KR870000570Y1

KR870000570Y1 - 화상관찰용 프로우브

Info

Publication number: KR870000570Y1
Application number: KR2019840003117U
Authority: KR
Inventors: 기미조오 오노
Original assignee: 스미도모덴기 고오교오 가부시기가이샤; 나까하라 쯔네오
Priority date: 1983-04-11
Filing date: 1984-04-07
Publication date: 1987-02-21
Also published as: JPS59158120U; KR840006102U

Abstract

내용 없음.

Description

화상관찰용 프로우브

제1도는 본 고안의 실시예의 관한 화상관찰용 프로우브의 종단면도.

제2도는 제1도에 있어서의 II-II선에 연한 사시도.

제3도는 제1도에 있어서의 III-III선에 연한 단며도.

제4도는 제1도에 있어서의 IIII-IIII선에 연한 단면도.

제5도는 종래의 구강내 관찰방법을 표시하는 약도.

제6도는 본 출원인이 이미 개발한 구강내 관찰장치의 구성도.

제7도는 프로우브 선단부와 거울근처의 약도.

제8도는 거울면에서, 이용할 수 있는 부분(흰바탕)과, 이용할 수 없는 부분(사선)이 생기는 것을 설명하기 위한 거울면 도면.

제9도는 이미지 파이버 말단부면에 입사되는 광선족이 형성하는 원추와, 이것에 각도(θ)로 교차하는 평면과의 교차선의 형상을 구하기 위한 설명도.

제10도는 장원, 타원, 진원형 거울의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이미지 파이버 2 : 라이트 가이드

3 : 가요성튜우브 5 : 내피복튜우부

6 : 가요성조인트 6 : 프로우브본체

8 : 렌즈 부착지그 7 : 이미지 파이버 접착지그

10 : 렌즈 9 : 렌즈 고정구

12 : 라이트가이드외지그 11 : 라이트가이드내지그

15 : 스톱핀 14 : 스프링판

18 : 거울 연결봉 17 : 선단커버

20 : 거울 19 : 거울부착판

본 고안은, 치과나 일반의과에 있어서 구강내 기타의 협소부분을, 반사경을 사용해서 관찰하는 경우에 유효한 화상관찰용 프로우브(Probo)에 관한 것이다.

또 널리 산업용(설비보수, 토목건설공사, 보수 등)에 사용할 수 있다. 치과, 이빈후과에 있어서의 구강내의 진단을 종래예를 들어서 설명한다.

종래, 구강내 등의 관찰을 하기 위하여, 제5도에 표시한 기구가 사용되었다. 파지봉(50)의 선단에, 약간 기울어지게 반사경(51)이 부착되어 있다. 구강내(52)로부터의 빛은 반사경(51)으로 반사되어, 진로를 변경한 반사광(53)으로서, 치과의사의 시각(54)에 포착된다. 반사경(51)은, 시야의 방향을 변경할 수 있어, 치의 뒤쪽을 관찰할 수 있다.

이와 같은 기구는, 취급이 간단하며, 값이 싸기 때문에, 널리 사용되고 있다. 그러나, 이 기구에 의한 관찰에는 다음의 결점이 있었다.

① 조명광이 충분하지 않으므로, 관찰대상물이 잘 보이지 않는다.

② 반사화상이 작아서, 세밀한데를 상세히 관찰할 수가 없다.

③ 한사람의 의사가 관찰할 수 있을 뿐이다. 동시에 여러명이 도일개소를 관찰할 수 없다. 여러명의 의사 및 환자가, 동시에 동일 개소를 관찰할 수 있게 되면, 진단, 치료에 효과가 있고, 환자의 납득이 가는 치료를 할 수 있다. 의학교육에도 도움이 된다.

이와 같은 결점을 해결하기 위해서 이미지 파이버를 이용한 내부 관찰장치를 본 출원인이 개발하였다. 제6도는 이와 같은 구강내용의 내부 관찰장치의 구성도를 표시한다.

화상관찰 프로우브(60)는, 손으로 들고 조작하는 파이프 끝에, 약간 기울어지게, 거울(61)을 부착하고 있다. 거울(61)은 원형 거울이다. 화상관찰용 프로우브(60)의 파이프속에는, 화상을 전송하기 위한 회상전송로와, 조명광을 전송하기 위한 조명광전송용 라이트 가이드가 수납되어 있다. 또 프로우브(60)의 전방에는, 대상물의 상을 화상전송로의 단부면에 결상하는 촬상용 결상광학계가 부착된다. 회상전송로는 예를들면 이미지 파이버이다.

이미지 파이버, 라이트 가이드는, 중간의 가요성케이블(62)의 속을 지나서, 관찰자의 손앞에 있는 수상부 어댑터(63)에 이어진다. 수상부 어댑터(63)의 측방향으로부터, 조명용라이트 가이드 다발(67)이 분기되어, 조명용광원(68)에 연결되어 있다.

