KR101942086B1 - 내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내시경 성능 평가기술에 관한 것으로 보다 구체적으로는 내시경의 광학성능을 보다 정확하게 평가할 수 있는 내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법에 관한 것이다.

Description

내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법{Method and apparatus for endoscope optical characteristics and image qualities test}

본 발명은 내시경 성능 평가기술에 관한 것으로 보다 구체적으로는 내시경의 광학성능을 보다 정확하게 평가할 수 있는 내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법에 관한 것이다.

내시경은 체내를 검사, 수술하거나 또는 직접 육안으로 확인할 수 없는 장기들 예를 들어, 기관지, 식도, 위, 심장 및 대장 등의 내부를 관찰할 수 있도록 삽입되는 일단에 CCD 센서 등의 소형 카메라가 포함된 스코프유닛이 장착되어 장기 내부에 기계를 삽입하여 관찰하도록 고안된 장치이다. 다양한 소화기 질환의 진단과 치료에 내시경은 필수적인 장치가 되었으며 최근에는 그 기술이 더욱 발전되어 다양한 내시경 기기들이 개발되고 있다.

전형적인 내시경은 광을 내시경에 통해 전송하기 위한 내시경의 조작부에서 떨어진 측에 있는 단부(삽입부)와 내시경의 조작부측의 단부 사이에 연장되는 광섬유의 다발을 수납하는, 스테인리스강으로 구성되는 통형 케이스를 구비하고 있다. 광섬유 케이블은 광원으로부터의 광을 내시경 조작부측의 단부 근방에 설치된 개구에 통해 케이스 안에 전달한다. 광섬유가 광을 선단부까지 전송하면, 거기서 광은 내시경을 나오고, 선단부의 부근을 비춘다. 내시경은 이어서 그 구역의 화상을 로드(이미지 가이드) 및 렌즈 시스템을 통해 내시경의 조작부측의 단부에 있는 접안렌즈로 전송한다. 접안렌즈에 결합된 비디오카메라가 화상을 전자 신호로 변환해 그 신호를 비디오 모니터로 전송하면, 거기서 화상이 표시된다.

이와 같이 미세하고 정밀한 광학계 부품들로 구성된 내시경은 사용중 발생하는 기계적/전기적 압력이나 사용 후 반복적인 세척, 고온 살균소독에 의하여 과도한 스트레스를 받게 된다. 이러한 스트레스는 내시경의 튜브의 구부림, 광학 렌즈의 부서짐, 광학 프리즘의 휘어짐, 광섬유 다발의 부서짐, 광학계 초점의 변화 등 다양한 구성품들의 손상을 초래하여 잦은 고장이 발생하고 있다. 또한, 경미한 고장이라 할지라도 진단이나 수술에 내시경을 사용하는 경우, 환자에게 크고 작은 2차 피해를 발생할 수 있으며, 현재 병원에서 사용되는 내시경의 30%는 수리가 필요한 상태이거나 수술시 사용이 어려운 것으로 조사된다.

이러한 필요성으로 인해 내시경의 성능을 보다 정밀하게 판단하여 사용에서 발생하는 내시경의 결함이나 고장에 대하여, 수리 전/후 성능평가를 수행하는 내시경성능 검사장치가 개발되어 있다. 공지된 내시경성능검사장치는 광학테스트 벤치시스템, 광발생장치, DC전압공급장치, PC, 성능평가용 소프트웨어 및 모니터 등을 포함하고 내시경의 MTF (이미지 선명도), 이미지 광학 전송 및 균일 성, 광섬유 밝기 및 분포, 채색, 왜곡, 접안렌즈 디옵터 오차, 실수 및 선명한 시야, 시야 방향 등을 측정할 수 있다.

