KR19990085766A - Stereoscopic Laparoscopic System Using 3D Transformation Optical Adapter of 2D Image - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내시경 수술시 환부를 관찰하기 위해 인체내에 삽입되어 환부의 상태를 보여주는 2차원 영상의 3차원으로 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 2차원 영상의 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템은, 2차원 영상 광학계가 하나 설치된 복강경 및 프리즘을 이용한 광학 아답타 혹은 광섬유를 이용한 광학 아답타를 채용함으로써, 하나의 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기시켜 3차원 영상 카메라에서 입체 영상으로 조합한다.The present invention relates to a three-dimensional laparoscopic system employing a three-dimensional conversion optical adapter of a two-dimensional image inserted into the human body to show the affected state to observe the affected area during endoscopic surgery. The stereoscopic laparoscopic system employing a three-dimensional conversion optical adapter of a two-dimensional image according to the present invention employs one two-dimensional by employing an optical adapter using a laparoscope and a prism or an optical adapter using an optical fiber provided with one two-dimensional imaging optical system. The image is divided into two two-dimensional images and combined into a three-dimensional image by a three-dimensional image camera.
Description
본 발명은 내시경 수술시 환부를 관찰하기 위해 인체내에 삽입되어 환부의 상태를 보여주는 2차원 영상의 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a stereoscopic laparoscopic system employing a three-dimensional conversion optical adapter of a two-dimensional image inserted into the human body to observe the affected area during endoscopic surgery.
종래에는 입체 영상을 만들기 위해서는 각각 다른 방향에서 물체에 입사되어 반사된 빛으로 구성된 두 개의 2차원 영상을 조합하거나, 하나의 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기시킨 다음 분기된 두 2차원 영상 중 하나의 영상을 시간적으로 지연시켜 양안에 노출시키는 기법을 이용하였다.Conventionally, in order to create a stereoscopic image, two two-dimensional images composed of light incident and reflected from an object in different directions are combined, or a single two-dimensional image is divided into two two-dimensional images and then two divided two-dimensional images. A technique was used to expose one eye by temporally delaying one of the images.
먼저, 전자의 방법을 이용한 입체 영상 복강경 시스템의 개략적 구조가 도 1a 내지 도 1d에 도시되어 있다. 여기서, 도 1a는 종래의 입체 영상 복강경 시스템의 정면도이고, 도 1b는 입체 영상 복강경 시스템의 복강경 좌측면도이며, 도 1c는 입체 영상 복강경 시스템의 우측면도이며, 그리고 도 1d는 입체 영상 복강경 시스템의 복강경 부분 단면도이다. 도시된 바와 같이, 종래의 입체 영상 복강경 시스템은 대체로 복강경(10), 세척액 투입구(20), 광원 투입구(30), 3차원 카메라 채결부(40) 및 3차원 카메라 접속부(50)로 구성되어 있다. 여기서, 복강경(10) 내부에는 좌안 광학계들(11L, 13L)과 우안 광학계(11R, 13R)들이 기본적으로 설치되어 있으며, 체내를 비추기 위한 광원으로서의 빛을 주입하기 위한 광섬유들(14) 및 좌안 대물 렌즈(11L)와 우안 대물렌즈(11R)에 오물이나 증기가 서리는 것을 씻어내기 위한 세척액을 주입하기 위한 튜브(미도시)가 내재되어 있으며, 세척액 주입 튜브의 끝에는 세척액 분사용 노즐(12)이 설치되어 있다. 세척액 투입구(20)에는 노즐(12)에서 세척액이 분사되도록 세척액을 고압으로 주입하기 위한 장치가 연결되고, 광원 투입구(30)에는 광원으로 사용될 빛을 생성하는 발광체가 접속되며, 3차원 카메라 채결부(40) 및 3차원 카메라 접속부(50)에는 3차원 영상 카메라가 연결된다. 