KR20230042934A - Panoramic endoscope with the function of reducing distortion and increasing field of view and endoscope system having that - Google Patents
Panoramic endoscope with the function of reducing distortion and increasing field of view and endoscope system having that Download PDFInfo
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Abstract
Description
본 발명은 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 및 이를 포함하는 내시경 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 인체에 삽입되어 좁은 부위에서 병변을 직접 확인하면서 시술 또는 수술을 가능하게 하는 내시경 및 이를 포함하는 내시경 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view and an endoscopic system including the same, and more particularly, to an endoscope inserted into a human body and enabling a procedure or surgery while directly confirming a lesion in a narrow area, and including the same It is about an endoscopy system that does.
복강경, 흉강경, 방광경 혹은 내시경은 복강, 흉강, 방광과 같은 체강 내에서 병변을 확인하는 의료기기이다. 현재 임상에서 주로 사용하는 복강경, 흉강경, 방광경 혹은 내시경(이하'내시경')은 하나의 렌즈를 사용하는 것으로, 렌즈를 통해 인식되는 범위에 대하여 시술이나 수술을 진행한다. 내시경의 가장 중요한 제한점은 좁아진 시야와 연관되어 있고, 이는 내시경의 사용에 대한 습득속도를 느리게 하는 주된 원인이 된다. 사람의 시야각은 좌우로 평균 120ㅀ정도이며, 눈을 움직이면 같은 자세에서 최대 약약 180ㅀ까지 볼 수 있고, 위아래로는 약 135ㅀ를 볼 수 있으며, 위보다는 아래쪽으로 더 많이 볼 수 있는 특성을 가진다. A laparoscope, thoracoscopy, cystoscope or endoscope is a medical device for checking lesions in body cavities such as the abdominal cavity, thoracic cavity, and bladder. Laparoscopy, thoracoscopy, cystoscope, or endoscope (hereinafter referred to as 'endoscopy'), which are currently mainly used in clinical practice, uses a single lens and performs procedures or surgeries within a range recognized through the lens. The most important limitation of the endoscope is related to the narrowed field of view, which is the main cause of slowing down the learning rate for the use of the endoscope. A person's visual angle is about 120 degrees on average from side to side, and if you move your eyes, you can see up to about 180 degrees in the same posture, and you can see about 135 degrees up and down, and you can see more downward than up. .
단일 렌즈를 이용한 기존 내시경의 시야각은 최대 60ㅀ 정도로, 인간의 양안에 의한 시야각인 120ㅀ에 미치지 못해 수술 시 시야 및 시각제한으로 인하여 답답한 느낌을 받게 되고 피로도가 증가할 수 있으며, 이러한 의료진의 피로도 증가는 수술의 결과에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 제한된 시야 및 시각은 수술이 시행되는 부위 이외에 대한 관찰이 어려워 신속한 대응이 늦어지고 부작용 발생 위험성이 증가할 수 있다. The viewing angle of conventional endoscopes using a single lens is up to 60º, which is less than the 120º viewing angle for both eyes of humans, resulting in a stuffy feeling and increased fatigue due to limited field of view and visual field during surgery. An increase can negatively affect the outcome of surgery. The limited field of view and vision make it difficult to observe areas other than the area where surgery is performed, which can delay rapid response and increase the risk of side effects.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 서로 다른 각도로 촬영된 영상을 시현하는 내시경이 대한민국 등록특허 제1,071,676 호가 개시되어 있다. 그러나 이러한 종래기술은 영상의 왜곡이 크게 발생하며, 또한 사람의 시야각에 따른 영상의 인지에 이질감이 있는 문제점이 있었다.In order to solve this problem, Korean Patent Registration No. 1,071,676 discloses an endoscope that displays images taken at different angles. However, this prior art has a problem in that image distortion occurs greatly and there is a sense of heterogeneity in perception of images according to a person's viewing angle.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결할 수 있는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 및 이를 포함하는 내시경 시스템을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view and an endoscope system including the same, which can solve the above-mentioned conventional problems.
상기 과제의 해결 수단으로서, 소정 길이로 연장되어 형성되는 삽입부, 삽입부의 전방 단부에 구비되는 팁 및 팁에 구비되는 메인 카메라 모듈, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며, 메인 카메라 모듈은 팁에서 삽입부의 연장 방향으로 카메라의 광축이 형성될 수 있도록 구비되며, 제1 서브 카메라 모듈은 삽입부의 중심축과 소정 각도를 둔 방향으로 광축이 형성될 수 있도록 구비되며, 제2 서브 카메라 모듈은 삽입부의 중심축을 중심으로 제1 서브 카메라 모듈의 광축과 대칭적으로 광축이 형성되도록 구비되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경이 제공될 수 있다.A means for solving the above problems includes an insertion part extending to a predetermined length, a tip provided at a front end of the insertion part, a main camera module provided in the tip, a first sub-camera module, and a second sub-camera module, The camera module is provided so that the optical axis of the camera can be formed in the extension direction of the insertion part from the tip, and the first sub-camera module is provided so that the optical axis can be formed in a direction at a predetermined angle with the central axis of the insertion part. A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view may be provided in which the camera module has an optical axis formed symmetrically with an optical axis of the first sub-camera module around a central axis of the insertion unit.
