KR102526734B1

KR102526734B1 - 이미지 출력 장치와 이를 이용한 내시경 장치, 이미지 출력장치를 이용한 이미지 출력방법

Info

Publication number: KR102526734B1
Application number: KR1020200187116A
Authority: KR
Inventors: 김태우
Original assignee: (주)엠아이원
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2020-12-30
Publication date: 2023-04-27
Also published as: KR20210086543A

Abstract

본 발명은 이미지 출력 장치와 이를 이용한 내시경 장치, 이미지 출력장치를 이용한 이미지 출력방법에 관한 것으로 빛이 통과되는 제1렌즈부, 상기 제1렌즈부를 통과한 빛을 반사하며 미러 구동부에 의해 반사 각도 조절이 가능한 구동 미러부, 상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부, 상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부 및 상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부를 포함하여 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하여 선택적인 이미지 출력이 가능하고, 이로써 내시경에서 촬영되는 이미지 중 특정 질병에 의해 발생되는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하여 특정 질병에 대한 판단을 정확하게 하여 오진의 위험을 크게 낮출 수 있다.

Description

이미지 출력 장치와 이를 이용한 내시경 장치, 이미지 출력장치를 이용한 이미지 출력방법{IMAGE OUTPUT APPARATUS AND ENDOSCOPE APPARATUS USING THE SAME AND IMAGE OUTPUT METHOD USING THE SAME}

본 발명은 이미지 출력 장치와 이를 이용한 내시경 장치, 이미지 출력장치를 이용한 이미지 출력방법에 관한 발명이다.

일반적으로 이미지 출력 장치는 카메라로 촬영 시 렌즈를 통과한 빛을 CMOS 또는 CCD 등의 이미지 센서로 전기 신호로 바꾸어 저장함으로써 출력하고 있다.

그리고, 이미지 출력 장치는 내시경 시스템에 적용되어 수술이나 검사 과정에서 인체 내부의 이미지를 의사에게 제공하며, 의사는 이미지를 확인할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 종래의 이미지 출력 장치는 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 받을 수 없는 문제점이 있었다.

이에 내시경 시스템에서 환자의 장기를 촬영한 이미지로 질병을 확인하는 데 있어 한계가 있는 문제점이 있었다.

즉, 내시경에서 촬영되는 이미지 중 특정 질병에 의해 발생되는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력할 수 없고, 일반적인 가시광선 영역에서 촬영된 이미지만으로 장기의 내부 상태를 확인하게 되므로, 특정 질병에 대한 정 질병에 대한 판단을 용이하게 할 수 없는 문제점이 있었다.

0001)한국특허등록 제1786840호 "이미지 데이터 전송장치 및 이를 포함한 내시경 시스템"(2017.10.11.등록)

본 발명의 목적은 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력할 수 있는 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 이미지 출력방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력함으로서 특정 질병에 대한 판단을 정확할 수 있도록 하는 내시경 장치 및 이를 이용한 이미지 출력방법을 제공하는 데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예는 빛이 통과되는 제1렌즈부, 상기 제1렌즈부를 통과한 빛을 반사하며 미러 구동부에 의해 반사 각도 조절이 가능한 구동 미러부, 상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부, 상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부 및 상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 구동 미러부는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러일 수 있다.

본 발명에서 상기 포토 센서부는 GAPD(Geiger mode Avalanche Photo Diode)일 수 있다.

본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예는 상기 구동 미러부의 작동을 제어하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔시키는 반사경 작동 제어부 및 상기 포토 센서부와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예는 상기 포토 센서부와 상기 이미지 선택 출력부에 연결되어 포토 센서부의 X축과 Y축의 위치 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 구동 미러부는 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하고, 지그재그 방향의 최종 스캔 지점에서 지그재그 방향의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료할 수 있다.

