Prefazione

La sigla TVCC sta per sistema di “Televisione a Circuito Chiuso“, in alcuni casi in Italia e nella gran parte del resto del mondo, è più sovente incontrare la sigla CCTV, dall’inglese “Close Circuit Television“. Si distingue dai sistemi televisivi broadcast, sia per lo scopo, che per la chiusura ad un limitato numero d’utilizzatori (monitors). Gli elementi minimi che tradizionalmente contraddistinguono un sistema TVCC sono: una videocamera per la ripresa, il cavo coassiale di collegamento per il trasporto del segnale video ed il monitor per la loro visualizzazione.

Un poco di storia

Le prime telecamere con sistema a Tubo Catodico (vidicon) avevano ingombri assai diversi  dalle telecamere attualmente in commercio, conseguenza dell’introduzione dell’elettronica miniaturizzata e dei processori, fino ad arrivare oggi ai sistemi di visione in nanotecnologia,  utilizzati per fotografare l’interno del corpo umano attraverso una “semplice”, si fa per dire, pasticca ingerita dal paziente. In Europa, le prime aziende che si sono cimentate nella produzione di telecamere, sono state Siemens nei primi anni della seconda guerra mondiale, per i test di lancio dei missili V2 e Grundig. Dalla produzione di videocamere per riprese di tipo particolare si è passati all’utilizzo nei sistemi di TVCC. Per diversi anni le telecamere sul mercato erano con sensore analogico a tubo catodico, per poi passare ai sensori digitali CCD di cui Sony è leader nella produzione, installati nella maggior parte delle telecamere attualmente in commercio. Oggi, la miniaturizzazione ha apportato un notevole incremento della produzione ed a una diffusione massiccia di telecamere in tutto l’emisfero, superando quegli ostacoli dovuti all’ingombro e al costo di produzione, tanto che un semplice telefono o computer integra nella maggior parte dei casi  una telecamera (più corretto dire sensore di ripresa) al loro interno.

I sensori

La parte principale della telecamera è il sensore di ripresa, in termini pratici dove l’immagine a fuoco si posa e viene trasformata in segnale digitalizzato. La sua dimensione, come del resto in fotografia con le pellicole, è sinonimo (dipende anche da altri fattori) di qualità dell’immagine ripresa. Nei sistemi TVCC si incontrano dimensioni dei CCD (misurate in pollici) da 1/2″, 1/3″ e 1/4″ (nel video brodcast le dimensioni sono oltre 1″ normalmente). Oltre ai sistemi TVCC con sensori CCD, negli ultimi anni i sensori CMOS stanno avendo dei buoni risultati, soprattutto in alcune particolari situazioni di ripresa. Gli obiettivi si distinguono inoltre per il numero di pixel che lo compongono e per il formato che può essere 4:3 o 16:9, attualmente nei sistemi TVCC è solo 4:3.

Gli obiettivi

Parte integrante e fondamentale della telecamera è l’obiettivo, che nella maggior parte dei casi non gli è assolutamente data l’importanza che merita. Come possiamo immaginare l’obiettivo è costituito da lenti che permettono di riprendere la scena con angoli di visione diversi, asseconda della focale. La qualità delle lenti è molto importante, soprattutto, quando la visione all’esterno deve sopportare variazioni di luce dalla notte al giorno, da pochi lux (prossimi allo 0) a 100.000 lux in giornate di luce estiva, oltre ad angoli di inclinazione dei raggi che vanno dall’alba al tramonto. Quindi, la scelta dell’obiettivo non dovrebbe mai essere lasciata al caso. Le lunghezze focali di un obiettivo (F), espresse in mm, definiscono le dimensioni di un certo oggetto ripreso dalla telecamera e riprodotto su di un monitor:

• minore è la lunghezza focale, maggiore è l’angolo di visuale catturato, effetto grand’angolo;
• maggiore è la lunghezza focale, minore è l’angolo visuale catturato, effetto zoom.

Oltre alla lunghezza focale “F”, un altro parametro espresso è l’apertura focale “f”

• lunghezza focale ridotta, elevata profondità di fuoco
• lunghezza focale elevata, ridotta profondità di fuoco

La telecamera (corpo telecamera)

Il corpo della telecamera è costituito dall’elettronica di elaborazione del segnale video e dal sensore CCD (Charge-coupled device) o CMOS. L’elettronica di elaborazione e gestione del segnale video in alcuni casi può essere supportata da un processore DSP che ne permette la configurabilità o personalizzazione dei parametri della telecamera, in questo caso la telecamera prende il nome di Digital Camera, la parametrizzazione o configurazione può avvenire sia in modalità diretta sulla telecamera, attraverso pulsanti di comando, che da remoto, attraverso trasmissioni di segnale dati tramite modulazione sul cavo coassiale oppure su porte seriali RS232/485/422, per poi utilizzare Software o tastiere di comando.
Normalmente il segnale video in uscita dalla telecamera è di tipo analogico PAL (CVBS Asimmetrico) di ampiezza 1Vpp 75Ω su connettore BNC, in alcuni casi le telecamere possono avere una uscita video CVBS Simmetrica di cui parleremo più avanti, quando si parlerà di trasmissione video a distanza. Le caratteristiche principali, che caratterizzano una telecamera sono:

• Sensore CCD o CMOS
• Numero di pixel
• Sensibilità alla luce, in modalità standard, misurata con obiettivo
• Sensibilità alla luce, in modalità di intergrazione di immagine, misurata con obiettivo
• Numero di linee
• Sincronizzazione
• Alimentazione
• Consumo
• Grado di protezione alle intemperie

La tendenza attuale del mercato è di inglobare nel corpo telecamera l’encoder digitale per poi prendere il nome di “telecemre IP” o “webcam”, quest’ulmimo nome in gergo assai discutibile (personale giudizio).

Cavo coassiale

La trasmisione, cioè il trasporto del segnale video analogico dalla telecamera al monitor può avvenire con cavo coassiale di impedenza 75Ω, la distanza dipende dalla caduta di tensione che avviene per la lunghezza del cavo. Normalmente i cavi coassiali utilizzati sono RG174, RG59 e RG213, rispettivamente per cablaggi interni (piccole distanze), per distanze non oltre i 150 metri (dipende dalla qualità del cavo) e RG213 per distanze più elevate. Per sopperire alla caduta di tensione che avviene lungo linea, si possono utilizzare sistemi di trasmissione che utilizzano tecniche diverse che permettono di trasmettere il segnale video su cavo coassiale a distanze elevate. 

Monitor

Quando l’impianto TVCC è di tipo analogico, quindi con segnale video PAL (CVBS) il segnale viene collegato ad un monitor con ingresso video PAL(CVBS), anche per il monitor ci sono diverse cose da sapere, tra cui la differenza tra monitor CRT o TFT. I monitor CRT o tradizionali a tubo catodico gestiscono il segnale (analogico) in ingresso e lo ricompongono a video con linee pari e dispare. La frequenza di immagini che si riproducono è di 25 immagini al secondo (PAL, nel formato NTSC sono 30), quel tanto che basta a l’occhio umano di apprezzare una sequenza di “foto” come se fossero in movimento. Una delle caratteristiche che distingue un monitor è il numero di linee.

(documento in continuo aggiornamento)