KR102043439B1 - 내시경 장치 - Google Patents

내시경 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102043439B1
KR102043439B1 KR1020120132501A KR20120132501A KR102043439B1 KR 102043439 B1 KR102043439 B1 KR 102043439B1 KR 1020120132501 A KR1020120132501 A KR 1020120132501A KR 20120132501 A KR20120132501 A KR 20120132501A KR 102043439 B1 KR102043439 B1 KR 102043439B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
view
optical system
image
optical
lens
Prior art date
Application number
KR1020120132501A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140065231A (ko
Inventor
배재철
김태경
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120132501A priority Critical patent/KR102043439B1/ko
Priority to US14/086,358 priority patent/US9480392B2/en
Publication of KR20140065231A publication Critical patent/KR20140065231A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102043439B1 publication Critical patent/KR102043439B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/05—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • A61B1/00181—Optical arrangements characterised by the viewing angles for multiple fixed viewing angles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00174—Optical arrangements characterised by the viewing angles
    • A61B1/00177—Optical arrangements characterised by the viewing angles for 90 degrees side-viewing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/31—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for the rectum, e.g. proctoscopes, sigmoidoscopes, colonoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2484—Arrangements in relation to a camera or imaging device
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00188—Optical arrangements with focusing or zooming features

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 내시경 장치는, 제1 피사체에 대한 제1 광학 이미지를 형성하는 제1 렌즈계와 상기 제1 광학 이미지를 제1 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제1 이미지 센서를 포함하는 제1 광학계와; 제2 피사체에 대한 제2 광학 이미지를 형성하는 제2 렌즈계와 상기 제2 광학 이미지를 제2 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제2 이미지 센서를 포함하는 제2 광학계를 포함하고, 상기 제1 광학계는 350 <　IH1/P1 <　800 및 0.95 <　IH1/EFL1 <　1.3의 조건을 만족하고, 상기 제2 광학계는 250 <　IH2/P2 <　600 및 0.7 <　IH2/EFL2 <　1.2의 조건을 만족하고, IH1은 제1 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, IH2는 제2 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, P1은 제1 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, P2는 제2 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, EFL1는 제1 광학계의 초점거리를 나타내고, EFL2는 제2 광학계의 초점거리를 나타낸다.

Description

내시경 장치{ENDOSCOPE APPARATUS}
본 발명은 내시경 장치에 관한 것으로서, 특히 대장 내시경 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 내시경 장치는 대장 내 병변을 발견하기 위해 대장의 내부를 스크리닝, 즉 촬영 및 조사하기 위해 사용된다.
도 1은 통상의 내시경 장치를 이용한 대장 내부의 스크리닝을 설명하기 위한 도면이다. 예를 들어 일본 공개특허공보 제2005-323874호에 개시된 바와 같은, 통상의 내시경 장치(10)는 전방의 사물을 결상할 수 있는 프론트-뷰(front-view or front-view observation) 광학계를 구비하며, 이러한 프론트-뷰 광학계의 시야(11)는 전방에 한정되어 있다. 관찰자는 내시경 장치를 후방으로 이동하면서 대장(20)의 내부(21)를 스크리닝한다.
도시된 바와 같이, 병변(30)이 대장의 굴곡부(22)에 가려져 있는 경우에, 이러한 병변(30)은 내시경 장치(10)의 시야(11)에서 벗어나 있으므로, 내시경 장치(10)에 의해 검출되지 못한다.
프론트-뷰 광학계만으로 병변의 유무를 판단하는 경우에, 전술한 바와 같이, 대장의 굴곡부에 가려져 있는 병변을 검출하는 것이 쉽지 않다. 또한, 이러한 굴곡부의 병변 관찰, 시야 내 병변의 상세 관찰 등을 위하여, 내시경 장치의 선단부를 구부려야 하는 경우가 종종 발생한다.
따라서 미소 병변의 검출이 용이하고, 내시경 장치를 구부릴 필요 없이 병변의 상세 관찰이 용이하며, 내시경 장치의 선단부의 지름을 최소화할 수 있는 내시경 장치가 요구된다.
본 발명의 특정 실시 예들의 목적은 종래기술과 관련된 문제점들 및/또는 단점들 중의 적어도 하나를 적어도 부분적으로 해결, 경감 또는 제거하는 것이다.
　본 발명은 상기와 같은 종래기술이 가지는 문제점을 감안하여, 대장의 관내 벽면의 굴곡부에 있는 병변을 관찰 가능한 초광범위 관찰 광학계를 제공하고, 스크리닝 시 미소 병변의 발견을 용이하게 하기 위해, 관찰 광학계의 이미지 센서의 촬상 영역과 픽셀 수의 편성을 고려하고, 또한 프론트-뷰 광학계와 사이드-뷰 광학계의 초점거리, 화각 및 피사계 심도 등을 고려하여 병변의 확대 관찰을 용이하게 하고, 내시경 장치의 전단부의 지름을 작게 하는 내시경 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 내시경 장치는, 제1 피사체에 대한 제1 광학 이미지를 형성하는 제1 렌즈계와 상기 제1 광학 이미지를 제1 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제1 이미지 센서를 포함하는 제1 광학계와; 제2 피사체에 대한 제2 광학 이미지를 형성하는 제2 렌즈계와 상기 제2 광학 이미지를 제2 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제2 이미지 센서를 포함하는 제2 광학계를 포함하고, 상기 제1 광학계는 350 <　IH1/P1 <　800 및 0.95 <　IH1/EFL1 <　1.3의 조건을 만족하고, 상기 제2 광학계는 250 <　IH2/P2 <　600 및 0.7 <　IH2/EFL2 <　1.2의 조건을 만족하고, IH1은 제1 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, IH2는 제2 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, P1은 제1 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, P2는 제2 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, EFL1는 제1 광학계의 초점거리를 나타내고, EFL2는 제2 광학계의 초점거리를 나타낸다.
본 발명의 다른 측면에 따른 내시경 장치는, 제1 피사체에 대한 제1 광학 이미지를 형성하는 제1 렌즈계와 상기 제1 광학 이미지를 제1 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제1 이미지 센서를 포함하는 제1 광학계와; 제2 피사체에 대한 제2 광학 이미지를 형성하는 제2 렌즈계와 상기 제2 광학 이미지를 제2 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제2 이미지 센서를 포함하는 제2 광학계를 포함하고, 상기 내시경 장치는 R2>R3>R1의 조건을 만족하고, R1은 물체 거리 50mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R2는 물체 거리 30mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R3는 상기 제2 광학계가 물체 거리 30mm에서 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 대장의 관내 벽면의 굴곡부에 있는 병변을 관찰 가능한 초광범위 관찰 광학계를 제공하고, 스크리닝 시 미소 병변의 발견을 용이하게 하며, 병변의 확대 관찰을 용이하게 하고, 내시경 장치의 전단부의 지름을 작게 하는 내시경 장치가 제공된다.
도 1은 통상의 내시경 장치를 이용한 대장 내부의 스크리닝을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내시경 시스템의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 내시경 장치의 시야를 설명하기 위한 도면,
도 4 및 5는 본 발명의 내시경 장치를 이용한 대장 내부의 스크리닝을 설명하기 위한 도면들,
도 6 및 도 7은 내시경 장치에 의해 촬영된 병변들의 위치 관계를 설명하기 위한 도면들,
도 8은 프론트-뷰 광학계의 해상력을 설명하기 위한 도면,
도 9 및 10은 물체 거리의 변화에 따른 프론트-뷰 광학계 및 사이드-뷰 광학계의 한계 해상력들의 변화를 나타낸 도면들,
도 11은 최대 상고를 설명하기 위한 도면,
도 12 내지 도 16은 본 발명의 제1 예에 따른 내시경 장치를 설명하기 위한 도면들,
도 17 내지 도 21은 본 발명의 제2 예에 따른 내시경 장치를 설명하기 위한 도면들,
도 22 및 도 23은 본 발명의 제3 예에 따른 내시경 장치를 설명하기 위한 도면들,
도 24 내지 도 28은 본 발명의 제4 예에 따른 내시경 장치를 설명하기 위한 도면들.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하여 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내시경 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
내시경 시스템(100)은 휴대용 또는 비휴대용 컴퓨팅 장치(105)와 내시경 장치(200)의 조합으로 구성될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(105)는 노트북, 랩탑 PC, 태블릿(Tablet) PC, 데스트 PC 등일 수 있다. 컴퓨팅 장치(105)는 무선 통신 기능을 갖는 포켓 사이즈의 휴대용 이동 단말로서 구현될 수 있다.
내시경 시스템(100)은 외부 전자 장치와 통신하거나, 외부 전자 장치와의 연동을 통해 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 내시경 시스템(100)은 내시경 장치(200)에 의해 촬상된 이미지를 네트워크를 통해 외부 전자 장치로 전송할 수 있다. 또한, 내시경 시스템(100)은 외부 전자 장치의 제어에 따라 동작할 수 있고, 이러한 외부 전자 장치에 의한 제어는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 상기 네트워크는, 이에 한정되지 않지만, 근거리 통신망(Local Area Network: LAN), 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN), 광역 통신망(Wide Area Network: WAN), 인터넷 및 소지역 통신망(Small Area Network: SAN)의 적어도 하나를 포함한다. 내시경 시스템(100)은 외부 전자 장치와 직접 연결될 수도 있다.
내시경 시스템(100)은 입/출력 모듈(110), 센서부(120), 메모리(130), 통신부(140), 표시부(150) 및 제어부(160)로 이루어진 컴퓨팅 장치(105) 및 내시경 장치(200)를 포함한다.
입/출력 모듈(110)은 사용자 입력을 수신하거나 사용자에게 정보를 알리기 위한 수단으로서, 스피커, 마이크, 키보드, 커넥터 등을 포함할 수 있다. 입/출력 모듈(110)의 추가적인 예로서, 이에 한정되지 않지만, 마우스, 트랙볼(trackball), 조이스틱 또는 커서 방향 키들과 같은 커서 컨트롤(cursor control)이 제어부(160)와의 정보 통신 및 표시부(150) 상의 커서 움직임 제어를 위해 제공될 수 있다.
스피커는 제어부(160)의 제어에 따라 다양한 신호(예, 무선신호, 방송신호, 디지털 오디오 파일, 디지털 동영상 파일 또는 사진 촬영 등)에 대응되는 사운드를 내시경 시스템(100)의 외부로 출력할 수 있다. 스피커는 내시경 시스템(100)이 수행하는 기능에 대응되는 사운드를 출력할 수 있다. 스피커는 내시경 시스템(100)의 적절한 위치 또는 위치들에 하나 또는 복수로 형성될 수 있다.
마이크는 제어부(160)의 제어에 따라 음성(voice) 또는 사운드(sound)를 수신하여 전기적인 신호를 생성한다.
키보드는 사용자의 문자 입력을 수신하기 위한 복수의 버튼을 포함할 수 있다.
커넥터는 내시경 시스템(100)과 서버, 외부 전자 장치 또는 전원 소스(도시되지 아니함)를 연결하기 위한 인터페이스로 이용될 수 있다. 제어부(160)의 제어에 따라 커넥터에 연결된 유선 케이블을 통해 내시경 시스템(100)의 메모리(130)에 저장된 데이터를 외부 전자 장치로 전송하거나 또는 외부 전자 장치에서부터 데이터를 수신할 수 있다. 내시경 시스템(100)은 커넥터에 연결된 유선 케이블을 통해 전원 소스로부터 전원을 입력받거나 배터리를 충전할 수 있다.
센서부(120)는 내시경 시스템(100) 또는 컴퓨팅 장치(105)의 상태(위치, 방위, 움직임 등) 및 주변 환경 상태를 검출하는 적어도 하나의 센서를 포함한다. 이러한 센서들 중 일부는 내시경 장치(200) 내에 배치될 수도 있다. 예를 들어, 센서부(120)는 사용자의 컴퓨팅 장치(105) 또는 내시경 장치(200)에 대한 접근 여부를 검출하는 근접 센서, 또는 컴퓨팅 장치(105) 또는 내시경 장치(200)의 동작(예를 들어, 내시경 시스템(100)의 회전, 가속, 감속, 진동 등)을 검출하는 모션/방위 센서, 주변 조도를 측정하는 조도 센서, 주변 온도를 측정하는 온도 센서 등을 포함할 수 있다. 또한, 모션/방위 센서는 가속도 센서, 중력센서, 지자기 센서, 자이로(gyro) 센서, 충격센서, GPS, 나침반 센서(compass sensor), 가속도 센서 등을 포함할 수 있다. 센서부(120)는 컴퓨팅 장치(105) 또는 내시경 장치(200)의 상태를 검출하고, 검출에 대응되는 신호를 생성하여 제어부(160)로 전송할 수 있다. 예를 들어, GPS 센서는 지구 궤도상에 있는 복수의 GPS위성(도시되지 아니함)에서부터 전파를 수신하고, GPS위성(도시되지 아니함)에서부터 내시경 시스템(100)까지 전파도달시간(Time of Arrival)을 이용하여 내시경 시스템(100)의 GPS 위치를 산출할 수 있다. 나침반 센서는 컴퓨팅 장치(105) 또는 내시경 장치(200)(100)의 자세 또는 방위를 산출한다.
통신부(140)는 서버 또는 외부 전자 장치와의 직접 연결 또는 네트워크를 통한 연결을 위해 제공되며, 유선 또는 무선 통신부일 수 있으며, 제어부(160), 메모리(130), 내시경 장치(200) 등으로부터의 데이터를 유선 또는 무선으로 전송하거나, 외부 통신선 또는 대기로부터 데이터를 유선 또는 무선 수신하여 제어부(160)로 전달하거나 메모리(130)에 저장한다.
통신부(140)는 성능에 따라 이동통신 모듈, 무선랜 모듈 및 근거리통신 모듈 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통신부(140)는, 이에 한정되지 않지만, 디지털 멀티미디어 방송(digital multimedia broadcasting: DMB) 모듈, 종합 정보 통신망(integrated services digital network: ISDN) 카드, 모뎀, 근거리 통신망(LAN) 카드, 적외선 모듈, 블루투스 모듈(Bluetooth port) 및 지그비(zigbee) 모듈 중의 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
이동통신 모듈은 제어부(160)의 제어에 따라 적어도 하나의 안테나(도시되지 아니함)를 이용하여 이동 통신을 통해 내시경 시스템(100)이 외부 전자 장치와 연결되도록 한다. 이동통신 모듈은 전화번호, 또는 네트워크 주소를 가지는 휴대폰(도시되지 아니함), 스마트폰(도시되지 아니함), 태블릿PC 또는 다른 장치(도시되지 아니함)와 음성 통화, 화상 통화, 문자메시지(SMS), 멀티미디어 메시지(MMS) 등의 데이터 교환 또는 일방향 전송 또는 수신을 위한 무선 신호를 송/수신한다.
무선랜 모듈은 제어부(160)의 제어에 따라 무선 AP(access point)(도시되지 아니함)가 설치된 장소에서 인터넷에 연결될 수 있다. 무선랜 모듈은 미국전기전자학회(IEEE)의 무선랜 규격(IEEE802.11x)을 지원한다. 근거리통신 모듈은 제어부(160)의 제어에 따라 내시경 시스템(100)과 외부 전자 장치(도시되지 아니함) 사이에 무선으로 근거리 통신을 할 수 있다. 근거리 통신방식은 블루투스(bluetooth), 적외선 통신(IrDA, infrared data association) 등이 포함될 수 있다.
표시부(150)는 제어부(160)로부터 입력된 이미지를 화면에 표시한다. 이러한 표시부(150)로는 액정표시장치(liquid crystal display: LCD), OLED(Organic Light Emitting Diodes), LED, 터치스크린(touch screen) 등을 사용할 수 있다. 이하, 표시부(150)로서, 이미지를 화면에 표시하는 디스플레이 유닛과 사용자 입력 수단의 접촉을 검출하는 터치 패널을 포함하는 터치스크린을 사용하는 것으로 한다.
표시부(150)는 제어부(160)의 제어에 따른 이미지를 표시하고, 그 표면에 손가락, 스타일러스 펜(stylus pen) 등과 같은 사용자 입력 수단이 접촉하면 키 접촉 인터럽트(interrupt)를 발생시키고, 제어부(160)의 제어에 따라 입력 좌표 및 입력 상태를 포함하는 사용자 입력 정보를 제어부(160)로 출력한다.
표시부(150)는 사용자에게 다양한 서비스(예를 들어, 통화, 데이터 전송, 방송, 사진/동영상 촬영, 내시경 등)에 대응되는 그래픽 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 표시부(150)는 그래픽 사용자 인터페이스에 입력되는 적어도 하나의 터치에 대응되는 사용자 입력 정보를 제어부(160)로 출력할 수 있다. 표시부(150)는 사용자의 신체(예, 엄지를 포함하는 손가락) 또는 터치 가능한 입력 수단(예, 스타일러스 펜)을 통해 적어도 하나의 터치를 수신할 수 있다. 또한, 표시부(150)는 적어도 하나의 터치 중에서, 하나의 터치의 연속적인 움직임(즉, 드래그)을 입력받을 수 있다. 표시부(150)는 입력되는 터치의 연속적인 움직임에 대응되는 사용자 입력 정보를 제어부(160)로 전송할 수 있다.
본 발명에서 터치는 표시부(150)와 사용자의 신체 또는 터치 가능한 입력 수단과의 접촉에 한정되지 않고, 비접촉(예, 표시부(150)와 사용자의 신체 또는 터치 가능한 입력 수단이 서로 이격된 경우)을 포함할 수 있다. 표시부(150)는 정전용량(capacitive) 방식으로 구현될 수 있다.
메모리(130)는 내시경, 화상 통화, 게임 등과 같은 다양한 기능들의 애플리케이션들과 이와 관련된 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface: GUI)를 제공하기 위한 이미지들, 사용자 정보, 문서들, 사용자 및 내시경 정보의 맵핑 테이블 등과 관련된 데이터베이스들, 내시경 시스템(100)을 구동하는데 필요한 배경 이미지들(메뉴 화면, 대기 화면 등) 또는 운영 프로그램들, 내시경 장치(200)에 의해 촬영된 내시경 이미지들 등을 저장할 수 있다. 메모리(130)는 기계(예를 들어, 컴퓨터, 휴대폰 등)로 읽을 수 있는 매체이며, 기계로 읽을 수 있는 매체라는 용어는 기계가 특정 기능을 수행할 수 있도록 기계에게 데이터를 제공하는 매체로 정의될 수 있다. 기계로 읽을 수 있는 매체는 저장 매체일 수 있다. 메모리(130)는 비휘발성 매체(non-volatile media) 및 휘발성 매체를 포함할 수 있다. 이러한 모든 매체는 매체에 의해 전달되는 명령들이 명령들을 기계로 읽어 들이는 물리적 기구에 의해 검출될 수 있도록 유형의 것이어야 한다.
기계로 읽을 수 있는 매체는, 이에 한정되지 않지만, 플로피 디스크(floppy disk), 플렉서블 디스크(flexible disk), 하드 디스크, 자기 테이프, 시디롬(compact disc read-only memory: CD-ROM), 광학 디스크, 펀치 카드(punchcard), 페이퍼 테이프(papertape), 램, 피롬(Programmable Read-Only Memory: PROM), 이피롬(Erasable PROM: EPROM) 및 플래시-이피롬(FLASH-EPROM) 중의 적어도 하나를 포함한다.
제어부(160)는 사용자 입력 정보에 따른 애플리케이션을 실행하고, 애플리케이션은 사용자 입력 정보에 따른 프로그램 동작을 수행한다. 이때, 사용자 입력은 키보드, 터치스크린 등을 통한 입력일 수 있다. 제어부(160)는 정보 통신을 위한 버스(bus) 및 정보 처리를 위해 버스와 연결된 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(160)는 또한 프로세서에 의해 요구되는 정보를 저장하기 위해 버스와 연결된 제2의 메모리(예를 들어, 램(random access memory: RAM))를 포함할 수 있다. 제2의 메모리는 프로세서에 의해 요구되는 임시 정보를 저장하는데 사용될 수 있다. 제어부는 프로세서에 의해 요구되는 정적 정보(static information)를 저장하기 위해 버스와 연결되는 롬(read only memory: ROM)을 더 포함할 수 있다. 제어부(160)는 중앙처리장치로서 내시경 시스템(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
내시경 장치(200)는 내시경 장치(200)의 전방에 위치하는 피사체를 촬영하기 위한 프론트-뷰 광학계(210)와 내시경 장치(200)의 측방에 위치하는 피사체를 촬영하기 위한 사이드-뷰(side-view or side-view observation) 광학계(240)를 포함한다.
프론트-뷰 광학계(210)는 내시경 장치(200)의 전방으로부터 입사된 광을 수렴시킴으로써 피사체의 프론트-뷰 광학 이미지를 형성하는 프론트-뷰 렌즈계(220)와, 프론트-뷰 렌즈계(220)를 통해 입력되는(또는 촬영되는) 프론트-뷰 광(즉, 프론트-뷰 광학 이미지)을 전기적인 프론트-뷰 이미지 신호 또는 데이터로 변환하여 제어부(160)로 출력하는 프론트-뷰 이미지 센서(230)를 포함한다.
사이드-뷰 광학계(240)는 내시경 장치(200)의 측방으로부터 입사된 사이드-뷰 광을 수렴시킴으로써 피사체의 사이드-뷰 광학 이미지를 형성하는 사이드-뷰 렌즈계(250)와, 사이드-뷰 렌즈계(250)를 통해 입력되는(또는 촬영되는) 사이드-뷰 광(즉, 사이드-뷰 광학 이미지)을 전기적인 사이드-뷰 이미지 데이터로 변환하여 제어부(160)로 출력하는 사이드-뷰 이미지 센서(260)를 포함한다.
프론트-뷰 광학계(210)와 사이드-뷰 광학계(240)는 각각 피사체를 조명하기 위한 플래시 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 내시경 장치는 병변의 제거 또는 치료를 위한 레이저 장치 또는 기구를 더 포함할 수도 있다.
본 예에서, 사이드-뷰 광학계는 하나인 것으로 예시되어 있으나, 후술하는 바와 같이, 이러한 사이드-뷰 광학계는 2 이상일 수 있다.
본 명세서에서 각 구성 소자에 사용된 용도를 표현하는 용어들은 서수들로 대체 표시될 수 있으며, 예를 들어, 프론트-뷰 광학계, 프론트-뷰 렌즈계 및 프론트-뷰 이미지 센서는 제1 광학계, 제1 렌즈계 및 제1 이미지 센서로 표시되고, 제1 사이드-뷰 광학계, 제1 사이드-뷰 렌즈계 및 제1 사이드-뷰 이미지 센서는 제2 광학계, 제2 렌즈계 및 제2 이미지 센서로 표시되고, 제2 사이드-뷰 광학계, 제2 사이드-뷰 렌즈계 및 제2 사이드-뷰 이미지 센서는 제3 광학계, 제3 렌즈계 및 제3 이미지 센서로 표시될 수도 있다.
각 렌즈계(220, 250)는 외부로부터 입사된 광을 수렴시킴으로써 피사체의 이미지를 형성한다. 각 렌즈계(220, 250)는 적어도 하나의 렌즈를 포함하며, 각 렌즈는 볼록 렌즈, 비구면 렌즈 등일 수 있다. 각 렌즈계(220, 250)는 그 중심을 지나는 해당 광축(optical axis)에 대해 대칭성을 가지며, 광축은 이러한 중심 축으로 정의된다, 각 이미지 센서(230, 260)는 해당 렌즈계를 통해 입사된 외부 광에 의해 형성된 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 검출한다. 각 이미지 센서(230, 260)는 M×N 행렬(matrix) 구조로 배치된 복수의 화소(pixel) 유닛을 구비하며, 각 화소 유닛은 포토다이오드 및 복수의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 각 화소 유닛은 입사된 광에 의해 생성된 전하를 축적하고, 축적된 전하에 의한 전압은 입사된 광의 조도를 나타낸다. 정지 이미지 또는 동영상을 구성하는 한 이미지를 처리하는 경우에 있어서, 각 이미지 센서(230, 260)로부터 출력되는 이미지 데이터는 화소 유닛들로부터 출력되는 전압들(즉, 화소 값들)의 집합으로 구성되고, 이미지 데이터는 하나의 프레임(즉, 정지 이미지)을 나타낸다. 또한, 프레임은 M×N 화소로 구성된다. 각 이미지 센서(230, 260)로는 CCD(charge-coupled device) 이미지 센서, CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서 등을 사용할 수 있다.
제어부(160)는 내시경 장치(200)로부터 입력되는 이미지 데이터 또는 메모리(130)에 저장된 이미지 데이터를 프레임(frame) 단위로 처리하며, 표시부(150)의 화면 특성(크기, 화질, 해상도 등)에 맞도록 변환된 이미지 데이터를 출력한다.
도 3은 내시경 장치의 시야를 설명하기 위한 도면이다.
대장(20)의 내부(21)에 위치한 내시경 장치(200)는 프론트-뷰 광학계(210)를 이용하여 전방의 사물을 결상할 수 있으나, 병변(30)이 대장(20)의 굴곡부(22)에 가려져 있는 경우에, 이러한 병변(30)은 프론트-뷰 광학계(210)의 전방 시야(211)에서 벗어나 있으므로, 프론트-뷰 광학계(210)에 의해 검출되지 못한다.
사이드-뷰 광학계(240)는 내시경 장치(200)의 제1 측방에 위치하는 사물을 결상할 수 있으며, 측방 시야(241)를 갖는다.
도시된 바와 같이, 굴곡부(22)에 가려져 있는 병변(30)은 사이드-뷰 광학계(240)에 의해 검출될 수 있다. 프론트-뷰 광학계(210)의 전방 시야(211)와 사이드-뷰 광학계(240)의 측방 시야(241)는 그 외곽부에서 서로 중첩될 수도 있다.
도 4 및 5는 본 발명의 내시경 장치를 이용한 대장 내부의 스크리닝을 설명하기 위한 도면들이다.
대장의 경우, 대장의 길이 방향의 위치 또는 사람마다 그 크기 또는 지름이 다르지만, 평균적으로 50mm 지름의 원통 형태로 간주할 수 있다. 이하, 도 4 내지 7에서는 대장을 이러한 50mm 지름의 원통으로 간주한다.
도 4 및 도 5는 대장의 길이 방향을 따라 내시경 장치를 후방으로 이동하면서 대장의 내부를 스크리닝한 경우, 표시부(150)의 화면에 나타나는 병변 이미지의 크기 및 위치 변화를 개념적으로 설명한다.
도 4는 대장(310)의 길이 방향을 따라 후방으로 이동하는 내시경 장치(200)와, 대장(310)의 내측면에 발생한 병변(320)을 도시한다. 프론트-뷰 광학계(210)를 기준으로 할 때, 물체 거리는 대장의 길이 방향을 따른 병변(320)과 내시경 장치(200)의 전단(201)(프론트-뷰 광학계(210)의 전단과 동일) 사이의 거리로 정의된다. 또한, 물체 각도는 내시경 장치(200)의 전단(201) 중심과 병변(320)을 잇는 선분과 내시경 장치(200)의 광축(202)(프론트-뷰 광학계(210)의 광축과 동일)이 이루는 각도로 정의될 수 있다.
도 5는 내시경 장치(200)의 후방 이동에 따라 표시부(150)의 화면(330)에 나타나는 병변의 크기 변화 및 위치 변화를 나타낸다. 표시부 화면(330)의 최외곽에서 최초로 나타난 병변 이미지(321)는 내시경 장치(200)가 후방으로 이동함에 따라 표시부 화면(330)의 중심(340)으로 이동하고 그 크기가 작아진다(즉, 321→322→323). 따라서 화면(330)의 최외곽이 내시경 장치(200)의 전단(201)과 가장 가까운 곳에 위치하는 것을 알 수 있다.
도 6 및 도 7은 내시경 장치에 의해 촬영된 병변들의 위치 관계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 내시경 장치(200)가 대장(410)의 중심에 위치하고, 제1 병변(421)이 내시경 장치(200)의 전방에 위치하고, 제2 병변(423)이 내시경 장치(200)의 측방에 위치하는 것을 나타낸다.
도 7은 내시경 장치(200)의 전단 중심이 대장(410)의 중심에 위치에 있는 경우, 내시경 장치(200)에 의해 촬영된 병변들의 이미지들(422, 424)을 나타낸 도면이다.
도 7은 표시부(150)의 화면(440)을 나타내고, 표시부 화면(440)에는 프론트-뷰 광학계(210)에 의해 촬영된 이미지를 나타내는 프론트-뷰 영역(441)과, 사이드-뷰 광학계(240)에 의해 촬영된 이미지들을 나타내는 사이드-뷰 영역(442)이 표시된다. 프론트-뷰 영역(441)의 외곽부에는 제1 병변의 이미지(422)가 표시되고, 사이드-뷰 영역(442)의 중잉부에는 제2 병변의 이미지(424)가 표시된다.
이러한 병변 이미지의 위치로부터, 병변이 내시경 장치(200)의 전단에 근접하게 위치하고 있음을 파악할 수 있다.
하나의 병변이 프론트-뷰 광학계(210) 및 사이드-뷰 광학계(240) 모두에 의해 검출되는 경우에 있어서, 프론트-뷰 영역(441)의 외곽부에 표시되는 병변 이미지의 크기와 사이드-뷰 영역(442)의 중앙부에 표시되는 병변 이미지의 크기가 유사한 경우에, 병변이 내시경 장치(200)의 전단에 근접하게 위치하고 있는 것을 알 수 있고, 하나의 병변을 프론트-뷰 영역(441)과 사이드-뷰 영역(442)을 통해 관찰하는 것이 용이하다. 이러한 상태에서, 만약 내시경 장치(200)가 후방으로 이동한다면, 프론트-뷰 영역(441)에서 병변 이미지는 외곽부에서 중심부로 이동할 것이고, 사이드-뷰 영역(442)에서 병변 이미지는 중심부에서 외곽부로 이동할 것이다.
한편, 프론트-뷰 영역(441)의 외곽부에 표시되는 병변 이미지의 크기와 사이드-뷰 영역(442)의 중앙부에 표시되는 병변 이미지의 크기가 매우 다른 경우에는, 상기 병변 이미지들이 동일한 병변의 것들이라고 판단하기 어렵고, 하나의 병변을 프론트-뷰 영역(441)과 사이드-뷰 영역(442)을 통해 관찰하는 것이 어려워진다.
또한, 병변을 식별 가능하게 하는 렌즈계의 해상력과 병변 이미지의 크기에 영향을 주는 렌즈계의 배율에 있어서, 프론트-뷰 렌즈계(220)와 사이드-뷰 렌즈계(250)는 서로 다른 특성들을 가질 수 있다. 프론트-뷰 렌즈계(220)의 배율과 사이드-뷰 렌즈계(250)의 배율이 크게 다른 경우에, 해상력과 배율이 낮은 광학계에 의해 촬영된 병변 이미지는 아웃 오브 포커스(out of focus) 상태인 것처럼 보여지므로, 동일 병변에 대한 프론트-뷰 이미지와 사이드-뷰 이미지 간에 이질감이 발생한다.
해상력과 관련된 본 발명의 특징을 좀 더 상세히 알아보기에 앞서, 해상력의 정의에 대해 알아보자면 아래와 같고, 이하 프론트-뷰 광학계를 기준으로 설명하기로 한다.
