摄像机结构简易解析图（监控摄像机工作原理和电路图）

本文目录

• 监控摄像机工作原理和电路图
• 数码相机的详细构造
• 我想问一下摄像机的构成
• 带云台的摄像机组成结构是什么

监控摄像机工作原理和电路图

CCD摄像机的电路构成及工作原理1.电路组成构成IT-CCD黑白摄像机的电路由IT-CCD摄像器件，时序脉冲发生器及驱动电路，视频的采样与保持电路，视频处理电路，同步信号发生器，电源变换电路等构成。2.工作原理（1）CCD摄像器件：其作用是进行光电转换，输出视频信号（2）时序脉冲发生器及驱动电路：其作用是产生CCD摄像器件进行光电转换、电荷存储、电荷转移和信号输出所需的各种脉冲信号，并践行放大输出（3）视频的采样与保持电路：其作用是消除CCD输出的视频信号（此信号在实践上市离散的，在幅度上是连续的）中，因信号电荷转移而产生的各种不应有的信号。经该电路处理，使视频信号变成数字的视频信号。（4）视频处理电路：该电路与摄像管式摄像机电路具有完全相同的特点，所涉及电路有钳位放大(clamperamplifier,CLAMPERAMP)、Y校正（YCORRECT）、白电平切割（whiteclip,WHTCLIP）、消隐混合（blankingmax,BLKMAX）、黑白平控制（PEDCONT）、同步混合（SYNC）、输出激励（outputdriver）等电路。视频信号经视频处理电路处理后，形成标准的全电视信号。（5）同步信号发生器：这部分电路与摄像管式摄像机中的同步信号发生器的原理基本相同，主要产生视频处理电路所需的脉冲信号，它们是复合消隐脉冲(BLK)、复合同步脉冲(SYNC)、水平驱动信号HD、隔行脉冲(O/E)。但因CCD摄像机没有扫描电路，故不需要供扫描电路用的驱动脉冲。（6）电源变换电路：为简化CCD摄像机的供电，一般从外部只输入一种电源（12V），而机内其他各种电压值的电源都由电源变换获得。深圳中安达电子技术有限公司提供

数码相机的详细构造

照相机构造原理（1）――照相术与照相机的形成摄影，不仅被广泛地应用于国民经济中的各个领域，而且已经成为广大人民现代文明生活中的不可缺少的重要组成部分。 现代照相术的起源最早可追溯到墨子（公元前468～376年）在《墨经》一书中提到的小孔成象原理，以及元代赵友钦的针孔成象匣。在欧洲，16世纪著名画家达芬奇便发现：在一个房间的窗板上戳上一个小孔，然后关上所有的门窗，使房间变得一片黑暗，这时便可看到窗外的景色透过小孔，清晰地倒映在室内的墙壁上。这就是物理学上的“小孔成象”原理。后来其他画家把白纸挂在墙壁上，照着倒映着的线条复描，当画家移动挂在墙壁上的白纸与小孔的距离，便可将倒映在白纸上的图象放大或缩小，解决了当时复描图画技术上的一大难题。 17世纪末到18世纪初，随着玻璃工业的发展，人们制成了平板玻璃、玻璃透镜。有人利用暗室小孔成象的原理制成一个暗箱，箱上装了一块凸透镜以代替小孔，箱子的另一头装了一块磨毛了的平板玻璃。凸透镜把投射进来的光线聚焦，人们用画笔在那平板玻璃上描画下各种大自然的景色。这暗箱，就是最原始的照相机。光学家为改善象质，在透镜上不断地做文章，就形成了一系列照相镜头，这就是现代人所称的照相物镜。机械设计师不断完善和改造那个笨重的木头暗箱，这就是现代摄影者所称的照相机机身。但是用画笔来摘下倒映在玻璃上的景色，毕竟太麻烦了，这就需要发明一种能够感光的“照相纸”。1813年法国的涅普斯发现了一种地沥青受晒后会变色，具有一定的感光性能，便使用它作为感光剂。具体方法是：把地沥青溶于薄荷油中制成溶液，然后涂在金属板面上；曝光后浸在煤油中，使薄荷油溶于煤油，于是在金属板上便显出影象来了。不过得到的影象仍然是十分模糊的。后来，法国画家达盖尔与汉普斯共同进行研究。直到1839年在达盖尔解决了显影、定影等技术难关后，世界上才公认从那时起发明了照相术。 那时的“胶片”便是碘化银感光板，感光性能实在太差了，加之照相机用的多是用一二块透镜组成的长焦距镜头。造成进入暗箱的光线很弱，因此拍摄一幅照片需很长时间，形成的影象也太模糊。人们决心进一步提高感光板对光的敏感程度，即感光度。1871年发明的溴化银明胶干版法是采用明胶代替硝棉胶，用溴化银代替碘化银，涂在玻璃片上，制成干版。这样感光度可大大提高，曝光时间缩短为几分之一秒、几十分之一秒，乃至更短的时间。 为了适应感光底板感光度的迅速报高，控制曝光时间的长短，人们在照相机中装上了快门。这样人们使能拍摄到飞鸟、奔马之类的快速运动物的照片。当有了镜头、快门、胶片、机身等一系列主要部件后，一个现代照相机的雏形随着照相术的发展就初步完善了。（2）――照相机的基本组成一、镜头 镜头使景物成倒象聚焦在胶片上。为使不同位置的被摄物体成象清晰，除镜头本身需要校正好象差外，还应使物距、象距保持共轭关系。为此，镜头应该能前后移动进行调焦，因此较好的照相机一般都应该具有调焦机构。 二、取景器 为了确定被摄景物的范围和便于进行拍摄构图，照相机都应装有取景器。现代照相机的取景器还带有测距、对焦功能。三、控制曝光的机构——快门和光圈 为了适应亮暗不同的拍摄对象，以期在胶片上获得正确的感光量，必须控制曝光时间的长短和进入镜头光线的强弱。于是照相机必须设置快门以控制曝光时间的长短，并设置光圈通过光孔大小的调节来控制光量。 四、输片计数机构 为了准备第二次拍摄，曝光后的胶片需要拉走，本曝光的胶片要拉过来，因此现代照相机需要有输片机构。