第二节   球形云台
随着电视监控行业的迅速发展，其技术也有了许多突飞猛进的改进。近年来发展起来的球形云台摄像机(简称球机)就是其突出代表之一。球机以其外形美观、隐蔽、个性化、安装方便等特点正在逐步取代传统云台防护罩，但针对球机自身的特点，我们也应有深入的了解，以在工程中注意选择、合理配置、科学使用。

一、球机分类及构造
一般来讲，球机在功能上主要分为普通球机和高速预置球机。在这里，我们主要讨论普通球机。普通球机主要指球机内置的云台为普通云台或无内置云台。


二、影响球型云台性能的主要因素及对策
就当今球机技术来讲，影响球机性能及质量的因素是多方面的，但主要来自如下各方面:
    1.透光球罩(简称球面)
    ●图像清晰度下降主要原因:
    ?球面材质
    ?球面表面光洁度
    ?球面制造工艺解决方案:
    ①选用光学亚加力材料，其透光率好
    ②球面光洁度高，不能有任何缺陷，包括:不平、凹凸起、划伤、气泡等。
    ③球面制造工艺精良，严格控制出模时间、温度等，此外，作业现场干净、整洁、无尘也是重要的控制因素。
    ●图像重影一这是最经常出现的故障，也是用户及工程商不容易发现的故障
    主要原因:(参见图B)

    图B 图像重影原因示意
    ?球面曲率的大小，比如:9"比14"重影机会多
    ?球面δ过大
    ?球面各部分厚薄不均匀
    ?选用镜头倍数与球罩尺寸不匹配
    原因分析:
    因为摄像机成像一般都是由像素构成，上述原因均可导致成像重影(参见图B)
    解决方案:
    ①大倍数镜头尽量选用大尺寸球机
    ②尽量选用δ小的球面
    ③选用δ尽量相近的球面，球面厚薄尽可能一致且均匀
    ④根据镜头倍数，合理购置球机尺寸。
    ●透光率下降
    主要原因:球面颜色
    因为球机的一大优点是隐蔽性，因此隐蔽性越强就要求球罩颜色越深。由此深色球面的负作用是透光率下降。
    解决方案:
    ①根据现场光照度，选择球面颜色
    ②尽量选择低照度摄像机
    ③合理选择球面颜色，一般选用浅烟、浅蓝等，可折中解决此矛盾。
    ●反光
    主要原因:
    ?球机内部有反光物。
    ?摄像机与球面距离过远。
    ?旋转角度与外部光源形成光多角度反射。
    解决方案:
    ①球机内尽量减少反光物
    ②安装中尽量将摄像机与球面接近
    ③尽量避免球机与外部光源构成不合理反射位置

三、球机结构
一般来讲，在户外使用的摄像机故障大大多于室内使用，究其原因主要是因为户外摄像机防护设备问题，而恰恰是防护问题大大降低摄像机和镜头使用寿命及工作的可靠性。因此科学的结构设计同样是球机性能的重要指标。
    ●户外型--高温、防雨、加热除霜是三大重要难点
    高温
    户外高温主要是阳光直射。一般球机在室外阳光直射下，内部可达55℃-60℃。一般防护罩可采用内部风冷方式降温，但风冷条件是对流，而球机没有对流渠道，因此球机最佳降温手段是遮阳。先进球机的设计均采用双层结构设计，如图A所示。双层对流通风设计更是有效降温的最佳手段。一般来说，选用双层遮阳罩的球机可降低球机内部温度3℃-5℃，而单就单层顶罩来讲，其材料也十分重要，一般铝材顶罩保温效果最差，工程ABS次之，而DMC、玻璃钢等材料保温效果要明显优于上述材料。
    防雨与密封
    优秀球机对防雨和密封要求很高。防雨不仅要考虑雨量，而且要考虑雨水方向。我国沿海等地区经常有台风，其雨水方向是全方位的，因此对球机密封要求很高。一般来讲，漏雨进水主要来自几个方面:
    ?球机本身设计装配不良
    ?球面与顶罩接触部分不密封或密封不好
    ?通过球机支架进水
    ?安装过程没有按照说明书指导在关键部分做防水处理(如支架与球机联结部、支架与墙体联结部等)
    ?安装中球机出线处理不好，水顺导线进入球机 注意上述要点可大大减少漏水可能。
    加热与除霜
    由于球机中摄像机和镜头均在球机内下部，因此球机内的加热功能设计要十分合理。一般来讲，加热器安装在球机上部，并应配有同步小型风扇，将热量吹向球机下部及球面，以起到加热摄像机和镜头并除霜的作用。
    目前，最新设计是将加热器安装在球机的内侧壁，同时配同步风扇。其优点如图C所示。科学地使加热风在球机内循环，不会形成热风阻流及产生死气流区，最大限度使其加热均匀，起到加热、除霜、除水气的目的。
     
图C 侧壁加热及风扇热流循环设计
    ●电机及内部结构设计
    ?电机是云台和球机关键部件。一般来讲，针对目前国内外电机技术衡量电机优良的主要指标是其可靠性。因此，电机在一定温度、湿度条件下连续运行的小时数是硬指标。此外，电机乱向、卡死、停机、发热、噪声、干扰等也都是云台电机的重要指标，选用优良电机可大大提高球机寿命和可靠性。
    ?内部结构设计的科学性、实用性。如:摄像机托板可上下调节，如前述，可最大限度地使摄像机接近球罩；内部走线合理；安装接线方便；云台回差小；连续转动抖动小；转速设计合理等也是重要指标。

四、球机发展趋势及展望
目前国外球机发展主要发展趋势有如下凡方面:
    1、外形:球机外观与安装现场环境的和谐、美观
    2、小型化:适应目前摄像机、镜头小型化及一体化趋势，球机也向小型化发展
    3、隐蔽性:根本上解决隐蔽与透光率低的矛盾，将是球机发展的根本性革命
    4、向高速、变速预置球发展
总之，目前球机发展正处在取代传统云台防护罩的时候，而部分条件下也正处在被高速预置球机取代的地位，但无论如何，普通球机仍以其价格低、适用性强(无需通信协议等)、安装调试方便被大多数用户所青睬。