KR20220014085A - Infrared image sensing system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 적외선이미지촬상시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 적외선을 이용해 피사체 이미지를 촬상할 수 있는 적외선이미지촬상시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an infrared image capturing system, and more particularly, to an infrared image capturing system capable of capturing an image of a subject using infrared rays.
최근에는 광학 의료기기에 분광 영상 기술이 적용되어 다양한 의료기기가 출시되고 있다.Recently, spectral imaging technology has been applied to optical medical devices, and various medical devices have been released.
분광 영상 기술이란, 시료의 분광 특성에 따라 필요한 파장 대역을 빛을 조사한 후의 영상을 획득하여 시료에 대한 영상 정보를 추출하는 기술이다.The spectral imaging technique is a technique for extracting image information about a sample by acquiring an image after irradiating light in a wavelength band required according to the spectral characteristics of the sample.
예로서, 혈관 내부를 흐르는 전혈의 주요 성분인 헤모글로빈은 410nm, 540nm 파장에서 높은 흡광 특성을 나타낸다. 따라서, 각각의 분광 영상 기능에서는 410nm, 540nm 파장 대역의 빛을 조사하고 반사된 빛을 영상화하여, 표피 근처의 미세 혈관의 영상대조도를 향상시킬 수 있다.For example, hemoglobin, a major component of whole blood flowing inside blood vessels, exhibits high absorption characteristics at wavelengths of 410 nm and 540 nm. Therefore, each spectral imaging function can improve the image contrast of microvessels near the epidermis by irradiating light in wavelength bands of 410 nm and 540 nm and imaging the reflected light.
근래에는 고가이며 복잡한 장비대신에 장비를 다루기 쉽고, 그 제품의 제조단가를 낮출 수 있도록, 고휘도 LED를 이용하여 피하로 광을 직접 투하시키고 그 반사광을 CCD 카메라 또는 CMOS이미지 센서 카메라로 촬영하여 이미지를 획득할 수 있는 휴대형의 혈관/혈류 투시 촬영장치가 개발되고 있다.In recent years, instead of expensive and complicated equipment, to make the equipment easier to handle and to lower the manufacturing cost of the product, a high-brightness LED is used to directly drop light subcutaneously, and the reflected light is captured by a CCD camera or CMOS image sensor camera. A portable blood vessel/blood fluoroscopy device that can be acquired is being developed.
그러나 이와 같은 종래의 촬영장치는 가까운 피사체에 대해 균일한 광을 조사하기 어려워 균일하고 선명한 영상을 얻기 힘든 문제점이 있다.However, such a conventional photographing apparatus has a problem in that it is difficult to obtain a uniform and clear image because it is difficult to irradiate uniform light to a nearby subject.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 피사체에 균일한 광을 조사할 수 있어 선명한 적외선이미지를 촬상할 수 있는 적외선이미지촬상시스템을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide an infrared image pickup system capable of capturing a clear infrared image by irradiating uniform light to a subject in order to solve the above problems.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명은, 적외선 이미지센서 및 외부광을 상기 이미지센서로 전달하는 렌즈부(110)를 포함하는 카메라부(100)와; 상기 렌즈부(110)의 둘레에 결합되며 상기 렌즈부(110)의 전방을 향해 광을 조사하는 하나 이상의 LED소자(10)가 설치되는 LED지지부(200)를 포함하는 적외선이미지촬상시스템을 개시한다.The present invention was created to achieve the object of the present invention as described above, and the present invention includes: a
상기 LED지지부(200)는, 상기 LED소자(10)를 지지하며 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 제1평면(P)에 대한 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)가 조정가능하게 설치되는 LED지지플레이트(210)를 포함할 수 있다.The
상기 LED지지부(200)는, 상기 렌즈부(110)의 둘레에 설치되는 고정지지부재(220)와, 상기 LED지지플레이트(210)를 상기 고정지지부재(220)에 회전가능하게 결합시키는 회전조인트부(230)를 추가로 포함할 수 있다.The
상기 LED지지플레이트(210)는, 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)과 상기 회전조인트부(230)를 연결하는 가상의 직선(L)에 대해 상기 회전조인트부(230)와 상기 LED소자(10)가 이루는 제2경사각도(Θ2)가 조정가능하게 설치될 수 있다.The
상기 회전조인트부(230)는, 상기 LED지지플레이트(210)의 공간 상 회전중심이 되는 볼조인트일 수 있다.The rotating
상기 LED지지부(200)는, 상기 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축부터 상기 LED소자(10)까지의 반경거리(R)를 조정하기 위한 반경거리조정수단을 포함할 수 있다.The
상기 LED지지플레이트(210)는, 상기 회전조인트부(230)에 연결되는 제1지지부재(212)와, 상기 카메라부(100)의 전방을 향하는 일면에 상기 LED소자(10)가 설치되며 상기 제1지지부재(212)에 이동가능하게 결합되는 제2지지부재(214)를 포함할 수 있다.The
상기 회전조인트부(230)는, 상기 고정지지부재(220)에 상기 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.The rotation
상기 LED소자(10)는, 복수개 구비되며, 상기 복수의 LED소자(10)들은, 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 등간격으로 배치될 수 있다.The
상기 LED지지부(200)는, 상기 LED소자(10)와 촬상대상이 되는 피사체(20) 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 렌즈부(110)의 중심축에 평행한 방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.The
상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 이용한 정맥 이미징시스템일 수 있다.The infrared image imaging system may be a vein imaging system using near-infrared rays.
