KR102107402B1 - 내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

3차원 영상 및 광시야각 영상을 획득할 수 있는 내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치가 개시된다.
내시경은 가로 방향으로 나란히 배치된 제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈를 포함하며, 전방 영상을 획득하는 전방 영상 획득부; 및 상기 제1 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제1 대물렌즈의 하부에 위치하는 제3 대물렌즈 및 상기 제2 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제2 대물렌즈의 하부에 위치하는 제4 대물렌즈를 포함하며, 상기 전방 영상 획득부보다 아래쪽 방향의 하방 영상을 획득하는 하방 영상 획득부를 포함한다.

Description

내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치{Endoscope and image processing apparatus using the endoscope}
내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치가 개시된다. 더욱 상세하게는 3차원 영상 및 광시야각 영상을 획득할 수 있는 내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치가 개시된다.
최소 침습 수술(Minimal Invasive Surgery)이란 환부의 크기를 최소화하는 수술을 통칭한다. 최소 침습 수술은 인체의 일부(예: 복부)에 큰 절개창을 열고 시행하는 개복 수술과 달리, 복부에 0.5㎝~1.5㎝ 크기의 적어도 하나의 절개공(또는 침습구)을 내고, 이 절개공을 통해 비디오 카메라와 각종 기구들을 넣은 후 영상을 보면서 시행하는 수술 방법이다.
이러한 최소 침습 수술은 개복 수술과 달리 수술 후 통증이 적고, 장 운동의 조기 회복 및 음식물의 조기 섭취가 가능하며 입원 기간이 짧고 정상 상태로의 복귀가 빠르며 절개 범위가 좁아 미용 효과가 우수하다는 장점을 가진다. 이러한 장점으로 인해 최소 침습 수술은 담낭 절재술, 전립선 암 수술, 탈장 교정술 등에 사용되고 있고 그 분야를 점점 더 넓혀가고 있는 추세이다.
최소 침습 수술에 이용되는 수술 로봇의 종류로는 멀티 포트 방식의 수술 로봇과 싱글 포트 방식의 수술 로봇을 예로 들 수 있다. 멀티 포트 수술 로봇은 복수의 로봇식 수술기구를 개별 침습 부위를 통해 환자의 복강 내로 진입시키는 방식의 수술 로봇을 말한다. 이에 비하여 싱글 포트 수술 로봇은 복수의 로봇식 수술기구를 하나의 침습 부위를 통해 환자의 복강 내로 진입시키는 방식의 수술 로봇을 말한다.
멀티 포트 수술 로봇이나 싱글 포트 수술 로봇을 이용한 수술의 경우, 환자의 복강 내부로 내시경을 삽입하고, 내시경을 이용하여 환자의 복강 내부를 촬영한다. 그리고 촬영된 영상을 시술자에게 제공한다.
이처럼 멀티 포트 수술 로봇이나 싱글 포트 수술 로봇은 내시경을 이용하여통해 환자의 복강 내부를 촬영하므로, 개복 수술에 비하여 시술자의 시야를 확보하는 것이 용이하지 않다.
3차원 영상 및 광시야각 영상을 획득할 수 있는 내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치가 제공된다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 내시경의 일 실시예는 가로 방향으로 나란히 배치된 제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈를 포함하며, 전방 영상을 획득하는 전방 영상 획득부; 및 상기 제1 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제1 대물렌즈의 하부에 위치하는 제3 대물렌즈 및 상기 제2 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제2 대물렌즈의 하부에 위치하는 제4 대물렌즈를 포함하며, 상기 전방 영상 획득부보다 아래쪽 방향의 하방 영상을 획득하는 하방 영상 획득부를 포함한다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 영상 처리 장치의 일 실시예는 가로 방향으로 나란히 배치된 제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈를 포함하며 전방 영상을 획득하는 전방 영상 획득부와, 상기 제1 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제1 대물렌즈의 하부에 위치하는 제3 대물렌즈 및 상기 제2 대물렌즈와 경사를 이루도록 상기 제2 대물렌즈의 하부에 위치하는 제4 대물렌즈를 포함하며, 상기 전방 영상 획득부보다 아래쪽 방향의 하방 영상을 획득하는 하방 영상 획득부를 포함하는 내시경; 및 상기 내시경을 통해 획득된 복수의 영상들에 기초하여 결과 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함한다.
내시경의 전방 영상뿐만 아니라 내시경의 아래쪽 방향의 하방 영상을 획득할 수 있다.
내시경의 전방 영상뿐만 아니라 하방 영상을 포함하는 광시야각 영상을 획득할 수 있으므로, 내시경의 하부에 위치한 로봇식 수술기구가 시야에서 사라져 장기나 혈관을 건드리는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 내시경의 사시도이다.
도 2a는 내지 도 2c는 도 1에 도시된 내시경의 정면도들로, 적어도 하나의 광원의 배치 방법에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 도 1에 도시된 내시경의 측단면도로서, 내시경의 내부 구조에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 내시경의 측단면도로서, 내시경의 내부 구조에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 제어 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 내시경의 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 내시경의 측단면도로, 전방 영상 획득부에 대한 하방 영상 획득부의 경사가 조절되기 전의 상태를 도시한 것이다.
도 9는 도 7에 도시된 내시경의 측단면도로, 전방 영상 획득부에 대한 하방 영상 획득부의 경사가 조절된 후의 상태를 도시한 것이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 영상 처리 장치의 제어 구성을 도시한 도면이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 영상 처리 장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 12a는 영상 처리 장치의 내시경을 통해 획득된 복수의 영상을 예시한 도면이고, 도 12b는 영상 처리 장치에 의한 영상 처리 결과를 도시한 도면이다.
도 13은 또 다른 실시예에 다른 내시경의 사시도이다.
도 14는 도 13에 도시된 내시경의 측단면도로, 전방 영상 획득부에 대한 하방 영상 획득부의 경사 및 상방 영상 획득부의 경사가 조절되기 전의 상태를 도시한 것이다.
