1984摄像管三部曲~Sony索尼BMC-200P家庭摄像机拆解（多图）

微笑的先生

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0、前情回顾
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之前我曾经完成了一系列的摄像机拆解，形成了新旧两组摄像机三部曲，拆机最为吸引人的是发掘背后的故事，我之前拆解过数字DV，也拆解过模拟CCD摄像机（从广播级走入家庭，80-90年代的摄像机系列拆解贴 ）回顾摄像机的发展历程，还有一个重要的角落我不曾涉足，那就是“摄像管”摄像机，它更加古老，更加硬核，我从今年初就开始搜罗相关的老旧机器，收购了不少老家伙，拆了个痛快。现在终于有机会整理照片查找资料，很凑巧的是，我拆解的几部机器都是1983-1984年生产的，因此我将以点概面地呈现大家全新也是最古老的“1984摄像管三部曲”。
首先我要讲解摄像管摄像机与CCD的区别与原理；其次在20世纪80年代，很多现在习以为常的技术（比如自动对焦）还没普及，我也逐一讲解涉及到的古老技术知识。就从Sony索尼BMC-200P单管摄像机开始入手吧。

目录：
1、背景介绍
2、外观展示
3、拆解展示

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1、背景介绍
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VTR与VCR

试想一下，如果一个家庭想在60年代用动态的影像记录自己的户外生活，（他们肯定没有手机了，当然手持DV那个时候也是没有的）他们能使用的，只有沉重且昂贵的分体式手持式摄像机+背包匣式（盘式）录像机（Open Reel Videotape Recorder，也就是常说的VTR），就是这么个东西——


当然现在看还挺拉风的，但负责录像的人苦不堪言，VTR最大的问题有两个，第一是重量太沉了，动辄十几公斤的装备，过于沉重；其次是这玩意播放不方便啊，摄像卷拍完了，想看拍摄的效果，还得回家用专用的机器，不管是顺序播放还是倒序播放都不是那么便捷。

不过到了70年代，这种现状有所改变，首先是卡式录像带（Cassette）出来了，相比匣式录像盘（Tape）便与保管和使用，其次是摄像装备的小型化集成化进度有所加快，1976年，JVC发布了世界上第一款基于VHS标准的卡式磁带录像机Victor HR-3300（Video Cassette Recorder，也就是VCR了），不过那时候的VCR还仅仅是一台比箱子小不了装备。


Victor HR-3300

BMC便携摄录机

但是呢科技发展的速度逐渐加快了——1983年，Sony索尼发布了世界上第一款摄录一体式的VCR：BMC-100摄像机，其中的BMC，就是Betamovie Recorder的缩写。


它也出现在Sony发展里程碑中，官方是这样介绍的：

世界上第一台“ Betamovie”便携式摄录机，结合了摄像机和Betamax磁带卡座。在摄像部分，小巧（0.5英寸）轻便的SMF Trinicon摄像管具有出色的感光度。在记录部分，Omega走带装载系统将磁头鼓直径几乎减少了一半。这些创新代表了当今最先进的技术，使“ Betamovie”成为世界上最小，最轻的便携式摄录机。该型号还引入了将相机电池装在手柄中的设计。

当然这个时候的VCR仍然非常落后（在当时算是顶尖科技了），比如这一款BMC-100，使用全尺寸的betamax磁带，体积非常庞大，而且机器仅仅支持记录影像，而不支持回放功能（Playback）这就意味着，拍完影像，你还得回家用专门的播放器才能看到拍摄内容。

升级自动对焦版本——BMC-200P


时间继续推移，终于到我们的主角BMC-200了，这一款机器是BMC-100的升级款，Sony于1984年发布，相较于100型号，最大的改变是支持了自动对焦，是的你没看错，BMC-100不支持自动对焦！当时的宣传册，处处透露着我们支持AUTO FOCUS的自豪感。

