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KR100906464B1 - Endoscope and how it works - Google Patents

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KR100906464B1
KR100906464B1 KR1020080118039A KR20080118039A KR100906464B1 KR 100906464 B1 KR100906464 B1 KR 100906464B1 KR 1020080118039 A KR1020080118039 A KR 1020080118039A KR 20080118039 A KR20080118039 A KR 20080118039A KR 100906464 B1 KR100906464 B1 KR 100906464B1
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KR
South Korea
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endoscope
human body
capsule endoscope
image information
housing
Prior art date
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KR1020080118039A
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Korean (ko)
Inventor
김이곤
김영호
Original Assignee
주식회사 인트로메딕
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Publication date
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Abstract

본 발명은 캡슐형 내시경에 관한 것이다.The present invention relates to a capsule endoscope.

본 발명은 캡슐형 내시경에 있어서, 피사체에 빛을 조사하는 조명소자; 상기 피사체의 영상 정보를 구하는 적어도 2개의 이미지 취득부; 상기 이미지 취득부라에서 구하여진 영상 정보를 전기적 신호로 변환하여 처리하는 영상 정보 처리부; 상기 조명소자와, 이미지 취득부 및 영상 정보 처리부가 구비된 하우징; 및 상기 하우징의 표면에 구비되어 상기 전기적 신호가 인가되는 제 1 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경을 제공한다.The present invention provides a capsule endoscope, comprising: an illumination element for irradiating light to a subject; At least two image acquisition units for obtaining image information of the subject; An image information processing unit converting the image information obtained by the image acquisition unit into an electrical signal and processing the converted image information; A housing including the lighting device, an image acquisition unit, and an image information processing unit; And a first electrode provided on the surface of the housing and configured to receive the electrical signal.

따라서, 본 발명에 따르면 내시경의 하우징의 양방향에 이미지 취득부가 구비되어 장기 전체의 모습을 안정적으로 촬영할 수 있고, 인체 통신 방식을 사용하여 복수 개의 카메라를 장시간 사용할 수 있다.Therefore, according to the present invention, an image acquisition unit is provided at both sides of the housing of the endoscope, so that the whole organ can be stably photographed, and a plurality of cameras can be used for a long time using a human body communication method.

Description

내시경 및 그 작동방법{An endoscope and a method for operating it}Endoscope and a method for operating it}

본 발명은 내시경에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡슐(capsule)형 내시경에 관한 것이다.The present invention relates to an endoscope, and more particularly to a capsule endoscope.

내시경은 본래 수술을 하거나 또는 부검(剖檢)을 하지 않고서는 직접 병변(病變)을 볼 수 없는 인체 내의 장기에 대하여 기계를 삽입하여 관찰하도록 고안된 기구이다. 내시경은 여러 종류로 분류될 수 있으며, 직달경이라 하여 1개의 통(筒)으로 되어 있어서 장기를 직접 육안으로 볼 수 있는 형, 렌즈시스템을 이용한 형, 카메라를 직접 장기에 삽입하는 형(胃 카메라) 및 유리섬유를 사용한 파이버스코프 등이 있다. 소화기관 특히 위(stomach)에 관한 내시경의 고도발달로 인하여 보통 내시경이라고 하면 위카메라·위파이버스코프를 가리킨다.Endoscopy is an instrument originally designed to insert a machine into an organ in the human body where the lesion cannot be seen directly without surgery or autopsy. Endoscopes can be classified into various types, and it is called a straight tube, which has one barrel, so that the organ can be seen with the naked eye directly, the lens system is used, and the camera is inserted directly into the organ. ) And a fiber scope using glass fibers. Due to the high development of the endoscope, especially on the gastrointestinal tract, the endoscope usually refers to a gastric camera or a stomach fiberscope.

그러나, 상술한 내시경은 검사에 따르는 고통과 불쾌감 등으로 인하여 많은 환자들이 내시경 검사를 회피하고 대신하여 약물 치료 등을 받으려는 경우가 있다. 따라서, 상술한 단점을 보완하고 특히 소화기관 가운데 가장 긴 소장 등의 질환 진단에 이용할 목적으로 캡슐형 내시경이 개발되었다.However, the above-described endoscope is due to the pain and discomfort associated with the test, so many patients may try to avoid the endoscopy and receive medication instead. Therefore, a capsule endoscope has been developed for the purpose of supplementing the above-mentioned disadvantages and in particular for the diagnosis of diseases such as the longest small intestine among the digestive organs.

캡슐형 내시경은 환자 등이 알약처럼 삼키면 위,소장 등의 소화기관 내부로 들어가 의사 등이 비디오 화면이나 컴퓨터 모니터 등으로 환자 등의 소화 기관 내부를 직접 관찰할 수 있도록 만들어진 캡슐 형태의 초소형 내시경이다.A capsule endoscope is a capsule endoscope that is made so that when a patient swallows like a pill, the patient enters the digestive organs such as the stomach and the small intestine and a doctor can directly observe the digestive organs of the patient with a video screen or a computer monitor.

그러나, 상술한 종래의 캡슐형 내시경은 다음과 같은 문제점이 있었다.However, the conventional capsule endoscope described above has the following problems.

종래의 캡슐내시경은 대부분 영상 신호의 전송으로 RF 방식을 이용하여 전력소모가 크다. 따라서, 캡슐내시경을 이용하여 인체 체강 전체(식도, 위, 소장, 대장)를 볼 수 없었고, 캡슐의 동작시간(oprerating time)이 길어야 5~6시간 정도였다.Conventional capsule endoscopes consume a lot of power by using an RF method to transmit a video signal. Therefore, the entire body cavity (esophagus, stomach, small intestine, large intestine) could not be seen using the capsule endoscope, and the capsule had to have a long operating time (oprerating time) of about 5 to 6 hours.

상술한 문제점을 극복하기 위하여 딜레이 턴 온(delay turn on) 방식을 주로 사용하는 데, 캡슐내시경이 인체의 구강을 통해 삽입된 후 상기 캡슐내시경에 내장된 타이머를 이용하여 일정한 시간 후에 턴 온이 되거나, 소장 또는 대장과 같은 장기를 인식하여 턴 온이 되는 방법을 이용하고 있다. 장기 인식을 위하여 장기의 온도, 장기의 pH(인체의 장기에 따른 체액의 산성도), 장기의 형상(소장 대장의 직경) 및 소장과 대장의 압력 등을 통하여 인식하려고 하고 있다.In order to overcome the above-mentioned problems, a delay turn on method is mainly used. After the capsule endoscope is inserted through the oral cavity of the human body, the capsule endoscope is turned on after a predetermined time using a timer built in the capsule endoscope. It recognizes organs such as the small intestine or the large intestine and turns them on. In order to recognize the organs, the temperature of the organs, the pH of the organs (acidity of body fluids according to the organs of the human body), the shape of the organs (diameter of the small intestine large intestine), and the pressures of the small and large intestine are intended to be recognized.

그러나, 상술한 딜레이 턴 온 방식의 경우에는 사람마다 인체 내의 각 장기에서의 캡슐내시경 통과시간 즉, 캡슐내시경의 소화시간이 상이하여 대장 등에 도달하기 전에 턴 온이 되는 경우에는 대장의 영상정보를 취득하지 못한다는 단점이 있다. 또한, 상기 장기 인식에 의해 턴 온되는 방식은 현실적으로 실현하기가 어렵다는 문제점이 있다. 즉, 장기 인식 및 위치 인식을 정확하게 구현하기 어렵다.However, in the above-described delay turn-on method, the capsule endoscope passing time in each organ in the human body, that is, the digestion time of the capsule endoscope differs from one person to another, so that the image information of the large intestine is acquired when the person turns on before reaching the large intestine. The disadvantage is that you can't. In addition, there is a problem that the method turned on by the long-term recognition is difficult to realize in reality. That is, it is difficult to accurately implement long-term recognition and location recognition.