为了指示胶片已拍摄的张数，就需要有计数机构。 五、机身 它既是照相机的暗箱，又是照相机各组成部分的结合体。可用框图表示照相机的最基本组成部分。 其实，就照相机这个基本功能而言，无论是早期的“银版照相机”，还是今日已经高度电子化、自动化、电脑化的照相机，其基本原理都没有多大区别。（3）――照相机的分类(1)按照相机使用的胶片和画幅尺寸 可分为35mm照相机(常称135照相机)、120照相机、110照相机、126照相机、中幅照相机和大幅照相机等。135照相机使用35mm胶片，其所拍摄的标准画幅为24mm X 36mm，一般每个胶卷可拍照36张或24张。 (2)按照相机的外型和结构 可分为平视取景照相机和单镜头反光照相机。此外还有双镜头反光照相机、折叠式照相机、转机、座机等等。 (3)按照相机的快门形式 可分为镜头快门照相机(又称中心快门照相机)、焦平面快门照相机、程序快门照相机等。 (4)按照相机具有的功能和技术特性 可分为自动调焦照相机，电测光手控曝光照相机，电测光自动曝光照相机等。此外还有快门优先式、光圈优先式、程序控制式、双优先式、电动卷片(自动卷片、倒片)照相机，自动对焦(AF)照相机，日期后背照相机，内装闪光灯照相机等。 有时也可按照相机的用途来分，如一步成象照相机，立体照相机；有时也可按镜头的特性分为变焦或双焦点照相机。实际上一架现代照相机往往具有多方面的特征，因此应以综合性的方式来定义。（4）――摄影光学基础照相机的工作过程，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传播及透镜成像原理。 人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中，光的微粒流理论在光学中仍占优势，人们普遍认为光是微小的粒子组成的，从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初，以杨氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是：光和实物一样，是物质的一种，它同时具有波的性质和微粒（量子）的性质，但从整体来说，它既不是波，也不是微粒，也不是它们的混合物。 从本质上，讲光和一般无线电波并无区别，光和电磁波一样是横波，即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源，发光体发射的电磁波向周围空间传播，和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长，用λ表示。传播一个波长所需的时间称为周期，用T表示，一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率，用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度，用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系： v=λ/T ，ν=1/T，v=λν 由此可见，光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400～700nm的电磁波能够为人眼所感觉，称为可见光，超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉，按照波长由长到短，光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度，数值是c=300,000km/s。 光既然是电磁波，研究光的传播问题，应该是一个波动传播问题，但是在设计照相机镜头及其他光学仪器时，并不把光看作是电磁波，而是把光看作是能传播能量的几何线，叫做光线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线，这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这样在几何光学中研究光的传播问题，就变成了一个几何问题、数学问题，问题简化多了。照相机的工作过程，概略地说是应用光学成像原理，通过照相镜头将被摄物体成像在感光材料上。下面将粗略地介绍摄影光学成像原理：人类对于光的本性的认识，光线的传播及透镜成像原理。 人类对于光的本性的认识经历了漫长而又曲折的过程。在整个18世纪中，光的微粒流理论在光学中仍占优势，人们普遍认为光是微小的粒子组成的，从点光源发出并以直线向四面八方辐射。19世纪初，以杨氏（Young）和菲涅耳（Fresnel）的著作为代表逐步发展成今天的波动光学体系。如今对光的本性认识是：光和实物一样，是物质的一种，它同时具有波的性质和微粒（量子）的性质，但从整体来说，它既不是波，也不是微粒，也不是它们的混合物。 从本质上，讲光和一般无线电波并无区别，光和电磁波一样是横波，即波的振动方向与传播方向垂直。一个发光体就是电磁波的发射源，发光体发射的电磁波向周围空间传播，和水波波动产生的波浪向四周传播相似。强度最大或最小的两点距离称为波长，用λ表示。传播一个波长所需的时间称为周期，用T表示，一个周期就是一个质点完成一次振动所需要的时间。