1.1.1 Видеокамеры

На данный момент наибольшее применение в CCTV получили видеокамеры на основе CCD матриц (или ПЗС-матрица). Основные производители таких матриц - Sony , Panasonic, Samsung, LG, Hynix. Их использование позволило создать доступные по цене и достаточно высококачественные изделия широкого применения. Обычно разница между камерами, основанными на матрицах разных производителей проявляется в сложных условиях освещения. В линейке каждого производителя присутствуют как дешевые и стандартные по параметрам матрицы, так и матрицы повышенного разрешения и/или повышенной чувствительности.

Название ПЗС -- прибор с зарядовой связью -- отражает способ считывания электрического потенциала методом сдвига заряда от фотодетектора к фотодетектору. ПЗС-матрица состоит из поликремния, отделённого от силиконовой подложки, в которой при подаче напряжения через поликремневые затворы изменяются электрические потенциалы вблизи электродов. Положительное напряжение на электродах создаёт потенциальную яму, куда устремляются электроны из валентной зоны, сгенерированные фотонами. В этой потенциальной яме заряд хранится до момента считывания. Чем интенсивнее световой поток в течение экспозиции, тем больше скапливается электронов в потенциальной яме и тем выше итоговый заряд данного пикселя. Считывание итогового заряда ПЗС состоит в том, чтобы заставить поликремневые затворы, помимо функции электродов, выполнить ещё и роль сдвиговых регистров, таким образом, чтобы они образовали конвейерную цепочку вдоль одной оси. При этом если учесть, что обычно один пиксель формируется несколькими, например, четырьмя электродами, то попеременная подача на них высокого либо низкого напряжения по принципу n+1 (1-2, 2-3, 3-4 и т. д.) позволит накопленному заряду как бы перетекать по выбранной оси, не теряя своей величины. Это становится возможным благодаря тому, что, изменяя конфигурацию потенциального барьера, мы как бы сдвигаем потенциальную яму с накопленными в ней зарядами. Причём описанный цикл повторяется до тех пор, пока все содержимое выбранных осей не «перетечёт» к управляющей логике, преобразующей поступивший заряд в определённый уровень напряжения. Собственно, такой способ передачи заряда и дал название ПЗС -- приборы с зарядовой связью ПЗС-сенсор.

Одной из важнейших характеристик регистрирующего устройства, будь то фотоплёнка или ПЗС-матрица, является чувствительность -- способность определенным образом реагировать на оптическое излучение. Чем выше чувствительность, тем меньшее количество света требуется для реакции регистрирующего устройства. Для обозначения чувствительности применялись различные величины (DIN ,ASA), однако в конечном итоге прижилась практика обозначать этот параметр в единицах ISO (International Standards Organization-- Международная организация стандартов).

Электронный «затвор» - элемент электронной части ПЗС-матрицы, обеспецивающий возможность изменения времени накопления электрического заряда. Электронный «затвор» позволяет получить приемлемое качество изображения быстродвижущихся объектов и обеспечивает работоспособность камеры в условиях высокой освещенности.

Электронная диафрагма - элемент электронной части ПЗС-матрицы, который обеспечивает автоматическую регулировку выдержки в зависимости от уровня освещенности . Принцип действия её подобен принципу действия «затвора». Обычно имеется возможность её отключения.

По исполнению камеры можно разделить на следующие типы:

Модульные камеры -- бескорпусные устройства, предназначенные для установки в различные корпуса (кожухи, полусферы и т. п.).

Минивидеокамеры -- видеокамеры в квадратных или цилиндрических корпусах, обычно применяемых как готовое изделие для установки внутри помещений.

Купольные видеокамеры -- обычно представляют из себя полусферу, устанавливаемую на потолок в помещении.

Корпусные камеры -- отдельное устройство, которое может быть использовано в различных условиях, как внутри, так и при использовании гермокожухов с подогревом вне помещения. Для функционирования данной камеры требуется объектив.

Уличные видеокамеры -- любая видеокамера, установленная в соответствующий гермокожух с обогревом, либо специальная видеокамера пригодная к эксплуатации вне помещений.

Управляемые (поворотные видеокамеры) - комбинированное устройство состоящее из камеры, трансфокатора и поворотного устройства. Наибольшее распространение получили, так называемые, интегрированные камеры выполненные в виде купола.

По типу выходного сигнала видеокамеры подразделяют на аналоговые и цифровые (IP камеры).

Важным атрибутом камеры является объектив.

Объектимв -- устройство, предназначенное для фокусировки светового потока на матрице видеокамеры , равнозначное собирающей линзе, проецирующее изображение на плоскость. Состоит из набора линз (в некоторых телеобъективах - и зеркал), рассчитанных для взаимной компенсации аберраций и собранных в единую систему внутри оправы. Также, в зависимости от назначения и конструкции, может включать следующие элементы: диафрагму, для управления количеством проходящего света, систему фокусировки, затвор.

Объективы делятся на монофокальные (объектив с постоянным фокусным расстоянием), вариофокальные (объектив с изменяемым фокусным расстоянием вручную) и трансфокаторы (объектив с изменяемым фокусным расстояние дистанционно).

По способу управления диафрагмой объективы делятся на объективы с фиксированной диафрагмой, с управлением диафрагмой Direct Drive и с управлением диафрагмой Video DriveОсновными параметрами объектива являются:

1. Главное фокусное расстояние (и возможность его изменения);

2. Максимальное относительное отверстие (иногда неправильно называемое светосилой);

3. Уровень оптических искажений (аберраций);

4. Тип байонета или диаметр резьбы для крепления к камере.

Типы объективов (в зависимости от конструкции):

1. Монокль -- простейший объектив, состоящий из одной собирающей линзы;

2. Перископ -- симметричный объектив, состоящий из двух собирательных линз;

3. Ахромат - объектив с минимальной хроматической аберрацией;

4. Апланат -- симметричный объектив, состоящий из двух ахроматических (ландшафтных) линз;

5. Триплет -- ранний вариант анастигмата, состоящий из трёх несклеенных линз;

6. Анастигмат -- объектив, у которого практически устранены все аберрации;

7. Апохромат -- Анастигмат, у которого лучше устранена хроматическая аберрация;

8. Вариообъектив -- объектив с переменным фокусным расстоянием (трансфокатор, «зум»).

Объектив может быть съемный или встроенный. Для камер с присоединительным узлом С подходят только объективы типа С, но если камера имеет узел СS, то к ней подходят не только объективы СS, но и С со специальным переходным кольцом. Подбирая объективы к камере, надо иметь ввиду, что обычно они рассчитываются на ПЗС-матрицу определенного формата.

Для обеспечения работоспособности и сохранности видеокамер в неблагоприятных условиях применяются различные кожухи, в том числе и влагозащитные, с вентиляцией и с подогревом для работы в зимнее время.

Иногда камеры дополняются специальными поворотными устройствами, которые управляются дистанционно. Они позволяют сотруднику охраны просматривать интересующие его зоны путем поворота камеры в горизонтальной иливертикальной плоскостях.