彩色電視攝像機(jī)1、1分類（有多種分類方式）（1）按用途分類演播室用攝像機(jī)（ESP）：成像質(zhì)量高，體積大、適應(yīng)在環(huán)境固定條件下工作。便攜式攝像機(jī)：包括現(xiàn)場節(jié)目制作（EFP）、電子新聞采訪（ENG）、家用機(jī)（多為單片CCD）。多為攝錄一體機(jī)，輕便、靈活。對環(huán)境變化的適應(yīng)能力強(qiáng)。監(jiān)視用攝像機(jī)：銀行、交通等系統(tǒng)常用。第一頁，共三十五頁。?（2）按攝像器件分（光轉(zhuǎn)換原理不同）攝像管攝像機(jī)：PbO管（高清，用于廣播檔）硒、砷、碲管等固體器件攝像機(jī)：CCD器件、MOS器件目前攝像管已經(jīng)退出市場，以CCD為主，少量MOS器件攝像機(jī)。第二頁，共三十五頁。?（3）按成像質(zhì)量分類：廣播檔、專業(yè)檔、家用檔。（4）按成像器件數(shù)目、尺寸分類：（5）按功能分類：普通攝像機(jī)、攝錄一體機(jī)。第三頁，共三十五頁。?1、2攝像機(jī)的組成一、攝像機(jī)的基本組成光學(xué)成像系統(tǒng)（鏡頭系統(tǒng)）攝像系統(tǒng)（光電轉(zhuǎn)換）電路系統(tǒng)（信號放大、處理……）第四頁，共三十五頁。?二、攝像機(jī)光學(xué)系統(tǒng)1、透鏡成像誤差及補(bǔ)償理想的光學(xué)系統(tǒng)是不存在的。透鏡成像總會有誤差產(chǎn)生，因此需要補(bǔ)償以減小誤差。（1）球差、色差的產(chǎn)生原因及補(bǔ)償辦法：由于透鏡邊緣與中心部分對光線的折射性能不一樣造成球差與色差。因此用凹透鏡來補(bǔ)償。第五頁，共三十五頁。?（2）幾何畸變及補(bǔ)償正畸變（桶形失真）：光闌在物與透鏡之間時(shí)產(chǎn)生。負(fù)畸變（枕形失真）光闌在透鏡與像之間時(shí)產(chǎn)生。補(bǔ)償辦法：將光闌放在兩個(gè)透鏡之間，抵消正負(fù)畸變。第六頁，共三十五頁。?2、變焦距鏡頭（1）變焦鏡頭與成像大小：通過改變焦距可以拍攝物體的全景、中景、近景及特寫。簡而言之是在不改變物距的情況下改變成像大小。成像公式：一般情況下，S遠(yuǎn)大于f，因此S’=f放大率公式：,所以即當(dāng)物距S不變時(shí)，放大率與焦距成正比，焦距長，放大率高，成的像就大。第七頁，共三十五頁。?（2）視場角與焦距的關(guān)系視場角：由鏡頭系統(tǒng)主平面與光軸交點(diǎn)看景物成像面的對角線長度時(shí)所張的角度。當(dāng)成像尺寸確定后，視場角由f決定。F越小，視場角越大。第八頁，共三十五頁。?（3）像面照度當(dāng)物距S與透鏡孔徑不變時(shí)，進(jìn)入透鏡的光通量不變。但當(dāng)焦距變大，像的變積變大，很容易得出結(jié)論，單位面積上的像面照度將變小。為了控制固定鏡頭的入射光強(qiáng)弱，在鏡頭前加一個(gè)可變光闌（光圈），其直徑d決定有效孔徑，經(jīng)計(jì)算得出稱D/f為相對孔徑，相對孔徑越大，像面照度越大。設(shè)F=f/D，稱為光圈指數(shù)，F(xiàn)越小，像照度越大。第九頁，共三十五頁。?（4）景深與焦距的關(guān)系景深：在景深范圍內(nèi)的物體、景物都能在像平面上形成較清晰的像。所謂清晰的像的概念是指一個(gè)物點(diǎn)在像平面上應(yīng)該是一個(gè)像點(diǎn)。若偏離成像面，像點(diǎn)會變大，超過一定范圍則稱為不“清晰”。景深公式可知景深與焦距f成反比，與光圈D成反比。第十頁，共三十五頁。?（5）變焦鏡頭組合鏡頭構(gòu)成變焦鏡頭,變焦原理及公式見課本第8頁。變焦鏡頭組的組成：調(diào)焦組，變焦組，補(bǔ)償組，移像鏡組（以便加入分光系統(tǒng)等）。什么是變焦比？電動變焦與手動變焦兩種變焦方式。第十一頁，共三十五頁。?3、色溫濾色片和中性濾色片什么是色溫？色溫濾色片：把照明光源色溫或環(huán)境色溫轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)色溫（3200K）。中性濾色片：均勻降低R、G、B各成分。攝像機(jī)色溫濾色片通常分四檔：0—關(guān)閉1—3200K2—5600K3—5600K+ND第十二頁，共三十五頁。?常見光源色溫：無云藍(lán)天：10000K陰天：8500K晴天：5600K電子閃光燈：5500K熒光燈：4700K日光燈：4000K碘鎢燈：3200K普通燈泡：2600K日出日落：2000K燭光：1000K第十三頁，共三十五頁。?4、分光鏡見課本10-11頁第十四頁，共三十五頁。?三、攝像器件攝像器件完成光電轉(zhuǎn)換作用，其性能決定攝像機(jī)圖像信號的質(zhì)量。攝像器件主要有真空攝像管和固體攝像器件兩大類。第十五頁，共三十五頁。?1、光電電攝像管的結(jié)構(gòu)、工作原理（1）光電管的主要組成部分及作用電子槍：發(fā)射掃描電子束靶面：將靶面上的“光像”通過掃描變成“電像”（2）工作原理

