WO2017111246A1 - Monocular laparoscope for capturing stereoscopic image - Google Patents
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- A61B1/313—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor for introducing through surgical openings, e.g. laparoscopes
Definitions
- the present invention relates to a monocular laparoscope for photographing stereoscopic images, and to a monocular laparoscope inserted into an abdominal cavity to obtain stereoscopic images of organs.
- Laparoscopy is an endoscope used to diagnose or operate organs such as the spleen, colon, stomach, kidney, pancreas, and ovaries with minimal invasion. Compared with the traditional open surgery to incise the abdomen, laparoscopic surgery leaves only a small hole of 0.5 ⁇ 1.5cm in size, so it has less pain and sequelae due to the wound, and it is favored cosmetically because of the small wound area. .
- Laparoscopy which is currently used in laparoscopic surgery, mostly acquires 2D images of organs in real time and displays them on a display.
- a method of mounting a three-dimensional camera for acquiring a three-dimensional image in a laparoscope may be considered.
- a stereoscopic camera acquires a left eye image and a right eye image of a subject simultaneously using two cameras.
- a typical stereoscopic camera includes a left eye camera that acquires a left eye image of a subject, a right eye camera that acquires a right eye image of a subject, It includes a stereo camera rig that mounts a left eye camera and a right eye camera.
- Stereo camera rigs are largely divided into parallel (horizontal) and orthogonal.
- the parallel stereoscopic camera rig mounts the left eye camera and the right eye camera at a predetermined distance apart from each other so as to be parallel to each other toward the subject, and the left eye camera and the right eye camera receive the light of the subject, respectively, and the difference between these images (hereinafter, referred to as binocular parallax).
- binocular parallax the difference between these images
- a minimum distance must be secured between a lens mounted on the two cameras and the subject. This is because there is a separation distance between the lenses mounted on the two cameras.
- the minimum distance between the lens and the subject should be at least 30 times the distance between the lens midpoints of the two cameras so that the subject is away from the lens.
- the laparoscope is inserted into the abdominal cavity and in most cases cannot maintain the minimum distance from the organ, so the perspective is not secured, so even if the stereoscopic image cannot be obtained or acquired, the stereoscopic feeling is excessively expressed, which gives the viewer extreme fatigue. This inaccurate stereoscopic image adversely affects a doctor undergoing laparoscopic surgery for a long time.
- stereoscopic cameras in which stereoscopic images are separately acquired using two lenses are limited to use as laparoscopes.
- the present applicant has already proposed a monocular stereoscopic camera capable of obtaining a clear stereoscopic image even when using a single main lens (monocular lens) by improving a stereoscopic camera using two lenses in Korean Patent Publication No. 10-1255803. I've done it.
- the monocular stereoscopic camera of FIG. 1 is an internal configuration of a conventional monocular stereoscopic camera presented in the Republic of Korea Patent Publication. Specifically, the monocular stereoscopic camera of FIG. 1 separates the light obtained through the first imaging lens assembly 40 into the left eye camera 60 and the right eye camera 62 through the reflector 46, respectively. Is obtained. That is, it is a monocular stereoscopic camera having one main lens (first imaging lens assembly).
- the technique to adjust the angle of view according to the magnification / reduction magnification is essential to realize the super close-up stereoscopic image through the laparoscope.
- the first imaging lens assembly should be easy to be replaced or changed according to the position and the characteristic of the located subject.
- a technique for realizing a shadowless illumination that irradiates the subject with light inside the abdominal cavity and prevents shadows is added. Should be.
- the present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a monocular laparoscope for capturing stereoscopic images of organs in a super close proximity to the lens in the abdominal cavity.
- Still another object of the present invention is to provide a monocular laparoscope capable of adjusting the angle of view according to an enlargement / reduction ratio of a subject, easily replacing and changing the first imaging lens assembly, and realizing a lightless illumination inside the abdominal cavity.
- the monocular laparoscope comprises a first imaging lens assembly (10); A half mirror (H) for reflecting some of the light rays passing through the first imaging lens assembly (10) and passing the remaining light rays;
- the focal position of the third imaging lens assembly is pulled forward, the virtual image formed on the back of the first imaging lens assembly 10 is enlarged, and chromatic aberration or image curvature is reduced.
- a first camera 30 comprising a third imaging lens assembly 31 for imaging the light rays reflected by the half mirror H;
- a second camera 40 including a third imaging lens assembly 41 for forming a light beam passing through the half mirror H.
- the third imaging lens assembly 31 and 41 may be disposed to be perpendicular to each other, and the third imaging lens assembly 31 and 41 may be formed to have an acute angle of less than 90 ° or an obtuse angle of greater than 90 °. It can be arranged freely.
- the second imaging lens assembly 20, 21, 22 is installed between the first imaging lens assembly 10 and the half mirror H, or the half mirror H and the third imaging lens assembly 31 ( 41) can be installed between.
- a second imaging lens assembly may be selectively provided. That is, when the third imaging lens assembly 31 or 41 is a macro lens having a magnification function such that the virtual image behind the first imaging lens assembly can be sufficiently enlarged and photographed so that there is no vignetting phenomenon. An imaging lens assembly may not be provided.
- the macro imaging lens and the second imaging lens assembly may be combined together to close-up the image passing through the first imaging lens assembly. Play the same role.
- the magnification at this time is the size of the virtual image formed on the back of the first imaging lens assembly 10, the size of the imaging surfaces 36 and 46 installed on the cameras 30 and 40, and the length of the entire system (first imaging lens assembly). The total length of the optical path from the optical path to the imaging plane).
- Monocular laparoscope according to the present invention comprises a first imaging lens assembly (10); A half mirror (H) for reflecting some of the light rays passing through the first imaging lens assembly (10) and passing the remaining light rays; At least one of the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H is parallel so that the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H are parallel to each other.
- the second imaging lens assembly may be installed between the first imaging lens assembly 10 and the half mirror H, or may be installed between the half mirror H and the third imaging lens assembly 341 and 331.
- the second imaging lens assembly may or may not be provided.
- the third imaging lens assembly 341 and 331 may be combined with the second imaging lens assembly to serve as a macro lens, thereby providing a first imaging lens. Allows final magnification of the image passing through the assembly.
- the third imaging lens assemblies 341 and 331 may be installed in the same camera body 350 or may be installed in each camera body.
- the monocular laparoscope according to the present invention includes an adapter unit 510 and 610 on which a first imaging lens assembly 10 is mounted and at least a part of which is inserted into the abdominal cavity; Half mirror H; It includes a body portion 520 for mounting the first camera 30 and the second camera 40.
- the body portion 520 may further include at least one second imaging lens assembly 20.
- the adapter parts 510 and 610 may have an inner barrel 50 on which the first imaging lens assembly 10 is mounted, and a ring shape corresponding to an outer surface of the inner barrel 50 and may transmit light to a subject.
- the body parts 520 and 620 may include a light supply device 70 for supplying light to the outer barrel 60.
- the outer surface of the inner barrel 50 and the inner surface of the outer barrel 60 may be coated with a reflective material for reflecting light.
- the monocular laparoscope according to the present invention has the following effects.
- a stereoscopic image of a subject in a super near position with the first imaging lens assembly may be photographed.
- FIG. 1 is a block diagram of a conventional monocular stereoscopic camera.
- FIG 2 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the first embodiment of the present invention.
- 3 to 5 are schematic views for explaining the role of the second imaging lens assembly provided in the present invention.
- FIG 6 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the second embodiment of the present invention.
- FIG 7 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention.
- FIG 8 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the fifth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG. 2.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the sixth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG.
- the monocular laparoscope inserted into the abdominal cavity according to the present invention for capturing stereoscopic images may include the first imaging lens assembly 10, the half mirror H, the first camera 30, and 2 camera 40 is included.
- the optical structure mounted inside the monocular laparoscope of the present invention will be described first, and then the mechanical configuration will be described.
- the 'imaging lens assembly' described below includes an aggregate in which one or two or more lenses are combined.
- FIG 2 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the first embodiment of the present invention.
- the monocular laparoscope 100 is a monocular orthogonal league, which may be installed so that the first camera 30 and the second camera 40 are perpendicular to each other, and the first camera 30
- the second camera 40 may be freely installed to form an acute angle of less than 90 ° or an obtuse angle of greater than 90 °.
- the stereoscopic camera 100 includes a first imaging lens assembly 10, a second imaging lens assembly 20 installed at the rear of the first imaging lens assembly 10, a half mirror H, and a half mirror.
- the 1st camera 30 provided on the optical axis reflected by (H), and the 2nd camera 40 provided on the optical axis which passed through the half mirror H are included.
- the first imaging lens assembly 10 converges the light incident from the subject 8.
- the first imaging lens assembly 10 may be installed to be interchangeable, and a suitable lens may be selected and installed in consideration of the photographing purpose, the type of the subject, the distance to the subject, and the like.
- the monocular laparoscope 100 may further include a second imaging lens assembly 20.
- the second imaging lens assembly 20 may be additionally mounted in combination with the third imaging lens assembly 31 and 41 to close a focus position and to reduce chromatic aberration and image curvature.
