De camera die een revolutie veroorzaakte : de Philips LDK

Aanpassing 10 sep 13 (JC)

De NAB-show (NAB : National Association of Broadcasters) is van oudsher de jaarlijkse hoogmis waar fabrikanten hun laatste snufjes tonen aan directie en ingenieurs van de omroepen van de VS en wereldwijd. Op de NAB-show van 1964 sloeg de paniek toe op de RCA-stand.

RCA, fabrikant van TV-apparatuur, van camera’s tot zenders, is zowat de uitvinder van radio en TV in Amerika. Het was RCA dat het haalde wanneer in 1953 de NTSC- kleurennorm moest gekozen worden, concurrent CBS moest in het zand bijten.

Meer dan tien jaar later had RCA de markt van kleuren-studiocamera’s quasi voor zich alleen. Tot op de NAB-show van 1964. Ze stelden er hun nieuwste camera voor, de TK42. Deze was als eerste uitgerust met vier buizen, 1 beeldorthicon en drie vidicons in plaats van drie beeldorthicons, voor scherpere beelden. De camera was niet van de kleinste of lichtste, hij woog met ingebouwde 5 x zoomlens zo’n 150 kg, en mat 60 cm (B) x 42 cm (H) x 84 cm (L).

Oh ramp : hij werd op alle vlakken in de schaduw gesteld door de PC60, een revolutionaire camera van Norelco, een Amerikaans Philipsfiliaal dat enkel bekend was (en nog is) van zijn elektrische scheermachientjes. Hij was niet uitgerust met vier maar met drie buizen, en het waren de gloednieuwe plumbicons; hij gaf meer detail, een betere kleurweergave, minder “plastic”-beelden, en vroeg minder licht dan de concurrentie. Hij woog minder dan de helft en mat 36 cm (B) x 49 cm (H) x 50 cm (L – zonder lens).

De impact van die camera was enorm : RCA kreeg de TK42 aan de straatstenen niet kwijt, het verkocht dat jaar geen enkele camera. CBS, met ABC en NBC een van de toenmalige drie machtige networks, die de nederlaag van 1953 nog niet vergeten was, kocht nog enkel Norelcocamera’s. Zelfs NBC, nota bene een RCA-filiaal, kocht er 36 voor hun reportagewagens.

Pas nadat RCA in een overeenkomst met Philips toegang kreeg tot hun technologie konden ze weer hun mannetje staan op de cameramarkt. Hetzelfde gold trouwens voor de andere fabrikanten.

Wat was het geheim van het succes van deze camera? De combinatie van twee uitvindingen van Philips, het plumbicon en het prismatische kleursplitsblok, maakte alle camera’s met beeldorthicons of met vier buizen, dus alle bestaande en nieuw-ontwikkelde camera’s van de andere fabrikanten, achterhaald.

Plumbicon is een geregistreerde merknaam van Philips voor buizen van het hier beschreven type.

Het plumbicon was een sterk verbeterde versie van het vidicon, een camerabuis met een fotogeleidende laag (dikwijls selenium) die al enige tijd bestond maar qua kwaliteit (ruis, nasleep) niet kon tippen aan het beeldorthicon en meestal voor industriële toepassingen gebruikt werd. Ironisch genoeg was het vidicon door RCA uitgevonden.

Bij het plumbicon werd het selenium vervangen door een halfgeleiderlaag, dat een zogenaamde PIN-diode vormt. De naam plumbicon  is afkomstig van het loodoxide waaruit deze halfgeleider bestaat. Deze laag wordt meer geleidend naarmate er meer licht op in valt. Een elektronenstraal tast dan deze lading dan lijn per lijn af en levert een stroom die beeldpunt per beeldpunt evenredig is met de lichtinval.

Per som geeft het plumbicon natuurgetrouwere beelden, met minder ruis; de buis is minder complex, stabieler, makkelijker af te regelen, en … is kleiner dan het beeldorthicon. Zie de vergelijking die Philips indertijd maakte. Op de foto zien we een drieduimbeeldorthicon, een plumbicon en een vidicon. 

De standaardplumbicon heeft een diameter van 30 mm (1 ¼”), latere versies zijn 25 mm (1 “) en 17 mm (2/3 “) dik. Door deze types werden kleinere camera’s en later de ENG-camera’s mogelijk

Het plumbicon had natuurlijk ook nadelen, bij oversturing onstaat er een gekleurde nasleep (de comet tail) en bij donkere scènes is er inprenting (het beeld blijft schijnbaar aanwezig, ook als het al weg is). In de loop der jaren worden deze gebreken grotendeels opgelost.

Het kleursplitsende prisma : Bij kleuren-tv moet men het licht op een of andere manier splitsen in drie componenten, rood, groen en blauw. Elke opnamebuis mag maar licht van één van de kleuren ontvangen. Om geen licht te laten verloren gaan doet men dat met dichroïtische spiegels, dat zijn spiegels die het licht van één kleur reflecteren en het overige doorlaten.

