CN102713930A - 手持扫描装置及其控制方法 - Google Patents

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CN102713930A CN2010800570109A CN201080057010A CN102713930A CN 102713930 A CN102713930 A CN 102713930A CN 2010800570109 A CN2010800570109 A CN 2010800570109A CN 201080057010 A CN201080057010 A CN 201080057010A CN 102713930 A CN102713930 A CN 102713930A
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Abstract

本发明涉及一种手持扫描装置及其控制方法，将大于扫描仪的扫描对象物体的表面以规定大小的二维平铺图像单位进行摄影，并根据移动信息合成并完成页面图像，其特征在于，扫描部包括：形成需扫描的平铺图像的区域的透明的窗口部；阻止外部光流入的外壳部；与扫描对象物体保持固定的物像距离并摄影平铺图像的相机模块；根据照明信号仅点亮到规定时间的照明模块；输出移动信息的移动感应模块。本发明具有如下效果，即通过以像素的位置固定的二维平铺图像单位进行扫描，提高像素的位置精密度，减少计算次数，因此可进行高速信号处理，且扫描区域接近外壳部的底面，因此最大限度地增大可扫描的区域。

Description

手持扫描装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种手持扫描仪，尤其涉及为了扫描大于扫描仪读取区域的扫描对象物体而构成的手持扫描装置及其控制方法。
背景技术
包括报纸等将记录在扫描对象物体表面的内容转换为数码图像(image)的装置一般叫做扫描仪(scanner)或复印机(copier)(以下，称为“扫描仪”)。扫描仪将记录在扫描对象物体原件表面上的内容以图像输入，并转换成数字信号进行储存及传送，并通过数字图像处理(digital image processing)进行多种应用(application)。
通过扫描仪将原件图像输入为数字信号的方式中的一个便是利用接触式图像传感器，且通常此类接触式图像传感器利用配置成一列的一列图像传感器。
此类扫描仪在办公室等作为办公用使用，有通过马达驱动扫描文件表面的图像传感器的自动驱动方式和通过手动来驱动的手动驱动方式。
本发明涉及将小型扫描仪通过手动来驱动的手持扫描仪。
手持扫描仪需要测定图像传感器的移动方向及移动量的移动检测单位。
作为依据现有技术的手持扫描仪的一例，有专利申请第2000-68664号(2000-11-18)“接触式图像传感器及利用该传感器的手持扫描仪”。所述依据现有技术的手持扫描仪读出并计算一维图像数据，进而转换为二维图像，由于计算次数多，而动作速度较慢且各像素的位置精密度降低，并且由于构造上的问题，存在能够扫描的区域缩小等问题。
图1是示出根据现有技术的一例的手持扫描仪的功能构成图。
以下，参照附图详细说明依据现有技术的手持扫描仪10，其构成为，在外壳部20的底面包括线图像传感器30(line image sensor)和用于检测手持扫描仪的移动信息的移动感应部40。
外壳部20只具有固定线图像传感器30、移动感应部40等构造物的功能。
接触式线图像传感器30由以下构成。即，照明功能部，向包括原稿等的扫描对象物体的表面提供光线；LED，用于接收从原稿表面反射的光；透明板，用于保持紧贴于镜头和原稿表面的状态。而且，线图像传感器30从外壳部20的底面的***线分别隔离“a”、“b”、“c”、“d”距离，并且固定在外壳部20的底面。
手持扫描仪10移动着扫描途中，若遇到障碍物，则不能扫描对应隔离的距离。
所述问题是手持扫描仪10的功能上的重大问题，尤其，由于常发生在书等具有书层叠部分或被绑部分的扫描对象物体中，因此具有扫描后不能连接行与行之间的文脉的问题。
构成在接触式线图像传感器30的镜头，由于焦点深度极小，因此存在手持扫描仪10的局部与原稿表面稍微脱离(通常0.5mm以下)，也极大损伤被扫描的图像的问题。
移动感应部40固定在外壳部20的底面，并检测手持扫描仪10的移动方向、移动距离等移动信息。
从所述线图像传感器30读出的一维线图像数据，将由移动感应部40检测出的移动信息以坐标进行换算，并以线单位配置在相应位置上，进而合成为二维的平铺图像。
因此，在将扫描的线图像数据合成为二维的平铺图像过程中，存在做计算需要很长时间且像素(pixel)的位置精密度降低的问题。
图2是示出根据现有技术的一例处理已扫描的图像数据的信号流程图。
以下，参照附图详细说明，利用像素(pixel)配置为一列的线图像传感器30和移动感应部50的方式是由扫描步骤(S10)、线图像合成步骤(S20)和平铺图像合成步骤(S30)构成。
通过控制部的控制(省略图示)，扫描步骤(S10)从线图像传感器30中读出线图像(S12)，并从移动感应部50检测移动信息，用坐标值换算线图像(S14)，而控制部将读出的线图像和坐标值依次储存在存储器(未图示)或线缓冲器内(S16)。