하지만, 공지된 내시경 성능 검사장치는 내시경의 광학성능을 평가하기 위해 표준파라미터에 따라 소정 강도의 백색광만을 사용하여 검사가 1회만 수행되도록 설정되어 있어 검사 대상 내시경의 문제가 광발생장치로 인한 것인지, 렌즈로 인한 것이지 또는 카메라로 인한 것인지 여부를 명확하게 알 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점이 해결된 새로운 내시경 광학성능 평가시스템이 개발될 필요가 있었다.

1. 특허 제 10-1461093호

본 발명의 목적은 내시경 광학성능 평가시스템에서 사용되는 광발생장치의 구조를 개선함으로써 내시경의 광학성능 평가시 발생된 문제가 내시경의 렌즈로 인한 문제인지, 내시경의 광발생장치로 인한 문제인지 등을 명확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 광발생장치의 잔여수명을 평가할 수 있는 구조의 내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 내시경 광학성능 평가시스템에서 사용되는 정렬스테이션에서 위치제어장치의 구조를 개선함으로써 길이가 다른 다양한 내시경을 평가할 수 있고, 내시경의 정확한 검사를 위한 최적 초점 거리 제어가 가능할 뿐만 아니라 평가하고자 하는 내시경과 내시경 광학성능 평가시스템의 평가스테이션이 부딪히면서 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있는 구조의 내시경 광학성능 평가시스템 및 내시경 광학성능 평가방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 상세한 설명의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 목적 역시 당연히 포함될 수 있을 것이다.

상술된 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 먼저 본 발명은 평가하고자 하는 내시경을 지지하는 지지스테이션; 상기 내시경의 광학성능을 평가하기 위한 1개 이상의 타겟이 구비된 평가스테이션；및 상기 지지스테이션과 상기 평가스테이션 사이에 형성되어 상기 내시경의 삽입측 단부를 상기 1개 이상의 타겟 중 선택된 타겟에 대향 배치하기 위한 정렬스테이션；을 포함하는 내시경광학성능평가시스템에 있어서, 상기 내시경의 광학성능 평가를 위해 필요한 광을 생성하여 상기 내시경으로 전송하는 광발생장치가 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는데, 상기 각 LED가 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광을 설정에 따라 개별적으로 생성하고 상기 내시경으로 생성된 광을 개별적으로 전송하도록 동작되는 내시경광학성능평가시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 평가하고자 하는 내시경을 지지하는 지지스테이션; 상기 내시경의 광학성능을 평가하기 위한 1개 이상의 타겟이 구비된 평가스테이션； 및 상기 지지스테이션과 상기 평가스테이션 사이에 형성되어 상기 내시경의 삽입측 단부를 상기 복수의 타겟에서 선택한 하나의 타겟에 선택적으로 대향 배치하기 위한 정렬스테이션；을 포함하는 내시경광학성능평가시스템에 있어서, 상기 내시경의 광학성능 평가를 위해 필요한 광을 생성하여 상기 내시경으로 전송하는 광발생장치가 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 및 백색 LED를 포함하는데, 상기 각 LED가 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광을 설정에 따라 개별적으로 생성하고 상기 내시경으로 생성된 광을 개별적으로 전송하도록 동작되는 내시경광학성능평가시스템을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 광발생장치는 생성시키는 광량을 조절할 수 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 정렬스테이션은 상기 평가스테이션의 타겟과 상기 내시경의 삽입측 단부의 거리가 최적 초점거리를 갖도록 자동 조절하는 위치조절장치를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치조절장치는 초음파모터를 포함한다.