도 8은 프론트-뷰 광학계의 해상력을 설명하기 위한 도면이다.
도 8의 (a)는 백색 라인(512)과 흑색 라인(511)이 교대로 반복된 피사체(510)(또는 물체)를 나타내고, 백색 라인(512)과 흑색 라인(511)은 서로 동일한 폭을 갖는다. 이러한 흑색 라인들(511)은 서로 이격된 점들로 대체될 수도 있다.
도 8의 (b)는 프론트-뷰 광학계(210)에 의해 촬영된 상기 피사체(510) 이미지의 휘도 분포(520)를 나타내고, 가로 축은 피사체의 폭 방향 위치를 나타내고, 세로 축은 휘도를 나타낸다. 휘도 분포(520)에서, 백색 라인(512)에 해당하는 백색 휘도 부분(522)과 흑색 라인(511)에 해당하는 흑색 휘도 부분(521)은 교대로 반복된다. 백색 휘도 부분(522)의 휘도 최대치를 Imax라고 하고, 흑색 휘도 부분(521)의 휘도 최소치를 Imin이라고 할 때, 백색 휘도 부분(522)과 흑색 휘도 부분(521)의 콘트라스트 C는 아래와 같이 정의된다.
Figure 112012096080314-pat00001
특정 물체 거리(즉, 피사체(510)와 내시경 장치(200)의 전단 사이의 거리)에 있어서, 콘트라스트 C를 백분율로 나타낼 때, 콘트라스트 C가 9%가 될 때의 흑백 라인 페어(511, 512)의 폭의 역수를 상기 물체 거리에서의 프론트-뷰 광학계의 해상력이라고 한다. 이때, 백색 라인(512)과 흑색 라인(511)은 서로 동일한 폭을 가지므로, 흑백 라인 페어(511, 512)의 폭은 각 라인 폭의 2배와 같다. 예를 들자면, 특정 물체 거리에서 콘트라스트 C가 9%가 되는 흑백 라인 페어의 폭이 0.1mm일 때, 특정 물체 거리에 대한 프론트-뷰 광학계의 해상력은 흑백 라인 페어의 폭의 역수인 10lp/mm가 된다. 이때, lp는 라인 페어의 수를 나타내는 단위이다.
다음으로, 프론트-뷰 광학계(210)의 프론트-뷰 이미지 센서(230) 중심에서의 한계 해상력 R은 아래와 같이 정의된다.
Figure 112012096080314-pat00002
상기 수학식 2에서, Req는 이미지 공간(즉, 프론트-뷰 이미지 센서(230)의 상면)에서 구분 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭을 나타내는 등가 해상력(Equivalent Resolution)이고, X는 물체 거리(즉, 피사체와 내시경 장치의 전단 사이의 거리)이고, Ff는 프론트-뷰 광학계(210)의 전방초점거리(front focal length)이고, EFL은 프론트-뷰 광학계(210)의 유효초점거리(effective focal length)이다. 일반적으로, 초점거리라고 하면 유효초점거리를 말한다.
등가 해상력은 프론트-뷰 이미지 센서(230)의 픽셀 피치 p와 프론트-뷰 이미지 센서(230)로부터 출력되는 프론트-뷰 이미지 데이터를 처리하는 제어부의 회로 특성을 나타내는 회로 특성 계수 k의 곱으로 나타내거나, 또는 아래와 같이 근사화될 수 있다.
Figure 112012096080314-pat00003
상기 수학식 3에서, s는 픽셀 크기를 나타내고, λ는 프론트-뷰 광학계(210)에 입사하는 광에 대하여 미리 설정된 평균 파장(예를 들어, d선(587.6 ㎚), e선(546.1 ㎚), f선(486.1 ㎚)의 평균 파장)을 나타내고, F는 프론트-뷰 광학계(210)의 F-수를 나타낸다. 이때, 픽셀 크기는 픽셀 피치와 같거나 작을 수 있다.
물체 거리들 50mm 및 30mm에 대한 프론트-뷰 광학계(210)의 제1 및 제2 한계 해상력을 R1(lp/mm) 및 R2(lp/mm)라고 하고, 물체 거리 30mm에 대한 사이드-뷰 광학계(240)의 제3 한계 해상력을 R3(lp/mm)라고 한다. 또한, 사이드-뷰 광학계(240)의 피사체 근접 관찰의 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 최소 한계 해상력 R4(lp/mm)가 발생되는 최소 물체 거리를 d1(mm)이라고 하고, d1에서의 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력을 R5(lp/mm)라고 한다.
대장의 병변을 검출하기 위해 대장의 내부를 스크리닝할 때, 내시경 장치(200)의 전단 중심을 대장 중심에 위치하도록 하는 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 물체 거리는 약 15mm ~ 30mm정도로 생각할 수 있다. 따라서, 사이드-뷰 광학계(240)의 전단으로부터 30mm 이격된 위치에 있는 병변에 대한(즉, 물체 거리 30mm에 대한) 사이드-뷰 광학계(240)의 제3 한계 해상력 R3가 물체 거리 30mm에 대한 프론트-뷰 광학계(210)의 제2 한계 해상력 R2보다 매우 큰 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 배율 및 해상력이 프론트-뷰 광학계(210)의 배율 및 해상력보다 높다. 동일 병변에 대하여, 사이드-뷰 영역에 보여지는 병변 이미지는 프론트-뷰 영역에 보여지는 병변 이미지보다 크게 보이고, 또한 프론트-뷰 광학계(210)의 해상력이 상대적으로 낮으므로, 두 병변 이미지들 간의 이질감이 발생하여 바람직하지 않다.
사이드-뷰 광학계(240)의 성능을 유지하기 위해서는 사이드-뷰 렌즈계(250) 및 사이드-뷰 이미지 센서(260)의 크기가 증가하게 되므로, 내시경 장치(200)의 전단부 지름이 증가할 수 있어서 바람직하지 않다. 　또한 제3 한계 해상력 R3가 물체 거리 50mm에 대한 프론트-뷰 광학계(210)의 제1 한계 해상력 R1보다 매우 작은 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 해상력과 배율이 프론트-뷰 광학계(210)의 배율 및 해상력보다 작다. 이러한 경우에도, 동일 병변에 대하여, 사이드-뷰 영역에 보여지는 병변 이미지와 프론트-뷰 영역에 보여지는 병변 이미지 간에 이질감이 발생한다. 또한, 사이드-뷰 광학계(240)의 해상력과 배율이 낮으므로, 사이드-뷰 광학계(240)를 이용하여 대장의 굴곡부에 가려져 있는 미소 병변의 미검출률이 증가하여 바람직하지 않다.
또한 사이드-뷰 광학계(240)의 최대 한계 해상력 R4가 d1에서의 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력 R5보다 작은 경우, 해상력이 낮은 사이드-뷰 광학계(240)로 병변을 확대 관찰하는 것이 어려우므로, 프론트-뷰 광학계(210)로 병변을 확대 관찰해야 한다. 프론트-뷰 광학계(210)를 이용한 병변의 확대 관찰을 위해서 내시경 장치(200)의 전단부를 구부리는 조작이 추가적으로 필요하므로 바람직하지 않다. 따라서, 병변의 확대 관찰시 불필요한 조작 없이 확대 관찰 및 상세 관찰을 용이하게 하기 위해서는, R4를 R5 보다 크게 하여, 사이드-뷰 광학계(240)를 이용하여 내시경 장치(200)의 전단부를 구부리는 불필요한 동작 없이 병변을 확대 관찰할 수 있도록 한다.
도 9 및 10은 물체 거리의 변화에 따른 프론트-뷰 광학계 및 사이드-뷰 광학계의 한계 해상력들의 변화를 나타낸 도면들이다. 도 9 및 도 10에서, 가로축은 물체 거리를 나타내고, 세로축은 한계 해상력을 나타낸다.
도 9는 물체 거리의 변화에 따른 프론트-뷰 광학계(210) 및 사이드-뷰 광학계(240)의 한계 해상력들의 차이가 상대적으로 큰 경우를 나타내고, 도 10은 물체 거리의 변화에 따른 프론트-뷰 광학계(210) 및 사이드-뷰 광학계(240)의 한계 해상력들의 차이가 상대적으로 작은 경우를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력 그래프(530)와 사이드-뷰 광학계(240)의 한계 해상력 그래프(540)가 서로 이격되어 있음을 알 수 있다. 또한, 제3 한계 해상력 R3가 프론트-뷰 광학계(210)의 제2 한계 해상력 R2보다 작지만 R1보다 크고, 사이드-뷰 광학계(240)의 최소 한계 해상력 R4가 d1에서의 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력 R5보다 큰 것을 알 수 있다.
도 10을 참조하면, 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력 그래프(531)와 사이드-뷰 광학계(240)의 한계 해상력 그래프(541)가 거의 일치하고 있음을 알 수 있다. 또한, 제3 한계 해상력 R3가 프론트-뷰 광학계(210)의 제1 한계 해상력 R1보다 크지만 R2보다 작고, 사이드-뷰 광학계(240)의 최소 한계 해상력 R4가 d1에서의 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력 R5보다 큰 것을 알 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 내시경 장치(200)는 하기 수학식 4 내지 7의 조건들을 만족한다.
Figure 112012096080314-pat00004
Figure 112012096080314-pat00005
Figure 112012096080314-pat00006
Figure 112012096080314-pat00007
상기 수학식 4 내지 7에서, IH1는 프론트-뷰 이미지 센서(230)의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, IH2는 사이드-뷰 이미지 센서(260)의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, P1은 프론트-뷰 이미지 센서(230)의 픽셀 피치를 나타내고, P2는 사이드-뷰 이미지 센서(260)의 픽셀 피치를 나타내고, EFL1는 프론트-뷰 광학계(210)의 초점거리를 나타내고, EFL2는 사이드-뷰 광학계(240)의 초점거리를 나타낸다.
도 11은 최대 상고를 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (a)는 프론트-뷰 이미지 센서(230)를 나타내고, 픽셀들이 배치된 프론트-뷰 이미지 센서의 표면, 즉 상면(231)에서 표시부(150)에 표시되는 유효 영역(232)을 도시한다. 이때, 유효 영역(232)은 도 7에 도시된 프론트-뷰 영역에 대응되며, 유효 영역(232)의 중심에서 최외곽까지의 거리가 최대 상고에 해당한다.
