KR20150056237A - Omni-direction endoscopy - Google Patents

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KR20150056237A
KR20150056237A KR1020130138979A KR20130138979A KR20150056237A KR 20150056237 A KR20150056237 A KR 20150056237A KR 1020130138979 A KR1020130138979 A KR 1020130138979A KR 20130138979 A KR20130138979 A KR 20130138979A KR 20150056237 A KR20150056237 A KR 20150056237A
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이계한
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미라클스코프(주)
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Abstract

An endoscopy capable of obtaining an omni-directional image is disclosed. The endoscopy includes a camera module, an image processor connected to the camera module and a control part for controlling the camera module and the image processor. The camera module has one or more lens parts with the angle of view of at least 90 degrees. The image processing part restores the distortion of the edge part of the image obtained from the camera module.

Description

전방위 내시경 장치{OMNI-DIRECTION ENDOSCOPY}The omnidirectional endoscope apparatus (OMNI-DIRECTION ENDOSCOPY)

본 발명은 내시경 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전방위 이미지를 획득할 수 있는 전방위 내시경 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an endoscope field, and more particularly, to an omnidirectional endoscope device capable of obtaining an omni-directional image.

내시경은 인체의 내부를 직접 관찰하기 위해 개발된 장치로서, 최근에는 의료용뿐만 아니라 배관이나 터널 내부 등을 관찰하기 위한 산업용 내시경도 많이 이용되고 있다.BACKGROUND ART Endoscopes are devices developed for directly observing the inside of a human body. In recent years, industrial endoscopes for observing not only medical devices but also pipes and tunnels have been widely used.

도 1은 종래의 내시경 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional endoscope apparatus.

종래의 일반적인 내시경 장치는 카메라 모듈을 포함하는 카메라 모듈(11), 연성튜브부(12), 구동부(13), 조작부(14), 이미지 처리부(16), 및 표시부(17)를 포함한다. 연성튜브부(12)의 선단 부위에는 굴절부위(18)가 배치되어 사용자가 조작부(14)를 통해 카메라 모듈(11)를 원하는 방향으로 조향하면서 이미지를 획득할 수 있다.A conventional general endoscope apparatus includes a camera module 11 including a camera module, a flexible tube section 12, a driving section 13, an operation section 14, an image processing section 16, and a display section 17. A refraction portion 18 is disposed at a tip end portion of the soft tube portion 12 so that the user can acquire an image while steering the camera module 11 in a desired direction through the operation portion 14. [

그러나 이러한 종래의 내시경 장치는 카메라 모듈(11)에 포함되는 렌즈의 화각에 한계가 있기 때문에 넓은 범위의 이미지를 획득하기가 어려웠다. 특히, 내시경이 투입되는 인체 내부나 시설물의 배관 등은 비좁기 때문에 카메라 모듈(11)을 자유자재로 조향하기가 까다롭기 때문에 일반 렌즈로는 넓은 범위의 이미지를 얻기기 힘들다. 이를 극복하기 위해 광각 렌즈를 사용할 경우에는 화각(field of view)이 90도 이상이기 때문에 상대적으로 넓은 시야를 제공할 수 있다. 그러나 일반적인 광각 렌즈 역시 최대 150도 이내의 화상 관찰이 가능하고, 이마져도 가장자리 부위의 왜곡이 발생하여 정확한 진단이 어려울 경우가 많다. 이를 보강하기 위해 굴절기능을 이용하여 카메라 모듈(11)을 회전시켜서 최대한 넓은 영역의 이미지를 획득하고 있지만, 여전히 정확한 판독이 어려운 경우가 많고 위 내시경의 경우 약 20%의 오진율이 있다.
However, in such a conventional endoscope apparatus, it is difficult to acquire a wide range of images because the angle of view of the lens included in the camera module 11 is limited. In particular, since the interior of the human body into which the endoscope is inserted and the piping of the facility are narrow, it is difficult to steer the camera module 11 freely, and therefore it is difficult to obtain a wide range of images with a general lens. When a wide-angle lens is used to overcome this problem, the field of view is more than 90 degrees, which can provide a relatively wide field of view. However, a typical wide-angle lens can also observe images within a maximum of 150 degrees, and it is often difficult to accurately diagnose an image due to distortion of the edge of the image. In order to reinforce this, the camera module 11 is rotated by using the refraction function to acquire the image of the widest area. However, it is still difficult to accurately read the image, and the gastroscope has a misdiagnosis rate of about 20%.