이상에서 언급되지 않은 부재번호 41 및 51은 각각 3차원 영상 카메라 채결하기 위한 채결홈 및 위치 고정홈이며, 부재번호 52L 및 52R은 각각 3차원 영상 카메라의 좌안 촬상부 및 우안 촬상부에 최종적으로 좌안 영상과 우안 영상을 집속시켜 주기 위한 렌즈들이다.First, a schematic structure of a stereoscopic laparoscopic system using the former method is shown in FIGS. 1A to 1D. Here, FIG. 1A is a front view of a conventional stereoscopic laparoscopic system, FIG. 1B is a laparoscopic left side view of a stereoscopic laparoscopic system, FIG. 1C is a right side view of a stereoscopic laparoscopic system, and FIG. 1D is a laparoscopic of a stereoscopic laparoscopic system It is a partial cross section. As shown, the conventional stereoscopic laparoscopic system is generally composed of a laparoscope 10, the washing liquid inlet 20, the light source inlet 30, the three-dimensional camera coupling portion 40 and the three-dimensional camera connection 50. . Here, the left eye optical systems 11L and 13L and the right eye optical systems 11R and 13R are basically installed inside the laparoscope 10, and optical fibers 14 and the left eye objective for injecting light as a light source for illuminating the body. The lens 11L and the right eye objective lens 11R have a tube (not shown) for injecting a cleaning liquid for washing away filth or steam, and a cleaning liquid injection nozzle 12 is provided at the end of the cleaning liquid injection tube. It is installed. A device for injecting the cleaning liquid at a high pressure so that the cleaning liquid is injected from the nozzle 12 is connected to the cleaning liquid inlet 20, and a light emitting body generating light to be used as a light source is connected to the light source inlet 30, and the 3D camera The 3D image camera is connected to the 40 and the 3D camera connection unit 50. Reference numerals 41 and 51, which are not mentioned above, are shunting grooves and position fixing grooves for picking up a three-dimensional image camera, respectively, and reference numerals 52L and 52R denote left eye portions and a left eye image pickup portion of a three-dimensional image camera, respectively. Lenses for focusing images and right eye images.
이러한 구조의 3차원 영상 복강경 시스템은 다음과 같이 동작한다.The three-dimensional laparoscopic system with this structure operates as follows.
먼저, 복강경(10)이 환자의 복강에 투입되면, 광원에서 발광된 빛이 광 투입구(30) 및 복강경(10) 내에 설치된 광섬유를 따라 환부에 조사된다. 즉, 도 1b의 부재 번호 14로 표시된 광섬유의 종단부로부터 광이 환부에 조사된다. 조사된 빛은 환부에서 반사되어 좌안 대물 렌즈(11L) 및 우안 대물 렌즈(11R)에 입사된다. 이와 같이 각각 다른 각도로 반사된 환부의 영상을 담은 광들은 각각 좌안 광학계(13L) 및 우안 광학계(13R)를 거쳐 좌안 렌즈(52L) 및 우안 렌즈(52R)을 통하여 3차원 영상 카메라의 좌안 촬상부 및 우안 찰상부에 전달된다. 이들 3차원 영상 카메라에 입사된 좌안 영상 및 우안 영상은 모니터를 통하여 입체적으로 표시된다. 따라서, 의사는 이러한 환부 영상을 입체적으로 관찰하면서 복강경과 유사한 수술 도구를 환자의 환부에 투입하여 수술을 행하게 된다.First, when the laparoscope 10 is injected into the abdominal cavity of the patient, the light emitted from the light source is irradiated to the affected part along the optical fiber installed in the light inlet 30 and the laparoscope 10. That is, light is irradiated to the affected part from the end of the optical fiber indicated by member number 14 in FIG. 1B. The irradiated light is reflected by the affected part and is incident on the left eye objective lens 11L and the right eye objective lens 11R. As described above, the light containing the image of the affected part reflected at different angles is passed through the left eye optical system 13L and the right eye optical system 13R, respectively, through the left eye lens 52L and the right eye lens 52R, respectively. And right eye scratches. Left and right eye images incident on the three-dimensional image camera are displayed in three dimensions through a monitor. Therefore, the surgeon performs surgery by injecting a laparoscopic-like surgical tool into the affected part of the patient while observing the affected image in three dimensions.
