KR20200119183A - 캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치 - Google Patents

캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상 수신기는, 캡슐 내시경 영상 송신기로부터 인체 통신 채널을 통해서 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하도록 구성된 수신 전극부, 수신 전극부로부터 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하고, 수신된 제1 및 제2 차동 신호들을 기반으로 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 아날로그 증폭부, 및 아날로그 증폭부로부터 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 수신하고, 수신된 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 영상 정보를 복원하도록 구성된 신호 복원부를 포함하고, 아날로그 증폭부는 제1 차동 신호를 기반으로 제1 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭기, 제2 차동 신호를 기반으로 제2 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭기, 및 제1 증폭기의 제1 반전 입력 단자 및 제2 증폭기의 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 고주파 성분이 저주파 성분보다 높은 차동 신호 증폭 이득을 얻도록 구성된 입력 임피던스를 포함한다.

Description

캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치{CAPSULE ENDOSCOPE IMAGE RECEIVER AND CAPSULE ENDOSCOPE DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 영상 신호 처리에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치에 관한 것이다.
내시경은 일반적으로 구강이나 항문을 통하여 인체로 삽입되어 체내의 소화기관을 따라 소화기 벽에 발생하는 이상 병변을 영상으로 촬영하여 판독을 하는 장치이다. 일반적으로 유선 내시경이 사용되며, 유선 내시경은 도달 범위가 유선의 길이로 한정되는 한계가 있다. 이에 따라, 무선 통신 기술을 이용하여 체내 소화기에서 촬영된 이미지 또는 영상을 체외에 부착된 수신 장치로 전송하는 캡슐 내시경이 개발되었다. 캡슐 내시경의 수신 장치는 전송된 이미지 또는 영상을 녹화하고, 녹화가 끝난 후 영상을 재확인하여 체내의 이상 병변 유무가 확인될 수 있다.
캡슐 내시경은 무선으로 신호를 송수신 하므로, 검진기의 체내 소화기관의 도달 범위에 대한 한정이 없어진다. 따라서, 음식물이 이동하는 경로 모두를 촬영 및 녹화가 가능하다. 특히, 종래 유선 내시경으로 도달할 수 없는 소장의 경우도 병변의 촬영이 가능하며, 소장에서 발생하는 질병의 사전 확인이 가능하다.
본 발명의 목적은 캡슐 내시경 장치의 신호 송수신 과정에서 발생하는 감쇄를 보완하는 캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 영상 수신기는, 캡슐 내시경 영상 송신기로부터 인체 통신 채널을 통해서 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하도록 구성된 수신 전극부; 상기 수신 전극부로부터 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 차동 신호들을 기반으로 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 아날로그 증폭부; 및 상기 아날로그 증폭부로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 영상 정보를 복원하도록 구성된 신호 복원부를 포함하고, 상기 아날로그 증폭부는 상기 제1 차동 신호를 기반으로 상기 제1 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭기; 상기 제2 차동 신호를 기반으로 상기 제2 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭기; 및 상기 제1 증폭기의 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 증폭기의 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 고주파 성분이 저주파 성분보다 높은 차동 신호 증폭 이득을 얻도록 구성된 입력 임피던스를 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 입력 임피던스는 상기 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 반전 입력 단자 사이에 병렬로 연결된 입력 저항 및 입력 커패시터를 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 아날로그 증폭부는 제1 및 제2 피드백 저항들을 더 포함하고, 상기 제1 피드백 저항은 상기 제1 증폭기의 제1 출력 단자 및 상기 제1 반전 입력 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 피드백 저항은 상기 제2 증폭기의 제2 출력 단자 및 상기 제2 반전 입력 단자 사이에 연결된다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들 간의 차이는 상기 제1 및 제2 차동 신호들 간의 차이보다 상기 차동 신호 증폭 이득만큼 증폭된 크기를 갖고, 상기 차동 신호 증폭이득은 상기 제1 피드백 저항, 상기 제2 피드백 저항, 및 상기 입력 임피던스를 기반으로 정해진다.
예시적인 실시 예에서, 상기 수신 전극부는 상기 제1 차동 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 전극 및 상기 제2 차동 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 전극을 포함하고, 상기 제1 증폭기는 상기 제1 수신 전극으로부터 제1 증폭기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 차동 신호를 수신하고, 상기 제2 증폭기는 상기 제2 수신 전극으로부터 제2 증폭기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 차동 신호를 수신한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 신호 복원부는 상기 아날로그 증폭부로부터 수신된 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 노이즈를 차단하도록 구성된 대역 통과 필터를 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 대역 통과 필터는 상기 제1 증폭기의 제1 출력 단자로부터 제1 필터 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 증폭된 차동 신호를 수신하고, 상기 대역 통과 필터는 상기 제2 증폭기의 제2 출력 단자로부터 제2 필터 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 증폭된 차동 신호를 수신한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 신호 복원부는 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 데이터 신호 및 클럭 신호를 복원하는 디지털 복원 회로를 포함하고, 상기 데이터 신호는 상기 영상 정보를 포함하며, 상기 클럭 신호는 상기 캡슐 내시경 영상 송신기에서의 클럭 신호 정보를 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 캡슐 내시경 영상 수신기는 상기 디지털 복원 회로로부터 상기 데이터 신호 및 상기 클럭 신호를 수신하고, 상기 수신된 데이터 신호 및 상기 수신된 클럭 신호를 기반으로 상기 캡슐 내시경 영상 송신기가 촬영한 영상을 복원하는 디지털 수신부를 더 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 신호 복원부는 상기 아날로그 증폭부로부터 수신된 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 노이즈를 차단하고, 상기 노이즈가 차단된 제1 및 제2 필터된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 대역 통과 필터; 및 상기 제1 및 제2 필터된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2필터된 차동 신호들을 기반으로 상기 디지털 수신부가 처리할 수 있는 크기로 복원된 비교 신호를 상기 디지털 복원 회로로 출력하도록 구성된 비교기를 더 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 비교기는 상기 대역 통과 필터로부터 제1 비교기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 필터된 차동 신호를 수신하고, 상기 대역 통과 필터로부터 제2 비교기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 필터된 차동 신호를 수신한다.
본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 장치는, 신체 내부의 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 기반으로 영상 정보를 획득하며, 상기 획득된 영상 정보를 각각 포함하는 제1 및 제2 차동 신호들을 출력하는 캡슐 내시경 영상 송신기; 및 캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하며, 상기 캡슐 내시경 영상 수신기는 상기 캡슐 내시경 영상 송신기로부터 인체 통신 채널을 통해서 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하도록 구성된 수신 전극부; 상기 수신 전극부로부터 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 차동 신호들을 기반으로 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 아날로그 증폭부; 및 상기 아날로그 증폭부로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 상기 영상 정보를 복원하도록 구성된 신호 복원부를 포함하고, 상기 아날로그 증폭부는 상기 제1 차동 신호를 기반으로 상기 제1 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭기; 상기 제2 차동 신호를 기반으로 상기 제2 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭기; 및 상기 제1 증폭기의 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 증폭기의 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 고주파 성분이 저주파 성분보다 높은 차동 신호 증폭 이득을 얻도록 구성된 입력 임피던스를 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 수신 전극부는 상기 제1 차동 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 전극 및 상기 제2 차동 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 전극을 포함하고, 상기 캡슐 내시경 영상 송신기는 상기 신체 내부의 상기 영상을 촬영하고, 상기 획득된 영상 정보를 포함하는 영상 신호를 출력하는 이미지 센서; 상기 이미지 센서로부터 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 기반으로 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 출력하는 신호 구동부; 상기 신호 구동부로부터 상기 제1 차동 신호를 수신하고, 상기 인체 통신 채널을 통해서 상기 제1 수신 전극으로 상기 제1 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 송신 전극; 및 상기 신호 구동부로부터 상기 제2 차동 신호를 수신하고, 상기 인체 통신 채널을 통해서 상기 제2 수신 전극으로 상기 제2 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 송신 전극을 포함한다.
예시적인 실시 예에서, 상기 제1 송신 전극은 상기 신호 구동부로부터 제1 전류 제한 저항을 통해서 상기 제1 차동 신호를 수신하고, 상기 제2 송신 전극은 상기 신호 구동부로부터 제2 전류 제한 저항을 통해서 상기 제2 차동 신호를 수신한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 캡슐 내시경의 신호 송수신 과정에서 발생한 감쇄를 보완하는 캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치가 제공된다.
또한, 감쇄된 고주파 대역의 신호에 대한 이득을 보상함으로써, 오차 및 비트 폭 변이가 억제된 내시경 영상 신호가 복원되는 캡슐 내시경 영상 수신기 및 이를 포함하는 캡슐 내시경 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경 영상 송신기를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 캡슐 내시경 영상 수신기를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하는 캡슐 내시경 장치의 신호들을 주파수 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하는 캡슐 내시경 장치의 신호들을 시간 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 아날로그 증폭부를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 6의 아날로그 증폭부의 전압 특성을 주파수 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 복원되는 데이터 신호를 시간 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다.
도 9는 도 1의 캡슐 내시경 영상 수신기를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 10a는 본 발명의 실시 예에 따른 증폭된 차동 신호를 예시적으로 측정한 그래프이다.
도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 증폭된 차동 신호를 예시적으로 측정한 그래프이다.
아래에서는, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐 내시경 장치를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 캡슐 내시경 장치(1000)은 캡슐 내시경 영상 송신기(1100) 및 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)를 포함할 수 있다. 캡슐 내시경 장치(1000)에 의해서 신체(BODY) 내부의 영상이 획득될 수 있다.
캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 제1 송신 전극(1131) 및 제2 송신 전극(1132)을 포함할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 신체(BODY) 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 촬영된 신체 내부의 영상을 기반으로 캡슐 내시경의 영상 정보가 획득될 수 있다.
캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 제1 송신 전극(1131)을 통해서 제1 차동 신호(DF1)를 출력할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 제2 송신 전극(1132)을 통해서 제2 차동 신호(DF2)를 출력할 수 있다.
이 때, 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2) 각각은 캡슐 내시경의 영상 정보를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 캡슐 내시경의 영상 정보는 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2)의 차이를 기반으로 송신될 수 있다.
즉, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 영상 정보를 차동 신호(Differential signal)의 형태로 송신함으로써, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100) 및 캡슐 내시경 영상 수신기(1200) 사이에서 노이즈(noise) 및 간섭에 강인한 무선 통신이 제공될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 구강(mouth)으로 섭취되는 소화 가능한 센서(Ingestible sensor)일 수 있다. 예를 들어, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 알약의 형태를 갖고, 구강으로 섭취 가능한 크기를 갖는 모듈(module)일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 신체(BODY) 내에서 음식물이 이동하는 경로 및 소화 기관을 촬영할 수 있다. 유선 내시경으로 촬영하는 경우와 달리, 캡슐 내시경을 촬영하는 동안 피검사자는 일상생활을 할 수 있다.
캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 적어도 한 쌍의 수신 전극을 포함할 수 있다. 적어도 한 쌍의 수신 전극 각각은 제1 차동 신호(DF1)를 수신하는 적어도 하나의 제1 수신 전극과 제2 차동 신호(DF2)를 수신하는 적어도 하나의 제2 수신 전극을 포함할 수 있다. 도면의 간결성을 위해서, 도 1에서는 한 쌍의 수신 전극(1211, 1212)이 도시되었으나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.
캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 제1 수신 전극(1211)을 통해서 제1 차동 신호(DF1)를 수신할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 제2 수신 전극(1212)을 통해서 제2 차동 신호(DF2)를 수신할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 수신된 차동 신호들(DF1, DF2)을 기반으로 신체(BODY) 내부의 영상을 복원할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)에서 출력되는 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2)는 인체 통신 채널을 통해서 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)로 수신될 수 있다. 인체 통신 채널은 신체(BODY)의 일부를 신호의 전달 매질로 하는 통신 채널일 수 있다. 인체 통신 채널은 저주파 대역의 신호를 통과시키고 고주파 대역의 신호를 차단시키는 저역 통과 필터(LPF; Low-Pass Filter)의 특성을 가질 수 있다.
이에 따라, 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)에서 수신된 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2) 각각은 고주파 대역의 성분이 감쇄된 정도가 저주파 대역의 성분이 감쇄된 정도보다 큰 신호일 수 있다. 즉, 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)에서 고주파 대역의 성분이 감쇄된 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2)가 수신될 수 있다.
도 2는 도 1의 캡슐 내시경 영상 송신기를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 이미지 센서(1110), 신호 구동부(1120), 및 송신 전극부(1130)를 포함할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)는 영상 정보를 포함하는 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2)를 출력할 수 있다.
이미지 센서(1110)는 신체 내부의 영상을 촬영할 수 있다. 이미지 센서(1110)는 촬영된 신체 내부의 영상을 기반으로 영상 정보를 획득할 수 있다. 이미지 센서(1110)는 영상 정보를 포함하는 영상 신호(IMG)를 출력할 수 있다.
신호 구동부(1120)는 이미지 센서(1110)로부터 영상 신호(IMG)를 수신할 수 있다. 신호 구동부(1120)는 수신된 영상 신호(IMG)를 기반으로 제1 차동 신호(DF1) 및 제2 차동 신호(DF2)를 출력할 수 있다. 차동 신호들(DF1, DF2) 각각은 영상 정보를 포함할 수 있다. 차동 신호들(DF1, DF2) 각각은 제1 전압 레벨 또는 제2 전압 레벨을 갖는 디지털 신호(Digital signal)일 수 있다. 제2 전압 레벨은 제1 전압 레벨보다 높을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 신호 구동부(1120)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 상승 시간(rising time) 및 하강 시간(falling time)이 짧은 디지털 신호일 수 있다. 이 때, 상승 시간은 제1 전압 레벨에서 제2 전압 레벨로 상승하는데 소요되는 시간을 의미할 수 있다. 하강 시간은 제2 전압 레벨에서 제1 전압 레벨로 하강하는데 소요되는 시간을 의미할 수 있다.
상승 시간 및 하강 시간이 짧은 디지털 신호는 고주파 대역의 성분이 감쇄되는 정도가 적은 신호를 의미할 수 있다. 즉, 신호 구동부(1120)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 고주파 대역의 성분의 크기와 저주파 대역의 성분의 크기가 유사한 신호일 수 있다.
송신 전극부(1130)는 제1 송신 전극(1131) 및 제2 송신 전극(1132)을 포함할 수 있다. 제1 송신 전극(1131)은 신호 구동부(1120)로부터 수신된 제1 차동 신호(DF1)를 출력할 수 있다. 제2 송신 전극(1132)은 신호 구동부(1120)로부터 수신된 제2 차동 신호(DF2)를 출력할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 신호 구동부(1120)에서 수신된 영상 신호(IMG)가 제1 전압 레벨보다 높은 제2 전압 레벨을 갖는 경우, 신호 구동부(1120)는 제1 송신 전극(1131)으로 전류를 출력할 수 있다. 제1 송신 전극(1131)에서 방사된 전류는 인체 통신 채널을 통해서 제2 송신 전극(1132) 및 제1 수신 전극(1211)으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 제2 전압 레벨을 갖는 영상 신호(IMG)에 대한 정보가 캡슐 내시경 영상 수신기로 전달될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 신호 구동부(1120)에서 수신된 영상 신호(IMG)가 제2 전압 레벨보다 낮은 제1 전압 레벨을 갖는 경우, 신호 구동부(1120)는 제2 송신 전극(1132)으로 전류를 출력할 수 있다. 제2 송신 전극(1132)에서 방사된 전류는 인체 통신 채널을 통해서 제1 송신 전극(1131) 및 제2 수신 전극(1212)으로 유입될 수 있다. 이에 따라, 제1 전압 레벨의 영상 신호(IMG)에 대한 정보가 캡슐 내시경 영상 수신기로 전달될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 신호 구동부(1120)와 송신 전극부(1130) 사이에 전류 제한 저항이 연결될 수 있다. 전류 제한 저항은 신체에 과도한 전류가 흐르는 것을 방지하기 위해서 연결되는 저항일 수 있다. 예를 들어, 신호 구동부(1120)와 제1 송신 전극(1131) 사이에 제1 전류 제한 저항(Rir1)이 연결될 수 있다. 신호 구동부(1120)와 제2 송신 전극(1132) 사이에 제2 전류 제한 저항(Rir2)이 연결될 수 있다.
즉, 제1 송신 전극(1131)은 신호 구동부(1120)로부터 제1 전류 제한 저항(Rir1)을 통해서 제1 차동 신호(DF1)를 수신할 수 있다. 제2 송신 전극(1132)은 신호 구동부(1120)로부터 제2 전류 제한 저항(Rir2)을 통해서 제2 차동 신호(DF2)를 수신할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 신호 구동부(1120)로부터 차동 신호들(DF1, DF2)을 전송 받는 과정에서 상승 시간 및 하강 시간이 증가된 신호일 수 있다. 상승 시간 및 하강 시간이 증가된 신호는 고주파 대역의 성분이 감쇄되는 정도가 저주파 대역의 성분이 감쇄되는 정도보다 큰 신호일 수 있다. 즉, 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 고주파 대역의 성분의 크기가 저주파 대역의 성분의 크기보다 작은 신호일 수 있다.
도 3은 도 1의 캡슐 내시경 영상 수신기를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 수신 전극부(1210), 아날로그 증폭부(1220), 신호 복원부(1230), 및 디지털 수신부(1240)를 포함할 수 있다. 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)는 수신된 차동 신호들(DF1, DF2)을 기반으로 신체 내부의 영상을 복원할 수 있다.
수신 전극부(1210)는 적어도 한 쌍의 수신 전극을 포함할 수 있다. 좀 더 상세하게는, 수신 전극부(1210)는 제1 송신 전극으로부터 수신된 제1 차동 신호(DF1)를 아날로그 증폭부(1220)로 전달하는 적어도 하나의 제1 수신 전극을 포함할 수 있다. 수신 전극부(1210)는 제2 송신 전극으로부터 수신된 제2 차동 신호(DF2)를 아날로그 증폭부(1220)로 전달하는 적어도 하나의 제2 수신 전극을 포함할 수 있다. 발명의 이해를 돕기 위해서, 수신 전극부(1210)는 한 쌍의 수신 전극을 포함하는 것으로 도 3에서 도시되나, 본 발명의 범위는 이에 제한되지 않는다.
예시적인 실시 예에서, 수신 전극부(1210)는 제1 수신 전극(1211) 및 제2 수신 전극(1212)을 포함할 수 있다. 제1 수신 전극(1211)은 제1 송신 전극으로부터 출력된 제1 차동 신호(DF1)를 인체 통신 채널을 통해서 수신할 수 있다. 제2 수신 전극(1212)은 제2 송신 전극으로부터 출력된 제2 차동 신호(DF2)를 인체 통신 채널을 통해서 수신할 수 있다. 수신된 차동 신호들(DF1, DF2)은 고주파 대역의 성분이 감쇄된 신호일 수 있다.
아날로그 증폭부(1220)는 제1 수신 전극(1211)을 통해서 제1 차동 신호(DF1)를 수신할 수 있다. 아날로그 증폭부(1220)는 제2 수신 전극(1212)을 통해서 제2 차동 신호(DF2)를 수신할 수 있다. 아날로그 증폭부(1220)는 수신된 제1 차동 신호(DF1)를 증폭하여 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)를 출력할 수 있다. 아날로그 증폭부(1220)는 수신된 제2 차동 신호(DF2)를 증폭하여 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)를 출력할 수 있다.
아날로그 증폭부(1220)는 수신 전극부(1210)로부터 수신된 차동 신호들(DF1, DF2)을 차동 신호 증폭 이득으로 증폭시키는 모듈일 수 있다. 차동 신호 증폭 이득은 차동 신호들(DF1, DF2)간의 차이로 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)간의 차이를 나눈 값을 의미할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부(1220)는 입력 저항 및 피드백 저항을 포함할 수 있다. 차동 신호 증폭 이득은 입력 저항 및 피드백 저항간의 비율을 기반으로 결정될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부(1220)는 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득과 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 유사한 모듈일 수 있다. 이 때, 차동 신호 증폭 이득은 주파수 영역에서 영점(zero)을 갖지 않는 수식으로 표현될 수 있다. 즉, 아날로그 증폭부(1220)에서 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2) 각각은 고주파 대역의 성분의 크기가 저주파 대역의 성분의 크기보다 작은 신호일 수 있다.
신호 복원부(1230)는 대역 통과 필터(1231), 비교기(1232), 및 디지털 복원 회로(1233)를 포함할 수 있다. 신호 복원부(1230)는 아날로그 증폭부(1220)로부터 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)을 수신할 수 있다. 신호 복원부(1230)는 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)을 기반으로, 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)를 복원하는 모듈일 수 있다.
이 때, 데이터 신호(DT)는 캡슐 내시경 영상 송신기에서 생성된 영상 신호가 복원된 디지털 신호일 수 있다. 클럭 신호(CLK)는 캡슐 내시경 영상 송신기에서 사용된 클럭 신호가 복원된 신호일 수 있다. 즉, 데이터 신호(DT)는 신체 내부의 영상 정보를 포함하는 신호일 수 있다. 신호 복원부(1230)는 신체 내부의 영상 정보를 복원할 수 있다. 클럭 신호(CLK)는 캡슐 내시경 영상 송신기에서의 클럭 신호에 대한 정보를 포함할 수 있다.
대역 통과 필터(1231)는 아날로그 증폭부(1220)로부터 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)을 수신할 수 있다. 대역 통과 필터(1231)는 제1 필터된 차동 신호(FDF1) 및 제2 필터된 차동 신호(FDF2)를 출력할 수 있다.
이 때, 제1 필터된 차동 신호(FDF1)는 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)에서 노이즈(noise)가 차단된 신호일 수 있다. 제2 필터된 차동 신호(FDF2)는 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)에서 노이즈가 차단된 신호일 수 있다. 즉, 대역 통과 필터(1231)는 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)의 노이즈(noise)를 차단하는 대역 통과 필터(BPF; Band Pass Filter)일 수 있다.
비교기(1232)는 대역 통과 필터(1231)로부터 필터된 차동 신호들(FDF1, FDF2)을 수신할 수 있다. 비교기(1232)는 비교 신호(CP)를 출력할 수 있다. 비교 신호(CP)는 차동 신호들(FDF1, FDF2)이 디지털 수신부(1240)에서 처리될 수 있는 디지털 신호의 크기로 복원된 신호일 수 있다. 즉, 비교기(1232)는 필터된 차동 신호들(FDF1, FDF2)의 크기를 디지털 수신부(1240)에서 처리될 수 있는 디지털 신호의 크기로 복원해서 디지털 복원 회로(1233)로 전달하는 모듈일 수 있다.
디지털 복원 회로(1233)는 비교기(1232)로부터 비교 신호(CP)를 수신할 수 있다. 디지털 복원 회로(1233)는 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)를 디지털 수신부(1240)로 출력할 수 있다. 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)는 비교 신호(CP)로부터 복원된 신호일 수 있다. 즉, 디지털 복원 회로(1233)는 비교 신호(CP)로부터 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)를 복원하는 회로일 수 있다.
디지털 수신부(1240)는 디지털 복원 회로(1233)로부터 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)를 수신할 수 있다. 디지털 수신부(1240)는 수신된 데이터 신호(DT) 및 클럭 신호(CLK)를 기반으로 신체 내부의 영상을 복원할 수 있다. 디지털 수신부(1240)에서 복원된 신체 내부의 영상은 디지털 신호로 변조되는 과정에서 발생된 감쇄 및 인체 통신 채널을 통한 감쇄로 인해서 왜곡된 영상일 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득과 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 유사한 아날로그 증폭부(1220)를 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)가 제공될 수 있다. 이 때, 아날로그 증폭부(1220)에서 출력되는 증폭된 차동 신호들(FDF1, FDF2) 각각은 고주파 성분의 크기가 저주파 성분의 크기보다 작은 신호일 수 있다.
도 4는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하는 캡슐 내시경 장치의 신호들을 주파수 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 영상 신호 주파수 파형(F-IMG), 송신 차동 신호 주파수 파형(FDFS), 및 수신 차동 신호 주파수 파형(FDFR)이 주파수 영역에서 예시적으로 도시된다.
영상 신호 주파수 파형(F-IMG)은 도 2의 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)의 이미지 센서(1110)에서 출력되는 영상 신호(IMG)의 전압의 크기를 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 영상 신호 주파수 파형(F-IMG)은 파선(Dashed line)으로 도시된다.
영상 신호 주파수 파형(F-IMG)을 참조하면, 제1 영상 전압의 크기(VI1)는 영상 신호(IMG)에서 기저 대역(Base band) 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 크기일 수 있다. 제2 영상 전압의 크기(VI2)는 영상 신호(IMG)에서 기저 대역 주파수(fB) 성분의 크기일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 영상 신호(IMG)에서 고주파 대역 성분의 크기와 저주파 대역 성분의 크기는 크기는 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 영상 전압의 크기(VI1)와 제2 영상 전압의 크기(VI2)는 유사할 수 있다.
송신 차동 신호 주파수 파형(FDFS)은 도 2의 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)의 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기를 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 송신 차동 신호 주파수 파형(FDFS)은 일점 쇄선(Dash-single dotted line)으로 도시된다.
상술된 바와 같이, 차동 신호는 인체 통신 채널을 통해서 전송되면서 이득이 감쇄될 수 있다. 본 발명의 이해를 돕기 위해서, 송신 전극부에서 출력되는 차동 신호와 수신 전극부에서 수신되는 차동 신호는 구별되어 설명된다. 즉, 송신 전극부에서 출력되는 차동 신호는 송신 차동 신호 주파수 파형(FDFS)에서 설명되고, 수신 전극부에서 수신되는 차동 신호는 수신 차동 신호 주파수 파형(FDFR)에서 설명된다.
송신 차동 신호 주파수 파형(FDFS)을 참조하면, 제1 송신 전압의 크기(VS1)는 송신 전극부에서 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기일 수 있다. 제2 송신 전압의 크기(VS2)는 송신 전극부에서 기저 대역 주파수(fB) 성분의 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 신호 구동부(1120)로부터 차동 신호들(DF1, DF2)을 전송 받는 과정에서 상승 시간 및 하강 시간이 증가됨에 따라 고주파 성분이 감쇄된 신호들일 수 있다.
이 때, 송신 전극부에서 고주파 성분의 차동 신호들 간 차이는 저주파 성분의 차동 신호들 간 차이보다 더 감쇄될 수 있다. 예를 들어, 제2 영상 전압의 크기(VI2)와 제2 송신 전압의 크기(VS2)의 차이는 제1 영상 전압의 크기(VI1)와 제1 송신 전압의 크기(VS1)의 차이보다 클 수 있다.
수신 차동 신호 주파수 파형(FDFR)은 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)의 수신 전극부(1210)에서 수신되는 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기를 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 수신 차동 신호 주파수 파형(FDFR)은 실선(Solid line)으로 도시된다.
수신 차동 신호 주파수 파형(FDFR)을 참조하면, 제1 수신 전압의 크기(VR1)는 수신 전극부에서 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기일 수 있다. 제2 수신 전압의 크기(VS2)는 수신 전극부에서 기저 대역 주파수(fB) 성분의 차동 신호들(DF1, DF2) 간 차이의 크기일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 저역 통과 특성을 갖는 인체 통신 채널을 통해서 전송되면서 차동 신호들(DF1, DF2) 각각이 감쇄됨에 따라, 수신 전극부에서 고주파 성분의 차동 신호들 간 차이는 저주파 성분의 차동 신호들 간 차이보다 더 감쇄될 수 있다. 예를 들어, 제2 송신 전압의 크기(VS2)와 제2 수신 전압의 크기(VR2)의 차이는 제1 송신 전압의 크기(VS1)와 제1 수신 전압의 크기(VR1)의 차이보다 클 수 있다.
도 5는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하는 캡슐 내시경 장치의 신호들을 시간 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 5를 참조하면, 영상 신호 그래프(GIMG), 송신 차동 신호 그래프(GDFS), 수신 차동 신호 그래프(GDFR), 및 데이터 신호 그래프(GDT)가 예시적으로 도시된다.
영상 신호 그래프(GIMG)는 도 2의 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)의 이미지 센서(1110)에서 출력되는 영상 신호(IMG)의 전압을 시간 영역에서 예시적으로 도시한 것이다.
영상 신호(IMG)는 주기적으로 토글(toggle)하는 신호일 수 있다. 토글은 특정 신호의 전압 레벨이 변동하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들어, 영상 신호(IMG)가 토글하는 것은 영상 신호(IMG)의 값이 제1 전압 레벨(V1)에서 제2 전압 레벨(V2)로 변하는 것 또는 제2 전압 레벨(V2)에서 제1 전압 레벨(V1)로 변하는 것을 의미할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 영상 신호(IMG)는 정보를 갖는 최소 단위인 비트(bit) 마다 토글하는 신호일 수 있다. 이 때, 영상 신호(IMG)는 기저 대역 주파수(fB) 성분을 포함할 수 있다. 영상 신호(IMG)는 연속된 '2' 비트 후에 토글하는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분을 포함할 수 있다.
주기는 주파수의 역수이므로, 영상 신호(IMG)는 기저 대역 주파수(fB) 성분에 대응되는 기저 대역 주기(TB)의 파형을 가질 수 있다. 또한, 영상 신호(IMG)는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분에 대응되는 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 파형을 가질 수 있다. 즉, 영상 신호(IMG)는 기저 대역 주기(TB)의 성분 및 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 성분을 포함할 수 있다.
송신 차동 신호 그래프(GDFS)는 도 2의 캡슐 내시경 영상 송신기(1100)의 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)의 전압을 시간 영역에서 예시적으로 도시한 것이다. 송신 전극부(1130)에서 출력되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 상승 시간 및 하강 시간의 증가로 인해서 감쇄된 신호들일 수 있다.
송신 차동 신호 그래프(GDFS)에서, 제1 송신 차동 신호(DFS1)는 송신 전극부(1130)에서 출력되는 제1 차동 신호(DF1)일 수 있다. 제1 송신 차동 신호(DFS1)는 실선으로 도시된다. 제2 송신 차동 신호(DFS2)는 송신 전극부(1130)에서 출력되는 제2 차동 신호(DF2)일 수 있다. 제2 송신 차동 신호(DFS2)는 점선으로 도시된다.
예시적인 실시 예에서, 송신 차동 신호들(DFS1, DFS2) 각각은 기저 대역 주기(TB)의 성분을 포함할 수 있다. 제1 송신 전압차(DS1)는 기저 대역 주기(TB)의 성분에서 송신 차동 신호들(DFS1, DFS2)간 전압차 중 크기가 최대가 되는 전압차일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 송신 차동 신호들(DFS1, DFS2) 각각은 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 성분을 포함할 수 있다. 제2 송신 전압차(DS2)는 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 성분에서 송신 차동 신호들(DFS1, DFS2)간 전압차 중 크기가 최대가 되는 전압차일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 송신 차동 신호들(DFS1, DFS2)간 전압차는 고주파 성분에서 감쇄되는 정도가 저주파 성분에서 감쇄되는 정도보다 클 수 있다. 즉, 고주파 성분의 전압차 크기는 저주파 성분의 전압차 크기보다 작을 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 전압차(DS1)는 제2 송신 전압차(DS2)보다 작을 수 있다.
수신 차동 신호 그래프(GDFR)는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)의 수신 전극부(1210)에서 수신되는 차동 신호들(DF1, DF2)의 전압을 시간 영역에서 예시적으로 도시한 것이다. 수신 전극부(1210)에서 수신되는 차동 신호들(DF1, DF2)은 인체 통신 채널을 통해서 전송됨에 따라서 감쇄된 신호들일 수 있다.
수신 차동 신호 그래프(GDFR)에서, 제1 수신 차동 신호(DFR1)는 수신 전극부(1210)에서 수신되는 제1 차동 신호(DF1)일 수 있다. 제1 수신 차동 신호(DFR1)는 실선으로 도시된다. 제2 수신 차동 신호(DFR2)는 수신 전극부(1210)에서 수신되는 제2 차동 신호(DF2)일 수 있다. 제2 수신 차동 신호(DFR2)는 점선으로 도시된다.
예시적인 실시 예에서, 수신 차동 신호들(DFR1, DFR2) 각각은 기저 대역 주기(TB)의 성분을 포함할 수 있다. 제1 수신 전압차(DR1)는 기저 대역 주기(TB)의 성분에서 수신 차동 신호들(DFR1, DFR2)간 전압차 중 크기가 최대가 되는 전압차일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 수신 차동 신호들(DFR1, DFR2) 각각은 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 성분을 포함할 수 있다. 제2 수신 전압차(DR2)는 기저 대역 주기의 '2'배의 주기(2TB)의 성분에서 수신 차동 신호들(DFR1, DFR2)간 전압차 중 크기가 최대가 되는 전압차일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 수신 차동 신호들(DFR1, DFR2)간 전압차는 고주파 성분에서 감쇄되는 정도가 저주파 성분에서 감쇄되는 정도보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 송신 전압차(DS1)는 제2 송신 전압차(DS2)보다 작을 수 있다. 제1 송신 전압차(DS1)에서 제1 수신 전압차(DR1)를 뺀 값은 제2 송신 전압차(DS2)에서 제2 수신 전압차(DR2)를 뺀 값보다 클 수 있다. 이에 따라, 제1 수신 전압차(DR1)는 제2 수신 전압차(DR2)보다 작을 수 있다.
데이터 신호 그래프(GDT)는 도 3의 캡슐 내시경 영상 수신기(1200)의 디지털 복원 회로(1233)에서 출력되는 데이터 신호(DTma) 및 이상적인 데이터 신호(DTid)를 시간 영역에서 예시적으로 도시한 것이다. 이 때, 이상적인 데이터 신호(DTid)는 영상 신호 그래프(GIMG)에서 도시된 영상 신호(IMG)와 유사할 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma)는 고주파 성분이 감쇄됨에 따라 비트 오류(bit error)가 발생된 신호일 수 있다. 예를 들어, 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma)는 이상적인 데이터 신호(DTid)와 상이한 비트 폭(width)을 가질 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 이상적인 데이터 신호(DTid)와 상이한 비트 폭(width)을 갖는 데이터 신호(예를 들어, DTma)를 기반으로 복원된 신체 내부의 영상은 화질이 저하된 영상일 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 차동 신호는 상승 시간 및 하강 시간의 증가로 인해서 고주파 성분이 감쇄될 수 있다. 차동 신호는 인체 통신 채널을 통해서 전송됨에 따라서 고주파 성분이 감쇄될 수 있다. 고주파 성분이 감쇄된 차동 신호를 기반으로 복원된 데이터 신호(예를 들어, DTma)는 비트 폭 변이가 발생된 신호일 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 아날로그 증폭부를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 아날로그 증폭부(1220)는 제1 증폭기(1221), 제2 증폭기(1222), 및 입력 임피던스(1223)를 포함할 수 있다. 아날로그 증폭부(1220)는 제1 입력 단자(Ni1), 제2 입력 단자(Ni2), 제1 출력 단자(No1), 및 제2 출력 단자(No2)를 가질 수 있다. 아날로그 증폭부(1220)에서 단자들(Ni1, No1, Ni2, No2)의 연결 관계는 도 3 및 도 6을 참조하여 설명된다.
제1 입력 단자(Ni1)는 제1 수신 전극(1211)과 연결될 수 있다. 제1 입력 단자(Ni1)를 통해서 제1 차동 신호(DF1)가 수신될 수 있다. 제2 입력 단자(Ni2)는 제2 수신 전극(1212)과 연결될 수 있다. 제2 입력 단자(Ni2)를 통해서 제2 차동 신호(DF2)가 수신될 수 있다.
제1 출력 단자(No1)는 신호 복원부(1230)와 연결될 수 있다. 제1 출력 단자(No1)를 통해서 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)가 출력될 수 있다. 제2 출력 단자(No2)는 신호 복원부(1230)와 연결될 수 있다. 제2 출력 단자(No2)를 통해서 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)가 출력될 수 있다.
제1 증폭기(1221)는 제1 비반전 입력 단자(Naip1), 제1 반전 입력 단자(Nain1), 및 제1 증폭 출력 단자(Nao1)를 가질 수 있다. 제1 증폭기(1221)는 양의 구동 전압(Vddp) 및 음의 구동 전압(Vddn)을 공급받고 동작하는 연산 증폭기(OPAMP; operation amplifier)일 수 있다.
제1 증폭기(1221)는 제1 비반전 입력 단자(Naip1)를 통해서 입력 전압을 공급받을 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제1 비반전 입력 단자(Naip1)는 제1 바이어스 저항(Rb1)과 연결될 수 있다. 제1 바이어스 저항(Rb1)은 제1 증폭기(1221)에 바이어스 전압을 제공하는 소자일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제1 비반전 입력 단자(Naip1)는 제1 증폭기 커플링 커패시터(Cac1)를 통해서 제1 입력 단자(Ni1)와 연결될 수 있다. 제1 증폭기 커플링 커패시터(Cac1)는 제1 차동 신호에서 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다.
제1 반전 입력 단자(Nain1)는 입력 임피던스(1223)를 통해서 제2 증폭기(1222)와 연결될 수 있다. 제1 반전 입력 단자(Nain1)는 제1 피드백 저항(Rf1)을 통해서 제1 증폭 출력 단자(Nao1)와 연결될 수 있다.
제1 증폭 출력 단자(Nao1)에서 제1 증폭된 차동 신호가 출력될 수 있다. 제1 증폭된 차동 신호는 입력 임피던스(1223) 및 제1 피드백 저항(Rf1)을 기반으로 제1 차동 신호가 증폭된 신호일 수 있다. 제1 증폭 출력 단자(Nao1)에서 출력되는 제1 증폭된 차동 신호는 제1 출력 단자(No1)를 통해서 신호 복원부로 출력될 수 있다.
제2 증폭기(1222)는 제2 비반전 입력 단자(Naip2), 제2 반전 입력 단자(Nain2), 및 제2 증폭 출력 단자(Nao2)를 가질 수 있다. 제2 증폭기(1222)는 양의 구동 전압(Vddp) 및 음의 구동 전압(Vddn)을 공급받고 동작하는 연산 증폭기(OPAMP; operation amplifier)일 수 있다.
제2 증폭기(1222)는 제2 비반전 입력 단자(Naip2)를 통해서 입력 전압을 공급받을 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 제2 비반전 입력 단자(Naip2)는 제2 바이어스 저항(Rb2)과 연결될 수 있다. 제2 바이어스 저항(Rb2)은 제2 증폭기(1222)에 바이어스 전압을 제공하는 소자일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 제2 비반전 입력 단자(Naip2)는 제2 증폭기 커플링 커패시터(Cac2)를 통해서 제2 입력 단자(Ni2)와 연결될 수 있다. 제2 증폭기 커플링 커패시터(Cac2)는 제2 차동 신호에서 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다.
제2 반전 입력 단자(Nain2)는 입력 임피던스(1223)를 통해서 제1 증폭기(1221)와 연결될 수 있다. 제2 반전 입력 단자(Nain2)는 제2 피드백 저항(Rf2)을 통해서 제2 증폭 출력 단자(Nao2)와 연결될 수 있다. 입력 임피던스(1223) 및 제2 피드백 저항(Rf2)을 기반으로 제2 차동 신호가 증폭될 수 있다.
제2 증폭 출력 단자(Nao2)에서 제2 증폭된 차동 신호가 출력될 수 있다. 제2 증폭된 차동 신호는 입력 임피던스(1223) 및 제2 피드백 저항(Rf2)을 기반으로 제2 차동 신호가 증폭된 신호일 수 있다. 제2 증폭 출력 단자(Nao2)에서 출력되는 제2 증폭된 차동 신호는 제2 출력 단자(No2)를 통해서 신호 복원부로 출력될 수 있다.
입력 임피던스(1223)는 제1 반전 입력 단자(Nain1) 및 제2 반전 입력 단자(Nain2) 사이에 연결될 수 있다. 입력 임피던스(1223)는 저주파 대역의 성분을 억제하고 고주파 대역의 성분을 통과시키는 회로일 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 입력 임피던스(1223)는 병렬로 연결된 입력 저항(Ri) 및 입력 커패시터(Ci)를 포함하는 회로일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부(1220)는 고주파 대역에서 차동 신호 증폭 이득이 저주파 대역에서 차동 신호 증폭 이득보다 클 수 있다. 차동 신호 증폭 이득은 차동 신호들 간의 차이로 증폭된 차동 신호들 간의 차이를 나눈 값을 의미할 수 있다.
예를 들어, 입력 임피던스(1223)는 병렬로 연결된 입력 저항(Ri) 및 입력 커패시터(Ci)를 포함하는 회로이고, 제1 피드백 저항(Rf1) 및 제2 피드백 저항(Rf2)이 옴[ohm] 단위의 같은 저항 값을 갖는 피드백 저항(Rf)인 경우, 아날로그 증폭부(1220)에서 차동 신호 증폭 이득은 다음의 수식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1을 참조하면, GAv는 본 발명의 실시 예에 따른 아날로그 증폭부(1220)에서 차동 신호 증폭 이득을 나타낼 수 있다. Rf는 피드백 저항의 크기 값이다. Z는 병렬로 연결된 입력 저항(Ri) 및 입력 커패시터(Ci)를 포함하는 입력 임피던스에 대한 옴 단위의 등가 임피던스의 크기 값이다. Z는 주파수에 따라 달라지는 값일 수 있다. 만약, 수학식 1에서 Z를 주파수에 대한 함수로 표현하면, GAv는 영점을 갖는 수식으로 표현될 수 있다.
수학식 1을 적용하면, 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)과 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)이 상이할 수 있다. 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)은 다음 수식으로 근사화될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2를 참조하면, GAvl은 본 발명의 실시 예에 따른 아날로그 증폭부(1220)에서 차동 신호 증폭 이득이 저주파 대역에서 근사화된 값을 나타낼 수 있다. Rf는 피드백 저항의 크기 값이다. Ri는 입력 저항의 크기 값이다.
예시적인 실시 예에서, 입력 커패시터(Ci)는 저주파 대역의 신호에 대해서 개방(open) 회로처럼 동작할 수 있다. 병렬로 연결된 입력 저항(Ri) 및 입력 커패시터(Ci)를 포함하는 입력 임피던스는 입력 저항(Ri)으로 근사화될 수 있다. 이 때, 입력 커패시터(Ci)는 무시될 수 있다.
이에 따라, 수학식 1의 Z는 Ri로 근사화 될 수 있다. 근사화된 Z를 기반으로 수학식 2가 도출될 수 있다. 즉, 수학식 2를 적용하면, 저주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvl)이 제공될 수 있다. 한편, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)은 다음 수식으로 근사화될 수 있다.
Figure pat00003
수학식 3을 참조하면, GAvh는 본 발명의 실시 예에 따른 아날로그 증폭부(1220)에서 차동 신호 증폭 이득이 고주파 대역에서 근사화된 값을 나타낼 수 있다. Rf는 피드백 저항의 크기 값이다. f는 헤르츠 단위로 표현되는 주파수의 크기 값이다. Ci는 입력 커패시터의 용량을 크기로 나타낸 값이다.
예시적인 실시 예에서, 입력 커패시터(Ci)는 고주파 대역의 신호에 대해서 단락(short) 회로처럼 동작할 수 있다. 병렬로 연결된 입력 저항(Ri) 및 입력 커패시터(Ci)를 포함하는 입력 임피던스는 입력 커패시터(Ci)로 근사화될 수 있다. 이 때, 입력 저항(Ri)은 무시될 수 있다.
이에 따라, 수학식 1의 Z는 주파수 f를 갖는 신호에 대한 입력 커패시터(Ci)의 임피던스 값으로 근사화될 수 있다. 근사화된 Z를 기반으로 수학식 3이 도출될 수 있다. 즉, 수학식 3을 적용하면, 고주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvh)이 제공될 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 고주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvh)은 저주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvl)보다 클 수 있다. 수학식 2 및 수학식 3을 참조하면, 저주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvl)과 달리, 고주파 대역에서 근사화된 차동 신호 증폭 이득(GAvh)은 주파수(f)에 선형적으로 비례하여 증가할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득보다 큰 아날로그 증폭부(1220)가 제공될 수 있다. 이에 따라, 고주파 대역의 성분의 크기와 저주파 대역의 성분의 크기가 유사한 증폭된 차동 신호들이 획득될 수 있다.
도 7은 도 6의 아날로그 증폭부의 전압 특성을 주파수 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 차동 증폭기 입력 파형(F-DI), 차동 증폭기 출력 파형(F-DO), 및 증폭 이득 파형(F-AG)이 주파수 영역에서 예시적으로 도시된다.
차동 증폭기 입력 파형(F-DI)은 도 6에서 제1 입력 단자(Ni1)를 통해서 아날로그 증폭부(1220)로 수신되는 제1 차동 신호 및 제2 입력 단자(Ni2)를 통해서 아날로그 증폭부(1220)로 수신되는 제2 차동 신호의 차이의 크기를 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 차동 증폭기 입력 파형(F-DI)은 실선(Solid line)으로 도시된다.
차동 증폭기 입력 파형(F-DI) 및 도 6을 참조하면, 제1 차동 입력 전압의 크기(VDI1)는 제1 입력 단자(Ni1)로 수신되는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 제1 차동 신호와 제2 입력 단자(Ni2)로 수신되는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 제2 차동 신호 간 차이의 크기일 수 있다. 제2 차동 입력 전압의 크기(VDI2)는 제1 입력 단자(Ni1)로 수신되는 기저 대역 주파수(fB) 성분의 제1 차동 신호와 제2 입력 단자(Ni2)로 수신되는 기저 대역 주파수(fB) 성분의 제2 차동 신호 간 차이의 크기일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부에서 수신되는 차동 신호들은 상승 시간 및 하강 시간이 증가됨에 따라 고주파 성분이 감쇄되고, 인체 통신 채널을 통해서 전송됨에 따라서 고주파 성분이 감쇄됨에 따라, 고주파 성분의 크기가 저주파 성분의 크기보다 작은 신호들일 수 있다. 예를 들어, 제2 차동 입력 전압의 크기(VDI2)는 제1 차동 입력 전압의 크기(VDI1)보다 작을 수 있다.
증폭 이득 파형(F-AG)은 도 6의 아날로그 증폭부(1220)에서 차동 신호 증폭 이득(GAv)을 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 증폭 이득 파형(F-AG)은 파선(Dashed line)으로 도시된다.
증폭 이득 파형(F-AG) 및 도 6을 참조하면, 제1 증폭 이득(G-1)은 아날로그 증폭부(1220)에서 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 차동 신호가 증폭되는 비율일 수 있다. 제2 증폭 이득(G-2)은 아날로그 증폭부(1220)에서 기저 대역 주파수(fB) 성분의 차동 신호가 증폭되는 비율일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)이 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득(GAv)보다 큰 아날로그 증폭부가 제공될 수 있다. 예를 들어, 제2 증폭 이득(G-2)은 제1 증폭 이득(G-1)보다 클 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 증폭기 소자의 한계로 인해서, 임계 주파수 이상의 높은 주파수 영역에서 아날로그 증폭부의 차동 신호 증폭 이득(GAv)이 포화될 수 있다. 이에 따라, 도 7에서 도시되지는 않았으나, 증폭 이득 파형(F-AG)은 임계 주파수 이상의 영역에서 선형적으로 증가하지 않는 차동 신호 증폭 이득(GAv)을 나타낼 수 있다.
차동 증폭기 출력 파형(F-DO)은 도 6에서 제1 출력 단자(No1)를 통해서 출력되는 제1 증폭된 차동 신호 및 제2 출력 단자(No2)를 통해서 출력되는 제2 증폭된 차동 신호의 차이의 크기를 주파수 영역에서 도시한 파형이다. 차동 증폭기 출력 파형(F-DO)은 일점 쇄선(Dash-single dotted line)으로 도시된다.
차동 증폭기 출력 파형(F-DO) 및 도 6을 참조하면, 제1 차동 출력 전압의 크기(VDO1)는 제1 출력 단자(No1)에서 출력되는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 제1 증폭된 차동 신호와 제2 출력 단자(No2)에서 출력되는 기저 대역 주파수의 절반인 주파수(0.5fB) 성분의 제2 증폭된 차동 신호 간 차이의 크기일 수 있다.
제2 차동 출력 전압의 크기(VDO2)는 제1 출력 단자(No1)에서 출력되는 기저 대역 주파수(fB) 성분의 제1 증폭된 차동 신호와 제2 출력 단자(No2)에서 출력되는 기저 대역 주파수(fB) 성분의 제2 증폭된 차동 신호 간 차이의 크기일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부에서 출력되는 증폭된 차동 신호들은 감쇄된 고주파 성분의 이득이 보상된 신호들일 수 있다. 아날로그 증폭부에서 차동 신호 증폭 이득(GAv)은 감쇄된 고주파 성분의 이득을 보상할 수 있다.
예를 들어, 제1 차동 출력 전압의 크기(VDO1)와 제1 차동 입력 전압의 크기(VDI1)의 차이는 제1 증폭 이득(G-1)과 제1 차동 출력 전압의 크기(VDO1)의 차이와 같을 수 있다. 또한, 제2 차동 출력 전압의 크기(VDO2)와 제2 차동 입력 전압의 크기(VDI2)의 차이는 제2 증폭 이득(G-2)과 제2 차동 출력 전압의 크기(VDO2)의 차이와 같을 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 아날로그 증폭부에서 출력되는 증폭된 차동 신호들은 고주파 성분의 크기와 저주파 성분의 크기가 유사할 수 있다. 예를 들어, 제1 차동 출력 전압의 크기(VDO1)와 제2 차동 출력 전압의 크기(VDO2)는 유사할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상승 시간 및 하강 시간이 증가됨에 따라 감쇄된 고주파 성분과 인체 통신 채널을 통해서 전송됨에 따라 감쇄된 고주파 성분의 이득을 보상함으로써, 고주파 성분의 크기와 저주파 성분의 크기가 유사한 증폭된 차동 신호들을 출력하는 아날로그 증폭부가 제공될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 복원되는 데이터 신호를 시간 영역에서 예시적으로 보여주는 그래프이다. 도 8을 참조하면, 이상적인 데이터 신호(DTid), 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma), 및 도 6의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTmb)가 시간 영역에서 예시적으로 도시된다. 이상적인 데이터 신호(DTid) 및 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma)의 특징은 도 5의 데이터 신호 그래프(GDT)에서 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 6의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTmb)는 도 6의 아날로그 증폭부(1220)에서 출력되는 증폭된 차동 신호들을 기반으로 복원된 데이터 신호일 수 있다. 이 때, 증폭된 차동 신호들은 감쇄된 고주파 성분의 이득이 보상됨에 따라 고주파 성분의 크기와 저주파 성분의 크기가 유사한 신호들일 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 도 6의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTmb)는 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma)보다 비트 오류가 감소된 신호일 수 있다. 도 6의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTmb)는 이상적인 데이터 신호(DTid)와 유사한 비트 폭(width)을 가질 수 있다.
예시적인 실시 예에서, 이상적인 데이터 신호(DTid)와 유사한 비트 폭(width)을 갖는 데이터 신호(예를 들어, DTmb)를 기반으로 복원된 신체 내부의 영상은 화질이 우수한 영상일 수 있다. 예를 들어, 도 6의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTmb)를 기반으로 복원된 신체 내부의 영상은 도 3의 실시 예에 따른 데이터 신호(DTma)를 기반으로 복원된 신체 내부의 영상보다 화질이 우수한 영상일 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 감쇄된 고주파 성분의 이득을 보상하는 아날로그 증폭부가 제공될 수 있다. 감쇄된 고주파 성분의 이득이 보상된 차동 신호들을 기반으로 복원된 데이터 신호(예를 들어, DTmb)는 비트 폭 변이가 억제된 신호일 수 있다.
도 9는 도 1의 캡슐 내시경 영상 수신기를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 9를 참조하면, 캡슐 내시경 영상 수신기(2200)는 수신 전극부(2210), 아날로그 증폭부(2220), 신호 복원부(2230), 및 디지털 수신부(2240)를 포함할 수 있다. 수신 전극부(2210), 아날로그 증폭부(2220), 및 디지털 수신부(2240)의 특징은 도 3에서 설명된 것과 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략된다.
신호 복원부(2230)는 대역 통과 필터(2231), 비교기(2232), 및 디지털 복원 회로(2233)를 포함할 수 있다. 대역 통과 필터(2231)는 아날로그 증폭부(2220)로부터 제1 필터 커플링 커패시터(Cfc1)를 통해서 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)를 수신할 수 있다. 대역 통과 필터(2231)는 아날로그 증폭부(2220)로부터 제2 필터 커플링 커패시터(Cfc2)를 통해서 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)를 수신할 수 있다.
제1 필터 커플링 커패시터(Cfc1)는 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)의 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다. 제2 필터 커플링 커패시터(Cfc2)는 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)의 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다.
비교기(2232)는 대역 통과 필터(2231)로부터 제1 비교기 커플링 커패시터(Ccc1)를 통해서 제1 필터된 차동 신호(FDF1)를 수신할 수 있다. 비교기(2232)는 대역 통과 필터(2231)로부터 제2 비교기 커플링 커패시터(Ccc2)를 통해서 제2 필터된 차동 신호(FDF2)를 수신할 수 있다.
제1 비교기 커플링 커패시터(Ccc1)는 제1 필터된 차동 신호(FDF1)의 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다. 제2 비교기 커플링 커패시터(Ccc2)는 제2 필터된 차동 신호(FDF2)의 교류 성분을 통과시키고 직류 성분을 차단시키는 소자일 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 직류 성분을 차단하는 필터 커플링 커패시터들(Cfc1, Cfc2)을 통해서 증폭된 차동 신호들(ADF1, ADF2)을 수신하는 대역 통과 필터(2231)가 제공될 수 있다. 또한, 직류 성분을 차단하는 비교기 커플링 커패시터들(Ccc1, Ccc2)을 통해서 필터된 차동 신호들(FDF1, FDF2)을 수신하는 비교기(2232)가 제공될 수 있다.
도 10a는 본 발명의 실시 예에 따른 증폭된 차동 신호를 예시적으로 측정한 그래프이다. 도 10a를 참조하면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득과 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 유사한 아날로그 증폭부(예를 들어, 도 3의 아날로그 증폭부)에서 출력된 제1 증폭된 차동 신호 및 제2 증폭된 차동 신호를 측정한 파형들이 예시적으로 도시된다.
도 3의 실시 예에 따른 제1 측정 파형(ADFa1)은 측정된 도 3의 제1 증폭된 차동 신호(ADF1)의 파형일 수 있다. 도 3의 실시 예에 따른 제1 측정 파형(ADFa1)은 실선으로 도시된다. 도 3의 실시 예에 따른 제2 측정 파형(ADFa2)은 측정된 도 3의 제2 증폭된 차동 신호(ADF2)의 파형일 수 있다. 도 3의 실시 예에 따른 제2 측정 파형(ADFa2)은 파선으로 도시된다.
도 3의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFa1, ADFa2)은 도 3의 실시 예에 따른 고주파 주기(TAa1)의 파형들 및 도 3의 실시 예에 따른 저주파 주기(TAa2)의 파형들을 가질 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 3의 실시 예에 따른 고주파 주기(TAa1)를 갖는 도 3의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFa1, ADFa2)간의 전압 차이는 도 3의 실시 예에 따른 저주파 주기(TAa2)를 갖는 도 3의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFa1, ADFa2)간의 전압 차이보다 작을 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득과 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 유사한 아날로그 증폭부에서 측정되는 증폭된 차동 신호들은 고주파 성분의 크기가 저주파 성분의 크기보다 작을 수 있다.
도 10b는 본 발명의 실시 예에 따른 증폭된 차동 신호를 예시적으로 측정한 그래프이다. 도 10b를 참조하면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득보다 큰 아날로그 증폭부(예를 들어, 도 6의 아날로그 증폭부)에서 출력된 제1 증폭된 차동 신호 및 제2 증폭된 차동 신호를 측정한 파형들이 예시적으로 도시된다.
도 6의 실시 예에 따른 제1 측정 파형(ADFb1)은 도 6의 아날로그 증폭부에서 출력되는 제1 증폭된 차동 신호를 측정한 파형일 수 있다. 도 6의 실시 예에 따른 제1 측정 파형(ADFb1)은 실선으로 도시된다. 도 6의 실시 예에 따른 제2 측정 파형(ADFb2)은 도 6의 아날로그 증폭부에서 출력되는 제2 증폭된 차동 신호를 측정한 파형일 수 있다. 도 6의 실시 예에 따른 제2 측정 파형(ADFb2)은 파선으로 도시된다.
도 6의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFb1, ADFb2)은 도 6의 실시 예에 따른 고주파 주기(TAa1)의 파형들 및 도 6의 실시 예에 따른 저주파 주기(TAa2)의 파형들을 가질 수 있다. 예시적인 실시 예에서, 도 6의 실시 예에 따른 고주파 주기(TAa1)를 갖는 도 6의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFb1, ADFb2)간의 전압 차이는 도 6의 실시 예에 따른 저주파 주기(TAa2)를 갖는 도 6의 실시 예에 따른 측정 파형들(ADFb1, ADFb2)간의 전압 차이와 유사할 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 고주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득이 저주파 대역에서의 차동 신호 증폭 이득보다 큰 아날로그 증폭부에서 측정되는 증폭된 차동 신호들은 고주파 성분의 크기와 저주파 성분의 크기가 유사할 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
1000: 캡슐 내시경 장치
1100: 캡슐 내시경 영상 송신기
1200: 캡슐 내시경 영상 수신기
1210: 수신 전극부
1220: 아날로그 증폭부
1230: 신호 복원부
1240: 디지털 수신부

Claims (14)

  1. 캡슐 내시경 영상 송신기로부터 인체 통신 채널을 통해서 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하도록 구성된 수신 전극부;
    상기 수신 전극부로부터 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 차동 신호들을 기반으로 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 아날로그 증폭부; 및
    상기 아날로그 증폭부로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 영상 정보를 복원하도록 구성된 신호 복원부를 포함하고,
    상기 아날로그 증폭부는:
    상기 제1 차동 신호를 기반으로 상기 제1 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭기;
    상기 제2 차동 신호를 기반으로 상기 제2 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭기; 및
    상기 제1 증폭기의 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 증폭기의 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 고주파 성분이 저주파 성분보다 높은 차동 신호 증폭 이득을 얻도록 구성된 입력 임피던스를 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력 임피던스는 상기 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 반전 입력 단자 사이에 병렬로 연결된 입력 저항 및 입력 커패시터를 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 아날로그 증폭부는 제1 및 제2 피드백 저항들을 더 포함하고, 상기 제1 피드백 저항은 상기 제1 증폭기의 제1 출력 단자 및 상기 제1 반전 입력 단자 사이에 연결되며, 상기 제2 피드백 저항은 상기 제2 증폭기의 제2 출력 단자 및 상기 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들 간의 차이는 상기 제1 및 제2 차동 신호들 간의 차이보다 상기 차동 신호 증폭 이득만큼 증폭된 크기를 갖고,
    상기 차동 신호 증폭이득은 상기 제1 피드백 저항, 상기 제2 피드백 저항, 및 상기 입력 임피던스를 기반으로 정해지는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 전극부는 상기 제1 차동 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 전극 및 상기 제2 차동 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 전극을 포함하고,
    상기 제1 증폭기는 상기 제1 수신 전극으로부터 제1 증폭기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 차동 신호를 수신하고,
    상기 제2 증폭기는 상기 제2 수신 전극으로부터 제2 증폭기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 차동 신호를 수신하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 복원부는 상기 아날로그 증폭부로부터 수신된 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 노이즈를 차단하도록 구성된 대역 통과 필터를 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는 상기 제1 증폭기의 제1 출력 단자로부터 제1 필터 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 증폭된 차동 신호를 수신하고,
    상기 대역 통과 필터는 상기 제2 증폭기의 제2 출력 단자로부터 제2 필터 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 증폭된 차동 신호를 수신하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 복원부는 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 데이터 신호 및 클럭 신호를 복원하는 디지털 복원 회로를 포함하고,
    상기 데이터 신호는 상기 영상 정보를 포함하며, 상기 클럭 신호는 상기 캡슐 내시경 영상 송신기에서의 클럭 신호 정보를 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 캡슐 내시경 영상 수신기는:
    상기 디지털 복원 회로로부터 상기 데이터 신호 및 상기 클럭 신호를 수신하고, 상기 수신된 데이터 신호 및 상기 수신된 클럭 신호를 기반으로 상기 캡슐 내시경 영상 송신기가 촬영한 영상을 복원하는 디지털 수신부를 더 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 신호 복원부는:
    상기 아날로그 증폭부로부터 수신된 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 노이즈를 차단하고, 상기 노이즈가 차단된 제1 및 제2 필터된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 대역 통과 필터; 및
    상기 제1 및 제2 필터된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2필터된 차동 신호들을 기반으로 상기 디지털 수신부가 처리할 수 있는 크기로 복원된 비교 신호를 상기 디지털 복원 회로로 출력하도록 구성된 비교기를 더 포함하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비교기는 상기 대역 통과 필터로부터 제1 비교기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제1 필터된 차동 신호를 수신하고, 상기 대역 통과 필터로부터 제2 비교기 커플링 커패시터를 통해서 상기 제2 필터된 차동 신호를 수신하는 캡슐 내시경 영상 수신기.
  12. 신체 내부의 영상을 촬영하고, 상기 촬영된 영상을 기반으로 영상 정보를 획득하며, 상기 획득된 영상 정보를 각각 포함하는 제1 및 제2 차동 신호들을 출력하는 캡슐 내시경 영상 송신기; 및
    캡슐 내시경 영상 수신기를 포함하며,
    상기 캡슐 내시경 영상 수신기는:
    상기 캡슐 내시경 영상 송신기로부터 인체 통신 채널을 통해서 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하도록 구성된 수신 전극부;
    상기 수신 전극부로부터 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 차동 신호들을 기반으로 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 출력하도록 구성된 아날로그 증폭부; 및
    상기 아날로그 증폭부로부터 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 수신하고, 상기 수신된 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들을 기반으로 상기 영상 정보를 복원하도록 구성된 신호 복원부를 포함하고,
    상기 아날로그 증폭부는:
    상기 제1 차동 신호를 기반으로 상기 제1 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 증폭기;
    상기 제2 차동 신호를 기반으로 상기 제2 증폭된 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 증폭기; 및
    상기 제1 증폭기의 제1 반전 입력 단자 및 상기 제2 증폭기의 제2 반전 입력 단자 사이에 연결되고, 상기 제1 및 제2 증폭된 차동 신호들의 고주파 성분이 저주파 성분보다 높은 차동 신호 증폭 이득을 얻도록 구성된 입력 임피던스를 포함하는 캡슐 내시경 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 전극부는 상기 제1 차동 신호를 수신하도록 구성된 제1 수신 전극 및 상기 제2 차동 신호를 수신하도록 구성된 제2 수신 전극을 포함하고,
    상기 캡슐 내시경 영상 송신기는:
    상기 신체 내부의 상기 영상을 촬영하고, 상기 획득된 영상 정보를 포함하는 영상 신호를 출력하는 이미지 센서;
    상기 이미지 센서로부터 상기 영상 신호를 수신하고, 상기 영상 신호를 기반으로 상기 제1 및 제2 차동 신호들을 출력하는 신호 구동부;
    상기 신호 구동부로부터 상기 제1 차동 신호를 수신하고, 상기 인체 통신 채널을 통해서 상기 제1 수신 전극으로 상기 제1 차동 신호를 출력하도록 구성된 제1 송신 전극; 및
    상기 신호 구동부로부터 상기 제2 차동 신호를 수신하고, 상기 인체 통신 채널을 통해서 상기 제2 수신 전극으로 상기 제2 차동 신호를 출력하도록 구성된 제2 송신 전극을 포함하는 캡슐 내시경 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제1 송신 전극은 상기 신호 구동부로부터 제1 전류 제한 저항을 통해서 상기 제1 차동 신호를 수신하고,
    상기 제2 송신 전극은 상기 신호 구동부로부터 제2 전류 제한 저항을 통해서 상기 제2 차동 신호를 수신하는 캡슐 내시경 장치.
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