1秒内振动的次数称为频率，用ν表示。经过1s振动传播的距离称为速度，用“v”表示。波长、频率、周期和速度之间有如下关系： v=λ/T ，ν=1/T，v=λν 由此可见，光的波长与频率成反比。实际上光波只占整个电磁波波段的很小一部分。波长在400～700nm的电磁波能够为人眼所感觉，称为可见光，超过这个范围人眼就感觉不到了。不同波长的可见光在我们的眼睛中产生不同的颜色感觉，按照波长由长到短，光的颜色依次是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等色。不同波长的电磁波在真空中具有完全相同的传播速度，数值是c=300,000km/s。 光既然是电磁波，研究光的传播问题，应该是一个波动传播问题，但是在设计照相机镜头及其他光学仪器时，并不把光看作是电磁波，而是把光看作是能传播能量的几何线，叫做光线。光源A发光就是向四周发出无数条几何线，这无数条具有方向的几何线就叫做光线。这样在几何光学中研究光的传播问题，就变成了一个几何问题、数学问题，问题简化多了。（5）――照相镜头特性及分类照相镜头是照相机的最重要部件之一，一般由多片正透镜、负透镜、胶合透镜组，以及固定这些光学元件的金属隔卷和镜筒组合而成。它的作用是把被摄目标清晰地成像在感光胶片上。 一、照相镜头的光学特性 照相镜头的光学特性可由三个参数来表示，即照相镜头的焦距f、相对孔径D/f和视场角2ω。其实就135照相机而言，其标准画幅已确定为24mm X 36mm，则其对角线长度为2η=43.266。照相机镜头的焦距f和视场角ω之间存在着以下关系： tgω=η/f式中：2η——画幅的对角线长度； f——镜头的焦距。 照相机镜头的另一个最重要的光学特征指标是相对孔径。它表示镜头通过光线的能力，用D/f表示。它定义为镜头的光孔直径（也称入瞳直径）D与镜头焦距f之比(图1-2-9)。例如有个照相机镜头的最大光孔直径是25mm，焦距是50mm，那么这个照相机镜头最大相对孔径就是1/2。相对孔径的倒数称为镜头的光圈系数或光圈数，又称F数，即F=f/D。 在照相机的镜头上都应标有光圈数。国家标准按照光通量的大小规定了各级光圈数的排列次序是0.7，l，1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16，22…但国家标准允许镜头的最大相对孔径标记可以不符合标准系列中的数字。当焦距f固定时，F数与入瞳直径D成反比。由于通光面积与D的平方成正比，通光面积越大则镜头所能通过的光通量越大。因此当光圈数在最小数时，光孔最大，光通量也最大。随着光圈数的加大，光孔变小，光通量也随之减少。光圈每差一级（其数值比都是1.414），其光通量就相差一倍，如果不考虑各种镜头透过率差异的影响，不管是多长焦距的镜头，也不管镜头的光孔直径有多大，只要光圈数值相同，它们的光通量都是一样的。对照相机镜头而言，F数是个特别重要的参数，F数越小，镜头的适用范围越广。二、照相镜头的分类 照相镜头的分类方法很多，但通常按下述的方法来分类： (l)按镜头的焦距或视场角来分类，把镜头分成：标准镜头，短焦(广角)镜头，长焦(望远)镜头三类。 一般照相机出售时，大都配置有标准镜头。标准镜头的焦距和底片画幅的对角线长度基本相等。其视场角虽仍有大小差别（一般在45°～55°之间），但大都接近人眼的视角。因此用标准镜头拍摄的照片，其画面景物的透视关系比较符合人们的视觉习惯。由于标准镜头的焦距、视场角、拍摄范围、景深，以及在相同拍摄距离上所获得的影象尺寸等均比较适中，因而这种镜头应用最广泛，最适合拍摄人像、风光、生活等各种照片。 广角镜头就是短焦距镜头。根据焦距的长短又有广角与超广角镜头之分。其特点是：焦距短、视场角大、拍摄景物范围广。在环境狭窄无法增加距离的情况下，使用广角镜头可以扩大拍摄视野，在有限距离范围内拍摄出全景或大场面的照片。广角镜头还具有超比例地渲染近大、远小的特点，有夸张前景的作用。在摄影中可充分利用其所创造的特殊透视关系，来夸大景物的纵深感，突出所强调的主体部分。广角镜头的焦距较短，景深较长，拍出的照片远近都很清晰。因此，它比技适合于抓拍一些来不及从容对焦的活动，比较适宜拍摄大场面的新闻照片，或在室内拍摄家庭生活照片等。由于广角镜头的祝场角大，景深范围大，在风光摄影中它是不可缺少的摄影镜头。目前市场上一般的塑料自动照相机都装配了广角镜头。 中焦距镜头属于长焦距镜头一类，中焦距镜头的焦距约为标准镜头焦距的两倍，长焦距镜头其焦距则更长一些。其共同的特点是：焦距长，视场角小，在底片上成像大。所以在同一距离上能拍得比标准镜头更大的影象。它适合于在远处拍摄人物或动物的活动，拍摄一些不便于靠近的物体，从而获得神态自然、生动逼真的画面。由于中、长焦距镜头的景深范围比标准镜头小，利用此特性有利于虚化对焦主体前后杂乱的背景，而且被摄主体与照相机一般相距比较远，在人象或主景的透视方面出现的变形较小，拍出的人象会更生动，因此人们常把中焦镜头称为人像镜头。一般的民用用户很少使用长焦镜头，这是因为长焦镜头的镜筒较长，重量重，价格相对来说也比较贵，而且其景深比较小，在实际使用中较难对准焦点，因此常用作专业摄影。 (2)按镜头的聚光能力分为超透光力镜头，照相物镜其相对孔径的大小应达到1:2.8以上；强透光力镜头，1:3.5～1:5.8；正常透光力镜头，1:6.3～1:9；弱透光力镜头，小于1:9。 (3)按镜头的焦距能否变化，又可分为定焦镜头和变焦镜头两类。 由于光学设计水平、光学玻璃熔制技术的迅速提高，手头比较富有的摄影爱好者已有可能选用焦距可在一定范围内改变而保持象面不动的光学系统。这种在一定范围内可以变换焦距值、从而得到不同宽窄的视场角，不同大小的影象和不同景物范围的照相机镜头称之为变焦距照相物镜，简称变焦镜头。变焦镜头在不改变拍摄距离的情况下，可以通过变动焦距来改变拍摄范围，因此非常有利于画面构图。由于一个变焦镜头可以兼担当起若干个定焦镜头的作用，外出旅游时不仅减少了携带摄影器材的数量，也节省了更换镜头的时间。目前，国外生产的高档全自动傻瓜照相机几乎都配置有小变倍比的变焦镜头。 变焦镜头根据变焦方式的不同，又可分为单环式和双环式两种。单环式变焦距镜头，变焦和调焦使用同一拔环，推拉它变焦、转动它调焦；优点是操作简便、迅速。双环式变焦距镜头，变焦距和调焦面各用一个环，分别进行；优点是变焦和调焦两者互不干扰，精度较高，但操作比较麻烦。在目前上市的变焦距镜头中，有些在镜头前圈上还标有"Micro"字样，意为可作微距摄影，也可作超近摄影，这样的变焦距镜头更具有多用性。 但是，变焦距镜头由于其光学系统和机械结构较为复杂，因此加工和制造比较困难，受价格、体积和重量的制约。变焦镜头的相对孔径不可能做得很大，有时为减小体积或为保证象差，镜头往往只能变孔径。（6）――像差和镜头等级像差对成像质量的影响 照相镜头的等级标准 日常使用的照相镜头由于受光学设计、加工工艺及装调技术等诸多因素的影响，要对一定大小的物体成理想象是不可能的，它实际所成的象与理想象总是有差异，这种成像的差异就称为镜头（或成像光学系统）的像差。 像差是由光学系统的物理条件（光学特性指标）所造成的。从某种意义上来说，任何光学系统都存在有一定程度的像差，而且从理论上来讲总也不可能将它们完全消除。肉眼和其他光能接收器也只具有一定的分辨能力，因此只要像差的数值小于一定的限度，我们就认为该系统的像差得到了矫正。下面我们简单扼要介绍照相镜头的像差分类、形成和矫正方法。 透镜的像差可以分成两大类：单色像差及色像差。 一、单色像差 如果镜头只对单色光成像，那么共有五种性质不同的像差．它们是影响成像清晰度的球差、彗差、象散、场曲，以及影响物象相似程度的畸变。 1、球差 由光轴上某一物点向镜头发出的单一波长的光线成像后，由于透镜球面上各点的聚光能力不同，它不再会聚到象方的同一点，而是形成一个以光轴为中心的对称的弥散斑，这种像差称为球差，球差的大小与物点位置和成像光束的孔径角大小有关。当物点位置确定后，孔径角越小所产生的球差也就越小。随着孔径角的增大，球差的增大与孔径角的高次方成正比。在照相镜头中，光圈数增加一档（光孔缩小一档），球差就缩小一半。因此在拍摄时，只要光线强度允许，就应该使用较小的光圈拍照，以便减小球差的影响。2、彗差 光轴外的某一物点向镜头发出一束平行光线，经光学系统后，在象平面上会形成不对称的弥散光斑，这种弥散光斑的形状呈彗星形，即由中心到边缘拖着一个由细到粗的尾巴，其首端明亮、清晰，尾端宽大、暗淡、模糊。这种轴外光束引起的像差称为彗差。彗差的大小是以它所形成的弥散光斑的不对称程度来表示。彗差的大小既与孔径有关，也与视场有关。在拍摄时与球差一样，可采取适当收小光孔的办法来减少彗差对成像的影响。 摄影界一般将球差和彗差所引起的模糊现象称为光晕。在绝大多数情况下，轴外点的光晕比轴上点要大。由于轴外像差的存在，我们对于轴外象点的要求不应该比轴上点高，至多一致，即两者具有相同的成像缺陷，此时我们称等晕成像。随着相对孔径的增大，球差和彗差的校正将更加困难，放在使用大孔径镜头时，应事先了解镜头的性能，注意到那档光圈渐晕最小，在可能情况下，应尽量缩小光孔，以提高成像质量。 3、象散 象散也是一种轴外象基，与彗差不同，它是描述无限细光束成像缺陷的一种像差，仅与视场有关。由于轴外光束的不对称性，使得轴外点的子午细光束的会聚点与弧矢细光束的会聚点各处于不同的位置，与这种现象相应的像差，称为象散。子午细光束的会聚点与孤矢细光束的会聚点之间距离在光轴上的投影大小，就是象散的数值。由于象散的存在，使得轴外视场的象质显著下降，即使光圈开得很小，在子午和弧矢方向均无法同时获得非常清晰的影象。象散的大小仅与视场角有关，而与孔径大小无关。因此，在广角镜头中象散就比较明显，在拍摄时应尽量使被摄体处于画面的中心。 4、场曲 当垂直于光轴的物平面经光学系统后不成像在同一象平面内，而在一以光轴为对称的弯曲表面上，这种成像缺陷称为场曲。场曲也是与孔径无关的一种像差。由于象散的存在，子午细光束所形成的弯曲象面与弧矢细光束所形成的弯曲象面往往不重合，它们分别称为子午场曲Xt和弧矢场曲Xs。用存在场曲的镜头拍照时，当调焦至画面中央处影象清晰，画面四周影象就模糊；而当调焦至画面四周影象清晰时，画面中央处的影象又开始模糊，无法在平直的象平面上获得中心与四周都清晰的象。因此在某些专用照相机中，故意将底片处于弧形位置，以减少场曲的影响。因为广角镜头的场曲总是比一般镜头大，因此在拍团体照时将被摄体作圆弧形排列，就是为了提高边缘视场的象质。 5、畸变 畸变是指物体所成的象在形状上的变形。畸变并不影响象的清晰度，只影响物象的相似性。