본 발명에서 상기 포토 센서부는 상기 광 필터부가 분리 가능하게 삽입되는 필터 삽입부 또는 상기 광 필터부가 분리 가능하게 결합되는 필터 결합부가 구비되어 광 필터부를 교체식으로 구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 광 필터부는 서로 다른 파장의 빛만 통과되는 복수의 필터가 구비되는 밴드패스 필터이고, 상기 포토 센서부는 복수의 상기 필터를 통과한 특정 파장의 빛이 입사되는 복수의 포토 센서를 포함하며, 상기 이미지 선택 출력부는 복수의 상기 포토 센서와 연결되어 복수의 상기 포토 센서로부터 실시간으로 점형태의 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 반사경의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하여 해당 포토 센서에서 해당 피사체의 이미지를 개별적으로 각 파장별로 재구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 이미지 선택 출력부는 복수의 상기 포토 센서를 통해 각각 재구성되는 서로 다른 파장의 이미지를 동시에 출력하거나 선택적으로 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 내시경 장치의 일 실시예는 환자의 신체 내로 삽입될 수 있고 내부에 광 발생부가 위치되어 신체 내의 촬영부위에 빛을 조사하는 촬영용 프로브부 및 상기 촬영용 프로브부를 통해 조사되고 피사체에 의해 반사된 빛을 통해 이미지를 출력하는 이미지 출력부를 포함하되, 이미지 출력부는 본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 이미지 출력방법의 일 실시예는 반사경의 각도를 상, 하, 좌, 우 방향으로 변경하면서 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 피사체 스캔단계, 특정 파장에만 반응하는 적어도 하나 이상의 포토 센서부에 스캔된 피사체의 한점을 연속적으로 전달하여 포토 센서부에 이미지를 결상하는 이미지 결상단계, 상기 이미지 결상단계 후 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 2D 이미지로 파장별로 이미지 재구성하는 이미지 구성단계, 상기 이미지 구성단계로 구성된 이미지 중 특정 파장의 이미지를 선택하여 출력하는 이미지 출력단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 피사체 스캔단계는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러로 반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔할 수 있다.

본 발명에서 상기 피사체 스캔단계는 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하는 제1스캔 과정 및 상기 제1스캔 과정의 최종 스캔 지점에서 상기 제1스캔 과정의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료하는 제2스캔 과정을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 이미지 구성단계는 상기 포토 센서부의 센서 데이터 값을 아날로그 디지털 변환기(ADC)로 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환하는 과정을 포함하여 반사경의 각도를 제어하는 반사경의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 이미지를 재구성할 수 있다.

본 발명에서 상기 포토 센서부는 서로 다른 파장의 빛을 통과하는 복수의 필터가 구비된 밴드패스 필터의 각 필터를 통과한 빛이 입사되는 복수의 포토 센서를 포함하고, 상기 피사체 스캔단계는 복수의 포토 센서로 각각 점형태의 빛을 연속적으로 전달하고, 상기 이미지 결상단계는 복수의 포토 센서로 파장별 이미지를 각각 연속적으로 결상할 수 있다.

본 발명에서 상기 이미지 구성단계는 복수의 상기 포토 센서로부터 실시간으로 결상된 점형태의 이미지를 연속적으로 전달받고, 각각의 상기 포토 센서로부터 전달받는 파장별 이미지를 개별적으로 재구성하며, 상기 이미지 출력단계는 각 파장별 이미지를 동시에 출력하거나 복수의 파장별 이미지 중 일부의 파장별 이미지만 선택하여 출력할 수 있다.

본 발명은 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하여 선택적인 이미지 출력이 가능한 효과가 있다.

본 발명은 내시경에서 촬영되는 이미지 중 특정 질병에 의해 발생되는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하여 특정 질병에 대한 판단을 정확하게 하여 오진의 위험을 낮추는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 빛의 파장별로 여러 이미지를 동시에 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 구동 미러부의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 피사체를 스캔하는 예를 도시한 개략도.
도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 피사체를 스캔하는 과정을 예시한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 이미지 출력방법의 일실시예를 도시한 순서도.

본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 구동 미러부의 일 실시예를 도시한 개략도이다.

도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예는 빛이 통과되는 제1렌즈부(100), 제1렌즈부(100)를 통과한 빛을 반사하는 반사경(200)을 포함하고, 반사경(200)의 각도 조절이 가능한 구동 미러부(300), 반사경(200)에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부(400)를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 내시경 장치의 일 실시예는 환자의 신체 내로 삽입될 수 있고 내부에 광 발생부가 위치되어 신체 내의 촬영부위에 빛을 조사하는 촬영용 프로브부(700) 및 촬영용 프로브부(700)를 통해 조사되고 피사체에 의해 반사된 빛을 통해 이미지를 출력하는 이미지 출력부를 포함하되, 이미지 출력부는 본 발명에 따른 이미지 출력 장치의 일 실시예인 것을 특징으로 한다.