- the sub-focus is installed to move back and forth on the optical axis connecting the half mirror H and the first imaging lens assembly 10 so that the subject can focus on a subject beyond the focal range of the first imaging lens assembly 10 during shooting. Can act as a moderator
- the second imaging lens assembly 20 is moved in the direction of the third imaging lens assemblies 31 and 41 to be in close proximity.
- the second imaging lens assembly 20 may move in the direction of the first imaging lens assembly 10 when the subject may be focused and the main subject is far away from the focus adjustment range of the first imaging lens assembly 10. This allows you to focus on a distant subject out of focus.
- the second imaging lens assembly 20 is a stereoscopic image of organs, blood vessels, nerves, and the like, which are partially invaded into the abdominal cavity by the monocular laparoscope 100 of the present invention and are present in the super near position with the first imaging lens assembly 10. To shoot.
- the second imaging lens assembly 20 enables to precisely adjust the angle of view according to the magnification by enlarging and reducing the subject beyond the focal limit of the first imaging lens assembly 10.
- the super close position indicates that the distance between the first imaging lens assembly 10 and the subject is less than 10 cm, and the monocular laparoscope 100 of the present invention can acquire a stereoscopic image even in an environment where the super close position is less than 1 cm. .
- the first camera 30 includes a third imaging lens assembly 31 and a camera body 35.
- the second camera 40 includes a third imaging lens assembly 41 and a camera body 45. Imaging surfaces 36 and 46 are provided inside the camera bodies 35 and 45, respectively.
- the third imaging lens assembly 31 forms light reflected by the half mirror H, and the third imaging lens assembly 41 forms light passing through the half mirror H.
- the third imaging lens assembly 31 and 41 may be a base lens, and a macro lens capable of close-up magnification may be used. When the magnification is sufficient using a macro lens for the third imaging lens assemblies 31 and 41, the second imaging lens assembly 20 may be excluded. When the third imaging lens assembly 31 or 41 is used as a macro lens, a stereoscopic image of an organ or the like existing in the super close-up position with the first imaging lens 10 may be photographed, and the first imaging lens assembly 10 may be photographed. You can precisely adjust the angle of view according to the magnification by enlarging or reducing the subject located beyond the focus limit of.
- the third imaging lens assembly 31 and 41 may be combined with the second imaging lens assembly 20 to serve as a macro lens. Done.
- the monocular laparoscope of the present invention can acquire stereoscopic images of fine blood vessels, muscles, nerves, and the like.
- a virtual image formed at the rear of the first imaging lens assembly 10 may be used as the second imaging lens assembly 20 and the third imaging lens assembly 31. It is preferable that the photographing is enlarged using (41).
- the third imaging lens assembly ( 31) (41) by using a telephoto-based lens and the second imaging lens assembly 20 together to enable close-up photography to enlarge the image of the first imaging lens assembly 10, or the third imaging lens Using the lens of the macro series (lens capable of close-up magnification) as the assembly 31, 41, and further using the second imaging lens assembly 20 to bring the focus position closer to the second imaging lens assembly ( By having 20) have a function of correcting chromatic aberration and image curvature, the virtual image made behind the first imaging lens assembly 10 can be enlarged and photographed.
- the third imaging lens assembly 31 and 41 is formed.
- a so-called vignetting phenomenon in which the peripheral portion of the image is blurred black due to a decrease in the amount of light around the camera lens can be reduced, and the choice of the first imaging lens assembly 10 can be expanded.
- the camera imaging surface 36 is provided from the first imaging lens assembly 10 as compared with the case of using a telephoto lens. It is possible to reduce the size of the monocular laparoscope up to (46).
- a higher magnification (lens with a short focal length of the lens) may be used for the second imaging lens assembly 20, but a method of increasing the magnification of the second imaging lens assembly 20 may be used.
- a lens capable of close-up magnification for the third imaging lens assemblies 31 and 41 By using a lens capable of close-up magnification for the third imaging lens assemblies 31 and 41, a result with less distortion and higher image quality can be obtained.
- the monocular laparoscope according to the present invention may further include apertures 32 and 42.
- the apertures 32 and 42 may be installed in the third imaging lens assembly 31 and 41, respectively, and may not be installed in the first imaging lens assembly 10. Even when the aperture-mounted lens is used as the first imaging lens assembly 10, the aperture provided in the first imaging lens assembly 10 is photographed in an open state.
- the apertures 32 and 42 of the third imaging lens assembly 31 and 41 prevent vignetting.
- the second imaging lens assembly 20 when the magnification is sufficient by using a macro lens for the third imaging lens assembly 31 and 41, the second imaging lens assembly 20 may be excluded and the third imaging lens may be excluded.
- the third imaging lens assembly 31 and 41 and the second imaging lens assembly 20 are combined to serve as macro lenses. In this regard, the function of the second imaging lens assembly 20 will be described with reference to FIGS. 3 to 5.
- 3 to 5 illustrate a case in which the half mirror H and the first camera 30 are not provided, for example, to specifically describe a difference between when the second imaging lens assembly 20 is installed and when it is not installed.
- FIG. 3 illustrates a case where the second imaging lens assembly 20 is installed
- FIG. 4 illustrates a case where the second imaging lens assembly 20 is not installed.
- the second imaging lens assembly 20 serves to pull the focal position of the third imaging lens assembly 41 forward, that is, to move the focal position of the third imaging lens assembly 41 to the right side of the drawing. It is possible to reduce the length (the length from the first imaging lens assembly 10 to the imaging surface 46) (so that the position of the first imaging lens assembly can be moved to the right side of the drawing).
- the focal position of the third imaging lens assembly 41 should be the position of the virtual image 9 of the first imaging lens assembly 10
- a lens eg, a macro that is manufactured to allow close-up photography
- Lens as the third imaging lens assembly 41, or when using a general telephoto lens (a lens having a general focusing position value), the third imaging lens assembly 20 is used together. The effect of advancing the focal position of the lens assembly 41 can be brought.
- FIG. 4 if a normal image comes out, in FIG. 4, a normal image is not formed because the focal position of the third imaging lens assembly 41 and the position of the virtual image 9 of the first imaging lens assembly 10 do not match. Do not. In this case, as shown in FIG. 5, the position of the first imaging lens assembly 10 should be located farther from the third imaging lens assembly 41. In this case, the peripheral portion of the image is blackened due to the decrease in the amount of light around the camera lens. There is a problem that the so-called vignetting phenomenon is blurred.
- FIG 6 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the second embodiment of the present invention.
- the monocular laparoscope 200 is a monocular orthogonal league, which may be installed such that the first camera 30 and the second camera 40 are perpendicular to each other, and the first camera 30.
- the second camera 40 may be freely installed to form an acute angle of less than 90 ° or an obtuse angle of greater than 90 °.
- the stereoscopic camera 200 includes the first imaging lens assembly 10, the second imaging lens assembly 21 and 22 installed at the rear of the first imaging lens assembly 10, the half mirror H, And a first camera 30 provided on the optical axis reflected by the half mirror H, and a second camera 40 provided on the optical axis passing through the half mirror H.
- the second imaging lens assembly 21, 22 is a half mirror (H) and the third There is a difference in the points disposed between the imaging lens assemblies 31 and 41, respectively. Therefore, in the monocular laparoscope 200 according to the second embodiment, the light reflected by the half mirror H passes through the second imaging lens assembly 21 and then enters the third imaging lens assembly 31. The light passing through the half mirror H is incident on the third imaging lens assembly 41 after passing through the second imaging lens assembly 22.
- a macro lens or a telephoto lens may be used for the third imaging lens assembly 31, 41, or a macro lens is used for the third imaging lens assembly 31, 41.
- the second imaging lens assembly (21, 22) can be excluded, the third imaging lens assembly (31) (41) when the telephoto lens is used in the third imaging lens assembly (31) (41) And the second imaging lens assembly 21, 22 may be combined to close the focal position, and the like, as described in the monocular laparoscope 100 of the first embodiment.
- the monocular laparoscope 200 of the second embodiment unlike the monocular laparoscope 100 of the first embodiment, does not have a device for moving the second imaging lens assembly 21, 22 from time to time along the optical axis. This is preferable because the time loss required to individually adjust the focus of both the left and right eyes is greater than the gain due to the expansion of the focal range obtained by moving the second imaging lens assembly 21, 22 from time to time.
- FIG 7 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention.
- the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention described below uses the same name for the same configuration as the monocular laparoscope described in the first embodiment, all except the arrangement relationship should be interpreted as having the same meaning. .
- the monocular laparoscope 300 is a monocular horizontal rig, and has a half mirror H installed at the rear of the first imaging lens assembly 10 and the first imaging lens assembly 10. ), Reflectors 361, 363, 365, and second imaging lens assemblies 21, 22.
- the reflection parts 361, 363, 365 are the light reflected by the half mirror H and the half mirror H so that the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H are parallel to each other. Reflect at least one of the light passing through).
- FIG. 7 illustrates an example of the reflector, wherein the reflectors 361, 363 and 365 reflect the light passing through the half mirror H toward the third imaging lens assembly 331. ) And a reflector 361 reflecting the light reflected by the half mirror H toward the third imaging lens assembly 341.
- the reflector 361, 363, 365 is not particularly limited as long as it can reflect the light to change the optical axis, but may include, for example, a mirror.