상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 제외한 다른 파장의 광이 상기 카메라부(100)로 들어오지 않도록, 상기 렌즈부(110) 전방에 설치되는 근적외선통과필터(300)를 추가로 포함할 수 있다.The infrared image pickup system may further include a near-
본 발명에 따른 적외선이미지촬상시스템은, 적외선 이미지센서를 이용해 적외선이미지를 촬상함에 있어, 피사체로 광을 조사하는 LED소자의 광조사각 및 LED소자의 광조사위치가 가변가능하도록 LED소자를 설치함으로써, 피사체에 균일한 광을 조사하여 선명한 적외선이미지를 촬상할 수 있는 이점이 있다.In the infrared image capturing system according to the present invention, when capturing an infrared image using an infrared image sensor, the LED element is installed so that the light irradiation angle of the LED element irradiating light to the subject and the light irradiation position of the LED element are variable, There is an advantage in that a clear infrared image can be captured by irradiating uniform light to the subject.
도 1은, 본 발명에 따른 적외선이미지촬상시스템을 보여주는 측면도이다.
도 2는, 도 1의 적외선이미지촬상시스템의 평면도이다.
도 3a는, 도 1의 적외선이미지촬상시스템의 구성 일부를 보여주는 평면도이다.
도 3b는, 도 3a의 A-A방향 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 적외선이미지촬상시스템에서 LED소자의 제1경사각도(Θ1) 및 피사체위치에 따른 광량분포의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 적외선이미지촬상시스템을 통해 촬상된 정맥이미지를 보여주는 도면이다.1 is a side view showing an infrared image pickup system according to the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the infrared image pickup system of FIG. 1 .
FIG. 3A is a plan view showing a part of the configuration of the infrared image pickup system of FIG. 1 .
Fig. 3B is a cross-sectional view in the AA direction of Fig. 3A.
4 is a view showing simulation results of light quantity distribution according to a first inclination angle Θ1 of an LED element and a subject position in the infrared image pickup system of the present invention.
5 is a view showing a vein image captured by the infrared image capturing system of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 적외선이미지촬상시스템에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an infrared image pickup system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 적외선이미지촬상시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 적외선 이미지센서 및 외부광을 상기 이미지센서로 전달하는 렌즈부(110)를 포함하는 카메라부(100)와; 상기 렌즈부(110)의 둘레에 결합되며 상기 렌즈부(110)의 전방을 향해 광을 조사하는 하나 이상의 LED소자(10)가 설치되는 LED지지부(200)를 포함한다.An infrared image capturing system according to the present invention, as shown in FIG. 1, includes: a
상기 카메라부(100)는, 피사체에 반사되어 들어오는 광을 이용해 피사체의 이미지를 생성하는 이미지촬상디바이스로서, 적외선 이미지센서 및 렌즈부(110)를 포함할 수 있다.The
상기 적외선 이미지센서는, 적외선을 감지하여 광학영상을 전기신호로 변환시키는 이미지센서로서, 다양한 구성이 가능하다.The infrared image sensor is an image sensor that detects infrared rays and converts an optical image into an electric signal, and various configurations are possible.
보다 구체적으로, 상기 적외선 이미지센서는, 700nm 내지 1100nm 대역의 파장을 가지는 근적외선을 감지하는 이미지센서일 수 있다.More specifically, the infrared image sensor may be an image sensor that detects near infrared rays having a wavelength of 700 nm to 1100 nm.
이때, 700nm 내지 1100nm 대역의 파장을 가지는 빛은 인체 조직에서 산란이 적은 파장대역으로 알려져 있으며, 피부 더 깊이 침투되는 특성을 가진다.In this case, light having a wavelength of 700 nm to 1100 nm is known as a wavelength band with less scattering in human tissues, and has a property of penetrating deeper into the skin.
이를 이용해, 인체의 정맥의 영상을 얻을 수 있다. 인체의 정맥이 700nm 내지 1100nm 대역의 파장을 가지는 빛을 흡수하므로 다른 인체 조직 대비 어둡게 나타나므로 적외선 이미지를 통해 정맥을 시각적으로 인지가능하게 할 수 있다.Using this, images of veins in the human body can be obtained. Since the veins of the human body absorb light having a wavelength of 700 nm to 1100 nm, they appear darker than other human tissues, so that the veins can be visually recognized through an infrared image.
