KR101362973B1 - 위치 선택적 자동초점조절 기능을 가진 마이크로 영상프로브 - Google Patents

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신인희
박재석
엄주범
박형주
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Abstract

본 발명은 대상체의 특정 부분에 대해 선택적으로 자동초점 기능을 구현할 수 있는 마이크로 영상 프로브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 관찰되는 면이 일정한 거리가 아닐 때 특정 관심영역을 선택하면 선택된 위치에 대해 선택적으로 자동초점 기능을 구현함으로써, 마이크로 영상 획득시 발생하는 초점거리의 혼돈으로부터 특정부분에 대한 선택적 고해상도 영상구현이 가능한 의료 영상 장비 및 의료 진단 장비로써 사용될 수 있는 의료용 마이크로영상프로브에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 피사체의 영상획득을 위한 광검출소자; 피사체의 영상획득을 위한 광도파로; 광도파로 일측에 위치된 광학렌즈계; 및 상기 광학렌즈계가 부착된 마이크로액튜에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

위치 선택적 자동초점조절 기능을 가진 마이크로 영상프로브{MICRO-IMAGING PROBE WITH AUTOFOCUSING FUNCTION BASED ON LOCATION SELECTION}
본 발명은 대상체의 특정 부분에 대해 선택적으로 자동초점 기능을 구현할 수 있는 마이크로 영상 프로브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 관찰되는 면이 일정한 거리가 아닐 때 특정 관심영역을 선택하면 선택된 위치에 대해 선택적으로 자동초점 기능을 구현함으로써, 마이크로 영상 획득시 발생하는 초점거리의 혼돈으로부터 특정부분에 대한 선택적 고해상도 영상구현이 가능한 의료 영상 장비 및 의료 진단 장비로써 사용될 수 있는 의료용 마이크로영상프로브에 관한 것이다.
일반적으로 프로브는 산업용 및 의료용 등으로 널리 사용되는 영상구현 장비로써, 사용상의 편리를 위해 크기 및 부피가 점차 작아지고 있으며 영상구현을 위한 기능상의 요구가 점차 증가하고 있는 상황이다. 특히 의료용 프로브의 경우, 의료용 내시경이 일반화됨에 따라 인체 내에 직접 삽입하여 조직 및 장기의 영상구현을 비롯한 여러 가지 기능의 수행이 가능한 마이크로 프로브의 개발이 요구되고 있는 상황이다.
이에 본 발명과 관련한 종래 기술분야를 살펴보면, 인체 내 삽입형 내시경 및 광학 프로브에 관한 연구가 세계적으로 이루어지고 있으며, 특히 체내 삽입형 내시경의 경우, 대장 및 위장과 같은 신체 조직에 대한 암 발생 여부의 진단장비로써 병·의원을 중심으로 널리 사용되고 있으며, 암 진단 성공률이 높아 진단장비로써 의료적 활용도가 점차 증가하고 있는 추세이다.
또한 최근에는 내시경 장비와 결합되어 사용될 수 있는 Optical coherence tomography(OCT, 광단층영상장치) 등의 광학 진단장비용 소형 프로브에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 현재 시제품의 개발 및 임상 적용이 진행되고 있는 상황이다.
특정부분의 진단에 있어서 최근 현미경 배율과 같은 중배율 및 고배율 영상에 의한 프로브 형식의 진단기술이 적용되고 있는 추세이므로 초점거리를 선택적으로 확인하는 일은 매우 중요하다. 또한 마이크로 영상을 얻기 위해서 프로브의 크기가 점점 작아지고 있어서 기능 구현에 어려움이 많은 실정이다. 하지만 종래의 내시경 장비 및 광학 프로브는 광학 초점 거리가 정해져 있어 특정 위치의 생체조직에 대한 이미징을 위해서는 직접 내시경 장비나 광학 프로브같은 이미징 장비를 해당 부위로 이동시켜서 이미징해야 하는 단점이 있으며, 그로 인해 이미징 장비의 접근이 어려운 특정 부위에 대한 이미징이 불가능하다는 단점이 있다.
현재의 기술은 근본적으로 이미징 장비의 광학 초점거리가 고정되어 생체 조직에 대한 영상구현이 이루어지는 방식이므로, 생체 조직의 영상화에 제한이 있다는 점에서 앞으로 기술적 보완이 요구되고 있는 상황이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위해, 본 발명은 자동 초점 기능을 활용하여 CCD 카메라와 같은 영상장비를 통해 구현되는 영상의 특정 부분에 대해 자동적으로 초점 기능이 수행될 수 있는 기능성 프로브를 개발함을 목적으로 한다.
