摄像机监控成像原理

摄像机由视频电路和音频电路两大部分组成。视频部分主要由光学系统、摄像器件、预放器、同步扫描系统、控制系统和彩色监控摄像机中特有的彩色编码器几部分组成。音频部分较为简单，一般装有一个微音器，用来把现场声音转化为电信号，利用监控摄像机内的音频放大电路可以把音频电信号放至足够大后输出。音频电路相对视频系统是独立的。
　　光学系统 　黑白监控摄像机和单管彩色监控摄像机中的光学系统由光学镜头组成，光学镜头由透镜组和可调光阑(光圈)组成。透镜组使被摄景物成像于摄像器件的靶面上，光阑则用来调整光通量。简单监控摄像机上只有一个固定焦距镜头，演播室用摄像机可以有几个固定焦距镜头，根据拍摄意图随意选用，而新型摄像机上越来越多的使用变焦距镜头。三管彩色摄像机的光学系统由光学镜头和分光棱镜组成。分光棱镜的作用是将通过的光线分解成红(R)、 绿(G)、 蓝(B) 三种基色光线，在三支摄像器件的靶面上分别成像。分光棱镜是一种特殊设计的棱镜组，棱镜组中的两个特殊界面可以有选择地反射某种基色光线而使其他光线通过。
　　摄像器件 　完成图像分解和光电信号转换的器件。图像分解是把一幅完整图像分解成若干独立的像素（构成电视图像画面的Z小单元）的过程。一般说，像素的数目愈多，图像愈清晰。每个像素只用单一的颜色和亮度表示。摄像器件能把图像中各像素的光信号转变成相应的电信号，再按一定的顺序传送到输出端。摄像器件分摄像管和固体（半导体）摄像器件两大类。
　　①摄像管、电子束器件，又分为析像管、光电倍增析像管、超正析像管和光导摄像管等几种。新型摄像机中多使用小巧的氧化铅光电摄像管。各种摄像管都有一个真空玻壳，里面装有靶面和电子枪。被摄景物透过玻壳上的窗成像于靶面，利用靶面的光电发射效应或光电导效应将靶面各点的照度分布转化为相应的电位分布，将光图像变成电图像。在管外偏转线圈驱动下，电子束逐点逐行扫描靶面，把扫描路径上各像素的电位信号按序输出。
　　②固体摄像器件。一种新型的电荷耦合器件 (CCD)。几十万个器件单元排列成阵面，表层具有光敏特性。被摄景物成像于阵面，各单元存储电荷量和照度成正比。利用时钟脉冲和移位控制信号，将阵面各单元信号按一定顺序移出，即可得到强度随时间变化的图像电信号。
　　预放器 　把摄像器件输出的微弱信号放大到规定幅度的视频放大器。为保证良好的信噪比，要求预放器有尽可能小的噪声系数。