- the monocular laparoscope 300 according to the third embodiment of FIG. 7 is a monocular horizontal league, which illustrates a case where the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H are parallel to each other.
- the monocular laparoscope according to the present invention adjusts the angles of the half mirror H and the reflector so that the optical axes are not parallel to each other, so that the second imaging lens assembly 21, 22 and the third imaging lens assembly ( 331 and 341 can be arranged freely so that they are not parallel to each other.
- a part of the light passing through the first imaging lens assembly 10 passes through the half mirror H and is reflected by the reflecting parts 363 and 365 to the second imaging lens assembly 21.
- the remaining light, which has passed through the first imaging lens assembly 10 is sequentially reflected by the half mirror H and the reflector 361, and then enters the second imaging lens assembly 22.
- the use of a macro lens or a telephoto lens may be used for the third imaging lens assembly 331, 341, or the second imaging lens assembly 21 when the macro lens is used for the third imaging lens assembly 331, 341.
- the third imaging lens assembly 331 (341) and the second imaging lens assembly (21) when the telephoto lens is used for the third imaging lens assembly (331, 341). ) 22 may be combined to approximate the focal position, and the same as the monocular laparoscope 100 of the first embodiment described above.
- FIG 8 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
- the monocular laparoscope 400 is the monocular laparoscope 300 of the third embodiment except that the second imaging lens assembly 20 is installed in front of the half mirror H. Same as). Accordingly, some of the light passing through the first imaging lens assembly 10 is reflected by the half mirror H and the mirror 361, and then enters the third imaging lens assembly 341, and the first imaging lens assembly 10 is applied. The remaining light passes through the half mirror H and is reflected by the reflecting parts 363 and 365 to be incident on the third imaging lens assembly 331.
- the monocular laparoscope 400 according to the fourth embodiment of FIG. 8 is a monocular horizontal league, and illustrates the case where the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H are parallel to each other.
- the monocular laparoscope according to the present invention is freely arranged so that the third imaging lens assemblies 331 and 341 are not parallel to each other by adjusting the angles of the half mirror H and the reflector so that the optical axes are not parallel to each other. can do.
- a macro lens or a telephoto lens may be used in the third imaging lens assembly 331 and 341.
- the second imaging lens assembly ( 20, the third imaging lens assembly 331 (341) and the second imaging lens assembly 20 when the telephoto lens is used in the third imaging lens assembly (331, 341)
- the combination and the like may bring the focus position closer to that described in the monocular laparoscope 100 of the first embodiment.
- the monocular laparoscope 400 of the present invention may be a binocular stereoscopic camera (ie, an integrated binocular stereoscopic camera or two cameras) or a horizontal rig.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the fifth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG. 2.
- the monocular laparoscope 500 includes an adapter portion 510 and a body portion 520. At least a portion of the adapter 510 is inserted into the abdominal cavity to receive light.
- the adapter unit 510 includes an inner barrel 50 on which the first imaging lens assembly 10 is mounted, and an outer barrel 60 for transmitting light.
- the first imaging lens assembly 10 converges the light incident from the subject.
- the first imaging lens assembly 10 may be mounted at one end of the inner barrel 50 so as to converge the light of the subject.
- the diameter of the inner barrel 50 may be variously changed according to the diameter of the first imaging lens assembly 10, but may preferably have a diameter of less than 20 mm to leave a minimum wound after laparoscopic surgery.
- the length of the first imaging lens assembly 10 has less than 1/2 of the total length of the inner barrel 50.
- a plurality of relay lenses are required to deliver an image formed on a rear surface, whereas in the case of the first imaging lens assembly 10 of the present invention, a relay lens transferring an image formed on a rear surface is provided. The number of can be reduced.
- the outer barrel 60 may have a ring shape corresponding to the outer surface of the inner barrel 50.
- the outer barrel 60 is spaced apart from the inner barrel 50, and the light is transmitted between the outer barrel 60 and the inner barrel 50 to supply the illumination required for laparoscopic surgery.
- the inner surface of the outer barrel 60 and the outer surface of the inner barrel 50 include known metal materials, alloys, plastics, and mixtures thereof that reflect light.
- the body 520 may include a half mirror H, a first camera 30, and a second camera 40, and an adapter 510 may be detachably attached to one side of the body 520.
- an adapter 510 may be detachably attached to one side of the body 520.
- a protrusion M is formed on an outer surface of the outer barrel 60 constituting the adapter part 510, and a groove N in which the protrusion M is inserted and fixed is formed in the body part 520.
- the configuration in which the adapter portion 510 can be detachably attached to the body portion 520 by using the protrusion M and the groove N is described, but it is obvious that it can be changed using a known detachable configuration. will be.
- the body portion 520 may include a light supply device 70 for supplying light between the outer barrel 60 and the inner barrel 50.
- the light supply device 70 may be a light emitting diode (LED) chip, but is not limited thereto.
- the light supply device 70 may be disposed at a position as shown in FIG. 9 to supply light between the outer barrel 60 and the inner barrel 50.
- FIG. 9 when the adapter unit 510 is viewed from the left side, light of a circular shape may be irradiated onto the subject. When light is irradiated with circular illumination, shadows that may be caused by surgical tools invaded into the abdominal cavity are minimized to facilitate the acquisition of a stereoscopic image.
- FIG. 9 illustrates that the light supply device 70 is disposed on the body portion 520
- the light supply device is disposed outside the monocular laparoscope 500 to light the outer barrel 60 through the light transmission path.
- the light transmission path may include an optical fiber cable filled with glass fibers.
- the light supply device 70 is disposed on the body 520 as shown in FIG. 9 to generate the light supply device. Heat may be transferred to the outer barrel 60 to prevent the possibility of damaging organs or skin tissue in the abdominal cavity.
- the first imaging lens assembly 10 is mounted at one end of the inner barrel 50 so that the inner barrel 50 and the outer barrel 60 are separated from each other at one end.
- the length of the 50 may be shorter than the length of the outer barrel 60 so that the first imaging lens assembly 10 may be mounted at one end of the outer barrel 60. That is, the aperture of the first imaging lens assembly 10 may be adjusted within a range of 1% to 100% of the entire diameter of the outer barrel 60.
- the optical structure of the monocular laparoscope 500 according to the fifth embodiment described above is the same as that described in the first embodiment.
- FIG. 10 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the sixth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG.
- the second imaging lens assembly 21, 22 of the monocular laparoscope 500 according to the fifth embodiment is connected to the half mirror H. Except for being disposed between the third imaging lens assembly (31) (41), it has the same configuration.
- the monocular laparoscope according to the present invention is capable of (1) taking a three-dimensional image of the subject in the super near position with the first imaging lens assembly, and (2) the magnification of the subject in the super near position.
- the angle of view can be precisely adjusted, and (3) the adapter portion on which the first imaging lens assembly is mounted can be easily attached and detached from the body portion, thereby widening the range of modification and selective use of the first imaging lens assembly, (4)
- In the illumination of the laparoscope it is possible to impart a function of a non-illuminated light that prevents the occurrence of shadows, so that stereoscopic image acquisition is easy.
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Abstract
Description
본 출원은 2015년 12월 24일자 한국 특허 출원 제10-2015-0186854호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함한다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2015-0186854 dated December 24, 2015, and all content disclosed in the literature of that Korean patent application is incorporated as part of this specification.
본 발명은 입체 이미지를 촬영하기 위한 단안식 복강경에 관한 것으로서, 복강(復腔) 내부에 삽입되어 장기(臟器)의 입체 이미지를 획득하는 단안식 복강경에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a monocular laparoscope for photographing stereoscopic images, and to a monocular laparoscope inserted into an abdominal cavity to obtain stereoscopic images of organs.
복강경은 복강 내부에 위치한 비장, 결장, 위, 콩팥, 췌장, 난소 등과 같은 장기를 최소 침습(侵襲)으로 진단 또는 수술을 하기 위해 사용되는 내시경이다. 복부를 절개하는 전통적인 개복 수술과 비교할 때, 복강경 수술은 0.5 ~ 1.5cm 크기의 작은 구멍에 해당하는 상처만을 남기므로 창상으로 인한 통증과 후유증이 적을 뿐만 아니라 상처 부위가 작아 미용적으로도 선호되고 있다.Laparoscopy is an endoscope used to diagnose or operate organs such as the spleen, colon, stomach, kidney, pancreas, and ovaries with minimal invasion. Compared with the traditional open surgery to incise the abdomen, laparoscopic surgery leaves only a small hole of 0.5 ~ 1.5cm in size, so it has less pain and sequelae due to the wound, and it is favored cosmetically because of the small wound area. .