또한, 본 발명은 내시경의 광학성능 평가방법으로서, 광발생장치로부터 적색광, 녹색광, 청색광, 백색광 중 어느 하나가 일정 강도로 생성되어 상기 내시경으로 전송되는 1단계; 상기 전송된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가영상을 얻는 2단계; 및 상기 1단계 및 2단계가 서로 다른 광에 대해 반복되는 단계;를 포함하는 내시경 광학성능 평가방법을 제공한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상을 얻는 단계가 더 수행된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 광발생장치로부터 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광이 기 설정된 순서로 생성된다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 광발생장치로부터 생성되는 특정 광에 대해 광량을 가변하면서 상기 제1단계 및 제2단계가 수행되는 단계를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상과 상기 평가영상을 비교하여 상기 평가전 영상과 동일한 평가영상이 얻어진 단계에서 사용된 특정 광량을 상기 내시경의 광량으로 판단하는 단계를 더 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이 떨어지면 광량을 증가시켜 상기 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻는 단계를 더 수행한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 광량을 증가시켜도 상기 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻지 못하면, 상기 내시경의 광발생장치의 교체를 알리는 단계를 더 수행한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이동등 이상이면 상기 내시경의 사용횟수를 고려하여 상기 내시경의 광발생장치의 잔여수명을 평가하는 단계를 더 수행한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 1단계가 수행되기 전에 상기 타겟과 상기 내시경 단부 사이의 거리가 최적의 평가영상을 제공할 수 있는 초점거리를 갖도록 제어되는 단계를 더 포함한다.

상술된 본 발명에 의하면 내시경 광학성능 평가시스템에서 사용되는 광발생장치의 구조를 개선함으로써 내시경의 광학성능 평가시 발생된 문제가 내시경의 렌즈로 인한 문제인지, 내시경의 광발생장치로 인한 문제인지 등을 명확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 광발생장치의 잔여수명을 평가할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 내시경 광학성능 평가시스템에서 사용되는 정렬스테이션에서 위치제어장치의 구조를 개선함으로써 길이가 다른 다양한 내시경을 평가할 수 있고, 내시경의 정확한 검사를 위한 최적 초점 거리 제어가 가능할 뿐만 아니라 평가하고자 하는 내시경과 내시경 광학성능 평가시스템의 평가스테이션이 부딪히면서 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있다.

본 발명의 이러한 기술적 효과들은 이상에서 언급한 범위만으로 제한되지 않으며, 명시적으로 언급되지 않았더라도 후술되는 발명의 실시를 위한 구체적 내용의 기재로부터 통상의 지식을 가진 자가 인식할 수 있는 발명의 효과 역시 당연히 포함된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내시경의 광학성능 특성을 평가하기 위한 내시경 광학성능 평가시스템의 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 내시경 광학성능 평가시스템의 구체적인 일 구현예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내시경 광학성능 평가시스템에서 제공되는 그래픽 유저 인터페이스의 일구현예가 도시된 디스플레이화면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내시경 광학성능 평가방법의 일 구현예를 개념적으로 도시한 흐름도이다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 갖는 통상의 의미와 본 발명의 명세서 전반에 걸쳐 기재된 내용을 토대로 해석되어야 한다. 특히, 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등이 사용되는 경우 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되는 것으로 해석될 수 있다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 본 발명을 설명하기 위해 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명의 기술적 특징은 내시경 성능평가 시스템에서 평가 대상 내시경에 적절한 광원을 조사하기 위해 사용되는 광발생장치가 백색광만을 생성시켜 내시경으로 전송하는 것이 아니라, 다수의 특정 파장대역의 광을 기 설정된 순서로 생성하여 내시경으로 전송하면서 내시경 평가를 각각 수행하고 필요한 경우에는 각 파장대에서 광량까지 조절하면서 내시경 평가를 수행하고 그 결과를 통해 내시경의 광학적 문제를 검증함으로써 보다 정확한 광학성능 평가가 가능한 구조의 내시경 광학성능 평가시스템에 있다.

즉 공지된 내시경 광학성능 평가시스템에서는 평가된 내시경의 문제가 렌즈, 광발생장치 및 카메라 중 어디에 있는지 알 수 없어 광발생장치만을 대체하는 것으로 해결할 수 있는 경우에도 내시경 전체가 폐기되는 경우가 자주 발생했기 때문이다.