도 15는 도 13에 도시된 내시경의 측단면도로, 전방 영상 획득부에 대한 하방 영상 획득부의 경사 및 상방 영상 획득부의 경사가 조절된 후의 상태를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 내시경 및 이를 이용한 영상 처리 장치에 대한 실시예들을 설명한다. 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
개시된 발명에 따른 내시경은 전방 영상 획득부 및 하방 영상 획득부를 포함한다. 전방 영상 획득부는 내시경의 전방에 대한 영상을 획득하기 위한 것으로, 제1 영상 획득부 및 제2 영상 획득부를 포함한다. 하방 영상 획득부는 하방 즉, 전방 영상 획득부 보다 아래쪽 방향에 대한 영상을 획득하기 위한 것으로, 제3 영상 획득부 및 제4 영상 획득부를 포함한다.
제1 내지 제4 영상 획득부는 각각 렌즈 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 영상 획득부는 내시경의 케이블 내에 모두 구비될 수도 있고, 일부만 내시경의 케이블 내에 구비될 수도 있다. 제1 내지 제4 영상 획득부가 내시경의 케이블 내에 모두 구비되는 경우와 그렇지 않은 경우, 내시경 선단의 구조가 달라지게 된다. 이하, 제1 내지 제4 영상 획득부가 내시경의 케이블 내에 모두 구비되는 경우를 일 실시예로 하여 설명하기로 한다. 그리고 제1 내지 제4 영상 획득부 중 일부가 내시경의 케이블 내에 구비되는 경우를 다른 실시예로 하여 설명하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 내시경(10)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 내시경(10)은 케이블 내에 4개의 영상 획득부(11, 12, 13, 14)가 모두 구비된다. 각각의 영상 획득부(11, 12, 13, 14)는 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a) 및 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 4개의 영상 획득부(11, 12, 13, 14)를 제1 영상 획득부(11), 제2 영상 획득부(12), 제3 영상 획득부(13) 및 제4 영상 획득부(14)로 구분하여 지칭하기로 한다. 또한, 각각의 영상 획득부(11, 12, 13, 14)에 포함되는 구성요소들에 대해 '제1', 제2', 제3', '제4'라는 용어를 사용하여 구분하기로 한다.
내시경(10)의 선단부에는 앞면 및 비탈면이 마련된다. 비탈면은 앞면을 기준으로 일정한 각도로 기울어진 면으로, 앞면의 하부에 마련된다.
앞면에는 제1 영상 획득부(11)의 제1 대물렌즈(11a) 및 제2 영상 획득부(12)의 제2 대물렌즈(12a)가 가로 방향으로 나란히 설치된다. 제1 대물렌즈(11a)는 광축(L1)을 중심으로 소정 시야각(예를 들어, 120°) 내의 대상체를 촬영한다. 이와 마찬가지로 제2 대물렌즈(12a)도 광축(L2)을 중심으로 소정 시야각 내의 대상체를 촬영한다.
경사면에는 제3 영상 획득부(13)의 제3 대물렌즈(13a) 및 제4 영상 획득부(14)의 제4 대물렌즈(14a)가 가로 방향으로 나란히 설치된다. 제3 대물렌즈(13a)는 광축(L3)을 중심으로 소정 시야각 내의 대상체를 촬영한다. 이와 마찬가지로, 제4 대물렌즈(14a)도 광축(L4)를 중심으로 소정 시야각 내의 대상체를 촬영한다. 일 예로, 제3 대물렌즈(13a) 및 제4 대물렌즈(14a)는 제1 대물렌즈(11a) 및 제2 대물렌즈(12a)와 동일한 시야각을 가질 수 있다. 다른 예로, 제3 대물렌즈(13a) 및 제4 대물렌즈(14a)는 제1 대물렌즈(11a) 및 제2 대물렌즈(12a)의 시야각보다 넓은 시야각을 가질 수도 있다.
제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)의 주변에는 적어도 하나의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)이 구비된다. 적어도 하나의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)은 전방을 향하도록 배치되어, 내시경(10)의 선단부의 주변에 빛을 조사한다. 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 예로는 LED(Light Emitting Diode)를 들 수 있다. 적어도 하나의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)을 어느 위치에 배치할 것인지에 대해서는 다양한 실시예가 가능하다. 이에 대한 보다 구체적인 설명을 위해 도 2a 내지 도 2c를 참조하기로 한다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 내시경(10)의 정면도들로, 적어도 하나의 광원의 배치 방법에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2a는 내시경(10)에 총 4개의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)이 구비된 모습을 도시한 것이다. 이 경우, 제1 내지 제4 광원(11b, 12b, 13b, 14b)은 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)의 주변에 각각 구비될 수 있다. 예를 들면, 내시경(10)의 다면이 도 2a와 같이 사각형인 경우, 제1 내지 제4 광원(11b, 12b, 13b, 14b)은 내시경(10)의 각 모서리쪽에 구비될 수 있다.
도 2b는 내시경(10)에 총 2개의 광원(15, 16)이 구비된 모습을 도시한 것이다. 이 경우, 제1 광원(15)은 제1 대물렌즈(11a)와 제2 대물렌즈(12a) 사이에 구비될 수 있다. 그리고 제2 광원(16)은 제3 대물렌즈(13a)와 제4 대물렌즈(14a) 사이에 구비될 수 있다. 그러나 제1 광원(15) 및 제2 광원(16)의 위치는 이로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 광원(15)은 내시경(10)의 앞면 내에서, 도 2b에 도시된 위치보다 위쪽 또는 아래쪽에 위치할 수 있다. 마찬가지로 제2 광원(16)은 경사면 내에서, 도 2b에 도시된 위치보다 위쪽 또는 아래쪽에 위치할 수도 있다.