由于畸变的存在，物空间的一条直线在象方就变成一条曲线，造成像的失真。畸变分桶形畸变和枕形畸变两种。畸变与相对孔径无关，仅与镜头的视场有关。所以在使用广角镜头时要特别注意畸变的影响。（7）――镜筒与光阑一、镜筒 与一般光学仪器相比较，照相机镜头的结构较为复杂，往往由相当数量的镜片所组成。这些镜片在进行光学设计时，其相对位置都是当作完全理想情况来进行设计处理的。设计时的象质是在完全同心和无间隔偏差这样完全理想条件的前提下完成像差校正存在不同心度和间隔误差，影响镜头装配后的象质。所以对一个好镜头而言，它应具有良好和合理的镜框和镜筒设计。而且还应该为它设计一个好的装配方法，以使各镜片连接后的同心度误差和间隔误差控制在一定范围之内，以保证各镜片组合后具有良好的成像质量。 通常具有三种镜筒结构设计方式，即互换法镜筒结构设计、修配法镜筒结构设计、调整法镜筒结构设计。对于大批量生产、结构简单、要求一般的镜头都采用互换法镜筒结构设计。它是将镜片直接放置在镜筒内，利用镜片间的叠合、间隔垫圈或镜筒内的尺寸间隔关系，保证各镜片的同心度与空间间隔。同心度的保证是依靠单个零件的加工精度，各镜片与镜框连接可在专用装配车床上，通过定中仪对准、定中后保证同心度要求。空间间隔的保证是通过加工时控制尺寸链来达到。 修配法的镜筒结构基本特点是镜片间同心度与空间间隔通过统一基准面，一次定位加工获得，定位精度高，没有积累误差。但它加工复杂，成本高，适用于优质且结构复杂的高档照相机镜头，电影摄影镜头等。 调整法镜筒结构主要是利用镜头光组中比较灵敏的环节，即对象差校正和补偿影响较大的镜片组，加上调整环节，进行调节补偿。 上述三种镜筒结构设计，在实际应用时，有时是相互结合使用的，在可能情况下应尽量使用互换法。 照相镜头的最后调试是厂家借助专门的测试仪器，如光具座、鉴别率测试仪来完成的。出厂前都经过逐个检查，以保证成像质量。若最终发现象质有问题，应交专业维修人员检查，切勿自行拆卸以防不测。二、光阑 照相镜头的光阑可分为视场光阑和孔径光阑两大类。 视场光阑的作用是限制成像范围，如照相机胶片前面的画幅框（又称片框）限制了象面视场，则片框即为镜头的视场光阑。照相机中一般所述的光阑，俗称光圈是指照相机的孔径光阑，用以控制胶片上的照度和获得不同的景深。镜头孔径光阑的位置，在镜头开始设计时便被确定了。若移动光阑与镜片的相对位置，镜头的成像情况将发生改变。基于象差的原委，光阑一般都安置在镜头的中间。近年来小型35mm镜头快门照相机不断追求小型袖珍化，为便于镜头专业化大批量生产，在许多塑料相机中已将光阑移至镜后，即镜后快门无后组方式，称单边结构形式。 光阑是由光阑叶片、光阑动圈、定圈组成，并通过光圈调节环及传动控制机构来控制光阑叶片的运动。当转动光圈调节坏时，光阑叶片随之转动，叶片之间围成的孔径面积发生变化，改变了镜头的相对孔径值，调节了象面的照度。 由于象面的照度与(D*D/f*f)成正比，要使象面照度降低一半，D（入幢直径）必须缩小1.414倍，即D’=D/1.414，此时才有（D’*D’/f’*f’=D*D/2*f*f）。可见摄影镜头的光圈数F是按1.414的倍数来变化的。光圈数可由公式F=1.414*1.414*…,n=0，1，2，…来求得，这样得到的F数系列为1，1.4，2，2.8，4，5.6，8，11，16…但镜头的最大F数如F1.7、F3.5等可以不在系列光圈值内。光圈数系列的制订，保证了光圈改变一档，象面照度变化1倍。这样一档光圈便与一档快门速度对应起来。转动光圈调节环，还可以发现各档光圈之间的转角是相同的，这是现代照相机镜头结构的又一特点，这种结构称为等间隔可变光阑。光阑值每差一档，光圈调节环就转动一个固定的角度。调节环的等角度转动，不仅使操作手感相同，而且能方便地把光阑变化信息通过线性电位器转换成电信号，传送到测光（或自动曝光）控制系统。 以上所述的光圈，称之为F制光圈，它仅仅考虑了镜头的有效孔径D和镜头焦距f之间的几何关系。实际上光线通过光组时，由于镜头对光线的吸收或反射将会造成光能的损失，此时即使镜头具有相同的光圈数（F值），仍有可能使胶片获得完全不同的曝光量，甚至相差达l～1/2档。因此需要根据整个镜头的实际透射比来标定镜头的光圈，用以替代单纯焦距和有效孔径D的几何关系，并考虑镜头中对光的吸收和反射所引起的光能损失，这个光圈称之为镜头的T制光圈。它与F制光圈的关系为式中：τ——镜头的透过率。 目前照相镜头中采用的光圈值仍以F值表示，而在自动曝光照相机中，已应用T数系统进行调节和显示。（8）――标准镜头常用的形式本文简单扼要介绍一般照相机标准镜头经常采用的光学结构形式。 一、单片或双胶合透镜构成的简易镜头这种简易型镜头由于只采用单片或双胶合透镜构成，因此其像差不可能完善校正，孔径也很小，只能在强光下使用。但由于此类镜头价格特别低廉，特别是近年来已普遍使用光学塑料（PMMA）替代光学玻璃，使其制造成本更为降低。因此，目前市场上的玩具相机、一次性相机大多使用这种简易镜头。 二、三片三组柯克〔Cooke〕型镜头早期由三片分离透镜组成的柯克型镜头，其光阑位于透镜之间，这种光学结构型式是镜头像差能得以初步校正的最简单结构，象质基本上满足一般普及型相机的要求（镜头等级为2～3级），且价格比较低。近几年来为了适应自动、袖珍照相机的发展，把通常三片型柯克镜头的光阑由镜头中间移至镜后，使透镜之间密接紧靠。由于光阑后移造成的光焦度失对称，使系统存在有较大的轴外球差，不得而已只能采取拦光的办法来保证