여기서, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈은 획득된 영상 중 적어도 일부가 메인 카메라에서 획득된 영상과 중첩될 수 있도록 구성될 수 있다.Here, the first sub-camera module and the second sub-camera module may be configured such that at least a part of the acquired images overlaps with the image obtained from the main camera.
한편, 제2 서브 카메라 모듈은 제2 서브 카메라 모듈로부터 획득된 영상 중 적어도 일부가 메인 카메라에서 획득된 영상과 중첩될 수 있다.Meanwhile, in the second sub-camera module, at least a part of images obtained from the second sub-camera module may overlap an image obtained from the main camera.
또한, 팁의 단부는 삽입부의 연장방향과 직교하는 평면으로 구비된 중간 면, 중간 면의 일측에서 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제1 면 및 중간 면의 타측에서 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제2 면을 포함할 수 있다. In addition, the end of the tip is provided with a plane orthogonal to the extending direction of the insertion portion, a first surface formed by inclining from one side of the intermediate surface to the rear side, and a second surface formed by inclining from the other side of the intermediate surface to the rear side. may contain sides.
나아가, 팁은 메인 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 중간 면에 형성되는 메인 설치 홈, 제1 서브 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 제1 면에 형성되는 제1 설치 홈 및 제2 서브 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 제2 면에 형성되는 제2 설치 홈을 더 포함할 수 있다. Furthermore, the tip includes a main installation groove formed on the middle surface so that the main camera module can be inserted and installed, a first installation groove formed on the first surface so that the first sub camera module can be inserted and installed, and a second installation groove formed on the first surface. It may further include a second installation groove formed on the second surface so that the sub camera modules can be respectively inserted and installed.
또한, 중간면 상에서 메인 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 한 쌍의 메인 조명부, 제1 면 상에서 제1 서브 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 제1 조명부 및 제2 면 상에서 제2 서브 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 제2 조명부를 더 포함할 수 있다. In addition, a pair of main lighting units are provided on the middle surface with the main camera module interposed therebetween, the first lighting units are provided on the first surface with the first sub camera module interposed therebetween, and the second sub camera module is provided on the second surface. It may further include second lighting units each provided with the interposed therebetween.
한편, 제1 면, 중간면 및 제2 면은 중심축과 직교하는 제1 방향을 따라 배치되며, 한 쌍의 메인 조명부는 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며, 한 쌍의 제1 조명부는 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며, 한 쌍의 제2 조명부는 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.On the other hand, the first surface, the intermediate surface and the second surface are disposed along a first direction orthogonal to the central axis, a pair of main lighting units are disposed spaced apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction, The pair of first lighting units may be disposed apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction, and the pair of second lighting units may be disposed apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction.
한편, 메인 카메라 모듈의 직경은 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈보다 크게 구성될 수 있다. Meanwhile, the diameter of the main camera module may be larger than those of the first sub-camera module and the second sub-camera module.
또한, 메인 카메라 모듈, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈은 팁의 상하 대칭축을 따라 나란하게 배열될 수 있다. Also, the main camera module, the first sub-camera module, and the second sub-camera module may be arranged side by side along an axis of vertical symmetry of the tip.
추가로, 일 측이 인체 내부에 삽입되어 영상을 획득할 수 있도록 구성되는 내시경, 내시경으로부터 획득된 영상을 처리하는 영상처리부 및 영상처리부로부터 전송된 영상을 시현하며, 좌우 방향으로 나란하게 배치되는 3개의 디스플레이부를 포함하며, 내시경은 소정 길이로 연장되어 형성되는 삽입부, 삽입부의 전방 단부에 구비되는 팁 및 팁에 구비되는 메인 카메라 모듈, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며, 메인 카메라 모듈은 팁에서 삽입부의 연장 방향으로 카메라의 광축이 형성될 수 있도록 구비되며, 제1 서브 카메라 모듈은 삽입부의 중심축과 소정 각도를 둔 방향으로 광축이 형성될 수 있도록 구비되며, 삽입부의 중심축을 중심으로 제1 서브 카메라 모듈의 광축과 대칭적으로 광축이 형성되도록 구비되는 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며, 영상처리부는 메인 카메라 모듈로부터 획득된 영상을 디스플레이부 중 중앙에 배치된 디스플레이부에 시현하며, 한 쌍의 제1 서브 카메라 모듈 각각으로부터 획득된 영상을 디스플레이부 중 좌우측에 배치된 디스플레이 각각에 시현하도록 구성되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템이 제공될 수 있다.In addition, an endoscope configured to acquire an image by being inserted into the human body on one side, an image processing unit processing an image obtained from the endoscope, and displaying an image transmitted from the image processing unit, 3 disposed side by side in the left and right directions It includes two display parts, and the endoscope includes an insertion part extending to a predetermined length, a tip provided at a front end of the insertion part, a main camera module provided in the tip, a first sub-camera module, and a second sub-camera module, The main camera module is provided so that the optical axis of the camera can be formed in the extension direction of the insertion part from the tip, and the first sub camera module is provided so that the optical axis can be formed in a direction at a predetermined angle with the central axis of the insertion part. It includes a second sub-camera module provided so that an optical axis is formed symmetrically with an optical axis of the first sub-camera module around a central axis, and the image processing unit displays an image obtained from the main camera module to a display unit disposed in the center of the display unit. A panoramic endoscope system having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle may be provided, which is configured to display images obtained from each of the pair of first sub-camera modules on displays disposed on left and right sides of the display units.