한국특허 공개 10-2007-0018887Korean Patent Publication No. 10-2007-0018887

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 감안한 것으로서, 전방위의 이미지를 획득할 수 있는 내시경 장치를 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides an endoscope apparatus capable of acquiring an omnidirectional image.

본 발명은 광각 렌즈를 사용하면서도 가장자리 왜곡을 최소화시키는 전방위 내시경 장치를 제공한다.
The present invention provides an omnidirectional endoscope apparatus that minimizes edge distortion while using a wide-angle lens.

본 발명의 전방위 내시경 장치를 제공하며, 이는: 카메라 모듈; 상기 카메라 모듈에 연결된 이미지 처리부; 및 상기 카메라 모듈 및 상기 이미지 처리부를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 카메라 모듈은 적어도 90도 이상의 화각을 가지는 렌즈부를 하나 이상 구비하고, 상기 이미지 처리부는 상기 카메라 모듈로부터 획득된 이미지의 가장자리 왜곡을 복원한다.There is provided an omnidirectional endoscope apparatus comprising: a camera module; An image processing unit connected to the camera module; And a control unit for controlling the camera module and the image processing unit, wherein the camera module includes at least one lens unit having an angle of view of at least 90 degrees or more, and the image processing unit is configured to detect an edge distortion of an image obtained from the camera module Restore.

상기 하나 이상의 렌즈부는 제1렌즈부와 제2렌즈부를 포함하고, 상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 획득하는 이미지의 중첩영역을 가지도록 배치된다.The at least one lens portion includes a first lens portion and a second lens portion, and the first lens portion and the second lens portion are arranged to have an overlapping area of the acquired image.

상기 카메라 모듈은 플렉시블 튜브의 선단에 배치되며, 상기 플레시블 튜브는 굴절 메커니즘에 의해 굴절되는 굴절부위를 포함한다. The camera module is disposed at the tip of the flexible tube, and the flexible tube includes a refraction portion that is refracted by a refraction mechanism.

상기 이미지 처리부: 이미지 합성부; 및 이미지 보정부;를 포함하고, 상기 이미지 합성부는 적어도 2개 이상의 서로 분리된 이미지 신호들을 합성하는 처리를 수행하고, 상기 이미지 보정부는 합성된 이미지의 가장자리 왜곡을 복원처리한다.
The image processing unit: an image synthesizing unit; And the image combining unit performs a process of combining at least two or more separate image signals, and the image correcting unit reconstructs the edge distortion of the synthesized image.

본 발명에 따르면 넓은 범위의 이미지를 획득할 수 있는 전방위 내시경 장치가 제공된다. 이는 광각렌즈 또는 어안렌즈를 이용하여 최대한 넓은 범위를 관찰할 수 있으면서도, 가장자리 왜곡을 최소화시켜서 정확한 판독을 가능하게 한다. 따라서 매우 비좁은 내부를 관찰하는데 적합하고, 실질적으로 전방위의 이미지를 획득할 수 있다. 이러한 전방위 내시경 장치는 의료용 뿐만 아니라 산업용으로 광범위하게 적용될 수 있다.
According to the present invention, an omnidirectional endoscope apparatus capable of acquiring a wide range of images is provided. This makes it possible to observe the widest range using a wide-angle lens or a fish-eye lens, while minimizing edge distortion, thereby enabling accurate reading. Therefore, it is suitable for observing a very cramped interior and can obtain a substantially omnidirectional image. Such an omnidirectional endoscope apparatus can be widely applied not only for medical use but also for industrial use.

도 1은 종래의 일반적인 내시경 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 전방위 내시경 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 전방위 내시경 장치에 채용되는 카메라 모듈의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 전방위 내시경 장치에 채용되는 카메라 모듈의 다른 예를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional endoscopic apparatus in general.
2 is a view schematically showing the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention.
3 is a view showing an example of a camera module employed in the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention.
4 is a view showing another example of a camera module employed in the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