我想问一下摄像机的构成

　　摄像机一般由摄像单元、录像单元、寻像器、话筒、附件等几部分组成。其内部结构如图5—1所示。所有的摄像机都以同样的基本原理工作：把光学图像转化成电子信号。具体过程是：景物通过透镜组聚焦在摄像器件的“靶面”上，“靶面’，是一种光电导材料，它能按照成像的亮暗程度将光学像变成电信号，并经过电路处理后，送至录像单元；话筒拾取声音信号并将其变成电信号，经过声音处理电路后，与图像信号同时被记录在磁带等介质上。镜头摄像机的镜头(1ens)与照相机的镜头一样，都是由若干组透镜组成的，其主要功能是将被摄体反射过来的光汇聚在成像元件上。一般在专业摄像机镜头前安装有遮光罩(1ens hood)，一则防止杂光射在镜头表面上形成光晕，影响画面质量；二则有助于在搬运摄像机时保护镜头。镜头可分为定焦距镜头(fixed lens或prime lens)和变焦镜头(variable focal length lens或伸缩镜头，zoom lens)。定焦距镜头又可分为标准镜头(normal lens)、长焦距镜头(telephoto lens)和短焦距镜头(或广角镜头，wideangle lens)。而变焦镜头则是把这二类镜头组合在一起，并可以根据需要在不同的焦距区域之间连续变化。变焦镜头的最长焦距与最短焦距之比为变焦倍数。焦距焦距(Focal length)是指从镜头的光学中心到镜头的影像聚焦的那一点的距离。焦距是镜头的一个基本特性，它可以决定影像的放大倍数和镜头所摄的水平视角的大小。焦距愈短，水平视角就愈开阔，影像也就愈小。标准镜头拍出的景物的大小、比例、距离感与人眼直接看到的景物最接近。短焦距镜头(广角镜头)拍出的景物比标准镜头小而远，但可视范围广、视角大。长焦距镜头(望远镜头)可以把远处的景物变近、放大，但视角小。二种不同镜头的成像效果如图5—2所示。因此，焦距决定一个特定的摄像机视阈的宽窄，对变焦镜头而言，镜头可从其最大的视阈到其最小的视阈范围内连续变化，视阈随着焦距变化而反向变化，即随着焦距的增大而变小，随着焦距的减小而变大；被摄物体的成像却随着焦距的变化而正向变化，即随着焦距的增大而变大，随着焦距的减小而变小。变焦镜头可以从任一种焦距开始，以任意速度连续改变镜头焦距，从而可以连续改变成像和视阈大小。图5—3表述了三种焦距镜头的成像效果。聚焦当光线经过镜头组汇聚在摄像管的屏面上并准确成像时，说明摄像机成像的焦距已经调好了。由于被摄对象与镜头之间的距离随时都在改变，所以，必须随时调节镜头焦距，以确保准确成像。镜头最前面的一组镜片就是聚焦用的，旋转其外环即可进行调整焦距。调整焦距有手动和自动两种，可以通过机上的控制键进行选择。对变焦镜头最基本的要求是变焦时图像的亮度和清晰度不变。所有镜头(变焦和固定焦距的镜头)均有一个最小的拍摄距离(被摄体和镜头之间可以允许的最短距离，在此距离上仍能获得对焦清晰的图像)。焦距较短的镜头比焦距较长的镜头有更短的拍摄距离。光圈镜头上除了调焦环外，还有一个转环控制着摄像机镜头光圈(aperture)的大小光圈决定着镜头的进光量。当外面光线过强时，应适当缩小光圈；当光线太弱时，应适当增大光圈。其目的是让通过镜头的光线强度保持稳定，从而使得到的图像不致过亮或过暗，保持适当的灰度层次。光圈有一组可调整的光阑(diaphragm或iris)，它们的张开或缩小便可以控制曝光量。光圈孔径的大小以光圈系数(f—stops)来界定，我们可以在光圈环上看到代表光圈系数的数字(1．4，2，2．8，4，5．6，8，11，16，22)，这些看似互不相干的系数其实是有科学根据的，后一个系数是前一个系数与2的平方根的乘积。这样一来，每个光圈系数都代表其左右相邻光圈系数的光量的一半或两倍。另外，光圈系数和光圈孔径成反比(iFiverse relation．ship)，光圈系数为8时的进光量是光圈系数为5．6时的一半，是光圈系数为11时的两倍。镜头根据其最小光圈系数(最大光圈值)——最大进光量来区分等级。光圈系数．1．4的镜头属于强光透镜(fastlens，即曝光时间短)，因为其光圈孑L径可以在单位时间内让大量光线通过。．厂／4的镜头则属于小强光镜头(slow：lens，即曝光时间长)，因为其光圈孔径在单位时间内允许通过的光量要少得多。景深景深(depth of field)是指焦点的前方和后方景物能够保持清晰的距离(或范围)。景深的深浅是由光圈的大小、镜头焦距以及被摄体和摄像机之间的距离所决定的。镜头的焦距越大，景深越浅。因此，广角镜头(短焦距镜头)的景深大于望远镜头(长焦距镜头)。一般而言，被摄体越靠近摄像机，其景深越浅。如果两个被摄体与摄像机成直线分布，而且两者与摄像机的距离不同，为了使两者成像都尽量清晰，我们只好将焦点定在它们中间，但不是正中央，一般是将焦点定在距离前者(与摄像机近的被摄体)二分之一处，即景深范围大约在焦点前方占二分之一，在焦点后方占三分之二，这就是我们通常所说的景深的二分之原则。焦距影响景深，因为广角镜头的自然景深原本就大于长焦距镜头，人们设计广角镜头就是为了拍到范围广而景深深的画面。光圈越小(光圈系数越大)，景深越深。我们可以利用景深的特性让整个画面只有被摄体体现得清晰，其余都处于模糊状态，这样就可以突出被摄体。