따라서, 본 발명과 같이 내시경 성능평가 시스템에서 사용되는 광발생장치를 구현하게 되면 내시경의 광학성능 평가시 발생된 문제가 내시경의 렌즈로 인한 문제인지, 내시경의 광발생장치로 인한 문제인지 등을 명확하게 판단할 수 있을 뿐만 아니라 내시경의 광발생장치의 잔여수명까지도 평가할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내시경의 광학성능 특성을 평가하기 위한 내시경 광학성능 평가시스템의 모식도이고, 도 2는 도 1에 도시된 내시경 광학성능 평가시스템의 구체적인 일 구현예를 도시한 것이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 내시경 광학성능 평가시스템에서 제공되는 그래픽 유저 인터페이스의 일구현예가 도시된 디스플레이화면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 내시경 광학성능 평가방법의 일 구현예를 개념적으로 도시한 흐름도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 내시경광학성능평가시스템(100)은 지지스테이션(110), 평가스테이션(120), 정렬스테이션(130), 제어장치(140), 디스플레이장치(150) 및 광발생장치(160)를 포함한다.

지지스테이션(110)은 평가하고자 하는 내시경(200)을 지지하는 구성요소로서 정렬스테이션(130)에 지지 고정되는데, 정렬스테이션(130)의 가이드에 따라 화살표 방향으로 이동이 가능한 구성을 갖는다.

평가스테이션(120)은 내시경(200)의 광학성능을 평가하기 위한 1개 이상의 타겟이 구비되어 내시경(200)의 광학성능을 평가하는 구성요소로서, 정렬스테이션(130)에 지지 고정되며, 정렬스테이션(130)의 가이드에 따라 화살표 방향으로 이동이 가능한 구성을 갖는다. 또한 평가스테이션(120)에 장착된 타겟을 교체하지 않고 다수개 장착된 경우에는 스텝모터에 의해 타겟이 장착된 캐리어가 회전 가능하도록 구현될 수 있다. 평가스테이션(120)에 장착되는 타겟은 하기 표 1과 같이 평가하고자 하는 내시경의 성능특성에 따라 다양할 수 있는데, 다양한 타겟이 공지되어 있다. 본 발명에서 "타겟"내시경의 광학성능 특성을 평가하기 위한 각 시험의 일부로서 전송된 광속을 수광 및/또는 반사하기 위해 사용되는 다양한 장치 중 하나를 광의로 표현한 것이다. 그 일 예로서, 비경면 반사면(확산 반사면)을 가지고 있으며 90％의 반사율을 가지는 카드(백색의 종이)에 프린트된 기준 패턴을 가지는 투명 필름이 적어도 하나 반사면의 위에 겹쳐진 타겟일 수 있는데, 주지된 바와 같이 비경면 반사면은 거울로 반사된 것과 같은 상을 형성하지 않고, 오히려 반사광을 확산시킨다. 또한 투명 필름의 위에 인쇄된 기준 패턴은 서로 소정 거리만 이격된 복수의 기준점을 가질 수 있다. 기준 패턴을 1조의 선 각각이 다른 1조에 직교하는 서로 약 0.2 인치 떨어진 등간격의 2조의 평행선을 가지는 흑색의 직교 격자로 구현하면 기준 패턴은 그 한 변이 약 0.2 인치의 정사각형 집합을 가질 수 있다.

	평가항목		정의
1	시야각	Field of View (FOV)	관찰 광학계의 최전면의 위를 정점으로 한 시야의 범위(각)
2	시야범위	Direction of View (DOV)	내시경의 정상축에 대한 관찰 대상 물체의 중심의 위치
3	유효시야각	Apparent field of View (AFOV)	관찰 대상 물체와의 거리에 따른 실제적인 시야각
4	공간분해능	Modulation Transfer Function (MTF)	영상의 선명도
5	왜곡	Distortion	고장에 의해 발생하는 영상의 불완전성
6	광투과율	Transmission	광학계의 변형에 의한 렌즈의 광전송정도의 변화
7	비네팅	Vignetting	영상의 외곽부분이 어두워지는 현상
8	착색	Coloration (TVC)	광원의 이상에 의한 색감의 저하
9	굴절율 오차	Eyepiece diopter error	렌즈 위치 변화에 따른 굴절율 변화
10	광분포도	illumination distribution	광학계의 변형에 의한 조명 분포도 변화
11	광조사밝기	illumination brightness	광학계의 변형에 의한 조명 밝기 변화