控制部在线图像合成步骤(S20)中，读出储存在线缓冲器中的线图像和坐标值，以设定的预定的面积单位，将线图像映射在相对坐标上(S22)，计算处理映射的各线图像的坐标，合成为平铺图像(S24)，将合成的预定面积单位的各平铺图像通过相对坐标值依次储存在平铺图像缓冲器的分配区域中(S26)。
在平铺图像合成步骤(S30)中，重新读出依次储存在平铺图像缓冲器中的各平铺图像的坐标值，并将各平铺图像映射在相应坐标上并合成，从而建立完整的页面图像(S32)。
此类现有技术是组合一维的画像数据并合成而导致计算次数增多，因此需要控制部的处理速度较快且需要具备大容量存储器，因而出现价格相对变高的问题。
而且，构成在移动感应部50来检测移动方向的传感器，需保持精密的误差范围，因此具有生产性降低，且不良发生率变高的问题。
摄影(扫描)扫描对象物体后，为正确地识别数字信号需耗费很多时间，因此存在扫描速度降低，并且由于一维画像数据的组合误差，位置精密度变低的问题。
因此，需要开发在手持扫描仪上通过减少画像数据的组合次数，即使控制部的计算速度低，也可以提高各像素的位置精密度来最大限度地扩大可扫描区域的技术。
发明内容
为了解决所述现有技术的问题点和必要性，本发明的目的在于，提供手持扫描装置及其控制方法，尤其，由于将扫描的图像以二维预定大小的图像(以下，称为“平铺图像”)单位进行摄影并扫描，因此，减少合成画像数据的计算次数，并提高扫描速度。
本发明的目的在于，提供手持扫描装置及其控制方法，根据现有技术的线图像感应方式是由于在外壳***和线图像传感器之间必然发生间隔，因此，若在扫描对象物体存在障碍物便限制扫描区域，本发明利用相机摄影为平铺图像，减小不可扫描的区域。
而且，在摄影平铺图像时使用普通画质的相机，因此可减轻由于高画质相机及辅助手段而发生的价格负担，而且可让视觉障碍人方便使用。
为了解决所述目的而提出的本发明，提供一种手持扫描装置，包括：扫描部，接触在扫描对象物体的表面，自由移动的同时，输出连续摄影的平铺图像和移动方向、移动距离、旋转角度等的移动信息；控制模块，连接在扫描部，输出垂直同步信号、曝光信号和点灯信号，扫描输入移动信息和平铺图像并合成来建立一个完整的页面图像；按钮部，连接在控制模块，并输入平铺图像的扫描开始和结束命令；输出部，通过按钮部和电脑中的一个输入的控制命令将控制模块合成的图像和识别合成的图像并转换的文本、音频及视频数据以整合状态输出；存储部，连接在控制模块，并储存平铺图像和移动信息和经合成计算的数据，其特征在于，扫描部，包括：窗口部，在扫描对象物体的表面形成要进行扫描的平铺图像的区域，并由透明材质构成；外壳部，在底面具备窗口部，并阻止外部光的进入；相机模块，固定在外壳部的内部，与扫描对象物体保持固定的物像距离，将窗口部的平铺图像以横竖排列的像素单位进行扫描；灯光模块，固定在外壳部的内部，照明扫描对象物体到通过控制模块的点灯信号所设定的时间；移动感应模块，固定在外壳部的内部，通过控制模块的控制，检测相邻的平铺图像的扫描点为止的移动方向和移动距离信息，移动感应模块由选自光学鼠标传感器、滚球鼠标传感器、加速传感器、陀螺仪传感器中的一个以上构成，移动感应模块应优选在窗口部的长度方向的两侧各具备一个，并选择固定在下端、中端、上端中的一个以上的位置上。
控制模块由如下构成。即，扫描部在移动时，为了减少固定在外壳部的内部的相机模块摄影(扫描)平铺图像时发生的余像，将垂直同步信号和曝光时间使用相机的通常控制信号值，通过与曝光时间相关联的点灯信号，点亮灯光模块到2ms以下时间。
而且，在连续点亮灯光模块的状态下，控制模块通过2ms以下的瞬间曝光控制信号，允许相机模块曝光并扫描。
为了达成所述目的而提出的本发明，提供一种手持扫描装置的控制方法，包括：扫描部，接触在扫描对象物体的表面，自由移动的同时，输出连续摄影的平铺图像和移动信息；控制模块，连接在扫描部，输出垂直同步信号、曝光信号和点灯信号，扫描输入移动信息和平铺图像并合成来建立一个完整的页面图像；按钮部，向控制模块输入平铺图像的扫描命令；输出部，根据按钮部或电脑所选择的功能，通过控制模块的控制输出文本、音频及视频数据；存储部，连接在控制模块，并储存图像和各数据，其特征在于，平铺图像扫描，包括以下步骤：第1步骤，当向控制模块输入开始扫描命令时，初始化包含扫描部的移动方向、移动距离、旋转角度的变量值；第2步骤，分析扫描部检测并输出的移动信息数据，计算移动方向、移动距离、旋转角度，并反复确认计算的结果是否超出之前扫描的平铺图像上所设定的预定大小的重叠区域；第3步骤，若计算结果超出重叠区域，便向扫描部输出扫描控制信号和点灯信号，摄影平铺图像，并与包含移动方向、移动距离、旋转角度的移动信息一同依次储存在存储部的分配区域中；第4步骤，若没有输入平铺图像的结束扫描命令，便回到第2步骤，若输入结束扫描命令，便合成储存的平铺图像。
