摄像机的基本结构和原理：彩色摄像机的结构原理

摄像机主要由光学系统、光电转换器件、视频图像信号处理系统、寻像器及自动控制系统等部分所构成。对于摄录一体化的摄像机，还包括进行电磁转换的磁记录/重放系统。

（1）光学系统

光学系统的作用是使通过镜头的景物光线在分色系统的作用下分解为三基色图像。它由镜头、色温滤光片和分色系统组成。

镜头的作用是摄取景物图像，并使它清晰地成像于摄像管的光敏靶面上。

色温转换滤色片包括色温片和滤光片。滤光片用来改变入射光的强弱；色温片用来校正色温，它难将不同光源的色温变换为摄像机要求的3200K，使拍摄的图像色彩真实，避免偏色。专业彩色摄像机一般是将多片不同的滤色片镶在一个圆盘上，摄像时可根据光源的色温和光线的强弱情况拨动圆盘，以取得合适的位置。家用摄像机一般不装有滤色片，主要通过电路调整来适应不同的光源。

分色系统由分色棱镜所组成。其任务是将彩色图像分成红、绿、蓝三幅基色图像，并分别送给对应的红、绿、蓝摄像管。红、绿、蓝摄像管结构性能是相同的，只是分工不同而已。

（2）光电转换系统

光电转换器的作用是实现图像各像素按顺序进行光电转换，主要有电真空摄像管和固体摄像器件两大类。

电真空摄像管出现最早，技术较为成熟，应用比较广泛。对于电真空摄像管，必须设置聚焦与偏转控制系统，以控制摄像管内电子束准确而且按从左到右、从上到下的行、场扫描规律对靶面进行正确扫描，并保证电子束很细，从而获得清晰的图像。

固体摄像器件，也称半导体摄像器件，技术上较成熟的有金属氧化物半志体（MOS）器件、电荷耦合（CCD）器件和电荷驱动（CPD）器件三大类，其中CCD器件应用最广。彩色固体摄像机将固体摄像器件装在分色系统的成像面上，省略了电子枪、偏转线圈和真空玻璃管等体积大而结构复杂的部分，使摄像机更小巧轻便。固体器件由几十万个顺序排列的、能在光的作用下产生电荷的小单元组成，当景物光线照射在其上时，小单元内便产生随光照强度变化的电荷，形成了像素。通过在每个像素单元的电极上顺序通电，就能把每个单元中积累的电荷转移出去，形成电视信号。固体摄像机的优点是：画面均匀性好、灵敏度高、几何失真小、重合精度高、惰性小、抗强光照射、耐冲击抗振动、小而轻、寿命长等。目前家用摄像机已100%采用固体摄像器件，专业和广播级摄像机也越来越多地采用这种器件。展望摄像器件的发展趋势，固体摄像器悠扬将逐渐取代摄像管。

（3）视频图像信号处理系统

视频图像信号处理系统的作用是对摄像器件输出的图像信号（很微弱）进行预放大（一般放大到0.7V）后，对三基色图像信号进行各种校正、补偿处理。经过加工处理的红、绿、蓝三基色信号进入彩色编码处理，得出包含亮度信号和色度信号的彩色全电视信号，向外输出。亮度信号携带色彩信息，这样就能够实现彩色电视与就能够实现彩色电视与黑白电视兼容。目前世界上采用了NTSC、SECAM和PAL三种主要制式进行彩色编码处理。

（4）自动控制系统

摄像机日趋小型化、实用化，使摄像操作人员只需简单地调整就可独立操作，实现各项功能。这是因为在摄像机内已设置自动控制系统。如自动光圈、自动变焦、自动聚焦、自动增益、自动白平衡/黑平衡调整等等。自动控制系统技术使摄像机操作越来越简单化，而摄像机的功能却越来越齐全。

（5）磁记录/重放系统

对于摄像、录像一体化的摄像机，还设置了磁记录/重放系统。这个系统实际上是一个小型的盒式磁带录像机，其作用是将摄像机拍摄的景物图像的彩色电视信号记录在磁带上。同时还可以重放，通过寻像器监视，检查图像质量或寻找摄录开始位置。

（6）寻像器

摄像机上的寻像器实际上是一个小屏幕电视监视器，供摄像操作人员取景、调焦、观察画面实际效果和各种电路控制操作信号批示用。寻像器有彩色与黑白之分。彩色寻像器一般只安装在用于演播厅内的大型摄像机上，其他类型摄像机一般只有黑白寻像器。