본 발명에 따른 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 및 이를 포함하는 내시경 시스템은 왜곡을 최소화하면서 90ㅀ이상의 시야각을 가질 수 있으므로 내시경 수술에서 개방감을 확보할 수 있다. A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to the present invention and an endoscope system including the same can have a viewing angle of 90 degrees or more while minimizing distortion, thereby securing a sense of openness in endoscopic surgery.
또한 기존 내시경의 시야에 들어오지 않던 수술기구나 병변을 보기 위하여 복강경을 전후좌우로 움직여야 하는 횟수나 렌즈를 세척하는 횟수, 기타 수술시간의 증가를 유발할 수 있는 불필요한 동작과 수술시간을 줄이고, 렌즈를 세척하는 횟수와 불필요한 수술시간의 낭비를 감소시킬 수 있다.In addition, in order to see surgical instruments or lesions that were not in the field of view of the existing endoscope, the number of times the laparoscope has to be moved back and forth, the number of times the lens is washed, and other unnecessary operations and operation time that can cause an increase in operation time are reduced, and the lens is cleaned. It can reduce the number of times and waste of unnecessary operation time.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경의 팁을 확대하여 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁에 대한 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁에 대한 측면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁에 대한 평면도이다.
도 5는 메인 카메라 모듈 및 서브 카메라 모듈의 시야각을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경의 사용상태도이다.
도 7은 메인 카메라 모듈 및 서브 카메라 모듈로 촬영되는 영역을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템에서 디스플레이의 배열을 나타낸 개념도이다.1 is an enlarged perspective view of a tip of a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of a tip of an endoscope according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of a tip of an endoscope according to an embodiment of the present invention.
4 is a plan view of a tip of an endoscope according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating viewing angles of a main camera module and a sub camera module.
6 is a view showing a state of use of a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram illustrating an area captured by a main camera module and a sub camera module.
8 is a block diagram showing the configuration of a panoramic endoscope system having functions of reducing distortion and increasing the viewing angle, which is another embodiment according to the present invention.
9 is a conceptual diagram illustrating an arrangement of displays in a panoramic endoscope system having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle according to another embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 및 이를 포함하는 시스템에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to embodiments of the present invention and a system including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in the description of the following embodiments, the name of each component may be called a different name in the art. However, if they have functional similarity and identity, even if a modified embodiment is employed, it can be regarded as an equivalent configuration. In addition, signs added to each component are described for convenience of description. However, the contents of the drawings in which these symbols are written do not limit each component to the scope in the drawings. Likewise, even if an embodiment in which the configuration in the drawings is partially modified is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in light of the level of a general technician in the relevant technical field, if it is recognized as a component that should be included, the description thereof will be omitted.
