KR101134770B1 - 휴대용 인체외시경 영상장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 손잡이 형상의 본체와(10), 상기 본체(10)의 선단에 본체(10)와 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입 가능한 직경의 관체부(20)와, 상기 관체부(20)의 내경부에 삽입되는 시시디카메라부(30)와, 상기 시시디카메라부(30)의 둘레에 분산 설치한 엘이디(40)와, 상기 엘이디(40)의 빛을 균일한 조도로 투과시키며 투과 빛을 확산시키는 볼록부(52)를 가지는 투과링(50)을 포함하고;
상기, 투과링(50)은 시시디 카메라부(30)의 렌즈부 선단 둘레에 오도록 관체부(20) 선단에 고정하며;
상기, 투과링(50)의 내면에는 엘이디(40) 대응 부분이 빛의 투과를 제한하는 패턴(51)이 크도록 형성하고, 엘이디(40)가 없는 부분으로 갈수록 패턴(51)이 작아지도록 기능하는 패턴층(53)을 형성한 휴대용 인체외시경 영상장치이다.

Description

휴대용 인체외시경 영상장치{Portable exoscope with CCD camera for human body opening}
본 발명은 휴대용 인체외시경 영상장치에 관한 것으로 손잡이 형상의 본체와, 본체의 선단에 본체와 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입 가능한 관체부와, 관체부의 내부에 삽입되는 시시디카메라부와, 시시디카메라부의 둘레에 분산 설치한 엘이디와, 엘이디의 빛을 균일한 조도로 투과시키며 투과 빛을 확산시키는 볼록부를 가지는 투과링을 포함하는 소형의 휴대용 인체외시경 영상장치에 관한 것이다.
일반적으로 소형 카메라장치는 내시경 분야에 사용되거나, 국내실용신안등록 제 20-0361097호와 국내공개특허 10-2010-0124533호와 같은 촬상기술이 알려져 있고, 소형 촬상장치의 초점을 조절하는 기술이 국내실용신안등록 제20-0416151호 및 국내공개특허 10-2004-0046759호가 알려져 있다.
그러나 내시경 기술은 인체의 내부에 투입하여 신체 내부를 촬영하는 분야에 적합하도록 개발한 것이고, 일반 촬상은 두피나 피부 상태를 확인하도록 집중 개발한 것이어서, 인체의 코와 귀의 구멍 및 입안, 항문, 눈 부위 등과 같이 인체의 눈과 떨어져 구멍을 이루고 있어 개인이 혼자서 자신의 눈으로는 자신의 원하는 신체부위를 정확하게 볼 수 없는 바, 이러한 눈의 시각 지대를 잘 볼 수 있도록 함으로써 안과, 치과, 인비인후과 및 비뇨기과 질환을 초기에 확인 가능토록 하는 외시경 장치는 알려진 것이 없다.
본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 시시디 카메라부를 본체의 선단에 경사지게 설치한 관체부에 내장하고, 관체부는 인체의 구멍 안으로 관입 가능한 직경을 가지도록 하여 인체 내장 속으로 삽입하는 내시경과는 달리 인체의 구멍 안으로 관입이 가능하도록 하여 간단하게 인체의 구멍 내부를 카메라 영상을 통하여 확인 가능토록 하는 휴대용 인체외시경 영상장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인체의 구멍입구에 관입된 상태에서 내부를 확인 가능토록 엘이디의 조명이 패턴 층에 의하여 균일하게 조사되도록 하여 시시디 카메라에서 촬영한 영상이 균일한 조도의 화면을 수득하여 피사체의 반사광이 없는 영상을 제공 가능한 휴대용 인체외시경 영상장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 엘이디를 링 상으로 분산 설치하며 전면에는 투과링을 설치하고 투과링의 표면은 볼록면을 이루어 렌즈부 중심축 중앙은 동 축으로 중앙을 향하여 엘이디 빛을 제공받도록 하고 렌즈부 외경부분은 엘이디 빛이 직진하여 조도가 렌즈부 중앙에서 외경부로 가더라도 조도가 균일토록 하는 휴대용 인체외시경 영상장치를 제공하려는 것이다.