그러나 이러한 3차원 영상 복강경 시스템은 좁은 복강경(10) 내에 좌우안 영상을 별도로 안내하기 위한 광학계들(11L, 11R, 13L, 13R)을 설치해야 하는 단점이 있다. 이들 광학계들(11L, 11R, 13L, 13R)은 사이즈가 작으로므로 상당히 제조하기 어렵고 또한 제조하더라도 이들이 제기능을 발휘하도록 정확한 위치에 배열하는 것을 더욱 어렵다. 따라서 상당히 제조하기 어려우므로 가격이 비싼 단점이 있다.However, such a 3D laparoscopic system has a disadvantage in that optical systems 11L, 11R, 13L, and 13R for separately guiding the left and right eye images in the narrow laparoscope 10 are required. These optical systems 11L, 11R, 13L, 13R are small in size and therefore very difficult to manufacture, and even more difficult to arrange in the correct positions so that they function properly. Therefore, there is a disadvantage that the price is expensive because it is quite difficult to manufacture.
한편, 후자의 방법은 입체 영상 장치나 입체 망원경에 적용된 방법이나, 입체 영상 복강경 시스템에 적용된 예는 아직 적용된 바 없다. 이러한 하나의 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기한 다음 조합하는 기술은, 첫째 내시경용으로는 직접적으로 적용할 수 없으며, 둘째 빔스플리트와 오목렌즈 및 아이피스로 구성되는 광학계의 광학적인 어라인이 쉽지 않다.Meanwhile, the latter method is applied to a stereoscopic apparatus or a stereoscopic telescope, but the example applied to a stereoscopic laparoscopic system has not been applied yet. The technique of dividing a single two-dimensional image into two two-dimensional images and then combining them is not directly applicable for the first endoscope, and secondly, an optical array of an optical system composed of a beam split, a concave lens, and an eyepiece. This is not easy.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하고자 창안된 것으로, 광학 소자의 수를 최소화하며 빔전달 효율이 최대가 되도록 하는 광학 소자의 배열로 내시경 수술시 입체감을 갖도록 하기 위해 종래의 고가의 3차원 망원경을 대체할 수 있도록 2차원 복강경을 이용하여 입체 영상의 획득이 가능한 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to improve the above-described problems. In order to minimize the number of optical elements and to maximize the beam transfer efficiency, a conventional expensive three-dimensional telescope is used to have a three-dimensional effect during endoscopy. It is an object of the present invention to provide a stereoscopic laparoscopic system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter capable of obtaining a stereoscopic image by using a two-dimensional laparoscope.
도 1a는 종래의 입체 영상 복강경 시스템의 정면도,1A is a front view of a conventional stereoscopic laparoscopic system,
도 1b는 도 1a의 입체 영상 복강경 시스템의 복강경 좌측면도,FIG. 1B is a laparoscopic left side view of the stereoscopic laparoscopic system of FIG. 1A;
도 1c는 도 1a의 입체 영상 복강경 시스템의 우측면도,1C is a right side view of the stereoscopic laparoscopic system of FIG. 1A,
도 1d는 도 1a의 입체 영상 복강경 시스템의 복강경 부분 단면도,1D is a laparoscopic partial cross-sectional view of the stereoscopic laparoscopic system of FIG. 1A,
도 2는 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템의 제1실시예(3차원 프리즘 거울 방식)의 구성을 보여주는 단면도,2 is a cross-sectional view showing the configuration of a first embodiment (three-dimensional prism mirror method) of a three-dimensional image laparoscope system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention;
그리고 도 3은 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템의 제2실시예(광섬유 분기 방식)의 구성을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a second embodiment (optical fiber branching method) of a three-dimensional image laparoscope system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10. 복강경 11L. 좌안 대물렌즈10. Laparoscopic 11L. Left eye objective
11R. 우안 대물렌즈 12. 세척액 분사용 노즐11R. Right lens objective 12. Nozzle for cleaning liquid
13L. 좌안 광학계 13R. 우안 광학계13L. Left eye optical system 13R. Right eye optics