조명용광원(68)으로부터 나온 조명광은, 라이트 가이드를 따라서, 화상관찰용 프로우브(60)의 선단으로부터 출사되어, 거울(61)에 의해서 반사되고, 대상물을 비추어 준다. 대상물로부터의 빛은, 거울(61)에서 반사되어서, 화상관찰용 프로우브(60)에 입사하여, 촬상부의 결상렌즈 계에 의해서, 대상물의 상이 이미지 파이버 단부면에 결상되도록 되어있다.

이미지 파이버에 의해서 전송된 상은, 수상부의 렌즈계에 의해서 결상되며, 이것을 육안으로 관찰하거나, 또는 텔레비카페라(64)로 촬상하여, 비데오테이프 레코오더(65)에 기록한다. 동시에 모니터 텔레비(66)에 확대화상으로서 비추어 낸다.

텔레비(66)에, 환부의 상이 나타나므로, 여러명의 의사, 환자가, 동시에 밝고 큰 화상을 관찰할 수가 있다. 이와 같이 뛰어난 장점이 있다. 거울(61)은 종래 진원형이였다.

진원형인 이유는, 다음과 같은 것으로 생각된다. 먼저, 모든 방향에 대해서 대칭성이 좋으며, 모가 없어서 안전하다고 하는 것이 있다. 또, 제5도에 표시한 기구의 경우에는, 거울이 원형이면, 거울전체를 경면으로서 이용할 수 있어 편리하기 때문이다. 이것은, 반사상을 직접 눈으로 보기 때문이다. 그러나, 제6도와 같은 화상관찰장치의, 프로우브용의 거울로서는 반드시 최적한 것은 아니다. 제7도는, 화상관찰 프로우브선단과 거울과 렌즈 계와의 대략 구성도이다.

화상관찰 프로우브(60)속에, 이미지 파이버(68)와, 렌즈(69)가 착설된다. 이미지 파이버의 원형단면을 가지고 있다. 따라서 렌즈(69)는, 거울(61)로부터의 반사광중, 원대칭이 되는 부분만을 이미지 파이버의 단부면에 결상할 수 있다. 즉, 정각(頂角)(α)에서 렌즈의 중심을 정점으로 하는 광 원추(m)에 들어오는 빛만이 렌즈에 의해서, 이미지 파이버에 입사된다.

거울의 종단면에 있어서, (A)로부터 (B)까지의 영역에서 반사된 빛이 이용된다. 그러나, (A)(B)와 직각인 방향에 있어서는, 보다 좁은범위에서 반사된 빛이 광 원추(m)에 포함된다. 제8도는 제7도의 VIII-VIII선에 연한 사시도로서, 거울면을 표시한다. 광 원추(m)에 포함되는 부분을 회게, 포함되지 않는 부분에 사선을 처서 표시했다. 광 원추(m)에 포함되는 부분은, (A)(B)를 긴변, (C)(D)를 짧은 변으로 하는 장원형을 이룬다.

사선을 친 부분은, 거울로서 이용할 수 없은 부분이다. 여기로부터의 반사광은, 렌즈에 의해서, 이미지파이버 단부면에서 벗어난 위치에 결상해버리기 때문이다. 그래서, 거울은, 맨처음부터 장원형 (A)(D)(B)(C)으로 할 수 있을 것이므로, 사선을 친 불요부분(70)을 처음부터 없애버리면, 거울의 폭이 좁아져서, 보다 좁은 부위에도 용이하게 집어 넣을 수가 있다.

다음에, 이상적인 거울형상에 대해서 설명한다.

제7도에 있어서, 렌즈를 정점, 정각을(α)로 한 광 원추(m)를 고려하여, 광 원추(m)와, 거울면(S)과의 교차선의 형상을 생각해 본다. 원추는 직교좌표 계에 있어서, (x)(y)(z)의 2차형식으로 나타낼 수 있고, 평면은, (x)(y)(z)의 1차식으로 나타낼 수 있다.

따라서, 원추(m)와 평면(S)의 교차선의 방정식은, 2차선식과 1차식을 연립시켜서 구할 수 있다. 연립방정식에서, (x)(y)(z)의 임의의 1변수를 소거한 뒤에는, 나머지 2변수에 대한 2차형식이 된다. 2차형식의 방정식이 나타내는 도형은, 타원, 쌍곡선, 혹은 포물선이다. 이 경우, 거울의 주연은 폐곡선을 이루는 것이 필요하다. 따라서, 원추(m), 평면(S)의 교차선은 타원이라는 것을 알 수 있다. 타원은 장축과 단축, 혹은 초점간 거리 또는 이심율(離心率) 가운데 두가지만 알면 결정된다.