平铺图像的合成，优选包括：第1过程，通过控制模块初始化变量n的值，并分配用于储存合成的图像的缓冲器；第2过程，从存储部读出第n-1次及第n次平铺图像、移动方向和移动距离，并换算成各个坐标；第3过程，从2个坐标值求出平铺图像的倾斜度，并旋转补偿第n次平铺图像的倾斜度；第4过程，移动平铺图像映射在坐标位置上进行1次合成；第5过程，在第n-1次平铺图像和第n次平铺图像的重叠区域适用相关算法来进行细微补偿，进而进行第2次合成；第6过程，在变量n的值上增加1，若剩下所要合成的平铺图像，便回到第2过程，若没有要合成的平铺图像，便结束。
如上所述构成的本发明，通过手持扫描仪将扫描对象物体的表面以一维的平铺图像单元进行摄影，并进行平铺图像的合成处理，因此具有提高像素位置的精确度及提高扫描速度的工业利用效果。
如上所述构成的本发明，将提供扫描区域的窗口部的大小形成为与外壳部的底面大小近似，从而最大限度地扩大可扫描区域，并减少由于障碍物而不能扫描的区域，因而方便使用。
如上所述构成的本发明通过使用加速传感器、陀螺仪传感器，因此在扫描弯曲形成的扫描对象物体的表面时，不受扫描区域的限制，而且不限制传感器的附着位置，因此可将整体尺寸小型化进而方便使用。
如上所述构成的本发明不限制扫描对象物体的扫描区域，因此视觉障碍人也能简单使用，且使用方便。
如上所述构成的本发明，通过控制点灯阻止外部光的进入，并减小结像时间而减少余像，可鲜明地进行扫描，并减少耗电，具有工业利用效果。
如上所述构成的本发明，并不需要高画质相机和自动聚焦、防抖、防逆光处理功能，使用普通相机，扫描为平铺图像单元，通过数字图像处理进行合成，因此具有减少扫描的图像的合成次数，进而快速输出扫描结果，并降低价格的工业利用效果。
如上所述构成的本发明，无需对准焦距，并阻止来自外部的不必要的光的进入，因此，具有视觉障碍人可方便扫描并确认记录在形态不规定的扫描对象物体表面的内容的使用上方便的效果。
如上所述构成的本发明，检测移动距离和移动方向并扫描为平铺图像的大小单位，因此，具有降低在计算处理及合成时导致的误差率，并减少合成图像的误差发生及生产的不良率，提高生产性的工业利用效果。
以平铺图像单位扫描画像数据并进行组合，因此，存在计算次数变少，可使用处理速度低的控制部，而且随计算处理结果的数据量变少，因而减少存储部的容量来降低产品的价格。
附图说明
图1是示出根据现有技术的一例的手持扫描装置的功能构成图。
图2是示出根据现有技术的一例的处理已扫描的图像数据的信号流程图。
图3是示出根据本发明的一例的手持扫描装置的功能构成图。
图4是示出根据本发明的一例的图3的扫描部的详细构成状态图。
图5是示出根据本发明的一例的控制照明信号并输出曝光信号的时间图表。
图6是示出根据本发明的另一例的始终点亮照明并调整曝光信号来输出的时间图表。
图7是示出根据本发明的一例的扫描及处理图像数据的信号流程图。
图8是示出根据本发明的一例的合成已扫描的平铺图像的状态说明图。
图9是示出根据本发明的一例的手持扫描装置的控制方法顺序图。
图10是示出根据本发明的一例的将平铺图像合成为页面图像的程序顺序图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。
本说明书及权利要求范围中使用的术语或单词，并不限制解释为通常的或字典上的意义，为了使用最佳的方法来说明发明人的发明，可适当地定义术语的概念的原则上，应解释为与本发明的技术性思想一致的意义和概念。且，对于判断为可引起本发明的要旨不明确的公知功能及构成，可省略对其的详细说明及图面。
数码相机采用帧单位进行摄影，而帧单位是由横竖按规定大小排列的像素(PIXEL)构成，控制摄影的信号具有活性化控制竖向排列的像素的垂直同步信号和活性化控制横向排列的像素的水平同步信号。
曝光时间是指控制水平同步信号，并输入被摄物体的图像信号的摄影时间，照明时间是指在暗处进行摄影时为了确保所需光量而照明被摄物体的时间。
通常，若照明信号时间长，则入射到相机的光量增多，因此，可确保鲜明的图像的画像数据，但若被摄物体移动，便留下余像。
数码(DIGITAL)相机的摄影方式具有依次控制曝光时间的卷帘快门(ROLLING SHUTTER)方式和以同时间的曝光时间控制所有像素(PIXEL)的全局快门(GLOBAL)方式。
卷帘快门方式由于容易控制且构造简单，因此是普遍使用的方式，但静止影像会变模糊，而全局快门方式虽然不易控制且构造复杂，但可得到清晰的静止影像。
相机输入在暗处亮灯而反射的光，并转换为画像数据。此时，调整亮灯时间，提高所输入的画像数据的鲜明度。
在数码相机中，曝光信号是指输入被摄物体的图像进行摄影的时间，点灯信号是指照亮被摄物体的时间。
而且，以帧单位摄影影像信号的横竖排列的像素(PIXEL)中，活性化控制竖向排列的像素的信号是垂直同步信号，活性化控制横向排列的像素的信号是水平同步信号。
即，数码相机向各像素输入垂直同步信号和水平同步信号时，完全被活性化，因而可摄影被摄物体的图像。
通常，若点灯信号时间长，则入射到相机的光量增多，因此，可确保鲜明的图像的画像数据，但若被摄物体移动，便留下余像。
本发明的说明中扫描和摄影的意思相似，可根据语境适当使用。并且，重叠区域和重复区域的意思相似，也可根据语境灵活运用。
图3是示出根据本发明的一例的手持扫描装置的功能构成图。
以下，参照附图详细说明本发明，包括：扫描部100、控制模块110、按钮部120、存储部130、输出部140、电脑或USB存储器150。