도 2c는 내시경(10)에 1개의 광원(17)이 구비된 모습을 도시한 것이다. 이 경우, 광원(17)은 내시경(10)의 중심에 배치될 수 있다. 이처럼 하나의 광원(17)이 배치된 경우, 복수의 광원이 배치된 경우에 비하여 광원(17)의 밝기를 더 밝게 조절할 수 있다. 이하의 설명에서는 도 2a와 같이, 내시경(10)에 4개의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)이 구비된 경우를 예로 들어 설명하기로 한다.
다음으로, 내시경(10)의 도 3 및 도 4를 참조하여 내시경(10)의 내부 구성에 대해서 설명하기로 한다.
도 3은 도 1에 도시된 내시경(10)의 측단면도로서, 내시경(10)의 내부 구조에 대한 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시되어 있듯이, 제1 대물렌즈(11a)의 상측에는 제1 광원(11b)설치되고, 제1 대물렌즈(11a)의 후방에는 제1 이미지 센서(11e)가 설치된다. 이 때, 제1 이미지 센서(11e)는 제1 대물렌즈(11a)와 마주보도록 설치된다. 도 3에는 내시경(10)의 내부 구조 중에서 제1 대물렌즈(11a)의 후방에 대한 내부 구조만이 도시되어 있으나, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에 대한 내부 구조도 제1 대물렌즈(11a)의 후방에 대한 내부 구조와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에는 제2 이미지 센서(도 5의 '12e' 참조)가 설치되며, 제2 이미지 센서(12e)도 제2 대물렌즈(12a)와 마주보도록 설치된다.
제3 대물렌즈(13a)의 하측에는 제3 광원(13b)가 설치되고, 제3 대물렌즈(13a)의 후방에는 제3 이미지 센서(13e)가 설치된다. 이 때, 제3 이미지 센서(13e)는 제3 대물렌즈(13a)와 마주보도록 설치된다. 도 3에는 내시경(10)의 내부 구조 중에서 제3 대물렌즈(13a)의 후방에 대한 내부 구조만이 도시되어 있으나, 제4 대물렌즈(14a)의 후방에 대한 내부 구조도 제3 대물렌즈(13a)의 후방에 대한 내부 구조와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 제4 대물렌즈(14a)의 후방에는 제4 이미지 센서(도 5의 '14e' 참조)가 설치되며, 제4 이미지 센서(14e)도 제4 대물렌즈(14a)와 마주보도록 설치된다.
한편, 이미지 센서로는 CCD(Carge-Coupled Device; 전하 결합 소자) 이미지 센서, CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor; 상보성 금속 산화막 반도체) 이미지 센서를 예로 들 수 있다.
CCD 이미지 센서는 외부 렌즈(external lens), 마이크로 렌즈, 컬러 필터 어레이, 픽셀 어레이를 포함할 수 있다. 내시경(10) 내부에 CCD 이미지 센서가 배치되는 경우, 타이밍 발생 IC, 타이밍 조정회로, A/D 컨버터(Analog to Digitat converter), CCD 구동회로 등이 추가로 구비될 수 있다.
CMOS 이미지 센서는 외부 렌즈(external lens), 마이크로 렌즈, 컬러 필터 어레이, 픽셀 어레이, 픽셀 어레이로부터 읽어들인 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 및 A/D 컨버터에서 출력된 디지털 신호를 처리하는 디지털 신호 처리부가 모두 하나의 칩 상에 포함될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 내시경(10)의 측단면도로서, 내시경(10)의 내부 구조에 대한 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 4에 도시되어 있듯이, 제1 대물렌즈(11a)의 후방에는 제1 릴레이 렌즈(11c, 11d), 제1 이미지 센서(11e)가 차례로 배치된다. 제1 릴레이 렌즈(11c, 11d)는 복수의 렌즈를 포함하는 렌즈군으로 이루어진다. 도 3은 제1 릴레이 렌즈(11c, 11d)가 로드 렌즈(11c) 및 평 오목 렌즈(plane-concave lens, 11d)를 포함하는 렌즈군으로 이루어진 경우를 보여주고 있다. 제1 릴레이 렌즈(11c, 11d)는 제1 대물렌즈(11a)에서 출사된 빛을 이미지 센서에 결상(結像)시킨다. 이미지 센서는 결상된 상을 전기 신호로 변환한다.
도 4에는 내시경(10)의 내부 구조 중에서 제1 대물렌즈(11a)의 후방에 대한 내부 구조만이 도시되어 있으나, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에 대한 내부 구조도 제1 대물렌즈(11a)의 후방에 대한 내부 구조와 동일한 구조를 갖는다. 즉, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에는 제2 릴레이 렌즈(미도시), 제2 이미지 센서(도 5의 '12e' 참조)가 차례로 배치된다.
한편, 제3 대물렌즈(13a)의 후방에는 프리즘(13c), 제3 릴레이 렌즈(13d), 및 제3 이미지 센서(13e)가 차례로 배치된다. 프리즘(13c)은 제3 대물렌즈(13a)에서 출사된 빛을 굴절시킨다. 이처럼 제3 대물렌즈(13a)에서 출사된 빛을 굴절시키는 이유는, 제3 대물렌즈(13)와 마주보도록 배치되어 있지 않은 제3 이미지 센서(13e)쪽으로 빛의 경로를 변경시키기 위함이다. 프리즘(13c)에 의해 굴절된 빛은 릴레이 렌즈(13d)로 입사된다. 릴레이 렌즈(13d)는 프리즘(13c)에 의해 굴절된 빛을 제3 이미지 센서(13e)에 결상시킨다. 제3 이미지 센서(13e)는 결상된 상을 전기 신호로 변환한다.
도 4에는 내시경(10)의 내부 구조 중에서 제3 대물렌즈(13a)의 후방에 대한 내부 구조만이 도시되어 있으나, 제4 대물렌즈(14a)의 후방에 대한 내부 구조도 제3 대물렌즈(13a)의 후방에 대한 내부 구조와 동일한 구조를 갖는다.
