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模拟摄像机的原理与构成

2019.06.25

模拟摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。其结构大致可分为三部分:光学系统(主要指镜头)、光电转换系统(主要指摄像管或固体摄像器件)以及电路系统(主要指视频处理电路)。模拟摄像机是影视中心及节目制作部门一个重要的视频信号源设备,它的功能是将外界的光学景物变成符合需要的影视信号。

录播摄像机


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彩色图像的摄取包括两个过程,首先是利用分光系统将一幅彩色图像分解成红、绿、蓝三基色图像,然后利用光电转换器件和扫描将三基色图像分别转换成相应的三基色电信号。

(1)模拟摄像机的组成

模拟摄像机虽然种类繁多,外观差异也很大,但它们的基本构成及工作原理大致相同。从机械结构上说,镜头、寻像器和机身是构成模拟摄像机的三个主要单元。除此之外,便携式模拟摄像机还需配备话筒、电池、背包录像机连接电缆等附件;演播室座机通常还配备有摄像机遥控器(CCU)、座机支架、长距离多芯电缆或光缆、变焦和调焦遥控杆、对讲耳机等附属设备和器件。镜头部分由20~30片不同曲率的凸透镜和多个伺服电机组成。它的基本作用是将外界景物的光学影像经过选择后投射到摄像器件的感光面上成像。目前,摄像机大部分采用变焦距镜头,这种镜头除 了能改变光圈的大小和聚焦的远近外,还能方便地连续调节镜头焦距的长短。摄像机的镜头部分也称为外光学系统。寻像器又称取景器,是摄像师取景、构图和聚焦不可缺少的部件,其功能与照相机的取景器类似,只不过照相机的取景器般是纯光学器件,而寻像器是一个小监视器(4~7英寸)。另外,寻像器还可用来检查摄像机的工作状态和图像质量,以进行正确的调整和操作。便携式摄像机寻像器显示屏标准配置多为4英寸,演播室摄像机采用的寻像器大一些,一般有5英寸、7英寸等几种。

机身是摄像机的主体部分,机身内部包括分光系统(也称内光学系统)、光电转换器件、视频处理放大器、同步信号发生器、编码器以及各种自动调整和控制电路等。图1-29所示为典型的三片CCD摄像机基本结构示意图。三片摄像机的基本工作过程为:被摄景物的光像通过变焦镜头进入分光系统,在这里被分解成红、绿、蓝三个基色光像,并分别成像在三个摄像器件的感光面上。三个摄像器件同时进行光电转换,分别输出相应的红、绿、蓝三基色电信号, 它们经过放大处理后一起送入编码器,最终从编码器输出彩色全电视信号。

(2)模拟摄像机的工作原理

光学系统相当于摄像机的眼睛,光电转换系统是摄像机的核心。光电转换过程也就是摄像过程,摄像系统把被摄对象的光学图像转变成相应的电信号后,便形成了被记录的信号源。

彩色摄像机的工作原理为,利用分光系统将一幅彩色图像分解成红、绿、蓝三基色图像,然后利用CCD等光电转换器件将三基色图像分别转换成相应的三基色电信号,再经过视频处理放大器、编码器、自动控制系统、同步信号发生器等处理。


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