摄像机的基本组成框图分类
第二节数码相机的结构-精选
现代照相机机身内都设有连动光 学测距装置，称作光学测距器，由 数块透镜和棱镜构成。
镜头旋转时可使测距器连动，通 常是取景、测距合一同时进行，拍 摄取景时将镜头稍加旋转即可测出 准确距离。
近年来又出现了更为先进的电子 控制的全自动测距装置，拍摄时， 无须考虑测距，只要按动快门钮， 即可摄得清晰的影像
❖ 设定手动对焦模式 后，相机内置的自 动对焦系统失效， 让用户通过手动操 作进行对焦。将单 反相机和镜头的对 焦模式转换钮拨到M 挡，左手托镜头， 食指和大母指转动 最前边的对焦圈。 眼看取景屏，当看 到画面清晰，或中 间的小圆圈很清晰， 就对焦完成。
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自动调焦
照相机的自动对焦是指根据被摄主体 的距离。镜头通过自动前后移动完成调 焦。
被动式自动调焦即直接接收分析来 自景物自身的反光，远处同样能准确 调焦，单反像机绝大部分是使用这种 调焦方式，近年出现的高级傻瓜像机 也有采用这种调焦方式的，因为它能 满足大口径和长焦距镜头景深小的需 要。
按测距区域可分为中心区自动调焦和 多区域自动调焦
中心区调焦是早期的、初级的方法， 它只对画面中心靶区部分进行测距、调 焦，主体如不在中心，必须先对主体调 焦后锁定，再移动构图、拍摄，很不方 便。
在照相机发展早期,由于感光材料感光度很低,所需 曝光时间很长,采用装上、卸下镜头盖来控制曝光时 间。随着感光材料感光度的增高和拍摄要求的不断 提高,逐步形成了我们所说的现代意义上的快门。
镜头快门 焦平面快门
镜头快门 焦平面快门
镜前快门 镜间快门 镜后快门
横走式焦平面 帘幕快门
（遮光幕为可卷紧、绕开的柔 性帘幕）
反光镜快门
是借助单反相机的反光镜作为前遮光片和 一个与之配合的后遮光片完成对感光材料的 曝光，属简易快门。
照相机的基本结构.ppt
镜头焦距的长短影响其成像的大小：在相同距离拍摄时焦 距长的镜头成像大，焦距短的镜头成像小。
物距：在镜头成像中，从被摄物体到镜头中心 的距离。 像距：从镜头中心至所成影像间的距离。 （物距远则像距近，物距近则像距远）
焦点
镜头 中心
焦距 F
像距
物距 镜头 中心
凸透镜的成像公式：1/u+1/v=1/f
第二：现代相机在上述反光原理的基础上，在45°角的反 光镜上端是在光线较暗时， 影像也暗，不易看清楚。
上述两种方法各有利弊，因此，新型相机采用了两者 的长处，对对焦屏进行改进，采用了综合对焦的方 法。 （四）取景器 （1）取景器的作用有三个：一是被摄景物；二是用于 界定拍摄景物的范围；三是用来确定对景物的取舍 和安排画面的布局。 （2）取景器观察到的景物应与感光片上所拍摄到的景 物一致，否则会有视差问题。现代单镜头反光照相 机，多把取景和测距的功能结合在一起，镜头既用 作测距，有用作取景和拍摄，因此没有视差现象产 生。
（3）镜头的视角
镜头很人眼一样，其视野有一定的角度，称为 视角。视角的大小，取决于镜头焦距的长短 和所拍摄使用底片的尺寸。一般来讲，焦距 长的镜头视角小，焦距越短，视角越大。 视角的测定方法是：当镜头与底片保持在焦点 距离时，由镜头中心至底片对角线端引出直 线，其所形成的夹角，便是该镜头的视角。
（镜头的视角示意图）