한편, 제1렌즈부(100)는 촬영용 프로브부(700)에서 조사되고 신체 내의 촬영부위에서 반사된 빛이 통과된다.

광 발생부는 광섬유인 것을 일 예로 하며, 이외에도 LED 등 공지의 램프를 이용하여 실시될 수 있음을 밝혀둔다.

촬영용 프로브부(700)는 자유롭게 휘어질 수 있는 플렉시블한 형태를 가질 수도 있고, 신체 내로 삽입될 때 휘어지거나 변형되지 않는 강성을 가질 수도 있다.

촬영용 프로브부(700)는 공지의 내시경에서 신체 내로 삽입되는 공지의 내시경용 프로브로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

제1렌즈부(100)는 복수의 렌즈를 포함한 커플러 렌즈인 것을 일 예로 하며, 이외에도 이미지를 출력하기 위한 공지의 렌즈를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.

구동 미러부(300)는 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 포토 센서부(400)로 전달함으로써 2D로 이미지 스캐닝이 가능하도록 한다.

구동 미러부(300)는 제1렌즈부(100)를 통해 유입되는 피사체의 전체 이미지에 대한 빛을 하나의 점으로 포커싱하여 포토 센서부(400)으로 전달한다.

즉, 구동 미러부(300)는 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 피사체의 전체 이미지가 연속된 점형태로 스캔될 수 있도록 하고, 연속된 점형태로 스캔된 빛은 제2렌즈부(500)를 통해 포토 센서부(400)로 연속된 점형태로 입사된다.

구동 미러부(300)는 미러 지지부에 연결되는 제1미러 장착부재(310), 제1미러 장착부재(310)에 상, 하 방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되는 제2미러 장착부재(320), 제2미러 장착부재(320)에 좌, 우 방향으로 회전 가능하게 힌지 결합되고, 반사경(200)이 장착되는 제3미러 장착부재(330), 제1미러 장착부재(310)에 장착되고, 제2미러 장착부재(320)를 상, 하 방향으로 회전시키는 제1미러 회전모터(340), 제2미러 장차부재에 장착되고 제3미러 장착부재(330)를 좌, 우 방향으로 회전시키는 제2미러 회전모터(350)를 포함할 수 있다.

제2미러 장착부재(320)는 가로 방향 즉, 수평 방향으로 위치된 힌지축을 중심으로 회전되어 상, 하 방향으로 반사경(200)을 회전시키고, 제3미러 장착부재(330)는 세로 방향 즉, 수직 방향으로 위치된 힌지축을 중심으로 회전되어 좌, 우 방향으로 반사경(200)을 회전시킬 수 있다.

반사경(200)은 제1미러 회전모터(340)와 제2미러 회전모터(350)의 작동에 의해 상, 하, 좌, 우 방향으로 선택적으로 회전되어 반사 각도가 조절될 수 있다.

구동 미러부(300)는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러로 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하는 것을 일 예로 한다.

구동 미러부(300)는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러로 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 시분할 로 즉, 시간에 따라 스캔하여 2D 이미지를 생성할 수 있도록 한다.

MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러는 전극 방식으로 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시키는 구조를 가지며, 갈바노 미러는 모터 방식으로 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시키는 구조를 가지는 것으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

포토 센서부(400)는 GAPD(Geiger mode Avalanche Photo Diode)인 것을 일 예로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치는 구동 미러부(300)와 포토 센서부(400) 사이에 위치되는 제2렌즈부(500)를 더 포함할 수 있다.

제2렌즈부(500)는 구동 미러부(300)와 포토 센서부(400) 사이에 위치되어 구동 미러부(300)에서 반사된 빛이 통과된 후 포토 센서부(400)로 전달될 수 있도록 한다.