许多镜头厂商和专业出版物，如《美国电影摄影师手册》等，都已经将不同焦距的镜头在各种情况下的景深情况整理成表，供查阅参考。摄像单元摄像单元的作用是把进入镜头的光信号转变为电信号，再经过各种电路处理，最后得到被称为视频信号的电信号。摄像器件摄像器件可以是摄像管或ccD半导体片。外界景物通过镜头所成的像恰好落在摄像器件的感光面上。感光面上排列着许多感光小单元，称为像素，每个像素都可以把感知到的光线变成电信号。单位面积的像素越多，分辨图像的能力越强，图像的清晰度也就越高。我们把分辨图像的能力称为解析力(分解力)，以在整个画面的水平方向上能分辨多少条黑白相间的线条数来表示。摄像器件的各个像素将产生与被摄物体相对应的图像电信号，其中包含了亮度、对比度和色度等各种信息。图像的亮度是指整个图像的明暗程度；对比度是指图像中亮暗部分的对比程度(或黑白反差度)；色度包括色调和饱和度，其中色调表示图像的颜色，饱和度表示颜色的浓淡深浅。所有这些电信号被送到电路中进行加工处理。信号处理电路图像信号处理有许多环节，这里主要介绍增益、白平衡和数字化等部分。(1)增益增益即电路对信号的放大。摄像器件完成光电转换后送出的电信号非常微弱，必须通过电路把信号放大到一个标准值，以便送到录像机及监视器。信号的大小随被摄物的明暗程度变化而变化，在光线较暗的场合拍摄，光圈又开至最大仍不能得到正常的图像，这时就需加大增益。增益的单位是分贝(dB)。信号每放大一倍，相当于增益增加6分贝。正常的增益是0 dB，增益般分为+6 dB、+9 dB、+12 dB、+18 dB、+24 dB等若干档，应根据不同的环境选择使用。摄像机的增益范围越大，其灵敏度便越高，对黑暗环境的适应能力越强。摄像机灵敏度指标表示摄像机处于最大增益时，图像亮度合适的最低环境照度，以勒(克斯)(1x)为单位。增益越大时，电路中的噪声也同时被放大，在图像上表现为杂波增加、颗粒变粗、信噪比(有用信号与杂波之比)下降，画面质量受损。(2)白平衡白平衡电路是图像信号处理电路中的一个重要环节，它直接关系到图像色彩还原的准确程度。白平衡是摄像中的常用名词之一，要理解白平衡的概念，还得先从光和色说起。光是一种电磁波，可见光的波长在380～780 nm(纳米)范围内，不同波长的光波在人眼内不仅引起光亮的感觉(亮度)，而且引起不同的颜色感觉(色调)。波长由长到短变化时，人眼感觉到的颜色依次为赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，合称为光谱。白色光则是由各种波长的单色光混合起来作用于人眼产生的颜色感觉。在日常生活中，我们所看到的景物的颜色不仅与其本身的物理特性有关，而且还与照射它的光源密切相关。物体被光照射时，能够吸收某些波长的光，反射或透射另一些波长的光，这部分反射或透射的光作用到我们眼中引起的颜色感觉就是物体的颜色。例如，在日光照射下，红花能反射红光，吸收其他颜色的光，因而呈现红色；白色物体能反射各种波长的光，因而呈现白色。如果用红光照射白色物体，则会呈现红色。这表明，光源的色调会影响人眼对物体的颜色感觉，因此要正确再现物体的颜色，就必须选择合适的光源。光源的色调通常用色温表示。将一种“绝对黑体辐射体”(如一个绝对不反射入射光的封闭的炭块)燃烧，在不同的温度，它发射出的光的颜色不同。当某一类光源与绝对黑体辐射体在某一特定温度下辐射的光具有相同的特性时，这个特定温度就被定义为该光源的色温，用热力学绝对温标开尔文来表示，单位为K。凯氏温标的0 K为摄氏温标的一273℃。任何光源都可以用色温来表示。下表列出了几种典型光源的色温：几种典型光源的色温表单位：K烛光1 390钨丝白炽灯3 000碘钨灯3 200水银灯4 500—5 500日光灯6 000阴雨天的天空7 000日出日落2 000—3 000烟雾弥漫的天空8 000中午阳光5 000—5 400晴天无云的天空10 000由此可以看出，光源色温低，其光线色调偏红；光源色温高，其光线色调偏蓝。要正确再现景物的色彩，就必须控制光源的色温。摄像机拍摄下来的信号再次被还原成图像时，应该仍能反映出原来的颜色，这就是色彩还原。自然界物体色彩纷呈，摄像机如何处理如此丰富的颜色呢?事实上，彩色摄像机所产生的视频信号，等于黑白摄像机所产生的亮度信号叠上色度信号。色彩有两个基本要素：色调(hue)，即色彩特有的调子(如黄色、棕色、红色等)，以及饱和度(saturation)，即色彩的浓度或纯度(如高饱和度的深蓝色、低饱和度的浅蓝色等)。亮度信号可以表现整个画面中从最暗部到最亮部的明暗层次，同时会影响色彩的亮度(brightness)，使色彩看起来显得或明或暗。3CCD摄像机将通过镜头的光线分成二原色(红、绿、蓝)光——每个CCD各负责一色。光线通过三棱镜或特制的分色镜，按照场景内各种颜色分布的比率，分解成二原色(研究发现，任何一种颜色的光都可分解成红、绿、蓝三种基本颜色)。最终这些色彩信号被重新处理，白平衡电路实际上就是可对这三种基色的电信号进行调整的电路。摄像机镜头三棱镜红色光靶面绿色光靶面蓝色光靶面输出色度信号图5—4色度信号处理过程原理如果采用的是组合记录方式，色度信号就和亮度信号记录在一起；如果采用的是分量记录方式，色度信号和亮度信号就分别单独记录。(3)数字化对图像信号进行数字化处理是当今的发展趋势。