정렬스테이션(130)은 지지스테이션(110)과 평가스테이션(120) 사이에 형성되어 내시경(200)의 삽입측 단부를 1개 이상의 타겟 중 선택된 타겟에 대향 배치하기 위한 구성요소로서, 도시된 바와 같이 지지대로서 그 상부에 지지스테이션(110)과 평가스테이션(120)를 고정하는 동시에 지지스테이션(110)과 평가스테이션(120)이 화살표 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하는 가이드가 형성되어 있고, 내시경(200)을 보조적으로 지지하는 보조지지부가 1개 이상 형성될 수 있다. 특히, 정렬스테이션(130)은 평가스테이션(120)의 타겟과 내시경(200)의 삽입측 단부의 거리가 내시경의 정확한 성능검사를 위한 최적 초점거리를 갖도록 최적 위치를 자동 조절하는 위치조절장치를 포함하고, 위치조절장치를 통해 지지스테이션(110)을 선형적으로 자동으로 이동시킬 수 있다. 위치조절장치는 초음파모터(131)를 포함할 수 있는데, 초음파 모터는 전자기 노이즈에 영향을 받지 않으며, 정지시 브레이크 기능이 있고, 감속기어가 불필요하며 제어능력이 뛰어나고, 응답시간은 0.01msec 정도로 빠르며 자석요소와 코일이 없으므로, 평가하고자 하는 내시경(200)과 내시경 광학성능 시스템이 부딪히면서 발생할 수 있는 손상을 방지할 수 있다.

광발생장치(160)는 내시경(200)의 광학성능 평가를 위해 필요한 광을 생성하여 내시경(200)으로 전송하는 구성요소로서, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는데, 특히 각 LED가 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광을 설정에 따라 개별적으로 생성하고 내시경(200)으로 생성된 광을 개별적으로 전송하도록 동작되는 기술적 구성을 갖는다. 필요한 경우 백색 LED를 더 포함하여 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 조합하지 않고 직접적으로 백색광을 생성하도록 구현될 수도 있다. 여기서, 광발생장치(160)는 생성하는 광의 강도를 설정된 값에 따라 조절하여 광량을 조절할 수 있다.

또한 제어장치(140)와 디스플레이장치(150)가 더 포함될 수 있다. 제어장치(140)는 공지된 모든 컴퓨팅 장치를 적용할 수 있는데, 일반적으로 공지의 컴퓨터 소프트웨어 및 그 동작에 필요인 주변 장치, 예를 들어 운영체제, 키보드, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 컴퓨터 모니터 및 마우스를 포함한 데스크탑 컴퓨터로서, 특히 정렬스테이션(130)을 통해 지지스테이션(110)과 평가스테이션(120)의 거리를 선형적으로 제어하고 평가스테이션(120)의 타겟과 지지스테이션(110)에 지지된 내시경 삽입부의 위치를 배치하며, 다수의 표준화된 파라미터들을 저장하는 데이터베이스와 파라미터들에 대해 시험된 내시경에 대한 시험결과를 평가하기 위한 비교기를 포함하는 측정 소프트웨어를 포함할 수 있다. 디스플레이장치(150)는 내시경 광학성능 평가시스템(100)에서 내시경(200)의 광학성능평가 시험결과를 표시하는 구성요소로서 공지된 디스플레이장치가 모두 사용될 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이 모니터일 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 내시경광학성능 평가방법에 대해 살펴본다. 도 3에는 성능평가 조건을 설정하기 위해 제어장치(140)에 의해 제공된 그래픽 유저 인터페이스의 예시화면이 도시되어 있다. 간략이 살펴보면 레퍼런스 데이터베이스에 저장된 파라미터인 표준 값과 평가하고자 하는 내시경을 비교하는 것 외에도 데이터베이스에 2가지 다른 타입의 추가조건이 있음을 알 수 있다. 첫째는 사용자가 새로운 타입의 스코프를 추가하는 것이고 둘째는 사용자가 통계적인 샘플링을 증가시키기 위해 데이터베이스에 이미 있는 또 다른 샘플을 원할 수도 있다. 새로운 스코프를 추가하려면 도시된 바와 같이 모니터에 나타난 버튼(171)을 클릭함으로써 사용자는 일련번호를 부여하거나 일정 위치(170)에 평가하고자 하는 내시경의 다른 ID를 입력할 수 있다. 사용자가 평가하고자 하는 내시경의 성능테스트를 위해 선택된 파라미터들은 테이블(173)에 표시되었고, 테이블(124)에는 데이터베이스에 저장된 표준 값으로 시험된 스코프의 상대적인 결과를 보여주는 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이 내시경의 광학성능을 평가하기 위한 다양한 측정 소프트웨어 및 방법이 알려져 있는데, 본 발명은 이러한 성능평가를 수행함에 있어 종래의 평가시스템이 백색광만을 사용하던 것과는 달리 특정 파장대의 광을 복수개 사용하여 광학성능을 평가함으로써 색감저하 등 내시경의 광학적 성능을 보다 정확하게 파악할 수 있다.