이를 위하여 본원발명은 본체에 인체의 구멍에 관입이 가능한 직경의 관체부를 일체로 경사지게 형성하고, 관체부에는 렌즈부를 내장시킴과 동시에 인체의 구멍 내에서 균일한 조도를 제공하는 투과링을 관체부 내경부에 설치하여 조도가 균일한 상태에서 인체의 구멍을 시시디 카메라로 촬영 가능토록 하는 휴대용 인체외시경 영상장치를 제공한다.
즉, 손잡이 형상의 본체와, 상기 본체의 선단에 본체와 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입이 가능한 관체부와, 상기 관체부의 내경부에 관입되는 시시디카메라부와, 상기 시시디카메라부의 둘레에 분산 설치한 엘이디와, 상기 엘이디의 빛을 균일한 조도로 투과시키며 투과 빛을 확산시키는 볼록부를 가지는 투과링을 포함하는 휴대용 인체외시경 영상장치를 제공한다.
상기 시시디 카메라부는 초점을 맞추는 관체형 렌즈부와, 렌즈부의 내단면에 설치되어 영상 데이타를 읽어들이는 시시디칩으로 이루어지며,
렌즈부 외벽에는 전후 이동용 가이드홈이 형성되어 내경부에 돌출한 가이드를 따라 이동토록 하고, 외벽에는 또한 전후 이동 동력을 제공하는 평기어부를 길이방향으로 형성하고,
평기어부는 관체부나 본체 외부에 일부가 노출되어 손가락을 밀어 자전 가능한 조절놉과 기어가 결합하도록 구성한다. 본 발명의 렌즈 조절은 전동모터를 동력원으로 사용하거나, 전자석에 의한 인력과 척력에 의한 당김작용 원리를 이용한 초점 조절 등의 균등 기술로 구현이 가능하다.
본 발명은 시시디 카메라부를 본체의 선단에 경사지게 설치한 관체부에 내장하고, 관체부는 인체의 구멍 안으로 관입이 가능한 직경을 가지도록 하여, 인체 내장으로 삽입하는 내시경과는 달리 인체의 구멍으로 관입이 가능하도록 하여 간단하게 인체의 구멍 내부를 눈으로 확인이 가능토록 한다.
본 발명은 인체의 구멍입구에 관입된 상태에서 내부를 확인 가능토록 엘이디의 조명이 패턴층에 의하여 균일하게 조사되도록 하여 시시디 카메라에서 촬영한 영상이 균일한 조도의 화면을 수득하여 피사체의 반사광이 없는 영상을 제공 가능토록 한다.
본 발명은 엘이디를 링 상으로 분산 설치하며 전면에는 투과링을 설치하고 투과링의 표면은 볼록면을 이루며, 렌즈부는 동 축으로 중앙을 향하여 엘이디 빛을 제공받도록 하고 렌즈부 외경부분은 엘이디 빛이 직진토록 하여 조도가 렌즈부 중앙에서 외경부로 가더라도 조도가 균일토록 한다.
도 1은 본 발명의 정면도,
도 2는 본 발명의 측면도,
도 3은 도 2의 수직 단면도,
도 4는 도 3의 A-A 선 단면도,
도 5는 본 발명의 요부 확대 단면도,
도 6은 도 5의 투과링부분 정면확대도,
도 7은 본 발명의 제어 블럭 구성도
도 8은 본 발명의 제어박스 구성도,
도 9는 도 8의 수직 단면도이다.
이하 본원발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
손잡이 형상의 본체(10)와, 상기 본체(10)의 선단에 본체(10)와 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입이 가능한 관체부(20)와, 상기 관체부(20)의 내경부에 삽입되는 시시디카메라부(30)와, 상기 시시디카메라부(30)의 둘레에 분산 설치한 엘이디(40)와, 상기 엘이디(40)의 빛을 균일한 조도로 투과시키며 투과 빛을 확산시키는 볼록부(52)를 가지는 투과링(50)을 포함하도록 구성한다.
상기 본체(10)와 접하는 관체부(20)는 본체(10)를 향하여 직경이 커지는 테이퍼부(12)와, 인체 구멍으로의 삽입 작동을 차단하는 스토퍼 역할의 차단턱(14)을 형성한다.
