彩色电视摄像机工作在彩色电视系统的前哨,任务旨在摄取活动或静止的景物,并把它转换为瞬时变化的电信号。
彩色摄像机的摄像过程也是彩色景象信息到图像信号的转换过程。为了使摄像机便于操作运用,并获得优良的电视图像,现代摄像机在电路、结构上有了很大改善,并在操作自动化方面增加了不少措施。摄像机主要由下列部件组成。
摄像机是相当精密的光、机、电的综合体,通常由以下各部分组成:
镜头
通常是光学镜头,利用透镜成原理工作,将要摄取的对象成像并汇聚到光电传感器上;
为减少乃至消除色差和像差等畸变,提高图像质量,使用由多片凹凸透镜组成的透镜组;
为了便于选择和改变景别、空间透视等效果,普遍采用焦距在一定范围内可以随意调节的变焦镜头。
变焦镜头——在保证成像质量和像面位置不动的条件下,借助于镜头内部透镜组元的相对位移,使整个镜头的焦距发生连续变化的镜头。
光电转换部件(传感器)
是摄像机的核心部件,其作用是把镜头传来的光信号转换成电信号。主要有摄像管和光电耦合器件(CCD——Charge Coupled Device)、Cmos器件等。
摄像管种类很多,应用广泛,灵敏度高,信噪比高,但容易受外来磁场影响,且体积较大,笨重,不便携带;
采用CCD的摄像机体积小巧、轻便,且灵敏度较高,在较低的照度下也能获得较好的画质,在家用摄像机、数码照相机、电脑扫描仪上普遍使用。随着微电子工业的发展,近年来在专业摄像机上也普遍采用了解像力更高的CCD器件。
Cmos 器件价格低廉,成像质量较差,只能用于对图像质量要求不高的场合,如:电脑摄像探头、低档数码照相机等。
图像信号处理系统
对光电转换部件产生并传来的微弱电信号进行放大、校正等处理,以提高信号强度,提高信噪比,减小乃至消除失真,形成可供记录的高质量的电视信号。
寻像监视器件
是一台小型的电视监视器,供摄像人员进行取景、构图和观察拍摄效果。专业摄像机上的寻像监视器还可以进行亮度、对比度的调整。通常还具有显示摄像机工作状态的多种信息指示。
自动控制系统
具有检测、调节和操作等多种自动功能,设置各种自动功能的目的是为了最大程度地精简操作手续,方便没有受过专门训练的人员使用,防止技术失误。
如:自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、自动工作状态显示、自动保护、自动报警(如:结露、照度不足、电源不足、没有像带、像带不可录或走带到尾端)等。
自动功能在很多情况下会产生较大误差,严重降低图像质量,因此专业摄像机上只设有少量的自动功能。摄像机并非自动化程度越高越好。
摄像机常用自动功能简介
1.自动光圈
拍摄时,摄像机会自动检测被摄范围内的亮度,并相应控制镜头上的光圈,使画面产生合适的影调层次。
当被摄范围内照度大体相近时,可以使用自动光圈;而当被摄对象与背景亮度差异较大时,应使用手控光圈进行精细调整,以免引起曝光失误。
自动聚焦
拍摄时,摄像机采用红外线或超声波测距,自动按照离它最近的景物的距离进行聚焦,因此只适合拍摄平面物体;当拍摄纵深范围较大、前后景物层次较丰富的景物时,或是在照明较弱的环境拍摄,往往会导致聚焦失准,此时应尽量采取手动方式进行准确聚焦。
目前最先进的聚焦方式是应用在日本佳能公司智能照相机上的“眼控聚焦”。
自动显示与报警
摄像机的各种调控数据(如:电源、环境照度、变焦比、滤色片、光圈值、像带以及采用的拍摄特技等)都会自动显示在寻像器屏幕上,便于拍摄人员随时观察和调整。
(1)电源报警:当电池容量不足时,电池符号或红色“BATTERY”指示灯会闪亮;
(2)像带报警:当未装入像带或装入的像带不可录时,磁带符号会闪烁;像带拍完后,显示“TAPE END”。
(3)结露报警:当摄像机检测到结露发生时,电源指示灯会闪烁,同时显示闪烁的“DEW”符号,并自动停止一切拍摄操作。