14. 광섬유 20. 세척액 투입구14. Optical fiber 20. Cleaning solution inlet
30. 광원 투입구 40. 3차원 카메라 채결부30. Light source opening 40. 3D camera sign
41. 채결홈 50. 3차원 카메라 접속부41. Chassis groove 50. 3D camera connection
51. 위치 고정홈 52L. 좌안 영상 집속 렌즈51. Positioning groove 52L. Left eye video focusing lens
52R. 우안 영상 집속 렌즈 100. 광섬유52R. Right eye image focusing lens 100. Optical fiber
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템은, 단일 2차원 영상 광학계를 구비한 복강경; 상기 복강경으로부터 제공되는 상기 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기시키는 광학 아답타; 및 상기 광학 아답타로부터 제공되는 두 개의 2차원 영상을 입체 영상으로 조합하는 3차원 영상 카메라;를 구비하되, 상기 광학 아답타는, 상기 복강경으로부터 제공되는 상기 2차원 영상을 분기시키는 삼각형 프리즘; 상기 삼각형 프리즘으로부터 분기된 2차원 영상들을 각각 반사시키는 두 개의 미러들; 및 상기 두 개의 미러들로부터 입사되는 2차원 영상을 각각 상기 3차원 영상 카메라의 두 입사측 렌즈로 집속시키는 두 개의 집속 렌즈들;을 구비한 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a three-dimensional image laparoscope system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention, a laparoscope having a single two-dimensional image optical system; An optical adapter for dividing the two-dimensional image provided from the laparoscope into two two-dimensional images; And a three-dimensional image camera for combining two two-dimensional images provided from the optical adapter into a stereoscopic image, wherein the optical adapter includes: a triangular prism for branching the two-dimensional image provided from the laparoscope; Two mirrors each reflecting two-dimensional images branched from the triangular prism; And two focusing lenses that focus the two-dimensional images incident from the two mirrors onto the two incident-side lenses of the three-dimensional image camera, respectively.
본 발명에 있어서, 상기 삼각형 프리즘은 두 개의 광 대향면이 미러 형성 물질로 코팅된 정삼각형 프리즘이고, 상기 복강경과 상기 광학 아답타 사이에 C-마운트 아답타를 더 구비하고, 상기 삼각형 프리즘의 크기는 상기 C-마운트 아답타의 렌즈 직경과 같게 형성되며, 상기 분기된 2차원 영상의 광경로 간의 간격은 상기 3차원 영상 카메라의 두 입사측 렌즈 간의 간격과 같게 형성된 것이 바람직하다.In the present invention, the triangular prism is an equilateral triangular prism of which two light opposing surfaces are coated with a mirror forming material, further comprising a C-mount adapter between the laparoscope and the optical adapter, wherein the triangular prism has a size of the C It is preferably formed to be equal to the lens diameter of the mount adapter, the spacing between the optical path of the branched two-dimensional image is equal to the spacing between the two incidence lens of the three-dimensional image camera.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 또 다른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템은, 단일 2차원 영상 광학계를 구비한 복강경; 상기 복강경으로부터 제공되는 상기 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기시키는 광학 아답타; 및 상기 광학 아답타로부터 제공되는 두 개의 2차원 영상을 입체 영상으로 조합하는 3차원 영상 카메라;를 구비하되, 상기 광학 아답타는 상기 복강경으로부터 제공되는 상기 2차원 영상을 분기시키기 위하여 두 개의 가지를 가지는 광섬유를 구비한 것을 특징으로 한다.In addition, another three-dimensional image laparoscopic system employing another two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention to achieve the above object, a laparoscope having a single two-dimensional imaging optical system; An optical adapter for dividing the two-dimensional image provided from the laparoscope into two two-dimensional images; And a three-dimensional image camera for combining two two-dimensional images provided from the optical adapter into a stereoscopic image, wherein the optical adapter has two branches to branch the two-dimensional image provided from the laparoscope. Characterized in having a.