이하에서는 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경에 대하여 상세히 설명하도록 한다. 이하의 실시예에서는 카메라 모듈이 구비된 팁(10)을 제외하고 일반적으로 널리 사용되는 내시경의 구성을 포함할 수 있다. 구체적으로 사용자가 파지할 수 있는 파지부, 소정길이로 연장되어 단부로부터 인체의 체강내로 삽입될 수 있도록 구성되는 삽입부(20), 사용자가 영상 및 삽입부(20)를 조작할 수 있도록 구성되는 조작부 등의 구성은 널리 사용되고 있는 다양한 구성으로 적용될 수 있다. Hereinafter, a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle, which is one embodiment according to the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 . In the following embodiments, except for the
따라서 일반적으로 적용되는 구성에 대하여 설명을 생략하고, 본 발명의 특징을 포함하고 있는 내시경의 팁(10)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Therefore, a description of commonly applied configurations will be omitted, and the
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경의 팁(10)을 확대하여 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁(10)에 대한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁(10)에 대한 측면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 일 실시예인 내시경의 팁(10)에 대한 평면도이다. 1 is an enlarged perspective view of a
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경은 내시경의 단부에 구비되는 팁(10)을 포함하여 구성될 수 있다.As shown, a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to an embodiment of the present invention may include a
내시경의 팁(10)은 전체적으로 원통형으로 구성되며, 일측이 내시경의 삽입부(20)의 단부와 연결될 수 있다.The
내시경의 단부에는 내시경의 삽입부(20)의 연장방향과 직교하는 평면인 중간면(100)이 구비될 수 있다. 중간면(100)의 일측에는 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제1 면(110)이 형성될 수 있다. 또한 중간면(100)의 타측에도 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제2 면(120)이 형성될 수 있다. 중간면(100), 제1 면(110), 제2 면(120) 각각에는 형성된 면에 직교하는 방향으로 광축이 형성되는 복수의 카메라 모듈이 구비될 수 있다.An
제1 면(110) 및 제2 면(120)은 일 예로서, 팁(10)의 단부 중 중간면(100)을 사이에 두고 양측으로 이격된 지점에 형성될 수 있다. 이하에서는 도 2에서 중간면(100)을 기준으로 제1 면(110)이 형성된 방향을 좌측, 제2 면(120)이 형성된 방향을 우측이라 하여 설명하도록 한다.As an example, the
중간면(100)에는 메인 카메라 모듈(300)이 구비될 수 있도록 구성된다. 중간면(100)의 중심부분에는 중간면(100)과 수직한 방향으로 삽입부의 연장방향을 따라 메인 설치 홈이 형성될 수 있다. 메인 설치 홈은 메인 카메라 모듈(300)이 삽입될 수 있는 내경을 갖도록 형성될 수 있다.The
제1 면(110)에는 제1 면(110)과 직교하는 방향으로 제1 서브 카메라 모듈(310)이 삽입되어 설치될 수 있도록 제1 설치 홈이 형성될 수 있다. 또한 제2 면(120)에는 제1 면(110)과 유사하게 제2 면(120)과 직교하는 방향으로 제2 설치 홈이 형성되며, 제2 서브 카메라 모듈(320)이 삽입되도록 구성될 수 있다.A first installation groove may be formed on the
이와 같이 메인 카메라 모듈(300), 제1 서브 카메라 모듈(310) 및 제2 서브 카메라 모듈(320)이 팁(10)의 단부에서 좌우 방향으로 배열됨에 따라 좌우 방향의 시야를 확보할 수 있어 최종 확보되는 영상의 시야를 넓게 확보할 수 있게 된다. 또한, 메인 카메라 모듈(300)로 획득되는 영상의 왜곡은 좌우측에 구비된 서브 카메라 모듈에 의해 획득된 영상을 이용하여 줄일 수 있게 된다. In this way, as the
한편, 메인 카메라 모듈(300), 제1 서브 카메라 모듈(310), 제2 서브 카메라 모듈(320) 각각은 복수의 렌즈 킷과 이미지 센서를 포함하여 구성될 수 있다. Meanwhile, each of the
한편, 메인 카메라 모듈(300)은 제1 서브 카메라 모듈(310) 및 제2 서브 카메라 모듈(320)보다 다소 큰 외경을 갖도록 구성될 수 있다. 수술시 주요 영상을 획득하기 위하여 전방을 향하는 메인 카메라 모듈(300)은 보다 넓은 영역에 대한 영상을 획득하게 되며, 좌우 측의 서브 카메라 모듈(210, 220)은 메인 카메라 모듈(300)에 의해 획득되는 영상에 추가로 확대된 영상을 확보할 수 있게 된다.Meanwhile, the
중간면, 제1 면(110) 및 제2 면(120)에는 각각의 면에 직교하는 방향으로 광축이 형성되는 조명부가 구비될 수 있다.The intermediate surface, the
중간면의 메인 설치 홈 사이에는 전방을 향하여 광을 조사할 수 있도록 메인 조명부(200)가 구비될 수 있다. 메인 조명부(200)는 한 쌍으로 구성되어 중간면(100) 중 메인 카메라 모듈(300)을 사이에 두고 상하 방향으로 각각 구비될 수 있다. A
제1 면(110) 중 제1 서브 카메라 모듈(310)의 상하 양측 각각에 한 쌍의 제1 조명부(210)가 구비될 수 있으며, 제2 면(120)에는 제1 면(110)과 유사하게 한 쌍의 제2 조명부(220)가 제2 카메라 모듈(320)의 상하 양측 각각에 구비될 수 있다.A pair of
한편, 팁(10)의 내부가 도시되지는 않았으나, 메인 카메라 모듈(300), 제1 서브 카메라 모듈(310), 제2 서브 카메라 모듈(320), 메인 조명부(200), 제1 조명부(210) 및 제2 조명부(220) 각각이 외부와 전기적으로 연결될 수 있도록 배선(400)을 포함하여 구성되며, 배선은 삽입부(20)의 내측공간을 따라 연장되어 배치될 수 있다. Meanwhile, although the inside of the
