kamera telewizyjna
 
Encyklopedia PWN
kamera telewizyjna,
urządzenie optyczno-elektroniczne przetwarzające obraz obserwowanej sceny na sygnał elektryczny, tzw. sygnał wizyjny, zakodowany w jednym z systemów telewizyjnych (np. PAL, SECAM, NTSC);
sygnał ten może być bezpośrednio przetwarzany na obraz telewizyjny w monitorze lub odbiorniku telewizyjnym, rejestrowany, np. za pomocą magnetowidu, na taśmie magnetycznej w celu późniejszego jego odtwarzania lub przekazywany torem transmisyjnym do zespołu technicznego ośrodka telewizyjnego, gdzie jest poddawany ostatecznemu uformowaniu przed skierowaniem do emisji.
Głównymi częściami składowymi każdej kamery telewizyjnej (mimo znacznego zróżnicowania ich budowy, parametrów i przeznaczenia) są: analizator (przetwornik) obrazu, obiektyw (najczęściej o zmiennej ogniskowej, tzw. zoom lub transfokator, niekiedy układ kilku wymiennych obiektywów o różnych ogniskowych), układy elektroniczne kształtujące sygnał wizyjny (m.in. wzmacniacz, koder), układy regulacji: ostrości, przesłony, ogniskowej itp. (sterowane automatycznie lub ręcznie), wizjer (miniaturowy monitor, rzadziej przyrząd optyczny), umożliwiający operatorowi obserwację sceny oraz ustawienie i kontrolę parametrów kamery telewizyjnej. Najważniejszą częścią (podzespołem) kamery telewizyjnej jest analizator obrazu, obecnie z reguły przetwornik CCD (dawniej lampa analizująca), zawierający kilkaset tys. (niekiedy nawet kilka mln) elementów światłoczułych rozłożonych równomiernie na jego powierzchni (CCD); każdy element światłoczuły odpowiada jednemu punktowi obrazowemu, zwanemu pikselem, a zatem im jest ich więcej, tym większa jest rozdzielczość obrazu. W analogowej monochromatycznej (czarno-białej) kamerze telewizyjnej strumień świetlny pochodzący od obserwowanego obiektu, rzutowany przez obiektyw na powierzchnię światłoczułą przetwornika, powoduje powstawanie w nim tzw. obrazu ładunkowego, będącego wynikiem generacji w elementach światłoczułych ładunków elektrycznych, których liczba jest proporcjonalna do jasności (luminancji) poszczególnych punktów obrazu. Zgodnie z systemem analizy obrazu, stosowanym w telewizji, informacja o obrazie zawarta w obrazie ładunkowym jest przekazywana do wyjściowego wzmacniacza wizyjnego kolejno, linia po linii (każda z nich zawiera kilkaset pikseli), tworząc analogowy sygnał wizyjny; niesie on jedynie informację o jasności poszczególnych punktów obrazu. Sygnał wizyjny zawierający informację również o barwie obrazu uzyskuje się w kamerze telewizyjnej kolorowej, wyposażonej w specjalne układy optyczne, powodujące rozbicie obrazu obserwowanej sceny na 3 obrazy w barwach podstawowych: czerwonej (R), zielonej (G) i niebieskiej (B), oraz 3 przetworniki tych obrazów; w prostszych kamerach telewizyjnych kolorowych często stosuje się 2 lub nawet 1 przetwornik ze specjalnym mozaikowym filtrem optycznym, jednak jakość odtwarzanych barw jest wówczas nieco gorsza. Otrzymane sygnały wizyjne barw podstawowych (RGB) są podawane do kodera, w którym są przetwarzane na 1 sygnał luminancji (niosący informację o jasności obrazu) i 2 składowe różnicowe sygnału chrominancji (zawierające informacje o kolorze obrazu), zgodnie ze stosowanym systemem telewizyjnym.
Analogowe sygnały wizyjne odznaczają się dużą wrażliwością na zakłócenia i zniekształcenia transmisyjne, co powoduje obniżenie jakości przekazywanego obrazu. Znacznie odporniejsze na szumy i zakłócenia oraz wpływ warunków zewnętrznych (np. temperatury), a także łatwiejsze do kształtowania i przetwarzania, są cyfrowe sygnały wizyjne. Do ich otrzymywania stosuje się cyfrowe kamery telewizyjne wyposażone w przetwornik analogowo-cyfrowy i in. układy do cyfrowego przetwarzania sygnałów. Przetworzenie analogowego sygnału wizyjnego w sygnał cyfrowy (przetwarzanie analogowo-cyfrowe) umożliwia też realizację wielu operacji, niemożliwych do przeprowadzenia w analogowych kamerach telewizyjnych, jak zapamiętywanie, zmniejszanie, powiększanie i obracanie obrazu, dołączanie obrazów stałych (zapisanych w pamięci), uzyskiwanie efektów specjalnych (przenikanie się obrazów, zasłanianie i odsłanianie obrazu, przechodzenie na obraz czarno-biały i in.).
Pod względem przeznaczenia rozróżnia się kamery telewizji programowej (np. studyjne, reportażowe) i kamery telewizji użytkowej (np. przemysłowe, obserwacyjne); kamera telewizyjna tworząca jednolity zespół z magnetowidem jest zwana kamwidem. Kamery telewizyjne studyjne i reportażowe (telewizji programowej) są z reguły kamerami kolorowymi, wyposażonymi w najwyższej klasy (niekiedy wymienne) obiektywy, wysokoczułe i o dużej rozdzielczości przetworniki CCD, optyczne i elektroniczne stabilizatory obrazu, rozbudowany system ręcznego oraz automatycznego ustawiania parametrów ekspozycji. Kamery telewizji użytkowej (kolorowe i czarno-białe) są zwykle przeznaczone do bezpośredniej pracy z monitorem telewizyjnym; często są im stawiane dość szczególne wymagania ze względu na specjalne, niekiedy bardzo trudne warunki pracy (np. w podwyższonej temperaturze, aktywnej chemicznie atmosferze, pod wodą). Na początku XXI w. rozwijają się i rozpowszechniają miniaturowe kamery komputerowe (przeznaczone do współpracy z komputerem PC), dość proste w budowie i obsłudze, umożliwiające przekazywanie obrazu wybranego obiektu, wideorozmowy (wideokonferencje), a także zapis obrazów ruchomych i nieruchomych na nośniku (np. dysku twardym) znajdującym się w wyposażeniu komputera.
Mirosław Rusek
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia