CAMARAS DE TELEVISIONEn las camaras de television se pueden distinguir cinco grandes bloques:Bloque Optico- lentes- filtros de camara- separacin cromtica- tubos captadores de imagen- sensores CCD- tipos de CCDProceso de Luminancia - correccion gamma- matriz de luminancia- otros circuitosProceso de crominancia - balance de blancos- matriz de crominancia- modulador U-V- codificador PALTemporizacion y control - control de Iris- control de los CCDInterfaz de usuario - unidad de control de cmara remota- cable multicore- cable triaxialBloque OpticoEn el bloque optico estan los dispositivos necesarios para captar la escena y convertirla en sealeselectricas. Este bloque contiene tres conjuntos de lentes:a) Lentes de enfoque: su misin es concentrar el punto focal sobre el sujeto que se desea captar. Esteconjunto de lentes se desplaza longitudinalmente para poder ajustar el foco. Este es el conjunto delentes de mayor tamao, pues de l depende la cantidad de luz que se transferir hacia el interiorde la cmara.b) Lentes de encuadre: se encargan de seleccionar la zona concreta de la imagen que se transferirhacia los sensores pticos. Este grupo optico define dos caractersticas :distancia focal minima y elnumero de aumentos. 15 x 8 = 8distancia focal minimo, pudiendo aumentarse 15 veces mas, es decir hasta 120 mm.c) Lentes de foco trasero : estas lentes garantizan que la luz incida sobre la superdicie de los sensoresde imagen en un foco correcto para todo el recorrido de las lentes de encuadre.Entre las lentes de encuadre y de foco trasero se encuentra el diafragma iris, que es una cortinacircular que se abre y lo cierra para regular la cantidad de luz que se transfiere hacia el interior de lacmara.Los filtros de la camara.Las ondas luminosas que llegan en planos paralelos al eje optico se llaman componentes P, y aquellasondas que llegan en planos perpendiculares reciben el nombre de componentes S.Las camaras de TV incorporan los siguientes filtros:a) Filtro de un cuarto de onda: permite el paso de las componentes cuyo plano de polarizacioncoincida con el eje ptico del propio filtro.b) Filtros de correccion de color: su objetivo es adaptar la luz incidente, modificando sutemperatura de color, de forma que los separadores cromticos reciban una seal luminosaadecuada en las diferentes longitudes de onda.c) Filtros de densidad menutra : se encargan de ajustar la cantidad de luz que llega a los sensoresde la cmara.d) Filtro de infrarrojos: se encarga de limitar las seales de longitud de onda superior a unos 680nm.e) Filtro paso bajo : completa la banda pasante del filtro optico de entrada. La necesidad de estefiltro reside en el muestreo que se produce en los captadores de imagen.Separacin CromticaCuando se requiere una mayor calidad en la captacin, se recurre a dividir la imagen por procedimientospticos, extrayendo sus componentes bsicos de rojo, verde y azul.El elemento que se encarga de separar la luz en sus componentes bsicas, es el prisma dicroico, que esun conjunto de espejos semirreflectantes que permiten el paso de todos los colores, reflejando uno.Las imgenes fantasma, se generan cuando la luz se refleja de forma no deseada en las paredes del prismadivisor. La causa mas frecuente es debido a la desviacin del haz incidente respecto del eje optico delprisma.Para evitarlas se recurre a los siguientes tcnicas:- Mscaras Opacas: delimitan la entrada de luz hacia el interior de la cmara.- Barreras Internas: bloquean los haces de luz procedentes de reflexiones incotroladas.