KR19990012441A

KR19990012441A - 치아 영상용 적외선 광학기기

Info

Publication number: KR19990012441A
Application number: KR1019970035832A
Authority: KR
Inventors: 이상훈; 김현수
Original assignee: 이종수; 엘지산전 주식회사
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-25

Abstract

치아의 내부상태를 관찰하기 위한 치과용 적외선 광학기기에 관한 것으로서, 치아 내부조직을 관찰하기 위한 치아 영상용 광학기기에 있어서, 적외선 광을 발생하는 광원과, 가우시안 분포를 나타내도록 적외선 광을 필터링하여 치아에 조명하는 조명 광학계와, 치아를 투과하여 나오는 광을 집속하여 불필요한 노이즈 광을 필터링한 후 적외선 영상을 전기적인 영상으로 변환하여 출력하는 촬영 광학계를 포함하여 구성되므로, X-레이를 이용하기 않고서도 치근 및 치관의 상태를 관찰할 수 있을 뿐만아니라 X-레이를 이용하지 않으므로 X-레이 피폭문제를 해결하 수 있으므로 필요시 반복 촬영이 가능하다.

Description

치아 영상용 적외선 광학기기

본 발명은 치과용 의료기기에 관한 것으로서, 특히 치아 내부의 상태를 관찰하기 위한 치아 영상용 적외선 광학기기에 관한 것이다.

일반적으로 치과에서 치아의 상태를 관찰하기 위하여 X-레이기기를 사용하여왔으나 방사선 피폭 등의 문제가 제기되어 점차적으로 조명광을 이용한 치아 영상용 광학기기가 이용되어지고 있다.

종래의 조명광을 이용한 치아 영상용 광학기기는 크게 공축 조명형과 비축 조명형으로 구분할 수 있다.

먼저, 공축 조명형은 도 1에 도시된 바와 같이, 광원(10)으로 부터의 빛이 조명 렌즈(11)를 거쳐 하프 미러(Half Mirror)(12)에서 반사되어, 촬영 렌즈(13)를 거쳐 치아(T)에 도달한 후 반사된다.

치아(T)에서 반사된 빛은 다시 촬영 렌즈(13)를 거쳐 CCTV 카메라(14)의 결상면에 결상된후 전기적 신호로 변환되어 모니터(15)로 출력되므로 의사가 환자의 치아 및 잇몸의 외부상태를 관측할 수 있게된다.

그리고, 비축 조명형은 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(20)으로 부터의 빛이 조명 렌즈(21)를 거쳐 직접 치아(T)에 도달한 후 반사된다. 치아(T)에서 반사된 빛은 촬영 렌즈(22)를 거쳐 CCTV 카메라(23)의 결상면에 결상된후 전기적 신호로 변환되어 모니터(24)에 디스플레이 되므로 의사가 환자의 치아 및 잇몸의 외부상태를 관측할 수 있다.

종래 기술에 따른 치아 영상용 광학기기는 조명광을 치아에 조사시킨후 치아에서 반사되어 나오는 반사광을 모니터에 나타내므로 환자의 치아 및 잇몸의 외부상태만을 관측할 수 있는데, 이는 진단의 목적이 아니라 모니터를 통해 치료전의 상태나 치료후의 상태를 환자에게 알려주는 단순한 기능만을 제공하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 적외선광을 이용하여 치아의 내부조직을 관찰하기 위한 치아 영상용 적외선 광학기기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 치아 영상용 공축 조명형 광학기기의 개략적 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 치아 영상용 비축 조명형 광학기기의 개략적 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 치아 영상용 적외선 광학기기의 단면도,

도 4는 도 3의 동작원리를 나타내기 위한 개략적 구성도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

40 : 광원 41 : 공간 필터

42 : 조명용 집광렌즈 43 : 조명용 렌즈

44 : 제 1 퓨리에르 렌즈 45 : 퓨리에르 필터

46 : 영상 증폭부 47 : 제 2 퓨리에르 렌즈

48 : CCTV 카메라 49 : 릴레이 렌즈

50 : 영상 처리부 51 : 모니터

M1,M2 : 제 1 및 제 2 반사거울 T : 치아

본 발명에 따른 치아 영상용 적외선 광학기기는 치아 내부조직을 관찰하기 위한 치아 영상용 광학기기에 있어서, 적외선 광을 발생하는 광원과, 가우시안 분포를 나타내도록 상기 적외선 광을 필터링하여 상기 치아에 조명하는 조명 광학계와, 치아를 투과하여 나오는 광을 집속하여 불필요한 노이즈 광을 필터링한 후 적외선 영상을 전기적인 영상으로 변환하여 출력하는 촬영 광학계를 포함하여 구성됨에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 치아 영상용 적외선 광학기기의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 치아 영상용 적외선 광학기기를 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 3의 동작원리를 나타내기 위한 개략적 구성도이다.