扫描部100，自由移动在扫描对象物体的表面，并输出连续摄影的平铺图像和包含移动方向、移动距离、旋转角度的移动信息，是包含窗口部101、外壳部103、相机模块105、灯光模块107、移动感应模块109的输入装置。
窗口部101，在需扫描(摄影)的被摄物体或原稿(以下，称为“扫描对象物体”)的表面形成平铺图像区域，并采用透明材质构成。
外壳部103，在下面具备窗口部101，并阻止来自外部的光。
相机模块105，固定在外壳部103的内部，与扫描对象物体保持固定的物像距离，并通过窗口部101，将平铺图像以横竖排列的像素曝光并进行扫描。
即，根据控制模块110的活性化控制信号控制为活性化状态，根据点灯信号灯光模块107照亮扫描对象物体，根据曝光信号将通过窗口部101确认的扫描对象物体曝光为预定大小的平铺图像并进行摄影(扫描)。
灯光模块107，固定在外壳部103的内部，通过控制模块110的点灯信号，照明扫描对象物体到所设定时间。
移动感应模块109，固定在外壳部103的内部，通过控制模块110的控制，检测相邻的平铺图像扫描时刻为止的移动方向和移动距离及旋转角度等的移动信息，移动感应模块由选自光学鼠标传感器、滚球鼠标传感器、加速传感器、陀螺仪传感器中的一个以上构成，移动感应模块在窗口部的长度方向的两侧各具备一个，并固定在从下端、中端、上端中选择的位置上。
即，移动感应模块109可具备多个，以便确保检测的移动信息的可靠性，且优选具备2个。若使用光学鼠标传感器和滚球鼠标传感器，优选固定在下端，若使用加速传感器和陀螺仪传感器，其固定位置不受限制。
控制模块110，连接在扫描部100，输出垂直同步信号、曝光信号和点灯信号，扫描输入移动方向、移动距离、旋转角度等移动信息和平铺图像并合成，来建立一个完整的页面图像。扫描部100移动时，为了减少固定在外壳部103的内部的相机模块105摄影平铺图像时发生的余像，垂直同步信号和曝光时间使用相机的通常控制信号值，根据与曝光时间相关联的点灯信号将灯光模块107点灯并照明2ms以下的时间。作为一例，连续点灯灯光模块107的状态下，根据2ms以下的瞬间曝光控制信号允许相机模块曝光，进而进行扫描。
即，若提供动作电源，控制模块110便初始化包含变量n的各变量(参数)值，监视各功能部，并将所有信号处理为数字信号。若确认到由监视中的按钮部120输入开始扫描的命令信号，便将构成扫描部100的相机模块105、灯光模块107和移动感应模块109控制为活性化状态，向相机模块105输出与相机模块105的垂直同步控制信号同步的曝光信号(水平同步信号)，进而进行摄影(扫描)。
若对相机模块105施加垂直同步信号和曝光信号(水平同步信号)，则摄影(扫描)扫描对象物体，因此摄影位于物像距离上的平铺图像，并作为数字信号输出。
物像距离是指为了使扫描对象物***于相机模块105的焦距上而固定的距离。而且，相机模块105还可扫描位于超出物像距离的距离上的物体。
控制模块110向灯光模块107输出与垂直同步信号同步的点灯信号。此时，移动感应模块109通过控制模块110的控制，按照垂直同步信号的周期检测及提供包含移动距离和移动方向的移动信息。
控制模块110计算从移动感应模块109检测的移动信息，算出移动方向和移动距离，若判断为移动到超出与以前(n-1)扫描摄影的平铺图像的最小重叠区域的位置，便向相机模块105重新施加曝光信号的同时向灯光模块107施加点灯信号并控制重新摄影(扫描)移动位置上的新(n)的平铺图像。
摄影(扫描)完的平铺图像和相对应的移动信息，以相关联的状态储存在存储部130的分配区域的同时，与依次向上调整的变量(n)值相关联的进行储存及管理，反复进行此过程。
控制模块110，若确认到由监视中的按钮部120输入结束扫描的命令信号，便结束扫描部100的活性化状态，计算分别储存的移动信息，补正包含平铺图像的旋转的倾斜度(TILT)，并朝移动方向移动距离，合成1次图像，重叠区域适用相关(CORRELATION)算法，2次细微调整位置，进而完成图像合成。
即，多个平铺(TILE)图像(IMAGE)，通过1次和2次来完成合成，进而生成一个页面(PAGE)图像。
此时，控制模块110在存储部150的分配区域分别储存及管理平铺图像和合成的平铺图像。
而且，控制模块110根据从按钮部120或电脑150输入的控制命令信号，按照所选定的功能，可处理如下功能，即，文字识别(OCR)功能，文字化被合成的页面(PAGE)图像；语言转换(LANGUAGE TRANSLATION)功能，将文字转换为被选国家的语言；语音(TTS)功能，将文字转换为语音，并将作为各功能算出的输出数据传送到输出部140的相对应的输出装置上。
按钮部120，连接于控制模块110，输入开始扫描平铺图像的命令和结束命令、文字识别(OCR)命令、语言转换(LANGUAGE TRANSLATION)命令、语言(TTS)命令等，具有多个按钮(BUTTON)或键(KEY)。
存储部130，连接于控制模块110，在分配(指定)区域中记录并储存与平铺图像和移动信息及经合成，计算的页面图像数据，由ROM、RAM等而成，且还可利用为缓冲(BUFFER)存储器。