第十六頁，共三十五頁。?（3）光電導(dǎo)攝像管的質(zhì)量指標(biāo)光電特性：輸出信號電流與光照的關(guān)系是否是線性關(guān)系。靈敏度：信號電流與光通量之比。光譜特性：針對不同光譜成分的靈敏度。分解力：決定圖像細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力。惰性：產(chǎn)生“余像”。強(qiáng)光和低照度都會使惰性明顯，但原因不同。暗電流：完全無光照時(shí)的電流。不均勻的暗電流會導(dǎo)致“黑斑效應(yīng)”。第十七頁，共三十五頁。?2、固體攝像器件（1）電荷耦合器件（CCD）結(jié)構(gòu)及工作原理見教材P12A、CCD單元結(jié)構(gòu)B、光電轉(zhuǎn)換C、電荷轉(zhuǎn)移第十八頁，共三十五頁。?（2）CCD器件的性能特性分解力：CCD的存儲單元數(shù)量（像素?cái)?shù)）決定分解力強(qiáng)弱光生電子進(jìn)入勢阱前的擴(kuò)散會影響分解力電荷包轉(zhuǎn)移損失降低分解力第十九頁，共三十五頁。?暗電流：由于熱激勵(lì)產(chǎn)生的電子—空穴對形成的電流。由于暗電流的不均勻會產(chǎn)生一個(gè)固定干擾圖形。將該暗電流反向存儲，可以用來校正混在圖像中的暗電流。第二十頁，共三十五頁。?靈敏度與動態(tài)范圍：CCD的靈敏度與光的穿透損失、信號的讀出方式、電荷的轉(zhuǎn)移損失有關(guān)動態(tài)范圍取決于勢阱能收集的最大電荷量與最小電荷量之差（即暗電流）。影響因素有CCD面積、器件結(jié)構(gòu)、電極所加電壓大小等。第二十一頁，共三十五頁。?彌散現(xiàn)象：由于CCD勢阱容量有限，當(dāng)高亮度光局部照射CCD單元時(shí)，電荷將從勢阱溢出，流入鄰近勢阱，稱為彌散。雜波：暗電流不均勻，電荷轉(zhuǎn)移與讀出的過程都會產(chǎn)生雜波。第二十二頁，共三十五頁。?（3）CCD器件電荷轉(zhuǎn)移方式A、幀間轉(zhuǎn)移優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單像素密集，分辨率高感光面積大，靈敏度高缺點(diǎn)：成像區(qū)、存儲區(qū)面積大，器件尺寸大每個(gè)像素既成像又作轉(zhuǎn)移單元，容易產(chǎn)生垂直拖尾。第二十三頁，共三十五頁。?B、行間轉(zhuǎn)移優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，面積小。移位寄存器不受光照，減輕垂直拖尾現(xiàn)象。缺點(diǎn)：感光面積小，靈敏度降低。強(qiáng)光下移位寄存器仍有可能被“污染”第二十四頁，共三十五頁。?四、視頻信號處理系統(tǒng)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后的信號很弱，且存在各種失真，因此要通過一系列的放大及校正處理。1、預(yù)放電路作用：將攝像器件輸出的信號放大，供其它電路校正、補(bǔ)償。要求：低噪、高增益、線性工作范圍寬、頻率特性好第二十五頁，共三十五頁。?2、增益控制與白平衡：控制放大器輸出電壓保持不變。以G路信號為參考標(biāo)準(zhǔn)，控制R、B的增益，以達(dá)到白平衡。3、黑斑校正：暗電流不均勻、色漸變效應(yīng)都會引起黑斑效應(yīng)。校正方法：疊加型：將黑斑信號反向疊加。調(diào)制型：用校正信號對圖像信號進(jìn)行再調(diào)制。第二十六頁，共三十五頁。?4、輪廓補(bǔ)償：補(bǔ)償高頻損失，加強(qiáng)輪廓清晰度和對比度，使人主觀上感覺細(xì)節(jié)強(qiáng)化。第二十七頁，共三十五頁。?1、3攝像機(jī)的主要性能指標(biāo)一、電荷耦合器件1、CCD類型2、CCD尺寸3、CCD數(shù)量4、CCD像素?cái)?shù)第二十八頁，共三十五頁。?二、分解力：攝像機(jī)分解圖像細(xì)節(jié)的能力。搞清幾個(gè)概念：水平分解力，垂直分解力，調(diào)制度，TV線三、靈敏度：光電靈敏程度四、信噪比：S/N第二十九頁，共三十五頁。?五、其它指標(biāo)1、幾何失真2、重合誤差第三十頁，共三十五頁。?1、4攝像機(jī)主要附件1、尋像器第三十一頁，共三十五頁。?2、話筒3、電池第三十二頁，共三十五頁。?4、支撐裝置：三角架、云臺、升降機(jī)第三十三頁，共三十五頁。?謝謝2023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/102023/5/10第三十四頁，共三十五頁。內(nèi)容總結(jié)彩色電視攝像機(jī)。?。光學(xué)成像系統(tǒng)（鏡頭系統(tǒng)）。透鏡成像總會有誤差產(chǎn)生，因此需要補(bǔ)償以減小誤差。簡而言之是在不改變物距的情況下改變成像大小。當(dāng)物距S與透鏡孔徑不變時(shí)，進(jìn)入透鏡的光通量不變。若偏離成像面，像點(diǎn)會變大，超過一