다만, 이러한 구성은 각각의 카메라 모듈의 이미지 센서가 구비되며, 조명부가 LED의 형태인 경우의 예이며, 각각의 카메라 모듈 대신 이미지 가이드, 각각의 조명부 대신 광 가이드가 구비되는 경우 팁(10) 내에는 광 파이버가 배치될 수 있다.However, this configuration is an example of a case where the image sensor of each camera module is provided and the lighting unit is in the form of an LED, and in the case where an image guide is provided instead of each camera module and a light guide is provided instead of each lighting unit, the
도 4를 참조하면, 제1 면(110) 및 제2 면(120)은 중간면(100)과 후방측으로 소정각도를 두어 형성될 수 있다. 이때 제1 면(110) 및 제2 면(120)에는 각각 서브 카메라 모듈(210, 220)이 직교하는 방향으로 구비되므로, 제1 면(110) 및 제2 면(120)이 중간면(100)과 이루는 각도에 따라 서브 카메라 모듈(210, 220)의 광축의 각도가 달라질 수 있다. 이때 각각의 카메라 모듈은 좁은 체강 내에서 영상의 확보가 가능할 수 있도록 다소 짧은 초점거리(5~100mm)를 가질 수 있으며, 짧은 초점거리에도 불구하고 메인 카메라 모듈(300)과 서브 카메라 모듈에서 촬영되는 영역의 적어도 일부가 중첩되도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
이때 조사되는 광이 중첩되는 영역은 제1 면(110)과 제2 면(120)이 중간면(100)과 이루는 각도에 의해 결정될 수 있다. 또한 메인 조명부(200), 제1 조명부(210) 및 제2 조명부(220)는 조사되는 광의 적어도 일부가 중첩되도록 구성될 수 있다. 즉 내시경의 팁(10)이 향하는 피사체에는 메인 조명부(200)에 의해 주로 광이 조사되며, 좌우측의 제1 조명부(210) 및 제2 조명부(220)에 의해 추가로 광이 조사되어 영상확보에 필요한 광량을 제공할 수 있게 된다.At this time, the area where the irradiated light overlaps may be determined by an angle between the
도 5는 메인 카메라 모듈(300) 및 서브 카메라 모듈의 시야각을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating viewing angles of the
도 5를 참조하면, 제1 면(110) 및 제2 면(120)이 중간면(100)과 후방측으로 35도 각도를 두어 형성되었을 때 각각의 카메라 모듈(200, 210, 220)의 시야각이 도시되어 있다. Referring to FIG. 5, when the
메인 카메라 모듈(300)은 전후방향과 평행한 방향으로 광축이 형성되며, 약 90도의 시야각을 가질 수 있다. 제1 서브 카메라 모듈(310) 및 제2 서브 카메라 모듈(320)은 약 90도의 시야각을 가질 수 있으며, 중간면(100)에서 소정거리 이격된 지점에서부터 메인 카메라 모듈(300)이 촬영하는 영역과 일부를 중첩하여 촬영하게 된다. 따라서 메인 카메라 모듈(300)의 초점(f)은 서브 카메라 모듈(210, 220)의 촬영영역이 겹치기 시작하는 지점보다 멀게 결정될 수 있다.The
도 6은 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경의 사용상태도이다.6 is a view showing a state of use of a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 복강(C) 내에서 수술도구가 삽입된 상태에서 본 발명에 따른 일 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경을 사용하는 예가 도시되어 있다. 전방을 향하는 단일 카메라 모듈만이 구비되어 있을 때보다 좌우측에 서브 카메라 모듈이 구비되어 보다 넓은 영역에 대한 영상을 확보할 수 있게 된다. 특히 메인 카메라 모듈이 촬영하는 조직(t)의 영상 뿐 아니라 조직 주변의 영상을 서브 카메라 모듈이 촬영하여 넓은 시야를 확보할 수 있게 된다.Referring to FIG. 6 , an example of using a panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view according to an embodiment of the present invention is illustrated in a state in which a surgical instrument is inserted into the abdominal cavity C. Sub-camera modules are provided on the left and right sides to secure images of a wider area than when only a single camera module facing forward is provided. In particular, the sub camera module captures not only the image of the tissue t captured by the main camera module but also the image around the tissue, so that a wide field of view can be secured.
도 7은 메인 카메라 모듈(300) 및 서브 카메라 모듈로 촬영되는 영역을 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating an area captured by the
도 7을 참조하면, 수술시 사용되는 수술도구가 영상에서 함께 확인될 수 있다. 이때 중앙의 영역은 메인 카메라 모듈(300), 제1 서브 카메라 모듈(310), 제2 서브 카메라 모듈(320)에 의해 촬영되어 메인 영상(Vm)의 왜곡을 최소화할 수 있게 된다. 또한 메인 영상(Vm)의 좌측에 시현되는 제2 서브 영상(Vs2)은 제2 서브 카메라 모듈(310)에 의해 촬영되어 획득되며, 메인 영상(Vm)의 우측에 시현되는 제1 서브 영상(Vs2)은 제1 서브 카메라 모듈(210)에 의해 촬영될 수 있다. Referring to FIG. 7 , surgical instruments used during surgery may be identified together in the image. At this time, the central area is captured by the
이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 다른 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템(1)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a panoramic endoscope system 1 having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle, which is another embodiment according to the present invention, will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9 .