이상으로, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 일 실시예에 따른 내시경(10)의 외관 및 내부 구조에 대해서 설명하였다. 도 1 내지 도 2c에는 내시경(10)의 단면이 사각형인 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명을 위해 과장되게 도시된 것이다. 내시경(10)의 단면은 다른 형상 예를 들어, 원형일 수도 있다.
또한, 도 3 및 도 4는 각각의 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)에 대응하는 영역마다 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)가 배치된 경우를 도시하고 있다. 그러나 이미지 센서의 개수는 이보다 적게 배치될 수도 있다. 일 예로, 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)에 대응하는 영역에 하나의 이미지 센서(미도시)가 배치될 수도 있다.
다음으로, 상술한 바와 같은 내시경(10)에 의해 획득된 영상을 처리하는 영상 처리 장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 5는 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 제어 구성을 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상 처리 장치는 내시경(10), 수신부(21), 제어부(22), 영상 처리부(23), 송신부(24) 및 디스플레이부(25)를 포함할 수 있다.
내시경(10)은 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 내지 제4 광원(11b, 12b, 13b, 14b), 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 포함할 수 있다.
수신부(21)는 제어 명령을 수신한다. 제어 명령은 외부 장치(예를 들어, 수술 로봇의 마스터 콘솔)에서 전송된 것이거나, 조작자가 영상 처리 장치에 구비된 입력부(미도시)를 통해 입력한 것일 수 있다. 제어 명령으로는 각 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 밝기를 제어하기 위한 명령, 영상 처리부(23)를 활성화시키는 명령을 예로 들 수 있다.
제어부(22)는 수신부(21)를 통해 수신된 제어 명령에 따라, 각 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 밝기를 제어하고, 영상 처리부(23)를 활성화시킨다.
영상 처리부(23)는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들에 기초하여 출력 영상을 생성한다. 출력 영상으로는 광시야각 영상, 내시경(10) 전방(前方) 및 하방(下方) 영역에 대한 3차원 영상을 예로 들 수 있다.
영상 처리부(23)는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들을 정합하여 광시야각 영상을 생성한다. 좀 더 구체적으로, 영상 처리부(23)는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들로부터 각각 적어도 하나의 특징점을 추출한다. 특징점 추출을 위한 알고리즘의 예로는 SIFT(Scale Invariant Feature Transform)를 들 수 있다. SIFT는 영상에서 크기와 회전에 불변하는 특징을 추출하는 알고리즘이다. SIFT은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명을 생략하기로 한다. 각 영상에서 적어도 하나의 특징점이 추출되면, 영상 처리부(23)는 추출된 적어도 하나의 특징점에 기초하여 영상들을 정합한다. 그 결과, 시야각이 180° 이상인 광시야각 영상을 생성한다.
영상 처리부(23)는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들에 기초하여 3차원 영상을 생성할 수 있다. 3차원 영상은 좌안용 영상과 우안용 영상에 기초하여 생성될 수 있다.
이 때, 좌안용 영상과 우안용 영상은 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다. 영상 처리부(23)는 제1 이미지 센서(11e)에서 획득된 영상 및 제3 이미지 센서(13e)에서 획득된 영상에 기초하여, 좌안용 영상을 생성한다. 그리고 제2 이미지 센서(12e)에서 획득된 영상 및 제4 이미지 센서(14e)에서 획득된 영상에 기초하여, 우안용 영상을 생성한다. 이러한 방법으로 생성된 좌안용 영상 및 우안용 영상에 기초하여 3차원 영상을 생성하면, 내시경(10)의 전방뿐 아니라 하방에 대한 시야각이 확보된 3차원 영상을 얻을 수 있다.
송신부(24)는 영상 처리부(23)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나를 외부 장치(예를 들어, 수술 로봇의 마스터 콘솔)로 송신할 수 있다.
디스플레이부(25)는 영상 처리부(23)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이부(25)는 복수개가 구비될 수도 있다. 이 경우, 각 디스플레이부(25)의 디스플레이 영역는 서로 다른 영상이 디스플레이될 수도 있다. 또는 복수의 디스플레이부(25)의 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 하나의 영상이 디스플레이될 수도 있다. 이러한 디스플레이부(25)는 예를 들어, CRT(Cathod Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode), 또는 OLED(Organic Light Emitting Diode), PDP(Plasma Display Panel)로 구현될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 영상 처리 장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
영상 처리 장치로 제어 명령이 수신되면, 수신된 제어 명령에 따라 복수의 광원의 밝기가 제어된다(S61).
복수의 광원의 밝기가 제어되면, 대상체에서 반사된 빛은 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)로 입사되고, 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13a, 14a)에서 출사된 빛은 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)에 결상된다. 그러면 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)는 결상된 상을 전기 신호로 변환한다. 그 결과 복수의 영상이 획득된다(S62).
복수의 영상이 획득되면, 획득된 복수의 영상에 대해 영상 처리가 수행된다(S63). 영상 처리 단계(S63)는 광시야각 영상을 생성하는 단계 및 3차원 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
광시야각 영상을 생성하는 단계는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들로부터 각각 적어도 하나의 특징점을 추출하는 단계, 추출된 적어도 하나의 특징점을 기초로 영상들을 정합하여 광시야각 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
3차원 영상을 생성하는 단계는 제1 이미지 센서(11e)를 통해 획득된 영상과 제3 이미지 센서(13e)를 통해 획득된 영상에 기초하여 좌안용 영상을 생성하는 단계, 제2 이미지 센서(12e)를 통해 획득된 영상과 제4 이미지 센서(14e)를 통해 획득된 영상에 기초하여 우안용 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
영상 처리 단계(S63)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나는 영상 처리 장치의 디스플레이부(25)를 통해 디스플레이되거나, 외부 장치로 전송될 수 있다.