상기, 투과링(50)은 시시디 카메라부(30)의 렌즈부 선단 둘레에 오도록 관체부(20) 선단에 고정한다. 고정수단은 본딩이나 나사 결합이나 후크 결합이 가능하다.
상기, 투과링(50)의 내면에는 엘이디(40) 대응 부분이 빛의 투과를 제한하는 패턴층(53)을 형성하고, 패턴층(53)은 엘이디(40) 대응 부분에 있는 패턴(51)은 크기가 크도록 형성하고, 엘이디(40)가 없는 부분으로 갈수록 패턴(51)의 크기가 상대적으로 점차 작아지도록 형성한다. 상기 투과링(50)의 전면은 엘이디(40)의 빛을 직경 방향으로 확산시키는 볼록부(52)를 이룬다.
상기, 시시디 카메라부(30)는 초점을 맞추는 관체형 렌즈부(32)와, 렌즈부(32)의 내단면에 설치되어 영상 데이타를 읽어들이는 시시디칩(34)으로 이루어지며,
렌즈부(32) 외벽에는 전후 이동용 가이드홈(33)이 형성되어 내경부(22)에 돌출한 가이드(24)를 따라 이동토록 하고, 외벽에는 또한 전후 이동 동력을 제공하는 평기어부(26)를 길이방향으로 형성하고,
평기어부(26)는 관체부(20)나 본체(10) 외부에 일부가 노출되어 손가락을 밀어 자전 가능한 조절놉(28)과 기어가 결합하도록 구성하는 것을 예시할 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
도 7은 본 발명의 제어블럭 구성도로, 렌즈부(52)와 시시디칩(34)을 가지는 시시디 카메라부(30)와,
시시디칩(34)의 촬상데이타를 디지탈 데이타로 변환하는 아날로그 디지탈 변환기(35)와,
아날로그 디지탈 변환기(35)의 디지탈 데이타를 모니터(37)로 주사 가능토록 표준 포맷으로 영상 처리하는 영상처리칩(36)과,
영상처리칩(36)의 처리를 제어하는 마이컴(38)과, 마이컴(38)의 처리를 지령하는 보턴을 포함하는 키보드(39)와,
마이컴(38)의 출력단(P2)에 연결되어 필요한 프로그램 및 데이타를 저장하는 저장장치(39-1)를 포함하여 구성한다.
상기 마이컴(38)의 일 출력단(P1)에는 엘이디(40)를 설치하여 엘이디(40)가 구동하도록 한다. 상기 각 구성요소의 전원은 일반 바테리를 사용할 수도 있고, 교류전원을 직류전원으로 바꾸는 아답터를 사용할 수도 있으므로 특별하게 표기하지 않으며, 전원 스위치의 도시는 생략한다.
도 8은 본 발명의 제어박스 구성도, 도 9는 도 8의 수직 단면도로, 제어박스(60)의 일 면에는 모니터(37)를 설치하고, 다른 면에는 본체수용공(61)과, 전원수용공(62)을 형성하며, 상단에 손잡이(63)를 부가한다.
이와 같이 구성한 본원발명은 바테리나 아답터를 이용하여 전원을 공급하고 전원 스위치(도시하지 않음)를 턴 온 시키며, 라인(37-1)으로 모니터(37)와 연결하면, 마이컴(38)은 출력단(P1)을 통하여 엘이디(40)를 구동하고, 엘이디(40) 점등시 도 5 및 도 6과 같이 엘이디(40)의 빛은 볼록부(52)에 의하여 확산 되고, 확산시 중앙은 그 벡터(L1)의 세기가 크고 주변의 벡터(L2,L3)의 세기는 상대적으로 작으나, 렌즈부(32) 전면 중앙은 벡터(L2,L3)의 합에 해당하는 조도를 제공받으므로, 목적물에 제공하는 조도는 중앙 부분이나 주변이나 균일하게 조도를 제공한다. 물론 볼록부(52)의 초점은 관체부(20)의 직경 등을 고려하여 최적을 이루도록 결정하는 것이 좋다.
