KR102171995B1 - 내시경용 이미지 가이드 - Google Patents

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KR102171995B1
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박준호
조윤석
윤덕환
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Abstract

본 발명은 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비한 의료용 내시경에 있어서, 상기 이미지 가이드는 내부에 다수의 광섬유(100)가 내장된 클래드(500)로 구성되되, 상기 다수의 광섬유(100)는 코어부(110)와, 상기 코어부(110)를 감사는 코어부외피(120)를 포함하되, 상기 코어부외피(120)는 원형이 아닌 다각형형태로 상기 코어부(110)의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드가 제공된다.

Description

내시경용 이미지 가이드{Image guide for endoscopy}
본 발명은 내시경용 이미지 가이드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광섬유의 코어부 사이의 중심거리를 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높일 수 있는 내시경용 이미지 가이드에 관한 것이다.
내시경의 종류에는 광파이버를 이용한 내시경, 소형카메라를 이용한 내시경 등이 있다. 내시경은 주로 위장관계를 살펴보거나 복강내, 기관지를 살펴보는 등 다양하게 용도와 기능에 맞게 발전하고 있다.
이러한 의료용 등에 사용되는 내시경은 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비하며, 상기 이미지 가이드는 화상을 전송하며, 복수의 코어부를 가지는 멀티 코어 섬유이다.
상기 용도에 있어서 이미지 가이드는 양호한 굴곡성과 파손하기 어려운 안전성을 가지는 것이 요구되어 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber, POF)가 바람직하게 이용된다.
도 1을 참조하면 종래의 클래드(50) 내부에 다수의 광섬유(10)가 채워지며, 상기 다수의 광섬유(10)의 코어부외피(12)는 원형으로 이루어진다.
그런데 상기 플라스틱 광섬유에 있어서 화상을 정밀하고 선명하게 전송하려면 상기 다수의 광섬유가 정연(整然)하게 배열되고, 동일면적에 대해 코어(11)의 점유율(코어면적비율)이 높게 배열되는 것이 바람직하다.
그러나 종래의 광섬유(10)의 코어부외피(12)는 원형으로 이루어져 다수의 광섬유 사이에 빈 공간이 형성되어 코어부(11) 중심사이의 거리(L2)를 감소시키기 용이하지 않아 동일면적에 대한 코어의 점유율(코어면적비율)을 높이는데 한계가 있다.
또한, 종래의 광섬유(10)의 코어부외피(12)는 원형으로 이루어져 복수의 광섬유를 정연하게 배열시키는 것이 어렵고 특히 코어수가 많은 고화질 플라스틱 광섬유에 있어서는 더욱이 이 문제가 심해져 제조하는데 있어 어려움이 있다.
또한 도 8의 (a)를 참조하면, 상기 삽입부의 선단에 구비된 카메라로부터 획득한 이미지는 상기 이미지 가이드(1001)의 입력단(1011)을 통해 이미지(1011a)를 입력하고, 출력단(12)을 통해 CCD 어레이(1002)로 출력단 이미지(1012a)를 전송하며, 상기 CCD 어레이(1002)로부터 획득한 이미지(1002a)는 화상보드(1003)에 의해 처리되어 모니터(1004)를 통해 출력(1004a)된다.
그러나 내시경 조립 등과 같은 외부적인 요인으로 인해 상기 이미지 가이드(1050) 내의 광섬유들의 배열이 어긋나거나 또는 광섬유가 꺾이게 되는 경우, 입력단(1051)과 출력단(1052)의 일대일로 매칭 또는 대응이 이루어지지 않게 된다.
이러한 경우 도 8의 (b)와 같이, 이미지 가이드(1050) 내에서 셀 위치가 변경되어 출력단(1052)의 이미지(1052b)와 같이, 입력단(1051)의 이미지(1051b)에 비해 셀 위치가 변경된 이미지(1052b) 상태로 출력되고, 상기 CCD 어레이(1200)로 전송되어 상기 모니터(1400)에는 셀 위치가 변경된 이미지(1400b)가 출력된다.
즉, 상기 입력단(1051)과 출력단(1052)의 일대일로 매칭 또는 대응이 이루어지지 않게 되면 셀 위치가 변경된 이미지가 모니터로 출력되기 때문에 내시경으로 촬상한 이미지의 정확성과 인식률이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0673412호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2018-0074858호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2013-0036241호 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2006-0000256호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광섬유의 코어부외피를 다각형형태로 형성함으로써 코어부 사이의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이며, 용이하게 복수의 광섬유를 정연하게 배열할 수 있는 내시경용 이미지 가이드를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
또한, 이미지 출력단의 좌표중의 임의의 하나의 코어를 원점코어로 설정하고, 연결오차 발생한 경우, 기설정된 원점코어를 기준으로 이미지 출력단의 위치와 CCD 어레이의 연결오차를 보정할 수 있는 화상변환테이블을 구비한 내시경기기를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비한 의료용 내시경에 있어서, 상기 이미지 가이드는 내부에 다수의 광섬유(100)가 내장된 클래드(500)로 구성되되, 상기 다수의 광섬유(100)는 코어부(110)와, 상기 코어부(110)를 감사는 코어부외피(120)를 포함하되, 상기 코어부외피(120)는 원형이 아닌 다각형형태로 상기 코어부(110)의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드가 제공된다.
또한, 상기 코어부외피(120)는 단면으로 볼 때 육각형을 이루도록 형성되며, 상기 육각형의 변의 길이가 동일하도록 형성됨에 따라 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 상기 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치하여 각각의 광섬유 중심까지의 거리를 좁혀 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드가 제공된다.
또한, 상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변은 오목부(121)가 형성되어 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치될 때 각각의 변이 서로 밀착되어 배치됨에 따라 각각의 광섬유의 중심까지의 거리를 좁혀 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드가 제공된다.
또한, 상기 각각의 변에 형성되는 오목부는 곡률반경이 일정하거나 서로 차이가 나도록 하며, 상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변에는 각각의 광섬유의 굽힘강도를 높이기 위해 임의의 변에 리브(122)를 구비하고, 상기 리브(122)는 반원기둥형태로서 상기 반원기둥형태가 상기 육각형의 변이 이루는 면에 길이방향으로 배치된다.
또한, 상기 리브(122)는 상기 오목부(121)에 끼워져 배치됨에 따라 상기 광섬유들이 육각형을 이루는 변들의 접촉면적을 증가시켜 상기 다수의 광섬유(100)들의 결속력을 증대시킨다.
또한 본 발명은 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비한 의료용 내시경에 있어서, 상기 이미지 가이드(1050)는 내부에 다수의 광섬유(1100)가 내장된 클래드(1500)로 구성되되, 상기 다수의 광섬유(1100)는 코어부(1110)와, 상기 코어부(1110)를 감싸는 코어부외피(1120)로 이루어지고, 상기 코어부(1110)를 통해 전송된 이미지를 획득하는 CCD어레이(1200)와, 상기 CCD 어레이(1200)로부터 획득한 이미지 처리하는 화상보드(1300)와, 상기 화상보드(1300)에서 처리된 이미지를 디스플레이 하는 모니터(1400)가 더 포함되며, 상기 CCD 어레이(1200)로 획득한 이미지의 셀 위치를 변경하여 이미지를 재구성하는 화상변환테이블(1310)을 구비한 것을 특징으로 하는 이미지 변환테이블을 구비한 내시경기기가 제공된다.
또한, 상기 화상변환테이블(1310)은 다수의 셀로 이루어지되 상기 다수의 셀은 상기 CCD 어레이(1200)의 셀의 숫자와 동일하거나 작게 형성되고, 상기 화상변환테이블(1310)에는 상기 CCD 어레이(1200)에서 획득한 이미지의 배열을 변환할 수 있는 변환변수가 저장된다.
또한, 상기 모니터(1400)에는 모니터 각각의 픽셀에 대응되는 메모리모듈이 구비되어 상기 메모리모듈에 입력된 값에 의해 모니터가 디스플레이 되고, 상기 변환변수는 상기 CCD 어레이(1200)를 통해 획득한 이미지를 각 셀 단위로 나눈 다음 상기 나누어진 셀 단위의 영상을 상기 메모리모듈로 전송할 때 셀 단위의 위치를 변경하여 메모리로 전송하기 위한 셀 이동값이 포함된다.
또한, 상기 셀 이동값은 상기 화상변환테이블(1310)의 각각의 셀에 저장되며, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 입력단(1051)의 코어의 배열이 (Xi, Yj) (여기서 i =1,2,3, ... p-1,p,p+1, ... , n-1, n)(j =1,2,3, ... q-1,q,q+1, ... , m-1, m,) 이라 하고, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 출력단(1052)의 코어의 배열이 (Ui, Vj) (여기서 i =1,2,3, ... p'-1,p',p'+1, ..., n-1, n)(j =1,2,3, ... q'-1,q',q'+1, ... , m-1, m) 하며, 상기 (Xi, Yj)에 위치한 코어의 입력 이미지 값을 I^ ij 라하고, 상기 (Ui, Vj)에 위치한 코어의 출력 이미지 값을 I'ij 라하며, 상기 CCD 어레이(1200)의 셀의 배열을 (Ci, Dj) (여기서 i =1,2,3, ... b-1,b,b+1, ..., g-1, g)(j =1,2,3, ... k-1,k,k+1, ... , h-1, h) 라하고, 상기 화상변환테이블(1310)의 셀의 배열을 (Ei, Fj) (여기서 i =1,2,3, ... o-1,o,o+1, ..., s-1, s)(j =1,2,3, ... r-1,r,r+1, ... , t-1, t) 라고 했을 때, 코어의 배열에서 i 배열의 끝첨자 n과, CCD 어레이(1200)의 배열에서 i 배열의 끝첨자 g와, 화상변환테이블(1310)의 배열에서 i 배열의 끝첨자 s의 관계는 n < g < s 이고, 코어의 배열에서 j 배열의 끝첨자 m과, CCD 어레이(1200)의 배열에서 j 배열의 끝첨자 h와, 화상변환테이블(1310)의 배열에서 j 배열의 끝첨자 t의 관계는 m < h < t 인 것을 특징으로 하는 이미지 변환테이블을 구비한 내시경 기기가 제공된다.
또한, 상기 (X3,Y4) 코어의 입력 이미지 값이 해당코어에서 입력된 이미지 값이 출력되어야할 이미지 출력단(1052)의 (U3,U4) 위치에서 출력되지 않고, 상기 이미지 출력단(1052)의 (U7,U8) 좌표에서 출력되며, 이때 좌표첨자 7 ≠ 3, 8 ≠ 4 이 되고, 이 경우, 상기 이미지 출력단(1052)의 (U7,U8) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(1310)의 (E7, F8)의 위치에는, 상기 이미지 출력단(1052)의 (U3,U4) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(1310)의 (E3, F4)좌표로 유도하는 유도백터가 저장된다.
또한, 상기 (Xp,Yq)코어의 입력 이미지 값이 해당코어에서 입력된 이미지 값이 출력되어야 이미지 출력단(1052)의 (Up,Uq) 위치에서 출력되지 않고, 이미지 출력단(52)의 (Up',Uq') 좌표에서 출력되며, 이때 좌표첨자 p' ≠ p, q' ≠ q 인 경우, 상기 이미지 출력단(52)의 (Up',Uq') 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(310)의 (Eo, Fr)의 위치에는, 상기 이미지 출력단(1052)의 (Up,Uq) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(1310)의 (Ep, Fq) 좌표로 유도하는 유도백터가 저장된다.
또한, 상기 이미지 출력단(1052)의 좌표중의 임의의 하나의 코어를 원점코어('O')로 정하고, 상기 이미지 가이드(50)의 출력단(1052)을 상기 CCD 어레이(1200)에 연결하며, 상기 이미지 출력단(1052)과 CCD 어레이(1200)의 연결오차 발생 시에 상기 원점코어('O')를 기준으로 이미지 출력단(52)의 위치와 CCD 어레이(1200)에 연결오차를 보정한다.
