KR20240029216A - 고품질 이미지를 제공하는 내시경 장치 - Google Patents

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KR20240029216A
KR20240029216A KR1020220107401A KR20220107401A KR20240029216A KR 20240029216 A KR20240029216 A KR 20240029216A KR 1020220107401 A KR1020220107401 A KR 1020220107401A KR 20220107401 A KR20220107401 A KR 20220107401A KR 20240029216 A KR20240029216 A KR 20240029216A
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전광길
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인천대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 고품질 이미지를 제공하는 내시경 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 내시경 장치는, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열 및 이미지 센서를 이용해 이미지를 캡쳐한 영상 데이터를 생성하는 카메라 모듈, 및 상기 카메라 모듈과 유선 또는 무선으로 통신하며, 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 전송하고, 상기 영상 데이터를 수신하는 제어장치를 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각의 초점 조절을 제어하는 카메라 제어부, 및 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열에 대응된 상기 이미지 센서로부터의 각각의 영상 데이터에 대하여, 두 개의 이미지들 마다의 중첩 이미지 부분을 판단하고 동일 위치로 판단된 위치를 일치시켜 이어 붙인 합성 이미지의 영상 데이터를 생성하는 이미지 합성부를 포함한다.

Description

고품질 이미지를 제공하는 내시경 장치 {Endoscopic Device for providing High-quality Images}
본 발명은 내시경 장치에 관한 것으로서, 특히, 다중 시야 이미지의 합성을 이용한 고품질 이미지를 제공하는 내시경 장치에 관한 것이다.
일반적인 캡슐 내시경이나 삽관 내시경과 같은 내시경 장치는 병변 부위에 대한 카메라를 이용해 내시경 이미지를 캡쳐한다. 카메라는 일반적으로 CMOS, CCD 등의 이미지 센서를 사용하지만 시야가 좁을 뿐만 아니라 넓은 병변 부위에 대한 이미지 전체에서의 초점 맞추기가 균일하게 이루어지지 않으므로 선명하지 않은 이미지를 제공하는 문제점이 있다.
따라서, 시야를 넓히고 선명한 내시경 이미지를 제공할 수 있는 내시경 장치가 필요한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 가변 초점 액체 렌즈의 다중 배열을 이용한 다중 시야 이미지의 합성을 이용하여 고품질 이미지를 제공하기 위한 내시경 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 내시경 장치는, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열 및 이미지 센서를 이용해 이미지를 캡쳐한 영상 데이터를 생성하는 카메라 모듈; 및 상기 카메라 모듈과 유선 또는 무선으로 통신하며, 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 전송하고, 상기 영상 데이터를 수신하는 제어장치를 포함하고, 상기 제어장치는, 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각의 초점 조절을 제어하는 카메라 제어부; 및 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열에 대응된 상기 이미지 센서로부터의 각각의 영상 데이터에 대하여, 두 개의 이미지들 마다의 중첩 이미지 부분을 판단하고 동일 위치로 판단된 위치를 일치시켜 이어 붙인 합성 이미지의 영상 데이터를 생성하는 이미지 합성부를 포함한다.
상기 제어장치는, 상기 초점 조절 동안의 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각의 변형에 상응하는 깊이정보를 산출하여 상기 합성 이미지의 영상 데이터에 대해 상기 깊이정보를 반영하도록 처리하는 3D 영상 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열은, 복수개의 가변 초점 액체 렌즈의 중앙 배열; 상기 중앙 배열의 가변 초점 액체 렌즈들에 접하도록 좌측에 배열된 제1 측부 배열; 및 상기 중앙 배열의 가변 초점 액체 렌즈들에 접하도록 우측에 배열된 제2 측부 배열을 포함하고, 상기 중앙 배열, 상기 제1 측부 배열 및 상기 제2 측부 배열의 가변 초점 액체 렌즈들 전체가 좌우 대칭, 상하 대칭 및 원점 대칭이 되도록 배열될 수 있다.
상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각은, 투명 기재 용기 내에 적층된, 제1 링형 금속 전극, 전도성 액체, 제2 링형 금속 전극 및 멤브레인을 포함하고, 상기 제1 링형 금속 전극 및 상기 제2 링형 금속 전극에 인가되는 전압의 변화에 따라 상기 전도성 액체에 유도되는 정전기력의 차이를 통해 상기 멤브레인의 탄성 변형에 의한 오목 형상과 볼록 형상 사이에서 상기 초점 조절이 제어될 수 있다.