그리고 본 발명의 다른 목적은, CCD 카메라와 같은 영상장비를 통해 구현되는 영상 중에서, 특정 부분에 대해 자동 초점 기능을 수행함으로써 관심영역에 대해 선택적으로 고해상도 이미징이 가능하며, 접근이 어려운 위치에서의 영상구현이 가능하게 됨으로써 의료 진단 장비로써의 활용도를 증가시킬 수 있도록 하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 목적은, 획득된 영상에 대해 다수로 분할하고 분할된 영상분할영역 중에서 사용자가 원하는 부분에 대한 초점조절작동을 함으로써 사용자가 원하는 선명한 영상의 획득이 이루어지도록 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 프로브 앞단에 광학 렌즈계를 구성하고 미세 마이크로액튜에이터를 사용하여 광학 렌즈계의 위치를 조절함으로써 프로브의 광학 초점거리를 조절할 수 있다. 또한 CCD 카메라와 같은 영상 검출장비와 연동하여, 검출되는 영상의 특정 부분에 대해 선택적으로 자동 초점 기능을 수행함으로써 사용자가 관심을 갖는 부분(Region of interest)의 영상에 대해 선택적으로 고해상도의 영상 구현이 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 영상의 특정 부분에 대해 선택적으로 자동 초점 기능을 수행하기 위한 마이크로액튜에이터와 결합된 광학 렌즈계를 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 영상의 특정 부분에 대해 선택적으로 자동 초점 기능을 수행하기 위해 광검출 부분을 분할하고, 분할된 영역 중 관심 부위에 대해 선택적으로 자동 초점 기능을 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 자동 초점 기능을 효율적으로 수행하기 위해 미세 마이크로액튜에이터를 압전소자와 탄성물질를 샌드위치 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 마이크로 광학 렌즈계를 미세 액튜에이터와 효과적으로 결합하기 위해 도넛 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 프로브가 내시경 등으로 사용될 수 있도록 외부가 밀폐되어 액상 물질이 외부로부터 내부로 침투되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로액튜에이터는: 다수 층의 압전소자; 및 다수 층의 압전소자들 사이에 위치된 탄성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 마이크로액튜에이터는: 광학렌즈계에 부착되는 제1압전소자; 도파로와 접하는 제2압전소자; 및 상기 제1압전소자와 제2압전소자 사이에 위치되는 탄성물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명에서는 프로브의 앞단에 미세 액튜에이터와 결합된 마이크로 광학 렌즈계를 구성하여, 광학 초점거리의 변조를 수행함으로써 영상의 특정 부분에 대한 선택적 자동초점 기능을 구현하는 탁월한 효과가 있다.
특히 자동초점 기능의 구현을 위해 압전소자와 탄성물질로 구성된 샌드위치형 미세 액튜에이터를 사용하고 영상을 분할 사용함으로써, 영상의 특정 부분에 대한 고해상도 영상구현을 수행할 수 있는 것이다.
또한 영상의 특정 부분에 대해 자동 초점 기능을 수행함으로써, 관심영역에 대해 선택적으로 고해상도 이미징이 가능하며, 접근이 어려운 위치에 대한 영상구현이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에 대한 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브의 마이크로액튜에이터에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브의 마이크로액튜에이터에 대한 개략적인 구조도이다.
도 4는 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에서 위치 선택형 초점 조절기능과 관련한 영상분할에 대한 예시의 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에서 초점조절작동에 대한 것으로, 마이크로액튜에이터에 의해 광학 렌즈계가 피사체 측으로 이동한 상태에 대한 개략적인 구조도이다.
도 6은 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에서 초점조절작동에 대한 것으로, 마이크로액튜에이터에 의해 광학 렌즈계가 광도파로 측으로 이동한 상태에 대한 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에서 초점조절작동에 대한 동작의 순서도이다.
도 8은 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브의 마이크로액튜에이터에 대한 일실시 예시에 대한 개략적인 구조도이다.
도 9는 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브의 마이크로액튜에이터의 작동에 대한 설명 예시도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
즉 본 발명에 따른 위치 선택적 초점조절기능을 가진 마이크로 영상프로브(100)는 첨부된 도 1 내지 도 9 등에서와 같이, 피사체의 영상획득을 위한 광검출소자(60)와, 피사체의 영상획득을 위한 광도파로(40), 그리고 광도파로(40) 일측에 위치된 광학렌즈계(20) 등을 포함한 것이다. 그리하여 피사체의 영상 신호는 광학렌즈계(20) 및 광도파로(40)를 지나 광검출소자(60)에 의해 검출되어 피사체 영상획득이 이루어지는 것이다.