다음에, 타원의 장축, 단축비에 대해서 생각해본다.

제9도는 설명의 편의상(x)(y)평면을 표시하고, 원추(m)는 원점(O)에 정점을, (x)축상에 중심선을 가지고 있는 것으로 한다. 평면(S)은 (z)축방향으로 평행, 평면(S)와 (x)축이 이루는 각을(θ)로 한다. 구해야 되는 타원의 장축은 (A)(B)이고, (A)(B)의 중점을 (M)로 하면, (M)은 타원의 중심이 된다. (M)에 있어서 (x)(y)평면에 수직선을 세워서, 이것과 원추(m)와의 교차점(C)(D)을 구하고, (C)(D)의 길이를 알아서 단축을 결정한다.

(O)(A)의 식은

……………………………………①

(O)(B)의 식은

……………………………………②

(A)(B)의 식은

……………………………………③

로 표시된다. b는, 직선(A)(B)과 x축과의 교차점(F)의 x좌표이다.

(A)점의 x좌표(x₁)은 ①,③으로 부터,

……………………………………④

(B)점의 x좌표(x₂)는 ②,③으로부터

……………………………………④

이다.

장축(A)(B)은

AB=(X₁-X₂)secθ……………………………………⑥

이므로,

……………………………………⑦

이다.

단축(C)(D)의 길이는, (M)점의 x좌표에를 곱한 것이다. (M)점은 (A)(B)의 중점이므로, ④,⑤부터

……………………………………⑧

장축과 단축의 비(R)는

R=cosecθ……………………………………⑨

가 된다.

본 고안의 화상관찰용 프로우브는, 이와 같은 사상에 의거해서, 반사경을 진원형이 아니고 장원형으로 한것이다.

여기서 장원형이라고 함은, 타원형을 포함하나, 그것보다 넓은 의미로 사우하고 있다, 제10도에서 (E)는 이상적인 타원형을 표시한다. (K)는 장축, 단축방향에서 (E)에 접하는 장원을 나타낸다. 이와 같은 장원은 (x)(y)평면상의 2차형식으로 나타낼 수가 없다. 타원의 식에, 짝수차의 항을 더 보탠 방정식으로 해서 표현 할 수 있다.

본 고안의 화상관찰 프로우브는,

① 화상을 전송시키기 위한 화상전송로와,

② 대상물의 상을 화상전송로의 단부면에 결상시키기 위한 촬상용 결상광학계와,

③ 대상물로부터의 빛을 결상광학계로 반사시키는 시야방향 변경용의 반사경을 포함하며,

④ 시야방향 변경용의 반사경은 화상전송로와 직각인 방향을 단축으로 한 장원형을 이룬다.

라고 하는 조건을 갖추고 있다.

이하 본 고안의 실시예를 도면에 의해 설명한다.

제1도는 본 고안의 화상관찰용 프로우브의 종단면도이다. 제2도는 제1도중의 II-II 선에 연한 사시도를 표시한다. 제3도, 제4도는 제1도중의 III-III, IIII-IIII선에 연한 단면도이다.

화상관찰용 프로우브는, 중심에 화상전송용의 이미지 파이버(1)를 가지며, 그 주위에 라이트 가이드(2),.를 배설한 가요성 튜우브(3)의 선단에 착설된다. 가요성튜우브(3)와 라이트 가이드(2)사이에는 내피복튜우브(4)가 삽입되어 있다.

화상관찰용 프로우브의 후단에는, 가요성조인트(5)가 있어서, 가요성 튜우브(3)가 프로우브에 결합되어있다. 프로우브본체(6)는 원통형의 스테인레스 파이프이다. 프로우브본체(6)의 후단에는 가요성조인트(5)가 고착되어 있다.

이미지 파이버(1), 라이트 가이드(2)는, 프로우브본체(6)속에서 전방으로 뻗어있다. 라이트 가이드(2)는 전단까지 연속되어 있으며, 외부를 향하고 있다. 이미지 파이버(1)는, 전단에서, 피복(1')이 벗겨져서, 이미지 파이버본체만이, 이미지 파이버 접착지그(7)에 의해서, 선단이 위치 결정되어 있다.

이미지 파니버의 전방에는, 원통형의 렌즈부착지그(8)와, 렌즈 고정구(9)에 의해서 지지되는 렌즈(10)가 부착된다. 렌즈고정구(9)의 내면과, 이미지 파이버 접착지그(7)의 외면은 암수의 나사부분에 의해서 나합되어 있다. 렌즈고정구(9)의 외면과, 렌즈고정구(8)의 내면에 나사부분이 있어서 나합되어 있다.