Betamax磁带

BMC-100和200使用的都是Betamax磁带，betamax可谓是后续betaXXX磁带格式的鼻祖~

Betamax（也称为beta）是消费级模拟录音和录像带的格式磁带。它由Sony开发1975年5月10日在日本发布。录像带包含0.50英寸宽（12.7毫米）的录像带，其设计类似于早期的专业0.75英寸宽（19毫米）的U-matic格式。Betamax在于VHC的格式大战中落败。根据索尼的历史网页，该名称具有双重含义：beta是日语单词，用于描述在磁带上记录信号的方式；小写希腊字母beta（β）的形状类似于磁带在传输过程中的路线。添加了单词“ maximum” 的后缀-max表示伟大。1977年，索尼发布了首款长期播放的Betamax VCR SL-8200。该VCR有两种记录速度：正常和较新的半速。这在L-500 Beta录像带上提供了两个小时的录制。

对于专业和广播视频行业，索尼从Betamax 衍生出Betacam。Betacam于1982年发布，成为ENG（电子新闻采集）中使用最广泛的录像带格式，代替了0.75英寸（19毫米）宽的U-matic磁带格式。

Betamax拥有250行亮度分辨率（333x576）        30线色度分辨率（40×288）。（维基）

betamax和VHS的大小对比


除此之外BMC-200P 的典型指标为：

感光元件—— 1/2 英寸 SMF Trinicon 单管
光学系统 —— F1.2 6X变焦，附带自动对焦
寻象器—— 镜头直通光学取景器
最低照度—— 28 勒克斯
信噪比—— 40dB
电源—— DC9.6V
最大录像时长—— 2小时10分钟. (Sony L-500磁带) & 3小时15分钟. (L-750磁带)
重量—— 2.5kg（无电池）
参数—— 125 x 220 x 357 mm (宽高深)

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2、外观展示
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完好机展示




网上查找的一些机器完好照片

收到的坏机展示



在黄鱼上以配件的价格收来，原本是前握把失踪，没想到遇到暴力快递，整个外壳被摔裂了，一碰就碎


Sony的logo不能少，右边的AF瞩目


镜头有霉斑，毕竟三十年了



缺少的前握把和电池接口，这里是开关


滤镜片切换，物理的呦


取景器也摔裂了，本以为是CRT取景器，拿到手才发现是直通镜头的反射（TTL）取景器


取景器里面有四个LED可以快速显示摄像机的状态





机身的信仰/型号/警告贴纸



暴力快递造成的，各种损坏，包括掉落的话筒，话筒本身有修复的胶带痕迹



这两个字样表示这是一台beta摄像机，成像元件是Trinicon摄像管（标签上是1984兹沃里金奖，兹沃里金(1889－1982 )Zworykin,Vladimir Kosma与1923年发明了阴极射线管）


损坏的痕迹挺多，这里还有烫伤，电源接口，耳机mic和Remote远程遥控（类似快门线）






控诉不靠谱的快递！



里面还有一盘卡住的磁带，Bteamax磁带，体积和VHS差不多，目前还拿不下来，接下来进入拆解的环节了~

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3、拆解展示
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外壳拆解

拜快递所赐，基本上外壳的拆解没有难度……



话筒可以先拆下来放在一边



壳子很容易就拆下来了



看来存放的时间很长，都生虫子了


开关的按键下面是LED和几个微动





机壳上，标记了生产日期，1984年（昭和59年）


滤镜的控制开关



这里的滤镜其实是一块茶色的塑料片，用于调节摄像机在灯光和日光下的色温白平衡差异，这种滤镜也沿用到后面的摄像机技术里面了


基本拆掉了一边的外壳


虽然能看到磁带，但目前还是无法取出，不过可以看得出，这一盘磁带是L500长度的，可以录制2小时10分钟时长（大家留意最后的彩蛋环节）



顶盖也可以继续拆掉，为取出磁带做准备


另一侧的外壳也拆掉了


从下面看的样子，欧米茄（Omega）的走带系统可以看得到，类似Ω字母的形态


电源输入小板


上面的保险丝已经炸了，可能有短路的地方


拿走电源小板，看到装带电机，手动转动可以实现退带



退出来了



目前才算是较为完整体的BMC-200“裸体”状态

镜头组拆解




已经断掉的取景器部分，尝试用模型胶水修复


黏上了……


当然很快就又掉了，一气之下，拆掉了……里面的结构非常简单，只有几个镜片


想要拆解镜头，必须要去掉主板，这里又见到日本的变态走线技术……让人头皮发麻


去掉主板了



目光聚焦到主体部分


走带电机之类的，一会详细拆解


开拆镜头组，拧掉镜头铸铝固定的框架


梳理出摄像管的尾线


看到了在后来BVV5PS上出现的理线金属丝


将取景器自动对焦模组和镜头组一并取下



剩下的机芯主板一会详细展示



镜头组



摄像管



取景器的光路，里面模糊一片，肯定是有发霉


自动对焦模组的线


开拆~


摄像管和镜头组分离~


镀酒红膜的镜头组主镜组


摄像管靶面，1/2英寸，最开始说尺寸是只摄像管靶面直径或对角线的长度，后来在数码时代，这个标准沿用到CCD和CMOS的尺寸上了


取景器和自动对焦组件拆下来



滤镜和变焦电机



镜头组从左到右基本分为三部分，镜头、摄像管、取景器自动对焦，我们一个一个来看~

取景器自动对焦组件拆解+解析

关于BMC-200P的自动对焦，手册上还专门有一章节来讲解原理：


整体的结构图，可以看得到，OVF光学取景器和对焦组件的位置，不同于当时比较流行的红外线或超声波对焦的原理，该机型选用的是CCD辅助对焦，按照手册上的原话——接近人眼对焦原理，我研读了下手册中的内容，这不就是相位对焦的1980版本嘛~


核心原理是微型计算机（IC）计算镜头对焦过程中成像元件获得的数据差异来实现精准对焦反正我也不懂具体的术语和详细实现原理大致找了一个参考大家去看看吧：PDAF（相位对焦）的基本原理
当然如果感兴趣也可以阅读找到的使用手册，专门详解对焦原理手册下载点我密码：khg9bmc-200P文件夹


在机器前面有一个切换自动手动对焦的开关小板



滤镜的开关






AF自动对焦信息处理子电路板，两颗打胶的主控一个是霍尼韦尔，另一个是NEC



取景器和自动对焦组件


光学取景器里面也类似单反一样，需要进行光线反射，但是没有五棱镜


这一端固定在镜头组的反射出光口，目前有些磨损的样子



另外一端连接折叠取景器，上面两张图片可以清晰看到取景器四周有几个数字字样，其实是状态提示LED


类似胶片单反相机似的对焦圈


开始拆解取景器，这部分是自动对焦的灵魂！


负责相位检测的CCD组件




里面还挺复杂，陶瓷CCD基板并没有焊接在PCB上，而是类似斑马线一样，用导电塑料片夹在中间



导电塑料片？






自带透镜的对焦CCD



按照手册说法，这是一片24组（每组包含AB两个像素）透镜CCD，可以分别获取到镜头左右的光线




放大照片，数数有没有24组呢~


半透镜，光线就是穿过半透镜达到的对焦CCD


这个是取景器指示LED的框框




不同颜色LED，看起来很小

摄像管拆解+解析

第一次见到摄像管还是几年前，看坛友分析纯_金拆机，发现世界上还有CRT进CRT出的神奇设备：看起来年纪大我不小的真空管彩色摄像机拆解（NEC TC-200），于是去查了查相关的资料，中国大百科上是这么说的：

摄像管：

将光学图像信息转换为视频信号的电子束管。视频信号可通过载波或直接传送到电视机、监示器还原成光学图像，还可用磁带、硬盘、光盘、帧存储器等记录下来。但由于电荷耦合器件(CCD)、CMOS成像器件等固体器件的迅速发展，20世纪80代后期以来，摄像管在大多领域均被固体成像器件取代。

