Monitorok

A CCTV technika kiemelkedő fontosságú eszközei a monitorok, hiszen a biztonsági kamerák által látott képeket ezeken keresztül lehet megjeleníteni. Mivel a videómegfigyelő rendszerek monitorait az operátorok, biztonsági őrök, diszpécserek folyamatosan figyelik, ezért a minél jobb képminőség elérése, a megfigyelés hatékonyságának növelése mindig elsődleges feladat volt.

Miért CCTV monitor és miért nem TV?

Bizonyára egyesekben felmerülhet a kérdés, hogy vajon mi a különbség a CCTV monitorok és a normál tévékészülékek között, miért nem lehet utóbbit alkalmazni a biztonságtechnikában, hiszen mindkettő képet közvetít.

Az első és egyik legfontosabb eltérés a két eszköz között, hogy míg a tévékészülékeket arra tervezték, hogy összetett audió- és videójeleket fogadjanak egy meghatározott UHF vagy VHF sávban, és azokat megjelenítsék, addig a CCTV monitorok közvetlenül kábelen keresztül alapsávi kompozit videojeleket fogadnak, és alakítanak át képpé.

A másik nem elhanyagolható különbség az egyes eszközök élettartamában keresendő, hiszen a monitorokat állandó megfigyelésre, azaz 24 órás használatra tervezik, így az egyes darabok élettartama több mint 5 évre tehető; a tévékét ellenben 5 évben maximalizálják, napi 8 órás használattal számolva.

Harmadrészt a CCTV monitorok egyes típusai olyan funkcióbeli tulajdonságokkal is rendelkeznek, amelyek tipikusan biztonságtechnikai megfigyelésre specifikálja őket. Többek között ilyen a képkimerevítés, az osztott képes megjelenítés, a riasztáskezelés, a mikrofonos kamerafogadás, a beépített multiplexer vagy az időzítéses szekvenciális kapcsolás.

A CCTV monitorok fajtái

A következőkben bemutatjuk a CCTV monitorokat és működési elvüket, amelyek alapján négy fő csoportot különböztetünk meg:

• CRT (katódsugárcsöves) monitor
• LCD monitor
• Plazma kijelző
• LED-es monitor

CRT (Cathode Ray Tube), azaz katódsugárcsöves monitor

A biztonságtechnikában használt videómonitorok legrégebbi fajtái a CRT monitorok, melyeket ma már csak a korai telepítésű kamerarendszereknél találunk meg, de ott még számos esetben találkozhatunk velük. A ’90-es években még a fekete-fehér változataik voltak túlsúlyban, de az utóbbi tíz évben már a színes monitorok váltak dominánssá.
A kép forrása: Farkas Szilárd: Bevezetés a számítógépes világba

Képcsőtípusok

• Delta-képcsöves,
• In-line képcsöves,
• Precíziós In-line képcsöves.

A fekete-fehér katódsugárcsöves monitorok és televíziók működési elve röviden a következő. A monitor vákuumcsöves képernyőjének belső falát lumineszkáló fénypor réteg fedi (tévesen foszfornak is nevezik), ami fényt bocsát ki, ha nagy energiájú elektronok csapódnak a felületére. A katódsugárcső egyik végén lévő elektronágyú mágneses mezővel vezérelt és eltérített elektronsugarakat lő ki, melyek végigpásztázzák a másik felén lévő fényporral bevont képernyő belső falát, mely felvillan az elektronok becsapódásakor. A pásztázó mozgást végző elektronsugár becsapódási helye a mágneses eltérítéstől, a kirajzolódó képpontok fénysűrűsége az elektronsugár gyorsító feszültségétől, azaz az intenzitásától függ. A monitoron megjelenő kép az így keletkező felvillanásokból, illetve a világosabb és sötétebb pontok összességéből jön létre. A felvillanások akkor állnak össze képpé, ha a pásztázó mozgás másodpercenként minimum hatvanszor megtörténik, mivel így a szem már nem csak felvillanásokat érzékel.