输出部40，通过从按钮部120或电脑(PC)输入的控制命令，将控制模块110合成、识别并将转换的文本、音频、视频数据以整合(MATCHING)状态输出，由显示部142、音频部144和接口部(I/F：INTERFACE)146构成。
显示部142，输出由控制模块110施加的平铺图像信号或/及合成的页面图像信号，通过视觉确认，音频部144由控制模块110施加，接收将文本转换为音频信号的数字音频信号，并将其转换为模拟音频信号，并以可听信号输出，进而通过听觉确认。
接口部146，将扫描并识别的平铺图像、合成的页面图像，转换的文本、音频等的数据作为数字数据信号向外部输出的同时，从外部输入各种数据。作为一例，接口部146，与包含电脑160、USB(UNIVERSAL SERIAL BUS)、存储器、外部显示器等的多种***装置(PERIPHERAL)连接，并以整合状态输出，所述接口部146若连接电脑160，可输入运营控制模块110的多种应用(APPLICATION)程序及变量(PARAMETER)值，并进行修改。
图4是示出根据本发明的一例的图3的扫描部的详细构成状态图。
以下，参照附图详细说明本发明。扫描部100，由窗口部101、外壳部103、相机模块105、灯光模块107、移动感应模块109构成。
窗口部101，与扫描对象物体200接触及移动，并提供相机模块105一次能摄影平铺图像的扫描区域210。作为一例，采用透明材质制成，设置为与外壳部102的底面幅度、长度相同或最大限度地接近，从而在扫描部100进行扫描途中即便遇到障碍物，也不会产生由于从外壳部103的***到扫描区域210的间距而无法对扫描对象物体200进行扫描的死角地带。
即，利用扫描部100扫描书等一页书时，外壳部103的***到达页与页重叠的书层部分时，扫描部100便不能移动。此时，必然会产生对应外壳部103的***和扫描区域210间的间隔的无法扫描的死角区域。
本发明在使用现有的线(LINE)图像传感器的方式上，能最大限度地减小外壳部和线(LINE)图像传感器之间必须确保的预定范围以上的间隔，这是本发明的最大优点之一。
外壳部103，阻止光或照明从外部向相机模块105流入的同时，还可起到在指定位置固定相机模块105、灯光模块107、移动感应模块109的基本框架的作用。
扫描动作中，外壳部103的内部没有从外部流入的光，单纯地只将灯光模块107的光使用为相机模块105的照明光。
相机模块105，与通过窗口部101投射的扫描对象物体200保持固定的物像距离，并固定在外壳部103的指定位置上，以便在扫描区域210摄影(扫描)相对应的平铺图像。相机模块105包含如CMOS、CCD等元件，且根据控制模块110的垂直同步信号和曝光信号(水平同步信号)被活性化，进而在扫描区域210摄影(扫描)相对应的平铺图像。
相机模块105通过一次摄影(扫描)对应于窗口部101形成的预定幅度212和长度214的扫描区域210，来确保平铺图像。
比起使用根据现有技术的线(LINE)图像传感器来得到以线单位(本发明中，幅度212对应于一个像素)扫描且经图像处理过程合成的平铺图像，更能提高像素的位置精密度及处理速度。
在此，物像距离是指从窗口部101或扫描对象物体200到相机模块105的直线距离，通常是指相机模块105的焦距。相机模块105根据控制模块110的控制，可摄影(扫描)并识别位于稍微超过物像距离位置的扫描对象物体200。
即，相机模块104摄影窗口部101形成的平铺图像区域210，且比起使用依据现有技术的线(LINE)图像传感器，可一次扫描更宽的区域，尤其，扫描书等时，也可精密地扫描页与页重叠的部分。
灯光模块107固定在外壳部103的指定位置上，通过窗口部101照明扫描对象物体200，可使用LED、灯泡等，但为了在被控制的短时间内用低电力提供充分的光量，优选由小型且瓦特级的高功率高亮度的LED构成，而且为了确保相机模块104摄影时所需要的光量，可构成为一个以上，根据控制模块110的点灯信号点灯(发光)预定时间，并优选固定在向扫描区域210提供均匀照度的照明的位置。
灯光模块107为了最大限度的减少在扫描部100移动的同时连续摄影时发生的余像，根据控制模块110的点灯信号点灯(发光、ON)预定的短时间，没有施加点灯信号时，保持关闭(OFF)状态。因此，可扫描出鲜明的平铺图像，这是本发明的重要优点中的一个。
移动感应模块109检测包含扫描部100移动的移动方向、移动距离、旋转角度等的移动信息，具备一个以上，可由光学鼠标传感器、滚球鼠标传感器、加速传感器、陀螺仪传感器中选择的一个或混合一个以上来构成。
而且，移动感应模块109固定在包括外壳部103的下端、中端、上端的位置中选择的一个以上的位置。
作为一例，若选择使用光学鼠标传感器或滚球鼠标传感器时，由于传感器的输出信号为数字信号，因此信号处理比较容易，但传感器必须接触在扫描对象物体，因此需固定在外壳部103的下端的底面，且需要底面要宽，而且传感器超出扫描对象物体的区域时不能检测移动信息。
