Fyrrörs tv-kamera

TV-kameran med fyra rör, avsedd för användning i färg-tv-studior, utvecklades först av RCA i början av 1960-talet. I den här kameran, utöver det vanliga komplementet med tre rör för de röda, gröna och blå bilderna, inkluderades ett fjärde rör för att ge luminans (svart och vit) detaljer i en scen. Med en sådan kamera säkerställdes alltid en skarp svartvit bild, eftersom det inte var nödvändigt att kombinera signaler från de tre färgrören för att ge luminansdetaljen.

Under färg-tv:s tidiga dagar (från mitten av 1950-talet till början av 1960-talet) var studiokameror tunga och varmkörda på grund av vakuumrörskretsen (termionisk ventil) som de innehöll , förutom tre stora bildortikonupptagningsrör . Med dessa kameror fanns det alltid en tendens för de tre färgade bilderna att glida ur registrering, med tiden, vilket resulterade i en förlust av bildens skärpa.

1962, för att komma till rätta med dessa stabilitetsproblem, tillkännagav RCA sin prototyp av fyra-rörskamera. Målen för designerna av kameran var för det första att producera en kamera som var mer tolerant mot felregistrering och för det andra att uppnå en lättare kamera genom att använda mindre vidicon-rör för att ersätta några av de stora tunga IO-rören. Kameran hade ett bildortikonrör för luminanskanalen och tre vidiconrör för färgkanalerna. Dessutom var kameran helt transistoriserad, förutom de fyra pick-up-rören. Kameran gick i full produktion 1963 och försäljning av flera hundra av modellen uppnåddes under de närmaste åren.

I mitten av 1960-talet, efter RCA:s ledning, producerades andra versioner av 4-rörskamerorna (se nedan för detaljer). I många fall utnyttjades ett nytillgängligt upptagningsrör (Plumbicon). Detta nya rör gjorde att kameror kunde vara mindre och lättare än tidigare.

Men i slutet av årtiondet hade 4-rörskameror fallit i onåd hos de flesta tillverkare och kunder. Bildkvaliteten och stabiliteten för bilder från 3-rörskameror hade förbättrats markant, tack vare solid state-kretsar, förbättringar i Plumbicon-rören och användningen av bildförbättringstekniker. Dessutom var 3-rörskameror mindre, lättare och billigare än 4-rörsversionerna. I början av 1970-talet var det bara ett fåtal tillverkare som fortfarande tillverkade kameror med 4-rörsformatet.

Fördelar med fyrrörskonfigurationen

I en 3-rörs färgkamera härleds luminanssignalen (svartvit) från en kombination av de tre färgsignalerna, så det ställs höga krav på registreringsnoggrannheten för de tre bilderna, om skarpa bilder ska uppnås. Med en fyrarörskamera undviks dock detta registreringsproblem eftersom de transienta kanterna i luminanssignalen alla härrör från ett enda rör. Även om det alltid hade varit ett önskvärt mål att få skarpa bilder, var det särskilt oroande under färg-tv:s tidiga dagar när majoriteten av tittarna fortfarande hade svartvita apparater. Det ansågs väsentligt att dessa tittare inte skulle se någon försämring av bildkvaliteten när de tittade på färgöverföringar.

Förutom att tillåta att registreringsnoggrannheten mellan färgbilderna lättas, tillåter 4-rörskameran ytterligare felregistrering av dessa tre bilder i förhållande till luminansbilden. Detta beror på att närvaron av en skarp svartvit bild tillåter betydande förskjutning av färginnehållet att tolereras av betraktaren; en funktion som länge utnyttjats av utgivare av billiga färgserier och tidningar.

RCA-ingenjörer 1964 ansåg att registreringstoleranserna kunde minskas med tre gånger, jämfört med en 3-rörskamera. En senare studie av BBC, som jämförde 3- och 4-rörsarrangemang, drog slutsatsen att toleranserna kunde minskas med minst 2:1 i fallet med 4-rör.

En ytterligare fördel med 4-rörssystemet gällde brus i bilden. Eftersom de sammansatta signalerna i NTSC-, PAL- och SECAM-system alla använde bandbegränsad färginformation, så kan färgkanalerna i en 4-rörskamera vara bandbegränsade på lämpligt sätt. Detta säkerställde att det inte fanns någon kontaminering av luminansbilden av högfrekvent brus från dessa kanaler.

Nackdelarna med ett fyrarörssystem var ökade kostnader, en större och tyngre kamera och minskade ljusnivåer på färgrören (ljus 'stals' av luminansröret), vilket gjorde en sådan kamera mindre lämplig för sändningar utomhus i låg omgivningsbelysning.