먼저 간략히 설명하면, 본 발명의 전방위 내시경 장치는 광각 렌즈류를 이용하여 이미지를 획득하고, 획득한 이미지의 주변 왜곡부를 복원함으로써 최대한 넓은 영역에 대한 관찰이 가능한 전방위 내시경 장치를 제공한다. 이러한 내시경 장치는 의료용이나 산업용으로 이용될 수 있다. 이러한 본 발명의 전방위 내시경 장치는 하드웨어적 및 소프웨어적인 솔루션을 통해 상호 보완적인 구성으로 최상의 이미지를 얻을 수 있으며, 그를 통해 보다 정확한 판독이 가능해진다.First of all, the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention provides an omnidirectional endoscope apparatus capable of observing a widest region by acquiring an image using a wide angle lens type and restoring a peripheral distortion portion of the acquired image. Such an endoscope apparatus can be used for medical or industrial purposes. The omnidirectional endoscope apparatus according to the present invention can obtain a best image with a complementary configuration through hardware and software solutions, thereby enabling more accurate reading.

도 2는 본 발명의 전방위 내시경 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 전방위 내시경 장치에 채용되는 카메라 모듈의 일예를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 전방위 내시경 장치에 채용되는 카메라 모듈의 다른 예를 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention. 3 is a view showing an example of a camera module employed in the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention. 4 is a view showing another example of a camera module employed in the omnidirectional endoscope apparatus of the present invention.

도면을 참조하여, 본 발명의 전방위 내시경 장치는 카메라 모듈(20), 카메라 모듈(20)에 연결된 이미지 처리부(30), 및 카메라 모듈(20) 및 이미지 처리부(30)를 제어하는 제어부(40)를 포함한다. 여기서 카메라 모듈(20)은 적어도 90도 이상의 화각을 가지는 렌즈(21)를 구비하고, 이미지 처리부(30)는 카메라 모듈(20)로부터 획득된 이미지의 가장자리 왜곡을 복원한다.The omnidirectional endoscope apparatus of the present invention includes a camera module 20, an image processing unit 30 connected to the camera module 20, a control unit 40 for controlling the camera module 20 and the image processing unit 30, . Here, the camera module 20 includes a lens 21 having an image angle of at least 90 degrees, and the image processing unit 30 restores the edge distortion of the image obtained from the camera module 20. [

도시한 바와 같이, 본 발명의 내시경 장치는 플렉시블 튜브(50)를 통해 카메라 모듈(20)이 원단부에 위치하도록 되어 있다. 이러한 플렉시블 튜브(50) 내에는 카메라 모듈(20)과 제어부(40)를 포함하는 본체와의 연결을 위한 신호선(41) 등 전기적 및 기계적 연결을 위한 요소들이 배치된다. 또한 플렉시블 튜브(50)에는 굴절메커니즘이 설치된다. 이러한 굴절메커니즘은 예를 들어 굴절부(51)와 굴절 구동부(52)를 포함하며, 굴절 구동부(52)는 구동모터(521)과 구동모터(521)와 플렉시블 튜브(50)의 선단을 연결하는 하나 이상의 와이어(522)를 포함할 수 있다. 구동모터(521)는 조작부(60)와 연결되어 조작부(60)로부터의 조작신호에 따라 하나 이상의 와이어(522)를 당김으로써 굴절부(51)를 굴절시킨다. 이러한 굴절동작은 카메라 모듈(20)을 조향하는 것으로서, 사용자가 원하는 방향으로 카메라 모듈(20)향하게 하여 이미지 신호를 얻을 수 있다.As shown in the figure, in the endoscope apparatus of the present invention, the camera module 20 is positioned at the distal end portion through the flexible tube 50. In this flexible tube 50, elements for electrical and mechanical connection such as a signal line 41 for connecting the camera module 20 and the body including the control unit 40 are disposed. Further, the flexible tube 50 is provided with a refraction mechanism. This refraction mechanism includes, for example, a refraction section 51 and a refraction drive section 52. The refraction drive section 52 includes a drive motor 521, a drive motor 521, and a flexible tube 50, And may include one or more wires 522. The driving motor 521 is connected to the operating unit 60 and deflects the refracting unit 51 by pulling one or more wires 522 in accordance with an operation signal from the operating unit 60. [ This refraction operation is to steer the camera module 20, and can direct the camera module 20 in a desired direction to obtain an image signal.