제2렌즈부(500)는 구동 미러부(300)를 통해 연속된 점형태로 스캔되는 빛의 크기 즉, 포토 센서부(400)로 전달되는 빛의 크기를 조절한다.

제2렌즈부(500)는 복수의 렌즈를 포함한 커플러 렌즈인 것을 일 예로 하며, 이외에도 포토 센서부(400)로 전달되는 빛의 크기를 조절할 수 있는 위한 공지의 렌즈 구조를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치는 포토 센서부(400)의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부(600)를 더 포함한다.

광 필터부(600)는 특정 파장대의 빛만 통과시키고, 나머지 파장대의 빛을 흡수하거나 반사시켜 특정 파장대의 빛만 포토 센서부(400)로 전달될 수 있도록 한다.

일 예로, 광 필터부(600)는 가시광선 영역의 파장대만 통과시키는 필터인 경우 나머지 파장대의 빛을 흡수하거나 차단시켜 가시광선 영역의 빛만 포토 센서부(400)로 전달하게 된다.

포토 센서부(400)는 광 필터부(600)가 분리 가능하게 삽입되는 필터 삽입부(미도시) 또는 광 필터부(600)가 분리 가능하게 결합되는 필터 결합부가 구비되어 광 필터부(600)를 교체식으로 구성할 수 있다.

필터 삽입부는 일 측이 개방되어 광 필터부(600)를 슬라이드 결합시켜 특정 파장의 빛만 투과시키는 광 필터부(600)로 교체할 수 있는 것을 일 예로 한다.

필터 결합부는 광 필터부(600)를 포토 센서부(400)에 나사 결합시켜 특정 파장의 빛만 투과시키는 광 필터부(600)로 교체할 수 있는 것을 일 예로 한다.

포토 센서부(400)에는 필터를 교체할 수 있는 공지의 필터 교체 구조를 적용하여 특정 파장의 빛만 투과시키는 광 필터부(600)를 선택적으로 사용하여 원하는 특정 파장의 빛에 대한 이미지만 결상되고, 이를 후술될 이미지 선택 출력부(900)로 전달하여 이미지 선택 출력부(900)를 통해 이미지를 재구성하여 출력할 수 있음을 밝혀둔다.

한편, 포토 센서부(400)는 복수의 포토 센서(410)를 포함하여 포토 센서 어레이를 구성하고, 포토 센서 어레이는 복수의 포토 센서(410)를 가로로 일렬로 구성하거나, 복수의 포토 센서(410)를 세로로 일렬로 구성하거나, 복수의 열과 복수의 행을 가지도록 구성할 수도 있다.

포토 센서(410)의 전면에는 각각 광 필터부(600)가 위치되고, 각각의 광 필터부(600)는 서로 다른 파장대의 빛만 통과시키는 것을 일 예로 한다.

광 필터부(600)는 각 포토 센서(410)의 전면에 위치되는 복수의 광 필터부재를 포함하고, 복수의 광 필터부재는 각각 서로 다른 파장대의 빛만 통과시키는 서로 다른 광 필터이다.

즉, 각 포토 센서(410)에는 서로 다른 파장대의 빛만 선택적으로 통과하게 된다.

구동 미러부(300)는 제1렌즈부(100)를 통과한 빛을 반사하여 복수의 포토 센서(410)로 동시에 전달시킬 수 있다.

광 필터부(600)는 서로 다른 파장의 빛만 통과되는 복수의 필터가 구비되는 밴드패스 필터인 것을 일 예로 하고, 밴드패스 필터에서 각 필터는 복수의 포토 센서(410)와 한쌍을 이루도록 배치된다.

밴드패스 필터는 서로 다른 파장의 빛을 통과시키는 복수의 필터가 구비된 것이고, 각 필터는 포토 센서(410)의 입사면에 배치되어 복수의 포토 센서(410)가 각각 서로 다른 파장의 빛을 입사할 수 잇게 된다.

제2렌즈부(500)는 밴드패스 필터의 각 필터에 모두 빛을 전달할 수 있는 크기로 구동 미러부(300)에 의해 반사된 빛의 크기 즉, 연속된 점형태로 스캔된 빛의 크기를 조절하여 포토 센서부(400)로 입사시킨다.

