KR20190118097A - 캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치는 복수의 수신 전극들 중 하나의 수신 전극쌍으로부터 프리앰블을 수신하는 아날로그 프론트 엔드, 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 생성된 입력 데이터를 기준 전압과 비교하는 유효 신호 검출 회로, 및 입력 데이터와 기준 전압의 비교 결과 및 상관값에 기초하여, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는 프리앰블 처리기를 포함한다. 본 발명에 따르면, 최적의 수신 전극쌍을 선택함으로써, 이미지 데이터 수신의 안정성을 확보할 수 있다.

Description

캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법{CAPSULE ENDOSECOPE RECEIVER, CAPSULE ENDOSECOPE SYSTEM INCLUDING THE SAME, AND METHOD FOR OPERATING CAPSULE ENDOSECOPE RECEIVER}
본 발명은 인체를 매질로 이용하는 통신 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법 에 관한 것이다.
내시경은 인체 내부로 삽입되어 장기 내부를 촬영하고 촬영된 이미지를 외부로 전달하는 장치이다. 일반적인 유선 내시경은 내시경의 도달 범위가 유선 내시경의 길이로 한정되고, 구강 또는 항문을 통하여 삽입 시에 사용자에 불편을 제공하는 단점을 갖는다. 이에 따라, 촬영된 이미지를 무선으로 전달 가능한 캡슐 내시경이 등장하였다. 이러한 캡슐 내시경은 무선으로 신호를 송수신하므로, 이동 경로의 제약이 줄어들고, 사용자의 불편함이 해결되어 검사 시간이 증가하고, 검사의 편의성이 증가하는 장점을 갖는다.
캡슐 내시경의 통신 방식으로, 인체를 매질로 하여 신호 또는 정보를 전달하는 인체 통신 방법이 대두되고 있다. 인체 통신 방식의 캡슐 내시경 시스템은 별도의 신호 전달 매체가 요구되지 않고, 인체를 매질로 이용하므로, 일반적인 무선 통신 방식에 비하여 신호에 대한 구속력을 갖고, RF 회로 또는 안테나 등이 요구되지 않으며, 저전력으로 구현될 수 있다. 다만, 인체 통신을 수행하기 위하여 캡슐 내시경과 캡슐 내시경 수신 장치는 인체와 접촉될 필요성을 갖는다.
캡슐 내시경은 소화 기관의 연동 운동에 의하여 지속적으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 캡슐 내시경과 캡슐 내시경 수신 장치 사이의 상대적인 위치는 계속적으로 변화할 수 있다. 이러한 변화에 능동적으로 대처하기 위하여, 캡슐 내시경 수신 장치는 인체의 다양한 부위에 부착되는 복수의 수신 전극들을 포함할 수 있다. 지속적으로 움직이는 캡슐 내시경에 대응하여 이미지를 안정적으로 수신할 수 있는 수신 전극들의 조합을 찾는 것이 요구된다.
본 발명은 캡슐 내시경으로부터 제공되는 이미지 데이터를 안정적이고 효과적으로 수신하기 위한 캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치는 복수의 수신 전극들 중 하나의 수신 전극쌍으로부터 프리앰블을 수신하는 아날로그 프론트 엔드, 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 생성된 입력 데이터를 기준 전압과 비교하는 유효 신호 검출 회로, 입력 데이터와 기준 전압의 비교 결과 및 프리앰블의 상관값에 기초하여, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는 프리앰블 처리기를 포함한다.
일례로, 유효 신호 검출 회로는 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들을 프리앰블 처리기에 출력할 수 있다. 프리앰블 처리기는 펄스들의 개수에 기초하여, 프리앰블에 대응되는 수신 전극쌍의 유효성을 판단하고, 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 일례로, 프리앰블 처리기는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 상관값이 가장 큰 프리앰블에 대응되는 수신 전극쌍을 최종 전극쌍으로 선택할 수 있다.
일례로, 유효 신호 검출 회로는 입력 데이터 및 기준 전압에 기초하여, 펄스들을 출력하는 증폭기, 펄스들 또는 기준 전압에 기초하여 생성된 전압을 증폭기에 제공하는 다이오드, 및 상기 전압을 저장하는 커패시터를 포함할 수 있다. 펄스들이 출력된 경우, 상기 전압은 펄스들의 피크값에 기초하여 생성되고, 펄스들이 출력되지 않은 경우, 상기 전압은 기준 전압일 수 있다. 이를 위하여, 유효 신호 검출 회로는 수신 전극쌍이 프리앰블을 수신하는 동안, 커패시터 및 다이오드를 전기적으로 연결시키는 제1 스위치, 및 수신 전극쌍이 프리앰블을 수신하지 않는 동안, 커패시터에 기준 전압을 제공하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
일례로, 유효 신호 검출 회로는 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들을 생성하는 비교기를 포함할 수 있다.
일례로, 프리앰블 처리기는 펄스들의 개수를 카운트하는 펄스 카운터, 펄스들의 개수와 기준 개수를 비교하는 펄스 비교기, 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상관값을 계산하는 상관기, 및 펄스들의 개수와 기준 개수의 비교 결과 및 상관값에 기초하여, 최종 전극쌍을 선택하기 위한 선택 신호를 생성하는 수신 전극 컨트롤러를 포함할 수 있다.
일례로, 캡슐 내시경 수신 장치는 입력 데이터를 기준 전압과 다른 제2 기준 전압과 비교하는 제2 유효 신호 검출 회로를 더 포함할 수 있고, 프리앰블 처리기는 입력 데이터와 제2 기준 전압의 비교 결과에 더 기초하여, 최종 전극쌍을 선택할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 시스템은 프리앰블 및 이미지 데이터를 생성하는 캡슐 내시경 송신 장치, 및 복수의 수신 전극들에 대한 수신 전극쌍의 조합별로, 생체를 통하여 프리앰블을 수신하되, 프리앰블의 수신된 전압 레벨 및 프리앰블의 상관값에 기초하여, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는 캡슐 내시경 수신 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법은 복수의 수신 전극들 중 제1 수신 전극쌍을 선택하는 단계, 캡슐 내시경으로부터 생성된 프리앰블을 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신하는 단계, 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 프리앰블의 유효성을 판단하는 단계, 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 제1 수신 전극쌍에 대응되는 상관값을 계산하는 단계, 제1 수신 전극쌍과 다른 제2 수신 전극쌍을 선택하는 단계, 및 유효성 및 상관값에 기초하여 복수의 수신 전극들 중 최종 전극쌍을 선택하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치, 이를 포함하는 캡슐 내시경 시스템, 및 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법은 프리앰블의 전압 레벨 및 상관값을 이용하여 최적의 수신 전극쌍을 선택함으로써, 이미지 데이터 수신의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경의 예시적인 블록도이다.
도 3은 도 1의 캡슐 내시경 수신 장치의 예시적인 블록도이다.
도 4는 도 3의 캡슐 내시경 수신 장치에 제공되는 프리앰블 및 이미지 데이터를 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 도 4의 프리앰블을 수신하는 시간을 확장하여 도시한 그래프이다.
도 6은 도 3의 유효 신호 검출 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다.
도 7은 도 6의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 도 3의 유효 신호 검출 회로의 다른 실시예를 도시한 회로도이다.
도 9는 도 8의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 도 3의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다.
도 11은 도 3의 프리앰블 처리기의 예시적인 블록도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다.
도 13은 도 12의 S140 단계를 구체화한 순서도이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재된다.
아래에서는, 캡슐 내시경 송신 장치로부터 송신된 신호, 데이터, 또는 프레임이 캡슐 내시경 수신 장치로 제공되는 일련의 과정이 설명된다. 이러한 신호, 데이터, 또는 프레임은 송신 장치에서 변조, 조합, 또는 변환될 수 있고, 통신 과정에서 왜곡 또는 감쇄될 수 있고, 수신 장치에서 복조, 분리, 또는 복원될 수 있다. 신호, 데이터, 또는 프레임이 본질적인 정보를 유지하고 형식적인 변형 등이 발생된 것에 불과하다면, 설명의 편의상 하나의 용어로 설명될 수 있다. 예를 들어, 이미지 데이터가 캡슐 내시경 송신 장치에서 변조되고, 인체에서 왜곡 및 감쇄되고, 수신 장치에서 복원되어 형식적으로 변형되었다고 할지라도, 본질적인 정보가 변경되지 않은 이상 이미지 데이터로 일관되게 진술될 수 있음이 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 시스템을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 캡슐 내시경 시스템(1000)은 캡슐 내시경 송신 장치(1100, 이하 캡슐 내시경) 및 캡슐 내시경 수신 장치(1200)를 포함한다. 캡슐 내시경 시스템(1000)은 인체를 매질로 하여 신호 또는 정보를 전달한다. 이하에서, 캡슐 내시경 시스템(1000)은 인체를 이용하여 통신을 수행하는 것으로 설명될 것이나, 신호 또는 정보의 전달 매체는 인체에 한정되지 않고, 동물과 같은 다양한 생체일 수 있다.