상기 이미지 센서는, 하나의 상기 이미지 센서를 포함하고, 상기 이미지 센서의 각 분할된 부분으로부터 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또한, 상기 이미지 센서는, 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 하나씩 대응된 이미지 센서로 구성된 복수의 이미지 센서를 포함하고, 상기 복수의 이미지 센서 각각으로부터 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득할 수도 있다.
상기 이미지 센서는, CMOS 또는 CCD 이미지 센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 내시경 장치에 따르면, 가변 초점 액체 렌즈의 다중 배열에 대한 손쉬운 제어장치의 작동에 의한 제어를 이용하여 다중 시야 이미지의 깨끗한 이미들을 획득하며, 다중 시야 이미지의 합성을 통해 경계 부분의 연결이 자연스러운 고품질 내시경 이미지를 획득할 수 있다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는 첨부도면은, 본 발명에 대한 실시예를 제공하고 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내시경 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치와 카메라 모듈의 구체적인 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈에 대한 측면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈의 구조와 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈의 전극에 대한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈의 전압-초점 전력 간의 특성 곡선의 예이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해서 자세히 설명한다. 이때, 각각의 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타낸다. 또한, 이미 공지된 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 이하에 개시된 내용은, 다양한 실시 예에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분을 중점적으로 설명하며, 그 설명의 요지를 흐릴 수 있는 요소들에 대한 설명은 생략한다. 또한 도면의 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니며, 따라서 각각의 도면에 그려진 구성요소들의 상대적인 크기나 간격에 의해 여기에 기재되는 내용들이 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내시경 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 내시경 장치(100)는, 디스플레이 장치(10)로 내시경 영상을 제공하기 위한, 카메라 모듈(110) 및 제어장치(120)를 포함한다.
카메라 모듈(110)과 제어장치(120)는 유선 또는 무선 통신으로 연결되어, 제어장치(120)는 카메라 모듈(110)에 대한 전반적인 제어를 수행하며, 카메라 모듈(110)과 제어장치(120)는 필요한 데이터를 언제든지 주고받을 수 있다.
즉, 카메라 모듈(110)과 제어장치(120)가 무선 통신으로 연결되는 경우 내시경 장치(100)는 캡슐 내시경 장치를 구현하는 것이며, 카메라 모듈(110)과 제어장치(120)가 유선 통신으로 연결되는 경우 내시경 장치(100)는 삽관 내시경 장치를 구현하는 것이다. 도면에 도시되지 않았지만, 이와 같은 유선 또는 무선 통신을 위하여 카메라 모듈(110)과 제어장치(120) 각각에는 필요한 모뎀이나 트랜시버가 구비될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 장치(120)와 카메라 모듈(110)의 구체적인 블록도이다.
도 2를 참조하면, 카메라 모듈(110)은 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111), 이미지 센서(112) 및 광원부(113)를 포함하며, 제어 장치(120)는 카메라 제어부(121), 이미지 합성부(122), 3D 영상 처리부(123) 및 데이터 송수신부(124)를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(110)은, 시술자 등에 의해 인체의 병변 부위 등에 접근될 수 있으며, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111) 및 이미지 센서(112)를 이용해 병변 부위 등에 대한 이미지를 캡쳐한 해당 영상 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(112)는 CMOS((Complementary Metal Oxide Semiconductor) 또는 CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서를 포함할 수 있다.
이와 같이 카메라 모듈(110)이 작동될 때, 제어 장치(120)는 광원부(113)의 소정의 광원이 턴온되도록 제어하여, 캡쳐되는 이미지가 병변 부위 등에 대한 선명한 이미지가 되도록 할 수 있다. 광원부(113)는 LED(Light Emitting Diode), OLED(Organic Light Emitting Diode), 또는 레이저다이오드를 포함하는 발광 다이오드, 또는 필라멘트 램프 등을 포함할 수 있다.
