Werking van een vidicon of gelijkaardige beeldopnemer

Vidicon beeldopnemer De opnamebuis is ongeveer 10cm lang met een diameter van een beetje meer dan een cm.
De werking van de vidicon opnamebuis wordt hier besproken aan de hand van een electronisch schema.

De opnamebuizen werken zoals een omgekeerde beeldbuis: een kathodestraal wordt tegen een lichtgevoelige laag geprojecteerd, en zo ontstaat er een electrische stroom die in verhouding is met de helderheid op die bepaalde plaats.

De kathodestraal wordt vertikaal en horizontaal afgebogen zoals in een televisiescherm om alle punten van het doel te bereiken. De opnamebuis heeft dus ongeveer dezelfde onderdelen als een beeldbuis: een cathode, electrodes om de straal te concentreren, een afbuigsysteem om de straal te richten, een doel en een hoogspanning om het geheel te doen werken.

De vertragingsrooster zorgt ervoor dat de electronenstroom voldoende afgeremd wordt zodat die de gevoelige laag voldoende traag raakt. Zo vermijd men secundaire emissie die het beeld zwaar zou verstoren.

De electronenstraal leest het scherm horizontaal lijn per lijn, totdat het volledig beeld afgetast is. De werking is vergelijkbaar met iemand die een tekst zou lezen.

Het punt op het scherm dat door de electronenstraal geraakt wordt stuurt zijn lading door via een extra electrode. De spanning komt overeen met de belichting gedurende de tijd tussen twee scans. Het signaal wordt gestabiliseerd (zwartniveau) en er worden synchronisatiepulsen bijgevoegd, en we hebben het zwart-wit videosignaal.

Het doel bestaat uit een lichtgevoelige laag. De laag is continu, een beetje zoals een filmemulsie (dit in tegenstelling met de CCD sensoren die uit individuele fotocellen bestaan). De meeste opnamebuizen zijn van het type vidicon, maar ieder fabrikant kan de samenstelling van de lichtgevoelige laag wijzigen en zo een eigen naam gebruiken: plumbicon, saticon, ...

Deze opnamebuis produceert een signaal dat niet zo goed is als dat van een image-orthicon, maar is minder complex en kan gemakkelijker afgeregeld worden. De vidiconbuizen worden langzamerhand beter en vervangen de image-orthicons in de opnamestudios. Ze worden enkel nog gebruikt als men de hoogst mogelijke kwaliteit moet hebben (nasa beelden).

Kleur met drie opnamebuizen

Een plumbicon camera is rechts te zien. De drie kleurenbuizen zijn goed zichtbaar. Voor iedere buis wordt er een kleurfilter geplaatst.

Het systeem werkt goed, maar kan enkel in de studio gebruikt worden. De synchrone aftasting van de drie doelwitten moet zo ingesteld zijn, dat de electronenstraal dezelfde plaats raakt op de drie doelen, anders hebben we problemen met de overlapping van de kleuren. Men komt hetzelfde probleem tegen met de eerste schaduwmasker beeldbuizen (convergentiefouten), maar het effekt wordt hier nog versterkt omdat men drie buizen gebruikt die niet perfekt dezelfde eigenschappen hebben.

De opnamecamera's moeten regelmatig herafgeregeld worden (bijna voor iedere uitzending) en men heeft de gewoonte genomen om de camera's ingeschakeld te laten om te vermijden dat ze ontregeld zouden geraken door de temperatuurverschillen. Zelfs met het gebruik van transistoren en geïntegreerde schakeling kan men het probleem niet volledig oplossen.

De drie opnamebuizen zijn ingepakt in een metalen behuizing om de invloed van het aards magnetisme tegen te werken (dit zou registratiefouten veroorzaken iedere keer dat de camera gedraaid wordt).

Bij zo'n studiocamera hoort nog een kast ter grootte van een amerikaanse koelkast. Deze kast zorgt voor de deflectie en de convergentie en er is een controle-monitor aanwezig.

Dat is ook de reden dat er veel reportages opgenomen worden in 16mm film als men kleur nodig heeft. De film wordt in de studio ontwikkeld om dan uitgezonden te worden. Opnamesystemen met drie buizen waren niet geschikt om op verplaatsing gebruikt te worden. Draagbare broadcast camera's waren enkel gemaakt om een zwart-wit beeld te geven.

Tweede foto rechts: studiocamera met drie opnamebuizen, deze camera is reeds getransistoriseerd (op de opnamebuizen na). De camera staat op de taalgrens en is aangeboden door het omroepmuseum (voormalige werknemers die materiaal verzameld hebben).

De camera registreert het blauw, het rood en het helderheidssignaal. Zo kan men op een (relatief...) gemakkelijke manier de beeldsignalen R-Y, B-Y en Y bekomen: dit zijn de signalen die uitgezonden worden bij analoge televisie. Men merkt de regelingen voor de gain, de peaking en de niveau's. De complexe regelingen voor de convergentie zitten niet in de camera. De gewoonte om de apparatuur in werking te laten zelfs als de studio niet gebruikt wordt is gebleven.

Zo'n complexe televisiecamera kan natuurlijk niet gebruikt worden bij consumer-toestellen. Men moet een systeem vinden die uitgerust is met één enkele opnamebuis. De camcorder voor consumer toepassingen) wordt hier besproken.

De videocamera's met enkele CCD sensor geven een middelmatig beeld, maar om topkwaliteit te halen heeft men een driedubbele sensor nodig. Het videosignaal dat zo'n tri-CCD afgeeft is van broadcast-kwaliteit. De overlapping van de drie kleuren wordt éénmaal ingesteld en blijft altijd goed: het is immers de centrale klok die de aflezing van de opeenvolgende fotodiodes stuurt. Ieder beeldpunt (van de drie kleursensoren) wordt simultaan uitgelezen.