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템(1)의 구성을 나타낸 블록도이다.8 is a block diagram showing the configuration of a panoramic endoscope system 1 having a function of reducing distortion and increasing an angle of view, which is another embodiment according to the present invention.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 파노라마 내시경 시스템(1)은 전술한 내시경을 포함하며, 영상처리부(30) 및 디스플레이부(40, 41, 42)를 더 포함할 수 있다. 영상처리부(30)는 메인 카메라 모듈(300)로부터 획득되는 영상, 제1 서브 카메라 모듈(310)로부터 획득되는 영상, 그리고 제2 서브 카메라 모듈(320)로부터 획득되는 영상을 획득하여 처리할 수 있도록 구성된다. 영상처리부(30)는 메인 카메라 모듈(300)로부터 획득된 영상의 왜곡을 최소화할 수 있도록 이미지 프로세싱을 수행하고, 좌우측의 경계에 치우친 영역을 각각 제1 서브 카메라 모듈(310), 제2 서브 카메라 모듈(320)로부터 획득된 영상으로부터 보정하게 된다. 즉 주로 응시하게 되는 메인 영상(Vm)에 대한 영상은 상하좌우 방향으로 왜곡을 최소화할 수 있게 된다.As shown in FIG. 8 , the panoramic endoscope system 1 according to the present embodiment includes the above-described endoscope, and may further include an
디스플레이부는 메인 디스플레이부(40), 제1 서브 디스플레이부(41) 및 제2 서브 디스플레이부(42)를 포함하여 구성될 수 있다. 영상처리부(30)는 메인 카메라 모듈(300)로부터 획득된 메인 영상(Vm)의 왜곡을 보정하여 메인 디스플레이부(40)에서 시현할 수 있도록 데이터를 전송하며, 제1 서브 카메라 모듈(310)로부터 획득된 제1 서브 영상(Vs1)을 보정하여 제1 서브 디스플레이부(41)에, 제2 서브 카메라 모듈(320)로부터 획득된 제2 서브 영상(Vs2)을 보정하여 제2 서브 디스플레이부(42)에 각각 시현할 수 있도록 데이터를 전송한다.The display unit may include a
도 9는 본 발명에 따른 다른 실시예인 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템(1)에서 디스플레이의 배열을 나타낸 개념도이다.9 is a conceptual diagram showing an arrangement of displays in a panoramic endoscope system 1 having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle according to another embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 실시예에서 메인 디스플레이부(40)가 배치된 상태에서 좌측과 우측에 각각 제2 서브 디스플레이부(41) 및 제1 서브 디스플레이부(42)가 구비될 수 있다. 즉 수평방향으로 연장된 영상을 시현할 수 있게 된다. 이 중 내시경이 바라보는 전방에 향한 병변부위는 왜곡이 최소화된 상태에서 각각의 디스플레이부에 시현될 수 있다. 따라서 사람의 눈의 시야각에 대응하여 좌우 방향으로 확보한 영상을 좌우 방향으로 시현할 수 있게 된다. Referring to FIG. 9 , in the present embodiment, a
한편, 도 9를 참조하여 설명한 디스플레이부는 일반적으로 사용되는 16:9, 4:3 등과 같은 화면비를 갖는 디스플레이가 사용될 수 있다. 다만, 도시되지는 않으나, 최근 디스플레이 장치의 화면이 점차 대형화 됨에 따라 좌우 방향으로 긴 21:9 이상의 디스플레이가 이용될 수 있으며, 이 경우 영상처리부에 의해 메인 영상(Vm), 제1 서브 영상(Vs1) 및 제2 서브 영상(Vs2)이 왜곡을 감소시킨 상태로 블랜딩되어 디스플레이될 수 있다.Meanwhile, the display unit described with reference to FIG. 9 may use a generally used display having an aspect ratio such as 16:9 or 4:3. However, although not shown, as the screen of a display device is gradually enlarged, a display of 21:9 or more long in the left and right directions can be used. In this case, the main image (Vm) and the first sub image (Vs1) ) and the second sub image Vs2 may be blended and displayed with distortion reduced.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 및 이를 포함하는 내시경 시스템은 따라서 인간의 시각의 특징에 대응하여 자연스럽게 좌우 방향으로 영상이 시현되므로 의료진의 직관적이고 편안한 시선의 이동이 가능하다. 또한 주된 관심영역에 대하여는 상하좌우 방향의 왜곡을 최소화할 수 있고, 추가로 좌우측의 보조 영상이 함께 시현될 수 있어 내시경 사용을 보다 용이하고 직관적으로 하게 하여 원활한 수술을 가능하게 하고, 수술시간 감소와 이에 따른 마취시간 감소로 환자의 신속한 회복에 기여하며, 궁극적으로 의료의 질을 높일 수 있게 된다.The panoramic endoscope having the function of reducing distortion and increasing the viewing angle according to the present invention described above and the endoscopic system including the same display images naturally in the left and right directions corresponding to the characteristics of human vision, so that the intuitive and comfortable movement of the medical staff's gaze is possible. possible. In addition, distortion in the up, down, left, and right directions can be minimized for the main region of interest, and additional left and right auxiliary images can be displayed together, making the use of the endoscope easier and more intuitive, enabling smooth surgery, reducing operation time and As a result, the reduction in anesthesia time contributes to the rapid recovery of the patient, and ultimately improves the quality of medical care.
