DE19512689A1 - Videoübertragungssystem für Operationsleuchten - Google Patents

Description

Eine Operationsleuchte (1) wird im allgemeinen an ein Schwenkarmsystem montiert, das mehrere voll durchdrehbare Gelenke in verschiedenen Achsrichtungen ohne Anschlagbegrenzungen hat. Siehe Blockschaltbild Bild 1. Die Stromzufuhr zur Leuchte erfolgt über ein Kabel (2) mit Schleifringkontaktsätzen in den Gelenken. Entsprechend den geltenden Sicherheitsvorschriften hat dieses Kabel zwei isolierte stromführende Adern und einen Schutzleiter zum Potentialausgleich.

Das Kabel ist zum sicheren Erfüllen der Reinigungs- und Desinfektions­ anforderungen zusammen mit den Schleifringen ausschließlich im Inneren der OP-Leuchte und der Schwenkarme verlegt. Die dazu gehörende Strom­ versorgung (3) des Gesamtsystems einschließlich einer Notstromver­ sorgung wird im allgemeinen außerhalb des Schwenkarmsystems aufge­ stellt.

Die Videokamera (4) wird mit der Operationsleuchte zusammengebaut. Es wird vorzugsweise eine hochauflösende Farbkamera eingesetzt, die zum Erreichen einer hohen Bildwiedergabequalität mindestens einen zwei­ kanaligen Y-C-Videosignalausgang, gegebenenfalls mit separatem Synchronsignalausgang, oder einen dreikanaligen R-G-B- (Rot-Grün-Blau) Videoausgang (5) hat. Zur Bildbetrachtung dient ein hochauflösender Videomonitor (6), der die gleichen Videosignaleingänge hat. Anstelle oder zusätzlich kann bei (6) auch ein Videobild-Computer oder ein Videorecorder angeschlossen werden.

Die Kamera (4) wird vorteilhafterweise mit einem fernbedienbaren Zoom­ objektiv, mit fernbedienbarer oder automatischer Iris, Focusein­ stellung, Helligkeits- und Farbtemperatur-Steuerung ausgestattet. Dazu benötigen sie mehrere Steuersignale (7), die in einem Steuer­ signalgenerator (8) erzeugt werden. Die Steuerung der Kamera kann entweder über einen Computer (9), direkt von Hand (10) oder optional über eine Fernbedienung (11) erfolgen. Desweiteren stellen (12) die Betriebsstromleitung und (13) die Betriebsstromerzeugung für die Kamera dar.

Aus Bild 1 ist ersichtlich, daß die Leitungen (5), (7) und (12) eben­ falls über das Schwenkarmsystem mit entsprechend erweiterten Schleif­ ringkontakten geführt werden müßten. Es ist offensichtlich, daß der dazu gehörende Aufwand an verlängerten Drehgelenken usw. unverhältnis­ mäßig groß werden würde.

Die wirtschaftlichste Lösung des Problems besteht darin, das vorhan­ dene Kabel mit den Schleifringen auch für den Betrieb der Videokamera und für die Übertragung der Video- und Steuersignale mit zu verwenden. In den Blockschaltbildern Bild 2a und Bild 2b wird gezeigt, wie das in einer leistungsgebundenen Signalübertragung mit zusätzlichen elektro­ nischen Funktionsbaugruppen gelöst wird.

Diejenigen Baugruppen, die dieselben Funktionen wie in Bild 1 haben, haben auch in den Bildern 2a und 2b die gleiche Nummerierung.

Von der Kamera (4) durchlaufen die Videosignale (5) zunächst einen zwei- oder dreikanaligen Analog-Digital-Wandler (14), wenn eine Weiterverarbeitung digitalisierter Videosignale vorgenommen wird. Es besteht auch die Möglichkeit, die Videosignale in analoger Form zu übertragen; dann entfällt der Wandler (14) und die Videosignale (5) werden dann direkt dem Multiplexer (15) zugeführt. In dem Vielkanal­ modulator (16) erfolgt eine für breitbandige Videosignale geeignete Umsetzung mit Quadratur-Amplituden-Modulation (QAM), Phasenmodulation (PM), Frequenzmodulation (FM) oder Amplitudenmodulation (AM). Welches dieser Verfahren verwendet wird, hängt unter anderem davon ab, ob die Kamera Y-C-Videosignale oder R-G-B-Signale liefert. Es können auch Videosignale, die von der Kamera nach den Normen PAL, NTSC oder SECAM kommen, verarbeitet werden.

Die Steuersignale für die Kamera (4) kommen vom Steuergerät (27), Bild 2b, über das Kabel (2) in kodierter Form und durchlaufen zu­ nächst den Demodulator (17) und danach den Demultiplexer (18). Die voneinander wieder getrennten Steuersignale (7) werden der Kamera zugeführt. Die Anzahl dieser Steuersignale (7), im Bild 2a sind drei als Beispiel dargestellt, ist prinzipiell beliebig und systemunab­ hängig.