A színes CRT monitorok működési elve hasonló, mint a fekete-fehéreké, azzal a kivétellel, hogy ebben az esetben nem egy, hanem három sugár pásztázza a képernyőt. A képcső belső felületén lévő piros, zöld és kék pontokba csapódó elektronok additív színkeverési eljárást alkalmazva hozzák létre szinte az összes színárnyalatot, amit csak ismerünk. Az elektronok előzőleg egy lyuk- vagy résmaszkon átjutva csapódnak be a megfelelő pontba. Ezek a színes pontok, illetve In-line képcsövek esetében vonalkák adják a színes TV, illetve monitor képét.
[clear]

Színes monitorok közül a legrégebbi típusnak a delta-képcsöves monitor számít. Ennél az elektronsugarak egy egyenlő oldalú háromszögből együttesen indulnak, vagy úgy is mondhatnánk, hogy ők maguk alkotnak egy háromszöget. Innen kapta ez a monitortípus a nevét is. A sugarak a lumineszkáló réteg előtt elhelyezett lyukmaszkon együttesen haladnak át, majd szétválnak, és a fényvisszaverődő réteg megfelelő pontjába becsapódva a megfelelő színt gerjesztik. A sugarak összetartásáról (konvergálás) az ún. konvergencia szerelvény gondoskodik.  Ennek a típusnak a legfőbb hibája, hogy gyakran színtorzulás jön létre.

A delta-képcsöves monitor továbbfejlesztett változata az ún. In-line képcsöves monitor, melynél a fentebb említett hibákat már kiküszöbölték. Az előző változattal ellentétben az elektronágyúk egyvonalban (in-line) helyezkednek el. A lyukmaszk helyett résmaszkot alkalmaztak, amin függőleges vágatok találhatóak.  A foszforpontok helyett itt a színeknek megfelelő foszforcsíkok vannak egymás mellett, melyeket elnyelősávok választanak szét. Mivel ezek megakadályozzák, hogy a nyalábból egy-egy elektron máshova csapódjon be (más színbe), ezért a függőleges irányú színtisztasági hiba megszűnt.  A működési alapelv ezen változtatásokon kívül megegyezik az előzőekben tárgyaltakkal.

A precíziós In-line képcsövek esetében már egy háromnyílású síkelektróda irányítja a sugárnyalábokat, illetve egy mágneses teret biztosító eltérítő tekercs gondoskodik azok összetartó mozgásáról. Ebben az esetben a konvergencia hiba teljes mértékben megszűnt.

LCD (Liquid Crystal Display) monitor

[info_box type=”note_box”]

A folyadékkristályok

A folyadékkristályok a folyékony és a szilárd halmazállapot közötti átmenetet képezik. Felfedezésük Friedrich Reinitzer osztrák botanikushoz fűződik, aki 1888-ban észterrel való kísérletei során megfigyelte, hogy a vegyületnek két olvadáspontja van. Elnevezése azonban Otto Lehmannhoz köthető.

Mivel a folyadékkristály molekulák alakja hosszúkás szerkezetű, így melegítés során a folyékony és szilárd halmazállapot közötti alakzatok is kialakulnak, hőmérséklettől függően különböző színűek lehetnek, valamint a rajtuk áthaladó polarizált fényt elforgatják.
[/info_box]

Az LCD működése:

Az LCD monitorok, kijelzők működési elvének alapja a kristályos szerkezet és a polarizált fény kölcsönhatása, valamint az, hogy az emberi szem nem képes megkülönböztetni a természetes és polarizált fényt egymástól.

[info_box type=”note_box”]

A fény polarizációja

A természetes és polarizált fény között a különbség, hogy míg a természetes fényforrásból származó fénysugarak minden irányban, addig a polarizált fénysugarak csak egy bizonyos síkban rezegnek. Az első polarizációval kapcsolatos megfigyelés és leírás Erasmus Bartholinus nevéhez fűződik, aki a kristályokon áthaladó fény kapcsán megfigyelte, hogy az két külön nyalábra oszlik, ahol az egyik nyaláb megtörik, míg a másik nem. Ezáltal a tárgyaknak kettős képe látszik, ha egy átlátszó kristályon keresztül szemléljük őket. Mindez összefüggésben van egyrészt a fény terjedési sebességével, másrészt a kristály sajátos szerkezetével.
[/info_box]