그리고, 인체 내의 식도나 위 또는 소장과 달리 대장의 경우 일부에서 상행결장의 구조를 갖고 있으므로, 내시경의 이동방법이 문제된다. 특히, 대장의 직경 이 소장보다 크므로, 소장의 연동운동에 의하여 이동된 내시경이 대장의 연동에 의하여 이동시키기 어려운 문제점이 있다.And, unlike the esophagus or stomach or small intestine in the human body, in part because of the structure of the colon ascending, the endoscope movement method is a problem. In particular, since the diameter of the large intestine is larger than the small intestine, the endoscope moved by the peristalsis movement of the small intestine is difficult to move by the peristalsis of the large intestine.

또한, 상술한 캡슐형 내시경은 하우징에 구비된 카메라에서 포착된 인체 내부의 영상데이터가 외부의 수신기로 전송되어 모니터에서 이를 재현한다. 여기서, 캡슐형 내시경은 신호전송방식으로서 무선전파방식을 채용하고 있으므로, 전력소모가 크고 이에 따라 동작시간이 짧으며, 인체외부의 각종 전자파의 간섭을 받을 수 있다. 또한, 상술한 무선전파방식은 영상신호를 고주파 신호로 변환하는 변조회로, 신호전송을 위한 안테나 등 무선송신기를 구비하여야 하므로 부피가 커지고 생산비용이 상승하며, 고주파의 사용으로 인하여 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있다.In addition, in the capsule endoscope described above, the image data of the human body captured by the camera provided in the housing is transmitted to an external receiver and reproduced by the monitor. Here, since the capsule endoscope adopts the radio wave propagation method as a signal transmission method, the power consumption is large, the operation time is short, and various kinds of electromagnetic waves outside the human body may be affected. In addition, the above-mentioned radio wave propagation system has to be provided with a radio transmitter such as a modulation circuit for converting an image signal into a high frequency signal, an antenna for signal transmission, thereby increasing the volume and increasing the production cost, and has a harmful effect on the human body due to the use of high frequency. It can be.

또한, 비교적 직경이 넓은 대장 내에서 캡슐형 내시경이 텀블링(tumbling) 될 수 있고, 따라서 대장 내부의 전체 모습이 아닌 일부 면의 영상만이 촬영될 수 있는 문제점도 있다.In addition, the capsule endoscope can be tumbling in a relatively large intestine, and thus there is a problem that only an image of a part of the intestine can be photographed, not an entire view of the inside of the intestine.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 캡슐형 내시경에서 인체 내부의 장기를 촬영할 때 하우징의 텀블링으로 인하여, 장기의 일부만이 촬영되는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to solve the problem that only a part of the organ is taken due to the tumbling of the housing when the organ inside the human body in the capsule endoscope.

본 발명의 다른 목적은, 소장 등에 비하여 대장의 직경이 증가하여 연동운동에 의하여 내시경을 이동시킬 수 없는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to solve the problem that the diameter of the large intestine compared to the small intestine can not be moved by peristalsis movement.

본 발명의 다른 목적은, 캡슐형 내시경이 종래의 무선전파방식을 사용하여 부피가 커지고 생산비용이 상승하며, 고주파의 사용으로 인하여 인체에 유해한 영향을 끼칠 수 있는 문제점을 해결하고자 하는 것이다.Another object of the present invention is to solve the problem that the capsule endoscope is bulky and the production cost is increased by using the conventional radio wave propagation, and may have a harmful effect on the human body due to the use of high frequency.

상술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 캡슐형 내시경에 있어서, 피사체에 빛을 조사하는 조명소자; 상기 피사체의 영상 정보를 구하는 적어도 2개의 이미지 취득부; 상기 이미지 취득부에서 구하여진 영상 정보를 전기적 신호로 변환하여 처리하는 영상 정보 처리부; 상기 조명소자와, 이미지 취득부 및 영상 정보 처리부가 구비된 하우징; 및 상기 하우징의 표면에 구비되어 상기 전기적 신호가 인가되는 제 1 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention, the capsule endoscope, the illumination element for irradiating light to the subject; At least two image acquisition units for obtaining image information of the subject; An image information processing unit which converts the image information obtained by the image acquisition unit into an electrical signal and processes the image information; A housing including the lighting device, an image acquisition unit, and an image information processing unit; And a first electrode provided on the surface of the housing and configured to receive the electrical signal.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 피사체의 영상 정보를 적어도 2방향에서 획득하는 단계; 상기 영상 정보를 전기적 신호로 변환하는 단계; 상기 전기적 신호로 내시경 하우징 및 인체 표면에 전류를 인가하는 단계; 및 상기 인체 표면에 인가된 전류에 의하여, 상기 영상 정보를 재생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경의 작동방법을 제공한다.According to another embodiment of the invention, the step of obtaining the image information of the subject in at least two directions; Converting the image information into an electrical signal; Applying current to the endoscope housing and the human body surface with the electrical signal; And by the current applied to the surface of the human body, it provides a method of operating the capsule endoscope comprising the step of reproducing the image information.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 내시경 및 그 작동방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effects of the endoscope according to the present invention described above and its operating method are as follows.

첫째, 서로 직경의 장기 내에서 각각의 장기의 연동 운동 등에 의하여 내시경을 이동시킬 수 있고, 복수 개의 카메라를 사용하면서도 인체 통신 방식 및 3 모드의 사용으로 인하여 전력소모를 줄여서 카메라를 장시간 사용할 수 있으므로, 인체 투여 후 대장의 병변까지 촬영이 가능하다.First, the endoscope can be moved by interlocking movement of each organ in the organs of the diameter of each other, and the camera can be used for a long time by reducing power consumption due to the use of the human body communication method and 3 modes while using a plurality of cameras, After administration of the human body, it is possible to photograph the lesions of the colon.

둘째, 인체 통신 방식을 사용하여 구조적으로 안테나가 필요 없으므로 하우징의 부피가 줄고 인체에 유해한 고주파를 사용하지 않는다.Secondly, since the antenna is not structurally required using the human body communication method, the housing is reduced in volume and does not use high frequency harmful to the human body.

셋째, 캡슐형 내시경의 직경이 가변 구조를 가지므로 인체 내부의 장기 특히 대장을 촬영할 때 하우징의 텀블링을 방지하고, 만일 텀블링이 발생하여도, 캡슐형 내시경의 하우징의 양방향에 카메라가 구비되어 장기 내에서 하우징의 텀블링이 발생하여도 장기 전체의 모습을 촬영할 수 있다.Third, since the diameter of the capsule endoscope has a variable structure, it prevents the tumbling of the housing when photographing the organs, especially the large intestine inside the human body, and even if tumbling occurs, the camera is provided in both directions of the housing of the capsule endoscope, Even if the housing is tumbling, the entire organ can be photographed.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 종래와 동일한 구성 요소는 설명의 편의상 동일 명칭 및 동일 부호를 부여하며 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention that can specifically realize the above object will be described. The same components as in the prior art are given the same names and the same reference numerals for convenience of description, and detailed description thereof will be omitted.

첨부된 도면에서는 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타냈으며, 도면에 나타난 각 층간의 두께 비가 실제 두께 비를 나타내는 것은 아니다.In the accompanying drawings, the thickness of layers, films, panels, regions, etc., are exaggerated for clarity.