도 7는 다른 실시예에 따른 내시경의 사시도이고, 도 8 및 도 9는 도 7에 도시된 내시경의 측단면도이다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 내시경(10)은 전방 영상 획득부(10A) 및 하방 영상 획득부(10B)를 포함한다.
전방 영상 획득부(10A)는 내시경(10)의 전방에 대한 영상을 획득하기 위한 것으로, 내시경(10)의 케이블 내에 마련된다. 전방 영상 획득부(10A)는 제1 영상 획득부 및 제2 영상 획득부를 포함한다.
하방 영상 획득부(10B)는 전방 영상 획득부(10A) 보다 아래쪽의 영상을 획득하기 위한 것으로, 케이블의 외부에 마련된다. 하방 영상 획득부(10B)는 제3 영상 획득부 및 제4 영상 획득부를 포함한다.
좀 더 구체적으로, 제1 영상 획득부의 제1 대물렌즈(11a) 및 제2 영상 획득부의 제2 대물렌즈(12a)는 내시경(10)의 앞면에 가로로 나란히 설치된다. 제1 대물렌즈(11a)의 후방에는 제1 대물렌즈(11a)와 마주보도록 제1 이미지 센서(11e)가 배치된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에는 제2 대물렌즈(12a)와 마주보도록 제2 이미지 센서가 배치된다. 또한, 도 8에 도시되어 있듯이, 제3 대물렌즈(13a)의 후방에는 제3 대물렌즈(13a)와 마주보도록 제3 이미지 센서(13e)가 배치된다. 그리고 제4 대물렌즈(14a)의 후방에는 제4 이미지 센서가 배치된다.
제1 내지 제4 영상 획득부의 주변에는 제1 내지 제4 광원(11b, 12b, 13b, 14b)이 각각 설치된다. 각각의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)은 내시경(10)의 주변에 빛을 조사한다.
전방 영상 획득부(10A)와 하방 영상 획득부(10B)의 사이에는 관절(18)이 마련된다. 관절(18)에는 모터와 같은 구동부(19)가 마련된다. 구동부(19)는 제어 신호에 따라 구동되어, 관절(18)을 상하 방향으로 회전시킨다. 관절(18)이 상하 방향으로 회전됨에 따라, 하방 영상 획득부(10B)도 결합축을 중심으로 상하 방향으로 회전하게 된다.
하방 영상 획득부(10B)는 평상 시에 도 8에 도시된 바와 같이, 내시경(10)의 케이블에 접촉하도록 완전히 젖혀진 상태를 유지한다. 즉, 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제3 대물렌즈(L3)의 광축(L3)이 90°를 이루도록 유지된다. 내시경(10)은 이러한 상태에서 환자의 절개부위로 삽입되거나, 절개부위에 이미 삽입되어 있는 가이드 튜브(미도시)를 따라 이동하게 된다. 이렇게 하면, 내시경(10)의 선단부의 단면적을 줄일 수 있으므로, 절개부위로 내시경(10)을 삽입할 때, 내시경(10)에 의해 절개부위가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가이드 튜브를 따라 내시경(10)을 이동시킬 때, 이동성을 확보할 수 있다.
내시경(10)이 환자의 복강 내로 삽입되면, 관절(18)에 마련된 구동부(19)로 구동력이 제공되어, 구동부(19)가 구동된다. 그 결과, 도 9와 같이 전방 영상 획득부(10A)에 대한 하방 영상 획득부(10B)의 경사가 조절된다. 하방 영상 획득부(10B)의 경사를 조절하면, 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제3 대물렌즈(13a)의 광축(L3)이 90° 미만의 각을 이루게 되어, 제1 대물렌즈(11a)의 촬영범위와 제3 대물렌즈(13a)의 촬영범위가 중첩된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 대물렌즈(12a)의 촬영범위와 제4 대물렌즈의 촬영범위도 중첩된다. 그 결과, 내시경(10)의 전방뿐만 아니라 하방에 대한 광시야각 영상을 얻을 수 있다.
다음으로, 상술한 바와 같은 내시경(10)에 의해 획득된 영상을 처리하는 영상 처리 장치에 대해서 설명하기로 한다.
도 10은 다른 실시예에 따른 영상 처리 장치의 제어 구성을 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 영상 처리 장치는 내시경(10), 수신부(21), 제어부(22), 구동부(19), 영상 처리부(23), 송신부(24) 및 디스플레이부(25)를 포함할 수 있다.
내시경(10)은 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 제1 내지 제4 광원(11b, 12b, 13b, 14b), 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 포함할 수 있다.
수신부(21)는 제어 명령을 수신한다. 제어 명령은 외부 장치에서 전송된 것이거나, 조작자가 영상 처리 장치에 구비된 입력부(미도시)를 통해 입력한 것일 수 있다. 제어 명령으로는 전방 영상 획득부(10A)에 대한 하방 영상 획득부(10B)의 경사를 조절하기 위한 명령, 각 광원의 밝기를 제어하기 위한 명령, 및 영상 처리부(23)를 활성화시키는 명령을 예로 들 수 있다.
제어부(22)는 수신부(21)를 통해 수신된 제어 명령에 따라 구동부(19)로 구동력을 제공하여, 전방 영상 획득부(10A)에 대한 하방 영상 획득부(10B)의 경사가 조절되도록 한다. 또한 수신된 제어 명령에 따라 각 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 밝기를 제어하고, 영상 처리부(23)를 활성화시킨다.
구동부(19)는 제어부(22)의 제어 신호에 따라 구동되어, 전방 영상 획득부(10A)와 하방 영상 획득부(10B) 사이에 마련된 관절(18)을 회전시킨다. 그 결과, 전방 영상 획득부(10A)와 하방 영상 획득부(10B) 사이의 각도를 조절한다.
영상 처리부(23)는 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들에 기초하여 출력 영상을 생성한다. 출력 영상으로는 광시야각 영상, 내시경 전방 영역 및 하방 영역에 대한 3차원 영상을 예로 들 수 있다.