Az LCD felépítése:

LCD monitorok esetében két átlátszó üveglap közötti területet folyadékkristályos anyaggal töltenek fel. Mind az első, mind a hátsó üveglapra egy-egy polarizációs szűrőt helyeznek, így az áthaladó fény rezgését egy síkra korlátozzák. Alapállapotban a folyadékkristály molekulák csavart állapotúak, emiatt a bejutó fény rezgési síkját megváltoztatják. Mivel a folyadékkristályok fényt nem bocsátanak ki, hanem a külső fény terjedését módosítják, innentől a működés a megvilágításon múlik. Maga az eszköz hátulról kap megvilágítást. A hátsó polarizációs szűrőn átjutó fény molekuláin a kristályok, spirális alakjukból adódóan 90º-os elforgatást hajtanak végre, ebből következően az első szűrő lapon átjutva a fény a kijelzőn világos képpontokat jelenít meg. Ha a vezérlőelektródákkal ellátott üveglapokra feszültséget kapcsolunk, akkor a kristályok spirális alapállapota megszűnik. A fény polarizációs síkja ilyenkor ugyanolyan állapotban marad, mint ahogy belépett a hátsó szűrőlapon, ezért a kijelzőn fekete képpontok jelennek meg, mivel a fény nem képes kilépni a cellából. Ahhoz, hogy a fekete és fehér képpontokon kívül színeket is láthassunk a monitoron, egy R-G-B színszűrőre van szükség. Ez a polárszűrő elé kerül felhelyezésre.
Míg a fekete-fehér kijelzők esetében a monitor felbontása úgy néz ki, hogy egy képelemhez egy LCD cella tartozik, addig a színes kijelzők esetében képpontonként három cella (piros, zöld és kék) szükséges. Az alapszíneket a színszűrők és a háttérvilágítás együttesen biztosítják.

Az LCD típusai:

A folyadékkristály molekulák nem képesek fény kibocsátására, hanem külső, akár természetes, akár mesterséges fényre van szükségük. A fényforrás elhelyezkedése alapján két típust különböztetünk meg:

• Transzmissziós LCD: A fényforrás a kijelző mögött van.
• Reflexiós LCD: A fényforrás a kijelző előtt van.

Ma már a biztonságtechnikai monitorok között nemigen találunk katódsugárcsöves monitorokat. Az LCD és az újabb fejlesztésű monitorok kiszorították őket a piacról. Mégis érdemes egy kicsit visszatekintve összehasonlítani ennek a két, meghatározó szerepet betöltő típuscsaládnak a jellemzőit. Nézzük meg, melyek ezek!

Plazma kijelzők

[info_box type=”note_box”]

Történeti áttekintés

1932: Gábor Dénes plazmával kapcsolatos kutatásai, mely a későbbi kijelzők és TV-k alapját képezik.
1964: Elkészül az első monokróm plazmakijelző (Plató Computer System).
1983 Az IBM kiadja 19 colos monokróm plazmakijelzőjét.
1992: A Fujitsu Siemens 21 colos plazmakijelzőt dob a piacra, mely már színes kép megjelenítésére képes.
1997: A Pioneer bemutatja az első plazmatévét.
[/info_box]

A plazma kijelzők minden pixele három kamrából áll, ahol külön kamra tartozik a piros, a kék és a zöld színhez.  Ez a töbmilliónyi kis kamra két, egymástól nagyjából 0,1-0,15 mm távolságra lévő üveglap között helyezkedik el, és mindegyik egy speciális, neon és xenon nemesgáz keverékkel van megtöltve. Az üveglapokon elektródák találhatók, melyek az egyes cellákhoz kapcsolódnak. Ha feszültséget kapcsolunk az elektródákra, akkor egy olyan elektromos erőtér alakul ki, amitől a gázkeverék plazmaállapotba kerül, és UV fényt bocsát ki magából. Ez az UV fény a cellákban lévő luminofor rétegbe bejutva színes fényt hoz létre. Ekkor már a többi monitornál ismertetett módon, additív színkeveréssel megkapjuk a színeket.
[clear]

[info_box type=”note_box”]

A plazma

A szilárd, folyékony és gáz mellett a negyedik halmazállapot a plazma. Első megfigyelése és leírása Sir William Crookshoz (1879), míg elnevezése Irwing Langmuirhoz (1928) fűződik, aki először alkalmazta a szót az ionizált gázokra a vérplazma analógiája alapján.