또한, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 입력단(1051)의 코어의 배열이 (Xi, Yj) (여기서 i =1,2,3, ... p-1,p,p+1, ... , n-1, n)(j =1,2,3, ... q-1,q,q+1, ... , m-1, m,)일 때, 상기 이미지 입력단(1051)의 각각의 코어에 순차적으로 광을 입력시키고 상기 입력시킨 광을 이미지 출력단(1052)에 연결된 CCD 어레이(1200)를 통해 검출함에 따라 상기 이미지 입력단(1051)과 상기 이미지 출력단(1052) 코어의 배열이 (Ui, Vj) (여기서, i =1,2,3, ... p'-1,p',p'+1, ..., n-1, n)(j =1,2,3, ... q'-1,q',q'+1, ... , m-1, m)의 배열오차를 검출하며, 상기 배열오차를 상기 화상변환테이블(1310)의 셀들 (Ei, Fj) (여기서 i =1,2,3, ... o-1,o,o+1, ..., s-1, s)(j =1,2,3, ... r-1,r,r+1, ... , t-1, t) 각각에 유도백터를 저장함으로써, 상기 화상변환 테이블(1310)에 의해 상기 이미지 입력단(1051)에서 입력된 이미지가 배열오차로 인한 이미지 뒤틀림이 보정되어 상기 모니터(1400)를 통해 디스플레이 되는 것을 특징으로 하는 이미지 변환테이블을 구비한 내시경기기가 제공된다.
또한, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 출력단(1052)을 상기 CCD 어레이(1200)에 연결한 후, 상기 원점코어('O')에 광을 입력시켜 상기 CCD 어레이(1200)로부터 원점코어('O')의 위치를 검출한 다음, 상기 원점코어('O')의 위치가 변경된 경우에는 상기 화상변환 테이블(310)이 각각의 셀에 저장된 유도백터는 상기 원점코어('O')의 위치에 맞추어 화상변환 테이블(1310)의 좌표를 보정함에 따라 상기 유도벡터의 저장위치도 변경된다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 광섬유의 코어부외피를 다각형형태로 형성함으로써 코어부 사이의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높임으로써 내시경 이미지를 보다 정밀하고 선명하게 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 광섬유의 코어부외피를 다각형형태로 형성함으로써 용이하게 복수의 광섬유를 정연하게 배열할 수 있어 제조가 용이하고 보다 정밀하고 선명하게 내시경 이미지를 전송할 수 있는 효과가 있다.
또한, 코어부외피에 리브 및 오목부가 형성되어 각각의 광섬유의 강도를 향상시키고, 다수의 광섬유의 결합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 내시경을 통해 획득한 이미지에 대하여, 각각의 좌표계의 픽셀이 서로 일대일로 매칭 또는 대응이 이루어지지 않아서 발생하는 인식률 및 정확성 저하를 본 발명에 따라 화상변환테이블을 통해 셀 위치를 변경하여 이미지를 재구성함으로써 내시경을 통해 촬상된 이미지의 인식률 및 정확성을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 내시경용 이미지 가이드의 구조도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내시경용 이미지 가이드의 구조도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 서로 다른 오목부가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부와 리브가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부와 리브가 구비된 플라스틱 광섬유의 사시도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라스틱 광섬유와 종래의 플라스틱 광섬유의 코어부 사이의 중심거리를 비교한 도면
도 8은 종래의 의료용 내시경을 통해 촬상된 이미지를 디스플레이 하는 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 변환테이블을 구비한 내시경기기의 개략적인 구성도,
도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클래드를 도시한 구성도,
도 11는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 변환테이블을 구비한 내시경기기를 통해 셀 위치를 변경하여 이미지를 재구성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면,
도 12는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내시경기기를 통해 원점코어를 설정하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내시경용 이미지 가이드의 구조도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 서로 다른 오목부가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부와 리브가 구비된 플라스틱 광섬유의 구조도, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 곡률반경이 일정한 오목부와 리브가 구비된 플라스틱 광섬유의 사시도, 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라스틱 광섬유와 종래의 플라스틱 광섬유의 코어부 사이의 중심거리를 비교한 도면이다.