이때, 상기 적외선 이미지센서는, 상기 카메라부(100) 내부에 내장되며, 상기 카메라부(100)는 전방에 설치되는 렌즈부(110)를 포함할 수 있다.In this case, the infrared image sensor is built into the
상기 렌즈부(110)는, 외부에서 들어오는 외부광을 이미지센서로 전달하는 광학계부재로서 하나 이상의 렌즈(112)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 렌즈부(110)는 중심축(C)에 대해 원형의 형상으로 이루어질 수 있다.The
여기서, 상기 중심축(C)은 상기 렌즈부(110)에 설치되는 렌즈(112)의 광축과 일치할 수 있다.Here, the central axis C may coincide with the optical axis of the
카메라부(100) 외부에서 들어오는 외부광은 렌즈부(110)를 통과해 이미지센서로 전달될 수 있다.External light entering from the outside of the
한편, 상기 카메라부(110)의 전방에는, 이미지촬상의 대상이 되는 피사체(20)가 위치될 수 있다.On the other hand, in front of the
상기 카메라부(110)는, 핸드핼드(Hand held) 타입의 카메라로서, 카메라부(110)를 손에 들고 이동시킴으로써 특정 위치에 위치된 피사체(20)와의 거리(D)가 조정될 수 있다.The
여기서, 피사체(20)는 적외선 이미지 촬상의 대상이 되는 객체로서, 예로서, 손바닥, 손가락 등의 정맥을 포함하는 인체조직일 수 있다.Here, the
이때, 상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 이용한 정맥 이미징시스템으로 구성될 수 있다.In this case, the infrared image imaging system may be configured as a vein imaging system using near-infrared rays.
상기 LED지지부(200)는, 상기 렌즈부(110)의 둘레에 결합되며 상기 렌즈부(110)의 전방을 향해 광을 조사하는 하나 이상의 LED소자(10)가 설치되는 지지부로 다양한 구성이 가능하다.The
상기 LED지지부(200)는, 상기 하나 이상의 LED소자(10)의 발광면이 상기 카메라부(100)의 전방을 향하도록 LED소자(10)를 지지하며 상기 LED소자(10)를 지지하기 위한 지지면(E)을 구비할 수 있다.The
여기서, 상기 LED소자(10)는, 발광다이오드로서 전기에너지를 통해 빛에너지를 방출하는 소자로 다양한 구성이 가능하다.Here, the
상기 LED소자(10)는, 다양한 파장 대역의 빛을 발광할 수 있고, 바람직하게는, 700nm 내지 1100nm 대역의 근적외선을 조사하도록 구성될 수 있다.The
LED소자(10)로서, 700nm-1100nm 대역에서의 협대역 광원을 이용할 수 있으며, 상기 LED소자(10)는, 광원드라이버(30)를 통해 전류 또는 전압을 공급하여 구동될 수 있다.As the
상기 LED지지부(200)에 지지되는 LED소자(10)의 개수는 하나 이상의 수라면 다양하게 구성될 수 있고, 피사체(20)로의 균일한 광조사를 위해 적어도 3개 이상, 바람직하게는 4개 이상의 개수로 구비될 수 있다.The number of the
상기 LED지지부(200)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈부(110)의 둘레에 설치될 수 있다.The
상기 지지면(E)은, LED지지부(200)에서 LED소자(10)가 안착되는 안착면으로서, 카메라부(110)의 전방, 다시말해, 렌즈부(110)의 전방을 향하도록 배치될 수 있다.The support surface (E) is a seating surface on which the
상기 LED지지부(200)의 지지면(E)에 하나 이상의 LED소자(10)가 지지되어 피사체(20)로 광을 조사함에 있어, 상기 LED소자(10)를 통해 피사체(20)에 균일한 광이 조사되는 것이, 선명한 이미지를 획득하는데 매우 중요한 요소이다.When one or
그러나, 종래 적외선이미지촬상시스템들은, 피사체(20)에 광을 균일하게 조사할 수 있는 수단을 포함하고 있지 않아, 선명한 이미지를 획득하는데 한계가 있고, 선명한 영상판독을 위해 획득된 이미지에 대한 후처리가 많이 요구되는 문제점이 있다.However, conventional infrared image capturing systems do not include a means for uniformly irradiating light to the subject 20, so there is a limitation in obtaining a clear image, and post-processing of the obtained image for clear image reading There is a problem that requires a lot.
이러한 문제점을 인식하여, 본 발명은, 피사체(20)에 균일한 광조사를 가능하게 하는 다양한 수단들을 포함할 수 있다.Recognizing this problem, the present invention may include various means for enabling uniform light irradiation to the subject 20 .