1: 내시경 시스템
10: 팁
20: 삽입부
30: 영상처리부
40: 메인 디스플레이부
41: 제1 서브 디스플레이부
42: 제2 서브 디스플레이부
100: 중간면
110: 제1 면
120: 제2 면
200: 메인 조명부
210: 제1 조명부
220: 제2 조명부
300: 메인 카메라 모듈
310: 제1 서브 카메라 모듈
320: 제2 서브 카메라 모듈
Vm: 메인 영상
Vs1: 제1 서브 영상
Vs2: 제2 서브 영상
f: 초점거리
t: 조직
C: 체강1: endoscope system
10: Tips
20: insertion part
30: image processing unit
40: main display unit
41: first sub-display unit 42: second sub-display unit
100: mid plane
110: first surface 120: second surface
200: main lighting unit
210: first lighting unit 220: second lighting unit
300: main camera module
310: first sub camera module 320: second sub camera module
Vm: Main video
Vs1: first sub image Vs2: second sub image
f: focal length
t: organization
C: body cavity
Claims (10)
상기 삽입부의 전방 단부에 구비되는 팁; 및
상기 팁에 구비되는 메인 카메라 모듈, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며,
상기 메인 카메라 모듈은 상기 팁에서 상기 삽입부의 연장 방향으로 카메라의 광축이 형성될 수 있도록 구비되며,
상기 제1 서브 카메라 모듈은 상기 삽입부의 중심축과 소정 각도를 둔 방향으로 광축이 형성될 수 있도록 구비되며,
상기 제2 서브 카메라 모듈은 상기 삽입부의 중심축을 중심으로 상기 제1 서브 카메라 모듈의 광축과 대칭적으로 광축이 형성되도록 구비되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.an insertion portion extending to a predetermined length;
a tip provided at a front end of the insertion portion; and
A main camera module, a first sub camera module, and a second sub camera module provided at the tip;
The main camera module is provided so that the optical axis of the camera can be formed in the extension direction of the insertion part from the tip,
The first sub-camera module is provided so that an optical axis can be formed in a direction at a predetermined angle with the central axis of the insertion part,
The second sub-camera module has an optical axis formed symmetrically with an optical axis of the first sub-camera module around a central axis of the insertion part, and has a function of reducing distortion and increasing a viewing angle.
상기 제1 서브 카메라 모듈 및 상기 제2 서브 카메라 모듈은,
획득된 영상 중 적어도 일부가 상기 메인 카메라에서 획득된 영상과 중첩될 수 있도록 구성되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 1,
The first sub-camera module and the second sub-camera module,
A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view configured so that at least a part of the acquired images can be overlapped with an image acquired by the main camera.
상기 제2 서브 카메라 모듈은,
상기 제2 서브 카메라 모듈로부터 획득된 영상 중 적어도 일부가 상기 메인 카메라에서 획득된 영상과 중첩될 수 있도록 구성되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 2,
The second sub-camera module,
A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing an angle of view configured to overlap at least a part of images acquired from the second sub-camera module with images obtained from the main camera.
상기 팁의 단부는,
상기 삽입부의 연장방향과 직교하는 평면으로 구비된 중간 면;
상기 중간 면의 일측에서 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제1 면; 및
상기 중간 면의 타측에서 후방측으로 경사를 두어 형성되는 제2 면을 포함하는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 3,
The end of the tip,
an intermediate surface provided with a plane orthogonal to the extension direction of the insertion part;
a first surface formed by inclining one side of the intermediate surface toward the rear side; and
A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle, including a second surface formed by inclining the middle surface from the other side to the rear side.
상기 팁은,
상기 메인 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 상기 중간 면에 형성되는 메인 설치 홈;
상기 제1 서브 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 상기 제1 면에 형성되는 제1 설치 홈; 및
상기 제2 서브 카메라 모듈이 각각 삽입되어 설치될 수 있도록 상기 제2 면에 형성되는 제2 설치 홈을 더 포함하는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 4,
The tip is
a main installation groove formed on the intermediate surface so that the main camera module can be inserted and installed;
first installation grooves formed on the first surface so that each of the first sub-camera modules can be inserted and installed; and
The panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle, further comprising a second installation groove formed on the second surface to allow the second sub-camera module to be inserted and installed.
상기 중간면 상에서 상기 메인 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 한 쌍의 메인 조명부;
상기 제1 면 상에서 상기 제1 서브 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 제1 조명부; 및
상기 제2 면 상에서 상기 제2 서브 카메라 모듈을 사이에 두고 각각 구비되는 제2 조명부를 더 포함하는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 7,
a pair of main lighting units each provided on the intermediate surface with the main camera module interposed therebetween;
first lighting units provided on the first surface with the first sub-camera module interposed therebetween; and
A panoramic endoscope having a function of reducing distortion and increasing a viewing angle, further comprising second lighting units provided on the second surface with the second sub-camera module interposed therebetween.