도 2 이하에 도시된 바와 같이 본 발명은 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비한 의료용 내시경에 있어서, 상기 이미지 가이드는 내부에 다수의 광섬유(100)가 내장된 클래드(500)로 구성된다.
또한, 상기 다수의 광섬유(100)는 플라스틱 광섬유(Plastic Optical Fiber, POF)로 구비된다.
그리고 상기 다수의 광섬유(100)는 코어부(110)와, 상기 코어부(110)를 감싸는 코어부외피(120)를 포함하되, 상기 코어부외피(120)는 원형이 아닌 다각형형태로 상기 코어부(110)의 중심거리(L1)를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율(코어부면적비율)을 높인다.
즉, 본 발명은 상기 광섬유(100)의 코어부외피(120)를 다각형형태로 형성함으로써 코어부(110) 사이의 중심거리(L1)를 종래의 광섬유(10)의 코어부외피(12)가 원형을 이룰 때의 코어부(11) 사이의 중심거리(L2) 보다 작게(L1<L2) 형성된다.
따라서 상기 코어부(110) 사이의 중심거리(L1)는 종래의 코어부(11) 사이의 중심거리(L2) 보다 작게(L1<L2) 형성함으로써 동일 면적에 대해 코어부(110)의 점유율을 높일 수 있다.
따라서 다각형형태로 형성된 상기 다수의 광섬유(100)는 동일 면적에 대해 코어부(110)의 점유율을 높임으로써 내시경 이미지를 보다 정밀하고 선명하게 전송할 수 있다.
또한, 상기 코어부외피(120)는 원형이 아닌 다각형형태로 이루어짐에 따라 종래의 코어부외피(12)의 원형구조보다 용이하게 복수의 광섬유(100)를 정연(整然)하게 배열할 수 있다.
따라서 복수의 광섬유를 종래보다 용이하게 정연하게 배치할 수 있어 상기 코어부(110)의 위치 및 코어수를 용이하게 제어할 수 있으며, 동일 면적에 대해 코어부(110)의 점유율을 높일 수 있어 보다 정밀하고 선명하게 내시경 이미지를 전송할 수 있다.
한편, 상기 코어부외피(120)는 단면으로 볼 때 육각형을 이루도록 형성된다.
그리고 상기 육각형의 변의 길이가 동일하도록 형성됨에 따라 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 상기 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치한다.
또한, 상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변은 오목부(121)가 형성되어 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치된다.
이때, 상기 각각의 변이 서로 밀착되어 배치됨에 따라 각각의 광섬유의 중심까지의 거리를 좁혀 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각각의 변에 형성되는 오목부(121)는 곡률반경이 일정하거나 서로 차이가 나도록 구비된다.
이에 따라 원형구조를 갖는 종래의 광섬유 코어부외피보다 본 발명에 따른 광섬유(100)는 코어부외피(120)의 재료를 절감할 수 있다.
또한, 상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변에는 각각의 광섬유의 굽힘강도를 높이기 위해 임의의 변에 리브(122)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 리브(122)는 반원기둥형태로서 상기 반원기둥형태가 상기 육각형의 변이 이루는 면에 길이방향으로 배치된다.
또한, 상기 리브(122)는 상기 오목부(121)에 끼워져 배치됨에 따라 상기 광섬유들이 육각형을 이루는 변들의 접촉면적을 증가시켜 상기 다수의 광섬유(100)들의 결속력을 증대시킬 수 있다.
또한, 플라스틱 광섬유를 이용할 경우, 표면마찰에 의한 표면 손상 유발이 쉬우며, 표면마찰에 의한 스크래치로 인해서 누출량의 불균일이 일어나 코어의 투과율이 저하될 수 있고 이러한 손상부위로 이물질이 유입될 우려도 있다.