광시야각 영상은 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)를 통해 획득된 영상들로부터 각각 적어도 하나의 특징점을 추출하고, 추출된 적어도 하나의 특징점에 기초하여 각 영상들을 정합하여 생성할 수 있다.
내시경 전방 영역 및 하방 영역에 대한 3차원 영상은 좌안용 영상 및 우안용 영상에 기초하여 생성될 수 있다. 이 때, 좌안용 영상은 제1 이미지 센서에서 획득된 영상 및 제3 이미지 센서에서 획득된 영상을 정합하여 생성될 수 있다. 우안용 영상은 제2 이미지 센서 및 제4 이미지 센서에서 획득된 영상을 정합하여 생성될 수 있다.
송신부(24)는 영상 처리부(23)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나를 외부 장치로 송신할 수 있다.
디스플레이부(25)는 영상 처리부(23)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나를 디스플레이할 수 있다. 디스플레이부(25)는 복수개가 구비될 수도 있다. 이 경우, 각 디스플레이부(25)의 디스플레이 영역는 서로 다른 영상이 디스플레이될 수도 있다. 또는 복수의 디스플레이부(25)의 전체 디스플레이 영역에 걸쳐 하나의 영상이 디스플레이될 수도 있다. 디스플레이 방식은 조작자의 선택에 따라 결정된다.
도 11은 다른 실시예에 따른 영상 처리 장치의 동작 흐름을 도시한 도면이다.
설명에 앞서, 내시경이 환자의 복강 내로 삽입된 상태임을 가정하기로 한다.
이 후, 영상 처리 장치로 제어 명령이 수신되면, 수신된 제어 명령에 따라, 구동부(19)가 구동된다(S70). 그 결과, 관절(18)이 결합축을 중심으로 회전하여, 전방 영상 획득부(10A)에 대한 하방 영상 획득부(10B)의 경사가 조절된다. 즉, 전방 영상 획득부(10A)와 하방 영상 획득부(10B) 사이의 각도가 조절된다.
이 후, 수신된 명령에 따라 복수의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 밝기가 제어된다(S71).
복수의 광원(11b, 12b, 13b, 14b)의 밝기가 제어되면, 복강 내의 조직에서 반사된 빛은 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13b)로 입사되고, 제1 내지 제4 대물렌즈(11a, 12a, 13b)에서 출사된 빛은 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)에 결상된다. 그러면 제1 내지 제4 이미지 센서(11e, 12e, 13e, 14e)는 결상된 상을 전기 신호로 변환한다. 그 결과 복수의 영상이 획득된다(S72).
복수의 영상이 획득되면, 획득된 복수의 영상에 대해 영상 처리가 수행된다(S73). 영상 처리 단계(S73)는 광시야각 영상을 생성하는 단계 및 3차원 영상을 생성하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광시야각 영상을 생성하는 단계는 제1 내지 제4 이미지 센서를 통해 획득된 영상들로부터 각각 특징점을 추출하는 단계, 추출된 특징점을 기초로 영상들을 정합하여 광시야각 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 잇다.
3차원 영상을 생성하는 단계는 제1 이미지 센서(11e)를 통해 획득된 영상과 제3 이미지 센서(13e)를 통해 획득된 영상에 기초하여 좌안용 영상을 생성하는 단계, 제2 이미지 센서(12e)를 통해 획득된 영상과 제4 이미지 센서(14e)를 통해 획득된 영상에 기초하여 우안용 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
영상 처리 단계(S73)에서 생성된 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나는 영상 처리 장치의 적어도 하나의 디스플레이부(25)를 통해 디스플레이되거나, 외부 장치로 전송될 수 있다.
도 12a는 영상 처리 장치의 내시경(10)을 통해 획득된 복수의 영상을 예시한 도면이고, 도 12b는 영상 처리 장치에 의한 영상 처리 결과 즉, 도 12a에 도시된 영상들을 정합하여 얻은 영상을 예시한 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 영상 처리 장치는 도 12a와 같이 내시경(10)을 통해 획득된 복수의 영상에서 각각 적어도 하나의 특징점을 추출하고, 추출된 적어도 하나의 특징점에 기초하여 복수의 영상을 정합한다. 그 결과, 도 12b와 같은 광시야각 영상을 생성한다.
이처럼, 복수의 영상에서 각각 추출된 적어도 하나의 특징점에 기초하여 영상을 정합하는 방법 외에도, 각 영상 획득부의 기계적인 특성에 기초하여 복수의 영상을 정합(matching)할 수도 있다. 예를 들면, 각 영상 획득부의 대물렌즈와 관련된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 복수의 영상을 정합함으로써, 광시야각 영상을 생성할 수도 있다.
이 후, 영상 처리 장치는 생성된 광시야각 영상에 대하여 후처리를 수행할 수 있다. 예를 들면, 도 12b와 같은 광시야각 영상에서 테두리 영역 즉, 영상 정보가 없는 부분을 블랙 아웃(black-out) 또는 삭제한다. 경우에 따라, 삭제된 영역만큼 광시야각 영상을 확대시키거나, 광시야각 영상의 위치를 이동시키는 과정이 수행될 수 있다.
이상으로 전방 영상 및 하방 영상을 획득할 수 있는 내시경 및 이를 포함하는 영상 처리 장치에 대해서 설명하였다. 이와는 다른 실시예로서, 전방 영상 및 하방 영상뿐만 아니라 상방 영상을 획득할 수 있는 내시경을 도 13 내지 도 15를 참조하여 설명하기로 한다.
도 13은 또 다른 실시예에 따른 내시경의 사시도이고, 도 14 및 도 15는 도 13에 도시된 내시경의 측단면도이다.
도 13에 도시된 내시경(10)은 도 7에 도시된 내시경(10)과 비교했을 때, 케이블의 외부에 상방 영상 획득부(10C)가 추가로 마련된다. 상방 영상 획득부(10C)는 전방 영상 획득부(10A) 보다 위쪽의 영상을 획득하기 위한 것으로, 제5 영상 획득부 및 제6 영상 획득부를 포함한다.
