한 이미지를 인식하여 변환한 텍스트, 오디오 및 비디오 데이터를 정합상태로 출력하는 출력부와,

상기 제어모듈에 접속되며, 타일 이미지 및 이동정보를 포함한 데이터를 저장하는 메모리부를 더 포함하며,

상기 이동감지 모듈은 광마우스 센서, 볼마우스 센서, 가속센서, 자이로 센서 중에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어지며, 상기 윈도우부의 길이 방향으로 양쪽에 각각 1 개씩 구비하고 하단, 중단, 상단 중에서 선택된 위치에 고정되어 있는, 핸디 스캐너 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제어모듈은,

상기 스캔부가 이동하는 경우, 상기 하우징부의 내부에 고정된 상기 카메라모듈이 상기 타일 이미지를 촬영할 때 발생하는 잔상을 최소화시키기 위하여, 2ms 이하의 시간 동안 상기 점등모듈을 점등시키는 점등신호를 상기 점등모듈로 출력하는, 핸디 스캐너 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 제어모듈은,

상기 점등모듈을 점등시킨 상태에서, 2ms 이하의 시간 동안 상기 카메라 모듈의 노출을 허용하는 노출제어 신호를 상기 카메라 모듈로 출력하는, 핸디 스캐너 장치
스캔 대상 물체의 표면에 접촉하여 자유로이 이동하면서 연속 촬영한 타일 이미지와 이동정보를 출력하는 스캔부와,

상기 스캔부에 접속하고, 수직동기 신호, 노출신호 및 점등신호를 출력하며 상기 이동 정보와 타일 이미지를 합성하여 하나의 완성된 페이지 이미지를 생성하는 제어모듈과,

상기 제어모듈에 타일 이미지의 스캔 명령을 입력하는 버튼부와,

상기 버튼부 또는 컴퓨터로부터 선택된 기능에 따라 제어모듈의 제어에 의하여 텍스트, 오디오 및 비디오 데이터를 출력하는 출력부와,

상기 제어모듈에 접속하고 이미지와 연산에 의한 데이터를 저장하는 메모리부를 포함하여 이루어지는 핸디 스캐너 장치의 제어방법에 있어서,

상기 타일 이미지의 스캔은,

상기 제어모듈에 의하여 스캔 시작 명령이 입력되면 스캔부의 이동방향, 이동거리, 회전각도를 포함하는 변수의 값을 초기화하는 제 1 단계;

상기 스캔부가 검출하여 출력하는 이동정보 데이터를 분석하여 이동방향, 이동거리, 회전각도를 연산하고 상기 연산한 결과가 직전에 스캔한 타일이미지에 설정한 소정 크기의 겹침영역을 벗어나는지의 확인을 반복하는 제 2 단계;

상기 연산한 결과가 상기 겹침영역을 벗어나는 것으로 확인되면 상기 스캔부에 스캔 제어신호와 점등신호를 출력하고 타일이미지를 촬영하여 상기 이동방향, 이동거리, 회전각도를 포함한 이동정보 데이터와 함께 상기 메모리부의 할당된 영역에 순차 저장하는 제 3 단계; 및

상기 타일이미지의 스캔 종료 명령이 입력되지 않으면 상기 제 2 단계로 궤환하고 상기 스캔 종료 명령이 입력되면 상기 저장된 타일 이미지를 합성하는 제 4 단계를 포함하는, 핸디 스캐너 장치의 제어방법.
제 8 항에 있어서,

상기 타일이미지의 합성은,

상기 제어모듈에 의하여 변수 n 의 값을 초기화하고, 합성한 이미지를 저장하기 위한 버퍼를 할당하는 제1 과정;

상기 메모리부로부터 n-1 및 n 번째 타일이미지와 이동방향과 이동거리를 읽고 좌표로 각각 환산하는 제 2 과정;

상기 2개의 좌표값으로부터 상기 타일이미지의 기울기를 구하고 n 번째 타일이미지의 기울기를 회전 보상하는 제 3 과정;

상기 타일이미지를 이동시켜 상기 좌표 위치에 맵핑하므로 1 차 합성하는 제 4 과정;

상기 n-1 번째 타일이미지와 n 번째 타일이미지의 겹친 영역에 코릴레이션 (CORRELATION) 알고리즘을 적용하여 미세 보정하므로 2 차 합성하는 제 5 과정; 및

상기 변수 n 의 값을 1 증가하고 합성할 타일이미지가 남아 있으면 상기 제 2 과정으로 궤환하며 합성할 타일이미지가 없으면 종료하는 제 6 과정을 포함하는, 핸디 스캐너 장치의 제어방법.