도 1은 본 발명에 따른 캡슐형 내시경의 일실시예의 구조를 나타낸 도면이다. 이하에서, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 캡슐형 내시경의 일실시예를 설명한다.1 is a view showing the structure of an embodiment of a capsule endoscope according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of a capsule endoscope according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 실시예에 따른 캡슐형 내시경은, 2개의 카메라(110, 115)가 하우징(100)의 양 끝단에 구비되어 있다. 그리고, 각각의 카메라(110, 115)가 촬영할 피사체를 조명하기 위하여 2개의 조명 소자 (120, 125)가 구비되어 있다. 여기서, 2개의 카메라(110, 115)가 하우징(100)의 양 끝단에 구비된 것은 피사체(주로 인체 내 장기)의 양 방향을 촬영하기 위한 것이며, 3방향 이상에 카메라가 구비될 수도 있다. 그리고, 카메라(110, 115)의 전면에는 어퍼처(110a, 115a)가 구비되어야 함은 당연하다. 또한, 카메라(110, 115)의 전면에는 렌즈(110b, 115b)가 구비되어 상기 어퍼처(110a, 110b)로부터 입사된 빛이 상기 카메라(110, 115)에 집속될 수 있도록 한다. 여기서, 카메라는 이미지 취득 장치의 일실시예일 뿐인 것은 당연하다. 그리고, 상기 카메라(110, 115)는 하우징(100)의 서로 다른 방향에 구비되며, 상술한 양 끝단은 그 일실시예일 뿐이다.In the capsule endoscope according to the present embodiment, two cameras 110 and 115 are provided at both ends of the housing 100. In addition, two illumination elements 120 and 125 are provided to illuminate a subject to be photographed by each of the cameras 110 and 115. Here, the two cameras 110 and 115 are provided at both ends of the housing 100 to photograph both directions of a subject (mainly an organ in the human body), and the camera may be provided in at least three directions. And, it is obvious that the apertures 110a and 115a should be provided in front of the cameras 110 and 115. In addition, the front of the camera (110, 115) is provided with lenses (110b, 115b) so that the light incident from the aperture (110a, 110b) can be focused on the camera (110, 115). It is obvious that the camera is only one embodiment of the image acquisition device. In addition, the cameras 110 and 115 are provided in different directions of the housing 100, and both ends described above are just one embodiment.

하우징(100)은 sensor, battery, PCB 등 송신기의 모든 부분을 감싸고 보호하는 구조물로써, 돔(Dome) 형상의 양 끝단과 결합하여 하나의 외관을 구성한다. 여기서, 하우징(100)은 인체와 직접적으로 접촉을 하기 때문에 인체에 무해하여야 하고, 방수, 분해, 충격에 강해야 한다. 그리고, 하우징(100)의 양 끝단은 돔 구조를 이루는데, 상기 돔 구조에는 상술한 어퍼처(110a, 115a)가 구비되어 인체 내부의 장기를 볼 수 있게 해 주는 창 역할을 하며, 투명하고 인체에 무해하여야 함은 당연하다. 그리고, 카메라(110, 115)는 어퍼처(110a, 115a)를 통하여 입사되는 영상 정보를 획득하는 구조물로써, 화각은 150 도 이상인 것이 바람직하고, 초점은 5~10 밀리미터(mm)인 것이 통상 사용된다. 그리고, 2개의 카메라(105, 115)가 동시 또는 서로 다른 시간에 피사체의 영상 정보를 촬영할 수 있도록 구비될 수 있다.The housing 100 is a structure that surrounds and protects all parts of the transmitter such as a sensor, a battery, a PCB, and combines with both ends of a dome shape to form one exterior. Here, the housing 100 should be harmless to the human body because it is in direct contact with the human body, and should be resistant to waterproofing, disassembly, and impact. In addition, both ends of the housing 100 form a dome structure. The dome structure is provided with the above-mentioned apertures 110a and 115a to serve as a window for viewing the organs inside the human body. It should be natural to be harmless. In addition, the cameras 110 and 115 are structures for acquiring image information incident through the apertures 110a and 115a. Preferably, the angle of view is 150 degrees or more, and the focal point is 5 to 10 millimeters (mm). do. In addition, two cameras 105 and 115 may be provided to capture image information of the subject at the same time or at different times.

그리고, 하우징(100)의 내부에는 영상 정보 처리부(130)가 구비되어 있다. 상기 영상 정보 처리부(130)는 상기 카메라(110, 115)에서 촬영된 영상 정보를 전기적 신호로 변환하여 처리한다. 또한, 영상 정보 처리부(130)는 상기 2개의 카메라(105, 115)에서 촬영된 영상 정보를 모아서 함께 처리하는 컨트롤러(controller)의 역할도 수행한다.The image information processor 130 is provided inside the housing 100. The image information processor 130 converts the image information photographed by the cameras 110 and 115 into electrical signals and processes them. In addition, the image information processor 130 also serves as a controller for collecting and processing image information photographed by the two cameras 105 and 115.

그리고, 상기 영상 정보 처리부(130)에는 별도의 메모리가 구비되어, 내시경에 구비된 카메라 및 LED(Light emitting diode) 조명 소자 등의 스펙을 저장할 수 있다. 따라서, 카메라에서 촬영된 영상을 재생할 때, 카메라 및 조명 소자 등의 상태를 바탕으로 하여, 영상을 보정할 수 있다.In addition, the image information processor 130 may include a separate memory to store specifications of a camera and a light emitting diode (LED) lighting device provided in the endoscope. Therefore, when playing back the image captured by the camera, it is possible to correct the image based on the state of the camera and the lighting element.

그리고, 상기 하우징(100)의 표면에는 송신 전극(140)이 구비될 수 있다. 송신 전극(140)은 상기 하우징(100)의 표면에 구비되고, 상기 하우징(100) 및 이에 구비된 소자들과 전기적으로 절연되어 형성될 수 있다.In addition, a transmission electrode 140 may be provided on a surface of the housing 100. The transmission electrode 140 may be provided on the surface of the housing 100, and may be electrically insulated from the housing 100 and the elements provided therein.

그리고, 도시되지는 않았으나 상기 카메라(110, 115) 내부에는 CMOS 이미지 센서 등이 구비되어, 상기 어퍼처(110a, 110b) 및 렌즈(110b, 115b)로부터 입사된 피사체의 영상 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 어퍼처(110a, 110b)의 내면 및 외면은 비반사 코팅되어, 상기 조명소자(120, 125)로부터 투사된 빛이 피사체를 잘 비출 수 있도록 한다.Although not shown, a CMOS image sensor may be provided inside the cameras 110 and 115 to store image information of an object incident from the apertures 110a and 110b and the lenses 110b and 115b. In addition, the inner and outer surfaces of the apertures 110a and 110b are anti-reflective coating, so that the light projected from the illumination elements 120 and 125 can project the subject well.

그리고, 카메라(110, 115)의 내부에는 전원으로서 작용하는 배터리(150)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 배터리(150)로서 방전전압이 평탄하고 인체에 해가 적은 산화은 전지를 사용하였다.In addition, a battery 150 that serves as a power source may be provided inside the cameras 110 and 115. In the present embodiment, as the battery 150, a silver oxide battery having a flat discharge voltage and less harm to a human body is used.

상술한 본 발명에 따른 캡슐형 내시경의 일실시예의 동작을 간략히 설명하면 다음과 같다.Briefly describing the operation of an embodiment of the capsule endoscope according to the present invention described above are as follows.

상술한 캡슐형 내시경을 환자가 삼키면, 식도를 통하여 인체 내의 장기로 진입하게 된다. 그리고, 인체 내의 장기에서 여러 병변 등을 촬영하여 재생하게 된다. When the patient swallows the capsule endoscope described above, it enters an organ in the human body through the esophagus. In addition, various lesions and the like are photographed and reproduced in the organs of the human body.

이 때, 조명 소자(110, 115)에서 투사된 빛이 렌즈(110b, 115b)를 통과한 후 피사체를 조명한다. 그리고, 피사체의 영상 정보는 다시 렌즈(110b, 115b)를 통과하여, 카메라(110, 115) 등의 CMOS 이미지 센서 등에 포착된다. 그리고, 상기 영상 정보 처리부(130)에서는 내부의 각종 회로를 통하여, 상기 영상 정보를 가공하여 상기 송신 전극(140)으로 전송한다. 그리고, 하우징(100)의 양방향에 구비된 카메라(110, 115)로부터 하우징(100) 양방향의 영상을 얻을 수 있고, 각각의 카메라(110, 115)의 화각이 150도 이상이므로, 내시경이 진행하는 장기 내부의 모습을 거의 빠짐없이 촬영할 수 있다.At this time, the light projected by the lighting elements 110 and 115 passes through the lenses 110b and 115b and then illuminates the subject. The image information of the subject passes again through the lenses 110b and 115b and is captured by a CMOS image sensor such as the cameras 110 and 115. The image information processor 130 processes the image information through various circuits therein and transmits the image information to the transmission electrode 140. In addition, since the images of the housing 100 may be obtained from the cameras 110 and 115 provided in both directions of the housing 100, and the angle of view of each camera 110 and 115 is 150 degrees or more, the endoscope proceeds. You can shoot almost everything inside the organ.

그리고, 상기 캡슐형 내시경은 하우징(100)의 직경이 가변 구조를 가질 수 있다. 즉, 상기 캡슐형 내시경은 소장 뿐만 아니라 대장 내의 영상도 취득할 수 있어야 한다. 그리고, 소장은 평균 약 2.5 cm의 직경을 가지고 있으며, 대장의 직경은 약 6~6.5cm이다. 따라서, 소장의 직경에 맞추어 제작된 캡슐형 내시경은 보다 직경이 큰 대장 내에서 텀블링을 할 가능성이 있다. 특히, 대장 내시경 검사를 위해서는 관장 등 대장을 미리 비워주는 사전 조치를 하는 일반적이며, 이러한 빈 대장 속에서 상기 캡슐형 내시경이 텀블링할 가능성은 더욱 더 크다. 여기서, 본 발명에 따른 캡슐형 내시경이 양방향에 카메라를 가지고 있으나, 안정적인 촬영을 위하여 텀블링을 방지하는 것이 바람직하다.In addition, the capsule endoscope may have a structure in which the diameter of the housing 100 is variable. That is, the capsule endoscope should be able to acquire images in the large intestine as well as the small intestine. The small intestine has an average diameter of about 2.5 cm, and the large intestine has a diameter of about 6 to 6.5 cm. Therefore, the capsule endoscope manufactured to the diameter of the small intestine has the possibility of tumbling in the larger intestine. In particular, for colonoscopy, it is common to preemptively preempt the large intestine such as an enema, and the likelihood of the capsule endoscope tumbling in the empty colon is even greater. Here, although the capsule endoscope according to the present invention has a camera in both directions, it is preferable to prevent tumbling for stable shooting.

또한, 대장은 소장의 외부에 위치하여 그 일부의 구조적인 형상은 상행결장(밑에서 위로 올라가는 형상)의 형태로 인체 내에 위치하고 있다. 따라서, 캡슐형 내시경이 대장에 진입한다고 해도, 상행결장으로 되어 있는 대장을 용이하게 통과하기가 어렵습니다. 여기서, 대장은 위의 운동에 관련되어 연동 운동을 하는 경향이 있다. 즉, 대장은 항상 연동운동을 하는 것이 아니므로, 캡슐형 내시경의 작동 시간 내에 대장을 통과하여야 한다. 따라서, 하우징의 직경이 가변 구조를 가지고 있으면 캡슐형 내시경이 대장을 꽉 채울 수 있고, 대장의 연동 운동에 따라서 비교적 따른 시간 내에 대장을 통과할 수 있다.In addition, the large intestine is located on the outside of the small intestine and its structural shape is located in the human body in the form of an ascending colon (shape from the bottom up). Therefore, even if the capsule endoscope enters the large intestine, it is difficult to easily pass through the large intestine, which is the ascending colon. Here, the large intestine tends to do peristalsis in relation to the above movement. That is, the large intestine does not always peristalsis, so must pass through the large intestine within the operating time of the capsule endoscope. Therefore, if the housing has a variable diameter structure capsule endoscope can fill the large intestine, and can pass through the large intestine in a relatively time according to the peristaltic movement of the large intestine.

이 때, 상술한 바와 같이 하우징이 직경에 있어서 가변 구조를 가지기 위한 한 방편으로, 하우징의 표면에 팽창 부재가 구비될 수 있다. 즉, 도 1b에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 표면에 팽창 부재(160)가 구비될 수 있다. 여기서, 각각 의 팽창 부재(160)는 도시된 것보다 많은 개수로 구비될 수 있으며, 그 팽창 정도 역시 더 클 수 있다. 그리고, 팽창 부재(160)가 도시된 바와 같이 하우징(100)의 표면에 산발적으로 구비될 수도 있으나, 도 1c에 도시된 바와 같이 하우징(100)의 표면에 하나의 층을 이루고 구비될 수도 있다.At this time, as described above, the housing may have a variable structure in diameter, and an expansion member may be provided on the surface of the housing. That is, the expansion member 160 may be provided on the surface of the housing 100 as shown in FIG. 1B. Here, each of the expansion member 160 may be provided in a larger number than shown, the degree of expansion may also be larger. In addition, although the expansion member 160 may be sporadically provided on the surface of the housing 100 as shown, as shown in FIG. 1C, a one layer may be provided on the surface of the housing 100.

또한, 본 실시예에서는 팽창 부재(160)가 하우징(100)의 표면에 각각 구비되었으나, 하우징 전체가 상술한 바와 같이 팽창될 수 있는 구조를 가질 수도 있음은 당연하다. 그리고, 상술한 팽창 부재(160)는 하우징(100)의 표면에 고르게 분포되지 않더라도 무방하다. 여깃, 팽창 부재(160)는 대장에 도달하였을 때 그 부피가 증가하여 비중이 감소할 수 있도록 구비되어야 한다. 일 예로써, 팽창 부재(160) 내에 액체가 구비되고, 대장 내에서 상기 액체가 기체로 상태 변화하면 상술한 부피의 증가가 가능할 것이다.In addition, in the present embodiment, the expansion member 160 is provided on the surface of the housing 100, respectively, it is natural that the entire housing may have a structure that can be expanded as described above. In addition, the above-described expansion member 160 may not be evenly distributed on the surface of the housing 100. When it reaches the large intestine, the expansion member 160 should be provided so that the specific gravity may decrease by increasing its volume. As an example, when the liquid is provided in the expansion member 160 and the liquid is changed into a gas in the large intestine, the above-described increase in volume may be possible.

그리고, 상술한 팽창 부재(160)는 상기 캡슐형 내시경이 위, 소장 등을 통과하여 대장에 도달했을 때 대장의 압력이나 대장의 pH를 인식하여 팽창할 수 있다. 또 다른 방법으로는, 타이머에 의한 팽창을 고려할 수도 있다. 그리고, 상기 팽창 부재가 충분히 팽창하였을 때, 상기 캡슐형 내시경의 직경은 대장의 직경과 비슷한 크기를 가져야 할 것이다.In addition, when the capsule endoscope reaches the large intestine through the stomach, the small intestine, and the like, the inflating member 160 may expand by recognizing the pressure of the large intestine or the pH of the large intestine. Alternatively, expansion by a timer may be considered. And, when the expansion member is sufficiently inflated, the diameter of the capsule endoscope should have a size similar to the diameter of the large intestine.

따라서, 상술한 팽창 부재가 구비된 캡슐형 내시경은 대장에 진입한 후 팽창 부재가 팽창하여, 텀블링의 가능성이 적다. 또한, 팽창 부재가 팽창하면 대장의 직경 내에 상기 캡슐형 내시경이 가득찬 구조를 이루게 되므로, 대장의 연동 운동에 따라 이동할 수 있다.Therefore, in the capsule endoscope provided with the expansion member described above, the expansion member expands after entering the large intestine, and thus there is little possibility of tumbling. In addition, when the expansion member is expanded to form a structure filled with the capsule endoscope within the diameter of the large intestine, it can move in accordance with the peristaltic movement of the large intestine.

또한, 상기 캡슐형 내시경 전체의 비중은 0.7 이상이고, 1 미만으로 제작될 수 있다. 이는 상기 캡슐형 내시경이 부유성을 구비하기 위함인데, 여기서 부유성이라 함은 채액 내에서 상기 캡슐형 내시경을 띄우는 특성을 말한다. 이는 상기 캡슐형 내시경이 체액의 흐름에 쉽게 흘려 내려가게 하기 위한 특성이다. 즉, 인체 내에서 캡슐형 내시경은 장기의 연동 운동에 따라 또는 체액의 흐름에 따라 이동할 뿐, 자체적인 이동 수단을 구비하고 있지 않음이 일반적이다.In addition, the specific gravity of the entire capsule endoscope is 0.7 or more, it may be manufactured to less than one. This is for the capsule endoscope to have a floating property, where the floating property refers to the characteristics of floating the capsule endoscope in the liquid. This is a characteristic for allowing the capsule endoscope to easily flow down the flow of body fluids. That is, the capsule endoscope within the human body generally moves only in accordance with the peristalsis movement of the organ or the flow of body fluid, and generally does not have its own moving means.

따라서, 캡슐형 내시경의 이동 시간은 인체 내에서 소화능력이나 체질적인 차이로 인해 개인마다 위, 소장 통과 시간이 매우 상이하다. 따라서, 캡슐형 내시경의 비중을 1 미만으로 낮추면 물이나 체강액의 흐름에 쉽게 흘러 내려가게 되어서 최소한 대장까지 단시간 내에 도달할 수 있게 할 수 있다. 또한, 물에 띄우게 되면 대장에 진입한 경우, 상행결장도 용이하게 통과할 뿐만 아니라 물이나 기타 용액을 마시게 함으로써 넓어진 대장을 용이하게 통과할 수 있다.Therefore, the movement time of the capsule endoscope is very different from the stomach, small intestine transit time for each individual due to digestive capacity or physical differences in the human body. Therefore, by lowering the specific gravity of the capsule endoscope to less than 1 can easily flow down to the flow of water or body cavity fluid to reach the large intestine in a short time. In addition, when floated in the large intestine enters the colon, as well as easily pass through the colon can be passed through the large intestine by drinking water or other solutions.

여기서, 인체에 주입된 캡슐형 내시경은 식도나 위 또는 소장의 경우 상행결장의 구조를 갖지 않은 경우가 일반적이므로 이동에 큰 문제가 없으나, 대장의 경우에 이동 수단이 크게 문제된다. 따라서, 캡슐형 내시경이 대장으로 진입한 경우의 비중을 약 0.7 내지 1.0으로 구성할 수 있다. 뿐만 아니라, 대장 외의 장기에서도 그 비중을 상기의 범위 내로 구성하면, 사람마다 각각 다른 내시경의 장기 통과 시간을 거의 동일하게 조정할 수 있다. 즉, 상기와 같은 구성으로 인하여 캡슐형 내시경의 체강 내 통과시간을 단축할 수도 있다.Here, the capsule endoscope injected into the human body does not have a big problem in the movement of the esophagus, the stomach, or the small intestine, since it does not generally have a structure of the ascending colon. Therefore, the specific gravity when the capsule endoscope enters the large intestine may be configured to about 0.7 to 1.0. In addition, by organizing the specific gravity within the above-mentioned range in organs other than the large intestine, the long-term passage time of the endoscopes different for each person can be adjusted almost equally. That is, due to the configuration as described above it may shorten the passage time in the body cavity of the capsule endoscope.

여기서, 상술한 바와 같이 캡슐형 내시경의 표면에 팽창 부재가 구비된 경 우, 상기 팽창 부재의 팽창 여부에 따라 캡슐형 내시경의 비중이 상이함은 당연하다. 그리고, 상술한 장기의 구조적 특징을 감안할 때 상기 팽창 부재가 팽창되었을 때의 상기 캡슐형 내시경의 비중을 상술한 범위로 맞추는 것이 바람직하다.Here, when the expansion member is provided on the surface of the capsule endoscope as described above, it is natural that the specific gravity of the capsule endoscope differs depending on whether the expansion member is expanded. In view of the above-mentioned structural features of the organ, it is preferable to adjust the specific gravity of the capsule endoscope when the expansion member is inflated to the above-described range.

그리고, 하우징의 양방향에 구비된 카메라에서 획득된 피사체의 영상 정보를 처리하기 위하여, 상기 내시경은 아래와 같은 구성의 제어부를 구비한다.In addition, the endoscope includes a controller having the following configuration to process image information of a subject acquired by cameras provided in both directions of the housing.

도 2는 본 발명에 따른 내시경의 제어부의 일실시예의 블럭도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 내시경의 제어부의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.2 is a block diagram of one embodiment of a control unit of an endoscope according to the present invention. Referring to Figure 2, one embodiment of the control unit of the endoscope according to the present invention will be described.

그리고, 제어부는 내시경의 하우징에 구비되어, 제품 생산 당시에 측정된 이미지 센서(image sensor)의 중요한 정보를 입력하여 control ASIC에 저장한다. 그리고, 제어부는 제어 신호(control signal)을 상기 하우징의 양방향에 구비된 이미지 센서에 I2C 통신 등의 방법으로 전송을 한다. 또한, 상기 이미지 센서에서 촬영된 이미지 신호(입력 signal 3Mbps)를 처리하여, 6Mbps 이상의 이미지 신호로 출력한다. 여기서, 이미지 센서는 카메라에 구비된 CMOS 이미지 센서 등이다.In addition, the control unit is provided in the housing of the endoscope, and inputs important information of the image sensor measured at the time of production of the product and stores it in the control ASIC. The controller transmits a control signal to the image sensor provided in both directions of the housing by I2C communication. In addition, an image signal (input signal 3Mbps) captured by the image sensor is processed and output as an image signal of 6Mbps or more. Here, the image sensor is a CMOS image sensor provided in the camera.

그리고, 본 실시예에서 제어부는 3 모드(mode)를 구비하고 있다. 구체적으로, 비트 맵(Bit map)에서 BS[1,0)은 부트 시퀀스(Boot sequence)를 나타낸다. 부트 시퀀스가 00 인 경우, 베이직 모드(Basic mode)이며, 지연 턴 온(delay turn on) 방식으로, 상술한 바와 같이 일정한 시간이 지난 후 자동적으로 캡슐형 내시경이 턴 온되는 모드이다. 따라서, 타이머에 설정에 따라 시간이 조정이 가능하다.In this embodiment, the control unit has three modes. Specifically, BS [1,0) in a bit map represents a boot sequence. When the boot sequence is 00, it is a basic mode, a delay turn on method, and a mode in which the capsule endoscope is automatically turned on after a predetermined time as described above. Therefore, the time can be adjusted according to the setting in the timer.

그리고, 부트 시퀀스가 01 인 경우 더블 에프터 싱글 워킹(Double after single working)이다. 한 쪽의 CMOS 센서만 온(on) 된 상태로 인체의 구강을 통해 삼켜지고, 일정 시간이 지난 후에 나머지 하나의 CMOS 센서도 온이 되어 양방향 촬영을 하는 모드이다.And, if the boot sequence is 01, it is double after single working. Only one CMOS sensor is turned on and swallowed through the human body's mouth. After a certain period of time, the other CMOS sensor is turned on to take bidirectional shooting.

그리고, 부트 시퀀스가 10인 경우 처음부터 양쪽 CMOS 센서를 턴 온시킨 상태로 동작하는 모드, 즉 바로 턴 온(directly turn on) 모드이다. 그리고, 바로 턴 온의 경우에는 전력 소모의 절감을 위하여, 양방향이 아닌 일방향의 카메라만을 구동할 필요성이 크다.If the boot sequence is 10, it is a mode in which both CMOS sensors are turned on from the beginning, that is, in a directly turn on mode. In the case of immediately turning on, in order to reduce power consumption, it is necessary to drive only a camera in one direction rather than in both directions.

상술한 3가지 제어모드를 구비한 양방향 내시경의 턴 온 시간 및 양방향 구동의 시간을 조절하여, 전력 소모를 줄이고 결과적으로 내시경의 작동시간을 늘일 수 있다.By adjusting the turn-on time and the bidirectional driving time of the bidirectional endoscope having the three control modes described above, it is possible to reduce the power consumption and consequently to increase the operating time of the endoscope.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 송신 전극의 신호로부터 영상 정보를 재생하는 장치 및 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, an apparatus and method for reproducing image information from a signal of a transmission electrode will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명에 따른 내시경에 구비된 송신 전극의 일실시예들을 나타낸 도면이다.3 is a view showing one embodiment of a transmission electrode provided in the endoscope according to the present invention.

도 3에서 한 쌍의 송신 전극(140)이 하우징(100)의 표면에 구비되어 있다. 구체적으로, 송신 전극(140)은 하우징(100)의 양단을 띠 형태로 한 쌍이 구비되어 있다. 송신 전극(140)은 인체 내부에 노출되므로 소화액 등의 반응성 물질에 견딜 수 있는 내부식성이 우수하면서도 인체에 무해한 금속이어야 한다.In FIG. 3, a pair of transmission electrodes 140 are provided on the surface of the housing 100. Specifically, a pair of transmitting electrodes 140 are provided in a band form at both ends of the housing 100. Since the transmitting electrode 140 is exposed to the inside of the human body, the transmission electrode 140 should be a metal that is excellent in corrosion resistance and can be harmless to the human body to withstand reactive substances such as a digestive fluid.

본 실시예에서는 내부식성이 우수하고 인체에 무해한 금속으로서 SUS316L 또는 금(Au)을 송신 전극(140)의 재료로 사용하였다. 또한, 하우징(100)의 표면에 형성된 송신 전극(140)을 전기적으로 격리시키기 위하여, 하우징(100)의 표면은 인체에 무해하면서 전기를 통하지 않는 부도체이어야 한다. 인체에 무해한 부도체로서 플라스틱 계통의 피크(Peek), 폴리에틸렌 또는 폴리플로필렌을 사용할 수 있으며, 인체에 대한 무해성을 더욱 향상시키기 위해 피크, 폴리에틸렌 또는 폴리플로필렌에 Playlene 코팅을 하여 사용할 수도 있다.In this embodiment, SUS316L or gold (Au) is used as the material of the transmission electrode 140 as a metal having excellent corrosion resistance and harmless to the human body. In addition, in order to electrically isolate the transmitting electrode 140 formed on the surface of the housing 100, the surface of the housing 100 should be a non-conductive material that is harmless to a human body and does not conduct electricity. As a non-harmless non-conductor, plastic-based peaks, polyethylene, or polyflopropylene can be used, and in order to further improve the harmlessness to the human body, Playlene coating can be used on the peak, polyethylene, or polyflopropylene.

도 4는 본 발명에 따른 내시경의 통신 방법의 원리를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the principle of the communication method of the endoscope according to the present invention.

본 실시예에서는 인체 내부에 투입된 내시경이 인체를 도체로 하여 인체 외부로 데이터를 전송하며, 보다 상세하게는 인체 내부에서 전류를 발생시켜서 인체를 통해 전류를 흐르게 함으로써 인체 외부로 데이터를 전송한다.In the present embodiment, the endoscope inserted into the human body transmits data to the outside of the human body using the human body as a conductor, and more particularly, generates data in the human body and flows the current through the human body to transmit the data to the outside of the human body.

도 4에 도시된 바와 같이, 인체 내부(400) 예를 들어 소화기관에 위치한 내시경(410)이 인체(420)를 통하여, 인체 표면에 위치한 수신기(430)에 인체 내부의 정보를 전송한다.As shown in FIG. 4, the endoscope 410 located in the human body 400, for example, the digestive tract, transmits the information inside the human body to the receiver 430 located on the human body surface through the human body 420.

구체적으로 설명하면 다음과 같다.Specifically, it is as follows.

먼저, 내시경이 인체 내부로 삽입되어 하우징에 구비된 카메라에서 피사체의 영상 정보를 적어도 2방향에서 획득한다. 이 때, 상기 영상 정보의 획득은 상기 내시경 하우징의 양 끝단에 구비된 카메라에서, 상기 피사체의 영상 정보를 동시에 촬영하여 이루어진다. 그리고, 상기 카메라 중 적어도 하나는 기설정된 시간 이후에 턴 온될 수 있음은 상술한 바와 같다.First, the endoscope is inserted into the human body to acquire image information of the subject in at least two directions from a camera provided in the housing. In this case, the acquisition of the image information is performed by simultaneously photographing the image information of the subject with a camera provided at both ends of the endoscope housing. As described above, at least one of the cameras may be turned on after a predetermined time.

그리고, 상기 영상 정보는 전기적 신호로 변환된다. 그리고, 상기 전기적 신호로 내시경 하우징 및 인체 표면에 전류를 인가한다. 구체적으로, 내시경(410)에서 수집된 각종 정보(예를 들어, 인체 내부(300)의 영상, PH, 온도 또는 전기적 임 피던스 등)는 내시경 내부의 CMOS 이미지 센서 등에 의해 전기신호로 변환된 후, 영상 정보 처리부를 통하여 송신 전극(140)에 인가된다.The image information is converted into an electrical signal. The electrical signal is applied to the endoscope housing and the human body surface. Specifically, various information collected from the endoscope 410 (for example, the image, PH, temperature or electrical impedance of the human body 300, etc.) is converted into an electric signal by a CMOS image sensor inside the endoscope, etc. The image information processor is applied to the transmission electrode 140.

그리고, 송신 전극(140)과 수신 전극(440)과의 전위차에 의하여 인체 표면에 전류에 흐르고, 이에 의하여 상기 영상 정보를 재생할 수 있다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 송신 전극(140)은 소화 기관 내의 채액으로 인하여 인체와 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 상기 송신 전극(140)은 인체(400) 내부와 접촉되어 있고, 수신 전극(240) 사이의 전위차에 의해 인체(400)에 전류(430)가 흐르게 된다. 이 때, 전류(430)는 상대적으로 높은 전위의 송신 전극(140)으로부터 흘러 나와서 인체(400)를 통해 인체 표면으로 흐른 후, 수신 전극(440)을 통과하여 다시 인체(400) 내부로 흘러들어가 상대적으로 낮은 전위의 송신 전극(140)으로 흐르게 된다.Then, a current flows on the surface of the human body due to a potential difference between the transmitting electrode 140 and the receiving electrode 440, thereby reproducing the image information. Specifically, it is as follows. The transmission electrode 140 is electrically connected to the human body due to the liquid in the digestive organs. Accordingly, the transmission electrode 140 is in contact with the inside of the human body 400, and a current 430 flows through the human body 400 by a potential difference between the receiving electrodes 240. At this time, the current 430 flows out of the transmission electrode 140 having a relatively high potential, flows through the human body 400 to the human body surface, and then flows back into the human body 400 through the receiving electrode 440. It flows to the transmission electrode 140 having a relatively low potential.

그리고, 상기 송신 전극(140)과 수신 전극(440)과의 전위차에 의하여 인체 표면에 전류가 인가되고, 상기 전류에 의하여 영상 정보를 재생한다. 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 인체 표면을 흐르는 전류는 두 수신 전극(440) 사이에 전위차를 형성하게 되고, 결과적으로 인체(400) 내부에 위치한 내시경(410)에서 전송한 신호가 인체(400) 외부의 수신 전극(440)에서 감지될 수 있게 된다. 수신 전극(440)은 수신된 신호를 처리하여 영상 신호를 복원함으로써 이를 실시간으로 모니터에 디스플레이하거나 메모리에 저장한다.In addition, a current is applied to the surface of the human body by a potential difference between the transmitting electrode 140 and the receiving electrode 440, and the image information is reproduced by the current. Specifically, it is as follows. The current flowing through the human body surface forms a potential difference between the two receiving electrodes 440. As a result, a signal transmitted from the endoscope 410 located inside the human body 400 is transmitted from the receiving electrode 440 outside the human body 400. It can be detected. The receiving electrode 440 processes the received signal to restore an image signal, and displays the received signal on a monitor or stores the memory in real time.

이 때, 하우징의 양방향에 구비된 카메라로부터 촬영된 장기 내부의 양방향 이미지를 함께 디스플레이할 수도 있으며, 이 때 상기 양방향 이미지는 동시에 촬 영된 것이 바람직하다.At this time, it is also possible to display a bidirectional image of the inside of the organ taken from the camera provided in both directions of the housing together, wherein the bidirectional image is preferably taken at the same time.

도 5는 본 발명에 따른 내시경의 CMOS 이미지 센서의 일실시예의 내부 구조를 나타낸 회로 구성도이다. 이하에서 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 내시경의 CMOS 이미지 센서의 일실시예를 설명한다.5 is a circuit diagram showing the internal structure of one embodiment of the CMOS image sensor of the endoscope according to the present invention. Hereinafter, an embodiment of a CMOS image sensor of an endoscope according to the present invention will be described with reference to FIG. 5.

도시된 바와 같이, CMOS 이미지센서(540)는 영상신호를 포착하고 저장하는 픽셀어레이(500), 각 픽셀의 신호를 순차적으로 인출하는 판독회로(510), 판독회로(510)의 출력신호를 부호화하는 부호화회로(520), 부호화회로(520)에서 부호화된 신호를 두 개의 출력선을 이용하여 전달하는 스위칭회로(530), 인체에 유해한 크기의 전류가 흐르지 못하도록 전류값을 조정하는 전류제한회로(540), 상기 신호처리 및 조명소자(520)의 동작을 제어하는 제어회로(550), 동작주파수를 결정하는 발진회로(560)를 포함한다.As shown, the CMOS image sensor 540 encodes an output signal of the pixel array 500 for capturing and storing an image signal, the reading circuit 510 for sequentially extracting the signal of each pixel, and the reading circuit 510. The encoding circuit 520, the switching circuit 530 for transmitting the signal encoded by the encoding circuit 520 by using two output lines, the current limiting circuit for adjusting the current value so that the current of a harmful size to the human body does not flow ( 540, a control circuit 550 for controlling the operation of the signal processing and lighting device 520, and an oscillation circuit 560 for determining an operating frequency.

본 실시예에서 픽셀어레이(500)는 픽셀의 수가 320×240으로서 고해상도의 영상신호를 포착할 수 있도록 하였고, 저장된 영상신호는 1초당 한 프레임씩 순차적으로 처리되도록 하였다. 그리고, 제어회로(550)는 픽셀어레이(500)에 입사된 빛의 밝기로 인체 내부의 명암정도를 판단하여, 조명소자(520)를 5-200 마이크로 초(msec) 동안 가변적으로 동작시키면서 이 동안의 영상신호가 픽셀어레이(500)에 포착되도록 한다. 이와 같이 함으로써, 각각의 영상 프레임이 순간적으로 포착되면서도 밝기가 우수해진다. 그리고, 부호화방식은 간단하면서도 노이즈에 강한 특성을 갖는 PSK 방식을 채택하였다.In the present exemplary embodiment, the pixel array 500 is capable of capturing a high resolution video signal having a number of pixels of 320 × 240 and sequentially processing the stored video signals one frame per second. In addition, the control circuit 550 determines the degree of contrast within the human body based on the brightness of the light incident on the pixel array 500, while the lighting device 520 is variably operated for 5 to 200 microseconds (msec). Video signal is captured by the pixel array 500. By doing in this way, each video frame is captured at an instant and the brightness is excellent. The coding scheme adopts the PSK scheme which is simple and has a strong noise resistance.

그리고, 스위칭회로(530)는 부호화회로(520)로부터 신호를 입력받아 '1'인 경우 제 1 출력선(540a)에 양의 전압을 인가하고 제 2 출력선(540b)을 접지하고, '0'인 경우 제 1출력선(540a)을 접지하고 제 2 출력선(540b)에 양의 전압을 인가한다. 상술한 방식으로, 전압의 크기가 아닌 전압의 극성에 의하여 신호가 전달되어 노이즈에 더욱 강하도록 하였다.In addition, when the switching circuit 530 receives a signal from the encoding circuit 520 and applies a signal of '1', the switching circuit 530 applies a positive voltage to the first output line 540a and grounds the second output line 540b. 'And the first output line 540a is grounded and a positive voltage is applied to the second output line 540b. In the above-described manner, the signal is transmitted by the polarity of the voltage rather than the magnitude of the voltage, thereby making it more resistant to noise.

전류제한회로(540)는 인체에 5mA 이상의 전류가 흐르지 못하도록 하는 역할을 하는데, 본 실시예에서는 스위칭회로(530)의 두 출력선(540a, 540b)에 각각 직렬로 저항을 연결하여 전류제한회로(540)를 구현하였다. 예를 들어, 전원의 전압이 10볼트일 때 두 출력선에 각각 직렬로 1000Ω의 저항을 연결하여 전류제한회로를 구성하면, 인체의 저항이 매우 작아 송신전극이 쇼트된다고 하여도 인체에 흐르는 전류는 5mA를 초과하지 못한다. 또한, 각 저항에 병렬로 커패시터를 더 연결하여 인체로 송신되는 신호의 고주파 성분을 제거하고 인체와의 전기적인 정합을 도모하여 더욱 우수한 신호 전송이 이루어질 수 있다.The current limiting circuit 540 serves to prevent a current of 5 mA or more flowing through the human body. In the present embodiment, the current limiting circuit is connected to the two output lines 540a and 540b of the switching circuit 530 in series. 540). For example, when the voltage of the power supply is 10 volts, if a current limiting circuit is formed by connecting a resistor of 1000 Ω to each of the two output lines in series, the current flowing through the human body is small even though the resistance of the human body is short. Do not exceed 5 mA. In addition, by further connecting a capacitor in parallel to each resistor to remove the high-frequency components of the signal transmitted to the human body and to achieve an electrical match with the human body can be a better signal transmission.

그리고, 전류제한회로(540)를 거친 신호는 인체를 경로로 하여, 상술한 경로를 통하여 최종적으로 두 개의 송신전극(510)에 인가되어 인체 외부로 송신된다. 따라서, 기존의 전파통신방식에서는 수백 MHz의 고주파 신호가 필요하였으나 본 발명에서는 10MHz의 저주파 신호로도 캡슐형 내시경이 포착한 영상신호를 인체외부로 송신할 수 있다.Then, the signal passing through the current limiting circuit 540 is applied to the two transmitting electrodes 510 finally through the path described above, and transmitted to the outside of the human body. Therefore, in the conventional radio communication method, a high frequency signal of several hundred MHz is required, but in the present invention, even a low frequency signal of 10 MHz may transmit an image signal captured by the capsule endoscope to the outside of the human body.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

상술한 본 발명에 따른 캡슐형 내시경은, 인체 내부 장기의 영상을 안정적으로 확보하고, 장시간 구동이 가능하여 식도로 삽입 후 대장 내부까지 촬영이 가능하다.The capsule endoscope according to the present invention as described above, the image of the internal organs of the human body is stably secured, and can be driven for a long time, so that the inside of the large intestine can be photographed after insertion into the esophagus.

도 1a 내지 1c는 본 발명에 따른 캡슐형 내시경의 일실시예들의 구조를 나타낸 도면이고,1a to 1c is a view showing the structure of one embodiment of a capsule endoscope according to the present invention,

도 2는 본 발명에 따른 내시경의 제어부의 일실시예의 블럭도이고,2 is a block diagram of one embodiment of a controller of an endoscope according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 내시경에 구비된 송신 전극의 일실시예들을 나타낸 도면이고,3 is a view showing one embodiment of a transmission electrode provided in the endoscope according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 내시경의 통신 방법의 원리를 설명하기 위한 도면이고,4 is a view for explaining the principle of the communication method of the endoscope according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 내시경의 CMOS 이미지 센서의 일실시예의 내부 구조를 나타낸 회로 구성도이다.5 is a circuit diagram showing the internal structure of one embodiment of the CMOS image sensor of the endoscope according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 하우징 110, 115 : 카메라100: housing 110, 115: camera

110a, 115a : 어퍼처 110b, 115b : 렌즈110a, 115a: Aperture 110b, 115b: Lens

120, 125 : 조명 소자 130 : 영상 정보 처리부120, 125: lighting element 130: image information processing unit

140 : 송신 전극 150 : 배터리140: transmitting electrode 150: battery

160 : 팽창 부재 400 : 인체160: expansion member 400: human body

410 : 내시경 420 : 수신기410: endoscope 420: receiver

430 : 전류 440 : 수신 전극430 current 440 receiving electrode

500 : CMOS 이미지 센서 510 : 판독회로500: CMOS image sensor 510: readout circuit

520 : 부호화회로 530 : 스위칭회로520: coding circuit 530: switching circuit

540 : 전류제한회로 550 : 제어 회로540: current limiting circuit 550: control circuit

560 : 발진회로560 oscillation circuit

Claims (14)

서로 다른 방향(differnt direction)을 향하는 복수의 광학창(optical window);A plurality of optical windows facing different directions; 상기 복수의 광학창 각각의 뒤에 위치하여 이미지를 획득하는 이미지 획득부;An image acquisition unit positioned behind each of the plurality of optical windows to acquire an image; 상기 이미지 획득을 위한 제어신호를 출력하는 제어부;A controller for outputting a control signal for acquiring the image; 상기 획득된 이미지를 전송하는 송신부; 및A transmitter for transmitting the acquired image; And 팽창부를 포함하여 이루어지고,Including an inflation section, 상기 제어신호는 지연 턴 온(delay turn on) 신호 및 바로 턴 온(turn on) 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.The control signal is a capsule endoscope, characterized in that it comprises a delay turn on (signal turn on) signal and immediately turn on (turn on) signal. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는,The method of claim 1, wherein the control unit, 제 1 제어신호 내지 제 3 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경Capsule endoscope, characterized in that for outputting the first control signal to the third control signal 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 제어신호는,The method of claim 2, wherein the first control signal, 지연 턴 온(delay turn on)되어 양 방향의 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.A capsule endoscope, characterized in that it is delayed turned on to acquire images in both directions. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 제어신호는,The method of claim 2, wherein the second control signal, 바로 턴 온(directly turn on)되어 일 방향의 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.Capsule endoscope characterized in that it is turned directly (on) directly to obtain an image in one direction. 제 2 항에 있어서, 상기 제 3 제어신호는,The method of claim 2, wherein the third control signal, 바로 턴 온(directly turn on)되어 양 방향의 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.A capsule endoscope, characterized in that it is directly turned on to acquire images in both directions. 제 1 항에 있어서, 상기 캡슐형 내시경은,The method of claim 1, wherein the capsule endoscope, 비중이 0.7 내지 1 인 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.Capsule type endoscope, characterized in that the specific gravity is 0.7 to 1. 제 1 항에 있어서, 상기 송신부는,The method of claim 1, wherein the transmitting unit, 2개의 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.A capsule endoscope comprising two electrodes. 제 1 항에 있어서, 상기 팽창부는,The method of claim 1, wherein the expansion portion, 실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경.Capsule endoscope, characterized in that made of silicon. 인체 내의 특정 위치에서, 내시경 하우징의 직경을 팽창시키는 단계;At a particular location within the human body, expanding the diameter of the endoscope housing; 피사체의 영상 정보를 상기 내시경의 양방향에서 획득하는 단계;Obtaining image information of a subject in both directions of the endoscope; 상기 영상 정보를 전기적 신호로 변환하는 단계;Converting the image information into an electrical signal; 상기 전기적 신호로 상기 내시경의 하우징 및 상기 인체 표면에 전류를 인가하는 단계; 및Applying a current to the housing of the endoscope and the human body surface with the electrical signal; And 상기 인체 표면에 인가된 전류에 의하여, 상기 영상 정보를 재생하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 캡슐형 내시경의 작동방법.The method of operating the capsule endoscope comprising the step of reproducing the image information by the current applied to the surface of the human body. 제 9 항에 있어서, 상기 영상 정보를 획득하는 단계는,The method of claim 9, wherein the obtaining of the image information comprises: 상기 내시경 하우징의 양방향에 구비된 이미지 취득부에서, 상기 피사체의 영상 정보를 동시에 촬영하는 것을 특징으로 하는 내시경의 작동방법.The image acquisition unit provided in both directions of the endoscope housing, the method of operating the endoscope, characterized in that for simultaneously photographing the image information of the subject. 제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 이미지 취득부에는 기설정된 시간 이후에 턴 온 신호가 공급되는 것을 특징으로 하는 내시경의 작동방법.And the turn-on signal is supplied to the image acquisition unit after a preset time. 제 9 항에 있어서, 하우징 및 인체 표면에 전류를 인가하는 단계는,The method of claim 9, wherein applying current to the housing and the human body surface comprises: 상기 전기적 신호를 상기 하우징 표면의 제 1 전극에 인가하여, 상기 제 1 전극과 인체 표면에 구비된 제 2 전극의 전위차에 의하여 전류를 인가하는 것을 특징으로 하는 내시경의 작동 방법.The electrical signal is applied to the first electrode on the surface of the housing, the current is applied by the potential difference between the first electrode and the second electrode provided on the human body surface. 제 9 항에 있어서, 상기 영상 정보를 재생하는 단계는,The method of claim 9, wherein the playing of the image information comprises: 상기 인체 표면의 전류에 의하여 상기 인체 표면에 전류가 인가되고, 상기 전류에 의하여 영상 정보가 재생되는 것을 특징으로 하는 내시경의 작동방법.The current is applied to the surface of the human body by the current of the human body surface, the operation method of the endoscope, characterized in that the image information is reproduced by the current. 삭제delete
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