본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치의 일 실시예는 구동 미러부(300)의 작동을 제어하는 반사경 작동 제어부(800), 포토 센서부(400)와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경(200)의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부(900)를 더 포함한다.

이미지 선택 출력부(900)는 단말기에 설치된 프로그램 또는 어플리케이션을 통해 구현될 수 있음을 밝혀둔다.

또한, 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치의 일 실시예는 포토 센서부(400)와 이미지 선택 출력부(900)에 연결되어 포토 센서부(400)의 X축과 Y축의 위치 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)를 더 포함한다.

이미지 선택 출력부(900)는 반사경 작동 제어부(800)로부터 전달받는 반사경(200)의 각도를 제어하는 제어신호 즉, 반사경(200)의 각도를 제어하는 반사경(200)의 X축과 Y축의 좌표 데이터 및 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)로 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하여 해당 포토 센서(410)에서 해당 피사체의 이미지를 재구성한다.

그리고, 해당 포토 센서(410)에서 결상되어 이미지 선택 출력부(900)에서 재구성되고 출력되는 해당 피사체의 이미지는 해당 포토 센서(410)에서 선택된 파장의 이미지가 된다.

이미지 선택 출력부(900)는 복수의 포토 센서(410)를 통해 각각 재구성되는 서로 다른 파장의 이미지를 동시에 출력하거나 선택적으로 출력할 수 있다.

이미지 선택 출력부(900)는 화면으로 이미지를 출력할 수 있는 디스플레이부를 포함하여 디스플레이부를 통해 화면으로 선택된 파장의 이미지를 출력할 수도 있고, 파장별로 재구성된 복수의 이미지 즉, 각 파장별 이미지를 복수로 동시에 출력할 수도 있다.

이미지 선택 출력부(900)는 화면으로 이미지를 출력할 수 있는 디스플레이부 이외에도 프린팅하여 출력하는 프린터부 등 이미지를 출력할 수 있는 공지의 출력수단을 구비하여 각 파장별 이미지를 개별적으로 출력하거나 복수의 파장별 이미지를 모두 출력하거나 복수의 파장별 이미지 중 일부의 파장별 이미지만 선택하여 출력할 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치는 여러 파장대의 빛 중 원하는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하거나 각 파장대로 재구성된 이미지를 동시에 함께 출력이 가능하며, 동시에 출력되는 파장별 이미지도 선택해서 출력이 가능한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 피사체를 스캔하는 예를 도시한 개략도이고, 도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 피사체를 스캔하는 과정을 예시한 도면으로 구동 미러부(300)의 반사 각도가 미세하게 조절되면서 연속적으로 점형태로 피사체를 스캔하여 제2렌즈부(500)를 통해 점 형태의 빛으로 포토 센서부(400)에 순차적으로 전달하는 예를 도시한 것이다.

도 1, 도 3 내지 도 8을 참고하여 본 발명에 따른 이미지 출력 장치 및 이를 이용한 내시경 장치에서 피사체를 스캔하는 예를 하기에서 상세하게 설명한다.

구동 미러부(300)는 상, 하, 좌, 우 방향으로 반사경(200)의 각도가 조절되면서 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하도록 한다.

더 상세하게 구동 미러부(300)는 상, 하, 좌, 우 방향으로 반사경(200)의 각도가 미세하고 정밀하게 조절되면서 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하고, 지그재그 방향의 최종 스캔 지점에서 지그재그 방향의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료한다.

구동 미러부(300)에 의해 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔되고, 최종 스캔 지점에서 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔된 빛은 제2렌즈부(500)를 통해 순차적으로 포토 센서부(400)로 전달되되, 복수의 포토 센서(410)에 동시에 전달된다.

이는 제2렌즈부(500)를 통해 연속된 점형태로 스캔된 빛의 크기를 조절하여 복수의 포토 센서(410)로 함께 입사될 수 있게 하는 것으로 가능한 것이다.

각 포토 센서(410)는 필터를 통해 통과되는 특정 파장의 빛만 통과하여 서로 다른 파장의 빛에 의한 이미지 즉, 영상을 생성한다.

