El tubo de Aiken fue el primer televisor en blanco y negro de pantalla plana que tuvo éxito . Originalmente diseñado a principios de la década de 1950, se construyó una pequeña cantidad de tubos en 1958 para uso militar en colaboración con Kaiser Industries . A continuación se produjo una extensa batalla de patentes con una tecnología similar desarrollada en el Reino Unido, y la producción comercial planificada para el mercado doméstico nunca comenzó. Varias empresas, incluidas Sinclair Electronics y RCA , llevaron a cabo un mayor desarrollo después de que expiraran las patentes. Las pantallas solo se produjeron en pequeñas cantidades para aplicaciones militares y osciloscopios. [1]
William Ross Aiken era un estudiante de ingeniería eléctrica en la Universidad de California en Berkeley en 1941. Originalmente esperaba graduarse en la promoción de 1942, pero decidió tomarse un año sabático y trabajar en la industria. Consiguió un trabajo en la planta número 2 de Kaiser Shipyards en Richmond, California , y fue ascendido a jefe del departamento eléctrico. Cuando Estados Unidos entró en la Segunda Guerra Mundial , el estatus de servicio selectivo de Aiken fue declarado como categoría 1-B. Fue una de las siete personas en el país "congeladas" en sus trabajos por el almirante Land y no pudieron dejar su trabajo bajo ninguna circunstancia. [2]
Cuando terminó la guerra, Aiken fue reclutado, pero fue declarado 4-F debido al asma , y en su lugar fue enviado a trabajar en la industria en una variedad de trabajos. Pasó los siguientes seis años trabajando para el Laboratorio de Radiación de la Universidad de California , hoy Laboratorio Nacional Lawrence Livermore , diseñando controles para los ciclotrones que se estaban construyendo allí. Luego fue puesto a cargo del desarrollo de un espectrómetro de rayos X para medir la temperatura de las bolas de fuego de las armas nucleares . [2] Mientras trabajaba en estos desarrollos, fue enviado a Eniwetok durante una serie de pruebas nucleares.
Fue durante esta época cuando se le ocurrió la idea de un nuevo tipo de tubo de rayos catódicos (TRC) delgado mientras trabajaba con osciloscopios . Pensó que los tubos de visualización que se utilizaban en ese momento eran demasiado largos y que un tubo más corto sería mucho más práctico. [3] Aiken no fue el primero en considerar la posibilidad de un TRC compacto con una pantalla de visualización delgada, pero nadie había tenido éxito en el desarrollo de uno en ese momento. Había una gran cantidad de problemas, especialmente con los arreglos de enfoque, pero Aiken siguió abordándolos uno por uno hasta que desarrolló lo que sintió que era una solución viable. [4]
Después de esbozar la idea, se dirigió a la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos , su empleador en ese momento, pero no encontraron el concepto interesante. Al regresar de Eniwetok, se acercó al Laboratorio de Radiación, pero también se negaron a encargarse del desarrollo. Decidió construir un prototipo de CRT delgado por su cuenta. Alquiló un espacio en el sótano de una oficina de correos y desarrolló un tubo funcional que podía dibujar y mover un punto alrededor de la pantalla. [5]
Una cosa era dibujar un punto en la pantalla y moverlo, y otra muy distinta era fabricar un televisor que funcionara. En busca de capital para el desarrollo, Aiken empezó a vender el concepto a cualquiera que expresara interés. Warner Brothers envió a un ingeniero para que lo examinara, pero se negó a financiar el desarrollo creyendo que era una falsificación. Walter Baker , el director de los laboratorios de investigación de General Electric , llamó a Aiken para concertar una reunión, pero Aiken exigió que firmaran un acuerdo de confidencialidad y Baker se negó. [6]
Aiken se puso en contacto con algunos de sus antiguos contactos en Kaiser, y estos se mostraron mucho más interesados y felices de firmar el acuerdo de confidencialidad. Después de ver la unidad y cómo funcionaba, decidieron financiar el desarrollo utilizando las ganancias de otra división. Cuando descubrieron que las ganancias se debían a un error contable, el desarrollo casi se detuvo. [7]
En ese momento, el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos había oído hablar de su trabajo y estaba muy interesado en desarrollarlo como una tabla de trazado interactiva para mostrar los datos de las sonoboyas en helicópteros antisubmarinos . [8] Más tarde agregaron una función adicional como pantalla de visualización frontal para el entrenador T-2 Buckeye , que requería un fósforo transparente para que el piloto pudiera mirar a través de la pantalla y fuera de la cubierta. [9] Con su financiación asegurada, Kaiser instaló un nuevo laboratorio en Palo Alto, California . Shockley Semiconductor colaboró en el desarrollo de una pequeña computadora transistorizada para mostrar información básica de navegación, mientras que Corning fue contratado para desarrollar las placas de vidrio superplanas necesarias para la parte frontal de la pantalla. [10]