예로서, 본 발명에 따른 LED지지부(200)는, 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 제1평면(P)에 대한 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)를 조정하기 위한 경사각도조정수단을 포함할 수 있다.For example, the
도 1을 참조하면, 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 평면은, 제1평면(P)(도 1 기준, X-Y평면)으로 정의될 수 있고, 이때 상기 제1경사각도 (Θ1)는, 제1평면(P)과 LED소자(10)가 안착되는 지지면(E)을 포함하는 제2평면(S) 사이의 각도로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a plane perpendicular to the central axis C of the
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 LED소자(10)들이 LED지지부(200)의 지지면(E)에 안착된 상태로, 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축을 중심으로 하는 원주방향(렌즈부(110)의 둘레방향)을 따라 배치될 수 있다.On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2 , a plurality of
이때, 상기 복수의 LED소자(10)들은 피사체(20)로 균일한 광조사를 위해 등간격으로 배치될 수 있다.In this case, the plurality of
도 2의 경우, LED소자(10) 4개가 등간격으로 배치된 예를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In the case of FIG. 2, although an example in which four
상기 LED소자(10)들이 복수로 구비되는 경우, 각 LED소자(10)들이 이루는 제1경사각도 (Θ1)는 모두 동일한 값을 가지거나 또는 각각 서로 독립적으로 다른 값을 가질 수 있다.When a plurality of the
상기 제1경사각도(Θ1)가 커지는 경우, 각 LED소자(10)에서 나오는 조사광(B)은 상기 렌즈부(110)의 중심축(C) 외곽측으로 발산되고, 반대로, 상기 제1경사각도(Θ1)가 작아지는 경우, 각 LED소자(10)에서 나오는 조사광(B)은 상기 렌즈부(110)의 중심축(C) 내측으로 수렴될 수 있다.When the first inclination angle Θ1 is increased, the irradiated light B emitted from each
상기 제1경사각도(Θ1)에 따라, 복수의 LED소자(10)들에서 나오는 조사광(B)이 상호 중첩되는 중첩광영역(I)이 가변될 수 있다.According to the first inclination angle Θ1, the overlapping light region I in which the irradiated light B emitted from the plurality of
상기 제1경사각도(Θ1)를 조정하기 위한 경사각도조정수단으로서, 상기 LED지지부(200)는, 상기 LED소자(10)를 지지하며 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 제1평면(P)에 대한 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)가 조정가능하게 설치되는 LED지지플레이트(210)를 포함할 수 있다.As an inclination angle adjusting means for adjusting the first inclination angle Θ1, the
상기 LED지지플레이트(210)에는, LED소자(10)를 지지하기 위한 지지면(E)이 구비될 수 있다.The
상기 LED지지플레이트(210)는, 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 제1평면(P)에 대한 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)가 조정가능하게 설치된다면 다양하게 구성될 수 있다.The
예로서, 상기 LED지지플레이트(210)는, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 별도의 회전조인트부(230)를 통해 제1경사각도(Θ1)가 조정가능하게 설치될 수 있다.For example, the
구체적으로, 상기 LED지지부(200)는, 상기 렌즈부(110)의 둘레에 고정설치되는 고정지지부재(220)와, 상기 LED지지플레이트(210)를 상기 고정지지부재(220)에 회전가능하게 결합시키는 회전조인트부(230)를 추가로 포함할 수 있다.Specifically, the
상기 고정지지부재(220)는, 상기 렌즈부(110)의 둘레에 설치되는 구조물로서, 내측에 상기 렌즈부(110)가 관통되는 관통구가 형성되는 링형상의 부재일 수 있다.The fixed
상기 고정지지부재(220)는, 상기 LED지지플레이트(210)가 지지되는 지지구조물로서 기능할 수 있다.The fixed
이때, 상기 회전조인트부(230)는, 고정지지부재(220)와 LED지지플레이트(210) 사이에 위치되어 LED지지플레이트(210)가 고정지지부재(220)에 회전가능하게 LED지지플레이트(210)를 고정지지부재(220)에 결합시키는 조인트구조물로 다양한 구성이 가능하다.At this time, the rotation
제1경사각도(Θ1)를 조정하기 위한 LED지지플레이트(210)의 회전축(M)은 회전조인트(230)에 의해 형성될 수 있으며, 상기 제1평면(P) 상에 위치될 수 있다.The rotation axis M of the
또한, 상기 회전축(M)은. 보다 바람직하게는 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)과 상기 회전조인트부(230)를 연결하는 가상의 직선(L)과 수직을 이룰 수 있다.In addition, the rotation shaft (M) is. More preferably, on the first plane P, the central axis C of the
상기 LED지지플레이트(210)가 회전조인트부(230)를 통해 회전축(M)을 중심으로 회전함으로써, 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)가 조정될 수 있다.By rotating the
더 나아가, 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축과 상기 회전조인트부(230)를 연결하는 가상의 직선(L)에 대해 회전조인트부(230)와 상기 LED소자(10)가 이루는 제2경사각도(Θ2) 또한 조정가능하게 구성할 수 있다.Furthermore, on the first plane P, the rotation joint 230 and the LED element ( The second inclination angle Θ2 formed by 10) can also be configured to be adjustable.
도 3a를 참조하면, 상기 제2경사각도(Θ2)는, 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축(C)과 회전조인트(230)를 연결하는 가상의 직선(L)에 대해 상기 회전조인트부(230)와 LED소자(10)가 이루는 각도로 정의될 수 있다.Referring to FIG. 3A , the second inclination angle Θ2 is an imaginary straight line L connecting the central axis C of the
상기 회전조인트부(230)와 LED소자(10)가 상기 가상의 직선(L) 상에 위치될 때, 상기 제2경사각도(Θ2)는 0°로 이해될 수 있다.When the rotation
제1경사각도(Θ1)와 마찬가지로, 제2경사각도(Θ2)를 조정하기 위한 LED지지플레이트(210)의 회전축은 회전조인트(230)에 의해 형성될 수 있으며, 상기 제1평면(P)과 수직을 이룰 수 있다.Like the first inclination angle Θ1, the rotation axis of the
또한, 상기 회전축은. 보다 바람직하게는 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)과 평행을 이룰 수 있다.In addition, the rotation axis. More preferably, it may be parallel to the central axis C of the
상기 LED지지플레이트(210)가 회전조인트부(230)를 통해 회전축을 중심으로 회전함으로써, 상기 LED소자(10)의 제2경사각도(Θ2)가 조정될 수 있다.The second inclination angle Θ2 of the
상기 LED소자(10)들이 복수로 구비되는 경우, 각 LED소자(10)들이 이루는 제2경사각도 (Θ2)는 모두 동일한 값을 가지거나 또는 각각 서로 독립적으로 다른 값을 가질 수 있다.When a plurality of the
상기 제2경사각도(Θ2)가 커지는 경우, 평면 상 각 LED소자(10)에서 상기 렌즈부(110)의 중심축(C) 까지의 반경거리(R)이 작아질 수 있다.When the second inclination angle Θ2 is increased, the radial distance R from the planar
반대로, 상기 제2경사각도(Θ2)가 작아지는 경우, 각 LED소자(10)에서 상기 렌즈부(110)의 중심축(C) 까지의 반경거리(R)이 커질 수 있다.Conversely, when the second inclination angle Θ2 is decreased, the radial distance R from each
상기 제2경사각도(Θ2)에 따라, 복수의 LED소자(10)들에서 나오는 조사광(B)이 상호 중첩되는 중첩광영역(I)이 가변될 수 있다.According to the second inclination angle Θ2, the overlapping light region I in which the irradiated light B emitted from the plurality of
한편, 상기 회전조인트부(230)는, LED지지플레이트(210)를 상기 고정지지부재(220)에 제1경사각도(Θ1) 또는 제2경사각도(Θ2)가 회전가능하게 결합시킬 수 있다면, 다양한 구성이 가능하다,On the other hand, if the rotation
예로서, 상기 회전조인트부(230)는, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 LED지지플레이트(210)의 공간 상 회전중심이 되는 볼조인트일 수 있다.For example, the rotation
상기 회전조인트부(230)는, 볼조인트로 구현됨으로써, 회전조인트부(230)를 회전중심으로 공간상 LED지지플레이트(210)를 자유롭게 회전가능하게 할 수 있다.The rotation
상기 회전조인트부(230)는, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 고정지지부재(220)의 외주면에 고정결합되는 볼베어링(234)과, 상기 볼베어링(234)을 내부에 수용하며 볼베어링(234)이 내부에서 자유롭게 회전가능하게 하는 볼케이싱(232)을 포함할 수 있다.The rotary
상기 볼케이싱(232)은, 상기 LED지지플레이트(210)의 끝단게 연결될 수 있다.The ball casing 232 may be connected to an end of the
이를 통해, 상기 LED지지플레이트(210)는 볼케이싱(232)과 함께 볼베어링(234)에 대해 자유롭게 회동될 수 있다.Through this, the
또한, 상기 볼베어링(234)과 볼케이싱(232)은 외력이 작용하지 않는 경우 상호 마찰에 의해 회전하지 않고 제1경사각도(Θ1) 또는 제2경사각도(Θ2)가 일정한 상태를 유지할 수 있다.In addition, the
도 3a 및 도 3b는, LED지지플레이트(210)가 볼조인트에 의해 회전되는 예를 도시한 것이나, 본 발명의 회전구조가 이에 한정되는 것은 아니다.3A and 3B show an example in which the
한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 회전조인트부(230)는, 상기 고정지지부재(220)에 상기 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 3A , the rotating
여기서, 상기 고정지지부재(220)의 둘레방향이란, 제1평면(P) 상 렌즈부(110)의 둘레방향(원주방향)과 동일할 수 있다.Here, the circumferential direction of the fixing
상기 회전조인트부(230) 자체가 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 이동가능하게 설치됨으로써, 복수의 LED소자(10)들의 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 위치되는 위치가 각각 조정될 수 있다.The rotation joint 230 itself is installed movably along the circumferential direction of the fixed
이를 통해, 각 LED소자(10)들이 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 등간격으로 배치되거나 또는 서로 다른 간격으로 배치되는 등의 다양한 배치가 가능하고, 피사체(20)로 조사되는 조사광의 균일도를 더욱 적절히 조정할 수 있는 이점이 있다. Through this, each of the