도 11의 (b)는 사이드-뷰 이미지 센서(260)를 나타내고, 픽셀들이 배치된 사이드-뷰 이미지 센서(260)의 표면, 즉 상면(261)에서 표시부(150)에 표시되는 유효 영역(262)을 도시한다. 이때, 유효 영역(262)은 도 7에 도시된 사이드-뷰 영역에 대응되며, 유효 영역(262)의 중심에서 최외곽까지의 거리가 최대 상고에 해당한다.
바람직하게는, 본 발명의 내시경 장치(200)에서, 사이드-뷰 광학계(240)의 제3 한계 해상력 R3는 프론트-뷰 광학계(210)의 제2 한계 해상력 R2보다 작고 프론트-뷰 광학계(210)의 제1 한계 해상력 R1 보다 크다.
바람직하게는, 본 발명의 내시경 장치(200)에서, 사이드-뷰 광학계(240)의 최소 한계 해상력 R4는 물체 거리 d1에서의 프론트-뷰 광학계(210)의 한계 해상력을 R5보다 크다.
프론트-뷰 광학계(210)가 수학식 4의 조건을 만족하고 수학식 5의 조건의 하한을 만족하지 못한 경우에, 프론트-뷰 광학계(210)의 시야가 감소하여 병변 검출률이 감소하게 된다.
프론트-뷰 광학계(210)가 수학식 4의 조건을 만족하고 수학식 5의 조건의 상한을 만족하지 못한 경우, 프론트-뷰 광학계(210)의 시야가 증가하지만, 프론트-뷰 광학계(210)의 물체측 제1 렌즈의 외경이 증가되므로, 내시경 장치(200)의 전단부의 지름이 증가하게 된다. 　
프론트-뷰 광학계(210)가 수학식 5의 조건을 만족하고 수학식 4의 조건의 하한을 만족하지 않는 경우, 프론트-뷰 렌즈계(220)를 구성하는 렌즈의 곡률이 증가하고 렌즈의 외경이 급격히 감소하기 때문에, 렌즈의 가공이 어렵고 가공 오차가 증가하게 되고, 이로 인해 프론트-뷰 광학계(210)의 성능이 저하되므로 미소 병변의 검출률이 감소된다.
프론트-뷰 광학계(210)가 수학식 5의 조건을 만족하고 수학식 4의 조건의 상한을 만족하지 않는 경우, 프론트-뷰 광학계(210)의 초점거리 및 외경이 증가하므로, 내시경 장치(200)의 전단부의 지름을 소형화하는 것이 어려워 진다.
사이드-뷰 광학계(240)가 수학식 6의 조건을 만족하고 수학식 7의 조건의 하한을 만족하지 못한 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 시야가 감소하여 대장 내 굴곡부에 위치하는 병변의 검출률이 감소한다.
사이드-뷰 광학계(240)가 수학식 6의 조건을 만족하고 수학식 7의 조건의 상한을 만족하는 못한 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 시야가 증가하지만, 사이드-뷰 광학계(240)의 물체측 제1 렌즈의 외경이 커지므로 내시경 장치(200)의 전단부가 그 길이 방향으로 길어져서 내시경 장치(200)의 전단부의 회전 반경이 커지게 된다. 또한 사이드-뷰 광학계(240)를 구성하는 렌즈들의 외경이 증가하므로, 내시경 장치(200)의 전단부의 지름이 증가하게 된다.
사이드-뷰 광학계(240)가 수학식 7의 조건을 만족하고 수학식 6의 조건의 하한을 만족하지 못하는 경우, 사이드-뷰 광학계(240)의 해상력이 감소하므로 병변의 확대 관찰이 용이하지 않게 되고, 이로 인해 프론트-뷰 광학계(210)로 병변을 확대 관찰하는 경우, 내시경 장치(200)의 전단부를 구부려야 하는 불필요한 동작을 행하게 된다.
사이드-뷰 광학계(240)가 수학식 7의 조건을 만족하고 수학식 6의 조건의 상한을 만족하지 못하는 경우, 사이드-뷰 이미지 센서(260)의 크기가 증가하고, 특히 복수의 사이드-뷰 광학계(240)를 내시경 장치(200)의 전단부에 배치하는 경우 내시경 장치(200)의 전단부의 지름이 증가하게 된다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 제1 예에 따른 내시경 장치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 12는 내시경 장치(600)의 전단부를 나타내는 종단면도이고, 도 13은 내시경 장치(600)의 전면을 나타내는 도면이다. 도 13에는 각 이미지 센서와 각 렌즈계의 제1 렌즈가 도시되어 있고, 프론트-뷰 렌즈계(620)의 제1 렌즈(621)는 하우징(601)의 전면에 노출되어 있고, 각 사이드-뷰 렌즈계(650)의 제1 렌즈(651)는 하우징(601)의 측면에 노출되어 있다.
내시경 장치(600)는 전면이 닫힌 원형 튜브 형태의 하우징(601)과, 하우징(601)의 중심부에 위치하고 프론트-뷰 렌즈계(620) 및 프론트-뷰 이미지 센서(630)로 이루어진 프론트-뷰 광학계(610)와, 하우징(601) 내 프론트-뷰 광학계(610)의 양측에 위치하는 제1 및 제2 사이드-뷰 광학계(640, 640a)를 포함한다. 제1 및 제2 사이드-뷰 광학계(640, 640a)는 서로 동일한 구성을 가지며, 각 사이드-뷰 광학계(640, 640a)는 사이드-뷰 렌즈계(650) 및 사이드-뷰 이미지 센서(660)를 포함한다. 각 이미지 센서에 의해 검출된 이미지 데이터는 해당 도선을 통해 제어부(미도시)로 전송된다. 프론트-뷰 광학계(610)는 내시경 장치(600)의 길이 방향에 평행한 제1 광축(615)을 따라 정렬되고, 각 사이드-뷰 광학계(640, 640a)는 프리즘의 반사면(R)에 의해 절곡된 제2 광축(645)을 따라 정렬된다.
각 이미지 센서는 각 픽셀마다 색 필터가 배치된 컬러 이미지 센서일 수 있고, 프론트-뷰 이미지 센서(630)는 4:3의 종횡비를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 프론트-뷰 이미지 센서(630)의 단변 방향의 화각은 장변 방향의 화각보다 작다. 도 13을 참고하면, 장변 방향은 가로 방향이고, 단변 방향은 세로 방향이다. 따라서, 프론트-뷰 이미지 센서(630)의 단변 방향으로 프론트-뷰 광학계(610)의 양측에 제1 및 제2 사이드-뷰 광학계(640, 640a)를 배치하면, 제1 및 제2 사이드-뷰 광학계(640, 640a)로 인해 프론트-뷰 광학계(610)의 단변 방향의 화각 부족이 적어도 일부 보완될 수 있다.
도 14는 제1 예의 프론트-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(620)는 제1 광축(615)상에 정렬된 제1 렌즈(621), 제2 렌즈(622), 제3 렌즈(623), 제4 렌즈(624), 제5 렌즈(625) 및 제2 필터(626)를 포함한다. 통상적으로 광축은 이를 중심으로 해당 광학 소자를 회전시켜도 광학적으로 변동이 없는 축을 말한다. 광축상에 정렬된다는 것은 해당 광학 소자의 곡률 중심이 상기 광축상에 위치하거나, 광학 소자의 대칭점(즉, 대칭 중심) 또는 중심점이 상기 광축상에 위치하는 것을 의미한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(620)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 상기 프론트-뷰 이미지 센서(630)의 상면(262)에 형성하고, 상기 이미지 센서(630)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
이하, 본 발명의 예들에서, 제1 필터는 병변의 제거 또는 치료를 위한 레이저 장치로부터 출력된 레이저 광을 차단하기 위해 사용되며, 제1 필터는 YAG(yttrium aluminum garnet) 레이저의 1064nm 또는 반도체 레이저의 810nm의 광을 차단할 수 있다. 또한, 제2 필터는 적외선을 차단하기 위해 사용되며, 통상적으로 이러한 용도의 필터를 적외선 컷(IR(infra-red) cut-off) 필터라고 칭하며, 제2 필터는 적외선 흡수형 필터 또는 적외선 간섭형 필터일 수 있다. 또한, 제3 필터는, 제1 필터와 함께, 레이저 빔을 차단하기 위해 사용되며, 제3 필터는 YAG(yttrium aluminum garnet) 레이저의 1064nm 또는 반도체 레이저의 810nm의 광을 차단할 수 있다. 또한, 제2 필터는 이미지 센서의 상면에 직접 적층되며, 제2 필터의 상측 광학면은 이미지 센서의 상면과 일치한다. 이미지 센서의 상면은 화소 유닛들의 표면을 말한다. 본 발명의 예들에서는, 이해의 편이를 위하여, 필터들을 용도에 따른 서수로 구분하고 있으나, 이러한 서수는 본 발명의 예들에 한정될 뿐 임의적인 것이다.
하기 표 1은 상기 프론트-뷰 렌즈계(620)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 하기 표 1은, 면 번호(i), 제i 광학면(Si)의 곡률 반경인 R, 제i 광학면의 두께 또는 공기 간격(또는, 제i 광학면에서 제(i+1) 광학면까지의 거리)인 D, 제i 광학면의 d 선(587.5618㎚)에서의 굴절률인 nd, 제i 광학면의 d 선에서의 아베수인 vd를 나타낸다. 또한, 곡률반경 및 두께의 단위는 ㎜이다. 광학면의 번호 i는 피사체(즉, 물체) 측에서 상면 측으로 차례로 붙인 것이다. 예를 들어, 제1 렌즈(621)에 있어서, 제1 광학면은 물체측 광학면으로, 제2 광학면은 상측 광학면으로 칭할 수도 있다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제2 렌즈(622) 및 제3 렌즈(623)의 사이에 배치되며, 조리개(STOP)는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(626)의 상측 광학면은 프론트-뷰 이미지 센서(630)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(620)에 있어서, EFL1 = 0.858, IH1 = 0.900, P1 = 1.40μm, 2ω = 135˚, F/# = 7.2, D0 = 7.8mm(best focus)이다. 2ω는 화각을 나타내고, F/#는 F-수, D0는 베스트 포커스를 나타내는 이미지에 대한 물체 거리를 나타낸다.
Figure 112012096080314-pat00008
상기 표 1에서, 피사체 측으로부터 상면 측으로 향하는 방향을 기준으로 할 때, 제1 렌즈(621)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제4 렌즈(624)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제4 및 제5 렌즈(624, 625)는 2매 접합 렌즈이고, 피사체 측으로부터 상면 측으로 향하는 방향을 기준으로 할 때 제5 렌즈(625)는 오목-평면인 제9 및 제10 광학면을 갖는다. 해당 광학면이 평면인 경우는 곡률 반경이 무한대이고, 공기의 굴절률은 1이다. 본 예에서는 구면인 광학면만을 예시하고 있으나, 각 광학면은 비구면일 수 있다. 이때, 비구면에 대한 곡률 반경은 상기 비구면의 중심에서 측정된 값으로 나타낸다.