1933年V.K.兹沃雷金发明了光电摄像管。1946年出现超正析像管，1951年制成硫化锑光导摄像管之后，高灵敏度、高清晰度、高信噪比、低惰性、抗晕光、抗强光烧伤等性能就成为当时的研究课题。随后就出现了许多性能优越的异质结光导靶摄像管，如可在暗光条件下使用的碲化锌镉摄像管、硒化镉摄像管、硅靶摄像管；可在微光条件下使用的分流正析像管、硅增强靶摄像管、像增强器耦合硅增强靶摄像管；响应于红外、紫外、软X射线的摄像管以及用于彩色摄像的硒砷碲摄像管、氧化铅摄像管。

各类摄像管在结构和原理上虽有差异，但基本组成却大体相同：(1)光电转换层（分内光电和外光电效应两种）。(2)电荷积累存储层。(3)电子枪。(4)电流放大部分。现用典型的三种摄像管来描述其结构和工作原理。

Sony拥有自产的摄像管品牌Trinicon，单根摄像管通过添加滤镜片也可以实现摄取彩色画面的功能~

Trinicon是1971年Sony的注册商标。它使用垂直条纹的RGB彩色滤光片在其他标准视频成像管的面板上，将扫描分为相应的红色，绿色和蓝色部分。照相机中只使用了一个显像管，而不是每种颜色的显像管，这是电视广播中使用的彩色照相机的标准配置。它主要用于低端消费相机，例如HVC-2200和HVC-2400型号，尽管Sony还在1980年代一些中等价位的专业相机中使用它，例如DXC-1800和BVP-1型号。（维基）

