摄像机的组成

摄像机是一种把景物光像转变为电信号的装置。从能量的转变来看，摄像机是一个能够进行光、电、磁转换的设备。

彩色摄像机自20世纪产生以来，摄像器件不断发展，经历了电子管、晶体管、摄像管及固体摄像器件时代，整机也经历了从黑白到彩色、从模拟到数字的转变。目前使用的摄像机大多为数字摄像机。但是由于摄像器件输出的信号为模拟信号，因此所有的数字摄像机从严格意义上讲都应称为"数字处理摄像机"。而一般将数字信号处理电路占70%以上的摄像机称为数字摄像机。

彩色摄像机的主要功能是将外界的光学景物图像通过光学系统分解为R、G、B三基色图像，经固体摄像器件转换为电信号，并放大处理、最终编码形成符合标准的电视信号。摄像机就其结构来说可以分成光学系统(包括光学镜头和分色棱镜)、光电转换系统(主要指固体摄像器件)以及处理电路系统。

1.光学系统

1)光学镜头

光学系统的主要部件是光学镜头，电视画面的清晰程度和影像层次是否丰富等表现能力，受光学镜头的内在质量所制约。光学镜头是精密的器件，由透镜系统组合而成，而透镜系统又包含着许多片凸凹不同的透镜，其中凸透镜的中心比边缘厚。当被摄对象经过光学系统透镜的折射后，在光电转换系统的摄像管或固体摄像器件的成像面上成像。

镜头有固定焦距镜头和可变焦距镜头两种，固定镜头可划分为标准镜头、长焦距镜头和广角镜头。标准镜头的焦距和人眼正常的水平视角相似。在使用标准镜头拍摄时，被摄对象的空间和透视关系与摄像者在寻像器中所见到的相同。焦距50mm以上称为长焦距镜头，16mm以下的称为广角镜头。

在摄像机中使用的主要是变焦距镜头。亦佳距镜头具有在一定范围内连续改变焦距而成像面位置不变的性质，即一个透镜系统能实现从"广角镜头"到"标准镜头""长焦距镜头"的连续转换。该镜头已成为摄像机上运用最广泛的镜头.其作用是将景物聚焦成像在固体摄像器件的感光面上。通常在专业级以上的摄像机中，多采用手动方式调节聚焦。在多数家用摄像机中采用自动聚焦系统，自动聚焦装置有四种工作方式，即红外线方式、超声波方式、海耐乌艾方式和佳能SST方式。它们都有较高的测量精度，分别被应用在不同类型的摄像机之中。

2)滤色片

滤色片包括中性滤色片和色温滤色片。

中性滤色片主要是对强太阳光进行衰减，它可以对波长在400~700nm之间的光进行等比例衰减，用于晴朗的室外阳光强烈但又不能通过减小光圈( 景深也会发生变化)来达到减少进光量的环境。也可以通过使用中性滤色片而达到增大光圈产生一定艺术效果的拍摄。中性滤色片用ND表示，如1/4ND表示光的透射率为0.25，1/8ND表示光的透射率为0.125。

色温滤色片用于调节白平衡，安装在镜头的后面，用来改变不同频率光的入射比例。常用的色温滤色片有0K、3200K、5600K、5600K+1/8ND几种。

3)分光棱镜

分光棱镜用于将人射光线分解为R、G、B三路成像于摄像器件的三个面上。

2.光电转换系统

光电转换系统是摄像机的核心，用于将光信号变为电信号，但其输出的电信号仍为模拟信号，如在数字摄像机中使用还需进行模数转换才能形成数字信号。目前，常用的CCD固体摄像器件有单片式和三片式。

3.处理电路

当光学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。但是这时的信号很微弱，如果不进行后期处理直接记录的话，很容易会被噪波信号所淹没。处理电路就是用于将摄像器件输出的微弱电信号进行放大、处理、校正、最终编码输出符合标准的电视信号，主要指视频处理及编码电路、系统控制电路等。