- Recubrimientos Interiores: anulan los reflejos incontrolados en las paredes del prisma.Son similares a un tubo fotoconductor de las utilizadas en TV, pero de mucho menor tamao, estos tubostienen un catodo termoinico que emite elctrones al ser calentado por un filamento, un grupo de rejillasde control del haz, que lo aceleran y concentran, y un sistema de deflexin electromagntico, que permitaa los electrones realizar un barrido de exploracin de la imagen.Sensores CCDEstos sensores tienen unas ventajas tanto de tipo fsico como elctrico y son las siguientes:- Mucho menor peso y volumen- Menor fragilidad ante golpe- Eliminacin de las deformaciones geomtricas- Aumento del tiempo de vida til- Reduccin drstica del consumo- Mayor sensibilidad- Eliminacin de la remamenciaEl elemento que posibilita un avance de tal magnitud es el condensador MOS, que es una matriz dediminutos senosres fotoelctricos asociados a canales de transferencia estando toda la estructuracontrolada por un sistema de compuertas que controlan el movimiento de las cargas a traves de losdiferentes pozos de potencial.Para morar las caractersticas del MOS se puede complementar con las siguientes capas:a) Channel Stop: evita que la carga excesiva de un pozo contamine a los adyacentes.b) Microlentes: concentra el haz luminoso dirigindolo hacia el centro del sensor.c) Obturador Electrnico: posibilitan controlar el tiempo en el que los pozos de potencial estanacumulando energa.d) Desplazamiento espacial.Tipos de CCDa) Sensor de Transferencia de cuadro:En este sensor las areas de captacin y de almacenamiento estan separadas, y junto a la zona dealmacenamiento se encuentra el registro de desplazamiento horizontal, asociado al Terminal de salida.Este sensor tiene problemas de contaminacin de cargas:1. Smear: se produce al captar puntos de elevada luminosidad, produciendo el rebosamientode los pozos de potencial.2. Lag: se produce al captar puntos de elevada luminosidad, en movimiento y sobre un fondooscuro.b) Sensor de Transferencia Interlinea.:Este sistema incorpora un obturador electrnico, por lo que la luz incidente formar la imagen decargas sobre los sensores cuando se cierre las puertas de drenaje.c) Sensor de Transferencia de cuadro interlineal:En su estructura la zona de almacenamiento esta separada del area sensible. En este sistema hay unazona en la que se disponen, intercalados, los sensores pticos junto a los registros de desplazamientosverticales.Proceso de LuminanciaEste proceso se encarga de adecuar la informacin de luminosidad de la escena, para compensar lafalta de linealidad de los diferentes circuitos del sistema de transmisin, desde los captadores de lacamara hasta los tubos de imagen del receptor. En este bloque encontramos los siguientes circuitos:a. Correccin Gamma: se realiza en el proceso de luminancia, y consiste en regular la respuestade los amplificadores para que se comporten de un modo no lineal, obteniendo de ellos una, exactamente complementaria a la del TRC. El ajuste de gamma se realiza enfocando lacmara sobre una carta que representa dos escaleras de grises dispuestas en contraposicin, yque mantiene una relacin de reflectancia logartmica entre sus niveles de gris.b. Matriz de luminancia: consiste en unificar las tres seales RGB para obtener la informacin deluminancia. La componete de luminancia se obtiene a partir de la siguiente mezcla30%R+59%G+11%B= 100%Y , esta mezcla se prosucira en un circuito de matrizadoobteniendo en su salida la seal de luminancia.c. Mejoradores de detalles: su misin consiste en compensar el limitado ancho de banda de losamplificadores de video, consiguiendo asi unas respuestas en frecuencia de la seal mselevada.d. Limitadores de blanco y negro: limitan los picos de nivel excesivo de seal que esten porenzima del nivel de blanco o por debajo del nivel negro.e. Controles de pedestal y ganancia: definen el nivel minimo que entregarn los amplificadore,correpondiente al nivel de negro, asi como la ganancia de los amplificadores para poderrepresentar adecuadamente una imagen blanca del 100%.f. Controles de pendiente y Knee: detectan la sobreexposicion de la imagen y modifican laganancia de los amplificadores, a partir de un determinado punto llamado KneeProceso de crominanciaPara obtener la seal de crominancia es necesario someter a las seales RGB a varias transformacionesque ajustaran los parmetros de colorimetra, formarn las seales diferencia de color y se modularn paraconseguir la seal de color de la escena.a) Balance de blancos:Garantiza una correcta representacin del resto de los colores captados por la camara, se realiza para queno haya cambios bruscos de matiz cuando se cambie