Der Betriebsstrom der Kamera wird mit von der Stromversorgung für die OP-Leuchte (3) geliefert. In der Baugruppe (13) werden stabilisierte Betriebsspannungen für die Kamera (4) und für die beschriebene Elek­ tronik (14) bis (18) erzeugt.

Über die Weiche (19) mit geeignet bemessenen elektrischen Durchlaß- und Sperrfiltern werden der Betriebsstrom für die OP-Leuchte und die unterschiedlichen Signal- und Betriebsströme mit dem Kabel (2) stör­ frei zusammen geschaltet. Die Weiche (19) und ebenso die später noch zu beschreibende Weiche (21) lassen sich alternativ mit elektro­ optischen Wandlern wie Laserdioden und Fotodioden aufbauen. Die Videosignale oder/und die Steuersignale werden dann mittels Licht­ leiter-Kunststoff- oder Glasfaser-Leitung, die zusammen mit dem Kupferkabel (2) vereinigt sind, weitergeleitet.

In den Schwenkarmgelenken sind dann zusätzliche optische Drehkupp­ lungen eingebaut. Der Vorteil der Lichtleiterfasern sind eine sehr hohe Übertragungskapazität und die hohe Störsicherheit.

Die elektronischen Funktionsgruppen (13), (14), (15), (16), (17), (18) und (19) sind in einer Adaptereinheit (20) zusammengefaßt. Die Kamera (4) und die Adaptereinheit (20) werden konstruktiv mit der OP-Leuchte (1) vereinigt.

An der Einspeiseseite des Kabels (2) im Schwenkarmsystem ist in Bild 2b ebenfalls eine Gesamtbaugruppe, das Steuergerät (27) dargestellt, in welchem die elektronischen Funktionsblöcke (21), (22), (23), (24), (8), (25) und (26) zusammengefaßt sind. Über die Weiche (21) wird die Stromversorgung des Gesamtsystems (3) eingespeist. Die verschlüssel­ ten Videosignale gelangen zum Mehrkanaldemodulator (22) und zum De­ multiplexer (23). Im Falle von digitalisierten Videosignalen folgt noch der Digital-Analog-Wandler (24) zur Rückwandlung in Analogsig­ nale. Bei analog übertragenen Videosignalen entfällt die Funktions­ gruppe (24). Anschließend gelangen die Videosignale zum hochauflösen­ den Monitor (6), wo wahlweise auch ein Videobild-Computer oder ein Videorecorder zusätzlich angeschlossen werden können, genauso wie es zum Bild 1 beschrieben worden ist. Die Steuerung der Kamera erfolgt mit den gleichen Funktionsblöcken entweder über einen Computer (9), von Hand (10) oder über eine Fernbedienung (11), wie bereits im Bild 1 beschrieben. Über den Multiplexer (25) und den Vielkanalmodu­ lator (26) und die Weiche (21) werden die Steuersignale in codierter Form über das Kabel (2) und das Schwenkarmsystem zur Adaptereinheit (20) in Bild 2a geleitet.

Claims (5)

1. Videoübertragungssystem für eine Fernsehkamera, die an eine Operationsleuchte angebaut ist, bei dem die Stromversorgung für die Leuchte und die Kamera sowie die Videosignalübertragung von der Kamera und die Steuersignalübertragung zur Kamera über ein und dasselbe Kabel mit zwei stromführenden Adern und mehreren Schleifringkontakten erfolgen, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronischen Signalumsetzung zwischen der Fernsehkamera und dem Kabel und der Bildwiedergabe- und/oder Bildaufzeichnungs- Einrichtung und einem Steuergerät andererseits Analog-Digital- Wandler, Multiplexer, Mehrkanalmodulatoren, sowie Digital-Analog- Wandler, Demultiplexer und Mehrkanaldemodulatoren, verbunden mit Signalweichen, zwischengeschaltet sind.

2. Videoübertragungssystem nach Anspruch 1, bei dem die Video- und/oder Steuersignale über elektrooptische Wandler mittels Kunststoff- oder Glasfaser-Lichtleiter und zusätzlichen optischen Drehkupplungen übertragen werden.

3. Videoübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine Stereo-Fernsehkamera, zwei oder mehrere Fernsehkameras angeschlos­ sen sind.

4. Videoübertragungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Videomonitor zur Bildwiedergabe konstruktiv und elektrisch in einem erweiterten Schwenkarmsystem bewegbar angebracht ist.

5. Videoübertragungssystem nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem gleichzeitig mehr als ein Videomonitor und/oder Videobild- Computer zur Bildsignalverarbeitung und -speicherung angeschlossen sind.