아울러 본원발명은 투과링(50)에 패턴(51)을 이루고, 패턴(51)은 엘이디(40) 대응 부분이 크고, 엘이디가 없는 부분으로 갈수록 작아지도록 하여 엘이디(40) 유무에 상관없이 전면 조도가 균일하도록 하여 촬영대상물의 정확한 조도를 제공 가능토록 작용한다. 이러한 패턴은 패턴시트를 붙일 수도 있고, 에칭으로 구현할 수도 있다.
사용시 인체의 코나 귀의 구멍 및 입안, 항문, 눈 등과 같이 자신의 눈으로 보기 어려운 구멍 부위에 본원발명의 본체(10)를 손으로 잡고 관체부(30)를 대상 구멍에 끼워 낳으면, 내부의 모습을 엘이디(40)의 균일한 조도하에서 렌즈부(32)의 초점에 맞는 영상을 시시디칩(34)을 통한 영상으로 읽어들이고, 이를 아날로그디지탈 변환기(35)를 거쳐서 영상처리칩(36)에서 표준 영상으로 처리하여 마이컴(38)의 제어에 따라 출력단(P3)에서 모니터(37)로 영상을 출력하게 된다.
사용자는 필요시 인체의 구멍을 자신의 눈으로 확인하면서 필요한 예방조치나, 이상 여부를 확인할 수 있어, 구멍 내부를 직접 손가락이나 면봉으로 처리하던 것을 지양하고 휴대용으로 언제 어디서나 사용이 가능하여, 국민 보건 향상에 기여한다.
또한, 초점을 맞출 때는 조절놉(28)을 전진 또는 후진시키면 도 3 내지 도 5 와 같이 조절놉(28)의 기어 부분이 렌즈부(32)의 표면 평기어부(26)와 기어 결합으로 렌즈부(32)가 전진하거나 후진하여 초점을 쉽게 맞출 수 있게 된다. 물론 소형 모토에 의한 동력을 조절놉 위치에서 동력을 받도록 할 수도 있고, 렌즈부에 자석을 설치하고 별도의 전자석을 설치하여 필요시 인력과 척력에 의한 위치 이동으로 초점을 맞추도록 할 수도 있다. 또한 프로그램에 의한 디지탈방식으로 영상을 확대 및 축소토록 할 수도 있다.
이 경우 렌즈부(32)와 동 축으로 전후진 하는 기판(31)의 외면에는 길이 방향의 가이드홈(33)을 이루고, 가이드홈(33)에는 관체부(20)의 내경부(22)에 고정된 가이드(24)에 의하여 뒤틀리지 않고 정위치를 유지하여 초점 조절이 일정하게 한다. 물론 초첨 조절은 반대로 렌즈부가 이동하면서 초점을 조절할 수도 있으며, 조절놉이 아닌 슬라이딩 방식으로도 구현 가능하다.
또한, 본 발명은 관체부(20) 보다는 본체(10)의 직경이 크도록 하여 인체의 구멍에 관체부만 삽입토록 하고, 본체에 의하여 더 이상 삽입하는 것을 막아주어 인체의 구멍 입구에서 내부를 안정적으로 관찰할 수 있도록 한다. 또한, 인체의 구멍 입구에서 관체부(20)를 관입한 상태로 사용하는 것이므로, 렌즈부(32) 둘레의 기판(31) 부위에 엘이디(40)를 안치시켜 내부의 조명을 밝게 하고, 같은 밝기라도 엘이디가 있는 부분과 없는 부분의 조도가 균일하도록 엘이디(40) 대응 부위의 투과링(50)에는 패턴층(53)을 두고, 패턴층(53)은 엘이디(40)와 접하는 부분이 패턴(51)의 크기가 크도록 하여 빛의 투과를 제한시키고, 엘이디(40)가 없는 부분에는 빛의 투과를 많이 시키도록 패턴(51)의 크기가 작도록 하여, 투과링(50)을 통한 빛이 동축상으로 균일하도록 한다.