좀 더 구체적으로, 제1 영상 획득부의 제1 대물렌즈(11a) 및 제2 영상 획득부의 제2 대물렌즈(12a)는 내시경(10)의 앞면에 가로로 나란히 설치된다.
도 13에 도시되어 있듯이, 제1 대물렌즈(11a)의 후방에는 제1 대물렌즈(11a)와 마주보도록 제1 이미지 센서(11e)가 배치된다. 제3 대물렌즈(13a)의 후방에는 제3 대물렌즈(13a)와 마주보도록 제3 이미지 센서(13e)가 배치된다. 제5 대물렌즈(15a)의 후방에는 제5 대물렌즈(15a)와 마주보도록 제5 이미지 센서(15e)가 배치된다.
도 14에 도시되지는 않았지만, 제2 대물렌즈(12a)의 후방에는 제2 대물렌즈(12a)와 마주보도록 제2 이미지 센서가 배치된다. 제4 대물렌즈(14a)의 후방에는 제4 대물렌즈(14a)와 마주보도록 제4 이미지 센서가 배치된다. 마찬가지로, 제6 대물렌즈(16a)의 후방에는 제6 대물렌즈(16a)와 마주보도록 제6 이미지 센서가 배치된다.
제1 내지 제6 영상 획득부의 주변에는 제1 내지 제6 광원(11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b)이 각각 설치된다. 각각의 광원(11b, 12b, 13b, 14b, 15b, 16b)은 내시경(10)의 주변에 빛을 조사한다.
전방 영상 획득부(10A)와 하방 영상 획득부(10B)의 사이에는 관절(18)이 마련된다. 전방 영상 획득부(10A)와 상방 영상 획득부(10C)의 사에이도 관절(18')이 마련된다. 각각의 관절(18, 18')에는 모터와 같은 구동부(미도시)가 마련된다. 각각의 구동부는 제어 신호에 따라 구동되어, 각 관절(18, 18')을 상하 방향으로 회전시킨다. 각 관절(18, 18')이 상하 방향으로 회전됨에 따라, 하방 영상 획득부(10B) 및 상방 영상 획득부(10C)도 각각의 결합축을 중심으로 상하 방향으로 회전하게 된다.
하방 영상 획득부(10B) 및 상방 영상 획득부(10C)는 평상 시에 도 14에 도시된 바와 같이, 내시경(10)의 케이블에 접촉하도록 완전히 젖혀진 상태를 유지한다. 즉, 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제3 대물렌즈(L3)의 광축(L3), 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제5 대물렌즈(15a)의 광축(L5)이 90°를 이루도록 유지된다. 내시경(10)은 이러한 상태에서 환자의 절개부위로 삽입되거나, 절개부위에 이미 삽입되어 있는 가이드 튜브(미도시)를 따라 이동하게 된다. 이렇게 하면, 내시경(10)의 선단부의 단면적을 줄일 수 있으므로, 절개부위로 내시경(10)을 삽입할 때, 내시경(10)에 의해 절개부위가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 가이드 튜브를 따라 내시경(10)을 이동시킬 때, 이동성을 확보할 수 있다.
내시경(10)이 환자의 복강 내로 삽입되면, 각 관절(18, 18')에 마련된 구동부로 구동력이 제공되어, 구동부가 구동된다. 그 결과, 도 15와 같이 전방 영상 획득부(10A)에 대한 하방 영상 획득부(10B)의 경사 및 전방 영상 획득부(10A)에 대한 상방 영상 획득부(10C)의 경사가 조절된다.
하방 영상 획득부(10B)의 경사를 조절하면, 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제3 대물렌즈(13a)의 광축(L3)이 90° 미만의 각을 이루게 되어, 제1 대물렌즈(11a)의 촬영범위와 제3 대물렌즈(13a)의 촬영범위가 중첩된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제2 대물렌즈(12a)의 촬영범위와 제4 대물렌즈의 촬영범위도 중첩된다. 그 결과, 내시경(10)의 전방뿐만 아니라 하방에 대한 광시야각 영상을 얻을 수 있다.
상방 영상 획득부(10C)의 경사를 조절하면, 제1 대물렌즈(11a)의 광축(L1)과 제5 대물렌즈(15a)의 광축(L5)이 90° 미만의 각을 이루게 되어, 제1 대물렌즈(11a)의 촬영범위와 제5 대물렌즈(15a)의 촬영범위가 중첩된다. 도면에 도시되지는 않았지만, 제6 대물렌즈(16a)의 촬영범위와 제6 대물렌즈의 촬영범위도 중첩된다. 그 결과, 내시경(10)의 전방뿐만 아니라 상방에 대한 광시야각 영상을 얻을 수 있다.