(Ett alternativt sätt att producera en skarp luminansbild var den tre-rörs luminans-röd-blå kameran ('YRB'-kameran). Men detta system gynnades inte av de flesta tillverkare, eftersom det var bristfälligt i färgnyanstrohet. , en 3-rörskamera av denna typ tillverkades av Bosch/Fernseh, deras typ KCU40).

Historisk bakgrund

Tidiga trerörskameror

Fram till 1962 använde tv-studior 3-rörs bildortikonskameror för program i färg. Till exempel erbjöd RCA TK-41, GE PC-15 och PC-25, Marconi BD848/B3200. De var alla stora, tunga kameror (till exempel var TK-41 med zoomobjektiv 5 fot lång och den vägde 500 lbs). Men när de är korrekt inställda kunde dessa bildortikonskameror ge tilltalande bilder, som hade det skarpa och skarpa utseendet som var ett kännetecken för IO-upptagningsrören (se Videokamerarör - Bildortikon ) .

Den första fyrrörskameran

I mars 1962 demonstrerade RCA den första 4-rörskameran, TK-42X ('X' för experimentell), som inkorporerade ett 4,5-tums bildortikonsrör, som luminansrör, tillsammans med tre vidiconrör för att ge färginformationen. Den här nya kameran hade ett konventionellt lådformat hölje, men den var lättare och kortare och hade ett 5:1 zoomobjektiv integrerat i sig. Året därpå, med olika tekniska problem lösta, gick kameran i produktion. Den hade nu en profil liknande TK-41, men var betydligt lättare och kortare.

Brittiska fyrrörskameror

1963 besökte ingenjörer från Marconi och EMI RCA för att inspektera denna nya konceptkamera. BBC-ingenjörer besökte också RCA i syfte att använda kameran i den kommande brittiska färgtjänsten.

Efter besöket gjorde EMI snabbt en experimentell 4-rörskamera genom att blanda ihop delar från en EMI Type 203 bildorthicon studiokamera med delar från en EMI Type 204 trevidicon industriell färgkamera. Denna kamera demonstrerades för BBC och fick en ljummen mottagning där. Det gav skarpa bilder, som förväntat, men det fanns problem med kolorimetri. Bilder på denna kamera finns på olika webbplatser (det är ingen vacker kamera!). En produktionsversion av denna kamera, EMI 2000, innehöll ett liknande komplement av pick-up-rör, men byggdes aldrig.

Marconi, efter deras besök på RCA, satte också snabbt igång med utvecklingen av en ny 4-rörskamera, liknande konceptet som RCA. Men detta arbete övergavs snart till förmån för en helt Plumbicon-kamera (Mark VII-kameran), med de nyligen tillgängliga Plumbicon-kamerarören från Philips. Kameran färdigställdes på 9 månader och var den första heltäckande Plumbicon 4-rörskameran som var tillgänglig över hela världen. Den marknadsfördes i USA från februari 1966 och nådde en betydande försäljning där.

EMI släpade efter med över ett år färdigställde och demonstrerade sin typ 2001 4-rörs Plumbicon-kamera. Den här kameran var klar precis i tid för lanseringen av färg-tv-tjänsten av BBC, men visade sig sedan vara mycket populär i Storbritannien, med kameror installerade i de flesta studior, över hela landet. Dess sena ankomst, förvärrad av all den tidiga försäljningen som gick in på den brittiska marknaden, resulterade dock i att kameran gick miste om försäljningsmöjligheter i USA när en snabb expansion av marknaden ägde rum i mitten av 1960-talet. Dessutom hade det liten inverkan på europeiska marknader som antingen inte var färdiga eller redan dominerade av Philips 3-rörskameror.

Annan utveckling

Efter TK-42 producerade RCA ytterligare flera kameror med liknande format. TK-43 var en version av TK-42, men med en extern lins hade TK-44 ett Isocon-rör i luminanskanalen och tre Plumbicons för färgkanalerna. (Isocon-röret var känsligare än bildortikonen så att kameran kunde arbeta vid mycket låga ljusnivåer, vid användning utomhus. Det var dock ett kortlivat rör). Det fanns också en version av TK-42 där selenikonrör ersatte vidikonerna. Ingen av dessa kameror såldes i samma mängd som TK-42. RCA producerade också en fyra vidicon-filmkamera, TK-27.