상기 제1 면, 상기 중간면 및 상기 제2 면은 상기 중심축과 직교하는 제1 방향을 따라 배치되며,
상기 한 쌍의 메인 조명부는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며,
상기 한 쌍의 제1 조명부는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치되며,
상기 한 쌍의 제2 조명부는 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향을 따라 서로 이격되어 배치되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 6,
The first surface, the intermediate surface, and the second surface are disposed along a first direction orthogonal to the central axis,
The pair of main lighting units are disposed spaced apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction,
The pair of first lighting units are disposed spaced apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction,
The pair of second lighting units are spaced apart from each other along a second direction orthogonal to the first direction and have a function of reducing distortion and increasing a viewing angle.
상기 메인 카메라 모듈의 직경은,
상기 제1 서브 카메라 모듈 및 상기 제2 서브 카메라 모듈보다 크게 구성되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 2,
The diameter of the main camera module is,
A panoramic endoscope configured to be larger than the first sub-camera module and the second sub-camera module and having functions of reducing distortion and increasing the viewing angle.
상기 메인 카메라 모듈, 상기 제1 서브 카메라 모듈 및 상기 제2 서브 카메라 모듈은 상기 팁의 상하 대칭축을 따라 나란하게 배열되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경.According to claim 2,
The panoramic endoscope having functions of reducing distortion and increasing the viewing angle, wherein the main camera module, the first sub-camera module, and the second sub-camera module are arranged in parallel along an axis of vertical symmetry of the tip.
상기 내시경으로부터 획득된 영상을 처리하는 영상처리부; 및
상기 영상처리부로부터 전송된 영상을 시현하며, 좌우 방향으로 나란하게 배치되는 3개의 디스플레이부를 포함하며,
상기 내시경은,
소정 길이로 연장되어 형성되는 삽입부;
상기 삽입부의 전방 단부에 구비되는 팁; 및
상기 팁에 구비되는 메인 카메라 모듈, 제1 서브 카메라 모듈 및 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며,
상기 메인 카메라 모듈은 상기 팁에서 상기 삽입부의 연장 방향으로 카메라의 광축이 형성될 수 있도록 구비되며,
상기 제1 서브 카메라 모듈은 상기 삽입부의 중심축과 소정 각도를 둔 방향으로 광축이 형성될 수 있도록 구비되며,
상기 삽입부의 중심축을 중심으로 상기 제1 서브 카메라 모듈의 광축과 대칭적으로 광축이 형성되도록 구비되는 제2 서브 카메라 모듈을 포함하며,
상기 영상처리부는,
상기 메인 카메라 모듈로부터 획득된 영상을 상기 디스플레이부 중 중앙에 배치된 디스플레이부에 시현하며,
상기 한 쌍의 제1 서브 카메라 모듈 각각으로부터 획득된 영상을 상기 디스플레이부 중 좌우측에 배치된 디스플레이 각각에 시현하도록 구성되는 왜곡 감소 및 시야각 증가 기능을 갖는 파노라마 내시경 시스템.
An endoscope configured such that one side thereof is inserted into the human body to obtain an image;
an image processing unit processing an image obtained from the endoscope; and
It displays the image transmitted from the image processing unit and includes three display units arranged side by side in the left and right directions,
The endoscope,
an insertion portion extending to a predetermined length;
a tip provided at a front end of the insertion portion; and
A main camera module, a first sub camera module, and a second sub camera module provided at the tip;
The main camera module is provided so that the optical axis of the camera can be formed in the extension direction of the insertion part from the tip,
The first sub-camera module is provided so that an optical axis can be formed in a direction at a predetermined angle with the central axis of the insertion part,
a second sub-camera module provided so that an optical axis is formed symmetrically with an optical axis of the first sub-camera module around a central axis of the insertion part;
The image processing unit,
The image obtained from the main camera module is displayed on a display unit disposed in the center of the display unit,
A panoramic endoscope system having a function of reducing distortion and increasing an angle of view configured to display images acquired from each of the pair of first sub-camera modules on displays disposed on left and right sides of the display unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210125794A KR20230042934A (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Panoramic endoscope with the function of reducing distortion and increasing field of view and endoscope system having that |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210125794A KR20230042934A (en) | 2021-09-23 | 2021-09-23 | Panoramic endoscope with the function of reducing distortion and increasing field of view and endoscope system having that |
Publications (1)
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KR20230042934A true KR20230042934A (en) | 2023-03-30 |
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ID=85985708
Family Applications (1)
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101071676B1 (en) | 2009-09-04 | 2011-10-11 | 의료법인 우리들의료재단 | Polyhedral Endoscope and System for Displaying Medical Image of Polyhedral Endoscope |
-
2021
- 2021-09-23 KR KR1020210125794A patent/KR20230042934A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101071676B1 (en) | 2009-09-04 | 2011-10-11 | 의료법인 우리들의료재단 | Polyhedral Endoscope and System for Displaying Medical Image of Polyhedral Endoscope |
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