이미지 선택 출력부(900)는 포토 센서부(400) 즉 복수의 포토 센서(410)와 연결되어 복수의 포토 센서(410)로부터 실시간으로 점형태의 이미지를 전달받고, 반사경(200)의 각도를 제어하는 제어신호 즉, 반사경(200)의 각도를 제어하는 반사경(200)의 X축과 Y축의 좌표 데이터를 반사경 작동 제어부(800)에서 전달받고, 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하여 해당 포토 센서(410)에서 해당 피사체의 이미지를 재구성하여 각 포토 센서(410)에서 각 파장별 이미지로 재구성하여 면으로 선택된 파장의 이미지를 출력할 수도 있고, 파장별로 재구성된 복수의 이미지 즉, 각 파장별 이미지를 복수로 동시에 출력할 수도 있다.

도 9는 본 발명에 따른 이미지 출력방법의 일실시예를 도시한 순서도이고, 도 1, 도 3 및 도 9를 참고하면 본 발명에 따른 이미지 출력방법의 일 실시예는 반사경(200)의 각도를 상, 하, 좌, 우 방향으로 변경하면서 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 피사체 스캔단계(S100), 특정 파장에만 반응하는 적어도 하나 이상의 포토 센서부(400)에 스캔된 피사체의 한점을 연속적으로 전달하여 포토 센서부(400)에 이미지를 결상하는 이미지 결상단계(S200), 이미지 결상단계(S200) 후 반사경(200)의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 2D 이미지로 파장별로 이미지 재구성하는 이미지 구성단계(S300), 이미지 구성단계(S300)로 구성된 이미지 중 특정 파장의 이미지를 선택하여 출력하는 이미지 출력단계(S400)를 포함한다.

피사체 스캔단계(S100)는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러로 반사경(200)을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 것을 일 예로 한다.

또한, 피사체 스캔단계(S100)는 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하는 제1스캔 과정, 제1스캔 과정의 최종 스캔 지점에서 제1스캔 과정의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료하는 제2스캔 과정을 포함한다.

피사체 스캔단계(S100)는 반사경(200)의 반사 각도를 조절하면서 제1스캔 과정과 제2스캔 과정을 통해 피사체의 전체를 연속된 점형태로 스캔하여 포토 센서(410)로 전달한다.

포토 센서부(400)는 서로 다른 파장의 빛을 통과하는 복수의 필터가 구비된 밴드패스 필터의 각 필터를 통과한 빛이 입사되는 복수의 포토 센서(410)를 포함하고, 피사체 스캔단계(S100)는 복수의 포토 센서(410)로 각각 점형태의 빛을 연속적으로 전달하고, 이미지 결상단계(S200)는 복수의 포토 센서(410)로 파장별 이미지를 각각 연속적으로 결상한다.

이미지 구성단계(S300)는 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)로 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환하는 과정을 포함하여 반사경(200)의 각도를 제어하는 반사경(200)의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 이미지를 재구성한다.

그리고, 이미지 구성단계(S300)는 복수의 포토 센서(410)로부터 실시간으로 결상된 점형태의 이미지를 연속적으로 전달받고, 각각의 포토 센서(410)로부터 전달받는 파장별 이미지를 개별적으로 재구성한다.

즉, 이미지 구성단계(S300)에서 파장별 이미지는 각각 개별적으로 반사경(200)의 각도를 제어하는 반사경(200)의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값이 맵핑됨으로써 해당 파장의 이미지로 재구성되며, 포토 센서부(400)의 센서 데이터 값은 아날로그 디지털 변환기(ADC)(1000)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 것이다.

이미지 출력단계(S400)는 각 파장별 이미지를 개별적으로 출력하거나 복수의 파장별 이미지를 모두 출력하거나 복수의 파장별 이미지 중 일부의 파장별 이미지만 선택하여 출력할 수 있다.