본 발명에 있어서, 상기 복강경과 상기 광학 아답타 사이에 C-마운트 아답타를 더 구비하고, 상기 광섬유의 입사단 직경은 상기 C-마운트 아답타의 렌즈 직경과 같게 형성되며, 상기 광섬유의 입사단과 상기 C-마운트 아답타의 렌즈 간에는 이격이 없도록 접속되며, 상기 광섬유의 두 가지 출사단의 직경은 각각 상기 3차원 영상 카메라의 두 입사측 렌즈들의 크기와 동일하게 형성된 것이 바람직하다.In the present invention, further comprising a C-mount adapter between the laparoscope and the optical adapter, the incidence end diameter of the optical fiber is formed to be equal to the lens diameter of the C-mount adapter, the incidence end of the optical fiber and the C- The lenses of the mount adapter are connected so that there is no separation, and the diameters of the two exit ends of the optical fiber are each formed to be the same as the size of the two incident lenses of the 3D image camera.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a stereoscopic laparoscopic system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템은 체내에 삽입하는 하나의 2차원 영상 광학계가 설치된 복강경과 상기 2차원 영상 광학계로부터 제공되는 2차원 영상으로 입체 복강경 영상을 획득하기 위해 상기 복강경과 입체(3차원) 영상 복강경 카메라 사이에 장착시키는 어댑터를 채용한 점에 특징이 있다. 즉, 2차원 복강경의 단일 2차원 영상을 광학적 기법을 적용하여 2개의 2차원 렌즈 영상으로 분기하기 위하여 광학계(예를 들면, 프리즘, 렌즈, 빔 스플리트, 광섬유 등)들을 어라인하여 구성하는 아답타를 채용한 시스템이다. 이러한 광학계의 어라인을 위해서는, 첫째, 시스템 전체의 부피를 작게 하기 위해 짧은 초점 거리의 광학계 구성이 필요하고, 둘째 3차원 복강경 카메라에 있는 두 카메라 렌즈에 분기된 빔이 정확히 입사되도록 카메라의 두 렌즈 간 거리와 분기된 2개의 빔을 매칭시켜야 하며, 셋째 아답타는 2차원 망원경과 3차원 카메라 사이에 장착하고 수술시 간편하게 사용되어야 하는 조건을 만족해야 한다. 따라서, 본 발명에서는 단일 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기한 다음 적당히 조합하여 양안 입체감을 느낄 수 있도록 하는 아답타를 제작하는 것이 중요하다.The stereoscopic laparoscopic system employing a two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention is a three-dimensional laparoscopic image with a laparoscopic installed with one two-dimensional imaging optical system inserted into the body and a two-dimensional image provided from the two-dimensional imaging optical system It is characterized in that it adopts an adapter mounted between the laparoscope and the stereoscopic (three-dimensional) laparoscopic camera to obtain. That is, an adapter configured by arranging optical systems (for example, a prism, a lens, a beam split, an optical fiber, etc.) to branch a single two-dimensional image of a two-dimensional laparoscope into two two-dimensional lens images by applying an optical technique. It is a system adopted. In order to arrange such an optical system, first, an optical system with a short focal length is required to reduce the volume of the entire system, and second, two lenses of the camera so that the branched beam is accurately incident on the two camera lenses of the 3D laparoscopic camera. The distance between the two beams should be matched, and the third adapter must be fitted between the 2D telescope and the 3D camera and meet the conditions that should be used easily during surgery. Therefore, in the present invention, it is important to produce an adapter for dividing a single two-dimensional image into two two-dimensional images, and then combining the two-dimensional images appropriately to feel a three-dimensional stereoscopic sense.