이에 더하여 상기 광학렌즈계(20)가 부착된 마이크로액튜에이터(30)가 더 포함되는 것이다. 따라서 이러한 마이크로액튜에이터(30, micro actuator)의 동작으로 광학렌즈계(20)가 이동함으로써 초점조절이 이루어지는 것이다. 즉 상기 마이크로액튜에이터(30)에 의하여 광학렌즈계(20)의 조절로 광검출소자(60)에서 피사체의 영상신호의 초점조절이 가능하도록 구비되는 것이다. 아울러 이러한 마이크로액튜에이터(30)는 초음파의 제어신호에 의하여 구동됨이 바람직할 것이다.
이러한 상기 마이크로액튜에이터(30)의 일 실시예시의 구성예를 보면 도 2, 도 3과 같이 마련될 수 있을 것이다. 즉 광학렌즈계(20)의 조절을 위한 압전소자(32)가 마련되어, 압전소자(32)에 의한 작동으로 광학렌즈계(20)와 광도파로(40) 사이의 거리가 조절될 것이다. 아울러 광학렌즈계(20)의 부착을 위한 부착부(31)가 마련된 것이다. 특히 도 2, 도 3과 같이 중공 형태로 마이크로액튜에이터(30)가 형성될 수도 있으며, 이러한 경우 중앙의 중공으로 피사체의 영상신호가 지나는 통로가 될 것이다. 물론 중공의 경우에도 중공부분이 비어있는 상태로 실시될 수도 있고, 투명의 소재로 중공부분이 채워진 상태로 실시될 수도 있을 것이다.
따라서 이러한 상기 압전소자(32)에 전압이 인가되어 압전소자(32)가 변형됨으로써 광학렌즈계(20)의 위치가 조절되어 초점조절이 이루어질 수 있는 것이다.
즉 도 5에서처럼 압전소자(32)에 인가된 전압에 의한 변형으로 압전소자(32) 양측의 광도파로(40)와 광학렌즈계(20) 사이가 멀어질 수 있으며, 이럴 경우 광학렌즈계(20)와 피사체 사이가 가까워짐으로써 좀더 멀리 있는 피사체 영상을 선명하게 획득할 수 있을 것이다.
또는 도 6에서처럼 압전소자(32)에 다르게 인가된 전압에 의한 변형으로 압전소자(32) 양측의 광도파로(40)와 광학렌즈계(20) 사이가 가까워지며, 이럴 경우 광학렌즈계(20)와 피사체가 멀어져 좀더 가까이에 있는 피사체 영상을 선명하게 획득할 수 있을 것이다.
아울러 상기 마이크로액튜에이터(30)는 도 3에서와 같이 광학렌즈계(20)의 구동 거리를 증가시키기 위한 탄성물질(33)을 포함할 수도 있을 것이다. 따라서 전압 인가에 따른 압전소자의 변형이 탄성물질(33)에 의한 수축, 팽창 작용으로 더해져서 광학렌즈계(20)의 이동 거리를 증가시킬 수도 있을 것이다.
이에 탄성물질(33)의 예로는 고무재, 실리콘재, 우레탄재, 또는 간혹 금속재로 이루어질 수 있으며, 마이크로액튜에이터(30) 형태와 유사한 형태 또는 스프링형태 등 설치 상황에 알맞게 제작되어 마련될 수 있을 것이다.
즉 이러한 상기 마이크로액튜에이터(30)의 일 실시예의 형태는, 광학렌즈계(20)의 부착 및 고정을 위해 중심부가 뚫려 있는 도넛형태를 갖도록 실시될 수 있을 것이다.
특히 이러한 상기 마이크로액튜에이터(30)는, 압전소자를 포함하도록 구비될 수 있고, 또한 압전소자(32)와 함께 탄성물질(33) 등을 포함하여 실시될 수도 있을 것이다. 특히 마이크로액튜에이터(30)의 실시예로 도 3, 도 8, 도 9 등에서와 같이, 다수 층의 압전소자; 및 다수 층의 압전소자들 사이에 위치된 탄성물질을 포함하여 실시될 수도 있을 것이다.
그 일예를 보면 상기 마이크로액튜에이터(30)에 있어서, 압전소자(32)로서 광학렌즈계에 부착되는 제1압전소자와 도파로와 접하는 제2압전소자 등이 마련될 수 있고, 상기 제1압전소자와 제2압전소자 사이에 위치되는 탄성물질을 포함하여 실시될 것이다. 즉 양측의 제1압전소자와 제2압전소자 등이 각각 양측으로 위치되어 도파로와 광학렌즈계와 접하게 되는 것이다. 따라서 제1압전소자와 제2압전소자의 양측 맨끝 부분 사이의 거리가 초점조절을 위한 거리가 될 것이다.
이를 도 8과 도 9의 예로 설명하면 다음과 같이 이루어질 것이다. 즉 광학렌즈계에 부착되는 제1압전소자(Piezo-electric ceramic, upper side), 도파로와 접하는 제2압전소자(piezo-electric ceramic, bottom side), 그리고 상기 제1압전소자와 제2압전소자 사이에 위치되는 탄성물질(elastic material) 등을 포함하여 마치 샌드위치 형태의 배열로 이루어질 수 있을 것이다. 그리하여 마이크로액튜에이터(30)에 인가되는 초음파 제어신호에 의하여, 제1압전소자의 팽창/수축 정도, 제2압전소자의 팽창/수축정도에 따라서 도 9에서와 같이 마이크로액튜에이터(30)의 변위정도가 상당하게 변화되는 것이다. 즉 도 9의 (a)처럼 양측 압전소자의 변형을 제어하면 광학렌즈계와 도파로 사이의 거리가 가장 가깝게 되고 반면 양측 압전소자의 변형이 다르도록 제어하면 도 9의 (b) 또는 (d) 등의 중간단계, (c) 또는 (e) 등의 변형단계 등에 이르게 되며 이러는 중에 광학렌즈계와 도파로 사이의 거리가 소정의 거리를 갖으면서 변형되도록 실시될 수도 있을 것이다. 이러는 중에 양측 압전소자 사이에 위치된 탄성물질에 의하여 양측 압전소자가 항상 결합상태를 갖도록 탄성물질이 알맞게 변형됨으로써 초점조절이 안정적으로 이루어질 수 있을 것이다. 그외에도 탄성물질과 같이 양측 압전소자 제어에 따른 양측 압전소자들의 결합상태가 안정적으로 유지되도록 하는 구성이면 탄성물질을 대체하여 실시될 수도 있을 것이다. 이로써 마이크로액튜에이터(30)의 실제 크기를 작게 형성하여도 작은 크기에 비하여 상당한 변위를 나타내므로 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브(100)에서의 초점조절 영역이 넓어지는 장점이 있는 것이다.
이와 함께 본 발명에 따른 위치 선택적 초점조절기능을 가진 마이크로 영상프로브(100)는, 도 1의 예시에서처럼 내부에 광검출소자(60), 광도파로(40), 광학렌즈계(20), 마이크로액튜에이터(30)를 포함하고 외부로부터 밀폐되도록 하는 프로브케이스(50)가 마련된다.
이러한 프로브케이스(50)는 마이크로 영상프로브(100)의 전체 외부체를 이루는 것이며, 상기 광원부, 광검출소자, 광도파로, 광학렌즈계, 마이크로액튜에이터가 내부에 위치된 상태로 밀폐되어 외부로부터 이물질의 유입이 방지되도록 하는 것이다.
또한 상기 프로브케이스(50)의 선단에 위치되는 광 투과형 유리덮개(10)가 마련되는 것이며, 이러한 유리덮개(10)로 피사체 방향이 투명한 상태를 갖게 되고 이물질의 유입을 방지하게 되어, 안정적인 피사체 영상획득이 이루어질 수 있는 것이다.
이에 더하여 본 발명에 이용되는 상기 광도파로(40)는, 광원부(70)에서 발생되어 피사체로 비추는 빛이 지나는 광원도파로와, 피사체의 광영상의 도파로가 되는 이미징광도파로 등이 있을 것이다.
물론 이러한 상기 광원도파로와 이미징광도파로는 하나의 도파로로 이루어져 단일 도파로에서 광원의 역할 및 영상획득의 역할을 기여하도록 실시될 수도 있을 것이며, 또는 분리된 구성으로 이루어져 광원용 도파로, 영상획득용 도파로 등으로 구분되어 적용될 수도 있을 것이며, 이에 대한 실시양태는 실시되는 조건에 따라 알맞게 정하여져 실시될 수 있을 것이다.
