古代神话中有许多关于“千里眼”的传说。然而直到本世纪70年代,彩色摄象机有了迅速发展之后,人们这一美好愿望才得以实现。“电视”是指用电的方法来观看物体的意思,而完成这一任务的关键部件就是摄象机。
摄象机不象电影机那样直接把图象感光在胶片上,而是通过光电转换器件将景物的光信号转换成电信号。完成这一功能的关键部件就是摄象管,目前几乎所有高质量彩色摄象机都采用氧化铅摄象管。80年代又出现了CCD固体摄象器件,它直接取代了氧化铅摄象管,使摄象机的体积和重量大大减小。
早期摄象机只能摄取黑白图象,直到1963年彩色摄象机才迅速发展起来。最先发展起来的是单管彩色摄象机,它是用一只摄象管来产生R、G、B三基色信号。单管机的水平清晰度只有200~300电视线,图象质量不高。但它具有重量轻、体积小、结构简单和成本低等优点,在工业、医疗、教育以及家庭,得到广泛的应用。
电视台使用的大都是三管彩色摄象机。它在机内装有3只摄象管,在机内的排列如图所示。每只摄象管之前都装有一组分色棱镜,它将入射的光线分解成红、绿、蓝3种基色光,然后再把这3种基色光分别送入R、G、B3路摄象管,变换成R、G、B三基色信号。

摄象机最前面的部分称机头。机头中有一组光学组件组成的镜头,它确定拍摄的光圈焦距、色温和景别等。在镜头的后侧装有镜头伺服电路,用来产生控制光圈和变焦距用的电压,可使手动光圈变成自动光圈,手动变焦变为电动变焦,这样给实际操作者带来许多方便。分色棱镜前面设有一组滤色片,称色温校正片,用来补偿由于光源的色温变化所引起的图象色调失真。机头中3只摄象管配有偏转线圈和聚焦线圈,因此它还有扫描电路和聚焦电路,如图所示。此外还没有R、G、B预放器,它们将摄象管输出的微弱信号进行适当放大,以便在电路系统中进行校正和补偿。因此它的质量直接影响整机灵敏度、信杂比和清晰度,它是一级宽频带、低杂波和高增益视频放大器。
机头中摄象管拾取的微弱信号送到电路系统,经过各种处理之后再通过编码器,将R、G、B三基色信号混合成全电视信号。现把电路系统各部分电路作一简要介绍。
1.增益控制级:它是设有3路放大器的增益调整电路。其中白平衡调整可改变3路放大器的增益,使各路信号幅度保持一致。另外它还设有一个可变增 益开关,一般有0dB、-9dB、-18dB3档,它供在照度不够时应急拍摄时使用。
2.黑斑补偿电路:黑斑补偿电路是用来补偿由分光系统的色渐变和摄象管光电导层灵敏度不均匀造成的图象亮度不均匀,同时还用来补偿由摄象管的暗电流和偏置光引起的黑电平不均匀。
3.彩色校正电路:这部分电路产生模拟理想分光特性负区的等效电压,并叠加到相应的基色信号中去,使重放图象的彩色逼真。
4.轮廓校正电路:扫描电子束的孔阑效应使摄象管输出的高频信号幅度下降,因此使图象的细节模糊,图象的边沿也不够清晰。轮廓校正电路可以提升信号的高频分量使图象轮廓的对比度加强,以提高人眼对图象的清晰度感。
5.黑电平控制和杂散光校正电路:黑电平控制电路用于黑电平调整,使图象背景亮度可调,同时可用于调黑平衡。为了使图象底色稳定,还必须将镜头和摄象管内杂散光产生的平均电平减小到容许的程度,这部分电路就叫杂散光校正电路。
6.γ校正电路:由于电视机的显象管在由电信号转变成光信号的过程中,要产生非线性失真,称为γ失真。所以在摄象机中就要进行预校正,以消除重视图象的亮度和色度失真。
7.混消隐和切割电路:视频处理放大器输出的视频信号必须混入标准的消隐信号,使重现图象的四周得到修整。配合黑电平切割电路,使信号建立起一定的黑电平提升,另外还设有白电平切割电路,它使输出信号的峰值限制在规定的电平以下。
8.编码器:它是将3路放大器的R、G、B三基色信号混合成视频信号,配合彩色同步机产生的复合同步信号,再与亮度信号进行混合就产生出全电视信号。
如果我们把这一全电视信号接到监视器上,就能显示出所拍摄的画面。如果把这一信号接到录象机,就能把这些画面记录在磁带上。如果把这一信号通过微波传送或电视发射台发射出去,就能使千里以外的观众观赏到现场的情景。
80年代以来,摄象机的发展非常迅速,各种型号的摄录一体化机不断出现。特别CCD固体摄象器件的应用,使摄象机向小型化、高质量和长寿命方面发展。随着电子科学技术的发展,有些国家已开始研制数字摄象机,它的出现将使电视业发生巨大的变革。(王宁)