또한, 투과링(50)의 표면은 볼록부(52)를 이루어 직경 방향으로의 빛의 세기가 균일하도록 하여 전체의 화상 조도를 균일하도록 하여 촬상 영상이 동일한 조도로 촬영하도록 작용한다. 이는 도 5 에 나타낸 바와 같이 볼록부(52) 중앙은 빛(L1)의 발산 벡터량이 많으나, 그 주변의 빛(L2,L3)은 상대적으로 적어진다. 본원발명은 렌즈부(32)를 투과한 빛(L2,L3)의 벡터량이 빛(L1)의 벡터량에 비하여 상대적으로 작으나, 투과링(50)의 중앙 공간 부분은 빛(L2,L3)이 합하여지도록 작용하므로, 직경 방향으로의 빛의 세기가 역시 균일하게 된다. 따라서 본 발명은 인체의 구멍 입구에서 관체부(20)가 관입된 상태에서 구멍 내부의 균일한 조도로 촬영하고 촬영 영상을 모니터로 볼 수 있도록 한다.
아울러 본원발명은 본체(10)를 손으로 잡고, 출력단(P3)과 라인(37-1)으로 (물론 I/O 인터페이스를 사용하여 연결하여야하나 이의 도시는 생략한다) 모니터(37)에 연결한 다음, 인체의 구멍에 관체부(20)를 관입하여 내부를 시시디카메라부(30)와 투과링(50)을 통한 엘이디(40) 조명으로 내부 영상을 촬상하여 모니터(37)로 볼 수 있도록 한다. 이 경우 관체부(20)는 인체의 구멍으로 관입하며, 테이퍼부(12)는 인체 구멍의 출구를 압박하여 적정 깊이임을 사용자가 느끼도록 하고, 더 깊이 관입될 경우는 차단턱(14)에 의하여 강제로 삽입을 멈추도록 하여, 사용자의 안전성을 보강하도록 한다.
10;본체 12;테이퍼부 14;차단턱 20;관체부 22;내경부 24;가이드 26;평기어부 28;조절놉 29;회전축 30;시시디 카메라부 32;렌즈부 33;가이드홈 34;시시디칩 35;아날로그디지탈 변환기 36;영상처리칩 37;모니터 38;마이컴 39;키보드 39-1;저장장치 40;엘이디 50;투과링 51;패턴 52;볼록부 53;패턴층 60;제어박스 61;본체수용공 62;전원수용공 63;손잡이

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 손잡이 형상의 본체와(10), 상기 본체(10)의 선단에 본체(10)와 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입이 가능한 직경의 관체부(20)와, 상기 관체부(20)의 내경부에 삽입되는 시시디카메라부(30)와, 상기 시시디카메라부(30)의 둘레에 분산 설치한 엘이디(40)와, 상기 엘이디(40)의 빛을 균일한 조도로 투과시키며 투과 빛을 확산시키는 볼록부(52)를 가지는 투과링(50)을 포함하고;
    상기, 투과링(50)은 시시디 카메라부(30)의 렌즈부 선단 둘레에 오도록 관체부(20) 선단에 고정하며;
    상기, 투과링(50)의 내면에는 엘이디(40) 대응 부분이 빛의 투과를 제한하는 패턴(51)이 크도록 형성하고, 엘이디(40)가 없는 부분으로 갈수록 패턴(51)이 작아지도록 기능 하는 패턴층(53)을 형성한 것을 특징으로 하는 휴대용 인체외시경 영상장치.
  4. 제 3항에 있어서, 경사지게 돌출되어 인체의 구멍에 관입이 가능한 직경의 관체부(20)의 내경부에 삽입되는 시시디 카메라부(30)는 초점을 맞추는 관체형 렌즈부(32)와, 렌즈부(32)의 내단면에 설치되어 영상 데이타를 읽어들이는 시시디칩(34)으로 이루어지며,
    렌즈부(32) 외벽에는 전후 이동용 가이드홈(33)이 형성되어 내경부(22)에 돌출한 가이드(24)를 따라 이동토록 하고, 외벽에는 또한 전후 이동 동력을 제공하는 평기어부(26)를 길이방향으로 형성하고,
    평기어부(26)는 관체부(20)나 본체(10)외부에 일부가 노출되어 손가락을 밀어 자전 가능한 조절놉(28)과 기어 결합하도록 구성한 것을 특징으로 하는 휴대용 인체외시경 영상장치.
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