먼저, 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 아답타를 채용한 입체 영상 복강경 시스템의 제1실시예는 프리즘을 이용한 아답타를 채용한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1실시예는 2차원 영상 광학계가 하나 설치된 복강경(1)을 사용하며, 삼각형 프리즘(4) 혹은 알루미늄이 코팅된 정삼각형의 프리즘(0.5 인치 x 0.5 인치 x 0.5 인치)(4), 두 개의 미러(2, 3) 및 두 개의 집속 렌즈(8, 9)를 채용한 광학 아답타를 이용하여 단일 2차원 영상을 2개의 2차원 영상으로 분기시킨다. 여기서, 2차원 영상 복강경(10)은 C-mount 아답터(7)와 접속된다. C-mount 아답터(7)의 렌즈 영상은 양쪽 면이 코팅된 0.5인치 프리즘(4)에 의해 각각 미러(2,3)으로 분기되고, 분기된 2차원 영상은 각각 미러(2,3)에 의해 렌즈(8,9)로 반사된다. 렌즈(8,9)는 미러(2,3)에 의해 분기된 영상을 3차원 카메라의 렌즈(5,6)에 정확히 집속되도록 하기 위해 사용된 초점거리 조정을 위한 렌즈이다.First, a first embodiment of a stereoscopic laparoscopic system employing a two-dimensional image three-dimensional transform adapter according to the present invention employs an adapter using a prism. As shown in Fig. 2, the first embodiment uses a laparoscope 1 provided with one two-dimensional imaging optical system, and has a triangular prism 4 or an aluminum-coated equilateral prism (0.5 inch x 0.5 inch x 0.5 inch). 4), an optical adapter employing two mirrors 2 and 3 and two focusing lenses 8 and 9 to split a single two-dimensional image into two two-dimensional images. Here, the two-dimensional image laparoscope 10 is connected to the C-mount adapter 7. The lens image of the C-mount adapter 7 is branched to the mirrors 2 and 3 by a 0.5 inch prism 4 coated on both sides, and the branched two-dimensional images are respectively mirrored by the mirrors 2 and 3. Reflected by the lenses (8, 9). The lenses 8 and 9 are lenses for focal length adjustment used to accurately focus the image diverged by the mirrors 2 and 3 onto the lenses 5 and 6 of the three-dimensional camera.
또한, C-마운트(mount) 아답터(7)의 렌즈(7a)와의 접속은 미러 코팅된 삼각형 프리즘(4)과 C-mount 아답터 렌즈(7a) 사이에 전달되는 빔의 손실이 없도록 C-mount 아답터 렌즈(7a)의 직경 크기로 한다. 2개의 미러(2,3)에 의한 두 개의 빔 사이의 거리는 3차원 영상 복강경 카메라 렌즈(5,6)와의 정밀한 접속을 위해 카메라 렌즈의 크기와 동일하게 한다.In addition, the connection of the C-mount adapter 7 with the lens 7a is such that there is no loss of beam transmitted between the mirror coated triangular prism 4 and the C-mount adapter lens 7a. The diameter of the lens 7a is assumed. The distance between the two beams by the two mirrors 2, 3 is equal to the size of the camera lens for precise connection with the three-dimensional image laparoscopic camera lenses 5,6.
따라서, 제1실시예는 체내 수술 부위에 삽입되는 2차원 복강경(10)에서 얻어진 가시광선 영역의 2차원 영상은 C-mount 아답터(7) 내에 있는 렌즈계(7a)에 전달되고, 삼각형 프리즘(4)에 의해 분기된 다음, 미러(2,3)에 의해 각각 경로가 변경됨으로써, 2개의 2차원 영상으로 분기된다. 분기된 2개의 2차원 영상을 각각 렌즈(8,9)로 초점 거리를 맞추어 주고, 3차원 카메라의 렌즈(5,6)로 입사시킨다.Therefore, in the first embodiment, the 2D image of the visible light region obtained from the 2D laparoscopic 10 inserted into the surgical site of the body is transmitted to the lens system 7a in the C-mount adapter 7 and the triangular prism 4 Branched by), and then the paths are changed by mirrors 2 and 3, respectively, thereby branching into two two-dimensional images. Two divided two-dimensional images are adjusted to the focal length with the lenses 8 and 9, respectively, and incident on the lenses 5 and 6 of the three-dimensional camera.
다음으로, 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 아답타를 채용한 입체 영상 복강경 시스템의 제2실시예는 광섬유를 이용한 아답타를 채용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2실시예 역시 2차원 영상 광학계가 하나 설치된 복강경(1)을 사용하며, 두 개의 가지를 갖는 광섬유(100)를 채용한 광학 아답타를 이용하여 단일 2차원 영상을 2개의 2차원 영상으로 분기시킨다.Next, a second embodiment of the three-dimensional image laparoscope system employing the two-dimensional image three-dimensional transform adapter according to the present invention employs an adapter using an optical fiber. As shown in FIG. 3, the second embodiment also uses a laparoscope 1 provided with a two-dimensional imaging optical system, and uses a optical adapter employing an optical fiber 100 having two branches to produce a single two-dimensional image. Branching into two two-dimensional images.