더 나아가, 본 발명에 따른 LED지지부(200)는, 상기 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축부터 상기 LED소자(10)까지의 반경거리(R)를 조정하기 위한 반경거리조정수단을 추가로 포함할 수 있다.Furthermore, the
상기 반경거리조정수단은, 상기 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축(C)부터 상기 LED소자(10)까지의 반경거리(R)를 조정할 수 있다면, 설계에 따라 다양한 구성이 가능하다.The radial distance adjusting means, if it is possible to adjust the radial distance (R) from the central axis (C) of the
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 상기 반경거리(R)는, 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축(C)부터 상기 LED소자(10)까지의 직선거리로 정의될 수 있다.Referring to FIGS. 3A and 3B , the radial distance R may be defined as a linear distance from the central axis C of the
도 3a 도시된 바와 같이, 각 LED소자(10)에 대한 반경거리(R)는, 가장 중심축(C)에 가까운 R1에서 가장 중심축(C)에 먼 R2 사이에서 조정될 수 있다.As shown in FIG. 3A , the radial distance R for each
이를 위해, 상기 LED지지플레이트(210)는, 회전조인트부(230)에 연결되는 제1지지부재(212)와, 상기 카메라부(100)의 전방을 향하는 일면에 상기 LED소자(10)가 설치되며 상기 제1지지부재(212)에 이동가능하게 결합되는 제2지지부재(214)를 포함할 수 있다.To this end, the
상기 제1지지부재(212)는, 회전조인트부(230)(도 3b 기준 볼케이싱(232))에 연결되는 부재로서 후술하는 제2지지부재(214)의 이동을 가이드하는 가이드부재일 수 있다.The
상기 제2지지부재(214)는, 상기 카메라부(100)의 전방을 향하는 일면에 상기 LED소자(10)가 설치되며 상기 제1지지부재(212)에 이동가능하게 결합되는 부재로서, 상술한 지지면(E)이 카메라부(100)의 전방을 향하는 일면에 구비할 수 있다.The
상기 제2지지부재(214)는 상기 제1지지부재(212)에 대해 LED지지플레이트(210)의 길이방향에 평행한 방향으로 상대이동 가능하게 결합될 수 있다.The
이를 위해, 상기 제2지지부재(214)에는 제1지지부재(212)의 상대이동을 가이드하기 위한 가이드부가 구비될 수 있다.To this end, the
상기 가이드부는, 제2지지부재(214) 내부에 형성되는 가이드통로로서, 제2지지부재(214)의 이동경로를 형성할 수 있다.The guide part is a guide passage formed inside the
상기 제2지지부재(214)는 제1지지부재(212)의 내부의 가이드통로를 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.The
상기 제1지지부재(212) 및 제2지지부재(214) 중 적어도 하나에는 상기 제2지지부재(214)의 제1지지부재(212)에 대한 위치를 고정하기 위한 위치고정수단이 구비될 수 있다.Position fixing means for fixing the position of the
상기 위치고정수단은 반경거리(R) 조정 시에는 고정을 해제하며, 조정된 반경거리(R) 유지 시에는 제2지지부재(214)의 위치를 고정시킬 수 있다.The position fixing means may release the fixing when the radial distance R is adjusted, and fix the position of the
또한, 상기 제1지지부재(212) 및 제2지지부재(214) 중 적어도 하나에는 상기 제1지지부재(212)와 제2지지부재(214)가 서로 완전히 분리되는 것을 방지하기 위한 분리방지수단이 추가로 구비될 수 있다.In addition, at least one of the
또한, 상기 LED지지부(200)는, 상기 LED소자(10)와 촬상대상이 되는 피사체(20) 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 평행한 방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.In addition, the
보다 구체적으로, 도 3a의 실시예의 경우, 고정지지부재(220)가 중심축(C)에 평행한 방향을 따라 이동가능하게 설치될 수 있다.More specifically, in the case of the embodiment of Figure 3a, the fixed
상기 고정지지부재(220) 자체가 중심축(C)에 평행한 방향을 따라 이동가능하게 설치됨으로써, LED소자(10)와 촬상대상이 되는 피사체(20) 사이의 거리가 조정될 수 있고, 이를 통해 피사체(20)로 조사되는 조사광이 조정될 수 있다.The fixed
한편, 상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 제외한 다른 파장의 광이 상기 카메라부(100)로 들어오지 않도록, 상기 렌즈부(110) 전방에 설치되는 근적외선통과필터(300)를 추가로 포함할 수 있다.Meanwhile, the infrared image capturing system may further include a near-
상기 근적외선통과필터(300)는, 근적외선을 제외한 다른 파장을 차단하는 필터로서, 예로서, 700nm 보다 짧은 파장을 가지는 빛을 차단할 수 있다.The near-
상술한 적외선이미지촬상시스템의 LED소자(10)들에서 조사되는 조사광(B)을 통한 광량분포의 시뮬레이션 결과가 도 4a 내지 도 4b에 도시되어 있다.The simulation results of the light quantity distribution through the irradiated light B irradiated from the