제10 광학면을 포함하는 제5 렌즈(625)는 제1 필터(IR 필터)로서 기능할 수 있다.
제2 필터(626)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상면을 갖는다.
도 15는 제1 예에 따른 사이드-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다. 도 12에 도시된 절곡된 제2 광축(645)을 도 15에서는 일직선으로 펼친 상태로 나타내고 있다. 이하, 제1 사이드-뷰 광학계(640)를 구성하는 사이드-뷰 렌즈계(650)를 기준으로 설명한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(650)는 제2 광축(645)상에 정렬된 제1 렌즈(651), 제2 렌즈(652), 제3 렌즈(653), 제4 렌즈(654), 제5 렌즈(655), 제1 필터(656) 및 제2 필터(657)를 포함한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(650)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 사이드-뷰 이미지 센서(660)의 상면에 형성하고, 상기 사이드-뷰 이미지 센서(660)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 2는 상기 사이드-뷰 렌즈계(620)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제2 렌즈(652) 및 제3 렌즈(653)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(657)의 상측 광학면은 사이드-뷰 이미지 센서(660)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(650)에 있어서, EFL2 = 0.615, IH2 = 0.607, P2 = 1.75um, 2ω = 140˚, F/# 7.0, D0 = 8.0mm(best focus) 이다.
Figure 112012096080314-pat00009
상기 표 2에서, 제1 렌즈(651)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제4 렌즈(654)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제2 렌즈(652)는 삼각 프리즘이며, 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제3 및 제4 광학면 사이에 위치하여 광축을 절곡하는 반사면을 갖는다. 제4 및 제5 렌즈(654, 655)는 2매 접합 렌즈이고, 제5 렌즈(655)는 오목-평면인 제9 및 제10 광학면을 갖는다.
제1 필터(656)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 갖는다. 제2 필터(657)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
도 16은 제1 예에 따른 표시부의 화면을 나타내고, 표시부의 화면(670)에는 프론트-뷰 광학계(610)에 의해 촬영된 이미지를 나타내는 프론트-뷰 영역(671)과, 제1 및 제2 사이드-뷰 광학계(640, 640a)에 의해 촬영된 이미지들을 나타내는 제1 및 제2 사이드-뷰 영역(672, 673)이 표시된다.
수학식 4 내지 7의 조건들에 의해서 유사한 화각에서 사이드-뷰 광학계(640, 640a)를 프론트-뷰 광학계(610)보다 작게 구성하는 것이 가능하며, 사이드-뷰 광학계(640, 640a)를 작게 구성함으로써, 복수의 사이드-뷰 광학계를 내시경 장치(600)의 전단부에 배치하더라도 내시경 장치(600)를 소형화할 수 있다. 또한 사이드-뷰 광학계(640, 640a)를 소형화하기 위해 초점 거리를 작게 함으로써, 유사한 F-수로 구성 되더라도 사이드-뷰 광학계의 최소 한계 해상력 R4가 d1에서의 프론트-뷰 광학계(610)의 제5 한계 해상력 R5보다 크게 설정됨으로써, 사이드-뷰 광학계(640, 640a)의 피사체 근접 확대가 가능하다. 　따라서, 프론트-뷰 광학계(610)로 병변을 확대 관찰하기 위해 내시경 장치(600)의 전단부를 구부리는 추가 동작 없이 사이드-뷰 광학계(640, 640a)로 병변을 확대 관찰하는 것이 가능하다. 또한 사이드-뷰 광학계(640, 640a)의 제3 한계 해상력 R3가 프론트-뷰 광학계(610)의 제2 한계 해상력 R2보다 작게 설정됨으로써, 병변 관찰 시 사이드-뷰 광학계(640, 640a)와 프론트-뷰 광학계(610)의 해상력과 배율이 크게 달라 지지 않으므로, 프론트-뷰 이미지와 사이드-뷰 이미지 간의 이질감을 감소시킬 수 있다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 제2 예에 따른 내시경 장치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 17은 내시경 장치(700)의 전단부를 나타내는 종단면도이고, 도 18은 내시경 장치(700)의 전면을 나타내는 도면이다. 도 18에는 각 이미지 센서와 각 렌즈계의 제1 렌즈가 도시되어 있고, 프론트-뷰 렌즈계(720)의 제1 렌즈(721)는 하우징(701)의 전면에 노출되어 있고, 각 사이드-뷰 렌즈계(750)의 제1 렌즈(751)는 하우징(701)의 측면에 노출되어 있다.
내시경 장치(700)는 전면이 닫힌 원형 튜브 형태의 하우징(701)과, 하우징(701)의 중심부에 위치하고 프론트-뷰 렌즈계(720) 및 프론트-뷰 이미지 센서(730)로 이루어진 프론트-뷰 광학계(710)와, 하우징(701) 내 프론트-뷰 광학계(710)의 둘레에 위치하는 십자 형태로 배치된 제1 내지 제4 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)를 포함한다. 제1 내지 제4 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)는 서로 동일한 구성을 가지며, 각 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)는 사이드-뷰 렌즈계(750) 및 사이드-뷰 이미지 센서(760)를 포함한다. 각 이미지 센서에 의해 검출된 이미지 데이터는 해당 도선을 통해 제어부(미도시)로 전송된다. 프론트-뷰 광학계(710)는 내시경 장치(700)의 길이 방향에 평행한 제1 광축(715)을 따라 정렬되고, 각 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)는 프리즘의 반사면(R)에 의해 절곡된 제2 광축(745)을 따라 정렬된다.
각 이미지 센서는 각 픽셀마다 색 필터가 배치된 컬러 이미지 센서일 수 있고, 프론트-뷰 이미지 센서(730)는 1:1의 종횡비를 가질 수 있다.
도 19는 제2 예에 따른 프론트-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(720)는 제1 광축(715)상에 정렬된 제1 렌즈(721), 제3 필터(722), 제2 렌즈(723), 제3 렌즈(724), 제4 렌즈(725), 제1 필터(726) 및 제2 필터(727)를 포함한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(720)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 프론트-뷰 이미지 센서(730)의 상면에 형성하고, 상기 프론트-뷰 이미지 센서(730)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 3은 상기 프론트-뷰 렌즈계(720)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제3 필터(722) 및 제2 렌즈(723)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(727)의 상측 광학면은 프론트-뷰 이미지 센서(730)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(720)에 있어서, EFL1 = 0.633, IH1 = 0.646, P1 = 1.75um, 2ω = 140˚, F/# = 5.2, D0 = 8.0mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00010
상기 표 3에서, 제1 렌즈(721)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제3 렌즈(724)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제3 및 제4 렌즈(724, 725)는 2매 접합 렌즈이고, 제2 렌즈(723)는 평면-볼록인 제6 및 제7 광학면을 갖고, 제4 렌즈(725)는 오목-볼록인 제9 및 제10 광학면을 갖는다. 본 예에서는 구면인 광학면만을 예시하고 있으나, 각 광학면은 비구면일 수 있다.
제3 필터(722)는 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제1 필터(726)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 가지며, 제2 필터(727)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.도 20은 제2 예에 따른 사이드-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다. 도 17에 도시된 절곡된 제2 광축(745)을 도 20에서는 일직선으로 펼친 상태로 나타내고 있다. 이하, 제1 사이드-뷰 광학계(740)를 구성하는 사이드-뷰 렌즈계(750)를 기준으로 설명하기로 한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(750)는 제2 광축(745)상에 정렬된 제1 렌즈(751), 제2 렌즈(752), 제3 렌즈(753), 제4 렌즈(754), 제5 렌즈(755), 제1 필터(756) 및 제2 필터(757)를 포함한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(750)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 사이드-뷰 이미지 센서(760)의 상면에 형성하고, 상기 사이드-뷰 이미지 센서(760)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 4는 상기 사이드-뷰 렌즈계(750)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제2 렌즈(752) 및 제3 렌즈(753)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(757)의 상측 광학면은 사이드-뷰 이미지 센서(760)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(750)에 있어서, EFL2 = 0.624 IH2 = 0.448, P2 = 1.75um, 2ω = 90˚, F/# 6.6, D0 = 5.5mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00011
상기 표 4에서, 제1 렌즈(751)는 볼록-오목 렌즈이고, 제4 렌즈(754)는 양면 볼록 렌즈이다. 제2 렌즈(752)는 삼각 프리즘이며, 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제3 및 제4 광학면 사이에 위치하여 광축을 절곡하는 반사면을 갖는다. 제4 및 제5 렌즈(754, 755)는 2매 접합 렌즈이고, 제5 렌즈(755)는 오목-평면인 제9 및 제10 광학면을 갖는다.
제1 필터(756)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 갖는다. 제2 필터(757)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
도 21은 제2 예에 따른 표시부의 화면을 나타내고, 표시부의 화면(770)에는 프론트-뷰 광학계(710)에 의해 촬영된 이미지를 나타내는 프론트-뷰 영역(771)과, 제1 내지 제4 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)에 의해 촬영된 이미지들을 나타내는 제1 내지 제4 사이드-뷰 영역(772, 773, 774, 775)이 표시된다.
수학식 4 및 7의 조건을 만족하므로, 프론트-뷰 광학계 1개와 사이드-뷰 광학계 4개를 구비하더라도 내시경 장치(700)의 전단부의 대형화를 최소화할 수 있다. 또한 제1 내지 제4 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)를 구비함으로써, 대장의 원주 방향으로 굴곡부를 빠짐없이 관찰할 수 있으므로, 대장의 굴곡부의 병변을 검출하는데 더 용이하다. 　마찬가지로 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)의 제3 한계 해상력 R3가 프론트-뷰 광학계(710)의 제2 한계 해상력 R2보다 작게 설정됨으로써, 병변 관찰 시 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)와 프론트-뷰 광학계(710)의 해상력과 배율이 크게 달라 지지 않으므로, 프론트-뷰 이미지와 사이드-뷰 이미지 간의 이질감을 감소시킬 수 있다. 또한, 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)의 최소 한계 해상력 R4가 d1에서의 프론트-뷰 광학계(710)의 제5 한계 해상력 R5보다 크게 설정됨으로써, 사이드-뷰 광학계(740, 740a, 740b, 740c)의 피사체 근접 확대가 가능하다.
도 22는 제3 예에 따른 프론트-뷰 광학계를 나타내는 도면이다.