若选择使用加速传感器或陀螺仪传感器时，可固定在包含外壳部103的中端、上端、下端的所有位置中选择的位置上，因此不限制固定位置。但由于输出信号为模拟信号，因此为了信号处理，附加电路比较复杂。而且传感器无需接触在扫描对象物体200，因此，可固定、安装在外壳部103内部的任何位置，因此扫描部100得以小型化，且即使传感器超出扫描对象物体的区域，传感器也能运转，可扫描到更宽的部分。
移动感应模块109，为了确保被检测的移动信息的可靠性，优选具备一个以上，且优选在外壳部103的长度方向，的两侧各具备一个。
外壳部103可构成为阻止来自外部的光的构造和固定移动感应模块109的框架为不同构造物。
如上构成的扫描部100，通过控制模块110的控制，移动或停止在扫描对象物体200的表面，进而摄影扫描区域210单位的平铺图像。
由于以平铺图像区域210单位扫描扫描对象物体200的表面，因此比起根据现有技术的利用像素一列配置的线图像传感器30进行扫描，速度更快，且更明确地进行扫描。
所述扫描部100，通过控制模块110的控制信号运转，自由移动在扫描对象物体200的表面，连续扫描扫描区域210单位读出平铺图像，通过移动感应模块109检测各平铺图像的移动信息，分析检测出的移动信息并在计算出的坐标的对应位置上配置各平铺图像，进而合成页面单位的图像。
图5是示出根据本发明的一例的控制照明信号输出曝光信号的时间图标，图6是示出根据本发明的另一例的始终点亮照明且调整曝光信号来输出的时间图标。
以下，参照附图详细说明，图5和图6是本发明的一例，其最大限度地减少图像传感器的结像时间，并减少扫描部100移动并摄影时发生的余像。
当施加垂直方向同步信号和水平方向同步信号(曝光信号)时，构成在相机的各像素输入图像信号。
通常，垂直同步信号和曝光信号是使用在相机模块105上的信号，垂直同步信号是指为了活性化相机模块105的帧图像(本发明中对应于平铺图像)的控制信号，曝光信号是指在相机模块105内部的图像传感器中结像期间被施加的控制信号，施加垂直同步信号后，延迟预定时间t2，并曝光时间t3期间施加曝光信号，而曝光时间t3期间，在图像传感器中继续积累结像，因此，扫描部100边移动边进行扫描时，会留下对应于移动速度与曝光时间t3相乘值的余像。
余像的发生长度可通过如下公式进行计算。
[数学式]
ΔL＝v*t3
v是指移动速度，mm/sec单位的值，t3是指曝光时间，sec单位的值，ΔL是指余像发生的长度，mm单位的值。
由于移动速度(v)是使用者的选择事项而难以控制，而为了最大限度地减少余像，应减小对应于曝光时间(t3)的时间。
t1是指垂直同步时间，是施加垂直同步信号后摄影一个帧图像(本发明中对应于平铺图像)的时间。
适用在本发明的照明信号由控制模块110施加，是为了提供安装在外壳部103的内部的相机模块105进行摄影时所需要的照明而控制灯光模块107的信号。
摄影模式可适用由抓拍摄影模式和连续摄影模式中选择的一个模式，抓拍摄影模式是有必要摄影时向相机模块105施加控制信号，读出图像并储存，连续摄影模式是按预定周期向相机模块105施加控制信号，有必要摄影(扫描)时，储存摄影的图像，而剩下的则扔掉。
通过控制模块分析从移动感应模块109得到的数据而决定有必要摄影的时点，此部分会在后面进行详细说明。
在图5中，照常使用相机模块105的通常的垂直同步信号t1和曝光时间t3，而减少照明模块106的照明时间t4，熄灭灯光模块107的状态下通过外壳部102成为阻止外部的光的状态，结果，会得到与减少曝光时间t3时相同的效果。
图6是示出减少相机模块105的曝光时间t3的方式。
本发明中照明优选以充分光量保持短时间。
作为一例，将本发明的平铺图像手持扫描装置设定为以50mm/sec速度运转，将照明信号的时间值t4设定为2ms时，在扫描完的图像中发生的余像的长度为L＝v*t4＝50*0.002＝0.1(mm)。
此时50mm/sec速度为4秒内移动A4用纸的横向长度的速度。
通常，印刷在报纸上的文字画的幅度为0.25mm，而0.1mm对应于约40％，因此可充分地识别及解读文字。因此若减小t4时间值，便可减小余像。
图7是示出根据本发明的一例的扫描及处理图像数据的信号流程图。
以下，参照附图详细说明的话，由扫描步骤(S310)和合成步骤(S320)构成。
扫描步骤(S310)，根据具备在相机模块105的多个像素，直接读出幅度212和长度214大小的平铺图像(S312)，通过移动感应模块109检测包含移动距离、移动方向、旋转角度等的移动信息，换算为对平铺图像的坐标值(S314)，并将各平铺图像和对应的坐标值依次储存在平铺图像缓冲器中(S316)。
合成阶段(S320)，依次读出储存在平铺图像缓冲器中的平铺图像和对应的坐标值，映射在对应坐标上并合成，进而完成页面单位的图像(S322)。
本发明由于省略现有技术的线图像合成步骤(S20)，因此数据处理速度被改善为更快。
而且，通过减少软件的计算处理次数，从而减少误差发生率，并以像素的位置固定的平铺图像单位摄影，因此，可明确地扫描各像素的位置。
图8是示出根据本发明的一例的合成扫描部扫描的平铺图像的状态的说明图。
以下，参照附图详细说明的话，图8-a示出在扫描步骤(S310)中，扫描部100移动在扫描对象物体200的表面并依次摄影过程中的第1次扫描的区域210-1、第2次扫描的区域210-2、第3次扫描的区域210-3。