또한, 광섬유(100)와 C-mount 아답터(7)의 렌즈 간의 접속은 광섬유(100)와 렌즈간의 이격이 없도록 해야한다. 따라서, 광섬유(100)의 직경은 C-mount 아답터(7)의 렌즈의 직경 크기로 한다. 더욱이, 3차원 영상 카메라의 2개의 렌즈(5,6)와 접속 광섬유(100) 간의 사이 거리는 22mm로 하고, 3차원 영상 카메라 렌즈(5,6)와 정밀한 접속을 위해 광섬유(100)의 직경을 3차원 영상 카메라 렌즈(5,6)의 크기와 동일하게 한다.In addition, the connection between the optical fiber 100 and the lens of the C-mount adapter 7 should be such that there is no separation between the optical fiber 100 and the lens. Therefore, the diameter of the optical fiber 100 is the diameter of the lens of the C-mount adapter (7). Furthermore, the distance between the two lenses 5 and 6 of the 3D video camera and the connecting optical fiber 100 is 22 mm, and the diameter of the optical fiber 100 is adjusted for precise connection with the 3D video camera lenses 5 and 6. The size of the three-dimensional image camera lens (5, 6) is the same.
따라서, 제2실시예는 체내 수술 부위에 삽입되는 2차원 복강경(10)에서 얻어진 가시광선 영역의 2차원 영상은 C-mount 아답터(7) 내에 있는 렌즈계(7a)에 전달되고, 광섬유(100)에 의해 2개의 2차원 영상으로 분기되어 각각 3차원 영상 카메라의 렌즈(8,9)로 입사된다.Therefore, in the second embodiment, the 2D image of the visible light region obtained from the 2D laparoscopic 10 inserted into the surgical site of the body is transmitted to the lens system 7a in the C-mount adapter 7 and the optical fiber 100 Is branched into two two-dimensional images and incident on the lenses 8 and 9 of the three-dimensional image camera, respectively.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 2차원 영상 3차원 변환 광학 어댑터를 채용한 입체 영상 복강경 시스템은, 2차원 영상 광학계가 하나 설치된 복강경 및 프리즘을 이용한 광학 아답타 혹은 광섬유를 이용한 광학 아답타를 채용함으로써, 하나의 2차원 영상을 두 개의 2차원 영상으로 분기시켜 3차원 영상 카메라에서 입체 영상으로 조합한다. 이러한 입체 영상 복강경 시스템은 다음과 같은 장점을 갖는다.As described above, the three-dimensional image laparoscope system employing the two-dimensional image three-dimensional conversion optical adapter according to the present invention, by employing an optical adapter using a laparoscopic and prism or an optical adapter using an optical fiber provided with one two-dimensional imaging optical system, A two-dimensional image is divided into two two-dimensional images, and a three-dimensional image camera is combined into a stereoscopic image. This stereoscopic laparoscopic system has the following advantages.
1. 고가의 3차원 영상 복강경을 2차원 영상 복강경으로 대체할 수 있으므로,기존의 2차원 복강경을 활용하여 기존의 3차원 영상 복강경 시스템과 동일한 입체 영상을 얻을 수 있다.1. Expensive three-dimensional laparoscopic can be replaced by two-dimensional laparoscopic, so that the same three-dimensional image can be obtained using the existing two-dimensional laparoscopic system.
2. 광학적인 방법으로 2차원 렌즈 빔을 분리하여 2개의 2차원 렌즈 빔을 만들므로 실시간으로 3차원 영상 복강경 영상을 구현할 수 있다. 따라서, 소프트웨어나 하드웨어적 방법에 의한 3차원 영상 구성 방법의 문제점인 실시간 처리의 어려움이 해소된다.2. The two-dimensional lens beam is made by separating the two-dimensional lens beam by the optical method, so that the three-dimensional laparoscope image can be realized in real time. Therefore, the difficulty of real-time processing, which is a problem of the 3D image composition method by software or hardware method, is solved.
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