제3 예에 따른 내시경 장치(미도시)는 제1 예에 따른 내시경 장치와 유사하게 하나의 프론트-뷰 광학계와 2개의 사이드-뷰 광학계를 포함한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(820)는 제1 광축(815)상에 정렬된 제1 렌즈(821), 제3 필터(822), 제2 렌즈(823), 제3 렌즈(824), 제4 렌즈(825), 제1 필터(826) 및 제2 필터(827)를 포함한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(820)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 프론트-뷰 이미지 센서(미도시)의 상면에 형성하고, 상기 이미지 센서는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 5는 상기 프론트-뷰 렌즈계(820)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제3 필터(822) 및 제2 렌즈(823)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(827)의 상측 광학면은 프론트-뷰 이미지 센서의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(820)에 있어서, EFL1 = 0.800, IH1 = 0.779, P1 = 1.40um, 2ω = 135˚, F/# = 6.7, D0 = 8.0mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00012
상기 표 5에서, 제1 렌즈(821)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제3 렌즈(824)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제3 및 제4 렌즈(824, 825)는 2매 접합 렌즈이고, 제2 렌즈(823)는 평면-볼록인 제6 및 제7 광학면을 갖고, 제4 렌즈(825)는 오목-평면인 제9 및 제10 광학면을 갖는다. 본 예에서는 구면인 광학면만을 예시하고 있으나, 각 광학면은 비구면일 수 있다.
제3 필터(822)는 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제1 필터(826)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 가지며, 제2 필터(827)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
도 23은 제3 예에 따른 사이드-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(850)는 제2 광축(845)상에 정렬된 제1 렌즈(851), 제2 렌즈(852), 제3 렌즈(853), 제4 렌즈(854), 제5 렌즈(855), 제1 필터(856) 및 제2 필터(857)를 포함한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(850)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 사이드-뷰 이미지 센서(미도시)의 상면에 형성하고, 상기 사이드-뷰 이미지 센서는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 6은 상기 사이드-뷰 렌즈계(850)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제2 렌즈(852) 및 제3 렌즈(853)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(857)의 상측 광학면은 사이드-뷰 이미지 센서의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(850)에 있어서, EFL2 = 0.629, IH2 = 0.616, P2 = 2.00um, 2ω = 140˚, F/# 8.5, D0 = 3.5mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00013
상기 표 6에서, 제1 렌즈(851)는 평면-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제4 렌즈(854)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제2 렌즈(852)는 삼각 프리즘이며, 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제3 및 제4 광학면 사이에 위치하여 광축을 절곡하는 반사면을 갖는다. 제4 및 제5 렌즈(854, 855)는 2매 접합 렌즈이고, 제5 렌즈(855)는 오목-볼록인 제9 및 제10 광학면을 갖는다.
제1 필터(856)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 갖는다. 제2 필터(857)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
본 제3 예에서, 사이드-뷰 광학계의 제3 한계 해상력 R3가 프론트-뷰 광학계의 제1 한계 해상력 R1에 근접하지만 병변 관찰 시 사이드-뷰 광학계와 프론트-뷰 광학계의 해상력 및 배율이 서로 크게 다르지 않도록 함으로써, 프론트-뷰 이미지와 사이드-뷰 이미지 간의 이질감을 감소시킬 수 있다. 또한 R3가 R1에 근접함으로써, 사이드-뷰 광학계로 더 가까운 물체 거리의 병변을 확대 관찰하는 것이 가능해지고, 확대 관찰 시 해상력이 증대되어, 병변의 상세한 확대 관찰이 더 용이하다.
도 24 내지 도 27은 본 발명의 제4 예에 따른 내시경 장치의 구성을 설명하기 위한 도면들이다.
도 24은 내시경 장치(900)의 전단부를 나타내는 종단면도이고, 도 25은 내시경 장치(900)의 전면을 나타내는 도면이다. 도 25에는 각 이미지 센서와 각 렌즈계의 제1 렌즈가 도시되어 있고, 프론트-뷰 렌즈계(920)의 제1 렌즈(921)는 하우징(901)의 전면에 노출되어 있고, 사이드-뷰 렌즈계(950)의 제1 렌즈(951)는 하우징(901)의 측면에 노출되어 있다.
내시경 장치(900)는 전면이 닫힌 원형 튜브 형태의 하우징(901)과, 하우징(901)의 중심부에 위치하고 프론트-뷰 렌즈계(920) 및 프론트-뷰 이미지 센서(930)로 이루어진 프론트-뷰 광학계(910)와, 하우징(901) 내 프론트-뷰 광학계(910)의 일측에 위치하며 사이드-뷰 렌즈계(950) 및 사이드-뷰 이미지 센서(960)를 포함하는 사이드-뷰 광학계(940)를 포함한다. 프론트-뷰 광학계(910)는 내시경 장치(900)의 길이 방향에 평행한 제1 광축(915)을 따라 정렬되고, 사이드-뷰 광학계(940)는 프리즘의 반사면(R)에 의해 절곡된 제2 광축(945)을 따라 정렬된다.
각 이미지 센서는 각 픽셀마다 색 필터가 배치된 컬러 이미지 센서일 수 있고, 프론트-뷰 이미지 센서는 4:3의 종횡비를 가질 수 있다. 이러한 경우에, 프론트-뷰 이미지 센서(930)의 단변 방향의 화각은 장변 방향의 화각보다 작다. 도 25를 참고하면, 장변 방향은 가로 방향이고, 단변 방향은 세로 방향이다. 따라서, 프론트-뷰 이미지 센서(930)의 단변 방향으로 프론트-뷰 광학계(910)의 일측에 사이드-뷰 광학계(940)를 배치하면, 사이드-뷰 광학계(940)로 인해 프론트-뷰 광학계(910)의 단변 방향의 화각 부족이 적어도 일부 보완될 수 있다.
도 26는 제4 예에 따른 프론트-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(920)는 제1 광축(915)상에 정렬된 제1 렌즈(921), 제3 필터(922), 제2 렌즈(923), 제3 렌즈(924), 제4 렌즈(925), 제2 필터(926) 및 제2 필터(927)를 포함한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(920)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 프론트-뷰 이미지 센서(930)의 상면에 형성하고, 상기 이미지 센서(930)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 7은 상기 프론트-뷰 렌즈계(920)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제3 필터(922) 및 제2 렌즈(923)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(927)의 상측 광학면은 프론트-뷰 이미지 센서(930)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 프론트-뷰 렌즈계(920)에 있어서, EFL1 = 0.862, IH1 = 1.042, P1 = 1.40um, 2ω = 170˚, F/# = 6.34, D0 = 10mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00014
상기 표 7에서, 제1 렌즈(921)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제3 렌즈(924)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제3 및 제4 렌즈(924, 925)는 2매 접합 렌즈이고, 제2 렌즈(923)는 평면-볼록인 제6 및 제7 광학면을 갖고, 제4 렌즈(925)는 양면 오목인 제9 및 제10 광학면을 갖는다. 본 예에서는 구면인 광학면만을 예시하고 있으나, 각 광학면은 비구면일 수 있다.
제3 필터(922)는 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제1 필터(926)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 가지며, 제2 필터(927)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
도 27은 제4 예에 따른 사이드-뷰 렌즈계를 나타내는 도면이다. 도 24에 도시된 절곡된 제2 광축(945)을 도 27에서는 일직선으로 펼친 상태로 나타내고 있다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(950)는 제2 광축(945)상에 정렬된 제1 렌즈(951), 제2 렌즈(952), 제3 렌즈(953), 제4 렌즈(954), 제5 렌즈(955), 제1 필터(956) 및 제2 필터(957)를 포함한다.
상기 사이드-뷰 렌즈계(950)는 그 화각 내에 위치하는 피사체에 대한 광학적 이미지를 사이드-뷰 이미지 센서(960)의 상면에 형성하고, 상기 사이드-뷰 이미지 센서(960)는 광학적 이미지를 전기적 이미지 데이터로 변환한다.
하기 표 8은 상기 사이드-뷰 렌즈계(950)를 구성하는 광학 소자들의 수치 데이터를 나타낸다. 원형의 개구를 갖는 조리개(STOP)는 상기 제2 렌즈(952) 및 제3 렌즈(953)의 사이에 배치되며, 조리개는 그 중앙부에 구비된 원형의 개구를 통하여 그 후방에 위치하는 렌즈에 입사하는 광량을 제어한다. 제2 필터(957)의 상측 광학면은 사이드-뷰 이미지 센서(960)의 상면과 일치하고, IMAGE는 상면을 지칭한다.
상기 사이드-뷰 광학계(940)에 있어서, EFL2 = 0.786, IH2 = 0.823, P2 = 1.40um, 2ω = 140˚, F/# 6.80, D0 = 7.0mm(best focus)이다.
Figure 112012096080314-pat00015
상기 표 8에서, 제1 렌즈(951)는 볼록-오목인 제1 및 제2 광학면을 갖고, 제3 렌즈(953)는 평면-볼록인 제6 및 제7 광학면을 가지며, 제4 렌즈(954)는 양면 볼록인 제8 및 제9 광학면을 갖는다. 제2 렌즈(952)는 삼각 프리즘이며, 양면 평면인 물체측 제3 광학면과 상측 제4 광학면을 갖고, 제3 및 제4 광학면 사이에 위치하여 광축을 절곡하는 반사면을 갖는다. 제4 및 제5 렌즈(954, 955)는 2매 접합 렌즈이고, 제5 렌즈(955)는 오목-평면인 제9 및 제10 광학면을 갖는다.
제1 필터(956)는 양면 평면인 물체측 제11 광학면과 상측 제12 광학면을 갖는다. 제2 필터(957)는 양면 평면인 물체측 제13 광학면과 상면을 갖는다.
도 28은 제4 예에 따른 표시부의 화면을 나타내고, 표시부의 화면(970)에는 프론트-뷰 광학계(910)에 의해 촬영된 이미지를 나타내는 프론트-뷰 영역(971)과, 사이드-뷰 광학계(940)에 의해 촬영된 이미지를 나타내는 사이드-뷰 영역(972)이 표시된다.
프론트-뷰 광학계(910)의 화각을 증가시킴으로써, 프론트-뷰 광학계(910)에서의 병변 검출 영역을 넓히고, 대장의 굴곡부에 있는 병변은 사이드-뷰 광학계(940)로 검출하는 것이 가능하다. 　내시경 장치(900)의 전단부를 단순 회전하는 동작만으로 대장의 굴곡부 원주 방향의 관찰이 용이하다. 또한, 화각 증가로 인해 프론트-뷰 광학계(910)의 외경이 증가하더라도 하나의 사이드-뷰 광학계(940)를 배치함으로써 내시경 장치(900)의 전단부를 소형화할 수 있다.