单镜头反光数码像相机不仅保留了35毫米单镜头反 光照相机上绝大多数的功能（如各种测光、自动曝 光、自动对焦等功能），而且操作也几乎一模一样， 这使得一些传统照相机的用户，能很快适应单镜头 反光数码照相机。 单镜头反光数码照相机目前被广泛运用于新闻摄影、 体育摄影、广告摄影或军事摄影等专业摄影领域， 这种照相机所摄的图像在制成小于或者等于10英寸 的照片时，可以达到与银盐照片相比拟的质量。从 单镜头反光数码照相机体积看，多数单镜头反光数 码照相机的机身看起来比传统35毫米单镜头反光照 相机的机身更高、更厚，这是由于这种照相机增添 了数码处理部分及存贮装置的之缘故。
监控摄像机基础知识PPT课件
Φ14镜头（直插镜头，无螺纹镜头）
M12镜头（有螺纹镜头）
镜头的种类 按照光圈调节方式分类： •手动光圈镜头 •自动光圈镜头：直流驱动自动光圈镜头（DC Auto Iris lens）
视频驱动自动光圈镜头（Video Auto Iris lens） 按照视角大小不同分类： •广角镜头：视角90度以上，观察范围较大，近处图像有变形。 •标准镜头：视角30度左右，使用范围较广。 •长焦镜头：视角20度以内，焦距可达几十毫米或上百毫米。 •变焦镜头：镜头焦距连续可变，焦距可以从广角变到长焦，焦
目前常见的模拟监控摄像机分辨率： 420TVL（低线）、480TVL、540TVL（高线）
Sony正在推广的新一代方案 Effio，分辨率可达600TVL
清晰度的测量方法：使用特定的 照明条件及测试卡，用目测法观 察监视上图像中心上能分辨的最 大线数 。
四、最低照度
摄像机输出端之视频信号幅度降至额定电平的一半时物体的 最小照度。此外，测试时最低照度的数值，是受诸多因素影 响的，包括：
▪各厂家有用信号（黑电平至白电平）幅度的定义值有所不同， 所用相同最低照度的摄像机，因幅度的定义值不同，效果也 显着不同。对于选用者这就是要在相同条件下来比对；
▪同一个摄像机在不同光圈下，其最低照度不一样。光圈越大， 代表口径越大，最低照度会降低（即灵敏度会提高）；
▪最低照度还受光源色温影响； ▪最低照度还和反射率（目标的反射和背景）有关； ▪最低照度还和AGC的大小、快门状态等有关。
监控摄像机基础知识
2010-10-20
Outlines
• 监控摄像机的分类 • 模拟摄像机的基本构成 • 摄像机各组成部分的作用 • 摄像机常用术语 • 摄像机的常用指标 • FAQ
第三章摄像机的基本结构及功能演示课件
移像镜，也叫固定组，可以将镜头的成像画面后 移一段距离以便在镜头与成像器件之间增加分光 系统。
镜头上的字母
24-105mm：焦距范围 Φ77mm：镜头口径 F1:4 ：最大光圈值 4.3X ：变焦倍数，最长
焦距与最短焦距的比值
广角镜头
◦ 焦距短、视角广于标准镜头的镜头。用广角镜头拍摄的画 面，视野宽阔，空间纵深度大，可以展示强烈的立体感和 空间效果。对拍摄对象的成像具有较大的透视变形作用， 会造成一定程度的扭曲失真。这种变形失真会随着视角的 增大而加剧。
长焦镜头（望远镜头）
◦ 焦距长、视角小于标准镜头的镜头。焦距从100mm到 1000mm不等，焦距为100mm左右的镜头称为中长焦镜头； 焦距为200mm以上的镜头称为长焦镜头。长焦镜头也有一 种变形，就是会将景物压缩在一起、减弱景物原有的立体 感和空间感
视频和音频输出接口：BNC（Q9），RCA（莲花）， A/V接口，XLR（卡农接口）。
数据输出：HDMI，1394，USB
1394接口 USB接口 HDMI接口