도 4를 참조하여 본 발명의 내시경 광학성능 평가방법에 대해 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 평가하고자 하는 내시경의 특정 광학성능을 테스트하기 위한 모드를 선택한다(S101).

그 다음, 평가스테이션(120)의 타겟과 내시경(200) 단부의 최적 초점거리를 조절한다(S102). 여기서 최적 초점거리는 타겟과 내시경 단부 사이의 거리가 최적의 평가영상을 제공할 수 있는 거리로서 정렬스테이션(130)의 위치제어장치(131)에 의해 지지스테이션(110)이 선형적으로 이동하도록 제어되거나 평가스테이션(120)이 선형적으로 이동하도록 제어될 수도 있으며 경우에 따라서는 평가스테이션(120)이 회전하도록 제어될 수도 있다.

그 후 광발생장치(160)로부터 적색광, 녹색광, 청색광, 백색광 중 어느 하나가 일정 강도로 생성되어 내시경으로 전송되는 1단계, 전송된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가영상을 얻는 2단계; 및 1단계 및 2단계가 서로 다른 광에 대해 반복되는 단계가 수행될 수 있다. 여기서 광발생장치(160)가 특정 파장대의 광을 생성하는 순서는 사용자에 의해 기 설정되어 있을 수 있는데 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광의 순서로 설정되어 있다는 전제하에 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 광발생장치(160)가 적색광을 생성하여 내시경으로 전송하면(S104) 전송된 적색광을 이용하는 내시경 평가영상을 획득하고(S105), 획득된 평가영상을 데이터베이스에 저장한다. 여기서 다음단계로 바로 넘어갈 수도 있지만 적색광의 광량을 조절해 가면서 S104 및 S105단계를 반복적으로 수행하여 다양한 광량에서 얻어진 다수의 적색광 평가영상을 획득하여 DB화 할 수 있다.

또한, 광발생장치(160)가 녹색광을 생성하여 내시경으로 전송하면(S106) 전송된 녹색광을 이용하는 내시경 평가영상을 획득하고(S107), 획득된 평가영상을 데이터베이스에 저장한다. 여기서도 다음단계로 바로 넘어갈 수도 있지만 녹색광의 광량을 조절해 가면서 S106 및 S107단계를 반복적으로 수행하여 다양한 광량에서 얻어진 다수의 녹색광 평가영상을 획득하여 DB화 할 수 있다.