Mientras continuaba el desarrollo, Kaiser comenzó a buscar socios en el sector de la electrónica de consumo que pudieran ayudar a financiar el esfuerzo de llevar el tubo a la producción comercial. En ese momento, la NTSC estaba en proceso de introducir su estándar de televisión en color y se estaban gastando enormes cantidades de fondos en el desarrollo de una amplia gama de tecnologías en el mercado del color. Kaiser no pudo encontrar a nadie interesado en desarrollar otro sistema en blanco y negro y, después de que se agotaran los contratos gubernamentales, dejó de financiar el desarrollo. [11]
Fue en esa época cuando el tubo similar desarrollado por Dennis Gabor (mejor conocido como el desarrollador de hologramas ) llamó su atención por primera vez. El diseño de Gabor era similar en el sentido de que utilizaba un cañón descentrado y placas deflectoras detrás del fósforo , pero se diferenciaba en que el cañón de electrones estaba dispuesto debajo del área de visualización en lugar de a un lado. Aiken también había presentado patentes similares después de sus primeros intentos. Se produjo una batalla de patentes, en la que Gabor finalmente obtuvo los derechos en el Reino Unido y Aiken los derechos en los Estados Unidos. En ese momento, el desarrollo activo de ambos había terminado y los dos se hicieron amigos. [11]
Aiken continuó desarrollando una serie de tecnologías de visualización no relacionadas, similares a la pantalla de disco giratorio, y finalmente formó "Display Technology Corporation" para producirlas.
Aiken desarrolló varios diseños de tubos diferentes mientras trabajaba con Kaiser, varios de los cuales fueron descritos en la patente estadounidense 2.795.731.
El diseño principal utilizaba un cañón de electrones dispuesto a un lado de la pantalla, que disparaba horizontalmente a lo largo de la parte superior del tubo de visualización o verticalmente hacia la parte superior y luego se doblaba 90 grados para viajar a lo largo de la parte superior. A lo largo de la parte superior del tubo había una serie de placas en forma de C y un conjunto correspondiente de barras paralelas debajo de ellas. Las placas se cargaban en relación con las barras para proporcionar deflexión, doblando el haz para que viajara entre las barras y descendiera por la cara del tubo.
Detrás del tubo había una serie de placas metálicas anchas que se extendían horizontalmente a lo largo de la cara posterior de la pantalla. Estas se utilizaban para doblar el haz en un ángulo y hacer que impactara en la cara frontal de la pantalla. El escaneo 2D se logró cargando dos de las placas horizontales para seleccionar una ubicación vertical en la pantalla y luego cargando rápidamente las placas de deflexión en la parte superior para seleccionar una ubicación horizontal. Cada placa vertical y horizontal se dirigía a muchas ubicaciones en la pantalla, y las ubicaciones dentro del área de cada placa se seleccionaban cargándola en relación con sus vecinas.
Las patentes describen varios sistemas diferentes para construir las placas deflectoras, incluidos circuitos electrostáticos y electromagnéticos . Encender y apagar las placas a altas frecuencias y altos voltajes es un problema importante, incluso hoy en día, y se describieron varios sistemas diferentes para lograrlo, incluido un sistema óptico-mecánico similar al disco de Nipkow .
El segundo diseño, descrito en la patente estadounidense 2.837.691, era similar al primero en cuanto a direccionamiento vertical, pero utilizaba un sistema de escaneo horizontal convencional. El cañón se movía a la mitad inferior de la pantalla, disparando hacia arriba, escaneado horizontalmente por un único par de placas deflectoras dispuestas justo encima del cañón. El escaneo horizontal es mucho más rápido que el vertical, por lo que este cambio redujo en gran medida la complejidad de la electrónica del controlador. En la parte superior de la pantalla había un solo cable cargado a voltajes muy altos, que doblaba el haz 180 grados hacia la parte inferior de la pantalla. Las placas deflectoras verticales estaban montadas en una placa dispuesta para quedar entre la trayectoria del haz a medida que viajaba hacia arriba en la parte posterior del tubo y hacia abajo en la parte delantera.