도 4a는 4개의 LED소자(10)를 구비하는 적외선이미지촬상시스템에서, 각 LED소자(10)에 대해 제1경사각도(Θ1)가 10°이고, LED소자(10)에서 피사체(20)까지의 거리가 40mm인 경우, 피사체(20) 위치에서 광량분포를 보여준다.4A is an infrared image pickup system including four LED
도 4b는 4개의 LED소자(10)를 구비하는 적외선이미지촬상시스템에서, 각 LED소자(10)에 대해 제1경사각도(Θ1)가 30°이고, LED소자(10)에서 피사체(20)까지의 거리가 60mm인 경우, 피사체(20) 위치에서 광량분포를 보여준다.4B shows that in an infrared image capturing system including four LED
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1경사각도(Θ1)를 증가시키는 경우 보다 멀리 있는 피사체(20)에 대해서도 피사체(20) 위치에서 균일한 광량분포가 얻어질 수 있고, 결과적으로 피사체(20) 전체에 균일한 광을 조사할 수 있다.Referring to FIGS. 4A and 4B , when the first inclination angle Θ1 is increased, a uniform light quantity distribution can be obtained at the position of the subject 20 even for the subject 20 that is farther away, and as a result, the subject 20 ) can be irradiated with uniform light throughout.
본 발명은, 피사체(20)의 위치에 따라 상술한 제1경사각도(Θ1), 제2경사각도(Θ2), 반경거리(R), LED소자(10)와 피사체(20) 사이의 거리를 다양하게 조합하여 조정함으로써, 피사체(20)에 조사되는 면의 광량의 균질도가 조절될 수 있다. According to the present invention, the first inclination angle Θ1, the second inclination angle Θ2, the radial distance R, and the distance between the
결과적으로, 카메라부(100)에 가까이 위치된 피사체(20)라고 하더라도, 매우 균일한 조사광을 피사체(20)에 조사하여 선명한 이미지를 획득할 수 있는 이점이 있다.As a result, even for the subject 20 located close to the
도 5는, 본 발명에 따른 적외선이미지촬상시스템에서 촬상된 이미지를 도시한다. 피사체(20)는 정맥혈이 흐르는 손날과 손바닥으로, 본 발명을 통해 매우 선명한 정맥이미지가 얻어질 수 있다.5 shows an image captured by the infrared image pickup system according to the present invention. The subject 20 is a hand blade and palm through which venous blood flows, and a very clear vein image can be obtained through the present invention.
도 5에서, 검은 부분들이 정맥을 의미하며, 시각적으로 인지할 만큼의 영상대조도가 나타나는 것을 확인할 수 있다.In FIG. 5 , it can be seen that black portions mean veins, and an image contrast level sufficient to be visually recognized appears.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.Since the above has only been described with respect to some of the preferred embodiments that can be implemented by the present invention, as noted, the scope of the present invention should not be construed as being limited to the above embodiments, and It will be said that the technical idea and the technical idea accompanying the fundamental are all included in the scope of the present invention.
10: LED소자
20: 피사체
100: 카메라부
200: LED지지부10: LED element 20: subject
100: camera unit 200: LED support unit
Claims (11)
상기 LED지지부(200)는,
상기 LED소자(10)를 지지하며 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)에 수직한 제1평면(P)에 대한 상기 LED소자(10) 지지면(E)의 제1경사각도(Θ1)가 조정가능하게 설치되는 LED지지플레이트(210)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.a camera unit 100 including an infrared image sensor and a lens unit 110 for transmitting external light to the image sensor; An infrared image imaging system coupled to the periphery of the lens unit 110 and including an LED support unit 200 on which one or more LED elements 10 for irradiating light toward the front of the lens unit 110 are installed,
The LED support 200,
A first inclination angle Θ1 of the support surface E of the LED element 10 with respect to a first plane P that supports the LED element 10 and is perpendicular to the central axis C of the lens unit 110 ) Infrared image pickup system, characterized in that it comprises an LED support plate (210) is installed adjustable.