그리고 상기 광도파로(40)는 광도파관 또는 광섬유 등 다양한 재질 및 형태로 실시될 수 있을 것이다.
아울러 광검출소자(60)를 통하여 검출된 피사체 영상을 공간분할하고, 공간분할된 분할 영상에 대해 선택적으로 초점조절이 이루어지도록 실시될 수도 있을 것이다. 즉 도 4에서처럼 기초 촬영된 영상을 다수의 구역으로 분할하게 되고, 이 중에서 사용자가 원하는 분할 공간에 대한 영상의 초점을 맞추어 조절할 수 있도록 실시될 수도 있는 것이다.
따라서 피사체 조영을 하고, 피사체의 영상을 획득한 후, 피사체 영상을 다수 영역으로 분할하며, 이에 사용자가 선택한 부분에 대해 초점 조절을 위해 마이크로액튜에이터(30)가 작동함으로써 특정 분할 영역의 초점 조절이 이루어질 수 있을 것이다.
이하 첨부한 도면 및 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다. 그리고 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이에 도 1 등에서 보면, 본 발명에서 제시하는 위치 선택형 자동초점 기능을 갖는 마이크로 영상 프로브(100)는 광원부(70), 광 도파로(40), 미세 마이크로액튜에이터(30), 광학 렌즈계(20) 및 광 검출소자(60) 등을 포함하는 것이다. 그리고 도 1에서와 같이 광 도파로(40) 전면에 광학 렌즈계(20)를 구동시키기 위한 미세 마이크로액튜에이터(30)가 위치함을 알 수 있으며, 광 도파로(40) 후면에 광원(70) 및 광 검출소자(60)가 위치함을 알 수 있다.
또한 도 2, 도 3에서와 같이, 마이크로액튜에이터(30)는 구동 거리를 증가시키기 위해 압전소자(32)와 탄성물질(33)이 샌드위치 형태로 구성되어 있으며, 광학 렌즈계(20)가 부착될 수 있도록 광학 렌즈계 부착부(31)를 포함하는 도넛 형태를 갖는다.
즉 상기 마이크로액튜에이터(30)는, 도 3, 도 8, 도 9 등에서의 예에서와 같이, 광학렌즈계에 부착되는 제1압전소자(upper side), 도파로와 접하는 제2압전소자(bottom side), 그리고 상기 제1압전소자와 제2압전소자 사이에 위치되는 탄성물질 등을 포함하여, 마치 샌드위치 배열로 구성되도록 하여 실시될 수 있을 것이다.
이처럼 마이크로액튜에이터(30)가 샌드위치 형태로 배치되도록 함으로써, 초음파 제어신호로 작동되는 마이크로액튜에이터(30)에 있어서, 제1압전소자, 제2압전소자 등에서의 팽창/수축의 과정에 의해 전체 마이크로액튜에이터(30)의 변위가 상당하게 되므로, 초점영역이 상당히 넓어지는 것이다. 이에 압전소자들 사이에 위치된 탄성물질은 고무재, 실리콘재, 우레탄재 등과 같이 탄성에 의해 압전소자들의 작동이 원활하도록 하는 것이며, 이에 의해 도 9에서와 같이 압전소자들의 작동에 따른 안정적 수축/팽창이 이루어지도록 함으로써 전체 이동거리가 증가되도록 하는데 중간 소재로써 중요한 역할을 하게 된다.
그리고 광 도파로(40)를 통해 전달된 광 영상신호는 광 검출소자(60)로 전달되며, 광 검출소자(60)에서 구현되는 영상은 도 4에서와 같이 공간적으로 분할 가능하다. 이렇게 공간 분할된 영상 영역 중에서, 사용자 관심영역으로 특정 위치가 선택되어 선택된 부분에 한하여 사용자에 의해 자동 초점조절 기능이 수행되게 된다.
아울러 도 5, 도 6에서 표현된 바와 같이, 미세 마이크로액튜에이터(30)의 구동에 따라 함께 구성된 광학 렌즈계(20)가 선택된 영상 영역에 대해 초점을 맞추기 위해 이동하게 되며, 이동에 따른 각 위치에서의 광 강도의 패턴을 분석하여 초점위치를 결정하게 된다.
이에 도 7에서 표현된 바와 같이, 위치 선택형 자동초점 기능을 갖는 마이크로 영상 프로브의 원리는 다음과 같이 요약되어 설명될 수 있다. 광원(70)으로부터 발생 및 도파되어 피사체에 전달 및 반사된 빛은 다시 광 도파로(40)를 통해 광 검출소자(60)로 전달된다.
그리고 광 검출소자(60)로부터 획득된 영상은 도 4와 같이 공간 분할이 진행되고, 공간 분할된 영상 중 사용자의 관심영역이 선택되게 된다. 또한 선택된 위치의 영상에 대해 미세 마이크로액튜에이터(30)가 구동됨에 따라 광학 렌즈계(20)가 이동됨으로써 선택된 영역에 대해 자동초점 기능이 구현되게 된다. 이에 마이크로액튜에이터(30)가 압전소자를 포함할 수 있으며, 압전소자를 동작하게 하는 전압인가의 구성은 일반적으로 이용될 수 있는 구성을 적용하여 운영할 수 있기 때문에 특별한 언급 및 구성예 등은 생략하기로 한다.
따라서 광 도파로(40), 미세 마이크로액튜에이터(30), 광학 렌즈계(20) 및 광 검출소자(60)로 구성된 위치 선택형 자동초점 조절기능을 갖는 마이크로 영상 프로브는 전임상 및 임상 실험에서 사용될 수 있도록 밀폐구조로 처리되어 실제 실험 시 액상 물질이 외부로부터 내부로 침투되지 않도록 구성됨이 바람직할 것이다.
이처럼 본 발명에 따른 마이크로 영상프로브에 의하여 미세한 부분에 대한 영상획득 시 사용자가 원하는 부위의 피사체에 대한 초점조절이 가능하기 때문에 선명한 영상을 획득할 수 있는 것이다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
10 : 투과형 유리덮개 20 : 광학 렌즈계
30 : 마이크로액튜에이터 31 : 부착부
32 : 압전소자 33 : 탄성물질
40 : 광도파로 50 : 프로브 케이스
60 : 광검출소자 70 : 광원부

Claims (12)

  1. 피사체의 영상획득을 위한 광검출소자;
    피사체의 영상획득을 위한 광도파로;
    광도파로 일측에 위치된 광학렌즈계; 및
    상기 광학렌즈계가 부착된 마이크로액튜에이터;
    를 포함하고,
    상기 마이크로액튜에이터는, 광학렌즈계의 부착 및 고정을 위해 중심부가 뚫려 있는 도넛형태를 갖는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로액튜에이터에 의하여 광학렌즈계의 조절로 광검출소자에서 피사체의 영상신호의 초점조절이 가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 마이크로액튜에이터는:
    광학렌즈계의 조절을 위한 압전소자; 및
    광학렌즈계의 부착을 위한 부착부;
    를 포함하며,
    상기 압전소자에 전압이 인가되어 압전소자가 변형됨으로써 광학렌즈계의 위치가 조절되어 초점조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마이크로액튜에이터는:
    광학렌즈계의 구동 거리를 증가시키기 위한 탄성물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  5. 제 1항에 있어서,
    내부에 광검출소자, 광도파로, 광학렌즈계, 마이크로액튜에이터를 포함하고 외부로부터 밀폐되도록 하는 프로브케이스; 및
    상기 프로브케이스의 선단에 위치되는 광 투과형 유리덮개;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 광도파로는:
    광원부에서 발생되어 피사체로 비추는 빛이 지나는 광원도파로;
    피사체의 광영상의 도파로가 되는 이미징광도파로;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 광원도파로와 이미징광도파로는 하나의 도파로로 이루어지거나 또는 분리된 구성으로 이루어지며,
    상기 광도파로는 광도파관 또는 광섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  8. 제 1항에 있어서,
    광검출소자를 통하여 검출된 피사체 영상을 공간분할하고,
    공간분할된 분할 영상에 대해 선택적으로 초점조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광검출소자, 광도파로, 광학렌즈계, 마이크로액튜에이터가 내부에 위치된 프로브케이스에 의하여 밀폐되어 외부로부터 이물질의 유입이 방지되는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  10. 삭제
  11. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로액튜에이터는:
    다수 층의 압전소자; 및
    다수 층의 압전소자들 사이에 위치된 탄성물질;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
  12. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마이크로액튜에이터는:
    광학렌즈계에 부착되는 제1압전소자;
    도파로와 접하는 제2압전소자; 및
    상기 제1압전소자와 제2압전소자 사이에 위치되는 탄성물질;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절이 가능한 마이크로 영상 프로브.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1132976A (ja) * 1997-07-18 1999-02-09 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡装置
JP2007229155A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Olympus Medical Systems Corp 内視鏡

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