캡슐 내시경(1100)은 섭취 등을 통하여 인체 내부에 삽입될 수 있다. 캡슐 내시경(1100)은 소화 기관과 같은 인체 내부의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지에 기초하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 데이터는 인체(BODY)를 매질로 캡슐 내시경 수신 장치(1200)에 전달될 수 있다. 캡슐 내시경(1100)이 인체(BODY)에 접촉되거나, 작은 간격으로 이격되는 경우, 이미지 데이터는 캡슐 내시경 수신 장치(1200)에 제공될 수 있다. 여기에서, 작은 간격은 이미지 데이터가 캡슐 내시경 수신 장치(1200)에서 식별 가능한 크기로 도달될 수 있는 기준 거리를 의미할 수 있다.
캡슐 내시경(1100)은 이미지 데이터를 송신하기 위한 송신 전극(1140) 및 접지 전극(1150)을 포함할 수 있다. 캡슐 내시경(1100)은 송신 전극(1140) 및 접지 전극(1150)을 이용하여, 차동 신호 형태로 이미지 데이터를 송신할 수 있다. 송신 전극(1140)과 접지 전극(1150) 사이의 전위차에 의한 전류는 인체(BODY)를 통하여 캡슐 내시경 수신 장치(1200)로 제공될 수 있다.
캡슐 내시경(1100)은 이미지 데이터를 송신하기 전에 프리앰블을 캡슐 내시경 수신 장치(1200)로 송신할 수 있다. 캡슐 내시경(1100)은 인체 내부에서 지속적으로 움직인다. 캡슐 내시경(1100)이 송신하는 신호 또는 데이터의 수신 감도는 캡슐 내시경(1100)의 위치 및 방향에 의존할 수 있다. 구체적으로, 데이터의 수신 감도는 캡슐 내시경(1100)과 복수의 수신 전극들(1211~121n) 사이의 상대적인 위치 및 방향에 의존할 수 있다. 프리앰블은 복수의 수신 전극들(1211~121n)의 조합 중에서, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최적의 수신 전극쌍을 선택하는데 이용될 수 있다. 구체적인 내용은 후술된다.
캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블 및 이미지 데이터를 수신하기 위한 복수의 전극들(1211~121n)을 포함한다. 복수의 수신 전극들(1211~121n)은 인체(BODY) 외부의 서로 다른 부분에 이격되어 부착될 수 있다. 복수의 수신 전극들(1211~121n) 중 두 개의 수신 전극들은 하나의 수신 전극쌍으로 선택될 수 있고, 선택된 수신 전극쌍을 통하여 프리앰블 또는 이미지 데이터가 수신될 수 있다. 즉, 프리앰블 및 이미지 데이터는 차동 신호로 선택된 수신 전극쌍을 통하여 수신될 수 있다.
캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블을 이용하여 이미지 데이터를 수신하기 위한 최적의 수신 전극쌍(최종 전극쌍)을 선택할 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신할 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 수신 전극쌍별로 수신된 프리앰블의 전압 레벨에 따라 수신 전극쌍의 유효성을 판단할 수 있다. 예를 들어, 수신된 프리앰블의 전압 레벨이 일정 시간 또는 일정 빈도만큼 기준 전압보다 큰 (또는 이상인) 경우, 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 프리앰블은 인체(BODY)를 통하여 전달되면서 감쇄될 수 있다. 기준 전압은 캡슐 내시경 수신 장치(1200)로 감쇄되어 제공된 이미지 데이터를 식별하여 처리할 수 있는 최소한의 전압 레벨에 기초하여 설정될 수 있다.
또한, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 수신된 프리앰블의 상관값을 계산할 수 있다. 상관값은 수신된 프리앰블과 기설정된 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 계산될 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 선택된 수신 전극쌍으로부터 수신된 프리앰블의 패턴과 기준 프리앰블의 패턴을 비교하여 상관값을 계산할 수 있다. 기준 프리앰블은 캡슐 내시경(1100)이 송신한 프리앰블과 동일한 패턴을 가질 수 있다. 프리앰블은 인체(BODY)를 통하여 전달되면서 왜곡될 수 있다. 상관값은 데이터 통신 과정에서의 왜곡 정도를 판단하기 위하여 이용될 수 있다.
캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블의 유효성 및 상관값에 기초하여 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 복수의 수신 전극들(1211~121n)의 조합별로 유효성을 판단하고, 상관값을 계산할 수 있다. 수신 전극의 개수가 n개인 경우, 이러한 조합은 nC2개일 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 수신 전극쌍을 nC2번 바꿔가며, 유효성 및 상관값을 판단할 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 예를 들어, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 가장 큰 상관값을 갖는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍을 최종 전극쌍으로 선택할 수 있다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경의 예시적인 블록도이다. 도 2를 참조하면, 캡슐 내시경(1100)은 이미지 센서(1110), 이미지 데이터 생성기(1120), 송신 회로(1130), 송신 전극(1140), 및 접지 전극(1150)을 포함한다. 송신 전극(1140) 및 접지 전극(1150)은 도 1의 송신 전극(1140) 및 접지 전극(1150)에 대응된다. 도 2에 도시된 캡슐 내시경(1100)은 프리앰블 및 이미지 데이터를 송신하는 하나의 실시예로 이해될 것이고, 도 1의 캡슐 내시경(1100)이 도 2의 구조에 제한되지 않을 것이다.
이미지 센서(1110)는 장기 내부의 이미지를 촬영하여 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 이미지 센서(1110)는 전하 결합 소자(Charge Coupled Device, CCD) 또는 CMOS 이미지 센서일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예시적으로, 이미지 센서(1110)는 외부의 빛을 감지하여 전기 신호로 변환하는 픽셀 어레이, 전기 신호를 디지털 신호인 이미지 데이터로 변환하기 위한 아날로그-디지털 컨버터를 포함할 수 있다.
이미지 데이터 생성기(1120)는 이미지 센서(1110)에 의하여 생성된 이미지 데이터에 기초하여 이미지 프레임을 생성한다. 이미지 데이터 생성기(1120)는 이미지 센서(1110)로부터 이미지 데이터를 수신한다. 이미지 데이터 생성기(1120)는 이미지 데이터에 이미지 정보를 부가하여 이미지 프레임을 생성할 수 있다. 예를 들어, 이미지 정보는 이미지 신호를 생성한 픽셀에 대응되는 라인 정보 등을 포함할 수 있다.
송신 회로(1130)는 이미지 프레임(데이터 프레임) 및 제어 프레임을 결합하여 전송 프레임을 생성한다. 이미지 프레임은 이미지 데이터를 포함하고, 제어 프레임은 프리앰블을 포함한다. 전송 프레임은 송신 전극(1140)을 통하여 도 1의 캡슐 내시경 수신 장치(1200)에 제공될 수 있다. 이를 위하여, 송신 회로(1130)는 프리앰블 생성기(1131), 데이터 변조기(1132), 및 다중화기(1133)를 포함할 수 있다.
프리앰블 생성기(1131)는 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는데 이용되는 프리앰블을 생성할 수 있다. 프리앰블은 이미지 데이터가 전송되기 전에 데이터 프레임의 전송을 알리는 역할을 수행할 수 있다. 프리앰블은 수신 전극쌍별로 유효성 및 상관값을 결정하기 위하여, 수신 전극쌍들 각각에 대응되는 복수의 프리앰블들로 구분될 수 있고, 구분되는 프리앰블들의 개수는 수신 전극쌍의 조합의 개수에 대응될 수 있다. 복수의 프리앰블들 사이에 스위칭 시간이 제공될 수 있다. 스위칭 시간은 수신 전극쌍을 변경하기 위한 시간을 확보하기 위하여 제공될 수 있다. 프리앰블은 상관값을 계산하기 위하여 특정된 패턴을 가질 수 있고, 구분되는 프리앰블들 각각의 패턴 및 전압 레벨은 동일할 수 있다.
데이터 변조기(1132)는 이미지 프레임을 변조한다. 데이터 변조기(1132)는 이미지 데이터 생성기(1120)로부터 이미지 프레임을 수신한다. 데이터 변조기(1132)는 기설정된 변조 방식에 따라 이미지 프레임을 변조할 수 있다. 예를 들어, 데이터 변조기(1132)는 주파수 선택적 확산 부호를 이용한 주파수 선택적 디지털 전송(Frequency Selective Digital Transmission, FSDT)를 이용하여 이미지 프레임을 변조할 수 있다.
다중화기(1133)는 전송 프레임을 생성하고, 송신 전극(1140) 및 접지 전극(1150)을 이용하여 전송 프레임을 캡슐 내시경 수신 장치(1200)로 전달한다. 다중화기(1133)는 프리앰블 및 변조된 이미지 프레임을 수신한다. 다중화기(1133)는 프리앰블 생성기(1131)로부터 생성된 복수의 프리앰블들 사이에 스위칭 시간을 부가하여 제어 프레임을 생성할 수 있다. 다중화기(1133)는 이미지 프레임에 라인 싱크, 헤더, 또는 CRC(Cyclic redundancy check) 등을 부가하여 데이터 프레임을 생성할 수 있다. 도 2에 도시되지 않았으나, 송신 회로(1130)는 라인 싱크, 헤더 또는 CRC를 생성하기 위한 별도의 구성을 더 포함할 수 있다. 다중화기(1133)는 제어 프레임 및 데이터 프레임을 포함하는 전송 프레임을 송신 전극(1140)을 통하여 외부로 송신한다. 전송 프레임은 디지털 신호일 수 있다.
도 3은 도 1의 캡슐 내시경 수신 장치의 예시적인 블록도이다. 도 3을 참조하면, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n), 아날로그 프론트 엔드(1220), 유효 신호 검출 회로(1230), 디지털 수신 회로(1240), 및 이미지 데이터 처리기(1270)를 포함한다. 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n)은 도 1의 복수의 수신 전극들(1211~121n)에 대응된다. 도 3에 도시된 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블의 상관값 및 유효성을 통하여 수신 전극쌍을 선택하는 하나의 실시예로 이해될 것이고, 도 1의 캡슐 내시경 수신 장치(1200)가 도 3의 구조에 제한되지 않을 것이다.
제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n) 중 선택된 두 개의 수신 전극들(수신 전극쌍)은 전송 프레임을 수신한다. 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n)은 수신 전극쌍의 조합별로 제어 프레임을 수신할 수 있다. 수신 전극쌍의 조합별로 구분된 프리앰블들이 수신된다. 예를 들어, n이 8인 경우, 수신 전극쌍은 28개의 조합을 가질 수 있고, 28개로 구분된 프리앰블들 각각이 수신 전극쌍의 조합별로 수신되어 아날로그 프론트 엔드(1220)에 제공될 수 있다. 수신 전극쌍의 조합별 프리앰블의 수신 결과, 최종 전극쌍이 선택되고, 이미지 데이터를 포함하는 데이터 프레임은 최종 전극쌍을 통하여 수신될 수 있다.
아날로그 프론트 엔드(1220)는 선택된 수신 전극쌍을 통하여 수신된 전송 프레임을 필터링, 증폭, 및 복원할 수 있다. 이를 위하여, 아날로그 프론트 엔드(1220)는 스위치 회로(1221), 필터(1224), 증폭기(1225), 비교기(1226), 및 클럭 데이터 복구 회로(1227)를 포함할 수 있다.
스위치 회로(1221)는 선택된 수신 전극쌍을 통하여 전송 프레임을 수신할 수 있다. 스위치 회로(1221)는 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신할 수 있다. 스위치 회로(1221)는 프리앰블의 분석 결과 선택된 최종 전극쌍을 통하여 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 스위치 회로(1221)는 디지털 수신 회로(1240)로부터 생성된 선택 신호에 기초하여, 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n) 중 두 개의 수신 전극들과 전기적으로 연결되어 전송 프레임을 수신할 수 있다.
스위치 회로(1221)는 두 개의 수신 전극들 중 하나의 수신 전극을 선택하기 위한 제1 멀티플렉서(1222) 및 다른 하나의 수신 전극을 선택하기 위한 제2 멀티플렉서(1223)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 멀티플렉서들(1222, 1223)은 선택된 수신 전극과 전기적으로 연결되어, 인체(BODY)를 통하여 제공되는 프리앰블 또는 이미지 데이터를 차동 신호로 수신할 수 있다. 제1 멀티플렉서(1222)와 제2 멀티플렉서(1223)는 서로 다른 수신 전극과 전기적으로 연결된다.
프리앰블 수신 시에, 스위치 회로(1221)는 수신 전극쌍의 조합 개수만큼 선택되는 수신 전극쌍을 변경할 수 있다. 예를 들어, 제1 멀티플렉서(1222)가 제1 수신 전극(1211)과 연결되는 동안, 제2 멀티플렉서(1223)는 제2 내지 제n 수신 전극들(1212~121n)과 순차적으로 연결될 수 있다. 이후, 제1 멀티플렉서(1222)가 제2 수신 전극(1212)과 연결되는 동안, 제2 멀티 플렉서(1223)는 제3 내지 제n 수신 전극들(1213~121n)과 순차적으로 연결될 수 있다. 이러한 수신 전극쌍은 제1 멀티플렉서(1222)가 제n-1 수신 전극과 연결되고, 제2 멀티플렉서(1223)가 제n 수신 전극과 연결될때까지 변경될 수 있다.
필터(1224)는 수신된 프리앰블 또는 이미지 데이터의 잡음 등을 제거할 수 있다. 예를 들어, 필터(1224)는 대역 통과 필터일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 필터(1224)는 도 1의 캡슐 내시경(1100)에서 설정된 프리앰블 또는 이미지 데이터의 주파수 대역을 통과시키고, 나머지 주파수 대역을 차단시킬 수 있다.
증폭기(1225)는 필터링된 프리앰블 또는 이미지 데이터를 증폭할 수 있다. 선택된 수신 전극쌍에 의하여 프리앰블 또는 이미지 데이터는 차동 신호로 수신될 수 있다. 제1 멀티플렉서(1222)를 통하여 수신된 신호는 필터(1224)를 통하여 증폭기(1225)의 포지티브 입력 단자에 제공될 수 있다. 제2 멀티플렉서(1223)를 통하여 수신된 신호는 필터(1224)를 통하여 증폭기(1225)의 네거티브 입력 단자에 제공될 수 있다. 포지티브 입력 단자 및 네거티브 입력 단자 사이의 전위차는 증폭되어 차동 신호로 비교기(1226)에 제공될 수 있다. 또한, 프리앰블 수신 시에, 증폭기(1225)의 출력은 프리앰블의 유효성을 판단하기 위하여, 유효 신호 검출 회로(1230)로 제공될 수 있다. 설명의 편의상 유효 신호 검출 회로(1230)로 제공되는 증폭기(1225)의 출력은 입력 데이터로 지칭될 수 있다.
비교기(1226)는 증폭기(1225)에 의하여 증폭된 차동 신호를 단상 신호로 변환하여 클럭 데이터 복구 회로(1227)에 제공할 수 있다. 비교기(1226)는 증폭된 프리앰블 또는 이미지 데이터를 클럭 및 데이터 복구를 위하여, 단상 신호로 변환할 수 있다. 상술하였듯이, 인체(BODY)를 통하여 제공된, 프리앰블 및 이미지 데이터를 포함하는 전송 프레임은 디지털 신호일 수 있으며, 아날로그 프론트 엔드(1220)는 별도의 아날로그-디지털 컨버터를 포함하지 않을 수 있다.
클럭 데이터 복구 회로(clock and data recovery, CDR, 1227)는 도 1의 캡슐 내시경(1100)에서 생성된 전송 프레임과 일치하도록, 수신된 전송 프레임을 처리할 수 있다. 클럭 데이터 복구 회로(1227)는 필터(1224), 증폭기(1225), 및 비교기(1226)를 통하여 제공된 프리앰블 또는 이미지 데이터로부터 데이터와 클럭을 분리할 수 있다. 분리된 데이터 및 클럭은 디지털 수신 회로(1240)에 제공될 수 있다.
유효 신호 검출 회로(1230)는 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여, 프리앰블 또는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단하는데 이용될 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230)는 증폭기(1225)가 프리앰블을 증폭하여 생성한 입력 데이터를 수신할 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230)는 입력 데이터와 기준 전압을 비교할 수 있다. 예를 들어, 유효 신호 검출 회로(1230)는 입력 데이터가 기준 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 경우, 펄스(들)을 생성할 수 있고, 생성된 펄스들을 디지털 수신 회로(1240)에 출력할 수 있다. 프리앰블 또는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성은 펄스들의 개수에 따라 결정될 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230)에 대한 구체적인 구조 및 동작은 후술된다.
유효 신호 검출 회로(1230)는 도 3에 도시된 바와 달리, 복수로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 유효 신호 검출 회로는 입력 데이터와 제1 기준 전압을 비교하여 펄스들을 생성하고, 제2 유효 신호 검출 회로는 입력 데이터와 제2 기준 전압을 비교하여 펄스들을 생성할 수 있다. 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 서로 다른 전압 레벨을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 전압은 제2 기준 전압보다 높은 전압 레벨을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 기준 전압과 입력 데이터의 비교 결과에 따라, 수신 전극쌍별 유효성이 판단될 수 있다. 만약, 제1 기준 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 입력 데이터가 없는 경우, 차선책으로, 제2 기준 전압과 입력 데이터의 비교 결과에 따라, 수신 전극쌍별 유효성이 판단될 수 있다. 즉, 복수의 기준 전압들을 제공함으로써, 수신 감도가 낮은 상황에서도, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최적의 수신 전극쌍이 선택될 수 있다.
디지털 수신 회로(1240)는 프리앰블을 분석하여, 이미지 데이터를 수신할 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 최종 전극쌍을 통하여 수신된 이미지 데이터는 디지털 수신 회로(1240)에서 복조되어 이미지 데이터 처리기(1270)에 제공될 수 있다. 이를 위하여, 디지털 수신 회로(1240)는 프리앰블 처리기(1250) 및 데이터 복조기(1260)를 포함할 수 있다.
프리앰블 처리기(1250)는 이미지 데이터를 수신하기 위한 최적의 수신 전극쌍을 선택한다. 프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍 별로 수신된 프리앰블의 유효성을 판단하고, 상관값을 계산할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍 별로 프리앰블을 수신하기 위하여, 수신 전극쌍을 지속적으로 변경하기 위한 선택 신호를 생성할 수 있다. 생성된 선택 신호는 스위치 회로(1221)에 제공될 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 프리앰블 또는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단하기 위하여, 유효 신호 검출 회로(1230)로부터 생성된 펄스들을 수신할 수 있다. 이 때, 실시예에 따라, 유효 신호 검출 회로(1230)는 프리앰블 처리기(1250)의 제어 하에, 입력 데이터와 기준 전압을 비교하여 펄스들을 생성할 수 있다.
프리앰블 처리기(1250)는 유효 신호 검출 회로(1230)로부터 제공된 펄스들의 개수를 카운트할 수 있다. 카운트된 펄스들의 개수가 기준 범위 내에 존재하는 경우, 프리앰블 처리기(1250)는 해당 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 여기에서, 기준 범위는 하한 및 상한 모두를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 펄스들의 개수의 하한은 이미지 데이터를 식별하여 처리할 수 있는 최소한의 전압 레벨에서 생성될 수 있는 펄스들의 개수로 정의될 수 있다. 펄스들의 개수의 상한은 잡음 등이 발생되지 않는 조건에서, 프리앰블이 정상적으로 수신될 경우, 생성될 수 있는 펄스들의 최대 개수로 정의될 수 있다.
프리앰블 처리기(1250)는 프리앰블의 상관값을 계산할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍별 수신된 프리앰블의 패턴과 기준 프리앰블의 패턴을 비교할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 수신된 프리앰블과 기준 프리앰블의 유사도에 기초하여, 상관값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 유사도가 높을수록, 상관값은 클 수 있다. 상관값을 계산하기 위하여, 프리앰블 처리기(1250)는 아날로그 프론트 엔드(1220)로부터 데이터 및 클럭으로 분리된 프리앰블을 수신할 수 있다.
프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍별 유효성 및 계산된 상관값에 기초하여, 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 가장 높은 상관값을 갖는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍을 선택할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 프리앰블 처리기(1250)는 유효성 및 상관값에 기초하여 다양한 방식으로 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 예를 들어, 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 가장 높은 상관 값을 갖는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍이 복수인 경우, 최종 전극쌍은 두가지 조건을 만족하는 수신 전극쌍들 중 임의로 선택될 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 최종 전극쌍을 선택하기 위한 선택 신호를 생성하여, 스위치 회로(1221)에 제공할 수 있다.
데이터 복조기(1260)는 클럭 데이터 복구 회로(1227)로부터 복원된 이미지 데이터(이미지 프레임)를 복조할 수 있다. 데이터 복조기(1260)는 캡슐 내시경(1100)에 의한 변조 방식에 대응하여 이미지 데이터를 복조할 수 있다. 복조된 이미지 데이터는 이미지 데이터 처리기(1270)에 제공된다.
이미지 데이터 처리기(1270)는 복조된 이미지 데이터(이미지 프레임)를 처리하여 사용자에게 제공하기에 적합한 데이터로 가공할 수 있다. 예를 들어, 이미지 데이터 처리기(1270)는 디스플레이 장치(미도시)에 이미지가 표시되기 위한 형태로 이미지 데이터를 가공할 수 있다.
도 4는 도 3의 캡슐 내시경 수신 장치에 제공되는 프리앰블 및 이미지 데이터를 설명하기 위한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 가로축은 시간으로 정의되고, 세로축은 입력되는 프리앰블 또는 이미지 데이터의 전압 레벨로 정의될 수 있다. 도 3의 캡슐 내시경 수신 장치(1200)의 동작 시간은 프리앰블 및 이미지 데이터를 수신하지 않는 제1 시간(t1), 프리앰블을 수신하는 제2 시간(t2), 및 이미지 데이터를 수신하는 제3 시간(t3)으로 구분될 수 있다. 설명의 편의상 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 4가 설명된다.
제2 시간(t2) 동안, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블을 포함하는 제어 프레임을 수신할 수 있다. 제2 시간(t2) 동안, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블을 수신 전극쌍의 조합별로 수신하여, 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 수신 전극의 개수가 8개인 경우, 수신 전극쌍의 조합은 28개일 수 있다. 스위치 회로(1221)는 프리앰블 처리기(1250)의 제어 하에, 28개의 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신할 수 있다.
제2 시간(t2) 동안, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 30회의 신호를 수신하고, 신호가 수신되는 구간 사이에, 신호가 수신되지 않는 구간이 존재하는 것으로 도시된다. 예를 들어, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 28회에 걸쳐 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신할 수 있다. 28회에 걸쳐 수신되는 프리앰블은 도 1의 캡슐 내시경(1100)에서 생성된 28개의 구분된 프리앰블들일 수 있다. 그리고, 예시적으로 마지막 2회의 구간은 최종 전극쌍을 선택하기 위한 시간일 수 있다. 30회의 신호가 수신되는 구간 사이에 신호가 수신되지 않는 구간은 프리앰블을 수신하기 위한 수신 전극쌍을 변경하기 위한 시간일 수 있다. 이러한 시간은 도 1의 캡슐 내시경(1100)에서 구분된 프리앰블들 사이에 제공되는 스위칭 시간에 대응된다.
수신 전극들이 인체에 접촉된 위치는 서로 다르므로, 수신 전극쌍 별로 서로 다른 수신 감도 또는 감쇄율에 따라 프리앰블이 수신될 수 있다. 이러한 수신 감도는 캡슐 내시경(1100)과 캡슐 내시경 수신 장치(1200) 사이의 상대적 거리 및 방향에 의존할 수 있다. 수신된 프리앰블이 기준 전압(Vref)보다 높은 전압 레벨을 갖는 경우, 해당 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍은 유효한 것으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 도 4에서, 첫번째 내지 4번째 수신된 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍들은 유효한 것으로 판단될 수 있다.
제3 시간(t3) 동안, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 제2 시간(t2) 동안 선택된 최종 전극쌍을 통하여 이미지 데이터를 포함하는 이미지 프레임을 수신한다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블의 전압 레벨뿐만 아니라, 수신된 프리앰블의 패턴을 통한 상관값을 추가적으로 고려하여 최종 전극쌍을 선택할 수 있다.
최종 전극쌍이 프리앰블의 상관값만을 고려하여 선택된다면, 수신된 이미지 데이터의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)보다 작을 수 있다. 이 경우, 이미지 데이터 처리기(1270)는 이미지 데이터를 식별하지 못하여, 사용자에게 이미지가 제공되지 못할 수 있다. 또한, 최종 전극쌍이 프리앰블의 전압 레벨만을 고려하여 선택된다면, 수신된 이미지 데이터가 왜곡될 가능성이 존재한다. 이 경우, 사용자에게 표시되는 이미지는 실제 이미지와 다르게 왜곡될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따라 선택된 최종 전극쌍은 신호의 감쇄 및 왜곡을 모두 고려하므로, 표시되는 이미지의 신뢰성이 확보될 수 있다.
도 5는 도 4의 프리앰블을 수신하는 시간을 확장하여 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 가로축은 시간으로 정의되고, 세로축은 입력되는 프리앰블의 전압 레벨로 정의될 수 있다. 도 5에서의 도시된 시간은 도 4의 제2 시간(t2)의 일부로 이해될 것이다. 제2 시간(t2)는 프리앰블 수신 시간들(ta~ti) 및 스위칭 시간들(ts1~ts8)로 구분된다. 설명의 편의상, 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 5가 설명된다.
프리앰블 수신 시간들(ta~ti) 각각에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 서로 다른 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신할 수 있다. 예를 들어, 제1 프리앰블 수신 시간(ta)에서, 프리앰블은 제1 수신 전극(1211) 및 제2 수신 전극(1212)을 통하여 수신될 수 있다. 수신 전극의 개수가 8개인 경우, 제1 내지 제8 프리앰블 수신 시간들(ta~th)에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 제1 수신 전극(1211)을 고정하고, 제2 내지 제8 수신 전극들을 순차적으로 변경하여 프리앰블을 수신할 수 있다. 이후, 제9 프리앰블 수신 시간(ti)에서, 프리앰블은 제2 및 제3 수신 전극을 통하여 수신될 수 있다.
프리앰블 수신 시간들(ta~ti) 각각에서 수신된 프리앰블은 캡슐 내시경에서 생성될 때, 동일한 전압 레벨을 가질 수 있다. 즉, 선택된 수신 전극쌍에 따라, 수신 감도가 변화하고, 수신되는 프리앰블의 전압 레벨이 달라질 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 기준 전압(Vref)보다 큰 (또는 이상인) 피크값을 갖는 프리앰블을 유효한 것으로 판단할 수 있다. 도 5에서, 제1 내지 제4 프리앰블 수신 시간들(ta~td) 및 제8 및 제9 프리앰블 수신 시간들(th, ti)에서 선택된 수신 전극쌍들이 유효한 것으로 판단될 수 있다. 유효한 것으로 판단된 수신 전극쌍들 중에서 최종 전극쌍이 선택될 수 있다.
스위칭 시간들(ts1~ts8) 각각에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 수신 전극쌍의 조합을 변경한다. 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)는 스위칭 시간들(ts1~ts8) 동안, 수신 전극쌍을 변경하기 위한 선택 신호를 스위치 회로(1221)에 제공할 수 있다. 스위치 회로(1221)는 선택 신호에 기초하여, 프리앰블을 수신할 수신 전극쌍을 변경할 수 있다.
도 6은 도 3의 유효 신호 검출 회로의 일 실시예를 도시한 회로도이다. 도 6을 참조하면, 유효 신호 검출 회로(1230_1)는 제1 및 제2 증폭기들(AMP1, AMP2), 다이오드(DD), 제1 및 제2 스위치들(SW1, SW2), 커패시터(Cap), 제1 및 제2 저항들(R1, R2), 및 버퍼(BF)를 포함할 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230_1)는 기준 전압과 입력 데이터를 비교하여 펄스들을 출력하는 하나의 실시예로 이해될 것이고, 도 3의 유효 신호 검출 회로(1230)가 도 6의 회로 구조에 제한되지 않을 것이다. 설명의 편의상, 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 6이 설명된다.
제1 증폭기(APM1)는 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 경우, 펄스(Pout)를 출력할 수 있다. 제1 증폭기(AMP1)는 입력 데이터(Din)를 수신하는 제1 입력 단자, 다이오드(DD) 및 제1 스위치(SW1)와 연결되는 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함한다. 제1 증폭기(APM1)의 출력 단자는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자의 전위차에 기초하여 펄스(Pout)를 출력할 수 있다. 펄스(Pout)는 버퍼(BF)를 통하여 프리앰블 처리기(1250)에 제공될 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 펄스(Pout)의 개수를 카운트하여, 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단할 수 있다.
다이오드(DD)는 제1 증폭기(AMP1)의 출력 단자와 연결되는 입력 단자 및 제1 증폭기(APM1)의 제2 입력 단자 및 제1 스위치(SW1)의 일단자와 연결되는 출력 단자를 포함한다. 다이오드(DD)의 입력 단자의 전압 레벨이 다이오드(DD)의 출력 단자의 전압 레벨보다 높은 경우, 다이오드(DD)의 출력 단자 및 제1 증폭기(AMP1)의 제2 입력 단자의 전압 레벨은 다이오드(DD)의 입력 단자의 전압 레벨로 증가할 수 있다. 다이오드(DD)의 입력 단자의 전압 레벨이 다이오드(DD)의 출력 단자의 전압 레벨보다 낮은 경우, 다이오드(DD)의 출력 단자의 전압 레벨이 다이오드(DD)의 입력 단자의 전압 레벨로 감소하지 않을 수 있다.
제2 증폭기(AMP2)는 기준 전압을 출력할 수 있다. VDD 전압은 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)에 의하여 전압 분배될 수 있다. 제2 증폭기(AMP2)는 전압 분배된 VDD 전압을 수신하는 제1 입력 단자를 포함하고, 서로 연결되는 제2 입력 단자 및 출력 단자를 포함할 수 있다. 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자는 제2 스위치(SW2)에 연결된다.
제1 스위치(SW1)는 프리앰블 수신 시에 기준 전압을 제1 증폭기(AMP1)의 제2 입력 단자에 제공하도록 턴 온될 수 있다. 제1 스위치(SW1)는 제1 증폭기(AMP1)의 제2 입력 단자 및 다이오드(DD)의 출력 단자에 연결되는 일단자, 및 노드(na)에 연결되는 타단자를 포함한다. 노드(na)에 제2 스위치(SW2) 및 커패시터(Cap)가 연결된다. 수신된 프리앰블이 기준 전압보다 높은 전압 레벨을 갖는 경우, 턴 온된 제1 스위치(SW1)를 통하여 커패시터(Cap)에 프리앰블의 전압 레벨이 인가될 수 있다. 수신된 프리앰블이 기준 전압보다 낮은 경우, 커패시터(Cap)에 인가되는 전압 레벨은 기준 전압을 유지할 수 있다. 스위칭 시간 동안, 제1 스위치(SW1)는 턴 오프될 수 있다. 이 경우, 커패시터(Cap)에 인가되는 전압 레벨은 기준 전압으로 리셋될 수 있다. 제1 스위치(SW1)은 제1 스위치 신호(S1)에 기초하여 턴 온 또는 턴 오프될 수 있고, 제1 스위치 신호(S1)는 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)에서 생성될 수 있다.
제2 스위치(SW2)는 커패시터(Cap)에 기준 전압이 저장되도록, 스위칭 시간 동안 턴 온될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 노드(na)에 연결되는 일단자, 및 제2 증폭기(AMP2)의 출력 단자에 연결되는 타단자를 포함한다. 프리앰블 수신 시에, 제2 스위치(SW2)는 턴 오프될 수 있다. 이 경우, 커패시터(Cap)에 인가되는 전압 레벨은 기준 전압으로 고정되지 않을 수 있고, 펄스(Pout)의 생성여부에 따라, 변화될 수 있다. 스위칭 시간 동안, 제2 스위치(SW2)가 턴 온되므로, 커패시터(Cap)에 인가되는 전압은 기준 전압으로 리셋될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는 제2 스위치 신호(S2)에 기초하여 턴 온 또는 턴 오프될 수 있고, 제2 스위치 신호(S2)는 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)에서 생성될 수 있다.
도 7은 도 6의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 7을 참조하면, 시간의 흐름에 따른, 입력 데이터(Din), 제1 스위치 신호(S1), 제2 스위치 신호(S2), 및 펄스(Pout)의 크기가 도시된다. 가로축은 시간으로 정의되고, 세로축은 입력 데이터(Din), 제1 스위치 신호(S1), 제2 스위치 신호(S2), 및 펄스(Pout) 각각의 전압 레벨로 정의될 수 있다. 가로축의 시간은 제1 시간(t1), 제1 프리앰블 수신 시간(ta), 제1 스위칭 시간(ts1), 제2 프리앰블 수신 시간(tb), 제2 스위칭 시간(ts2), 및 제3 프리앰블 수신 시간(tc)으로 구분될 수 있다. 설명의 편의상 도 6의 도면 부호를 참조하여, 도 7이 설명된다.
제1 시간(t1)은 프리앰블 및 이미지 데이터를 수신하지 않는 시간으로, 도 4의 제1 시간(t1)에 대응된다. 제1 시간(t1)의 종료 시점 이전에, 제1 프리앰블을 수신하기 위한 제1 수신 전극쌍이 선택될 수 있다. 예를 들어, 제1 수신 전극쌍은 도 3의 제1 수신 전극(1211) 및 제2 수신 전극(1212)의 조합일 수 있다. 제2 스위치 신호(S2)가 하이 레벨로 증가함에 따라, 제2 스위치(SW2)는 턴 온되고, 커패시터(Cap)의 양단 전압에 대응되는 노드 전압(Vna)은 기준 전압(Vref)과 같아질 수 있다. 이후, 제2 스위치 신호(S2)가 로우 레벨로 감소하여 제2 스위치(SW2)는 턴 오프되고, 제1 스위치 신호(S1)가 하이 레벨로 증가하여 제1 스위치(SW1)는 턴 온된다. 이 때, 기준 전압(Vref)은 제1 증폭기(AMP1)의 제2 입력 단자에 제공될 수 있다.
제1 프리앰블 수신 시간(ta) 동안, 유효 신호 검출 회로(1230_1)는 제1 프리앰블에 대응되는 입력 데이터(Din)를 수신한다. 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 작은 경우, 제1 증폭기(AMP1)는 펄스(Pout)을 출력하지 않을 수 있고, 노드 전압(Vna)은 기준 전압(Vref)을 유지할 수 있다. 제1 스위칭 시간(ts1) 동안, 제1 스위치 신호(S1)가 로우 레벨로 변화하고, 제2 스위치 신호(S2)가 하이 레벨로 변화함에 따라, 커패시터(Cap)에 기준 전압(Vref)이 인가된다. 그리고, 제2 프리앰블을 수신하기 위한 제2 수신 전극쌍이 선택될 수 있다. 제2 수신 전극쌍은 제1 수신 전극쌍과 다르다.
제2 프리앰블 수신 시간(tb) 동안, 유효 신호 검출 회로(1230_1)는 제2 프리앰블에 대응되는 입력 데이터(Din)를 수신한다. 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우, 제1 증폭기(AMP1)는 펄스(Pout)을 출력할 수 있다. 이 경우, 다이오드(DD)를 통하여 펄스(Pout)에 의하여 증가된 전압 레벨이 노드(na)에 전달되고, 노드 전압(Vna)은 입력 데이터(Din)의 피크값에 대응되는 전압 레벨로 증가될 수 있다. 증가된 노드 전압(Vna)은 제2 프리앰블 수신 시간(tb)이 종료될때까지 유지될 수 있다. 펄스(Pout)의 개수는 기준 전압(Vref)보다 큰 전압 레벨을 갖는 피크값의 개수에 대응된다. 펄스(Pout)의 개수가 기준 개수보다 많은 (또는 이상인) 경우, 제2 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단된다.
제2 스위칭 시간(ts2) 동안, 제1 스위치 신호(S1)가 로우 레벨로 변화하고, 제2 스위치 신호(S2)가 하이 레벨로 변화함에 따라, 커패시터(Cap)에 저장되는 전압인 노드 전압(Vna)은 기준 전압(Vref)으로 리셋된다. 그리고, 제3 프리앰블을 수신하기 위한 제3 수신 전극쌍이 선택될 수 있다. 제3 수신 전극쌍은 제1 및 제2 수신 전극쌍들과 다르다. 제3 프리앰블 수신 시간(tc) 동안, 유효 신호 검출 회로(1230_1)는 제3 프리앰블에 대응되는 입력 데이터(Din)를 수신한다. 제1 프리앰블 수신 시간(ta) 및 제2 프리앰블 수신 시간(tb)에서 설명한 바와 같이, 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우, 펄스(Pout)가 생성되고, 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 작은 경우, 펄스(Pout)가 생성되지 않는다. 펄스(Pout)의 개수에 따라, 해당 수신 전극쌍의 유효성이 판단된다.
도 8은 도 3의 유효 신호 검출 회로의 다른 실시예를 도시한 회로도이다. 도 8을 참조하면, 유효 신호 검출 회로(1230_2)는 증폭기(AMP), 비교기(CMP), 제1 및 제2 저항들(R1, R2), 및 버퍼(BF)를 포함할 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230_2)는 기준 전압과 입력 데이터를 비교하여 펄스들을 출력하는 하나의 실시예로 이해될 것이고, 도 3의 유효 신호 검출 회로(1230)가 도 8의 회로 구조에 제한되지 않을 것이다. 설명의 편의상, 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 8이 설명된다.
비교기(CMP)는 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 경우, 펄스(Pout)를 출력할 수 있다. 비교기(CMP)는 입력 데이터(Din)를 수신하는 제1 입력 단자, 기준 전압을 수신하는 제2 입력 단자, 및 출력 단자를 포함한다. 비교기(CMP)의 출력 단자는 제1 입력 단자 및 제2 입력 단자의 전위차에 기초하여 펄스(Pout)를 출력할 수 있다. 펄스(Pout)는 버퍼(BF)를 통하여 프리앰블 처리기(1250)에 제공될 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 펄스(Pout)의 개수를 카운트하여, 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단할 수 있다.
증폭기(AMP), 제1 저항(R1), 및 제2 저항(R2)은 도 6의 제2 증폭기(AMP2), 제1 저항(R1), 및 제2 저항(R2)과 마찬가지로, 기준 전압을 출력하도록 구성될 수 있다. 증폭기(AMP)는 제1 및 제2 저항들(R1, R2)에 의하여 전압 분배된 VDD 전압에 기초하여 기준 전압을 비교기(CMP)의 제2 입력 단자에 출력할 수 있다.
도 9는 도 8의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 9를 참조하면, 시간의 흐름에 따른, 입력 데이터(Din) 및 펄스(Pout)의 크기가 도시된다. 가로축은 시간으로 정의되고, 세로축은 입력 데이터(Din) 및 펄스(Pout) 각각의 전압 레벨로 정의될 수 있다. 설명의 편의상 도 8의 도면 부호를 참조하여, 도 7의 그래프와 비교하여, 도 9가 설명된다.
가로축의 시간은 제1 시간(t1), 제1 프리앰블 수신 시간(ta), 제1 스위칭 시간(ts1), 제2 프리앰블 수신 시간(tb), 제2 스위칭 시간(ts2), 및 제3 프리앰블 수신 시간(tc)으로 구분될 수 있다. 각각의 시간들은 도 7의 제1 시간(t1), 제1 프리앰블 수신 시간(ta), 제1 스위칭 시간(ts1), 제2 프리앰블 수신 시간(tb), 제2 스위칭 시간(ts2), 및 제3 프리앰블 수신 시간(tc)에 대응되므로, 구체적인 설명이 생략된다.
비교기(CMP)의 제2 입력 단자에 연결되는 노드(na)에 노드 전압(Vna)이 인가된다. 도 7과 달리, 노드 전압(Vna)은 기준 전압(Vref)으로 고정된다. 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우, 펄스(Pout)가 생성되고, 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 작은 경우, 펄스(Pout)가 생성되지 않는다. 즉, 입력 데이터(Din)에 따라 생성된 펄스(Pout)는 도 7과 실질적으로 동일할 수 있다.
도 10은 도 3의 유효 신호 검출 회로에서 입력 데이터에 따른 펄스들의 생성을 설명하기 위한 그래프이다. 도 10을 참조하면, 시간의 흐름에 따른, 입력 데이터(Din) 및 펄스(Pout)의 크기가 도시된다. 가로축은 시간으로 정의되고, 세로축은 입력 데이터(Din) 및 펄스(Pout) 각각의 전압 레벨로 정의될 수 있다. 가로축의 시간은 도 7 또는 도 9와 같이, 제1 시간(t1), 제1 프리앰블 수신 시간(ta), 제1 스위칭 시간(ts1), 제2 프리앰블 수신 시간(tb), 제2 스위칭 시간(ts2), 및 제3 프리앰블 수신 시간(tc)으로 구분될 수 있다.
프리앰블 처리기(1250)는 펄스(Pout)의 개수를 카운트하여 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단한다. 펄스(Pout)의 개수가 기준 범위에 존재하는 경우, 프리앰블 처리기(1250)는 해당 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 예시적으로, 기준 범위는 14개 내지 16개인 것으로 가정한다. 펄스(Pout)의 개수가 14개 미만인 경우, 프리앰블 처리기(1250)는 이미지 데이터를 식별하기 어려운 수신 전극쌍으로 판단할 수 있다. 펄스(Pout)의 개수가 16개를 초과하는 경우, 프리앰블 처리기(1250)는 이미지 데이터에 잡음이 반영되어 왜곡될 가능성이 높은 수신 전극쌍으로 판단할 수 있다.
제1 프리앰블 수신 시간(ta)에서와 같이, 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 작은 경우, 펄스(Pout)는 생성되지 않는다. 펄스(Pout)의 개수는 0이므로, 프리앰블 처리기(1250)는 제1 수신 전극쌍이 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제1 수신 전극쌍은 최종 전극쌍으로 선택되지 않는다.
제2 프리앰블 수신 시간(tb)에서와 같이, 입력 데이터(Din)의 피크값이 기준 전압(Vref)보다 큰 경우, 펄스(Pout)는 생성된다. 펄스(Pout)의 개수는 16개이므로, 프리앰블 처리기(1250)는 제2 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제2 수신 전극쌍은 상관값 계산 결과에 따라 최종 전극쌍으로 선택될 수 있다.
제3 프리앰블 수신 시간(tc)에서와 같이, 입력 데이터(Din)의 피크값의 일부는 기준 전압(Vref)보다 크고, 일부는 기준 전압(Vref)보다 작은 경우, 펄스(Pout)는 적은 빈도로 생성될 수 있다. 펄스(Pout)의 개수는 2개이므로, 프리앰블 처리기(1250)는 제3 수신 전극쌍이 유효하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제3 수신 전극쌍은 최종 전극쌍으로 선택되지 않는다.
프리앰블 처리기(1250)는 수신된 프리앰블의 전압 레벨을 측정하지 않고, 펄스들의 개수만 카운트하므로, 전압 레벨 측정을 위한 별도의 회로가 요구되지 않을 수 있다. 예를 들어, 프리앰블의 전압 레벨을 측정하기 위하여, 디지털-아날로그 변환기가 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 수신 전극쌍을 선택하기 위한 구성이 단순화될 수 있고, 용이하게 수신 전극쌍의 조합별 유효성이 판단될 수 있다.
도 11은 도 3의 프리앰블 처리기의 예시적인 블록도이다. 도 11을 참조하면, 프리앰블 처리기(1250)는 직렬 병렬 변환기(1251), 상관기(1252), 스위치 컨트롤러(1253), 펄스 카운터(1254), 펄스 비교기(1255), 및 수신 전극 컨트롤러(1256)를 포함한다. 도 11에 도시된 프리앰블 처리기(1250)는 프리앰블의 유효성 및 상관값을 통하여 최종 전극쌍을 선택하는 하나의 실시예로 이해될 것이고, 도 3의 프리앰블 처리기(1250)가 도 11의 구조에 제한되지 않을 것이다.
직렬 병렬 변환기(1251)는 직렬 데이터로 제공된 프리앰블(RP)을 병렬 데이터로 변환한다. 직렬 병렬 변환기(1251)는 도 3의 클럭 데이터 복구 회로(1227)로부터 복구된 프리앰블(RP)를 수신한다. 1비트 단위의 직렬 데이터로 수신된 프리앰블(RP)은 상관값 계산을 위한 패턴을 비교하기 위하여, 병렬 데이터로 변환되어 상관기(1252)에 출력된다.
상관기(1252)는 병렬 데이터로 변환된 프리앰블(RP)의 상관값을 계산한다. 상관기(1252)는 기설정된 기준 프리앰블과 수신된 프리앰블(RP)을 비교하여, 유사도를 계산할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블(RP)은 복수의 비트값들을 포함할 수 있고, 상관기(1252)는 기준 프리앰블에 포함된 비트값들과 프리앰블(RP)에 포함된 비트값들의 일치 정도에 기초하여, 상관값을 계산할 수 있다. 기준 프리앰블과 프리앰블(RP) 사이의 유사도가 높을수록, 상관값이 클 수 있다. 상관기(1252)는 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블(RP)의 상관값을 계산하고, 수신 전극쌍의 조합별 상관값들은 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
스위치 컨트롤러(1253)는 유효 신호 검출 회로(1230)를 제어하는 제1 스위치 신호(S1) 및 제2 스위치 신호(S2)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 유효 신호 검출 회로(1230)가 도 6의 유효 신호 검출 회로(1230_1)와 같은 경우, 스위치 컨트롤러(1253)는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 턴 온 또는 턴 오프를 결정하기 위한 제1 및 제2 스위치 신호들(S1, S2)을 생성할 수 있다. 제1 및 제2 스위치 신호들(S1, S2) 각각의 파형은 도 7에 도시된 것과 같을 수 있다. 다만, 유효 신호 검출 회로(1230)가 도 8의 유효 신호 검출 회로(1230_2)와 같은 경우, 스위치 컨트롤러(1253)는 프리앰블 처리기(1250)에 포함되지 않을 수 있다.
펄스 카운터(1254)는 유효 신호 검출 회로(1230)로부터 생성된 펄스(Pout)의 개수를 카운트할 수 있다. 펄스 카운터(1254)는 프리앰블 수신 시간동안, 선택된 수신 전극쌍으로부터 제공된 프리앰블에 기초하여 생성된 펄스(Pout)의 개수를 카운트할 수 있다. 카운트된 펄스(Pout)의 개수는 펄스 비교기(1255)에 제공될 수 있다. 펄스 카운터(1254)는 수신 전극쌍의 조합별로 펄스(Pout)의 개수를 카운트하고, 수신 전극쌍의 조합별 카운트된 값들은 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
펄스 비교기(1255)는 펄스(Pout)의 개수가 기준 범위 내에 존재하는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 펄스 비교기(1255)는 펄스(Pout)의 개수와 기준 개수를 비교할 수 있고, 비교 결과를 수신 전극 컨트롤러(1256)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 기준 개수가 데이터를 식별할 수 있는 것으로 판단할 수 있는 최소한의 펄스(Pout)의 개수로 정의될 수 있다. 이 경우, 펄스(Pout)의 개수가 기준 개수보다 많은 경우, 해당 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍은 유효한 것으로 판단될 수 있다. 펄스 비교기(1255)는 수신 전극쌍의 조합별로 펄스(Pout)의 개수와 기준 개수를 비교한 결과를 생성하고, 생성된 결과들은 메모리(미도시)에 저장될 수 있다.
수신 전극 컨트롤러(1256)는 프리앰블의 상관값 및 유효성에 기초하여, 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 최종 전극쌍을 선택하기 위하여, 수신 전극 컨트롤러(1256)는 우선, 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신하도록, 도 3의 스위치 회로(1221)를 제어할 수 있다. 이후, 수신 전극쌍 별로 상관값 및 유효성이 판단될 수 있다. 수신 전극 컨트롤러(1256)는 상관기(1252)로부터 수신 전극쌍별 프리앰블의 상관값을 수신할 수 있다. 수신 전극 컨트롤러(1256)는 펄스 비교기(1255)로부터 펄스(Pout)의 개수가 기준 범위에 존재하는지 판단한 결과를 수신할 수 있다. 수신 전극 컨트롤러(1256)는 판단 결과에 따라 최종 전극쌍을 선택할 수 있다.
수신 전극 컨트롤러(1256)는 최종 전극쌍을 선택하기 위한 선택 신호(SEL)를 생성할 수 있다. 선택 신호(SEL)는 도 3의 스위치 회로(1221)에 제공될 수 있다. 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 최종 전극쌍을 통하여 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 수신 전극 컨트롤러(1256)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에 최종 전극쌍을 선택하도록 선택 신호(SEL)를 생성할 수 있다. 예시적으로, 수신 전극 컨트롤러(1256)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중 가장 큰 상관값을 갖는 수신 전극쌍 최종 전극쌍으로 선택할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법에 대한 순서도이다. 도 12를 참조하면, 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법은 도 3의 캡슐 내시경 수신 장치(1200)에서 수행된다. 설명의 편의상, 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 12가 설명된다.
S110 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블을 수신하는 수신 전극쌍을 선택한다. 프리앰블은 수신 전극쌍의 조합별로 수신될 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 모든 수신 전극쌍의 조합별로 프리앰블을 수신하도록, 선택되는 수신 전극쌍을 지속적으로 변경할 수 있다.
S120 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 선택된 수신 전극쌍으로부터 차동 신호인 프리앰블을 수신할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)의 제어 하에, 스위치 회로(1221)는 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n) 중 두 개의 수신 전극들과 전기적으로 연결되어, 프리앰블을 수신할 수 있다.
S130 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블의 상관값을 계산한다. 프리앰블 처리기(1250)는 선택된 수신 전극쌍으로부터 수신된 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상관값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 수신된 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 일치 정도가 높을수록, 상관값은 높은 값을 가질 수 있다.
S140 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 프리앰블 또는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍의 유효성을 판단할 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230)는 수신된 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 생성된 입력 데이터와 기준 전압를 비교할 수 있다. 유효 신호 검출 회로(1230)는 입력 데이터의 피크값이 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들을 생성할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 생성된 펄스들의 개수를 카운트하고, 펄스들의 개수가 기준 범위 내에 존재하는 경우, 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다.
S150 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 모든 전극쌍의 조합이 선택되었는지 판단할 수 있다. 제1 내지 제n 수신 전극들(1211~121n)에 대한 모든 전극쌍의 조합이 선택되지 않은 경우, S110 단계가 다시 진행된다. 이 경우, S110 단계에서, 이전에 선택되지 않은 수신 전극쌍이 선택될 수 있다. 이후, S120 내지 S140 단계가 진행된다. 모든 전극쌍의 조합이 선택된 경우, 최종 전극쌍을 선택하기 위하여, S160 단계가 진행된다.
S160 단계에서, 캡슐 내시경 수신 장치(1200)는 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택한다. 프리앰블 처리기(1250)는, S130 단계에서 판단된 수신 전극쌍별 프리앰블의 상관값과 S140 단계에서 판단된 수신 전극쌍별 유효성에 기초하여 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 최종 전극쌍을 선택할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)는 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 가장 큰 상관값을 갖는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍을 최종 전극쌍으로 선택할 수 있다. 프리앰블 처리기(1250)는 최종 전극쌍으로부터 이미지 데이터를 수신하기 위하여, 스위치 회로(1221)에 선택 신호를 제공할 수 있고, 스위치 회로(1221)는 최종 전극쌍에 대응되는 수신 전극들로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다.
도 13은 도 12의 S140 단계를 구체화한 순서도이다. 도 13을 참조하면, S140 단계는 도 3의 유효 신호 검출 회로(1230) 및 프리앰블 처리기(1250)에서 수행될 수 있다. 설명의 편의상, 도 3의 도면 부호를 참조하여, 도 13이 설명된다.
S141 단계에서, 유효 신호 검출 회로(1230)는 프리앰블에 기초하여 생성된 입력 데이터와 기준 전압을 비교할 수 있다. 입력 데이터의 전압 레벨은 프리앰블의 전압 레벨에 의존한다. S142 단계에서, 입력 데이터와 기준 전압을 비교한 결과, 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 전압 레벨을 갖는 경우, S143 단계가 진행된다. 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 전압 레벨을 갖지 않는 경우, S145 단계가 진행된다.
S143 단계에서, 유효 신호 검출 회로(1230)는 펄스들을 출력한다. 입력 데이터의 피크값이 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들이 출력될 수 있다. 펄스들은 프리앰블 처리기(1250)에 출력될 수 있다. S144 단계에서, 프리앰블 처리기(1250)는 펄스들의 개수를 카운트할 수 있다. 펄스들의 개수는 선택된 수신 전극쌍에서 프리앰블을 수신한 시간 동안 카운트될 수 있다.
S145 단계에서, 프리앰블 처리기(1250)는 선택된 수신 전극쌍에서 프리앰블의 수신이 종료되었는지 판단할 수 있다. 예를 들어, 프리앰블 처리기(1250)는 제어 프레임에 포함된 프리앰블이 제공되는 시간에 대한 정보에 기초하여 프리앰블의 수신이 종료되었는지 판단할 수 있다.
S146 단계에서, 프리앰블 처리기(1250)는 카운트된 펄스들의 개수에 기초하여, 수신 전극쌍의 유효성을 판단할 수 있다. 카운트된 펄스들의 개수가 기준 범위에 존재하는 경우, 프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍이 유효한 것으로 판단할 수 있다. 그렇지 않으면, 프리앰블 처리기(1250)는 수신 전극쌍이 유효하지 않은 것으로 판단하고, 이러한 수신 전극쌍은 최종 전극쌍으로 선택되지 않을 수 있다.
위에서 설명한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 예들이다. 본 발명에는 위에서 설명한 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경하거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함될 것이다. 또한, 본 발명에는 상술한 실시 예들을 이용하여 앞으로 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다.
1000: 캡슐 내시경 시스템 1100: 캡슐 내시경
1200: 캡슐 내시경 수신 장치 1211~121n: 수신 전극들
1220: 아날로그 프론트 엔드 1221: 스위치 회로
1230: 유효 신호 검출 회로 1240: 디지털 수신 회로
1250: 프리앰블 처리기

Claims (20)

  1. 복수의 수신 전극들 중 하나의 수신 전극쌍으로부터 프리앰블을 수신하는 아날로그 프론트 엔드;
    상기 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 생성된 입력 데이터를 기준 전압과 비교하는 유효 신호 검출 회로; 및
    상기 입력 데이터와 상기 기준 전압의 비교 결과 및 상기 프리앰블의 상관값에 기초하여, 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는 프리앰블 처리기를 포함하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유효 신호 검출 회로는,
    상기 입력 데이터가 상기 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들을 상기 프리앰블 처리기에 출력하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 프리앰블 처리기는,
    상기 펄스들의 개수에 기초하여, 상기 프리앰블에 대응되는 수신 전극쌍의 유효성을 판단하고, 상기 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 상기 최종 전극쌍을 선택하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 프리앰블 처리기는,
    상기 유효성을 갖는 수신 전극쌍들 중에서 상기 상관값이 가장 큰 프리앰블에 대응되는 수신 전극쌍을 상기 최종 전극쌍으로 선택하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 유효 신호 검출 회로는,
    상기 입력 데이터 및 상기 기준 전압에 기초하여, 상기 펄스들을 출력하는 증폭기;
    상기 펄스들 또는 상기 기준 전압에 기초하여 생성된 전압을 상기 증폭기에 제공하는 다이오드; 및
    상기 전압을 저장하는 커패시터를 포함하되,
    상기 펄스들이 출력된 경우, 상기 전압은 상기 펄스들의 피크값에 기초하여 생성되고, 상기 펄스들이 출력되지 않은 경우, 상기 전압은 상기 기준 전압인 캡슐 내시경 수신 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 유효 신호 검출 회로는,
    상기 수신 전극쌍이 상기 프리앰블을 수신하는 동안, 상기 커패시터 및 상기 다이오드를 전기적으로 연결시키는 제1 스위치; 및
    상기 수신 전극쌍이 상기 프리앰블을 수신하지 않는 동안, 상기 커패시터에 상기 기준 전압을 제공하는 제2 스위치를 더 포함하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  7. 제2 항에 있어서,
    상기 유효 신호 검출 회로는,
    상기 입력 데이터가 상기 기준 전압보다 큰 경우, 상기 펄스들을 생성하는 비교기를 포함하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  8. 제2 항에 있어서,
    상기 프리앰블 처리기는,
    상기 펄스들의 개수를 카운트하는 펄스 카운터;
    상기 펄스들의 개수와 기준 개수를 비교하는 펄스 비교기;
    상기 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상기 상관값을 계산하는 상관기; 및
    상기 펄스들의 개수와 상기 기준 개수의 비교 결과 및 상기 상관값에 기초하여, 상기 최종 전극쌍을 선택하기 위한 선택 신호를 생성하는 수신 전극 컨트롤러를 포함하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 아날로그 프론트 엔드는,
    상기 프리앰블 처리기로부터 선택된 수신 전극쌍으로부터 상기 프리앰블을 수신하는 스위치 회로;
    상기 프리앰블을 증폭하여 상기 입력 데이터를 생성하는 증폭기;
    상기 입력 데이터에 기초하여, 상기 프리앰블에 대한 클럭 및 데이터를 복구하는 클럭 데이터 복구 회로를 포함하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 입력 데이터를 상기 기준 전압과 다른 제2 기준 전압과 비교하는 제2 유효 신호 검출 회로를 더 포함하고,
    상기 프리앰블 처리기는 상기 입력 데이터와 상기 제2 기준 전압의 비교 결과에 더 기초하여, 상기 최종 전극쌍을 선택하는 캡슐 내시경 수신 장치.
  11. 프리앰블 및 이미지 데이터를 생성하는 캡슐 내시경 송신 장치; 및
    복수의 수신 전극들에 대한 수신 전극쌍의 조합별로, 생체를 통하여 상기 프리앰블을 수신하되, 상기 프리앰블의 수신된 전압 레벨 및 상기 프리앰블의 상관값에 기초하여, 상기 이미지 데이터를 수신하기 위한 최종 전극쌍을 선택하는 캡슐 내시경 수신 장치를 포함하는 캡슐 내시경 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 수신 장치는,
    상기 프리앰블의 상기 수신된 전압 레벨이 기준 전압보다 클 때 펄스들을 생성하는 유효 신호 검출 회로; 및
    상기 펄스들의 개수 및 상기 상관값에 기초하여 상기 최종 전극쌍을 선택하는 디지털 수신 회로를 포함하는 캡슐 내시경 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 수신 장치는,
    상기 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상기 상관값을 계산하는 캡슐 내시경 시스템.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 수신 장치는,
    상기 수신 전극쌍의 조합중, 상기 수신된 전압 레벨이 기준 전압보다 크고, 상기 상관값이 가장 큰 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍을 최종 전극쌍을 선택하는 캡슐 내시경 시스템.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 송신 장치는,
    감지된 광에 기초하여 상기 이미지 데이터를 생성하는 이미지 센서;
    상기 이미지 데이터를 포함하는 상기 이미지 프레임을 생성하는 이미지 데이터 생성기; 및
    상기 프리앰블을 포함하는 제어 프레임을 생성하고, 상기 제어 프레임 및 상기 이미지 프레임을 포함하는 전송 프레임을 송신 전극을 통하여 상기 생체로 송신하는 송신 회로를 포함하는 캡슐 내시경 시스템.
  16. 캡슐 내시경 수신 장치의 동작 방법에 있어서,
    제1 스위칭 시간 동안, 복수의 수신 전극들 중 제1 수신 전극쌍을 선택하는 단계;
    상기 제1 스위치 시간 이후의 프리앰블 수신 시간 동안, 캡슐 내시경으로부터 생성된 프리앰블을 상기 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신하는 단계;
    상기 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 상기 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 상기 프리앰블의 유효성을 판단하는 단계;
    상기 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 상기 프리앰블과 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상기 제1 수신 전극쌍에 대응되는 상관값을 계산하는 단계;
    상기 프리앰블 수신 시간 이후의 제2 스위칭 시간 동안, 상기 제1 수신 전극쌍과 다른 제2 수신 전극쌍을 선택하는 단계; 및
    상기 유효성 및 상기 상관값에 기초하여 상기 복수의 수신 전극들 중 최종 전극쌍을 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 프리앰블의 유효성을 판단하는 단계는,
    상기 프리앰블의 상기 전압 레벨에 기초하여 생성된 입력 데이터와 기준 전압을 비교하는 단계;
    상기 입력 데이터가 기준 전압보다 큰 경우, 펄스들을 생성하는 단계;
    상기 펄스들의 개수를 카운트하는 단계; 및
    상기 펄스들의 개수에 기초하여 상기 제1 수신 전극쌍의 유효성을 판단하는 단계를 포함하는 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 최종 전극쌍을 통하여 상기 캡슐 내시경으로부터 생성된 이미지 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 최종 전극쌍은 상기 유효성을 갖는 프리앰블을 수신한 수신 전극쌍들 중에서 선택되는 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 스위칭 시간 이후의 제2 프리앰블 수신 시간 동안, 상기 프리앰블을 상기 제2 수신 전극쌍을 통하여 수신하는 단계;
    상기 제2 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 상기 프리앰블의 전압 레벨에 기초하여 상기 제2 수신 전극쌍의 유효성을 판단하는 단계;
    상기 제2 수신 전극쌍을 통하여 수신되는 상기 프리앰블과 상기 기준 프리앰블 사이의 유사도에 기초하여 상기 제2 수신 전극쌍에 대응되는 상관값을 계산하는 단계; 및
    상기 복수의 수신 전극들에 대한 모든 전극쌍의 조합이 선택되었는지 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 프리앰블을 상기 제1 수신 전극쌍을 통하여 수신하는 단계는,
    생체의 일부에 접촉된 상기 캡슐 내시경 수신 장치가 상기 생체의 다른 일부에 접촉된 상기 캡슐 내시경으로부터 상기 생체를 매질로 전달되는 상기 프리앰블을 수신하는 단계를 포함하는 방법.
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