현재 복강경 수술에 사용되는 복강경은 실시간으로 장기의 2D 이미지를 획득하여 디스플레이에 표시하는 것이 대부분이다. 그러나 보다 정밀한 수술을 진행하기 위해서는 입체적인 장기의 위치뿐만 아니라 혈관 및 신경의 위치까지도 정확하게 확인하여야 안정성이 높은 수술을 시연할 수 있다. 이를 위해, 입체 이미지를 획득하는 입체 카메라를 복강경에 탑재하는 방법을 고려할 수 있는데, 복강경의 특성상 물리적으로 렌즈와 근접하게 위치한 장기들의 입체 이미지를 획득하는 것에는 한계가 많다.Laparoscopy, which is currently used in laparoscopic surgery, mostly acquires 2D images of organs in real time and displays them on a display. However, in order to proceed with more precise surgery, it is necessary to accurately check the location of blood vessels and nerves as well as the location of three-dimensional organs, so that a highly stable operation can be demonstrated. To this end, a method of mounting a three-dimensional camera for acquiring a three-dimensional image in a laparoscope may be considered. There are limitations in acquiring three-dimensional images of organs physically located close to the lens due to the characteristics of the laparoscope.
구체적으로, 입체 카메라는 두 개의 카메라를 사용하여 피사체의 좌안 영상과 우안 영상을 동시에 획득하는데, 통상적인 입체 카메라는 피사체의 좌안 영상을 획득하는 좌안 카메라, 피사체의 우안 영상을 획득하는 우안 카메라 및, 좌안 카메라와 우안 카메라를 거치하는 입체 카메라 리그를 포함한다.Specifically, a stereoscopic camera acquires a left eye image and a right eye image of a subject simultaneously using two cameras. A typical stereoscopic camera includes a left eye camera that acquires a left eye image of a subject, a right eye camera that acquires a right eye image of a subject, It includes a stereo camera rig that mounts a left eye camera and a right eye camera.
입체 카메라 리그는 크게 평행방식(수평 방식)과 직교방식으로 구분된다. 평행방식의 입체 카메라 리그는 좌안 카메라와 우안 카메라를 피사체를 향해 서로 평행하게 되도록 일정한 거리를 이격시켜 거치하는데, 좌안 카메라와 우안 카메라가 각각 피사체의 광을 수광하여 이들 영상 간의 차이(이하 '양안 시차'라 함)를 통해 입체감을 표현하게 된다.Stereo camera rigs are largely divided into parallel (horizontal) and orthogonal. The parallel stereoscopic camera rig mounts the left eye camera and the right eye camera at a predetermined distance apart from each other so as to be parallel to each other toward the subject, and the left eye camera and the right eye camera receive the light of the subject, respectively, and the difference between these images (hereinafter, referred to as binocular parallax). 'To express the three-dimensional effect.
즉, 두 개의 카메라가 피사체를 촬영하여 입체 이미지를 획득하기 위해서는 두 개의 카메라에 탑재된 렌즈와 피사체 사이에 최소 거리가 확보되어야만 한다. 두 개의 카메라에 탑재된 렌즈 사이의 이격 거리가 존재하기 때문이다. 렌즈와 피사체 사이의 최소 거리는 두 카메라의 렌즈 중점 사이의 거리에 30배 이상으로 피사체가 렌즈와 떨어져 있어야 한다. 그러나 복강경은 복강에 삽입되어 장기와의 최소 거리를 유지하지 못하는 경우가 대부분이기 때문에 주시각이 확보되지 않아 입체 이미지 획득이 불가능하거나 획득하더라도 입체감이 과도하게 표현되어 관찰자에게 극심한 피로감을 준다. 이러한 부정확한 입체 이미지는 장시간 복강경 수술을 진행하는 의사에게 악영향을 끼친다.That is, in order for two cameras to photograph a subject and acquire a stereoscopic image, a minimum distance must be secured between a lens mounted on the two cameras and the subject. This is because there is a separation distance between the lenses mounted on the two cameras. The minimum distance between the lens and the subject should be at least 30 times the distance between the lens midpoints of the two cameras so that the subject is away from the lens. However, the laparoscope is inserted into the abdominal cavity and in most cases cannot maintain the minimum distance from the organ, so the perspective is not secured, so even if the stereoscopic image cannot be obtained or acquired, the stereoscopic feeling is excessively expressed, which gives the viewer extreme fatigue. This inaccurate stereoscopic image adversely affects a doctor undergoing laparoscopic surgery for a long time.
결국, 두 개의 렌즈를 사용하여 입체 이미지를 각각 개별적으로 획득하는 방식의 입체 카메라는 복강경으로의 활용이 제한적이다. 본 출원인은 두 개의 렌즈를 사용한 입체 카메라를 개선하여 하나의 메인 렌즈(단안식 렌즈)를 사용하더라도 선명한 입체 이미지를 획득할 수 있는 단안식 입체 카메라를 이미 대한민국 등록특허공보 제10-1255803호에서 제시한 바 있다.As a result, stereoscopic cameras in which stereoscopic images are separately acquired using two lenses are limited to use as laparoscopes. The present applicant has already proposed a monocular stereoscopic camera capable of obtaining a clear stereoscopic image even when using a single main lens (monocular lens) by improving a stereoscopic camera using two lenses in Korean Patent Publication No. 10-1255803. I've done it.
도 1은 상기 대한민국 등록특허공보에서 제시한 종래 단안식 입체 카메라의 내부 구성도이다. 구체적으로, 도 1의 단안식 입체 카메라는 하나의 제1 결상렌즈 조립체(40)를 통해 획득된 광을 반사경(46)을 통해 좌안 카메라(60)와 우안 카메라(62)로 각각 분리시킴으로써 입체 영상이 획득된다. 즉 메인 렌즈(제1 결상렌즈 조립체)가 하나인 단안식 입체 카메라이다.1 is an internal configuration of a conventional monocular stereoscopic camera presented in the Republic of Korea Patent Publication. Specifically, the monocular stereoscopic camera of FIG. 1 separates the light obtained through the first
그러나 이러한 단안식 입체 카메라를 복강경으로 적용하기 위해서는 다음과 같은 과제를 해결하여야 한다.However, in order to apply such a monocular stereoscopic camera as a laparoscope, the following problems must be solved.
(1) 초근접 촬영이 확보되어야만 복강경으로 적용 가능하고, (2) 복강경을 통해 초근접 입체 이미지를 구현하기 위해서는 확대·축소 배율에 따른 화각을 조정하는 기술이 필수적이며, (3) 복강 내부에 위치한 피사체의 위치와 특성에 따라 제1 결상렌즈 조립체의 교체나 변경이 용이하여야 하고, (4) 복강 내부에서 피사체에 광을 조사하되 그림자를 방지하는 무영(無影) 조명을 구현하는 기술이 추가되어야 한다.(1) It can be applied as a laparoscope only when super close-up photography is secured. (2) The technique to adjust the angle of view according to the magnification / reduction magnification is essential to realize the super close-up stereoscopic image through the laparoscope. The first imaging lens assembly should be easy to be replaced or changed according to the position and the characteristic of the located subject. (4) A technique for realizing a shadowless illumination that irradiates the subject with light inside the abdominal cavity and prevents shadows is added. Should be.
[선행문헌][Prior literature]
대한민국 등록특허공보 제10-1255803호(단안식 입체 영상 카메라)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1255803 (monocular stereoscopic camera)
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 복강 내부에서 렌즈와 초근접한 위치의 장기들의 입체 이미지를 촬영하기 위한 단안식 복강경을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a monocular laparoscope for capturing stereoscopic images of organs in a super close proximity to the lens in the abdominal cavity.
본 발명의 또 다른 목적은 피사체의 확대·축소 배율에 따라 화각을 조정할 수 있고, 제1 결상렌즈 조립체를 쉽게 교체 및 변경 가능하며 복강 내부에 무영조명을 구현할 수 있는 단안식 복강경을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a monocular laparoscope capable of adjusting the angle of view according to an enlargement / reduction ratio of a subject, easily replacing and changing the first imaging lens assembly, and realizing a lightless illumination inside the abdominal cavity.
상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에 따른 단안식 복강경은 제1 결상렌즈 조립체(10); 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광선 중의 일부는 반사하고 나머지는 통과시키는 하프 미러(H); 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)와 조합하여 제3 결상렌즈 조립체의 초점 위치를 앞으로 당기고 제1 결상렌즈 조립체(10)의 뒤쪽에 맺힌 가상의 상을 확대하고 색수차나 상면만곡 등을 줄이는 제2 결상렌즈 조립체(20)(21)(22); 하프 미러(H)에 의해 반사된 광선을 결상하는 제3 결상렌즈 조립체(31)를 포함하는 제1 카메라(30); 및 하프 미러(H)를 통과한 광선을 결상하는 제3 결상렌즈 조립체(41)를 포함하는 제2 카메라(40);를 구비한다. 상기 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)는 서로 직각을 이루도록 배치될 수 있으며, 아울러 상기 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)은 서로 90°미만의 예각이나 90°초과의 둔각을 이루도록 자유롭게 배치될 수 있다.In order to solve the above problems, the monocular laparoscope according to the present invention comprises a first imaging lens assembly (10); A half mirror (H) for reflecting some of the light rays passing through the first imaging lens assembly (10) and passing the remaining light rays; In combination with the third
상기 제2 결상렌즈 조립체(20)(21)(22)는 제1 결상렌즈 조립체(10)와 하프 미러(H) 사이에 설치되거나, 하프 미러(H)와 제3 결상렌즈 조립체(31)(41) 사이에 설치될 수 있다. The second
상기 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)가 근접 확대 촬영이 가능한 마크로 렌즈인 경우에는 제2 결상렌즈 조립체가 선택적으로 구비될 수 있다. 즉, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)가 제1 결상렌즈 조립체 후방의 가상의 상을 충분히 확대하여 촬영하는 것이 가능하여 비네팅 현상이 없을 정도의 확대 기능을 가진 마크로 렌즈인 경우에는 제2 결상렌즈 조립체가 구비되지 않을 수도 있다. When the third
상기 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)가 일반적인 망원 계열의 렌즈인 경우, 제1 결상렌즈 조립체를 통과한 상을 근접 확대 촬영하는 것이 가능하도록 제2 결상렌즈 조립체를 함께 조합하여 마크로 렌즈와 같은 역할을 하도록 한다. 이때의 확대 배율은 제1 결상렌즈 조립체(10) 뒤쪽에 맺힌 가상의 상의 크기와 카메라(30)(40)에 설치된 촬상면(36)(46)의 크기 및 시스템 전체의 길이(제1 결상렌즈 조립체로부터 촬상면에 이르는 광로의 총길이)에 따라 정하도록 한다. When the third
본 발명에 따른 단안식 복강경은 제1 결상렌즈 조립체(10); 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광선 중의 일부는 반사하고 나머지는 통과시키는 하프 미러(H); 하프 미러(H)에 의해 반사된 광선과 하프 미러(H)를 통과한 광선이 서로 평행하게 되도록 하프 미러(H)에 의해 반사된 광선과 하프 미러(H)를 통과한 광선 중 적어도 어느 하나를 반사하는 반사부; 하프 미러(H)에 의해 반사된 광을 결상하는 제3 결상렌즈 조립체(341); 하프 미러(H)를 통과한 광을 결상하고, 제3 결상렌즈 조립체(341)와 평행하게 설치된 제3 결상렌즈 조립체(331); 및 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 상을 확대하고 제3 결상렌즈 조립체의 초점 위치를 앞당기는 역할을 함으로써 제1 결상렌즈(10)의 뒤쪽에 맺힌 상을 최종 확대하여 촬영할 수 있도록 하는 제2 결상렌즈 조립체;를 포함한다. Monocular laparoscope according to the present invention comprises a first imaging lens assembly (10); A half mirror (H) for reflecting some of the light rays passing through the first imaging lens assembly (10) and passing the remaining light rays; At least one of the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H is parallel so that the light reflected by the half mirror H and the light passing through the half mirror H are parallel to each other. A reflecting unit reflecting; A third
상기 제2 결상렌즈 조립체는 제1 결상렌즈 조립체(10)와 하프 미러(H) 사이에 설치되거나 하프 미러(H)와 제3 결상렌즈 조립체(341)(331) 사이에 설치될 수 있다. The second imaging lens assembly may be installed between the first
상기 제3 결상렌즈 조립체(341)(331)가 근접 확대 촬영이 가능한 마크로 렌즈인 경우에는 제2 결상렌즈 조립체가 구비되거나 구비되지 않을 수 있다. When the third
상기 제3 결상렌즈 조립체(341)(331)가 일반적인 망원 계열의 렌즈인 경우, 제3 결상렌즈 조립체(341)(331)는 제2 결상렌즈 조립체와 조합되어 마크로 렌즈 역할을 함으로써 제1 결상렌즈 조립체를 통과한 상을 최종 확대 촬영할 수 있도록 한다. When the third
그리고 제3 결상렌즈 조립체(341)(331)는 동일한 카메라 본체(350)에 설치되거나 각각의 카메라 본체에 설치될 수 있다. The third
본 발명에 따른 단안식 복강경은 제1 결상렌즈 조립체(10)가 탑재되고 적어도 일부가 복강의 내부로 삽입되는 어댑터부(510)(610); 하프 미러(H); 제1 카메라(30)와 제2 카메라(40)를 탑재하는 몸체부(520)를 포함한다. 추가적으로, 상기 몸체부(520)는 적어도 하나의 제2 결상렌즈 조립체(20)를 더 포함할 수 있다.The monocular laparoscope according to the present invention includes an
상기 어댑터부(510)(610)는 제1 결상렌즈 조립체(10)가 탑재된 내측 경통(50) 및 상기 내측 경통(50)의 외면과 대응하는 링 형태를 가지며 피사체에 광을 전달하는 외측 경통(60)을 포함하며, 상기 몸체부(520, 620)는 외측 경통(60)에 광을 공급하는 광 공급장치(70)를 포함할 수 있다.The
상기 내측 경통(50)의 외면과 상기 외측 경통(60)의 내면에는 광을 반사하는 반사물질이 코팅될 수 있다.The outer surface of the
본 발명에 따른 단안식 복강경은 다음과 같은 효과를 가진다.The monocular laparoscope according to the present invention has the following effects.
첫째, 제1 결상렌즈 조립체와 초근접 위치에 있는 피사체의 입체 이미지를 촬영할 수 있다.First, a stereoscopic image of a subject in a super near position with the first imaging lens assembly may be photographed.
둘째, 초근접 위치에 있는 피사체의 확대·축소 배율에 따른 화각을 정밀하게 조절할 수 있다.Second, it is possible to precisely adjust the angle of view according to the magnification of the subject in the hyper-close position.
셋째, 제1 결상렌즈 조립체를 몸체부로부터 용이하게 탈부착하는 것이 가능하여, 제1 결상렌즈 조립체의 변경 및 선택 사용이 쉽다.Third, it is possible to easily detach the first imaging lens assembly from the body portion, so that the first imaging lens assembly can be easily changed and selected.
넷째, 복강경에 필수적인 조명 시스템에 있어서 그림자를 방지하는 무영조명의 기능을 부여하여 선명한 입체 이미지를 획득할 수 있다.Fourth, it is possible to obtain a clear three-dimensional image by imparting the function of the unilluminated light to prevent the shadow in the lighting system essential for the laparoscope.
도 1은 종래기술의 단안식 입체 카메라의 내부 구성도이다.1 is a block diagram of a conventional monocular stereoscopic camera.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.2 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the first embodiment of the present invention.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 구비된 제2 결상렌즈 조립체의 역할을 설명하기 위한 모식도이다.3 to 5 are schematic views for explaining the role of the second imaging lens assembly provided in the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.6 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.7 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.8 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
도 9는 도 2에 도시된 광학적 구성을 탑재한 본 발명의 제5 실시예에 따른 단안식 복강경의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the fifth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG. 2.
도 10은 도 6에 도시된 광학적 구성을 탑재한 본 발명의 제6 실시예에 따른 단안식 복강경의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the sixth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG.
[도면 주요부호의 설명][Description of major symbols in drawings]
10 : 제1 결상렌즈 조립체 20, 21, 22 : 제2 결상렌즈 조립체10: first
30 : 제1 카메라 40 : 제2 카메라30: first camera 40: second camera
31, 41 : 제3 결상렌즈 조립체 35, 45 : 카메라 본체31 and 41: third
50: 내측 경통 60: 외측 경통50: inner barrel 60: outer barrel
70: 광 공급장치70: light supply
100, 200, 300, 400, 500, 600 : 단안식 복강경100, 200, 300, 400, 500, 600: monocular laparoscopic
510, 610: 어댑터부 520, 620: 몸체부510, 610:
H : 하프 미러H: half mirror
M : 돌출부M: protrusion
N : 홈 N: home
이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Accordingly, it is to be understood that the embodiments shown in the specification and the drawings shown in the drawings are only embodiments of the present invention, and there may be various equivalents and modifications that may substitute them at the time of the present application.
본 발명에 따른 복강 내부에 삽입되어 입체 이미지를 촬영하는 단안식 복강경은 초근접 입체 이미지 촬영이 가능하도록 제1 결상렌즈 조립체(10), 하프 미러(H), 제1 카메라(30), 및 제2 카메라(40)를 포함한다. 본 발명의 단안식 복강경의 내부에 탑재되는 광학적 구조를 먼저 설명한 후에 기구적인 구성을 설명하도록 한다.The monocular laparoscope inserted into the abdominal cavity according to the present invention for capturing stereoscopic images may include the first
이하에서 설명하는 '결상렌즈 조립체'는 하나 또는 두 개 이상의 렌즈가 조합된 집합체를 포함한다. The 'imaging lens assembly' described below includes an aggregate in which one or two or more lenses are combined.
(1) 제1 실시예(1) First embodiment
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.2 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 단안식 복강경(100)은 단안식 직교리그로서, 제1 카메라(30)와 제2 카메라(40)가 서로 직각이 되도록 설치될 수 있으며, 아울러 상기 제1 카메라(30)와 제2 카메라(40)는 서로 90°미만의 예각이나 90°초과의 둔각을 이루도록 자유롭게 설치될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
구체적으로, 입체 카메라(100)는 제1 결상렌즈 조립체(10)와, 제1 결상렌즈 조립체(10)의 후방에 설치된 제2 결상렌즈 조립체(20)와, 하프 미러(H)와, 하프 미러(H)에 의해 반사된 광축 상에 설치된 제1 카메라(30)와, 하프 미러(H)를 통과한 광축 상에 설치된 제2 카메라(40)를 포함한다. In detail, the
제1 결상렌즈 조립체(10)는 피사체(8)로부터 입사된 광을 수렴한다. 제1 결상렌즈 조립체(10)는 교환이 가능하도록 설치되는데, 촬영 목적, 피사체의 종류, 피사체까지의 거리 등을 고려하여 적합한 렌즈를 선택하여 설치할 수 있다.The first
본 발명에 따른 단안식 복강경(100)은 제2 결상렌즈 조립체(20)를 추가적으로 포함할 수 있다. 제2 결상렌즈 조립체(20)는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)와 조합되어 초점 위치를 근접시키는 역할과, 색수차 및 상면만곡을 줄이는 기능을 위해 추가적으로 탑재될 수 있다. 또한, 하프미러(H)와 제1 결상렌즈 조립체(10)를 잇는 광축 상에서 앞뒤로 이동할 수 있도록 설치되어 촬영시 제1 결상렌즈 조립체(10)의 초점범위를 넘는 피사체에 초점을 맞출 수 있도록 보조 초점 조절의 역할을 할 수 있다. 이때 주 피사체의 위치가 제1 결상렌즈 조립체(10)의 초점 조절범위를 넘어서 근접해 있는 경우 제2 결상렌즈 조립체(20)를 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)의 방향으로 이동시켜 근접해 있는 피사체에 초점을 맞출 수 있으며, 주 피사체가 제1 결상렌즈 조립체(10)의 초점 조절범위를 넘어서 원거리에 있는 경우 제2 결상렌즈 조립체(20)를 제1 결상렌즈 조립체(10)의 방향으로 이동하여 초점범위를 벗어나 원거리에 있는 피사체에 초점을 맞출 수 있다. The
이러한 제2 결상렌즈 조립체(20)는 본 발명의 단안식 복강경(100)이 복강 내부로 일부 침습되어 제1 결상렌즈 조립체(10)와 초근접 위치에 존재하는 장기, 혈관, 신경 등을 입체 이미지로 촬영할 수 있게 한다. 또한, 제2 결상렌즈 조립체(20)는 제1 결상렌즈 조립체(10)의 초점 한계를 넘어 피사체를 확대·축소함으로써 배율에 따른 화각을 정밀하게 조정할 수 있게 한다. 여기서 초근접 위치라 함은 제1 결상렌즈 조립체(10)와 피사체의 이격 거리가 10cm 미만인 것을 가리키며, 본 발명의 단안식 복강경(100)은 초근접 위치가 1cm 미만인 환경에서도 입체 이미지 획득이 가능하다.The second
제1 카메라(30)는 제3 결상렌즈 조립체(31)와 카메라 본체(35)를 포함한다. 그리고 제2 카메라(40)는 제3 결상렌즈 조립체(41)와 카메라 본체(45)를 포함한다. 카메라 본체(35)(45)의 내부에는 촬상면(36)(46)이 각각 구비된다. The
제3 결상렌즈 조립체(31)는 하프 미러(H)에 의해 반사된 광을 결상시키고, 제3 결상렌즈 조립체(41)는 하프 미러(H)를 통과한 광을 결상시킨다. The third
제3 결상렌즈 조립체(31)(41)는 베이스 렌즈로서, 근접 확대 촬영이 가능한 마크로 렌즈가 사용될 수 있다. 그리고 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 마크로 렌즈를 사용하여 확대 배율이 충분할 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(20)를 제외시킬 수 있다. 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)를 마크로 렌즈로 사용할 경우, 제1 결상렌즈(10)와 초근접 위치에 존재하는 장기 등의 입체 이미지를 촬영할 수 있고, 제1 결상렌즈 조립체(10)의 초점 한계를 넘어 위치한 피사체를 확대·축소함으로써 배율에 따른 화각을 정밀하게 조절할 수 있다.The third
제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 망원 계열의 렌즈가 사용되는 경우, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)는 제2 결상렌즈 조립체(20)와 조합되어 마크로 렌즈와 같은 역할을 하게 된다. 이러한 조합을 사용함으로써 본 발명의 단안식 복강경은 미세한 혈관, 근육, 신경 등의 입체 이미지를 획득할 수 있다.When a telephoto lens is used for the third
제1 결상렌즈 조립체(10)로서 다양한 렌즈가 사용될 수 있도록 하기 위해서는 제1 결상렌즈 조립체(10)의 후방에 생긴 가상의 상을 제2 결상렌즈 조립체(20)와 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)를 이용하여 확대촬영하는 방식이 바람직하다. In order to enable various lenses to be used as the first
이를 위하여, 촬상면(36)과 제3 결상렌즈 조립체(31) 사이의 거리와 촬상면(46)과 제3 결상렌즈 조립체(41) 사이의 거리를 조절하는 데 한계가 있는 경우 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)로서 망원 계열의 렌즈를 사용하고 제2 결상렌즈 조립체(20)를 함께 사용함으로써 근접 촬영이 가능하도록 하여 제1 결상렌즈 조립체(10)의 상을 확대 촬영하거나, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)로서 마크로 계열(근접 확대 촬영이 가능한 렌즈)의 렌즈를 사용하고 추가로 제2 결상렌즈 조립체(20)를 이용하여 초점 위치를 더욱 근접하도록 하며 아울러 제2 결상렌즈 조립체(20)가 색수차 및 상면만곡을 보정하는 기능을 갖도록 함으로써 제1 결상렌즈 조립체(10)의 후방에 만들어진 가상의 상을 최종 확대하여 촬영할 수 있다. To this end, when there is a limit in adjusting the distance between the
특히, 카메라 촬상면(36)(46)의 크기가 제1 결상렌즈 조립체(10)가 만든 가상의 제1 초점면의 상(9) 크기보다 클 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)로서 근접 확대 촬영이 가능한 마크로 렌즈를 사용함으로써, 카메라 렌즈 주변부의 광량 저하로 화상의 주변부가 검게 흐려지는 이른바 비네팅(Vignetting) 현상을 줄일 수 있으며 제1 결상렌즈 조립체(10)의 선택의 폭을 넓힐 수 있다. In particular, when the size of the camera imaging surfaces 36 and 46 is larger than the size of the
또한, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)로서 근접 확대 촬영이 가능한 마크로 렌즈를 사용함으로써, 망원계열의 렌즈를 사용하는 경우에 비해서, 제1 결상렌즈 조립체(10)로부터 카메라 촬상면(36)(46)까지 단안식 복강경의 크기를 줄일 수 있다.In addition, by using a macro lens capable of close-up magnification as the third imaging lens assembly 31 (41), the
한편, 위와 같은 효과를 얻기 위하여 제2 결상렌즈 조립체(20)에 배율을 더 높은 렌즈(렌즈의 초점거리가 짧은 렌즈)를 사용할 수도 있으나, 제2 결상렌즈 조립체(20)의 배율을 높이는 방법보다 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 근접 확대 촬영이 가능한 렌즈를 사용함으로써 더 왜곡이 적고 높은 화질의 결과물을 얻을 수 있다. On the other hand, in order to achieve the above effect, a higher magnification (lens with a short focal length of the lens) may be used for the second
한편, 본 발명에 따른 단안식 복강경은 추가적으로 조리개(32)(42)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the monocular laparoscope according to the present invention may further include
조리개(32)(42)는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 각각 설치되고 제1 결상렌즈 조립체(10)에는 설치되지 않을 수 있다. 조리개가 설치된 렌즈를 제1 결상렌즈 조립체(10)로 사용하더라도 제1 결상렌즈 조립체(10)에 설치된 조리개는 개방된 상태에서 촬영이 이루어진다. 이러한 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)의 조리개(32)(42)는 비네팅(Vignetting) 현상을 방지한다.The
한편, 위에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 마크로 렌즈를 사용하여 확대 배율이 충분할 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(20)를 제외시킬 수 있고 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 망원 계열의 렌즈가 사용되는 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)와 제2 결상렌즈 조립체(20)가 조합되어 마크로 렌즈와 같은 역할을 하게 되는데, 이와 관련하여 제2 결상렌즈 조립체(20)의 기능을 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하고자 한다.On the other hand, as described above, in the present invention, when the magnification is sufficient by using a macro lens for the third
도 3 내지 도 5는 하프 미러(H)와 제1 카메라(30)가 없는 경우를 예로 들어, 제2 결상렌즈 조립체(20)가 설치되었을 때와 설치되지 않았을 때의 차이를 구체적으로 설명하기 위한 내부 구성도이다.3 to 5 illustrate a case in which the half mirror H and the
도 3은 제2 결상렌즈 조립체(20)가 설치된 경우를 보여주고, 도 4는 제2 결상렌즈 조립체(20)가 설치되지 않은 경우를 보여준다. 제2 결상렌즈 조립체(20)는 제3 결상렌즈 조립체(41)의 초점 위치를 앞으로 당기는 역할 즉, 제3 결상렌즈 조립체(41)의 초점 위치를 도면의 우측으로 이동시키는 역할을 하므로 전체 시스템의 길이(제1 결상렌즈 조립체(10)로부터 촬상면(46)까지의 길이)를 줄일 수 있도록 한다(제1 결상렌즈 조립체의 위치를 도면의 우측으로 이동시킬 수 있도록 함). 3 illustrates a case where the second
다시 말하면, 제3 결상렌즈 조립체(41)의 초점위치는 제1 결상렌즈 조립체(10)의 가상의 상(9)의 위치가 되어야 하므로 근접 확대촬영이 가능하도록 제작된 렌즈(예를 들어, 마크로 렌즈)를 제3 결상렌즈 조립체(41)로 사용하거나, 일반적인 망원 계열의 렌즈(일반적인 초점 조절 위치 값을 갖는 렌즈)를 사용하는 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(20)를 함께 사용하여 제3 결상렌즈 조립체(41)의 초점위치를 앞당기는 효과를 가져올 수 있다.In other words, since the focal position of the third
도 3의 경우 정상적인 상이 나온다면, 도 4의 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(41)의 초점위치와 제1 결상렌즈 조립체(10)의 가상의 상(9)의 위치가 맞지 않으므로 정상적인 상이 형성되지 않는다. 이 경우에는 도 5에 도시된 바와 같이 제1 결상렌즈 조립체(10)의 위치를 제3 결상렌즈 조립체(41)에서 더 멀리 위치하도록 해야 하는데 이런 경우 카메라 렌즈 주변부의 광량 저하로 화상의 주변부가 검게 흐려지는 이른바 비네팅 현상이 생기게 되는 문제점이 있다.In the case of FIG. 3, if a normal image comes out, in FIG. 4, a normal image is not formed because the focal position of the third
(2) 제2 실시예(2) Second Embodiment
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.6 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the second embodiment of the present invention.
이하에서 설명하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 단안식 복강경은 제1 실시예에서 설명한 단안식 복강경과 동일한 구성에 대해 동일 명칭을 사용하므로, 배치 관계를 제외한 나머지는 모두 동일한 의미로 해석되어야 한다.Since the monocular laparoscope according to the second embodiment of the present invention described below uses the same name for the same configuration as the monocular laparoscope described in the first embodiment, all except the arrangement relationship should be interpreted as having the same meaning. .
도 6을 참조하면, 단안식 복강경(200)은 단안식 직교리그로서, 제1 카메라(30)와 제2 카메라(40)가 서로 직각이 되도록 설치될 수 있으며, 아울러 상기 제1 카메라(30)와 제2 카메라(40)는 서로 90°미만의 예각이나 90°초과의 둔각을 이루도록 자유롭게 설치될 수 있다.Referring to FIG. 6, the
구체적으로, 입체 카메라(200)는 제1 결상렌즈 조립체(10)와, 제1 결상렌즈 조립체(10)의 후방에 설치된 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)와, 하프 미러(H)와, 하프 미러(H)에 의해 반사된 광축 상에 설치된 제1 카메라(30)와, 하프 미러(H)를 통과한 광축 상에 설치된 제2 카메라(40)를 포함한다. In detail, the
제2 실시예에 따른 단안식 복강경(200)과 제1 실시예에 따른 단안식 복강경(100)의 차이점을 살펴보면, 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)가 하프 미러(H)와 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)의 사이에 각각 배치된 점에 차이가 있다. 따라서, 제2 실시예에 따른 단안식 복강경(200)에서는 하프 미러(H)에 의해 반사된 광은 제2 결상렌즈 조립체(21)를 경유한 후 제3 결상렌즈 조립체(31)로 입사하고, 하프 미러(H)를 통과한 광은 제2 결상렌즈 조립체(22)를 경유한 후 제3 결상렌즈 조립체(41)로 입사한다. Looking at the difference between the
한편, 제2 실시예에서, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 마크로 렌즈 또는 망원 계열 렌즈가 사용될 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 마크로 렌즈가 사용되는 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)를 제외시킬 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)에 망원 계열 렌즈가 사용되는 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)와 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)가 조합되어 초점 위치를 근접시킬 수 있다는 점 등은 제1 실시예의 단안식 복강경(100)에서 설명한 바와 동일하다.On the other hand, in the second embodiment, that a macro lens or a telephoto lens may be used for the third
다만, 제2 실시예의 단안식 복강경(200)은 제1 실시예의 단안식 복강경(100)과는 달리, 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)를 수시로 광축을 따라 앞뒤로 이동시키는 장치를 갖지 않는 것이 바람직한데, 이는 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)를 수시로 이동함으로써 얻게 될 초점 범위 확장으로 인한 이득보다 좌우 양안의 초점을 개별적으로 조절하는데 필요한 시간적 손해가 더 크기 때문이다.However, the
(3) 제3 실시예(3) Third embodiment
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.7 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention.
이하에서 설명하는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단안식 복강경은 제1 실시예에서 설명한 단안식 복강경과 동일한 구성에 대해 동일 명칭을 사용하므로, 배치 관계를 제외한 나머지는 모두 동일한 의미로 해석되어야 한다.Since the monocular laparoscope according to the third embodiment of the present invention described below uses the same name for the same configuration as the monocular laparoscope described in the first embodiment, all except the arrangement relationship should be interpreted as having the same meaning. .
도 7을 참조하면, 제3 실시예에 따른 단안식 복강경(300)은 단안식 수평 리그로서, 제1 결상렌즈 조립체(10), 제1 결상렌즈 조립체(10)의 후방에 설치된 하프 미러(H), 반사부(361, 363, 365) 및 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the
반사부(361, 363, 365)는 하프 미러(H)에 의해 반사된 광과 하프 미러(H)를 통과한 광이 서로 평행하게 되도록 하프 미러(H)에 의해 반사된 광과 하프 미러(H)를 통과한 광 중에서 적어도 어느 하나를 반사한다.The
도 7은 상기 반사부의 일례를 보여주고 있는데, 반사부(361, 363, 365)는 하프 미러(H)를 통과한 광을 제3 결상렌즈 조립체(331)쪽으로 반사하는 반사부(363)(365)와, 하프 미러(H)에 의해 반사된 광을 제3 결상렌즈 조립체(341)쪽으로 반사하는 반사부(361)를 포함할 수 있다. 여기서 반사부(361, 363, 365)는 광을 반사하여 광축을 변경시킬 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으나 예를 들어 거울을 포함할 수 있다.FIG. 7 illustrates an example of the reflector, wherein the
도 7의 제 3 실시예에 따른 단안식 복강경(300)은 단안식 수평리그로서, 하프 미러(H)에 의해 반사된 광과 하프 미러(H)를 통과한 광이 서로 평행한 경우를 예시하고 있으나, 본 발명에 따른 단안식 복강경은 상기 하프 미러(H)와 반사부의 각도를 조정하여 광축을 평행하지 않도록 변경함으로써 그에 따른 제2 결상렌즈 조립체(21)(22) 및 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)가 서로 평행하지 않도록 자유롭게 배치할 수 있다. The
제3 실시예에서 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광 중의 일부는 하프 미러(H)를 통과한 후 반사부(363)(365)에 의해 반사되어 제2 결상렌즈 조립체(21)로 입사되고, 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광 중의 나머지는 하프 미러(H)와 반사부(361)에 의해 순차적으로 반사된 후 제2 결상렌즈 조립체(22)로 입사된다. In the third embodiment, a part of the light passing through the first
제2 결상렌즈 조립체(21)를 경유한 광은 제3 결상렌즈 조립체(331)에 입사되고, 제2 결상렌즈 조립체(22)를 경유한 광은 제3 결상렌즈 조립체(341)에 입사된다. Light passing through the second
제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 마크로 렌즈 또는 망원 계열 렌즈가 사용될 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 마크로 렌즈가 사용되는 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)를 제외시킬 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 망원 계열 렌즈가 사용되는 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)와 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)가 조합되어 초점 위치를 근접시킬 수 있다는 점 등은 앞서 설명한 제1 실시예의 단안식 복강경(100)과 동일하다.The use of a macro lens or a telephoto lens may be used for the third
한편, 도면에서는 일체형 2안식이지만, 두 대의 카메라로 이루어질 수도 있는데 이러한 점은 본 명세서를 참조한 당업자에게 자명할 것이다. On the other hand, in the figure is an integrated binocular, but may be composed of two cameras, which will be apparent to those skilled in the art with reference to the present specification.
(4) 제4 실시예(4) Fourth Embodiment
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 단안식 복강경에 탑재되는 광학적 구성을 도시한 내부 구성도이다.8 is an internal configuration diagram showing an optical configuration mounted on the monocular laparoscope according to the fourth embodiment of the present invention.
이하에서 설명하는 본 발명의 제4 실시예에 따른 단안식 복강경은 제3 실시예에서 설명한 단안식 복강경과 동일한 구성에 대해 동일 명칭을 사용하므로, 배치 관계를 제외한 나머지는 모두 동일한 의미로 해석되어야 한다.Since the monocular laparoscope according to the fourth embodiment of the present invention described below uses the same name for the same configuration as the monocular laparoscope described in the third embodiment, all except the arrangement relationship should be interpreted as having the same meaning. .
도 8을 참조하면, 제4 실시예에 따른 단안식 복강경(400)은 제2 결상렌즈 조립체(20)가 하프 미러(H)의 앞쪽에 설치된 점을 제외하면 제3 실시예의 단안식 복강경(300)와 동일하다. 따라서, 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광 중에서 일부는 하프 미러(H)와 거울(361)에 의해 반사된 후 제3 결상렌즈 조립체(341)에 입사되고 제1 결상렌즈 조립체(10)를 통과한 광 중에서 나머지는 하프 미러(H)를 통과한 후 반사부(363)(365)에 의해 반사되어 제3 결상렌즈 조립체(331)에 입사된다. Referring to FIG. 8, the
도 8의 제4 실시예에 따른 단안식 복강경(400)은 단안식 수평리그로서, 하프 미러(H)에 의해 반사된 광과 하프 미러(H)를 통과한 광이 서로 평행한 경우를 예시하고 있으나, 본 발명에 따른 단안식 복강경은 상기 하프 미러(H)와 반사부의 각도를 조정하여 광축을 평행하지 않도록 변경함으로써 그에 따른 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)가 서로 평행하지 않도록 자유롭게 배치할 수 있다. The
그리고 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 마크로 렌즈 또는 망원 계열 렌즈가 사용될 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 마크로 렌즈가 사용되는 경우에는 제2 결상렌즈 조립체(20)를 제외시킬 수 있다는 점, 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)에 망원 계열 렌즈가 사용되는 경우에는 제3 결상렌즈 조립체(331)(341)와 제2 결상렌즈 조립체(20)가 조합되어 초점 위치를 근접시킬 수 있다는 점 등은 제1 실시예의 단안식 복강경(100)에서 설명한 바와 동일하다.In addition, a macro lens or a telephoto lens may be used in the third
본 발명의 단안식 복강경(400)은 2안식 입체 카메라(즉, 일체형 2안식 입체 카메라 또는 두 대의 카메라)이거나 수평식 리그일 수 있다.The
(5) 제5 실시예(5) Fifth Embodiment
이하에서는 앞서 설명한 광학적 구조를 탑재한 단안식 복강경의 기구적인 구성을 구체적인 실시예로서 설명하고자 한다.Hereinafter, the mechanical configuration of the monocular laparoscope equipped with the optical structure described above will be described as a specific embodiment.
도 9는 도 2에 도시된 광학적 구성을 탑재한 본 발명의 제5 실시예에 따른 단안식 복강경의 단면도이다.9 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the fifth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG. 2.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 단안식 복강경(500)은 어댑터부(510) 및 몸체부(520)를 포함한다. 상기 어댑터부(510)는 적어도 일부가 복강의 내부로 삽입되어 광을 수광한다. 어댑터부(510)는 제1 결상렌즈 조립체(10)가 탑재하는 내측 경통(50) 및 광을 전달하는 외측 경통(60)을 포함한다. 제1 결상렌즈 조립체(10)는 피사체로부터 입사된 광을 수렴한다. 제1 결상렌즈 조립체(10)는 피사체의 광을 수렴할 수 있도록 내측 경통(50)의 일 단부에 탑재될 수 있다. 상기 내측 경통(50)의 지름은 제1 결상렌즈 조립체(10)의 직경에 따라 다양하게 변경 가능하나, 복강경 수술 후 최소한의 상처를 남기기 위해 바람직하게는 20mm 미만의 직경을 가질 수 있다. 상기 제1 결상렌즈 조립체(10)의 길이는 상기 내측 경통(50)의 전체 길이의 1/2 미만을 갖는다. 또한, 일반적인 결상렌즈의 경우, 후면에 결상된 상을 전달하기 위해 다수 개의 릴레이 렌즈가 필요한 반면에 본 발명의 상기 제1 결상렌즈 조립체(10)의 경우에는 후면에 결상된 상을 전달하는 릴레이 렌즈의 개수를 줄일 수 있다.9, the
상기 외측 경통(60)은 내측 경통(50)의 외면과 대응하는 링 형태를 가질 수 있다. 외측 경통(60)은 내측 경통(50)과 이격 되어 있고, 외측 경통(60)과 내측 경통(50) 사이에는 광을 전달되어 복강경 수술 시 필요한 조명을 공급한다. 예를 들면, 상기 외측 경통(60)의 내면과 상기 내측 경통(50)의 외면에는 광을 반사하는 공지된 금속 물질, 합금, 플라스틱 및 이들의 혼합을 포함한다.The
상기 몸체부(520)는 하프 미러(H), 제1 카메라(30) 및 제2 카메라(40)를 포함할 수 있고, 몸체부(520)의 일 측면에는 어댑터부(510)가 탈부착 될 수 있다. 예를 들면, 어댑터부(510)를 구성하는 외측 경통(60)의 외면에는 돌출부(M)가 형성되고, 몸체부(520)에는 돌출부(M)가 끼워져 고정될 수 있는 홈(N)이 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 돌출부(M)와 홈(N)을 사용하여 어댑터부(510)가 몸체부(520)에 탈부착될 수 있는 구성을 설명하였으나 공지된 탈부착 구성을 사용하여 변경할 수 있음은 자명하다 할 것이다.The
한편, 몸체부(520)는 외측 경통(60)과 내측 경통(50)의 사이에 광을 공급하는 광 공급장치(70)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 광 공급장치(70)는 발광다이오드(LED) 칩일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 광 공급장치(70)는 외측 경통(60)과 내측 경통(50) 사이에 광을 공급할 수 있도록 도 9에 도시된 바와 같은 위치에 배치될 수 있다. 이 경우, 어댑터부(510)를 좌측에서 바라보았을 때 원형 형태의 광이 피사체로 조사될 수 있다. 원형 조명으로 광이 조사될 경우, 복강으로 침습된 수술 도구로 인해 발생될 수 있는 그림자를 최소화하여 무영 입체 이미지 획득을 용이하게 한다. On the other hand, the
도 9에서는 광 공급장치(70)가 몸체부(520)에 배치된 것을 예시하였으나, 광 공급장치가 단안식 복강경(500)의 외부에 배치되어 광 전달경로를 통해 상기 외측 경통(60)으로 광이 조사될 수 있다. 예를 들면, 상기 광 전달경로는 유리 섬유가 채워진 광섬유 케이블을 포함할 수 있다. 광 공급장치(70)가 단안식 복강경(100)의 외부에 배치되어 광이 조사되는 경우, 도 9에서와 같이 광 공급장치(70)가 몸체부(520)에 배치됨으로써 광 공급장치로부터 발생되는 열이 외측 경통(60)으로 전달되어 복강 내 장기나 피부 조직을 손상시킬 수 있는 가능성을 미연에 방지할 수 있다.Although FIG. 9 illustrates that the
또한, 도 9에서는 내측 경통(50)의 일 단부에 제1 결상렌즈 조립체(10)가 탑재되어, 내측 경통(50)과 외측 경통(60)이 일 단부에서 서로 분리된 것으로 예시하였으나, 내측 경통(50)의 길이를 외측 경통(60)의 길이보다 짧게 구성하여 외측 경통(60)의 일 단부에 제1 결상렌즈 조립체(10)를 탑재할 수 있다. 즉, 제1 결상렌즈 조립체(10)의 구경이 외측 경통(60) 전체 구경의 1% ~ 100% 범위 내로 조절할 수 있다.In addition, in FIG. 9, the first
이상에서 설명한 제5 실시예에 따른 단안식 복강경(500)의 광학적 구조는 앞서 제1 실시예에서 설명한 것과 동일하다.The optical structure of the
(6) 제6 실시예(6) Sixth Embodiment
도 10은 도 6에 도시된 광학적 구성을 탑재한 본 발명의 제6 실시예에 따른 단안식 복강경의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the monocular laparoscope according to the sixth embodiment of the present invention equipped with the optical configuration shown in FIG.
도 10을 참고하면, 제6 실시예에 따른 단안식 복강경(600)은 제5 실시예에 따른 단안식 복강경(500)의 제2 결상렌즈 조립체(21)(22)가 하프 미러(H)와 제3 결상렌즈 조립체(31)(41)의 사이에 각각 배치된 점을 제외하고 동일한 구성을 갖는다.Referring to FIG. 10, in the
이와 같이, 본 발명에 따른 단안식 복강경은 (1) 제1 결상렌즈 조립체와 초근접 위치에 있는 피사체의 입체 이미지 촬영이 가능하고, (2) 초근접 위치에 있는 피사체의 확대·축소 배율에 따른 화각을 정밀하게 조절할 수 있으며, (3) 제1 결상렌즈 조립체가 탑재된 어댑터부가 몸체부로부터 용이하게 탈부착하는 것이 가능하여, 제1 결상렌즈 조립체의 변경 및 선택 사용의 폭을 넓혔고, (4) 복강경의 조명에 있어서 그림자가 발생되는 것을 방지하는 무영조명의 기능을 부여할 수 있어서 입체 이미지 획득이 용이하다.As described above, the monocular laparoscope according to the present invention is capable of (1) taking a three-dimensional image of the subject in the super near position with the first imaging lens assembly, and (2) the magnification of the subject in the super near position. The angle of view can be precisely adjusted, and (3) the adapter portion on which the first imaging lens assembly is mounted can be easily attached and detached from the body portion, thereby widening the range of modification and selective use of the first imaging lens assembly, (4) In the illumination of the laparoscope, it is possible to impart a function of a non-illuminated light that prevents the occurrence of shadows, so that stereoscopic image acquisition is easy.
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