DE4138129A1

DE4138129A1 - VIDEO CAMERA WITH A VIDEO HEAD

Info

Publication number: DE4138129A1
Application number: DE4138129A
Authority: DE
Inventors: Peter Pusch
Original assignee: LEMKE GmbH
Current assignee: LEMKE GmbH
Priority date: 1991-11-19
Filing date: 1991-11-19
Publication date: 1993-05-27
Also published as: WO1993010629A1

Abstract

A video camera has a video head with an objective and a video recorder, in particular a CCD-chip, and control electronics for the video head comprising particularly a video amplifier. The control electronics are connected with the video head by means of a cable, in particular a pluggable cable. The invention is characterized in that the output terminals of the video head and the input terminals of the control electronics are short-circuit proof and reverse polarity protected.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Video-Kamera mit einem Videokopf, der ein Objektiv und einen Videoauf nehmer aufweist, der insbesondere ein CCD-Chip ist, und einer Steuerelektronik für den Videokopf, die u. a. einen Videoverstärker aufweist, und die mit dem Video kopf über ein insbesondere steckbares Kabel verbunden ist.The invention relates to a video camera a video head that has a lens and a video on it Has subscriber, which is in particular a CCD chip, and control electronics for the video head, which u. a. has a video amplifier, and that with the video head connected via a particularly pluggable cable is.

Derartige Video-Kameras werden insbesondere in der Medizin-Technik verwendet:
Beispielsweise können die Videoköpfe derart ausgebildet sein, daß sie an Endoskopen, Operationsmikroskopen oder in Operationsleuchten angebracht werden können.Such video cameras are used in particular in medical technology:
For example, the video heads can be designed such that they can be attached to endoscopes, surgical microscopes or in surgical lights.

Bei Videokameras gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 - wie sie von einer Reihe von Herstellern angeboten werden - komnt es immer wieder zu Kabelbrüchen. Derar tige Kabelbrüche werden beispielsweise durch Quetschbe schädigungen etc. hervorgerufen.In video cameras according to the preamble of claim 1 - as offered by a number of manufacturers - there are always cable breaks. Derar Cable breaks are caused, for example, by crushing damage etc. caused.

Derartige Kabelbrüche und insbesondere Kurzschlüsse durch Abschirmgeflecht und Innenadern bei Quetschbe schädigungen führen bei den bekannten Video-Kameras häufig zu Beschädigungen des Videokopfes und/oder des elektronischen Kamerasteuergeräts.Such cable breaks and especially short circuits through shielding braid and inner wires at Quetschbe Damage leads to the well-known video cameras often damage the video head and / or the electronic camera control unit.

Diese Fehlerquelle macht es nötig, die komplette Kamera aus dem Sterilbereich heraus in den Service zu schic ken, da bei Kabelbruch-Kurzschluß oder auch bei Wackel kontakt die sehr empfindliche Elektronik zerstört wird.This source of error requires the complete camera from the sterile area to the service department ken, in the event of a short-circuit or short-circuit contact the very sensitive electronics will be destroyed.

Wenn andererseits die Fehlerquelle beseitigt würde, würde ein Austausch des Kabels, das auch von ungeübten Personen leicht gewechselt werden kann, zur Reparatur eines Kabelbruchs genügen.On the other hand, if the source of the error were eliminated, would replace the cable, even by inexperienced People can easily be changed for repair a broken cable is sufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Video- Kamera mit einem Videokopf, der ein Objektiv und einen Videoaufnehmer aufweist, der insbesondere ein CCD-Chip ist, und einer Steuerelektronik für den Videokopf, die u. a. einen Videoverstärker aufweist, und die mit dem Videokopf über ein insbesondere steckbares Kabel ver bunden ist, derart weiterzubilden, daß bei einer Kabel beschädigung oder einer Polvertauschung keine Beschädi gung des Videokopfes und/oder der Steuerelektronik auftritt.The invention has for its object a video Camera with a video head that has a lens and one Has video recorders, in particular a CCD chip is, and control electronics for the video head, the u. a. has a video amplifier, and that with the Video head via a particularly pluggable cable is bound to develop in such a way that with a cable damage or a pole reversal no damage supply of the video head and / or the control electronics occurs.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.An inventive solution to this problem is in Claim 1 specified. Developments of the invention are the subject of the subclaims.