또한, 광발생장치(160)가 청색광을 생성하여 내시경으로 전송하면(S108) 전송된 청색광을 이용하는 내시경 평가영상을 획득하고(S109), 획득된 평가영상을 데이터베이스에 저장한다. 여기서도 다음 단계로 바로 넘어갈 수도 있지만 청색광의 광량을 조절해 가면서 S108 및 S109단계를 반복적으로 수행하여 다양한 광량에서 얻어진 다수의 청색광 평가영상을 획득하여 DB화 할 수 있다.

또한, 광발생장치(160)가 백색광을 생성하여 내시경으로 전송하면(S110) 전송된 백색광을 이용하는 내시경 평가영상을 획득하고(S111), 획득된 평가영상을 데이터베이스에 저장한다. 여기서도 다음 단계로 바로 넘어갈 수도 있지만 백색광의 광량을 조절해 가면서 S110 및 S111단계를 반복적으로 수행하여 다양한 광량에서 얻어진 다수의 백색광 평가영상을 획득하여 DB화 할 수 있다.

필요한 경우 도시하지는 않았지만 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상을 얻는 단계가 더 수행될 수 있다.

그 후 내시경의 광량을 확인한다(S112), 즉 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상과 상술된 바와 같이 얻어진 평가영상을 비교하여 평가전 영상과 동일한 평가영상이 얻어진 단계에서 사용된 특정 광량을 내시경의 광량으로 판단하여 확인할 수 있기 때문이다. 여기서 사용되는 평가영상은 평가전 영상과 용이한 비교를 위해 백색광 평가영상이 주로 사용될 수 있을 것이다.

이와 같이 내시경의 광량이 확인되면 확인된 내시경 광량에서 얻어진 평가영상과 표준영상의 품질을 비교한다(S113).

내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이 떨어지면 광량을 증가시키면서 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻을 수 있는지 확인한다(S114).

광량을 증가시켜도 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻지 못하면, 내시경의 광발생장치의 교체를 고지한다(S115).

도 4에 도시된 과정을 거쳐 본 발명의 내시경 광학성능 평가방법에 의하면 평가하고자 하는 내시경의 문제점이 렌즈에 있는지, 광발생장치에 있는지, 카메라에 있는지를 정확하게 밝히고 특히 광발생장치에 문제가 있는 경우 광발생장치만을 교체하도록 하여 내시경의 극히 용이하게 수리할 수 있다.

한편, 내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이동등 이상이면 내시경의 사용횟수를 고려하여 내시경의 광원발생장치의 잔여수명을 평가할 수 있다.

본 장치를 활용하여 사용중인 내시경 장치들의 사용빈도, 사용시간, 평균 수명 등의 데이터 베이스를 구축할 수 있다. 이렇게 구축한 노화상태 데이터베이스에서는 광원, 렌즈, 광경로 및 기기 구성품들의 교체시점을 미리 예측할 있다. 이를 통해 사용자 또는 제조사에 부속품 교체 시점을 미리 알려주어 발생할 수 있는 장비 사고를 미연에 방지하고, 필요한 검사시점을 미리 알려주어 체계적인 내시경 관리시스템 구축이 가능하다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

100 : 내시경 광학성능 평가시스템
110 : 지지스테이션 120 : 평가스테이션
130 : 정렬스테이션 140 : 제어장치
150 : 디스플레이장치 160 : 광발생장치
200 : 내시경

Claims (14)