第2次扫描的区域210-2是从第1次扫描的区域210-1开始朝横方向移动dX1、朝竖方向移动dY1的状态下被扫描的区域。
第3次扫描的区域210-3是从第2次扫描的区域210-2开始朝横方向移动dX2、朝竖方向移动dY2的状态下倾斜θ状态下被扫描的区域。
且，在各个扫描的区域之间形成规定大小的重叠区域210-4、210-5，优选具备所述扫描区域。
为了确保在合成各个平铺图像的合成步骤S320中完成的页面图像的准确性，尤其为了细微调整，如上重叠区域是非常需要的区域。
而且，反复如下过程。即，控制模块110分析从移动感应模块109检测的移动信息数据，计算出扫描部100的移动方向、移动距离及旋转角度等，超出以前步骤(n-1)扫描的平铺图像和最小重叠区域210-4、210-5之前，决定新(n)的扫描区域。
图8-b是示出第1次扫描的区域210-1的平铺图像(以下，称为‘平铺图像-1’)，图8-c是示出第2次扫描的区域210-2的平铺图像(以下，称为‘平铺图像-2’)，图8-d是示出第3次扫描的区域210-3的平铺图像(以下，称为‘平铺图像-3’)。
合成步骤S320，将各个平铺图像映射(MAPPING)在经确认的坐标值的位置上并合成。合成中包含只利用坐标值的1次合成和利用相关算法作细微调整的2次合成。
图8-e是示出将平铺图像-2在平铺图像-1的位置上朝横方向移动dX1的坐标值，朝竖方向移动dY1坐标值来映射并合成的页面图像。
图8-f是示出将平铺图像-3旋转θ角度的状态图。
图8-g是示出在根据图8-e合成的图像上将图8-f上旋转θ角度的平铺图像-3，朝横方向移动dX1+dX2，朝竖方向移动dY1+dY2来映射并合成的平铺图像的完成状态图。
图9是示出根据本发明的一例的手持扫描装置的控制方法的顺序图。
以下，参照附图详细说明的话，通过控制模块110确认到施加运转电源，并从按钮部120输入开始扫描的命令信号，便初始化储存在存储部150的指定区域的变量(PARAMETER)，作为一例，初始化记录包含扫描部100的移动方向、移动距离、旋转角度的移动信息的变量值(S410)。
此时，控制模块向扫描部输出用于照明的点灯信号和用于摄影(扫描)平铺图像的曝光信号，而扫描部在移动的同时，以平铺图像摄影(扫描)扫描对象物体的表面图像。此时，将摄影完的平铺图像用第n-1次平铺图像说明，并与包含对于移动距离、移动方向、旋转角度的坐标信息的移动信息相关联，依次记录并储存在存储部的指定区域中。
所述控制模块分析扫描部检测并输出的移动信息数据，计算扫描部第n-1次扫描后的移动方向、移动距离、旋转角度，并进行计算来确认计算结果是否超出设定在第n-1次扫描的平铺图像的规定大小的重叠区域(S420)。
控制模块分析计算结果，确认扫描部的现在位置是否处于超出设定在第n-1次扫描的平铺图像的重叠区域的状态(S430)。
此时，不超出重叠区域时，回到所述过程(S420)，并继续反复计算及确认是否超出重叠区域的确认过程。
通过控制模块，确认到超出规定的重叠区域时，向构成扫描部的相机模块及点灯信号施加对应控制信号，重新摄影平铺图像(S440)。
此时，摄影(扫描)的平铺图像以第n次平铺图像进行说明。
控制模块将第n次摄影的平铺图像和移动感应模块检测的包含移动距离、移动方向及旋转角度的移动信息相关联的状态依次记录在存储部的指定区域，并储存平铺图像和移动信息(S450)。
控制模块，对于表示扫描顺序的变量n的值上进一步增加1来做升级(n＝n+1)处理，而对于包含移动方向、移动距离及旋转角度的移动信息变量的值则做初始化处理(S460)。
控制模块确认从监视中的按钮部是否已输入结束扫描的控制命令，若尚未输入，便回到第2步骤(S420)，并反复扫描新的平铺图像及检测移动信息(S470)。
通过控制模块，确认到已输入结束扫描的控制命令，便利用依次储存在存储部的多个平铺图像及移动信息的坐标信息，执行合成为页面图像的程序(S480)，并结束。
图10是根据本发明的一例的将平铺图像合成为页面图像的程序顺序图。
以下，参照附图详细说明的话，将平铺图像合成为页面图像的程序，通过控制模块初始化变量n的值，并在存储部分配合成平铺图像的区域或缓冲区域(S481)。
通过控制模块，从存储部读出储存在第n次和第n-1次的平铺图像和移动信息，计算移动信息，分别用各个坐标值换算(S482)。
利用计算的各个坐标值，补偿处理各个平铺图像的倾斜度(S483)。
将补偿倾斜度的平铺图像映射在对应坐标值上，1次合成为页面图像(S484)。
如上所述，1次合成的页面图像中，在前步骤扫描的平铺图像和现步骤扫描的平铺图像的重叠区域适用相关(CORRELATION)算法，以前平铺图像为基准，细微调整现平铺图像再进行正确地合成(S485)。所述细微调整成为2次图像合成。
控制模块，在变量n的值上增加1(S486)，并确认是否合成了储存的所有平铺图像，若剩有需合成的平铺图像，便回到第2过程(S482)，若没有需合成的平铺图像，便结束，进而结束平铺图像合成程序(S487)。
如上所述构成的本发明，与使用现有的线图像传感器的技术相比，将扫描区域的大小最大限度地接近扫描部的底面大小，从而在扫描途中即使存在障碍物时，也能减小不能扫描到的死角地带。