그러나 본 발명에 따른 광섬유(100)는 코어부외피(120)를 다각형형태로 형성함으로써 다수의 광섬유(100)가 면접촉을 이루면서 빈틈없이 정연하게 배치된다.
그리고 상기 코어부외피(120)에는 상기 리브(122) 및 상기 오목부(121)를 형성함으로써 광섬유(100)들의 결속력을 향상시켜 플라스틱 광섬유의 손상 및 이물질 유입을 방지할 수 있다.
한편, 상기 클래드(500)의 임의의 단면적을 A라하고, 상기 클래드(500)의 임의의 단면에 배치된 광섬유들에서 코어의 전체단면적을 B라할 때, B/A 는 0.7 내지 0.75인 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 광섬유(100)의 코어부외피(120)를 다각형형태로 형성함으로써 코어부(110) 사이의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부(110)의 점유율을 높임으로써 내시경 이미지를 보다 정밀하고 선명하게 전송할 수 있다.
첨부된 도 9는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 변환테이블을 구비한 내시경기기의 개략적인 구성도, 도 10은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 클래드를 도시한 구성도, 도 11는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 변환테이블을 구비한 내시경기기를 통해 셀 위치를 변경하여 이미지를 재구성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면, 도 12는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 내시경기기를 통해 원점코어를 설정하는 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 의료용 내시경은 조작부(1020)와 상기 조작부(1020)에 의해 제어되며, 인체 내에 삽입되고 다수의 관로를 내장한 삽입부(1010)를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 조작부(1020)와 연결되는 조명 가이드(1040) 및 이미지 가이드(1050)가 구비되며, 여기서 조명 가이드(1040) 및 이미지 가이드(1050)는 광원으로부터 발생하는 조명광이나 인체 내부를 촬상한 이미지를 전송하기 위한 것이다.
또한, 상기 이미지 가이드(1050)는 내부에 다수의 광섬유(1100)가 내장된 클래드(1500)로 구성된다.
또한, 상기 다수의 광섬유(1100)는 코어부(1110)와, 상기 코어부(1110)를 감싸는 코어부외피(1120)로 이루어진다.
그리고 상기 코어부(1110)를 통해 전송된 이미지를 획득하는 CCD어레이(1200)와,상기 CCD 어레이(1200)로부터 획득한 이미지 처리하는 화상보드(1300)와, 상기 화상보드(1300)에서 처리된 이미지를 디스플레이 하는 모니터(1400)가 더 포함된다.
또한, 상기 CCD 어레이(1200)로 획득한 이미지의 셀 위치를 변경하여 이미지를 재구성하는 화상변환테이블(1310)을 구비한 것을 특징으로 하는 이미지 변환테이블을 구비한 내시경기기가 제공된다.
또한, 상기 화상변환테이블(1310)은 다수의 셀로 이루어지되 상기 다수의 셀은 상기 CCD 어레이(1200)의 셀의 숫자와 동일하거나 작게 형성된다.
또한, 상기 화상변환테이블(1310)에는 상기 CCD 어레이(1200)에서 획득한 이미지의 배열을 변환할 수 있는 변환변수가 저장된다.
또한, 상기 모니터(1400)에는 모니터 각각의 픽셀에 대응되는 메모리모듈이 구비되어 상기 메모리모듈에 입력된 값에 의해 모니터가 디스플레이 된다.
그리고 상기 변환변수는 상기 CCD 어레이(1200)를 통해 획득한 이미지를 각 셀 단위로 나눈 다음 상기 나누어진 셀 단위의 영상을 상기 메모리모듈로 전송할 때 셀 단위의 위치를 변경하여 메모리로 전송하기 위한 셀 이동값이 포함된다.
또한, 상기 셀 이동값은 상기 화상변환테이블(1310)의 각각의 셀에 저장되며, 상기 이미지 가이드(150)의 이미지 입력단(1051)의 코어의 배열(1051c)이 (Xi, Yj) (여기서 i =1,2,3, ... p-1,p,p+1, ... , n-1, n)(j =1,2,3, ... q-1,q,q+1, ... , m-1, m,) 이라 하고, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 출력단(1052)의 코어의 배열(52c)이 (Ui, Vj) (여기서 i =1,2,3, ... p'-1,p',p'+1, ..., n-1, n)(j =1,2,3, ... q'-1,q',q'+1, ... , m-1, m) 한다.
그리고 상기 (Xi, Yj)에 위치한 코어의 입력 이미지 값을 I^ij 라하고, 상기 (Ui, Vj)에 위치한 코어의 출력 이미지 값을 I'ij 라하며, 상기 CCD 어레이(200)의 셀의 배열(200c)을 (Ci, Dj) (여기서 i =1,2,3, ... b-1,b,b+1, ..., g-1, g)(j =1,2,3, ... k-1,k,k+1, ... , h-1, h) 라하고, 상기 화상변환테이블(1310)의 셀의 배열(1310c)을 (Ei, Fj) (여기서 i =1,2,3, ... o-1,o,o+1, ..., s-1, s)(j =1,2,3, ... r-1,r,r+1, ... , t-1, t) 라고 했을 때, 코어의 배열(1051c,1052c)에서 i 배열의 끝첨자 n과, CCD 어레이(1200)의 배열(1200c)에서 i 배열의 끝첨자 g와, 화상변환테이블(310)의 배열(310c)에서 i 배열의 끝첨자 s의 관계는 n < g < s 로 구성된다.
또한, 상기 코어의 배열(1051c,1052c)에서 j 배열의 끝첨자 m과, CCD 어레이(1200)의 배열(1200c)에서 j 배열의 끝첨자 h와, 화상변환테이블(1310)의 배열(1310c)에서 j 배열의 끝첨자 t의 관계는 m < h < t 로 구성된다.
즉, 상기 (X3,Y4) 코어의 입력 이미지 값이 해당코어에서 입력된 이미지 값이 출력되어야할 이미지 출력단(52)의 (U3,U4) 위치에서 출력되지 않고, 상기 이미지 출력단(52)의 (U7,U8) 좌표에서 출력되며, 이때 좌표첨자 7 ≠ 3, 8 ≠ 4 이 되고, 이 경우, 상기 이미지 출력단(1052)의 (U7,U8) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(310)의 (E7, F8)의 위치에는, 상기 이미지 출력단(1052)의 (U3,U4) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(1310)의 (E3, F4)좌표로 유도하는 유도백터가 저장된다.
따라서 상기 (Xp,Yq)코어의 입력 이미지 값이 해당코어에서 입력된 이미지 값이 출력되어야할 이미지 출력단(152)의 (Up,Uq) 위치에서 출력되지 않고, 이미지 출력단(52)의 (Up',Uq') 좌표에서 출력되며, 이때 좌표첨자 p' ≠ p, q' ≠ q 인 경우, 상기 이미지 출력단(52)의 (Up',Uq') 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(310)의 (Eo, Fr)의 위치에는, 상기 이미지 출력단(1052)의 (Up,Uq) 위치에 대응되는 상기 화상변환테이블(1310)의 (Ep, Fq) 좌표로 유도하는 유도백터가 저장된다.
또한, 상기 이미지 출력단(1052)의 좌표중의 임의의 하나의 코어를 원점코어('O')로 정하고, 상기 이미지 가이드(50)의 출력단(1052)을 상기 CCD 어레이(200)에 연결하며, 상기 이미지 출력단(1052)과 CCD 어레이(200)의 연결오차 발생 시에 상기 원점코어('O')를 기준으로 이미지 출력단(1052)의 위치와 CCD 어레이(1200)에 연결오차를 보정한다.