1. 평가하고자 하는 내시경을 지지하는 지지스테이션; 상기 내시경의 광학성능을 평가하기 위한 1개 이상의 타겟이 구비된 평가스테이션；및 상기 지지스테이션과 상기 평가스테이션 사이에 형성되어 상기 내시경의 삽입측 단부를 상기 1개 이상의 타겟 중 선택된 타겟에 대향 배치하기 위한 정렬스테이션；을 포함하는 내시경광학성능평가시스템에 있어서,
   상기 내시경의 광학성능 평가를 위해 필요한 광을 생성하여 상기 내시경으로 전송하는 광발생장치가 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 포함하는데, 상기 각 LED가 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광을 설정에 따라 개별적으로 생성하고 상기 내시경으로 생성된 광을 개별적으로 전송하도록 동작되어 전송된 각각의 광에 대한 평가영상을 획득하며,
   상기 정렬스테이션은 상기 평가스테이션의 타겟과 상기 내시경의 삽입측 단부의 거리가 최적 초점거리를 갖도록 자동 조절하는 위치조절장치를 포함하여 길이가 다른 다양한 내시경을 평가할 수 있고, 내시경의 정확한 검사를 위한 최적 초점 거리 제어가 가능하며,
   상기 위치조절장치는 초음파모터를 포함하고,
   상기 광발생장치는 생성시키는 광량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 내시경광학성능평가시스템.
   
2. 평가하고자 하는 내시경을 지지하는 지지스테이션; 상기 내시경의 광학성능을 평가하기 위한 1개 이상의 타겟이 구비된 평가스테이션； 및 상기 지지스테이션과 상기 평가스테이션 사이에 형성되어 상기 내시경의 삽입측 단부를 상기 1개 이상의 타겟에서 선택한 하나의 타겟에 선택적으로 대향 배치하기 위한 정렬스테이션；을 포함하는 내시경광학성능평가시스템에 있어서,
   상기 내시경의 광학성능 평가를 위해 필요한 광을 생성하여 상기 내시경으로 전송하는 광발생장치가 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 및 백색 LED를 포함하는데, 상기 각 LED가 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광을 설정에 따라 개별적으로 생성하고 상기 내시경으로 생성된 광을 개별적으로 전송하도록 동작되어 전송된 각각의 광에 대한 평가영상을 획득하며,
   상기 정렬스테이션은 상기 평가스테이션의 타겟과 상기 내시경의 삽입측 단부의 거리가 최적 초점거리를 갖도록 자동 조절하는 위치조절장치를 포함하여 길이가 다른 다양한 내시경을 평가할 수 있고, 내시경의 정확한 검사를 위한 최적 초점 거리 제어가 가능하며,
   상기 광발생장치는 생성시키는 광량을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 내시경광학성능평가시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 내시경의 광학성능 평가방법으로서,
   광발생장치로부터 적색광, 녹색광, 청색광, 백색광 중 어느 하나가 일정 강도로 생성되어 상기 내시경으로 전송되는 1단계; 상기 전송된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가영상을 얻는 2단계; 및 상기 1단계 및 2단계가 서로 다른 광에 대해 반복되는 단계;를 포함하는데,
   상기 1단계가 수행되기 전에 상기 타겟과 상기 내시경 단부 사이의 거리가 최적의 평가영상을 제공할 수 있는 초점거리를 갖도록 제어되는 단계; 상기 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상을 얻는 단계; 상기 광발생장치로부터 생성되는 특정 광에 대해 광량을 가변하면서 상기 1단계 및 2단계가 수행되는 단계; 및 상기 내시경에 구비된 광발생장치에서 생성된 광을 이용하여 타겟을 촬영한 이미지인 평가전 영상과 상기 평가영상을 비교하여 상기 평가전 영상과 동일한 평가영상이 얻어진 단계에서 사용된 특정 광량을 상기 내시경의 광량으로 판단하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이 떨어지면 광량을 증가시켜 상기 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻는 단계; 상기 광량을 증가시켜도 상기 표준영상과 동등 이상의 품질을 갖는 평가영상을 얻지 못하면, 상기 내시경의 광발생장치의 교체를 알리는 단계; 및 상기 내시경의 광량에서 얻어진 평가영상이 표준영상과 비교하여 품질이 동등 이상이면 상기 내시경의 사용횟수를 고려하여 상기 내시경의 광발생장치의 잔여수명을 평가하는 단계;중 하나 이상의 단계가 더 수행되며,
   상기 광발생장치로부터 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광이 기 설정된 순서로 생성되는 것을 특징으로 하는 내시경 광학성능 평가방법.
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