We kunnen bijvoorbeeld eerst een spiegel gebruiken die de blauwe lichtstralen weerkaatst en de andere doorlaat, gevold door een tweede spiegel die de rode lichtstralen weerkaatst. Wat dan overblijft zijn de groene stralen.

Gemakkelijk gezegd dan gedaan, want achter een lens is maar weinig plaats. Daarom maakt men gebruik van zogenaamde relaislenzen die de stralengang achter de lens langer maken en zo plaats creëren. Zie deze tekening naar Schönfelder. (Variooptik: zoomlens; Graufilter : grijsfilter, om de gevoeligheid van de drie buizen op mekaar af te stemmen)

Als buizen gebruikte men drie beeldorthicons. Later schakelde men over naar vier buizen, een beeldorthicon en drie vidicons. De beeldorthicon ontving een deel van het wit licht, en zorgde voor de scherpte. De job van de drie vidicons was een goede kleurweergave. Met zo’n opstelling was een camera goed gevuld natuurlijk.

Maar dan kwam Philips op de proppen. Ze hadden een methode ontwikkeld om de kleursplitsende spiegels op een zeer compacte manier te bouwen, waarbij de oppervlakken beschermd zijn tegen stof, en met een superieure kleurenscheiding : Ze gebruikten speciale kleurscheidende prisma’s, die met mekaar verbonden worden en één luchtdicht afgesloten geheel vormen, het kleursplitsblok. Door de compacte bouw is er ook geen relaisoptiek nodig, en zijn de lichtverliezen beperkt. Deze prisma’s zijn enkel bruikbaar met plumbicons, anders worden ze te groot. Samen vormden ze wel “het” winnende koppel. Ze worden nog steeds gebruikt bij CCD- en CMOS-camera's.

Zie de vergelijking op dezelfde schaal van de opstelling bij een orthicon- en de Philipscamera.

Tot nog toe werden de buizen horizontaal opgesteld. Bij Philips was dat vertikaal. Met deze opstelling is de invloed van het aardmagnetisme op de drie kleurenbeeldenl minder uitgesproken.

We zien hier achter de lens het kleursplitsblok en drie modules met elk een buis met zijn voorversterker en afbuigspoelen. Voor het overige is deze zijde van de camera gevuld met versterkers en afbuigkringen. Omdat de camera redelijk smal is en de lens niet in het midden van het voorvlak staat steekt ze wat uit aan de linkerkant, dat is kenmerkend voor deze camera’s. De bediening van de zoomlens gebeurt vanaf de camerastick, vroeger was dat met knoppen op het camerahuis zelf. De beeldzoeker is vast gemonteerd, (het schuin stuk is de lichtschacht), wat vervelend is bij lage of hoge camerastanden.

Bij een studiocamera zit niet alles in de camerakop. Een vast gedeelte, de “CCU” (Camera Control Unit) bevat voedingen, een deel van de kringen en de bediening. Bij deze camera was dat ondergebracht in een soort lessenaar.

De eerste Philipscamera’s waren niet perfect; ondermeer dank zij de BBC en CBS kwamen er stapsgewijze verbeteringen; ook de typenummers evolueerden mee, in de VS is dat PC60 en PC70, in Europa heetten ze LDK 1 en 3; er waren nog types daartussenin. Ze waren zeer succesvol, Philips verkocht er in totaal zo’n 1800.

In de aanloop naar de start van de kleurenuitzendingen kochten BRT en RTB (het instituut van de technische diensten was toen nog gemeenschappelijk) twee camera’s voor de experimentele opleidingsstudio, studio 7.

Na de start werd de studio en zijn camera’s gebruikt voor eenvoudige programma’s zoals Première. Nu bezit het Omroepmuseum een van deze iconische camera’s.

Voor wie nog meer wil weten de volgende downloadlinks :

Engelstalig artikel van Philips over het verschil tussen Plumbicons en beeldorthicons 

"The Plumbicon compared with other television camera tubes", A. G. van Doorn, Philips Technical Review, vol. 27 1966, No. 1

Engelstalig artikel van Philips met een beschrijving van de camera :

"A colour television camera with Plumbicon tubes" , H. Breimer, W. Holm and S.L. TAN Philips Technical Review vol. 28, 1967, No. 11

Deel van een NRU/NTS-brochure met een uitgebreide beschrijving van de camera :

 "PBC II-p PLUMBICON DEEL 2", NRU/NTS 1966

Verantwoordingen :

Kleurenfoto RCA-camera : eyesofageneration.com

Zwarwitfoto's en vergelijingen tussen buizen : Philipsartikels (zie hoger)

Principeschema's met drie en vier buizen : Schönfelder Helmut (Dr. Ing.) : Farbfernsehen Aufgabenstellung und Lösungswege eines optisch-elektronischen Übertragungsproblems 1965, Justus von Liebigverlag