또한, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 입력단(1051)의 코어의 배열(1051d)이 (Xi, Yj) (여기서 i =1,2,3, ... p-1,p,p+1, ... , n-1, n)(j = 1,2,3, ... q-1,q,q+1, ... , m-1, m,)일 때, 상기 이미지 입력단(1051)의 각각의 코어에 순차적으로 광을 입력시키고 상기 입력시킨 광을 이미지 출력단(1052)에 연결된 CCD 어레이(1200)를 통해 검출함에 따라, 상기 이미지 입력단(1051)과 상기 이미지 출력단(1052) 코어의 배열(1052d) (Ui, Vj) (여기서, i =1,2,3, ... p'-1,p',p'+1, ..., n-1, n)(j =1,2,3, ... q'-1,q',q'+1, ... , m-1, m)의 배열오차를 검출한다.
그리고 상기 배열오차를 상기 화상변환테이블(1310)의 셀들 (Ei, Fj) (여기서 i =1,2,3, ... o-1,o,o+1, ..., s-1, s)(j =1,2,3, ... r-1,r,r+1, ... , t-1, t) 각각에 유도백터를 저장함으로써, 상기 화상변환 테이블(1310)에 의해 상기 이미지 입력단(1051)에서 입력된 이미지가 배열오차로 인한 이미지 뒤틀림이 보정되어 상기 모니터(1400)를 통해 디스플레이 된다.
또한, 상기 이미지 출력단(1052)의 픽셀(1052d)을 상기 CCD 어레이(1200)의 픽셀(1200d)에 대응한 후, 원점코어('O')에 광을 입력시키면 상기 원점코어('O')의 위치 변경유무를 검출할 수 있다.
또한, 상기 이미지 가이드(1050)의 이미지 출력단(1052)을 상기 CCD 어레이(1200)에 연결한 후, 상기 원점코어('O')에 광을 입력시켜 상기 CCD 어레이(1200)로부터 원점코어('O')의 위치를 검출한 다음, 상기 원점코어('O')의 위치가 변경된 경우에는 상기 화상변환 테이블(1310)이 각각의 셀에 저장된 유도백터는 상기 원점코어('O')의 위치에 맞추어 화상변환 테이블(1310)의 좌표를 보정함에 따라 상기 유도벡터의 저장위치도 변경된다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 광섬유 110 : 코어부
120 : 코어부외피 121 : 오목부
122 : 리브 500 : 클래드
1050 : 이미지 가이드 1051 : 이미지 입력단
1052 : 이미지 출력단 1100 : 광섬유
1110 : 코어부 1120 : 코어부외피
1200 : CCD 어레이 1300 : 화상보드
1310 : 화상변환테이블 1400 : 모니터
1500 : 클래드

Claims (5)

  1. 조명 가이드와 이미지 가이드 및 다수의 관로를 내장한 삽입부를 구비한 의료용 내시경에 있어서,
    상기 이미지 가이드는 내부에 다수의 광섬유(100)가 내장된 클래드(500)로 구성되되,
    상기 다수의 광섬유(100)는 코어부(110)와,
    상기 코어부(110)를 감싸는 코어부외피(120)를 포함하되,
    상기 코어부외피(120)는 원형이 아닌 다각형형태로 상기 코어부(110)의 중심거리를 좁힘에 따라 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이며,
    상기 코어부외피(120)는 단면으로 볼 때 육각형을 이루도록 형성되며,
    상기 육각형의 변의 길이가 동일하도록 형성됨에 따라 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 상기 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치하여 각각의 광섬유 중심까지의 거리를 좁혀 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이며,
    상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변은 오목부(121)가 형성되어 하나의 광섬유에 대해 6개의 광섬유가 각각 육각형의 변이 서로 마주보도록 배치될 때 각각의 변이 서로 밀착되어 배치됨에 따라 각각의 광섬유의 중심까지의 거리를 좁혀 동일 면적에 대해 코어부의 점유율을 높이는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 변에 형성되는 오목부는 곡률반경이 일정하거나 서로 차이가 나도록 하는 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 코어부외피(120)에서 육각형을 이루는 각각의 변에는 각각의 광섬유의 굽힘강도를 높이기 위해 임의의 변에 리브(122)를 구비한 것을 특징으로 하는 내시경용 이미지 가이드.
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