라이트 가이드 내부지그(11) 및 라이트 가이드 외부지그(12)가, 라이트 가이드(2)의 내, 외부에 있어서, 라이트 가이드(2)를 보호하고 있다. 이미지 파이버 접착지그(7)의 후단부와 라이트 가이드(2)사이에는, 별개체로 된 보호튜우브(13)가 삽입되어 있다.

프로우브본체(6)전방의 확경부는, 일부에 세로홈이 파여져 있으며, 여기에 스프링판(14)이, 나사(16)(22)에 의해서 탄성변형 가능하게 지지되어 있다. 스프링판(14)의 중간에는 스토퍼핀(15)이 있어서, 선단커버가 돌아가는 것을 방지하고 있다.

선단커버(17)는, 거울을 프로우브에 부착하기 위한 것으로서, 통형상체이다. 프로우브본체(6)의 외주에 감입홈(23)이 형성되어 있으며, 홈(23)의 바깥쪽에, 회전대칭 위치에 수개의 이탈방지돌편(25)이 돌설되어 있다.

선단카버(17)의 후단에도, 회전대칭 위치에 수개의 이탈방지돌편(24)이 형성되어 있다. 이탈방지돌편(24)(25)의 각각의 빈틈으로부터 돌편끼리를 삽입해서 약간 회전시키면, 이탈방지돌편(24)(25)의 배면끼리가 서로 접촉하므로, 선단커버(17)는, 프로우브본체(6)로부터 빠지지 않는다. 선단커버(17)의 이면에는, 회전방지홈(26)이 파여져 있다. 스톱핀(15)의 두부가 회전방지홈(26)에 들어가서, 선단커버(17)가 돌아가는 것을 방지한다. 선단커버(17)를 강하게 쥐고 돌리면, 스프링판(14)이 휘어져서, 스톱핀이 회전방지홈(26)으로부터 빠진다.

선단커버(17)의 선단에서 거울 연결봉(18)이 전방으로 돌출되어 있고, 거울부착판(19)이 거울 연결봉(18)에 용접되어 있다. 거울(20)은, 거울부척판(19)에 고착되어 있다.

이미지 파이버(1)의 연장상에, 거울(20)의 중심이 위치한다. 이미지 파이버의 중심선축선이 거울의 중심에 정확하게 포개어지지 않으면 안된다는 일은 없다. 거울면과, 이미지 파이버 중심축선이 이루는 각도(θ)는, 본 실시예에서는 45°이나, 이렇게 되지 않아도 된다.

중요한 것은, 거울(20)이 타원형거울이다고 하는 것이다.

타원형 거울이고, 단축이 이미지 파이버 중심선축과 직교하는 방향이 되어 있다. 이것과 직각인 방향 즉, 경사각(θ)의 방향이 장축이다. 거울(20)의 하나의 실시예는, 장축의 길이가 25mm, 단축의 길이가 15mm의 것이다. 직경 25mm의 진원형거울에 비해서, 폭이 10mm 감소되어 있으나, 이미지 파이버(1)에 입사하는 광량, 시야의 넓이는 변하지 않았다.

본 고안의 화상관찰용 프로우브는, 반사경으로서 장원형거울을 사용하므로, 다음의 장점이 있다.

① 광각의 시야에 대해서, 반사경이 작다

② 거울의 길쭉하므로, 협소부에 삽입하기 쉽다. 특히 구강부 등의 관찰에 적합하다.

기타의 장점은 제6도의 것과 동일하다.

본 고안의 화상관찰용 프로우브는, 다음의 용도가 있다.

① 치과, 일반의과에 있어서의 구강부등의 관찰

② 가스, 수도관, 열교환기의 튜우브등의 관내관찰

③ 토목 건설공사, 설비보수등에 있어서의 협소부의 관찰

Claims

화상을 전송해야 할 전송로와, 대상물의 상을 화상전송로의 단부면에 결상해야 할 촬상용 결상광학계와, 대상물로부터의 빛을 결상광학계로 반사하는 시야방향 변경용 반사경으로 이루어진 화상관찰용 프로우브에 있어서, 시야방향 변경용 반사경을 화상 전송로에 직각인 방향을 단축으로 한 장원형거울(20)로 한 것을 특징으로 하는 화상관찰용 프로우브.
제1항에 있어서, 화상전송로가, 화소파이버를 다수개 결속해서 된 이미지 파이버(1)인 화상관찰용 프로우브.
제1항에 있어서, 화상전송로에 평행해서 조명광 전송용 라이트 가이드(2)를 형성한 화상관찰용 프로우브.
제1항에 있어서, 화상전송로의 축선의 연장과, 반사경의 면이 이루는 각을 θ로 했을때, 장축과 단축의 비의 값을 대략 cosecθ와 같은 타원형 거울을 반사경으로 한 화상관찰용 프로우브.