Trinicon met indexstrook Videosignaal en synchronisatiesignaal Trinicon videosignaal die een directe bepaling van de blauwe, groene en rode niveaus mogelijk maakt dankzij de indexstrook Het betreft een grijs beeld (60% signaal). De drie kleuren zijn conform (de bijdrage van het groen is groter)

Het probleem waarmee wij hier te maken hebben is dat de electronica de kleuren niet uit elkaar kan halen. De afbuiging is nooit perfekt stabiel, en het is onmogelijk te achterhalen bij welke kleur de aftasting begint. Er is geen synchronisatiesignaal aanwezig.

Om dit probleem op te lossen gebruikt Sony een geleidende indexstrook die een spanningspuls afgeeft via een extra aansluiting iedere keer dat de aftasting de indexstrook raakt. Daarmee kan de electronica bepalen welke kleur op een bepaald ogenblik afgetast wordt. De blauwe kleur komt eerst aan bod na de syncpuls en het signaal kan gesampled worden om het blauw videosignaal te leveren.

Een gewoon zwarte indexstrook kan niet gebruikt worden (die veroorzaakt ook een nulpunt van het videosignaal die als syncpuls gebruikt zou kunnen worden), want dan kan er niet meer gesynchroniseerd worden bij donkere beelden.

Dit systeem geeft de beste beelden, maar de indexstrook maakt de opnamebuis nogal complex. Het systeem zal gebruikt worden in de Sony camcorders: eerst de toestellen met aparte videocamera en recorder, dan de geïntegreerde systemen (Betacam).

Vidicon met kleurfilter en bijhorende videosignaal De figuur toont aan hoe de cyan waarde afgelezen kan worden: de waarde zit halverwege (in tijd!!!) op de stijgende curve, dit is de fijne cyan lijn. Vidicon die met wit licht belicht wordt en waarbij de blauwe en rode intensiteit indirect bepaald worden. Het is een 100% wit beeld, de kleurwaarden zijn correct weergegeven. Videosignaal van een blauw beeld (geen groen, het blauw wordt gedetecteerd door de cyan spanningssprong) Videosignaal van een rood beeld (geen groen en geen cyan (dus ook geen blauw)) Videosignaal van een geel beeld (groen + rood) Signaal als de opnamebuis overstuurd is Het groen signaal is al maximaal en de blauwe en rode tinten kunnen niet meer gedetecteerd worden.

Bij de aftasting raakt de kathodestraal opeenvolgend een groene strook, dan een cyan strook en uiteindelijk een witte strook. Men kan gemakkelijk achterhalen welke strook geraakt wordt door het signaal te vergelijken met die van de naburige stroken: de groene strook is de meest donker en geeft een zwakker signaal. De cyan strook (gevoelig voor groen en blauw) is helderder, en de witte strook (gevoelig voor groen, blauw en rood) geeft altijd het sterkste signaal af.

De luminantie Y (helderheid) kan gemakkelijk bepaald worden door een piekdetector te gebruiken die altijd het maximaal signaal aflevert. Hetzelfde gebeurt met het groene signaal: het groen component is altijd de laagste waarde van de drie.

Cyan wordt bepaald door de timing, er wordt een sample genomen halverwege in de tijd tussen een minpunt (groen) een een maximum (wit). Cyan is geen primaire kleur en wordt enkel intern gebruikt voor het genereren van de twee andere primaire kleuren rood en blauw.

Blauw wordt op een indirecte manier bepaald: cyan bestaat uit groen en blauw: het verschil tussen groen en cyan is dus de hoeveelheid blauw. Ook rood wordt op een soortgelijke manier bepaald: cyan is wit waarvan men het rode component verwijderd heeft. Het verschil tussen cyan en wit is dus het rode component.

Het systeem werkt redelijk goed in amateur-toestellen, maar kan niet voor broadcast gebruikt worden: het beeld is niet scherp genoeg en de kleuren zijn onvoldende gedefinieerd. Rood en blauw moeten immers bepaald worden door een aftrekking, en schakeltechnisch gezien veroorzaakt dit meer ruis.

Een ander vreemd fenomeen is dat de helderste beeldelementen een groene kleur hadden van zodra de opnemer overstuurd werd. Alle techniekers die vidicon kleuren-opnamebuizen hersteld hebben zijn ooit geconfronteerd geweest met dit fenomeen: als de buis overstuurd wordt, dan wordt het beeld op die plaats groen. Dit is gemakkelijk te verklaren: als de opnamebuis overstuurd wordt, dan is het signaal bijna maximaal voor het groene component en kan niet meer stijgen voor het blauw en rood.

Ook het volgend systeen vertoonde een groen beeld in de overstuurde beeldelementen: er is dus geen manier om de twee systemen uit elkaar te halen gewoon door naar beelden te kijken. Het volgend systeem gaf in het algemeen een beeld met beter gedefinieerde kleuren omdat er niet met verschillen voor het rood en het blauw gewerk moet worden.

Bij het systeem gebruikt men een kleurfilter bestaande uit cyan stroken (die voor het rood coderen) en gele stroken (die voor het blauw koderen). Tussen de stroken is de filter doorzichtig.