数字摄像机中用模数转换电路将模拟信号数字化后再进行传输、处理和存储时有许多优势，如抗干扰能力强，稳定性好，损耗小，易于元件集成化，便于大量快速存储，便于与计算机联机处理等。数字化是摄像机提高使用性能，增加新功能(如数码变焦、油画、频闪、静帧效果等)的基本条件。控制电路控制电路用以控制摄像机的各种功能。有些功能是自动控制，如自动聚焦、自动光圈等。通常自动控制是通过检测电路检测出偏离状态，经过比较计算，产生个误差电压，再送到控制电路将偏离状态纠正到正常状态。有些功能是手动控制，使用时应根据实际情况进行操作。录像单元录像单元就是一台录像机，其功能是把视频处理电路送来的视频信号和音频处理电路送来的音频信号转换成磁信号记录在磁带上，它也可以作为放像机来使用。录像单元由机械系统(带仓、磁头、走带机构)和电路系统(记录与重放电路、伺服电路、控制电路)两大部分组成。

带云台的摄像机组成结构是什么

监控若是只有监控摄像机也不能够完成监控的工作，它需要借助其它的辅助工具来完成整个监控过程，这就引来了今天的主题——云台。这篇文章主要是就监控摄像机云台的作用及组成结构做了简单的分析。云台的作用是为了延伸监控摄像机监控范围，它能实现上下和左右转动，将监控摄像机搭载在上面，能够实现多角度监控。监控摄像机云台并不是摄像机，它只是一个特殊的支架而已，云台通过不断调整支架的角度来延伸监控视野面积。云台根据旋转的角度不同可以水平型云台和全向型云台，通过控制线，人们可以远程遥控更改监控摄像机监控角度，实现多角度监控。1、摄像机一般地谈到摄像机，很自然地就会联想到家用摄像机。实际上，监控用摄像机与家用摄像机有很多不同，首先从根本上设计标准是不同的，一是为工业应用而设计，一是为家庭使用而设计，因此它们在长时间工作、对操作使用环境的要求就很不同；体积上，监控用机体积小巧，而家用机因将所有控制部分及磁带全部装在同一机壳内，故体积要大许多，且必须现场手动控制，无法实现异地远程控制；在关键的分辨率上，家用机一般在水平300线左右，而监控用机为摄清黑板上的板书，水平分辨率应在400线以上。各教室安装一台JIYEL出品的JY-803 一体化彩色摄像机，480TV线中心分辨率，1Lux低照度，具有自动白平衡、逆光补偿和自动电子快门调节功能，内置22倍光学镜头。2、镜头分定焦镜头和变焦镜头。变焦镜头焦距可变，可将景物拉近或推远，实现几倍缩放效果，使用它即可将黑板上的板书清楚摄下，也 可将教室内的全貌摄下，定焦头则无法实现此功能。配备镜头为电动三可变镜头，可进行变焦、聚焦和光圈调节。变焦可将画面拉近推远，改变视角和成像大小；调节聚焦和光圈，可调整图像清晰度。可将教室内老师或某一学生的大头像清晰实时定格于整个屏幕，亦可推至全班情形像。3、云台是可以带动摄像机左右、上下转动的设备，有了它，可以实现对教室内的全方位摄像。一般来说，一台固定摄像机，仅能看到教室内60%左右的学生，而使用带云台摄像机就可看到教室内的各个方向及讲台、黑板。它可装于墙壁或天花板上。选用JIYEL出品的JY-8009型室内全球形云台，具有体积小，外形美观的特点。4、监听头它是一个高度灵敏而又体积小巧的麦克风。选用TD出品的TD-701系列监听头即可。5、防护罩它为摄像机提供进一步的防护功能，防止一定的破坏，又能起到美观装饰和一定的隐蔽功能。6、控制主机这是本系统的心脏，所有的其它设备都要与控制主机相连，它通过键盘或计算机内的多媒体软件接收您的控制操作，然后控制其它设备来实现它，如：云台的转动，镜头的变倍、聚焦、光圈变化。它还可以将您所选定的摄像机画面调到您想要的监视器上显示，还可以使这些不同摄像机的画面按顺序显示出来，每路摄像机显示一定的时间，这时间是可以调整的，这种功能叫做切换，它极大的简化了您的操作。本系统主机可以带四个键盘和八台监视器，最多可接64路摄像机输入，完全可以满足您的要求。考虑到系统扩展与升级的冗余性，采用的视音频矩阵切换机，视频输入的路数应大于实际所需要的路数，同时带有RS-232和RS-485通讯接口，可任意接驳键盘主控机、键盘分控机、多媒体主控机、多媒体分控机。7、监视器与电视机有很多不同，最大处是分辨率，电视机水平分辨率只有300线左右，而监视器一般在400线以上，若要显示物体的细节部分，例如黑板上的字，这是必不可少的。8、解码器它是主机与前端设备间的“翻译”，它把主机发来的动作命令译成云台转动、镜头变化所需的驱动电压和电源。驱动相应摄像机、电动三可变镜头、室内云台等完成各种动作。9、画面分割器可以同时将多至16路不同的图像同时在一台监视器上显示出来。10、安防中心安防中心是整个安全防范系统的神经中枢，它不允许非值班人员随意进入面且一旦有重大案件发生时，首先遭袭击的便是安防中心的工作人员因此在安防中心的门口安装了一套台湾可视对讲系统。如有人欲进入安防中心，必先按门铃通知值班人员，值班人员在室内，经确认后，只要一按开关，门即自动打开。这样既保证了值班人员的生命安个，也避免了外界不必要的干扰。安防中心设在综合教学楼一层，其具体情况如下：地面敷设抗静电架空活动地板，架空高度30cm。为保证设备和系统可靠地工作，电源由专用的配电箱双路供电，总容量5KW。摄像机和报警器由安防中心引专线集供电，并中心操作通断。室内有通风设施和柜机空调。整个系统采用综合接地，接地电阻小于1Ω；进安防中心的封闭金属桥架与综合接地作可靠联结。