도 3를 참조하여 그 구성을 설명하면, 적외선 광을 발생시키는 광원(40)과, 발생된 적외선광을 필터링(filtering)하기 위한 공간 필터(Spatial Filter)(41)와, 광원(40)으로 부터 발생된 적외선 광을 공간 필터(41)로 집속시키는 조명용 집광렌즈(42)와, 공간 필터(41)를 거친 후 발산되어 나오는 적외선 광이 치아(T)를 향하도록 경로를 조정하는 제 1 반사거울(M1)과, 제 1 반사거울(M1)에 의해 경로가 조정된 광을 치아(T)의 일정범위에 조명하기 위한 조명용 렌즈(43)와, 치아(T)에서 투과된후 치아 내부조직의 정보를 가지고 있는 적외선 광을 집속시키는 제 1 퓨리에르 렌즈(44)와, 제 1 퓨리에르 렌즈(44)에서 집속된 적외선 광에 포함된 노이즈 광을 제거하기 위한 퓨리에르 필터(45)와, 치아(T)에서 투과된 적외선 광이 퓨리에르 필터(45)를 향하도록 광로를 조절하는 제 2 반사거울(M2)과, 퓨리에르 필터(45)에서 필터링된 적외선광을 입력받아 적외선 광내의 영상정보를 증폭하는 영상 증폭부(46)와, 퓨리에르 필터(45)에서 필터링된 적외선 광을 영상 증폭부(46)의 입력단에 결상시키는 제 2 퓨리에르 렌즈(47)와, 증폭된 영상정보를 입력받아 치아(T)의 영상을 픽업(Pick Up)하여 전기적인 신호로 변화하여 출력하는 CCTV 카메라(48)와, 영상 증폭부(46)에서 증폭된 영상 정보를 CCTV 카메라(48)의 촬상면으로 전달하는 릴레이 렌즈(49)와, CCTV 카메라(48)로 부터의 전기적인 영상신호를 변환 또는 정보의 추가 등의 처리를 하여 출력하는 영상 처리부(50)와, 처리된 영상을 디스플레이하는 모니터(51)로 구성된다.

이와같이 구성되는 본 발명에 따른 치아 영상용 적외선 광학기기의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

광원(40)으로 부터 발생되는 800∼1200nm 정도의 적외선광은 조명용 집광렌즈(42)에 의해 공간 필터(41)에 집광된다.

그리고, 공간 필터(41)는 조명용 집광렌즈(42)의 초점평면에 위치하고, 중앙에 작은 핀홀(Pin Hole)이 있어 이 공간 필터(41)를 통과한 적외선광은 비임(Beam)의 형상이 가우시안(Gaussisn) 분포를 나타내는 깨끗한 광으로 바뀐다.

여기서, 광원(40)으로 부터 발생되는 광을 공간 필터(41)에 의해 필터링하는 이유는 얼룩이 존재하는 광을 치아(T)에 투과시키면 광 내부의 얼룩과 치아 정보가 혼합되어 정확한 치아 정보를 얻을 수 없기 때문이다.

이때, 공간 필터(41)를 싱글모드 파이버(Single Mode Fiber)로 대체 사용하면 적외선광을 필터링하면서 동시에 적외선 광의 위치를 편리하게 이송시킬 수 있다.

이어, 공간 필터(41)에서 필터링 된후 출력되는 광은 제 1 반사거울(M1)에 의해 치아(T) 쪽으로 향하게 되고, 조명용 렌즈(43)에 의해 치아(T)의 일정범위에 조명된다.

치아(T)에 조명된 광은 800∼1200nm의 적외선 광이므로 치아(T)를 통과하면서 치아 및 치아 내부조직의 정보를 포함하고 투과된다.

이때, 치아(T)를 투과하여 나오는 광에는 치아 및 치아 내부조직의 상태에 따라서 임의로 산란되는 불필요한 빛도 함께 포함되어 출력되므로 제 1 퓨리에르 렌즈(44)에 의해서 포커싱된후 제 2 반사거울(M2)에 의해서 퓨리에르 필터(45) 방향으로 경로가 조정된다.