作为移动感应模块适用加速传感器时，即使超出扫描对象物体的范围也能进行扫描，进而增大扫描区域，并由于将加速传感器安装在内部的任何位置，因此提高内部空间的活用度，且能够进行小型化。
在扫描步骤中，通过以像素的位置固定的平铺图像单位读取，因此具有提高平铺图像的位置精密度，改善合成页面图像的处理速度的优点。
扫描平铺图像时，短时间内点亮(发光)灯光模块，进而减少耗电。
而且，无需现有技术中需要的高画质相机、自动聚焦、防抖及防逆光处理等的辅助功能，可降低生产费用。
根据现有技术，使用高画质相机的技术，即使附加辅助功能，也限制指定的使用可能的范围，而本发明的扫描部没有限制，因此视觉障碍人也能简单使用。
以上，本发明中对于记载的具体例进行了详细说明，在本发明的技术思想范围内，本领域的技术人员可做多种变形及修改，所述变形及修改理应属于权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种手持扫描装置，其包括：
扫描部，与扫描对象物体的表面接触，将所述扫描对象物体以由纵横排列的规定大小的像素组成的平铺图像进行扫描，在自由移动的同时，检测包括移动方向、移动距离、旋转角度等的移动信息；
控制模块，连接于所述扫描部，合成所述移动信息和所述平铺图像来建立一个完整的页面图像；
所述扫描部包括：相机模块，与扫描对象物体保持固定的物像距离，以平铺图像为单位摄影所述扫描对象物体；移动感应模块，用于检测移动信息。
2.根据权利要求1所述的手持扫描装置，其中，所述扫描部进一步包括：窗口部，采用透明材质制成，限定需要扫描的平铺图像的区域；外壳部，阻止从外部流入的光，所述窗口部设置在外壳部的底面，所述相机模块固定在所述外壳部的内部。
3.根据权利要求2所述的手持扫描装置，其中，所述扫描部进一步包括，灯光模块，固定在所述外壳部的内部，根据从所述控制模块输出的点灯信号亮灯至所设定的时间，以照明所述扫描对象物体。
4.根据权利要求2所述的手持扫描装置，其中，所述窗口部的大小与所述外壳部的底面大小接近。
5.根据权利要求2所述的手持扫描装置，其中，进一步包括：按钮部，连接于所述控制模块，用于输入扫描开始和结束命令；输出部，根据从所述按钮部或电脑输入的控制命令，将控制模块合成的图像或由所述合成的图像识别并转换的文本、音频、视频数据以整合状态输出；存储部，连接于所述控制部，储存包含平铺图像及移动信息的数据，所述移动感应模块由光学鼠标传感器、滚球鼠标传感器、加速传感器、陀螺仪传感器中的至少一个构成，在所述窗口部的长度方向的两侧各具备一个，并固定在自下端、中端、上端中选择的位置。
6.根据权利要求3所述的手持扫描装置，其中，在所述扫描部移动时，为了最大限度地减小固定在所述外壳部的内部的所述相机模块在摄影所述平铺图像时发生余像，所述控制模块将点灯信号输出到所述灯光模块，使所述点灯模块点亮2ms以下的时间。
7.根据权利要求3所述的手持扫描装置，其中，在点亮所述灯光模块的状态下，所述控制模块将允许所述相机模块曝光2ms以下的时间的曝光控制信号输出到所述相机模块。
8.一种手持扫描装置的控制方法，所述手持扫描装置，包括：扫描部与扫描对象物体的表面接触，自由移动的同时，输出连续摄影的平铺图像和移动信息；控制模块，连接于所述扫描部，输出垂直同步信号、曝光信号及点灯信号，合成所述移动信息和平铺图像并建立一个完整的页面图像；按钮部，用于向所述控制模块输入扫描平铺图像的命令；输出部，根据所述按钮部或电脑选择的功能，通过控制模块的控制而输出文本、音频及视频数据；存储部，连接在所述控制模块，储存图像和通过计算的数据，其中，所述平铺图像的扫描包括：
第1步骤，根据所述控制模块，若接收到扫描开始命令，初始化包含扫描部的移动方向、移动距离、旋转角度的变量值；
第2步骤，分析所述扫描部检测并输出的移动信息数据，计算移动方向、移动距离、旋转角度，并反复确认所述计算结果是否超出在之前扫描的平铺图像所设定的规定大小的重叠区域；
第3步骤，若确认所述计算结果超出所述重叠区域，便向所述扫描部输出扫描控制信号和点灯信号，并摄影平铺图像，再与包含所述移动方向、移动距离、旋转角度的移动信息数据一起依次储存在所述存储部的分配区域中；
第4步骤，若没有接收到结束扫描所述平铺图像的命令，便回到所述第2步骤，若接收到结束扫描的命令，便合成所述储存的平铺图像。
9.根据权利要求8所述的手持扫描装置的控制方法，其中，所述平铺图像的合成，包括：
第1过程，根据所述控制模块初始化变量n的值，并分配用于储存合成的图像的缓冲器；
第2过程，从所述存储部读取第n-1次及第n次平铺图像和移动方向和移动距离，并换算出坐标；
第3过程，从所述两个坐标值求出所述平铺图像的倾斜度，并旋转补偿第n次平铺图像的倾斜度；
第4过程，移动所述平铺图像，将其映射在所述坐标位置上，进而完成1次合成；
第5过程，在所述第n-1次平铺图像和第n次平铺图像的重叠区域用相关算法做细微调整，进而完成2次合成；
第6过程，将所述变量n的值增加1，若剩有需合成的平铺图像，便回到所述第2过程，若没有需合成的平铺图像，便结束。
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