Erfindungsgemäß sind die Ausgangsanschlüsse des Video kopfes und die Eingangsanschlüsse der Steuerelektronik kurzschluß- und verpolsicher. Da der Kamerakopf beson ders klein und leicht sein muß, werden alle bildver stärkenden und verarbeitenden Schaltungsteile im Kame rasteuergerät untergebracht, wodurch zwischen Kamera kopf und Kamerakabel, das in der Regel ca. 4m lang ist, besonders schwache Signale und Taktimpulse geführt werden müssen. Diese schwachen Signale benötigen hoch empfindliche Eingangsstufen am Kamerasteuergerät, die bei Kabelkurzschluß oder Spannungssprüngen leicht zer stört werden.According to the invention, the output connections of the video head and the input connections of the control electronics short circuit and reverse polarity protected. Since the camera head especially who must be small and light, all images are strengthening and processing circuit parts in the came control unit housed, which means between camera head and camera cable, which is usually about 4m long, particularly weak signals and clock pulses Need to become. These weak signals need high sensitive input stages on the camera control unit, the in the event of a short circuit or voltage jumps, easily break it be disturbed.

Da Kamerakabel einer hohen Belastung unterliegen und oft ausfallen bzw. beschädigt werden, ist es sinnvoll, dieses Kabel steckbar und damit auswechselbar zu ge stalten, damit auch das ganze Gerät im Sterilbereich verbleiben kann und kein teures Ersatzgerät auf Reserve gehalten werden muß, wenn die Kamera während einer Operation ausfällt. Ein wechselbares Kabel ist aber nur dann sinnvoll, wenn bei Bruch die Elektronik unbeschä digt bleibt.Because camera cables are subject to high loads and often fail or become damaged, it makes sense this cable is pluggable and therefore interchangeable design, so that the entire device in the sterile area can remain and no expensive replacement device on reserve must be held when the camera is in use Surgery fails. A replaceable cable is only then makes sense if the electronics are undamaged in the event of breakage remains.

Dieses Problem wird durch eine besondere Auslegung und Abstimmung der Elektronik auf die dabei nötige hohe Bildqualität gelöst.This problem is caused by a special interpretation and Matching the electronics to the necessary high level Image quality solved.

Dies wird im folgenden unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben:This is discussed below with reference to the only one Figure of the drawing described in more detail:

Alle zum Videokopf bzw. zum Bildaufnehmer führenden Impuls-Ausgangsleitungen werden im Steuergerät 1 über angepaßte Widerstände 2 in Reihe geführt und damit hochohmig an das Kamerakabel 3 gelegt. Damit kann nun keine Strombelastung der Impulsausgangsstufen bei Kurz schluß auftreten. Im Eingangsbereich des Bildaufnehmers 4 sind hochohmige Eingangsanschlüsse 5 vom Kamerakabel 3 mit Impendanzwandlung und richtiger Anpassung mit Signalkorrektor vorhanden.All the pulse output lines leading to the video head or to the image sensor are routed in series in the control unit 1 via adapted resistors 2 and are thus connected to the camera cable 3 with high impedance. So now no current load on the pulse output stages in the event of a short circuit. In the input area of the image sensor 4 there are high-resistance input connections 5 from the camera cable 3 with impedance conversion and correct adaptation with a signal corrector.

Das Bildaufnehmerausgangssignal wird in umgekehrter Weise impendanzgewandelt über Widerstände und Kondensa toren entkoppelt über das Kamerakabel zum Kamerasteuer gerät 1 geführt.The image sensor output signal is converted in an inverse manner via resistors and capacitors decoupled via the camera cable to the camera control device 1 .

Wichtig ist dabei, daß an beiden Kabelenden entkoppelt, dabei entstehende Verzerrungen korrigiert und wieder angepaßt werden, so daß weder Bildqualitätsverlust noch Laufzeitverschiebungen auftreten.It is important that decoupled at both cable ends, the resulting distortions are corrected and corrected again be adjusted so that neither image quality loss nor Runtime shifts occur.