录音系统 摄像机采集声音有机内麦克风采集和外置麦克风采 集两种方式。机内麦克风的采集工作为自动，即根 据现场声音的高低，麦克风自动进行调整拾音，如 果是专业级别的摄像机，可以对声音采集的电平进 行调整，以此来控制收集声音的高低程度。
变焦镜头
◦ 可变换焦距的镜头称为变焦镜头，这种镜头可以通过连续 的焦距变化来获得不同的拍摄范围。这在取景构图的操作 变化上非常实用。同时，一般摄像机的变焦镜头上都装有 电动变焦装置，可以使用电动马达驱动镜头变焦，使操作 更轻便。
感光元件
◦ 就是图像传感器（光电芯片、光敏芯片）。它是一块布满 千万个光敏点（像素点）的几何形硅晶体片，可感受和记 录外界光线的信息，并将其转换为电流，同时转换为数字 信息。再经过计算机运算处理，得到一幅数字数字影像的 数据文件。
摄像机的基本原理 2
摄像机的基本原理 21．摄像机的基本结构原理<1>普通摄像机组成原理：外壳、镜头、CCD感光元件、基本电路板（含Q9头）、电源模块（一般是220V转12V的变压器）镜头也就是实现光圈开关、变动焦距功能的器件。
CCD感光元件是摄象机中重要的组成部分，它的好坏直接影响到摄象机的质量，感光元件在效果中的体现为视频画面的清晰度，也就是常说的420线、480线、520线等参数。
还有CCD按规格分，常见的有1/3、1/4规格，当然还有1/2、2/3、1的规格，由于在成本上考虑，大部分生产商会考虑便宜的1/4、1/3规格的CCD。
基本电路板就相当于电脑的主板，也称为“系统总线”所有的器件都要通过它来实现自己的功能。
电源模块其实就是个变压器，为电路板和与电路板相连接的器件提供稳定持续的电力供应。
（1）网络摄像机网络摄像机进行访问，观看实时图像，及控制摄像机的镜头和云台。
6.外部报警、控制接口网络摄像机为工程应用提供了实用的外部接口，如控制云台的485接口，用于报警信号输入输出的I/O口。
如红外探头发现有目标出现，发报警信号给网络摄像机，网络摄像机自动调整镜头方向并实时录像；另一方面，当网络摄像机侦测到有移动目标出现时，亦可向外发出报警信号。
2．摄像机的种类摄像机的种类有普通枪机、半球摄像机、红外摄像机、一体摄像机等。
1：普通枪机：这种摄象机是最普遍的监控摄象机，也就是说它是按照监控摄象机的基本组成结构来制作的。
这里要强调的是镜头的区别。
在枪机上可以安装普通、长距离和广角镜头。
按镜头的标准来说以6.0mm镜头为分界线，比其小的一般为广角镜头，角度一般大于30度。
比其大的一般为长距离镜头，距离一般要大于30米。
2：半球摄象机：这种摄象机除了外壳和普通枪机不同以外，其他的标准都差不多。
3：红外摄象机：这种摄象机就是在普通摄象机的基础上配和红外灯来增强夜视效果的摄象机。
这里要强调的是CCD感光元件和镜头。
有的普通摄象机的CCD就有感红外功能，对于这种摄象机来说，直接加装红外灯就可以了。
摄像机的光学系统
3.2 摄像机的光学系统摄像机光学系统是摄像机重要的组成部分，它是决定图像质量的关键部件之一，也是摄像师拍摄操作最频繁的部位。
摄像机的光学系统由内、外光学系统两部分组成，外光学系统便是摄像镜头，内光学系统则是在机身内部的分光系统和各种滤色片组成。
图3—7所示为三片摄像机光学系统的基本组成。
图中：1—镜头；2—色温滤色片；3—红外截上滤色片；4—晶体光学低通滤色片；5—分光棱镜；6—红、绿、蓝谱带校正片。
一.透镜成像的误差及其补偿除了平面反射镜之外，任何光学系统成像都是有误差的。