본 발명은 내시경에서 촬영되는 이미지 중 특정 질병에 의해 발생되는 파장대의 빛에 의한 이미지를 선택해서 출력하여 특정 질병에 대한 판단을 용이하게 하여 오진의 위험을 낮출 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

100 : 제1렌즈부 200 : 반사경
300 : 구동 미러부 310 : 제1미러 장착부재
320 : 제2미러 장착부재 330 : 제3미러 장착부재
340 : 제1미러 회전모터 350 : 제2미러 회전모터
400 : 포토 센서부 410 : 포토 센서
500 : 제2렌즈부 600 : 광 필터부
700 : 촬영용 프로브부 800 : 반사경 작동 제어부
900 : 이미지 선택 출력부
1000 : 아날로그 디지털 변환기(ADC)
S100 : 피사체 스캔단계 S200 : 이미지 결상단계
S300 : 이미지 구성단계 S400 : 이미지 출력단계

Claims

빛이 통과되는 제1렌즈부;
반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 상기 제1렌즈부를 통과한 빛의 반사 각도를 조절하는 구동 미러부;
상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부;
상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부;
상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부;
상기 구동 미러부의 작동을 제어하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔시키는 반사경 작동 제어부;
상기 포토 센서부와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부; 및
상기 포토 센서부와 상기 이미지 선택 출력부에 연결되어 포토 센서부의 X축과 Y축의 위치 신호를 디지털 변환하는 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동 미러부는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러인 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 포토 센서부는 GAPD(Geiger mode Avalanche Photo Diode)인 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
삭제
삭제
빛이 통과되는 제1렌즈부;
반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 상기 제1렌즈부를 통과한 빛의 반사 각도를 조절하는 구동 미러부;
상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부;
상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부;
상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부;
상기 구동 미러부의 작동을 제어하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔시키는 반사경 작동 제어부; 및
상기 포토 센서부와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부;를 포함하며,
상기 구동 미러부는 피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하고, 지그재그 방향의 최종 스캔 지점에서 지그재그 방향의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 포토 센서부는 상기 광 필터부가 분리 가능하게 삽입되는 필터 삽입부 또는 상기 광 필터부가 분리 가능하게 결합되는 필터 결합부가 구비되어 광 필터부를 교체식으로 구성하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 광 필터부는 서로 다른 파장의 빛만 통과되는 복수의 필터가 구비되는 밴드패스 필터이고,
상기 포토 센서부는 복수의 상기 필터를 통과한 특정 파장의 빛이 입사되는 복수의 포토 센서를 포함하며,
상기 이미지 선택 출력부는 복수의 상기 포토 센서와 연결되어 복수의 상기 포토 센서로부터 실시간으로 점형태의 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 반사경의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하여 해당 포토 센서에서 해당 피사체의 이미지를 개별적으로 각 파장별로 재구성하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 이미지 선택 출력부는 복수의 상기 포토 센서를 통해 각각 재구성되는 서로 다른 파장의 이미지를 동시에 출력하거나 선택적으로 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력 장치.
환자의 신체 내로 삽입될 수 있고 내부에 광 발생부가 위치되어 신체 내의 촬영부위에 빛을 조사하는 촬영용 프로브부; 및 상기 촬영용 프로브부를 통해 조사되고 피사체에 의해 반사된 빛을 통해 이미지를 출력하는 이미지 출력부를 포함하며,
상기 이미지 출력부는 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 이미지 출력 장치인 것을 특징으로 하는 내시경 장치.
빛이 통과되는 제1렌즈부;
반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 상기 제1렌즈부를 통과한 빛의 반사 각도를 조절하는 구동 미러부;
상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부;
상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부;
상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부;
상기 구동 미러부의 작동을 제어하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔시키는 반사경 작동 제어부; 및
상기 포토 센서부와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부를 포함하는 이미지 출력 장치에 의한 이미지 출력 방법이며,
상기 반사경의 각도를 상기 구동 미러부로 상, 하, 좌, 우 방향으로 변경하면서 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 피사체 스캔단계;
특정 파장에만 반응하는 적어도 하나 이상의 상기 포토 센서부에 스캔된 피사체의 한점을 연속적으로 전달하여 상기 포토 센서부에 이미지를 결상하는 이미지 결상단계;
상기 이미지 결상단계 후 상기 반사경의 각도를 제어하는 상기 반사경 작동 제어부의 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 상기 포토 센서부의 센서 데이터 값을 상기 이미지 선택 출력부가 맵핑시켜 2D 이미지로 파장별로 이미지 재구성하는 이미지 구성단계; 및
상기 이미지 구성단계로 구성된 이미지 중 특정 파장의 이미지를 선택하여 상기 이미지 선택 출력부가 출력하는 이미지 출력단계를 포함하며,
상기 피사체 스캔단계는,
피사체를 지그재그 방향으로 연속된 점형태로 스캔하는 제1스캔 과정; 및
상기 제1스캔 과정의 최종 스캔 지점에서 상기 제1스캔 과정의 최초 스캔 지점으로 대각선 방향으로 연속된 점형태로 스캔하여 피사체에 대한 스캔을 완료하는 제2스캔 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력방법.
청구항 11에 있어서,
상기 피사체 스캔단계는 MEMS(Micro- Electro- Mechanical System) 미러 또는 갈바노 미러로 반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 반사 각도를 조절하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력방법.
삭제
빛이 통과되는 제1렌즈부;
반사경을 상, 하, 좌, 우로 회전시켜 상기 제1렌즈부를 통과한 빛의 반사 각도를 조절하는 구동 미러부;
상기 구동 미러부에서 반사된 빛을 받아 이미지를 생성하는 포토 센서부;
상기 구동 미러부와 상기 포토 센서부 사이에 위치되는 제2렌즈부;
상기 포토 센서부의 전면에 위치되어 특정 파장대의 빛만 통과시키는 광 필터부;
상기 구동 미러부의 작동을 제어하여 피사체를 연속된 점형태로 스캔시키는 반사경 작동 제어부; 및
상기 포토 센서부와 연결되어 이미지를 전달받고, 반사경의 각도를 제어하는 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 파장별 2D 이미지로 이미지를 재구성하는 이미지 선택 출력부를 포함하는 이미지 출력 장치에 의한 이미지 출력 방법이며,
상기 반사경의 각도를 상기 구동 미러부로 상, 하, 좌, 우 방향으로 변경하면서 피사체를 연속된 점형태로 스캔하는 피사체 스캔단계;
특정 파장에만 반응하는 적어도 하나 이상의 상기 포토 센서부에 스캔된 피사체의 한점을 연속적으로 전달하여 상기 포토 센서부에 이미지를 결상하는 이미지 결상단계;
상기 이미지 결상단계 후 상기 반사경의 각도를 제어하는 상기 반사경 작동 제어부의 제어신호를 통한 2차원적 공간에 대한 좌표에 상기 포토 센서부의 센서 데이터 값을 상기 이미지 선택 출력부가 맵핑시켜 2D 이미지로 파장별로 이미지 재구성하는 이미지 구성단계; 및
상기 이미지 구성단계로 구성된 이미지 중 특정 파장의 이미지를 선택하여 상기 이미지 선택 출력부가 출력하는 이미지 출력단계를 포함하며,
상기 이미지 구성단계는,
상기 포토 센서부의 센서 데이터 값을 아날로그 디지털 변환기(ADC)로 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환하는 과정을 포함하여 상기 반사경 작동 제어부에서 상기 반사경의 각도를 제어하는 반사경의 X축과 Y축의 좌표 데이터와 상기 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 통해 X축과 Y축의 위치 신호로 디지털 변환된 상기 포토 센서부의 센서 데이터 값을 맵핑시켜 이미지를 재구성하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력방법.
청구항 14에 있어서,
상기 포토 센서부는 서로 다른 파장의 빛을 통과하는 복수의 필터가 구비된 밴드패스 필터의 각 필터를 통과한 빛이 입사되는 복수의 포토 센서를 포함하고,
상기 피사체 스캔단계는 복수의 포토 센서로 각각 점형태의 빛을 연속적으로 전달하고,
상기 이미지 결상단계는 복수의 포토 센서로 파장별 이미지를 각각 연속적으로 결상하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력방법.
청구항 15에 있어서,
상기 이미지 구성단계는 복수의 상기 포토 센서로부터 실시간으로 결상된 점형태의 이미지를 연속적으로 전달받고, 각각의 상기 포토 센서로부터 전달받는 파장별 이미지를 개별적으로 재구성하며,
상기 이미지 출력단계는 각 파장별 이미지를 동시에 출력하거나 복수의 파장별 이미지 중 일부의 파장별 이미지만 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 이미지 출력방법.