Die Übertragung der unterschiedlichen Betriebsspannun gen zwischen Steuergerät und Bildaufnehmer sind kurz schlußfest über entsprechende Schutzschaltungen an das Kamerakabel geführt. Dabei sorgen entsprechend ausge legte Schutzdioden innerhalb der Schutzschaltung für eine Abschaltung der jeweiligen Spannung bei Kurzschluß oder Überspannung durch eine Kabeladerberührung mit einer höheren Nachbarspannung. The transmission of the different operating voltages conditions between control unit and image sensor are short conclusively via appropriate protective circuits to the Camera cable routed. Take care accordingly put protection diodes inside the protection circuit for a shutdown of the respective voltage in the event of a short circuit or overvoltage by touching the cable a higher neighboring voltage.

Somit ist sichergestellt, daß bei Kabelbeschädigung nur das Kamerakabel ausgewechselt zu werden braucht.This ensures that only cable damage the camera cable needs to be replaced.

Um bei einem Ausfall des Kamerakabels eine sofortige Fehlerdiagnose zu erhalten (während einer Operation besonders wichtig), ist eine besondere Schaltung vorge sehen, die sofort ein Farbbalkentestbild im Falle eines Kabelschadens auf die Videoausgänge der Kamera schal ten. Das damit im Monitor sichtbare Farbbalkentestbild zeigt den Fehler an und bestätigt, daß die Kamerasteu erelektronik und auch der Monitor mit Anschlüssen be triebsfähig ist. Dieses Testbild erscheint auch wenn die Kamerasteckverbindung nicht vorhanden oder nicht korrekt ist. Die automatische Einkoppelung des Testbil des wird unmittelbar anstelle des Kamerabildes vorgenom men.To immediately in the event of a camera cable failure Get fault diagnosis (during surgery particularly important), a special circuit is featured see that immediately a color bar test image in the event of a Cable damage to the video outputs of the camera The color bar test image that is visible in the monitor indicates the error and confirms that the camera control electronics and also the monitor with connections is capable of driving. This test picture also appears if the camera plug connection is not available or not correct is. The automatic coupling of the test balance that is immediately taken instead of the camera image men.

Ein weiteres Schwarz/Weiß-Testbalkenbild kann gewählt werden, um den angeschlossenen Monitor in Kontrast und Helligkeit korrekt einzustellen. Hierbei soll der linke weiße Balken weiß, der rechte schwarze Balken wirklich schwarz sein und die restlichen mittleren Balken einer Graustufe entsprechen. Dies ist für ungeübte Laien eine besonders geeignete Methode, wenn die für medizinische Zwecke hohe Bildqualität erreicht werden soll. Für diesen Vorgang der Monitoreinstellung, der besonders bei zu dunklen Endoskopieübertragungen wichtig ist, gibt es bisher keine andere Möglichkeit.Another black and white test bar image can be selected to the connected monitor in contrast and Set brightness correctly. Here the left one white bars white, the right black bar really be black and the remaining middle bars one Correspond to grayscale. This is one for inexperienced laypeople particularly suitable method when used for medical High image quality should be achieved. For this process of monitor adjustment, the particular is important if the endoscopy transmission is too dark, so far there is no other way.

Claims

1. Video camera with a video head, which has a lens and a video sensor, which is in particular a CCD chip, and control electronics for the video head, which has, inter alia, a video amplifier, and which are connected to the video head via a particularly pluggable cable is, characterized in that the output connections of the video head and the input connections of the control electronics are short-circuit proof and reverse polarity protected.

2. Video camera according to claim 1, characterized in that an impedance in the video head converter circuit, which also process the control pulses tet, provided so that the output terminals are high are ohmic.

3. Video camera according to claim 2, characterized in that in the control electronics for each connection high-resistance decoupling resistors and one downstream equalization and impedance conversion circuit is provided.

4. Video camera according to one of claims 1 to 3, characterized in that the power supply is also short-circuit proof.

5. Video camera according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the case of a cable scha a test pattern is activated.

6. Video camera according to one of claims 1 to 5, characterized in that for the monitor setting Black / white test pattern is activated.