2.3 Чутливість

Чутливість - ще один важливий параметр ТВ камери. Цей параметр визначає якість роботи камери при низької освітленості. Виробники по-різному трактують це поняття. Найчастіше під чутливістю розуміють мінімальну освітленість на об'єкті (sceneillumination), при якій можна розрізнити перехід від чорного до білого, але іноді мають на увазі мінімальну освітленість на матриці (imageillumination). З теоретичної точки зору вірніше було б указувати освітленість на матриці, тому що в цьому випадку не потрібно обмовляти характеристики використовуваного об'єктива. Але користувачам при підборі камери удобней працювати з освітленістю на об'єкті, що він заздалегідь знає (або може виміряти). Тому звичайно вказують мінімальну освітленість на об'єкті, обмірювану в стандартизованих умовах: коефіцієнт відбиття об'єкта 0.75 і світлосила об'єктива 1.4.

Формула, що зв'язує освітленість на об'єкті й на матриці, наведена нижче:

I_imаge=I_scene*R/(n*F²),

деIimаge- освітленість на ПЗС – матриці;

Iscene - освітленість на об'єкті;

R - коефіцієнт відбиття об'єкта (див. таблицю 1.1);

F - світлосила об'єктиву.

Таблиця 2.1 - Приклади значень коефіцієнтів відбиття різних об'єктів

Об’єкт	Коефіцієнт відбиття (%)
сніг	90
біла фарба	75-90
скло	70
автостоянка з автомобілями	40
цегла	35
бетон	25-30
трава,дерева	20
людська особа	15-25

Одиниця виміру чутливості - люкс. Значення мінімальної освітленості на матриці й на об'єкті відрізняються, як правило, більше, ніж в 10 разів. Наприклад, якщо зазначено, що мінімальна освітленість на матриці дорівнює 0,01 люкс, то це значить, що при об'єктиві F1.4 мінімальна освітленість об'єкта - 0,1 люкс, а це - середнє значення для сучасної ТВ камери. Відомі фірми в паспортах і каталогах звичайно ставлять значення освітленості саме на об'єкті. Виробники ж середнього рівня прагнуть виділити свою продукцію за рахунок більшпривабливих характеристик чутливості, при цьому, як правило, “забуваючи” указувати, що виміри проводилися на матриці. Але навіть ці дані не дадуть вам ясної картини про чутливість, ще є багато факторів, що впливають на результати вимірів. Виміри проводяться за допомогою люксметра. Якщо телекамера зберігає необхідні параметри зображення при освітленості об'єкта в 0,1 люкса, можна стверджувати, що її чутливість становить 0,1 люкса. Але при цьому необхідно враховувати наступне : рівень сигналу ( величина вихідного сигналу з камери дорівнює 1,0V або ж менше), місце виміру ( чи був проведений вимір рівня освітленості безпосередньо на матриці ПЗС, або на об'єкті), чи використався об'єктив (якщо так, який відносний отвір), відбивну здатність тестованогооб'єкту. От чому для проведення подібних вимірів необхідно використати спеціальну кімнату. У порівнянні з людським оком чутливість монохромних ТВ камер істотно зміщена в інфрачервону область. Ця обставина дозволяє за недостатньої освітленості використати спеціальні інфрачервоні прожектори. Інфрачервоне випромінювання невидиме для людського ока, але прекрасно фіксується ТВ камерами на ПЗЗ. Для кольорових ТВ камер характерна значно менша чутливість у порівнянні з монохромними й відсутність чутливості в інфрачервоній області спектра. Чутливість більшості сучасних монохромних відеокамер - біля 0.01 - 1 люкс (при F1.2). Найбільш чутливі камери можуть використовуватися для нічних спостережень без ІЧ - підсвічування. Для ефективної роботи таких камер цілком достатньо місячного світла.

Таблиця 2.2 – Приклади значення освітленості при різних умовах

На вулиці: безхмарний, сонячний день	Більше 100 000 люкс (кут сонця 55°)
сонячний день, з легкими хмарами	70 000 люкс
похмурий день	20 000 люкс
ранок	500 люкс
сутінки	4 люкс
ясна ніч, повний місяць	0.2 люкс
ясна ніч, неповний місяць	0.02 люкс
ніч, місяць у хмарах	0. 007 люкс
ясна, безмісячна ніч	0. 001 люкс
безмісячна ніч із легкими хмарами	0. 0007 люкс
темна, хмарна ніч	0. 00005 люкс
у приміщенні без вікон	100 - 200 люкс
добре освітлені приміщення, офіси	200- 1000 люкс