제어 장치(120)는, 상기 영상 데이터를 생성하도록 카메라 모듈(110)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 데이터 송수신부(124)를 통해 해당 포맷으로 전송하고, 데이터 송수신부(124)를 통해 상기 영상 데이터를 수신하여 디스플레이 장치(10)에서 처리 가능한 포맷으로 변환할 수 있다. 데이터 송수신부(124)는 카메라 모듈(110)과 필요한 데이터를 주고받기 위하여 소정의 모뎀이나 트랜시버를 포함할 수 있으며, 카메라 모듈(110) 역시 데이터 송수신부(124)와 필요한 데이터를 주고받기 위하여 소정의 모뎀이나 트랜시버를 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(110)에 대한 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 카메라 모듈(110)에 대한 측면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 카메라 모듈(110)은 하우징(20)에 고정된 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111), 및 하우징(20)에서 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111)로부터 들어오는 빛을 수광하도록 배치되며, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111)로부터 들어오는 빛에 대한 해당 영상 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서(112)를 포함한다.
복수의 가변 초점 액체 렌즈로 이루어진 배열(111)은, 중앙 배열(310), 제1 측부 배열(320) 및 제2 측부 배열(330)을 포함한다. 도 3a에서 중앙 배열(310)에 3개의 가변 초점 액체 렌즈의 배열, 제1 측부 배열(320)에 2개의 가변 초점 액체 렌즈의 배열, 제2 측부 배열(330)에 2개의 가변 초점 액체 렌즈의 배열을 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 중앙 배열(310)에 2개, 3개 또는 더 많은 수의 복수개의 가변 초점 액체 렌즈가 서로 접하도록 배열될 수 있으며, 그에 따라 제1 측부 배열(320)에 중앙 배열(310)의 가변 초점 액체 렌즈들(예, 2개)에 접하도록 좌측에 배열될 수 있고, 제2 측부 배열(330)에 중앙 배열(310)의 가변 초점 액체 렌즈들(예, 2개)에 접하도록 우측에 배열될 수 있다.
중앙 배열(310)의 가변 초점 액체 렌즈의 배열을 사이에 두고, 제1 측부 배열(320) 및 제2 측부 배열(330)의 가변 초점 액체 렌즈들은 서로 대칭적으로 마주 보도록 배치된다. 이외에도 중앙 배열(310), 제1 측부 배열(320) 및 제2 측부 배열(330)의 가변 초점 액체 렌즈들은, 전체적으로, 좌우 대칭이며, 상하 대칭이고, 및 원점(전체 배열 또는 중앙 배열의 중심) 대칭이 되도록 배열되는 것이 바람직하다.
도 3b와 같이, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111)로부터 들어오는 빛에 대한 해당 영상 데이터를 생성하기 위한 이미지 센서(112)는, 하나의 이미지 센서로 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111)에 대응된 하나의 이미지 센서(112)가 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111) 전체로부터 수광되는 빛에 의한 이미지를 캡쳐할 수 있다. 이때, 이미지 센서(112)의 각 분할된 부분으로부터 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득할 수 있다.
또는, 이미지 센서(112)는, 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각에 하나씩 대응된 이미지 센서로 구성된 복수의 이미지 센서로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 복수의 이미지 센서 각각으로부터 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득하도록 구성하는 것도 가능하다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈(30)의 구조와 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈(30)의 전극에 대한 평면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 카메라 모듈(110)의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111) 각각의 가변 초점 액체 렌즈(30)는, 직경 수십 미크론 내지 수mm 정도의 오목한 원기둥 모양 등의 투명 기재 용기(31)(예, 유리, 쿼츠 등) 내에 적층된, 제1 링형 금속 전극(32), 전도성 액체(33), 제2 링형 금속 전극(34) 및 멤브레인(35)을 포함한다.
제1 링형 금속 전극(32)과 제2 링형 금속 전극(34)은 도 4b와 같이 두께 수 미크론 내지 수백 미크론의 원형, 또는 링형의 금속(예, Au, Ag, Cu 등)으로 이루어질 수 있다. 전도성 액체(33)는 소정의 전도성이 있는 수용액, 절연액, 유액(oily liquid) 등일 수 있다. 멤브레인(35)은 두께 수 미크론 내지 수십 미크론의 폴리디메틸실록산(PDMS)으로 이루어진 얇은 막 형태일 수 있으며, 높은 광 투과율과 탄성 모듈러스를 갖는다.
본 발명에서는 도 4a와 같이 제1 링형 금속 전극(32) 및 제2 링형 금속 전극(32)에 인가되는 전압의 변화에 따라(V0->V1->V2) 전도성 액체(33)에 유도되는 정전기력의 차이를 통해 멤브레인(35)의 탄성 변형에 의한 오목 형상과 볼록 형상 사이에서 초점(초점거리 f) 조절이 제어될 수 있음을 이용한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 가변 초점 액체 렌즈(30)의 전압-초점 전력(디옵터) 간의 특성 곡선의 예이다.
도 5를 참조하면, 제1 링형 금속 전극(32) 및 제2 링형 금속 전극(32)에 인가되는 전압이 없는 경우(Voltage=V0), 전도성 액체(33)의 응집력, 표면장력, 또는 그에 미치는 중력 등의 영향으로 자연스럽게 멤브레인(35) 표면이 오목한 형태이며 오목 렌즈 기능을 수행할 수 있다.
제1 링형 금속 전극(32) 및 제2 링형 금속 전극(32)에 인가되는 전압이 Voltage=V1(예, 43V)으로 증가되는 경우, 전도성 액체(33)의 일부가 정전기력에 의해 중앙부로 밀려나며 멤브레인(35) 표면이 평평한 상태를 유지할 수 있다.
또한, 제1 링형 금속 전극(32) 및 제2 링형 금속 전극(32)에 인가되는 전압이 Voltage=V2으로 더 증가되는 경우(예, 43V 초과), 전도성 액체(33)가 정전기력에 의해 중앙부로 더 밀려나며 제1 링형 금속 전극(32) 및 제2 링형 금속 전극(32)은 더 가까워지고 멤브레인(35) 표면이 볼록한 상태를 유지할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 가변 초점 액체 렌즈(30)의 배열(111)을 이용하는 본 발명의 일 실시예에 따른 내시경 장치(100)에서, 도 2를 더 참조하면, 카메라 모듈(110)과 유무선으로 연결될 수 있는 제어 장치(120)는, 카메라 제어부(121), 이미지 합성부(122), 3D 영상 처리부(123) 및 데이터 송수신부(124)를 포함할 수 있다.
카메라 제어부(121)는 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각의 초점 조절을 제어할 수 있다. 즉, 사용자의 조작에 따라 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 중 어느 것을 제어할 것인지를 선택할 수 있으며, 선택된 액체 렌즈에 대하여 카메라 제어부(121)는 제어 신호(예, 인가 전압 포함)를 전달해 초점 조절이 이루어지도록 저어할 수 있다. 이와 같은 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각의 초점 조절을 통해 다중 시야 이미지의 깨끗한 이미들을 획득할 수 있다.
경우에 따라서는 카메라 제어부(121)는 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각에 대한 자동 초점 조절을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 자동 초점 조절을 위하여, 카메라 제어부(121)는 이미지 센서(112)로부터의 영상 데이터에서 국부적인 픽셀값들이, 가변 초점 액체 렌즈들(111)에 인가되는 전압에 따라 변하는 추이를 수집하여, 상기 픽셀값들에서의 밝기가 최대한 유사할 때의 픽셀값들로 유지하도록 자동 초점 조절을 제어할 수 있다.
이미지 합성부(122)는 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111)의 배열에 대응된 이미지 센서(120)로부터의 각각의 영상 데이터에 대하여, 두 개의 이미지들 마다의 중첩 이미지 부분을 판단하고 동일 위치로 판단된 위치를 일치시켜 이어 붙인 합성 이미지의 영상 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 도 3a와 같이, 가변 초점 액체 렌즈들(111)에 대응된 이미지 센서(120)로부터의 영상 데이터이 이미지가 7개인 경우에, 각각의 두 개의 이미지들 마다 중첩되는 이미지가 있으며, 이미지 합성부(122)는 해당 중첩 이미지 부분을 모두 판단하여 같은 위치들끼리 일치시켜 이어 붙이는 방식으로 이미들을 합성하여 하나의 합성 이미지를 생성할 수 있다. 이때 중첩 이미지 부분에 대하여는 이미지 합성부(122)는 두 개의 이미지들의 픽셀값들의 평균값으로 대체할 수 있다.
3D 영상 처리부(123)는 카메라 제어부(121)에서의 초점 조절 동안의 복수의 가변 초점 액체 렌즈(111) 각각의 변형(인가 전압에 따라 전도성 액체(33)에 유도되는 정전기력의 차이를 통한 멤브레인(35)의 탄성 변형)에 상응하는 깊이정보를 산출하여 이미지 합성부(122)로부터의 합성 이미지의 영상 데이터에 대해 상기 깊이정보를 반영하도록 처리할 수 있다. 예를 들어, 가변 초점 액체 렌즈들(111)의 상기 인가 전압에 따른 상기 탄성 변형의 정도와 깊이정보(예, 원근을 표현하기 위한 깊이 거리값)는 미리 테이블로 준비될 수 있으며, 3D 영상 처리부(123)는 상기 깊이정보를 원근법으로 표시하기 위하여, 이미지 합성부(122)로부터의 합성 이미지의 각 픽셀값들에 대한 위치값 이동을 수행할 수 있다. 이에 따라 원근감을 표현된 3차원 고품질 내시경 이미지를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 내시경 장치(100)에 따르면, 가변 초점 액체 렌즈(30)의 다중 배열에 대한 손쉬운 제어장치(120)의 작동에 의한 제어를 이용하여 다중 시야 이미지의 깨끗한 이미들을 획득하며, 다중 시야 이미지의 합성을 통해 경계 부분의 연결이 자연스러운 고품질 내시경 이미지를 획득할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
카메라 모듈(110)
복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열(111)
이미지 센서(112)
제어 장치(120)
카메라 제어부(121)
이미지 합성부(122)
3D 영상 처리부(123)

Claims (7)

  1. 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열 및 이미지 센서를 이용해 이미지를 캡쳐한 영상 데이터를 생성하는 카메라 모듈; 및
    상기 카메라 모듈과 유선 또는 무선으로 통신하며, 상기 카메라 모듈의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 전송하고, 상기 영상 데이터를 수신하는 제어장치를 포함하고,
    상기 제어장치는,
    상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각의 초점 조절을 제어하는 카메라 제어부; 및
    상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열에 대응된 상기 이미지 센서로부터의 각각의 영상 데이터에 대하여, 두 개의 이미지들 마다의 중첩 이미지 부분을 판단하고 동일 위치로 판단된 위치를 일치시켜 이어 붙인 합성 이미지의 영상 데이터를 생성하는 이미지 합성부
    를 포함하는 내시경 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는,
    상기 초점 조절 동안의 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각의 변형에 상응하는 깊이정보를 산출하여 상기 합성 이미지의 영상 데이터에 대해 상기 깊이정보를 반영하도록 처리하는 3D 영상 처리부
    를 더 포함하는 내시경 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈의 배열은,
    복수개의 가변 초점 액체 렌즈의 중앙 배열;
    상기 중앙 배열의 가변 초점 액체 렌즈들에 접하도록 좌측에 배열된 제1 측부 배열; 및
    상기 중앙 배열의 가변 초점 액체 렌즈들에 접하도록 우측에 배열된 제2 측부 배열을 포함하고,
    상기 중앙 배열, 상기 제1 측부 배열 및 상기 제2 측부 배열의 가변 초점 액체 렌즈들 전체가 좌우 대칭, 상하 대칭 및 원점 대칭이 되도록 배열된, 내시경 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각은,
    투명 기재 용기 내에 적층된, 제1 링형 금속 전극, 전도성 액체, 제2 링형 금속 전극 및 멤브레인을 포함하고,
    상기 제1 링형 금속 전극 및 상기 제2 링형 금속 전극에 인가되는 전압의 변화에 따라 상기 전도성 액체에 유도되는 정전기력의 차이를 통해 상기 멤브레인의 탄성 변형에 의한 오목 형상과 볼록 형상 사이에서 상기 초점 조절이 제어되는, 내시경 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    하나의 상기 이미지 센서를 포함하고,
    상기 이미지 센서의 각 분할된 부분으로부터 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득하는 내시경 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는,
    상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 하나씩 대응된 이미지 센서로 구성된 복수의 이미지 센서를 포함하고,
    상기 복수의 이미지 센서 각각으로부터 상기 복수의 가변 초점 액체 렌즈 각각에 대응된 각각의 영상 데이터를 획득하는 내시경 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이미지 센서는, CMOS 또는 CCD 이미지 센서를 포함하는 내시경 장치.
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