A plazma az egyik leggyakoribb halmazállapot, a látható világegyetem 99%-a ebből az anyagból van, de a Földön csak kevésszer fordul elő természetes formájában (villámlások, láng keletkezése során). A világűr nagy része, illetve a csillagok anyaga szintén plazma állagú.

Maga a plazma elektronok és ionok összessége, melynek fenntartásához termikus, elektromos stb. energia szükséges. Ez a halmazállapot természetes körülmények között csak igen nagy hőmérsékleten, 10.000 Kelvin körül jön létre. Ettől függetlenül mesterségesen, szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson is elő lehet idézni a plazmaállapot egy egyszerűbb fajtáját, a hideg plazmát, amennyiben hélium és oxigén keverékét két elektróda közé tesszük.

Gyakorlati felhasználására főként az élelmiszeriparban kerül sor, mert a mikroorganizmusok elpusztítására rendkívül alkalmas anyag, így fertőtlenítésre nagyon jól használható. A világítás területén is találkozhatunk plazma állapottal, mert a ma használatban lévő kompakt fénycsövek működésük során ionizálják a bennük lévő gázt, ami során plazma keletkezik. De újfajta gyártási eljárások vagy műszaki termékek, például plazma-kijelzők kapcsán is találkozhatunk vele.
[/info_box]

LED-es (Light-Emitting Diode) monitor

A LED-es kijelzők működési alapelve az LCD kijelzőkével megegyező, tulajdonképpen azt is mondhatnánk, hogy a LED kijelző is LCD kijelző, azzal a különbséggel, hogy a képernyő (LCD panel) megvilágítására – ezáltal a képalkotásra – fehér fényű LED diódákat használnak a hidegkatódos fénycső helyett. A LED kijelzőt ez alapján az LCD kijelző továbbfejlesztett változatának tekinthetjük. A fejlesztés oka az volt, hogy az LCD kijelzők esetében a háttérvilágításból adódó egyenletes fényerőeloszlás gyakran problémát okozott: a képernyő felső és alsó részén halvány fénybeszűrődés keletkezett, illetve kontrasztos képek esetében a színhűség nem volt megfelelő, különösen a fekete esetében. A CCFL képcsöveket helyettesítő LED diódákkal tisztább képet, jobb kontrasztot és pontosabb színeket lehetett elérni.

A LED diódák elrendezésének technológiái

• Edge LED technológia: A LED-ek sorban, egymás mellett helyezkednek el az LCD panel szélein. Ebben az esetben kevesebb LED diódával érhető el ugyanaz az egyenletes mértékű fényeloszlás, mint a mátrixszerű elrendezésben, mert a monitor hátlapján egy olyan lemezt helyeztek el, ami rendkívül jól vezeti a fényt.  Azzal, hogy a diódák nem a képernyő hátlapján, hanem annak szélein kerültek elhelyezésre, elérhetővé vált a nagyon vékony, akár 3-4 cm vastagságú televízió megalkotása.
• Local Dimming technológia: A LED-ek mátrixszerűen helyezkednek el az LCD panel mögött, melyeket meghatározott számú csoportokba rendeznek, illetve ezeket a csoportokat külön-külön vezérlik. A csoportba rendezésnek vagy zónakiosztásnak a fényerő változtatásában van szerepe, hiszen így az egyes LED-ek fényereje külön-külön vezérelhető sötét és világos színek esetében. Eredményül mélyebb, kontrasztosabb, élettelibb színeket kaphatunk.

Minden jog fenntartva. Copyright © Oktel Kft. 1998-2018