la imagen de una cmara a otra.b) Matriz de Crominancia:En este proceso se obtienen las seales diferencia de rojo y de azul respecto de la seal de luminancia, yaque a partir de las seales de rojo y azul se puede recomponer la seal de verde en el receptor de TV,ahorrando asi espectro, ya que esta seal es la que ocupa mas espectro.c) Modulador U-V:Modula las seales R-Y, B-Y utilizando una subportadora de443MHz, garantizando el intercalado de laslineas de espectro de la informacin de color con las de luminancia existentes. Las dos sealesmoduladoas reciben el nombre de seal U (R-Y) y V (B-Y), que al sumarlas se transmiten como una,llamada seal de crominancia.d) Codificador PAL:Provoca una alteracin sistemtica en la fase de loscomponente R-Y producindose en una de cada doslineas, por lo que se transmite una linea con fase 90 y la siguiente con fase 270, esto permite al receptorla restauracin de posibles errores de fase producidos durante el proceso de transmisin, por comparacinde las seales diferencia de color de dos lineas de TV consecutivas.Temporizacion y Control.El bloque de temporizacion y control se encarga de sincronizar y controlar el correcto desarrollo de losbloques de que esta constituida la camara, detectando los posibles fallos y adecuando el funcionamiento alas diferentes condiciones en los que se debe trabajar.La base de este sistema es un microcontolador, que toma datos del resto de los proceso, asi como de losdeseos del usuario, y selecciona el modo de funcionamiento adecuado en cada caso.a) Control de Iris: el iris se cierra o abre segn la cantidad de luz que incide sobre los sensores deimagen, puede seleccionarse en automatico o manual.b) Control de los CCD: este controlador es el encargado de activar las diferente electrodos durantelas distintas fases del proceso, una de sus misiones es generar las fases de lectura de los sensoresCCD.Interfaz de usuarioConsta de una serie de circuitos encaminados a informar al usuario del estado de la cmara y recibir de llas rdenes oportunas para acomodar este funcionamiento a sus gustos o necesidades, la interfaz sueleestar diseada en torno a un segund microprocesador dedicado a presentar informacin en pantalla o en elvisor del estado del sistema, manteniendo una comunicacin bidireccional con el microprocesadorprincipal. La informacin llega al usuario por tres caminos:- A travs de la pantalla de cristal liquido- Mediante el generador de datos en pantalla- Por los diferentes pilotos indicadores de estado que incorporan.CCU: Unidad de control de camara remota, esta unidad puede comunicarse con la camara a traves deseales analgicas unitarias para cada uno de los ajustes que incorporan, o bien efectuar el dialogodirectamente con el microcontrolador interno a traves de un puerto serie de comunicacin auxiliar.La conexin entre la camara y el control de produccin puede hacerse travs de dos metodos diferentes:a) Cable multicore: se trata de un enlace de cable mltiple que incorpora hilos coaxiales para elenvio de la seal de video desde la camara hacia el control, asi como para la seal deenclavamiento con el generador de sincronizacion.b) Cable triaxial: se utiliza para distancias elevadas y esta fabricado como un coaxial con dos mallasconductoras concntricas.Camaras de Procesado digitalEstas camaras tienen circuitos que procesan la imagen digitalmente, y el grupo optico y el sistemacaptador de imagen son idnticos a los de las camaras convencionales.En su estructura encontramos un bloque de preproceso analgico encargado de realizar los ajustes bsicosde la seal entregada por el sistema captador.Una vez realizado el proceso previo, las seales primarias se aplican a tres conversores de analgico adigital, que realizan el muestreo y la conversin de las seales analgicas.Una vez en formato digital, los buses de las seales RGB se aplican a un bloque de procesado digital de laseal que realiza los siguientes funciones:- Matrices de luminancia y crom- Compresin del margen dinamico- Mejora de detallesEl sistema se completa con los sistemas de temporizacion y control y de interfaz de usuario.