因此，我们要了解透镜成像的误差性质及其补偿方法。
进而了解摄像机光学系统如何解决了透镜质量问题。
1.球差为凸透镜孔径较大时，从轴上物点P发出的单色光束。
通过透镜时，由于凸透镜的边缘部分比中心部分弯曲的厉害些，所以通过边缘部分的光线比近轴光线折射的严重，致使边缘部分的光线含聚于焦点F之前的F的点，因此在焦点处形成了一个中心亮、边缘模糊的小图盘，而不是很清晰的小亮点，这样的像差称为球差。
如图3—8。
图3—82.色差如图3—9，轴上一点P发出的光为复色光，由于玻璃对不同波长的光折射率略有不同，因此不同波长的光不能会聚于一点，如图上蓝光因波长较短成像于Q F点，而红光因波长较长成像于Q C点。
这样形成的像差称为色差，表现为图像边缘有彩色镶边。
图3—93.像的几何失真这种失真影响像与物的几何相似性，一般有桶形失真和枕形失真。
（1）桶形失真这种失真也称正失真，它是由于在物与透镜之间放置了一个光阑而形成的像差。
其特点是整个像面的四个角向中心收拢，显得中间向外凸，如图3-10。
（2）枕形失真这种失真也称负失真，它是固在透镜与像点之间放了一个光阑而形成的像差。
其特点是整个像面的四个角向外拉伸，与桶形失真真正相反，如图3—11所示。
4. 球差和色差的补偿凹透镜也会产生球差和色差，但其性质与凸透镜形成的像差正好相反。
如凹透镜对边缘光线的外折射较大，正好可以补偿凸透镜的球差，如图3—12。
超高速摄像机系统组成图解
超高速摄像机的超高速图像采集系统主要由相机主机、控制分析软件、图像处理仪组成。
超高速摄像机各部分示意图如下：图像采集系统主机内主要由分光系统和ICCD通道系统组成，示意图如下：在CCD上产生的增强的信号是由一个系列链产生的，通过以下一些部件：超高速摄像机内部示意图：ICCD通道系统内的基本工作原理：通过透镜将拍摄的目标对像光信号传送到增强器的光阴极上，像增强器在高压窄脉冲控制下输出具有较短曝光时间的图像，并由后续CCD接收和记录。
系统曝光时间和摄影频率由像增强器驱动源以及精密同步系统控制。
多通道图像分光耦合系统工作原理：传统的图像分割技术往往使用立方或半透膜分束器将一个图像分割成两个相同的低强度二级图像。
由于一般图像都不是单频的，所以传统技术都不可能预测强度比率。
XXRapidFrame系列相机使用全反射镜观察所有子图像，使得所有的强度分布都能在一个镜像几何函数中反映出来。
这个方法可以很容易地扩展到紫外光谱区域。
在每个光学路径的通道上都装有一个滤波器，它能产生一些特殊的效果，比如对一个实验生成三种颜色的图像。
对于各种通道设置的不同延迟时间，它还可以用来恢复成3-D空间信息。
下图为图像分光耦合系统示意图：Stanford Computer Optics的ICCD摄像机是独立的解决方案，可以通过RS232，Camera Link或USB连接远程操作和调整。
4 Spec E软件可以作为一体化解决方案，以满足超高速ICCD摄像机系统的所有操作要求。
4 Spec E包括四个功能模块：远程摄像控制，实况监视，图像编辑和光谱分析。
因此，软件可以作为全面的高速ICCD相机操作和数据分析工具。
4 Spec E软件的截图软件主要功能有：1.相机控制远程摄像机控制提供了对ICCD摄像机操作参数的远程访问。
它可以直接在计算机上配置超高速ICCD摄像机系统。
ICCD摄像机的所有参数都可远程编程。
这些参数包括例如MCP电压供应，门控时间，视频增益，触发配置和曝光模式。