카메라 모듈(20)은 하나 이상의 렌즈부 및 촬상소자(22)를 포함한다. 예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이 하나의 렌즈를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명의 카메라 모듈(200)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 2개 이상의 렌즈부(211, 212)를 가질 수 있다. 2개 이상의 렌즈부가 구비될 경우, 이들은 얻어지는 이미지가 상호 중첩영역을 가진다. 2개 이상의 렌즈부(211, 212)를 가질 경우, 이들로부터 얻어지는 이미지 신호를 합성하여 표시한다.The camera module 20 includes at least one lens section and an imaging element 22. [ For example, one lens may be provided as shown in FIG. Further, the camera module 200 of the present invention may have two or more lens portions 211 and 212 as shown in Fig. When two or more lens portions are provided, they have mutually overlapping regions of images to be obtained. When two or more lens units 211 and 212 are provided, the image signals obtained from these are synthesized and displayed.

바람직하게는 본 발명에서 채용되는 렌즈(21)는 적어도 90도 이상의 화각을 가지는 광각렌즈이다. 여기서의 광각렌즈는 바람직하게는 150도 이상의 화각을 가지고, 또한 어안렌즈를 포함하는 것일 수 있다.Preferably, the lens 21 employed in the present invention is a wide angle lens having an angle of view of at least 90 degrees or more. The wide-angle lens here preferably has a view angle of 150 degrees or more, and may also include a fish-eye lens.

이미지 처리부(30)는 카메라 모듈(20, 200)로부터 수신되는 이미지 신호를 처리한다. 이러한 본 발명의 이미지 처리부(30)는 신호 수신부(33), 이미지 합성부(31), 및 이미지 보정부(32)를 포함할 수 있다.The image processing unit 30 processes image signals received from the camera modules 20 and 200. The image processing unit 30 of the present invention may include a signal receiving unit 33, an image combining unit 31, and an image correcting unit 32.

이미지 합성부(31)는 제어부(40)의 제어 하에 신호 수신부(33)로부터 수신한 이미지 신호가 분리된 2개 이상일 경우 그들 이미지 신호를 합성한다. 예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이 제1렌즈부(211)와 제2렌즈부(212)를 통해 얻어진 이미지를 하나의 이미지로 합성하여 이미지 보정부(32)로 전달하고, 이미지 보정부(32)는 합성된 이미지의 왜곡부위 등을 보정한다. 또는 제1렌즈부(211)와 제2렌즈부(212)로부터 얻어진 이미지들을 이미지 보정부(32)에서 먼저 가장자리 왜곡부위를 보정한 후, 이미지 합성부(31)로 전달하여 합성하는 방식도 가능하다.Under the control of the control unit 40, the image combining unit 31 synthesizes the image signals when the image signals received from the signal receiving unit 33 are two or more separated. For example, as shown in FIG. 4, an image obtained through the first lens unit 211 and the second lens unit 212 is synthesized into an image and transmitted to the image correction unit 32, (32) corrects a distorted part or the like of the synthesized image. Alternatively, the images obtained from the first lens unit 211 and the second lens unit 212 may be first corrected in the image correcting unit 32 and then transferred to the image synthesizing unit 31 for synthesis Do.

하나의 렌즈부(20)가 구비될 경우에는 이미지 보정부(32)에서 가장자리 왜곡을 보정한다.When one lens unit 20 is provided, the image correcting unit 32 corrects the edge distortion.

촬상소자(22)는 하나 이상이 배치될 수 있다. 이를테면, 하나의 촬상소자(22)가 각 렌즈부(211, 212)로부터의 광신호를 전기신호로 변환할 수 있고, 각 렌즈부(211, 212) 마다 촬상소자(22)가 배정되어 각각의 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다.One or more image pickup devices 22 may be disposed. For example, one imaging element 22 can convert an optical signal from each of the lens units 211 and 212 into an electric signal, and the imaging element 22 is assigned to each of the lens units 211 and 212, The optical signal can be converted into an electric signal.

이미지 처리부(30)의 이미지 합성부(31)와 이미지 보정부(32)는 DSP, MCU 등의 프로세서에 합성과 복원을 포함하는 영상처리알고리즘을 마운팅하여 구현할 수 있다.The image composing unit 31 and the image correcting unit 32 of the image processing unit 30 can be implemented by mounting an image processing algorithm including synthesis and restoration on a processor such as a DSP or an MCU.

제어부(40)는 상술한 구성요소들의 동작을 제어한다. 이를 테면, 조작부(60)로부터의 사용자 조작신호에 따라 굴절메커니즘을 제어하여 카메라 모듈(20)의 조향하고, 또한 이미지 처리부(30)에서 처리된 이미지 신호를 표시부(70)에서 표시될 수 있도록 한다.The control unit 40 controls the operation of the above-described components. For example, according to a user operation signal from the operation unit 60, the refraction mechanism is controlled to steer the camera module 20, and the image signal processed by the image processing unit 30 can be displayed on the display unit 70 .

이상과 같은 본 발명의 전방위 내시경 장치는 화각이 큰 광각 렌즈를 채용하여 넓은 범위의 이미지를 획득하고, 나아가 얻어진 이미지의 가장자리 부위의 왜곡을 복원함으로써 판독력을 증가시키게 된다. 그에 더해, 하나 이상의 렌즈부를 채용하여 합성할 경우에는 더욱 넓은 화각을 제공할 수 있다. 또한, 상술한 굴절기능을 더한다면, 비좁은 범위 내에서도 실질적으로 모든 영역에 대한 이미지를 얻을 수 있고, 보다 더 정확한 판독이 이루어질 수 있다.The above-described omnidirectional endoscope apparatus of the present invention employs a wide-angle lens having a large angle of view to obtain a wide range of images, and further restores the distortion of the edge portion of the obtained image, thereby increasing the reading force. In addition, when one or more lens portions are employed and combined, a wider angle of view can be provided. In addition, by adding the above-described refraction function, it is possible to obtain an image for substantially all regions even in a narrow range, and more accurate reading can be achieved.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

20, 200: 카메라 모듈 21, 211, 212: 렌즈부
22: 촬상소자 30: 이미지 처리부
31: 이미지 합성부 32: 이미지 보정부
33: 신호 수신부 40: 제어부
41: 신호선 50: 플렉시블 튜브
51: 굴절부 52: 굴절 구동부
521: 구동모터 522: 와이어
60: 조작부 70: 표시부
20, 200: camera module 21, 211, 212:
22: Imaging element 30: Image processing part
31: image synthesizing unit 32: image correcting unit
33: Signal receiving section 40:
41: Signal line 50: Flexible tube
51: refraction part 52: refraction part
521: drive motor 522: wire
60: Operation section 70: Display section

Claims (4)

내시경 장치로서:
카메라 모듈;
상기 카메라 모듈에 연결된 이미지 처리부; 및
상기 카메라 모듈 및 상기 이미지 처리부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 카메라 모듈은 적어도 90도 이상의 화각을 가지는 렌즈부를 하나 이상 구비하고, 상기 이미지 처리부는 상기 카메라 모듈로부터 획득된 이미지의 가장자리 왜곡을 복원하는 것인,
내시경 장치.
An endoscopic device comprising:
A camera module;
An image processing unit connected to the camera module; And
And a control unit for controlling the camera module and the image processing unit,
Wherein the camera module includes at least one lens unit having an angle of view of at least 90 degrees and the image processing unit restores edge distortion of an image obtained from the camera module.
Endoscopic device.
청구항 1에 있어서,
상기 하나 이상의 렌즈부는 제1렌즈부와 제2렌즈부를 포함하고,
상기 제1렌즈부와 상기 제2렌즈부는 획득하는 이미지의 중첩영역을 가지도록 배치되는 것인,
내시경 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the at least one lens portion includes a first lens portion and a second lens portion,
Wherein the first lens unit and the second lens unit are arranged to have an overlapping area of an image to be acquired,
Endoscopic device.
청구항 2에 있어서,
상기 카메라 모듈은 플렉시블 튜브의 선단에 배치되며,
상기 플레시블 튜브는 굴절 8메커니즘에 의해 굴절되는 굴절부위를 포함하는 것인,
내시경 장치.
The method of claim 2,
Wherein the camera module is disposed at the tip of the flexible tube,
Wherein the flexible tube comprises a refraction site that is refracted by a refraction 8 mechanism.
Endoscopic device.
청구항 2에 있어서, 상기 이미지 처리부:
이미지 합성부; 및
이미지 보정부;를 포함하고,
상기 이미지 합성부는 적어도 2개 이상의 서로 분리된 이미지 신호들을 합성하는 처리를 수행하고, 상기 이미지 보정부는 합성된 이미지의 가장자리 왜곡을 복원처리하는 것인,
내시경 장치.The image processing apparatus according to claim 2,
An image synthesizer; And
An image correction unit,
Wherein the image combining unit performs a process of combining at least two or more mutually separated image signals, and the image correcting unit reconstructs the edge distortion of the synthesized image.
Endoscopic device.
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