De gele stroken zijn vertikaal, terwijl de cyan stroken onder een hoek zijn geplaatst. Bij de aftasting produceren de gele stroken een draaggolf van 5MHz en de cyan stroken een draaggolf van 3.5MHz (indien er een verschil in helderheid is, dat wil zeggen als de complementaire kleur aanwezig is).

Veronderstel een volledig rood beeld: de cyan stroken houden het rood tegen. Als de aftaster een lijn scant, dan ontstaat er een draaggolf van 3.5MHz. De gele stroken houden het rood niet tegen, waardoor er geen draaggolf is op 5MHz.

Is het beeld volledig blauw, dan hebben we hetzelfde fenomeen, maar nu met de gele stroken, waarbij er hier een draaggolf van 5Mhz ontstaat.

Veronderstellen we een wit beeld, dan produceren de cyan en de gele stroken een draaggolf: om een wit beeld te vormen heeft men rood en blauw nodig.

De rode en blauwe kleur wordt bekomen door het signaal van de aftaster door twee afgestemde kringen te laten lopen (één op 3.5MHz en één op 5MHz), het signaal te versterken en dan te detecteren.

Maar hoe wordt het groen gegenereerd? Het groen is aanwezig in het overgebleven component (helderheid). Men voert eerst de helderheid door een low pass filter, zodat de bandbreedte overeenkomt met de bandbreedte van het rode en blauwe component. Het groen component is het helderheidscomponent - het rood en - het blauw.

Het Y-signaal op de zeer schematische tekening rechts is niet exact het helderheidssignaal, het bevat immers teveel groen (dat niet gefilterd wordt). Maar omdat het helderheidssignaal vooral gebaseerd is op het groen speelt dit geen rol (zeker niet in consumertoestellen).

Uiteindelijk heeft men dus de helderheid en drie relatief laagfrekwente kleurcomponenten (bandbreedte 0.5MHz). Van daaruit kan men een videosignaal samenstellen die dan opgenomen kan worden of naar een monitor gestuurd wordt.

Een probleem van dit systeem is de beperkte bandbreedte van de helderheid (luminantie), die niet hoger kan gaan dan 3MHz. Voor consumertoepassingen is dit geen probleem (de bandbreedte van het luminantiesignaal is toch beperkt tot 3MHz bij video-opname), maar het systeem kan niet voor broadcast gebruikt worden.

De afbuiging moet correct ingesteld worden zodat de juiste hulpdraaggolven gegenereerd worden (is de oppervlakte dat gescand wordt kleiner dan de norm, dan zijn de opgewekte frekwenties ook lager). Hier is wel een kleine speling mogelijk, die eventueel opgevangen kan worden door de afgestemde spoelen bij te regelen.

De focussering moet ook perfect ingesteld zijn, met de spot die kleiner moet zijn dan de kleurrasters, anders kunnen ze niet gedetecteerd worden.

Als er beeldelementen de opnemer oversturen, dan is het beeld groen op die plaats. Op de overbelichte beeldelementen is er bijna geen signaal meer van de kleurfilters. Bij oversturing is er meestal ook een blooming (wazig worden van het beeld) waardoor de hulpdraaggolf niet meer gedetecteerd kan worden.

De RCA vidicon type 4445 buis is gemaakt voor dit systeem en bevat 530 kleurstroken per inch. Dit systeem werd vaak gebruikt bij comsumertoestellen (videocamera's met aparte recorder).

Een kenmerk van het NTSC en PAL systeem is dat de frekwentiespectra van de helderheid en de kleur in elkaar vervlochten zijn, waardoor de luminantie en de chrominantie gemakkelijk uit elkaar gehaald kunnen worden. De luminantie moet niet meer gefilterd worden op 3MHz om kleurstoringen te vermijden, een kamfilter doet hier het werk en de luminantiebandbreedte kan tot 5MHz gaan. De chrominantie wordt gefilterd door een bandpassfilter.

Maar dit systeem berust op een zeer nauwkeurige opwekking van de hulpdraaagolf (op 4.433 618 75 MHz) zodat het frekwentiespectrum perfekt tussen het spectrum van de helderheid komt te liggen. Dit lukt heel goed met een kwartz oscillator die alle nodige frekwenties opwekt gebaseerd op de frekwentie van de kleurhulpdraaggolf (lijnfrekwentie, rasterfrekwentie, enz).

Maar om een dergelijke nauwkeurigheid te bereiken met een opnamebuis is bijna niet mogelijk. De aftasting moet perfekt gebeuren: de aftaststip moet aan een nauwkeurige snelheid bewegen en een perfekt gedefinieerde oppervlakte aftasten. In de praktijk is dit niet realiseerbaar: als de hoogspanning niet perfect stabiel is, wordt niet de juiste oppervlakte gescand. Ook temperatuurverschillen kunnen een rol spelen, waardoor de weerstand van de spoelen verandert en dus ook de stroom in de afbuigspoelen.

Dit systeem werd dan ook niet gebruikt in de praktijk, maar vormde wel de basis voor systemen met solid state opnemers (CCD en CMOS sensoren). Bij deze sensoren wordt de aftasting zuiver bepaald door een kloksignaal afkomstig van een kwartzkristal.