하기 표 9는 전술한 예들의 IH1/P1, IH1/EFL1, IH2/P2 및 IH2/EFL2를 정리하여 나타낸다.
Figure 112012096080314-pat00016
하기 표 10은 전술한 예들의 한계 해상력들을 나타낸다.
Figure 112012096080314-pat00017
본 명세서에서 광학계의 해상력 또는 한계 해상력이라고 말하고 있으나, 이는 렌즈계의 해상력 또는 한계 해상력이라고 말할 수도 있다.
본 발명의 실시 예들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 임의의 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 내시경 시스템 내에 포함될 수 있는 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 본 명세서의 임의의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다.
또한, 상기 내시경 시스템은 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 상기 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 상기 프로그램 제공 장치는 상기 내시경 시스템이 기설정된 내시경 장치를 이용한 관찰 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 내시경 장치를 이용한 관찰에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 상기 내시경 시스템과의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 상기 내시경 시스템의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 상기 내시경 시스템으로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
100: 내시경 시스템, 105: 컴퓨팅 장치, 110: 입/출력 모듈, 120: 센서부, 130: 메모리, 140: 통신부, 150: 표시부, 160: 제어부, 200: 내시경 장치, 210: 프론트-뷰 광학계, 220: 프론트-뷰 렌즈계, 230: 프론트-뷰 이미지 센서, 240: 사이드-뷰 광학계, 250: 사이드-뷰 렌즈계, 260: 사이드-뷰 이미지 센서

Claims (10)

  1. 내시경 장치에 있어서,
    제1 피사체에 대한 제1 광학 이미지를 형성하는 제1 렌즈계와 상기 제1 광학 이미지를 제1 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제1 이미지 센서를 포함하는 제1 광학계와;
    제2 피사체에 대한 제2 광학 이미지를 형성하는 제2 렌즈계와 상기 제2 광학 이미지를 제2 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제2 이미지 센서를 포함하는 제2 광학계를 포함하고,
    상기 제1 광학계는 350 <　IH1/P1 <　800 및 0.95 <　IH1/EFL1 <　1.3의 조건을 만족하고,
    상기 제2 광학계는 250 <　IH2/P2 <　600 및 0.7 <　IH2/EFL2 <　1.2의 조건을 만족하고,
    IH1은 제1 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, IH2는 제2 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, P1은 제1 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, P2는 제2 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, EFL1는 제1 광학계의 초점거리를 나타내고, EFL2는 제2 광학계의 초점거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내시경 장치는 R2>R3>R1의 조건을 만족하고,
    R1은 물체 거리 50mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R2는 물체 거리 30mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R3는 상기 제2 광학계가 물체 거리 30mm에서 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내시경 장치는 R4>R5의 조건을 만족하고,
    R4는 제2 광학계가 최소 물체 거리에서 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R5는 R4에 대응하는 최소 물체 거리에서 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 상기 내시경 장치의 전방에 위치하는 피사체의 이미지를 검출하기 위한 프론트-뷰 광학계이고,
    상기 제2 광학계는 상기 내시경 장치의 측방에 위치하는 피사체의 이미지를 검출하기 위한 사이드-뷰 광학계인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 내시경 장치는,
    상기 제1 광학계의 둘레에 위치하는 적어도 하나의 사이드-뷰 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 내시경 장치.
  6. 내시경 장치에 있어서,
    제1 피사체에 대한 제1 광학 이미지를 형성하는 제1 렌즈계와 상기 제1 광학 이미지를 제1 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제1 이미지 센서를 포함하는 제1 광학계와;
    제2 피사체에 대한 제2 광학 이미지를 형성하는 제2 렌즈계와 상기 제2 광학 이미지를 제2 이미지 데이터로 변환하여 출력하는 제2 이미지 센서를 포함하는 제2 광학계를 포함하고,
    상기 내시경 장치는 R2>R3>R1의 조건을 만족하고,
    R1은 물체 거리 50mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R2는 물체 거리 30mm에서 상기 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R3는 상기 제2 광학계가 물체 거리 30mm에서 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 내시경 장치는 R4>R5의 조건을 만족하고,
    R4는 제2 광학계가 최소 물체 거리에서 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내고, R5는 R4에 대응하는 최소 물체 거리에서 제1 광학계가 구분하여 식별 가능한 흑백 라인 페어의 최소 폭의 역수를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 350 <　IH1/P1 <　800 및 0.95 <　IH1/EFL1 <　1.3의 조건을 만족하고,
    상기 제2 광학계는 250 <　IH2/P2 <　600 및 0.7 <　IH2/EFL2 <　1.2의 조건을 만족하고,
    IH1은 제1 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, IH2는 제2 이미지 센서의 상면에서의 최대 상고를 나타내고, P1은 제1 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, P2는 제2 이미지 센서의 픽셀 피치를 나타내고, EFL1는 제1 광학계의 초점거리를 나타내고, EFL2는 제2 광학계의 초점거리를 나타내는 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 광학계는 상기 내시경 장치의 전방에 위치하는 피사체의 이미지를 검출하기 위한 프론트-뷰 광학계이고,
    상기 제2 광학계는 상기 내시경 장치의 측방에 위치하는 피사체의 이미지를 검출하기 위한 사이드-뷰 광학계인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 내시경 장치는,
    상기 제1 광학계의 둘레에 위치하는 적어도 하나의 사이드-뷰 광학계를 더 포함함을 특징으로 하는 내시경 장치.
KR1020120132501A 2012-11-21 2012-11-21 내시경 장치 KR102043439B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120132501A KR102043439B1 (ko) 2012-11-21 2012-11-21 내시경 장치
US14/086,358 US9480392B2 (en) 2012-11-21 2013-11-21 Ultra-wide range observation endoscope apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120132501A KR102043439B1 (ko) 2012-11-21 2012-11-21 내시경 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140065231A KR20140065231A (ko) 2014-05-29
KR102043439B1 true KR102043439B1 (ko) 2019-11-12

Family

ID=50728578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120132501A KR102043439B1 (ko) 2012-11-21 2012-11-21 내시경 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9480392B2 (ko)
KR (1) KR102043439B1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3171752B1 (en) * 2014-07-21 2019-12-11 EndoChoice, Inc. Multi-focal, multi-camera endoscope systems
JPWO2016043063A1 (ja) * 2014-09-18 2017-07-06 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法
EP3120751B1 (en) * 2014-12-22 2019-02-20 Olympus Corporation Endoscope system
WO2017110459A1 (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 オリンパス株式会社 内視鏡用画像処理装置及び内視鏡システム
WO2017147001A1 (en) * 2016-02-24 2017-08-31 Endochoice, Inc. Circuit board assembly for a multiple viewing element endoscope using cmos sensors
US10498940B2 (en) 2016-04-29 2019-12-03 Deuk Soo Jang Endoscope
KR101889914B1 (ko) 2016-12-06 2018-08-21 해성옵틱스(주) 초소형 내시경 카메라 모듈 및 이를 구비하는 초소형 내시경
KR101889921B1 (ko) 2016-12-06 2018-08-21 해성옵틱스(주) 니들형 내시경
JP6828465B2 (ja) * 2017-01-30 2021-02-10 セイコーエプソン株式会社 内視鏡操作支援システム
EP3664685B1 (en) * 2017-08-08 2023-04-19 270 Surgical Ltd. A two-piece rigid medical surgery illuminating device
US11224330B2 (en) * 2018-01-28 2022-01-18 Surgical Ltd 270. Medical imaging device with camera magnification management system
US11501433B2 (en) * 2019-11-18 2022-11-15 Boston Scientific Scimed, Inc. Systems and methods for processing electronic medical images to determine enhanced electronic medical images

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10288742A (ja) 1997-04-16 1998-10-27 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
JPH11125773A (ja) * 1997-10-21 1999-05-11 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡
JP2004145578A (ja) 2002-10-23 2004-05-20 Fujitsu Ltd データ処理方法、言語展開装置、データ更新装置、及びプログラム
JP3967337B2 (ja) * 2004-05-14 2007-08-29 オリンパス株式会社 内視鏡および内視鏡装置
JP4516475B2 (ja) * 2005-04-27 2010-08-04 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 略球形状の観察窓を有する内視鏡用撮像光学系
JP5198138B2 (ja) 2008-05-12 2013-05-15 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡用画像装置
WO2011027536A1 (ja) * 2009-09-01 2011-03-10 オリンパス株式会社 光学装置、およびそれを用いた撮像装置、撮像システム
JP4997348B2 (ja) * 2010-05-20 2012-08-08 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡対物レンズユニットおよび内視鏡
CN103608714B (zh) * 2011-06-06 2016-02-17 奥林巴斯株式会社 光学单元及内窥镜
WO2013021744A1 (ja) * 2011-08-10 2013-02-14 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 内視鏡装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20140142381A1 (en) 2014-05-22
US9480392B2 (en) 2016-11-01
KR20140065231A (ko) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102043439B1 (ko) 내시경 장치
US7180682B1 (en) Variable-magnification optical system and image taking apparatus
JP5963040B2 (ja) 結像レンズ、撮像装置および情報装置
KR20180032058A (ko) 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
KR20190032905A (ko) 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
JP5959714B2 (ja) 撮像装置
US20120194637A1 (en) Photographing apparatus for photgraphing panoramic image and method thereof
US11054615B2 (en) Optical lens assembly and electronic device comprising same
JP6257476B2 (ja) レンズフード及び撮像装置
CN106415350A (zh) 摄像镜头及摄像装置
KR20180015485A (ko) 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
KR20180069466A (ko) 옵티칼 렌즈 어셈블리 및 이를 포함한 전자 장치
JP2006293042A (ja) 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
JP5045275B2 (ja) レンズユニットおよび撮像装置
JP2008090150A (ja) 撮像レンズ及び撮像装置
WO2015087599A1 (ja) 撮像ユニット、レンズ鏡筒および携帯端末
JP2015079175A (ja) 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末
JP2004085725A (ja) 撮像レンズ、集光光学素子及び撮像装置
JP2013195781A (ja) 撮像光学系及びそれを用いた撮像装置
US7817141B2 (en) Portable electronic device
CN110431832B (zh) 移动终端及其控制方法
US10386614B2 (en) Optical apparatus
KR20210054768A (ko) 렌즈 어셈블리 및 그를 포함하는 전자 장치
EP3223509A1 (en) Imaging device, imaging method, and image processing program
TWI565320B (zh) 攝像與感光整合型光學裝置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant