Design of UWB/WiFi Module based Wireless Transmission for Endoscopic Camera

Ultra-wide-angle wireless endoscopes are demonstrated in this paper. The endoscope is composed of an ultra-wide-angle camera module and wireless transmission module. A lens unit with the ultra-wide FOV of 162 degrees is designed and manufactured. The lens, image sensor, and camera processor unit are packaged together in a $3{\times}3{\times}9-cm3$ case. The wireless transmission modules are implemented based on UWB- and WiFi-based platform, respectively. The UWB-based module can transmit HD video to a computer in resolution of $2048{\times}1536$ (QXGA) and the frame rate of 15 fps in MJPEG compression mode. The maximum data transfer rate reaches 41.2 Mbps. The FOV and the resolution of the endoscope is comparable to a medical-grade endoscope. The FOV and resolution is ~3X and 16X higher than that of a commercial high-performance WiFi endoscope, respectively. The WiFi-based module streams out video to a smart device with th maximum date transfer rate of 1.5 Mbps at the resolution of $640{\times}480$ (VGA) and the frame rate of 30 fps in MJPEG compression mode. The implemented components show the feasibility of cheap medical-grade wireless electronic endoscopes, which can be effectively used in u-healthcare, emergency treatment, home-healthcare, remote diagnosis, etc.

UWB/WiFi 모듈 기반의 내시경 카메라용 무선전송 설계

본 논문에서는 초광각 무선 내시경을 제안하고 구현하였다. 내시경은 초광각 카메라 모듈과 무선전송 모듈로 구성된다. 162도의 초광광 렌즈와 이미지 센서 및 카메라 프로세서가 $3{\times}3{\times}9cm3$ 크기의 케이스에 함께 패키지 된다. 무선전송 모듈로 UWB 기반 및 WiFi 기반의 플랫폼을 각각 구현한다. UWB 기반 모듈은 의 고화질 영상을 MJPEG로 압축하여, $2048{\times}1536$ (QXGA)의 해상도에서 15 fps의 속도로 영상을 전송하며, 최대 데이터 전송속도는 41.2 Mbps에 달한다. 구현된 내시경은 의료용 내시경의 화각과 해상도 수준을 가지며, 상용 고성능 WiFi 내시경과 비교할 때 ~3X의 화각과 16X의 해상도를 갖는다. WiFi 기반의 모듈은 $640{\times}480$ (VGA)의 해상도에서 30 fps의 속도로 영상을 스마트 기기로 스트리밍 하며, 최대 1.5 Mbps의 데이터 전송속도를 보여준다. 구현된 모듈은 저가격의 의료용 무선 전자 내시경의 구현 가능성을 보여주며, U-헬스케어, 응급처치, 가정의료, 원격진료 등에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.