이상과 같이 예시된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 내시경
10A: 전방 영상 획득부
10B: 하방 영상 획득부
10C: 상방 영상 획득부
11: 제1 영상 획득부
12: 제2 영상 획득부
13: 제3 영상 획득부
14: 제4 영상 획득부
15: 제5 영상 획득부
16: 제6 영상 획득부
18, 18': 관절
L1, L2, L3, L4, L5, L6: 광축
21: 수신부
22: 제어부
23: 영상 처리부
24: 송신부
25: 디스플레이부

Claims (18)

  1. 내시경의 전면에 제1 방향으로 나란히 배치된 제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈를 포함하며, 전방 영상을 획득하는 전방 영상 획득부; 및
    상기 내시경의 경사면에 상기 제1방향으로 나란히 배치된 제3 대물렌즈 및 제4 대물렌즈를 포함하며, 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향에서 하방 영상을 획득하는 하방 영상 획득부를 포함하되,
    상기 제3 대물렌즈는 상기 제1 대물렌즈의 아래에 있고 상기 제1 대물렌즈에서 경사져 있고,
    상기 제4 대물렌즈는 상기 제2대물렌즈의 아래에 있고 상기 제2 대물렌즈에서 경사져 있는 내시경.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내시경의 선단부는 전면 및 상기 전면을 기준으로 일정한 각도로 기울어진 경사면을 포함하는 내시경.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직인 내시경.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 대물렌즈, 상기 제2 대물렌즈, 상기 제3 대물렌즈 및 상기 제4 대물렌즈의 후방에는 상기 제1 대물렌즈, 상기 제2 대물렌즈, 상기 제3 대물렌즈 및 상기 제4 대물렌즈에서 출사된 빛이 결상되는 제1 이미지 센서, 제2 이미지 센서, 제3 이미지 센서, 및 제4 이미지 센서가 각각 마련되는 내시경.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 대물렌즈와 상기 제1 이미지 센서 사이에는 상기 제1 대물렌즈에서 출사된 빛을 상기 제1 이미지 센서에 결상시키는 제1 릴레이 렌즈가 배치되고,
    상기 제2 대물렌즈와 상기 제2 이미지 센서 사이에는 상기 제2 대물렌즈에서 출사된 빛을 상기 제2 이미지 센서에 결상시키는 제2 릴레이 렌즈가 배치되는 내시경.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3 대물렌즈와 상기 제3 이미지 센서 사이에는 상기 제3 대물렌즈에서 출사된 빛을 굴절시키는 프리즘, 및 상기 프리즘에 의해 굴절된 빛을 상기 제3 이미지 센서에 결상시키는 릴레이 렌즈가 차례로 배치되는 내시경.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 영상 획득부는 내시경 케이블의 내부에 마련되고,
    상기 하방 영상 획득부는 상기 내시경 케이블의 외부에 마련되는 내시경.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전방 영상 획득부와 상기 하방 영상 획득부 사이에 마련되는 관절; 및
    상기 관절에 마련되어 상기 관절을 회전시키는 구동부를 더 포함하는 내시경.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 대물렌즈, 상기 제2 대물렌즈, 상기 제3 대물렌즈 및 상기 제4 대물렌즈 중 적어도 하나의 주변에 설치되는 적어도 하나의 광원을 더 포함하는 내시경.
  10. 내시경의 전면에 제1 방향으로 나란히 배치된 제1 대물렌즈 및 제2 대물렌즈를 포함하며 전방 영상을 획득하는 전방 영상 획득부와, 상기 내시경의 경사면에 상기 제1방향으로 나란히 배치된 제3 대물렌즈 및 제4 대물렌즈를 포함하며, 상기 제1 방향과는 다른 제2 방향에서 하방 영상을 획득하는 하방 영상 획득부를 포함하는 내시경; 및
    상기 내시경을 통해 획득된 복수의 영상들에 기초하여 결과 영상을 생성하는 영상 처리부를 포함하되,
    상기 제3 대물렌즈는 상기 제1 대물렌즈의 아래에 있고 상기 제1 대물렌즈에서 경사져 있고,
    상기 제4 대물렌즈는 상기 제2대물렌즈의 아래에 있고 상기 제2 대물렌즈에서 경사져 있는 영상 처리 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 내시경의 선단부는 전면 및 상기 전면을 기준으로 일정한 각도로 기울어진 경사면을 포함하고,
    상기 제2 방향은 상기 제1 방향에 수직인 영상 처리 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 대물렌즈, 상기 제2 대물렌즈, 상기 제3 대물렌즈 및 상기 제4 대물렌즈의 후방에는 상기 제1 대물렌즈, 상기 제2 대물렌즈, 상기 제3 대물렌즈 및 상기 제4 대물렌즈에서 출사된 빛이 결상되는 제1 이미지 센서, 제2 이미지 센서, 제3 이미지 센서, 및 제4 이미지 센서가 각각 마련되는 영상 처리 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 대물렌즈와 상기 제1 이미지 센서 사이에는 상기 제1 대물렌즈에서 출사된 빛을 상기 제1 이미지 센서에 결상시키는 제1 릴레이 렌즈가 배치되고,
    상기 제2 대물렌즈와 상기 제2 이미지 센서 사이에는 상기 제2 대물렌즈에서 출사된 빛을 상기 제2 이미지 센서에 결상시키는 제2 릴레이 렌즈가 배치되는 영상 처리 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 대물렌즈와 상기 제3 이미지 센서 사이에는 상기 제3 대물렌즈에서 출사된 빛을 굴절시키는 프리즘, 및 상기 프리즘에 의해 굴절된 빛을 상기 제3 이미지 센서에 결상시키는 릴레이 렌즈가 차례로 배치되는 영상 처리 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 결과 영상은 광시야각 영상 및 3차원 영상 중 적어도 하나를 포함하는 영상 처리 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 제1 이미지 센서, 제2 이미지 센서, 제3 이미지 센서 및 제4 이미지 센서에서 획득된 영상들로부터 각각 적어도 하나의 특징점을 추출하고, 상기 추출된 적어도 하나의 특징점에 기초하여 상기 획득된 영상들을 정합하여 상기 광시야각 영상을 생성하는 영상 처리 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는
    상기 제1 이미지 센서에서 획득된 영상 및 상기 제3 이미지 센서에서 획득된 영상에 기초하여 좌안용 영상을 생성하고,
    상기 제2 이미지 센서에서 획득된 영상 및 상기 제4 이미지 센서에서 획득된 영상에 기초하여 우안용 영상을 생성하고,
    상기 좌안용 영상 및 상기 우안용 영상에 기초하여 상기 3차원 영상을 생성하는 영상 처리 장치.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 전방 영상 획득부는 내시경 케이블의 내부에 마련되고, 상기 하방 영상 획득부는 상기 내시경 케이블의 외부에 마련되며,
    상기 전방 영상 획득부와 상기 하방 영상 획득부 사이에는 구동부에 의해 회전하는 관절이 마련되는 영상 처리 장치.
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