1.3 Відеокамери

На даний момент найбільше застосування в CCTV отримали відеокамери на основі CCD матриць (ПЗС-матриця). Основні виробники таких матриць - Sony, Panasonic, Samsung, LG. Їх використання дозволило створити доступні за ціною і достатньо високоякісні вироби широкого застосування. Звичайно різниця між камерами, заснованими на матрицях різних виробників проявляється в складних умовах освітлення. В лінійці кожного виробника присутні як дешеві та стандартні по параметрах матриці, так і матриці підвищеної чутливості.

Назва ПЗС - прилад із зарядним звязком - відображає спосіб зчитування електричного потенціалу методом зсуву заряду від фотодетектора до фотодетектора. ПЗС-матриця складається з полікремнія, відокремленого від підкладки силікону, в якій при подачі напруги через полікремнієві затвори змінюються електричні потенціали поблизу електродів. Позитивна напруга на електродах створює потенційну яму, куди спрямовуються електрони з валентної зони, що згенерували фотонами. В цій потенційній ямі заряд зберігається до моменту зчитування. Чим інтенсивніший світловий потік протягом експозиції, тим більше накопичуються електрони в потенційній ямі і тим вище підсумковий заряд даного пікселя. Зчитування підсумкового заряду ПЗС полягає в тому, щоб примусити полікремнієві затвори, крім функції електродів, виконати ще і роль регістрів зсуву, так, щоб вони утворили конвеєрний ланцюжок вздовж однієї осі. При цьому якщо врахувати, що звичайно один піксель формується декількома, наприклад, чотирма електродами, то позмінна подача на них високої або низької напруги за принципом n+1 (1-2, 2-3, 3-4 і т.д.) дозволить накопиченому заряду перетікати по вибраній осі, не втрачаючи своєї величини. Це стає можливим завдяки тому, що, змінюючи конфігурацію потенційного барєру, ми зсуваємо потенційну яму з накопиченими в ній зарядами. Причому описаний цикл повторюється до тих пір, поки весь вміст вибраних осей не "перетече" до управляючої логіки, що перетворює заряд, який надійшов, в певний рівень напруги. Власне, такий спосіб передачі заряду і дав назву ПЗС - прилади із зарядним звязком ПЗС-сенсор.

Однією з найважливіших характеристик реєструючого пристрою, будь то фотоплівка або ПЗС-матриця, є чутливість - здатність певним чином реагувати на оптичне випромінювання. Чим вище чутливість, тим менша кількість світла потрібна для реакції реєструючого пристрою. Для позначення чутливості застосовувалися різні величини (DIN, ASA), проте зрештою прижилася практика позначати цей параметр в одиницях ISO (International Standards Organization - Міжнародна організація стандартів).

Електронний "затвор" - елемент електронної частини ПЗС-матриці, забезпечуючий можливість зміни часу накопичення електричного заряду. Електронний "затвор" дозволяє отримати прийнятну якість зображення швидкорухаючих обєктів і забезпечує працездатність камери в умовах високої освітленості.

Електронна діафрагма - елемент електронної частини ПЗС-матриці, який забезпечує автоматичне регулювання витримки залежно від рівня освітленості. Принцип дії її подібний принципу дії "затвора". Звичайно є можливість її відключення.

По виконанню камери можна розділити на наступні типи:

а) модульні камери - безкорпусні пристрої, призначені для установки в різні корпуси (кожухи, півсфери і т.п.);

б) міні відеокамери - відеокамери в квадратних або циліндрових корпусах, звичайно вживаних як готовий виріб для установки всередині приміщень;

в) купольні відеокамери - звичайно представляють собою півсферу, встановлювану на стелю в приміщенні;

г) корпусні камери - окремий пристрій, який може бути використаний в різних умовах, як всередині, так і при використанні термокожухів з підігрівом зовні приміщення. Для функціонування даної камери потрібен обєктив;

д) вуличні відеокамери - будь-яка відеокамера, встановлена у відповідний термокожух з обігрівом, або спеціальна відеокамера придатна до експлуатації зовні приміщень;

е) керовані (поворотні відеокамери) - комбінований пристрій, який складається з камери, трансфокатора і поворотного пристрою. Найбільше розповсюдження отримали, так звані, інтегровані камери виконані у вигляді купола.

По типу вихідного сигналу відеокамери підрозділяють на аналогові і цифрові (IP камери).

Важливим атрибутом камери є обєктив.

Обєктив - пристрій, призначений для фокусування світлового потоку на матриці відеокамери, рівнозначне лінзі, проектуючи зображення на площину. Складається з набору лінз (в деяких телеобєктивах - дзеркал) розрахованих для взаємної компенсації аберації і зібраних в єдину систему усередині оправи. Також, залежно від призначення і конструкції, може включати наступні елементи: діафрагму, для управління кількістю пройденого світла систему фокусування, затвор [4].