8. Телевизионные камеры и объективы

Телевизионная камера (видеокамера) - это устройство, которое преобразует оптическое изображение наблюдаемого объекта в электрический видеосигнал. Телевизионная камера является важнейшим элементом системы, так как именно с нее в систему поступает первичная информация об объекте и именно ее характеристиками определяется качество изображения в целом. Видеокамеры можно свести к следующим основным видам:

- видиконовые камеры - в качестве светочувствительного элемента используется электронный прибор - видикон. Камеры этого типа выпускаются уже давно, так как преимуществом их является низкая стоимость и простота конструкции. Недостаток - относительно короткое время службы (1…2 года) и малая чувствительность при низкой освещенности (до 5…10 люкс). Такие камеры, в основном, применяются для контроля за помещениями с постоянной освещенностью;

- CCD камеры - в качестве светочувствительного элемента используется специальный малогабаритный полупроводниковый сенсор (английское название CCD - Charge Coupled Device – прибор с зарядовой связью (ПЗС - матрица). Это относительно новый вид камер, которые имеют меньшие, чем видиконовые камеры, габариты, более высокую разрешающую способность и долговечность. Кроме того, CCD камеры могут работать при освещенности до 0,1 люкс и ниже. Однако стоимость таких камер в настоящее время еще достаточно высока, но имеет тенденцию к снижению.

В последнее время начинают широко применяться цветные камеры, которые выгодно отличаются от черно-белых большей информативностью. Относительно высокая пока еще стоимость цветного оборудования несколько ограничивает сферы его применения. Видеоизображение (видеосигнал) передается на монитор через канал связи, параметры которого существенно влияют на изображение.

Различают следующие виды камер:корпусные и бескорпусные; черно-белого и цветного изображения; обычной и повышенной чувствительности; обычного и высокого разрешения; для внутреннего и наружного наблюдения; для скрытого наблюдения.

Важным атрибутом камеры является объектив. Характеристики объективов во многом совпадают с фотографическими:

- длиннофокусные объективы используются для наблюдения за удаленными объектами или небольшого размера предметами;

- широкоугольные объективы устанавливаются там, где необходимо панорамное наблюдение за объектом;

- объективы с изменяемым фокусным расстоянием (имеющие ZOOM) используются для приближения объекта наблюдения.

Объектив - это устройство, формирующее изображение объекта в плоскости ПЗС-матрицы. Очевидно, что без объектива телевизионная камера работать не может. Объектив, как отмечалось выше, может быть встроенным в камеру или сменным (рисунок 2.5). Подбирая объективы к камере, надо иметь в виду, что обычно они рассчитываются па ПЗС-матрицу определенного формата.

Правильный выбор объектива можно осуществить, руководствуясь следующими характеристиками:

Фокусное расстояние f (мм) характеризует величину угла зрения при определенном оптическом формате камеры. Чем меньше фокусное расстояние, тем больший угол зрения наблюдаемого пространства можно получить и наоборот. Трансфокатор - устройство, позволяющее изменять фокусное расстояние в широких пределах (ZOOM - функция). Относительное отверстие F определяет освещенность на ПЗС-матрице. Возможность регулирования диафрагм.