Tillkomsten av Plumbicon-röret gjorde slutet för rören av bildortikontyp och från mitten av 1960-talet och framåt innehöll praktiskt taget alla tv-kameror Plumbicons, oavsett hur många rör som används i en kamera. (Detta rör hade först annonserats tio år tidigare, först för medicinskt bruk, men mycket tid och ansträngning hade investerats i att göra det lämpligt för TV-sändningar).

GE upphörde med tillverkningen av sina 3 x IO, typen PC-25 1966. Under tiden hade företaget tagit fram, 1965, en 4-rörs vidiconkamera, GE PE-24, för användning av filmskanner. Detta följdes av en helt Plumbicon 4-rörskamera, typen PE250, som använde konventionell reläoptik, snarare än prismaoptiken hos vissa andra färgkameror. Denna kamera följdes senare av PE350 och PE400, som fortsatte att använda 4-rörsformatet. (GE vidhöll vid den tiden att 4-rörskameror gav de bästa bilderna).

Philips Research Lab., efter RCA:s ledning, övervägde också att bygga en fyrarörskamera. Deras nya kamera skulle inkludera ett experimentellt 2" Plumbicon-rör som utvecklades för användning i denna kameras luminanskanal. Arbetet avbröts.

En rysk kamera, typen KT-166M, använde 4 plumbikoner och prismaoptik.

Frånfälle

4-rörskonceptet utvecklades 1962, men de fördelar det erbjöd accepterades inte av alla. Även 1967, vid Montreux TV-symposium, diskuterades fortfarande för- och nackdelarna med tre- och fyrarörssystemet hett. Men i slutet av årtiondet var 4-rörskameror ur modet. En kombination av högkvalitativa Plumbicon-rör, förbättrad registreringsteknik och elektroniska bildförbättringsmetoder gjorde bilderna från 3-rörskamerorna helt acceptabla medan 4-rörskameror upplevdes som stora, tunga och dyra i drift. Ett sådant resultat hade förutspåtts av BBC-ingenjörer

RCA upphörde med produktionen av TK-42 1966 och erbjöd 1968 TK-44A (en 3-plumbikonkamera, liknande konceptet som Norelco PC60. 1968 tog Marconi ut sin nya Mark VIII-kamera, som var en ljus, snygg design med tre rör med integrerad zoom och möjlighet till automatisk registrering. Philips fortsatte att förbättra sina Norelco-kameror. (erbjuder nu sin "tredje generationens" kamera). Andra leverantörer av 3-rörskameror var Ampex med BC-230, Visual Electronics i USA, och Bosch-Fernseh KCU40, i Tyskland. Endast ett fåtal tillverkare fortsatte med 4-rörskonceptet efter slutet av årtiondet. GE fortsatte med 4-rörskonfigurationen, därefter presenterade PE350, följt senare av PE400, som tidigare nämnts. Ett tag erbjöd Thomson CSF i Frankrike 4-rörs TH.T 2001 (en kamera som i princip var EMI 2001) men i början av 1970-talet erbjöd 3-rörs TTV 1515

Inledningsvis fortsatte EMI 4-rörskonceptet genom att producera en 4-rörs filmkamera (EMI 2002), men 1969 bestämde sig för att följa trenden inom studiokameror genom att introducera en 3-rörsversion av Type 2001 (Typ 2001C) , specifikt för den amerikanska marknaden, i samarbete med IVC. Denna satsning var inte framgångsrik; kameran var nästan lika stor och tung som den 4-rörsdesign som den byggde på, medan konkurrenterna nu hade mindre, lättare, specialbyggda 3-rörsdesigner. Efter det övergav EMI 4-rörskonceptet helt och introducerade 1970 Type 2005. Detta var en konventionell 3-rörsdesign, något liknande till utseendet 2001, men med en extern zoomlins. Den uppnådde blygsam försäljning i Storbritannien.

Färgbearbetning

Det finns tre komponenter i de sammansatta vågformerna för NTSC , PAL och SECAM TV-system, en bredbandsluminanssignal (Y) och två smalbandiga färgskillnadssignaler, innehållande (R – Y) och (B – Y). Dessa komponenter kombineras för att ge en vågform lämplig för överföring. Efter mottagning och demodulering avkodas den sammansatta vågformen för att ge röda, gröna och blå signaler som appliceras på de tre kanonerna i ett displayrör.

(Luminanssignalen som användes i denna process antogs härröra från en kombination av signaler från de röda, gröna och blå bilderna i en trerörskamera, där Y ges av (här ignorerar problem med gammakorrigering för enkelhetens skull ) :

och behandlingen i en färgmottagare förutsätter att luminanssignalen har denna form, när avkodningen av den sammansatta signalen till de individuella färgkomponenterna äger rum. (Spektralkänsligheten hos de röda, gröna och blå kanalerna hade fördefinierade egenskaper som i praktiken uppnåddes genom en kombination av (a) egenskaperna hos dikroiska reflektionsytor, (b) optiska filter framför pickuprören och (c) de spektrala egenskaperna hos upptagningsrören).

När det gäller en kamera med fyra rör finns det ett problem med kolorimetri om signalen från luminansröret används i omodifierad form för att representera "Y", eftersom den signalen sannolikt är pankromatisk, snarare än att ha en egenskap som liknar den luminanssignalen som ges av ekvationen ovan. Följaktligen, om färgskillnadssignalerna använder denna omodifierade version av "Y", kommer den avkodade färgdisplayen i mottagaren att ha mättnads- och nyansfel.


De olika tillverkarna av 4-rörskameror använde olika metoder för att lösa detta problem. RCA, i sin TK-42, placerade ett optiskt filter framför luminansröret som transmitterade ljus enligt den erforderliga luminositetsfunktionen. Marconi, i Mk VII, använde en dikroisk spegel för att reflektera ljus till luminansröret som hade den erforderliga luminositetsfunktionen. EMI, i sin kamera från 2001, bildade en lågfrekvent luminanssignal från de bandbegränsade färgkanalerna, enligt 3-rörs praxis. Bredbandsluminanssignalen korrigerades genom detta för att uppnå den erforderliga luminanskarakteristiken vid låga frekvenser. Denna process kallades delta-L-korrigeringsmetoden. I GE fyrrörskameror användes ett neutralt delande prisma, med en halvsilverad yta, för att ge bilden för luminansröret, så ingen spektral formning användes i luminanskanalen. Istället hade kamerorna ett filterhjul med åtta lägen, placerat strax efter zoomlinsen, så att ett filter kunde väljas för att ge optimal kolorimetri i tv-bilden, beroende på ljusförhållandena i en scen

Kameradata

Anmärkningar:

  1. Vissa 3-rörskameror ingår för jämförelse
  2. Totalvikten anges (kamera + V/finder + objektiv) om inget annat anges
  3. Längden exkluderar normalt objektivet
  4. Tabellen är ofullständig.
  5. Använda förkortningar: L = längd; W = bredd; H = höjd; vf =sökare; zm = zoom; IO = bildortikon; Iso = Isokon; vid = vidicon; Pl = Plumbicon; kam. = kamera; Manuf. = Tillverkare; RCA = Radio Corporation of America; GE = General Electric Co.; EMI = Electrical and Musical Industries;
Tillverkning/Typ Formatera Datum Försäljning vikt (kg) L x B x H (cm)
RCA
TK-40/41 3 x IO 1954 - 66 223 160 112 x 53 x 37
L = 152 med zm
TK-42 1x IO+ 3x vid 1965 - 69 376 127
TK-43 1x IO+ 3x vid 1967 - 70 93 127 + zm
TK-27 4 x vid 1965 -
(Filmkamera.)
TK-44 1x Iso + 3x vid 1967 64 + vf + zm
TK-44A/45 3 x Pl. 1969–1977 940 73 + zm
GE
PC-15/25 3 x IO 1955 - 66 6 (1964) 98
PE-24 4 x vid. 1965 -
(Filmkamera.)
PE250 4 x Pl. 1965 - 67 358 73
PE350 4 x Pl. 1968 - 71 289 73
PE400 4 x Pl. 1069 - 74 64
Marconi
B3200/BD848 3 x IO 1960 150
Mk VII 4 x Pl. 1966 - 75 320 93,5 67 x 34 x 46
129 i USA (exkl. zm.)
Mk VIII 3 x Pl. 1972 - 78 600+ 40 48 x 36 x 41
EMI
Exptl. 1x IO+ 3x vid. 1964
2001 4 x Pl. 1966 -70 200+ 91 54 x 38 x 38
3 i USA
2002 4 x Pl. 1968 -70
(Filmkamera.)
2005 3 x Pl. 1970 -76 44,5 48 x 47 x 38
L = 81 inkl. zm.
Philips/Norelco
LDE3/ PC60/70 3 x Pl. 1965 - 73 1800+ 73
918 i US
Sovjet
KT-116M 4 x Pl. 1969 -

Se även

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Four-tube_television_camera&oldid=1111574872 "