摄像管组件




一个精密的小盒子，经过了层层包裹和焊接，内置前置预放电路


电路引入高压窗格，在靶面形成高压电子区域



旁边固定摄像管的卡子





抽出摄像管的时候，发现不行，前面有线连接了PCB，没办法只好忍痛干掉



似乎是前置预放器电路


分离了电路和摄像管的全家福








摄像管的一些照片~



想要抽出摄像管主体，必须要把电子束偏转线圈拆除



分离成功~









摄像管玻璃主体，大家自己看图吧~



高压线~






电子束偏转线圈


摄像管全家福


摄像管对着强光看，里面是红色的




放大照片，靶面上还有文字信息




一些放大照片


与上次拆出来的微型1/2英寸CRT摄像管的对比


与Hitachi日立的3CCD摄像机Z1800成像元件对比



彩色栅格片特写

镜头组拆解


主镜头组


和之前拆的DV作对比，简直是庞然大物


对接取景器框架


取景器对接口，里面有一面小镜子


对焦和焦距电机



一共是两个电机和减速装置，现在的技术还不能微型化


只剩下镜头光杆司令，由三部分组成，从上到下依次是：主镜组、光圈、取景器反光镜、变焦镜头



主镜组外框架，有一个固定调节螺丝，可以调节主镜组的位置，主镜组连接着摄像管的靶面




这就是主镜组，一个透镜组合，我那它来拍摄微距，上面镀酒红膜，看起来不错的样子




放大镜微距的效果


光圈拆除







三个状态的五片光圈结构，看起来挺有意思的，控制光圈是一个小型步进电机
注意滤镜片


镜头还剩下的部分


从内侧看，中间的横栏是反光镜，将主镜头的景象反射到取景器结构里面


这就是小镜片，面积也太小啦，难怪取景器很暗，稍微黑一些可能就看不清什么了


拆掉取景器反射镜架，这些都是铝合金雕刻出来的，质感很好


组合起来就是这样的


变焦镜头


变焦镜头变焦感应，是一个滑动变阻器




用相机测试下这个变焦镜头，还行~




小日本还挺严谨，在严丝合缝的主镜片侧面写着文字


这几个框架就是连接镜头组的部件了~

主板拆解



这一块主板非常巨大，背面全是焊点，正面原件非常密集，但是集成度较低





细节，PCB上印刷功能划分区域，便于排查故障和前期设计排布






Sony自产的芯片占了不少，还有一些第三方供应的组合类原件


难道支持4K？哈哈那是不可能的，但是这种工业字体我非常喜欢


这些应该是高压电容



NEC的电容


delay line一行延迟线，拆了这么多摄像机，终于明白这玩意是啥了


被屏蔽罩保护的Sony CX7986，查不到具体的Datasheet，但似乎和高频通信相关


立起来的小PCB




这个盒子打开真是太费尽了


里面没啥东西

信号延迟线拆解+解析


拆下来两个感兴趣的原件，左侧可能是DC-DC，右侧是延迟线


延迟线解析，在信号处理，色度分离和最后合并的时候，都能用得到这个不起眼的小零件

延迟线是起延时作用的—种特殊器件。在彩色电视机中，使用了两种类型的延迟线。一种用于解码电路，称为色度延迟线，也称超声延迟线或1H延迟线，另一种用于亮度通道，称为亮度延迟线或Y延迟线。

　　超声坡延迟线是彩电解码电路中梳状滤波器的核心元件，它将彩色信号分离为U·V信号，若超声波延迟线损坏，则屏幕上只有黑白图像而无彩色，如果其性能不良，彩色便不同步，出现爬行，俗称百叶窗干扰。亮度延迟线的作用是将亮度信号延时—段时间以便使图像上亮度与色度重台，防止产生镶边现象。

点我查看原理和应用解析


小小东西，包含了挺多工艺和设计，专门写明made in Japan



拆开是这样的结构，陶瓷还是玻璃基板，上面有凸起，然后导线连接



和之后的Panasonic NV-M30装载的延迟线相比，尺寸小很多




里面是这样的

机芯拆解




拆解前的机芯主体，依然非常复杂


又是一颗Sony自产IC


三十年了，皮带仍然可以用，无老化痕迹


NEC B772p 电源晶体管……超出了我的知识范畴


前握把，被剪线了


拆掉框架


开机按键，状态指示灯





移除部分组件





看PCB上印刷的文字是音频放大电路（Rec AMP）、偏置振荡器（Bias OSC）电路，和声学有关




磁鼓、录音磁头、消音磁头


先把背后的线理顺


巧妙的用电容脚固定线缆


拆除机芯背后的主板



正反面，似乎有一些信息交换、电机控制电路


主轴位置传感器



磁带装载架锁定装置，上面有两颗欧姆龙的微动


磁带架拆下来


对比之前拆的Panasonic M9000摄像机的VHS磁带架，大小几乎一致



Ω装载系统真容表露


擦除磁头


照片处理失误，录音磁头


照片处理失误，这里是磁带装载电机，负责驱动Ω系统


老样子，拆解磁鼓~





4磁头的磁鼓，相比bvv-5ps的超大个，这个算小娃娃了


拆掉后是一个洞



两只电磁铁




一些机械传动机构




传动装置，主轴电机和磁鼓加上走带传动轴是一起的



凌乱的工作台

最后送上一个电机转起来的视频：
https://v.youku.com/v_show/id_XNDY3MTI2Mzg4OA==.html

彩蛋环节谁知道这台机器里面附带的录像带是什么内容？


答案↓选中即可看到

1977年《雍正命丧少林门》是由侯铮执导，黄家达、谭道良等人主演的一部剧情片。影片讲述了雍正皇帝被刺杀的故事。

拆完啦，这次没有全家福~
END

下次预告：80年代的电视摄像机Sony DXC-M3P

资料：
维基百科：摄像管
维基百科：自动对焦
维基百科：TVC
维基百科：Bteamovie
维基百科：Betamax
卡式錄影機Video Cassette Recorder, VCR
Sony BMC-100
Sony BMC-100
SONY BETAMOVIE BMC-200
数码摄像机 : CCD的尺寸
看起来年纪大我不小的真空管彩色摄像机拆解（NEC TC-200）
彩色电视的基本原理
什么叫色度延迟线，它的作用和原理是什么
PDAF（相位对焦）的基本原理
《中国大百科全书》第二版摄像管