상기 LED지지부(200)는, 상기 렌즈부(110)의 둘레에 설치되는 고정지지부재(220)와, 상기 LED지지플레이트(210)를 상기 고정지지부재(220)에 회전가능하게 결합시키는 회전조인트부(230)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.The method according to claim 1,
The LED support unit 200 includes a fixed support member 220 installed around the lens unit 110 , and a rotation joint for rotatably coupling the LED support plate 210 to the fixed support member 220 . Infrared imaging system, characterized in that it further comprises a part (230).
상기 LED지지플레이트(210)는, 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축(C)과 상기 회전조인트부(230)를 연결하는 가상의 직선(L)에 대해 상기 회전조인트부(230)와 상기 LED소자(10)가 이루는 제2경사각도(Θ2)가 조정가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.3. The method according to claim 2,
The LED support plate 210 rotates with respect to an imaginary straight line L connecting the central axis C of the lens unit 110 and the rotation joint 230 on the first plane P. An infrared image pickup system, characterized in that the second inclination angle Θ2 formed between the joint part 230 and the LED element 10 is adjustable.
상기 회전조인트부(230)는, 상기 LED지지플레이트(210)의 공간 상 회전중심이 되는 볼조인트인 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.4. The method according to claim 3,
The rotating joint part 230 is an infrared image capturing system, characterized in that it is a ball joint serving as a center of rotation in space of the LED support plate 210 .
상기 LED지지부(200)는, 상기 제1평면(P) 상에서 렌즈부(110)의 중심축부터 상기 LED소자(10)까지의 반경거리(R)를 조정하기 위한 반경거리조정수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.3. The method according to claim 2,
The LED support 200 includes a radial distance adjusting means for adjusting the radial distance R from the central axis of the lens unit 110 to the LED element 10 on the first plane P Infrared image imaging system characterized by the.
상기 LED지지플레이트(210)는, 상기 회전조인트부(230)에 연결되는 제1지지부재(212)와, 상기 카메라부(100)의 전방을 향하는 일면에 상기 LED소자(10)가 설치되며 상기 제1지지부재(212)에 이동가능하게 결합되는 제2지지부재(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템. 3. The method according to claim 2,
The LED support plate 210 includes a first support member 212 connected to the rotation joint part 230 and the LED element 10 is installed on one surface facing the front of the camera part 100, and the and a second support member (214) movably coupled to the first support member (212).
상기 회전조인트부(230)는, 상기 고정지지부재(220)에 상기 고정지지부재(220)의 둘레방향을 따라 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.3. The method according to claim 2,
The rotating joint portion (230) is installed on the fixed support member (220) to be movable along the circumferential direction of the fixed support member (220).
상기 LED소자(10)는, 복수개 구비되며,
상기 복수의 LED소자(10)들은, 상기 제1평면(P) 상에서 상기 렌즈부(110)의 중심축을 중심으로 하는 원주방향을 따라 등간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The LED element 10 is provided in plurality,
The plurality of LED elements (10), the infrared image pickup system, characterized in that arranged at equal intervals along the circumferential direction centered on the central axis of the lens unit (110) on the first plane (P).
상기 LED지지부(200)는, 상기 LED소자(10)와 촬상대상이 되는 피사체(20) 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 렌즈부(110)의 중심축에 평행한 방향을 따라 이동가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The LED support unit 200 is installed movably in a direction parallel to the central axis of the lens unit 110 to adjust the distance between the LED element 10 and the subject 20 to be imaged. Infrared image imaging system, characterized in that.
상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 이용한 정맥 이미징시스템인 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템,8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The infrared image pickup system is an infrared image pickup system, characterized in that it is a vein imaging system using near-infrared rays;
상기 적외선이미지촬상시스템은, 근적외선을 제외한 다른 파장의 광이 상기 카메라부(100)로 들어오지 않도록, 상기 렌즈부(110) 전방에 설치되는 근적외선통과필터(300)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 적외선이미지촬상시스템.8. The method according to any one of claims 1 to 7,
The infrared image capturing system further comprises a near-infrared pass filter 300 installed in front of the lens unit 110 so that light of a wavelength other than near-infrared does not enter the camera unit 100. Infrared imaging system.
Priority Applications (1)
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KR1020200093689A KR20220014085A (en) | 2020-07-28 | 2020-07-28 | Infrared image sensing system |
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2020
- 2020-07-28 KR KR1020200093689A patent/KR20220014085A/en active Search and Examination
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