그리고, 퓨리에르 필터(45)는 치아를 투과한 광에 포함되어 있는 노이즈 광을 필터링하여 이를 제거한다.

이때, 노이즈 광은 치아를 투과한 광의 대부분을 차지하므로 이를 제거하면 광의 세기가 매우 약한 상태가 되기 때문에 제 2 퓨리에르 렌즈(47)에 의해 치아 내부의 영상을 구성하여 영상 증폭부(46)에서 필요한 배율로 증폭하여 영상 감도를 높인다.

릴레이 렌즈(49)는 영상 증폭부(46)에서 증폭된 치아(T) 내부구조의 영상을 집속하여 CCTV 카메라(48)로 출력하고, CCTV 카메라(48)는 치아(T) 내부구조의 영상을 입력 받아 전기신호로 변환하여 출력한다.

여기서, 미소량의 광에도 동작할 수 있는 고감도 촬상소자를 사용한 CCTV 카메라를 사용하면 제 2 퓨리에르 렌즈(47)에 의해 구성된 치아(T) 내부의 영상을 직접 전기신호로 변환하는 것이 가능하므로 영상 증폭부(46) 및 릴레이 렌즈(49)를 제거할 수 있다.

영상 처리부(50)는 전기신호로 변환된 영상신호에 포함되어 있는 임의의 산란 노이즈 신호 등을 아날로그 또는 디지털 필터링하고 동시에 영상신호를 사용자가 보기에 편리한 여러가지 정보를 실어 모니터(51)를 통해 출력한다.

본 발명에 따른 치아 영상용 광학기기는 적외선광을 치아조직에 투과시킨 후 치아 조직으로부터 투과되면서 치아내부 조직의 정보를 포함하고 나오는 광을 필터링 하여 모니터에 디스플레이 함으로써, X-레이를 이용하기 않고서도 치근 및 치관의 상태를 관찰할 수 있는 효과가 있다.

또한, X-레이를 이용하지 않으므로 X-레이 피폭문제를 해결하 수 있으므로 필요시 반복 촬영이 가능하다.

Claims

치아 내부조직을 관찰하기 위한 치아 영상용 광학기기에 있어서,

적외선 광을 발생하는 광원과;

가우시안 분포를 나타내도록 상기 적외선 광을 필터링하여 상기 치아에 조명하는 조명 광학계와;

상기 치아를 투과하여 나오는 광을 집속하여 불필요한 노이즈 광을 필터링한 후 적외선 영상을 전기적인 영상으로 변환하여 출력하는 촬영 광학계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 치아 영상용 적외선 광학기기.
제 1 항에 있어서,

상기 조명 광학계는 상기 광원에서 발생되는 적외선 광을 집속하는 조명광 필터링 집속렌즈와, 상기 집속된 적외선 광을 가우시안 분포를 나타내도록 필터링하는 공간 필터와, 상기 필터링된 적외선 광이 상기 치아를 향하도록 경로를 조절하는 제 1 반사거울과, 상기 제 1 반사거울에 의해 경로가 조정된 광을 조명하고자 하는 범위의 치아에 조명하는 조명렌즈로 구성됨을 특징으로 하는 치아 영상용 적외선 광학기기.
제 2 항에 있어서,

상기 공간 필터를 싱글모드 파이버로 대체하여 사용함을 특징으로 하는 치아 영상용 적외선 광학기기.
제 1 항에 있어서,

상기 촬영 광학계는 상기 치아에서 투과된 적외선 광을 집속시키는 제 1 퓨리에르 렌즈와, 상기 제 1 퓨리에르 렌즈에서 집속된 적외선 광에 포함된 노이즈 광을 제거하기 위한 퓨리에르 필터와, 치아에서 투과된 적외선 광이 퓨리에르 필터를 향하도록 광로를 조절하는 제 2 반사거울과, 상기 퓨리에르 필터에서 필터링된 적외선광내의 영상정보를 증폭하는 영상 증폭부와, 상기 퓨리에르 필터에서 필터링된 적외선광을 영상 증폭부에 결상시키는 제 2 퓨리에르 렌즈와, 상기 증폭된 영상정보를 전기적인 신호로 변화하여 출력하는 CCTV 카메라와, 상기 증폭된 영상 정보를 CCTV 카메라의 촬상면으로 전달하는 릴레이 렌즈와, 상기 변환된 전기적인 영상신호를 변환 또는 정보를 추가하여 출력하는 영상 처리부와, 처리된 영상을 디스플레이하는 모니터로 구성됨을 특징으로 하는 치아 영상용 적외선 광학기기.