youpda

拆完还装的上去不。
当时电器设置真复杂，有机械，ic,电子管

suprab

这是要加精的节奏啊。

zww8663

我有充分的理由相信，即使是现在，这里的人仍设计不出，制造不出这样的东西。
尽管我也是搞硬件设计的。

小骚货

日本主导半导体的时代 真的恐怖，现在日本半导体不行了 sony Panasonic jvc nec jrc Sharp Sanken标的芯片几乎见不到了，东芝已经不是日本的东芝 索尼所谓的半导体部门靠COMS在支撑  RENESAS算是日系半导体的最后守护神，被动元件暂时还可以 不过前有狼后有虎，还活跃在中国的消费级品牌也不多了 :lol:

samhrc

有一次帮助垃圾佬试了一大堆电视台出来的四分之三背包机 还有VO 编辑机。 无一例外，全部都是坏的！  皮带烂了、摩擦轮碎了、电池漏了腐蚀了。都是这毛病。

想捡漏的别想了。   卖主说没试验好坏的。99%都是坏的！
                 

hongo

小骚货 发表于 2020-8-23 13:54
日本主导半导体的时代 真的恐怖，现在日本半导体不行了 sony Panasonic jvc nec jrc Sharp Sanken标的芯片 ...

日本80年代有点过度膨胀，美的就让它了解了下现实，谁才真正掌握核心技术——直接扶植韩国和台湾搞掉日本的半导体。

今天，三星的股份大部分为外资（美资）所持有，台积电90%的股份都是外资持有。

hongo

samhrc 发表于 2020-8-23 18:34
有一次帮助垃圾佬试了一大堆电视台出来的四分之三背包机 还有VO 编辑机。 无一例外，全部都是坏的！  皮带 ...

好的一般不会扔，内部就处理了。

hongo

hongo 发表于 2020-8-23 21:48
日本80年代有点过度膨胀，美的就让它了解了下现实，谁才真正掌握核心技术——直接扶植韩国和台湾搞掉日本 ...

而给韩台的也只是外围加工技术，核心的光刻机、EDA设计工具、CPU、GPU、DSP等都仍然是美国本土公司控制。当年搞100微米以下光刻机的时候就故意排除尼康和佳能而以飞利浦分离出来的ASML为外壳来组织，就是吸取了日本会自我膨胀的教训。

msoushi

精前留名，内部设计太恐怖:dizzy:

upzx

betamax走带机构比vhs简单 很多啊，可惜当年在规格争霸中败落了，当年的鬼子真的可怕，1984年我家里刚好买了台单频道的海燕12寸黑白电视机，电路板类似diy形式的全分离件组成，夏天晚上放乌龙山剿匪记道场可以坐满人，可鬼子的电子产品已经进化到这样了:shocked:

samhrc

upzx 发表于 2020-8-24 09:19
betamax走带机构比vhs简单 很多啊，可惜当年在规格争霸中败落了，当年的鬼子真的可怕，1984年我家里刚好买 ...

贝塔家用机虽然失败了，但是在广播电视市场垄断了好长一段时间的。   松下的MII 占四分之一，四分三都是索尼的贝塔。

VHS-S才是准业务机，入门的。达不到电视台播出要求，只能电教、内部闭路电视台用。

heiketiguo

我有个100，不知摄像管如何驱动？

131068748

好变态，我好喜欢:lol:

tomac88

多图杀猫呀

winyong

优秀的拆解文章

yifeilong123

楼主这拍摄技术也不一般

遛个葡萄

这个东西，拆过一回绝不想拆第二回，头大

hilljanet123

他这个东西，也是通过涂层滤色，实现彩色的吗？

歇马居士

hongo 发表于 2020-8-23 21:55
而给韩台的也只是外围加工技术，核心的光刻机、EDA设计工具、CPU、GPU、DSP等都仍然是美国本土公司控制。 ...

扯淡，INTEL是尼康光刻机的忠实粉丝，只是尼康不争气。