بورتا-كولور

يستخدم التلفزيون التقليدي بالأبيض والأسود أنبوبًا مطليًا بشكل متجانس بمادة فسفورية على سطحه الداخلي. عند إثارته بواسطة إلكترونات عالية السرعة ، ينبعث من الفسفور ضوء، عادةً ما يكون أبيض، ولكن تُستخدم ألوان أخرى في بعض الحالات. يوفر مدفع إلكتروني في الجزء الخلفي من الأنبوب حزمة من الإلكترونات عالية السرعة، وتسمح مجموعة من المغناطيسات الكهربائية المرتبة بالقرب من المدفع بتحريك الحزمة على الشاشة. تُستخدم مولدات قاعدة زمنية لإنتاج حركة مسح. تُرسل إشارة التلفزيون على شكل سلسلة من الخطوط، يُعرض كل منها كخط منفصل على الشاشة. تؤدي قوة الإشارة إلى زيادة أو نقصان التيار في الحزمة، مما ينتج عنه نقاط مضيئة أو مظلمة على الشاشة أثناء مسح الحزمة للأنبوب.

في شاشة العرض الملونة، يُستبدل الطلاء الموحد للفوسفور الأبيض بنقاط أو خطوط من ثلاثة أنواع من الفوسفور الملون، مما ينتج ضوءًا أحمر أو أخضر أو ​​أزرق ( نموذج ألوان RGB ) عند إثارته. وعند إثارته بنفس طريقة أنبوب الأبيض والأسود، ينتج الفوسفور الثلاثة كميات مختلفة من هذه الألوان الأساسية ، والتي تمتزج في العين البشرية لتكوين لون ظاهري. وللحصول على نفس دقة شاشة الأبيض والأسود، يجب أن تتمتع شاشة العرض الملونة بدقة ثلاثة أضعاف. وهذا يمثل مشكلة لمدافع الإلكترونات التقليدية، التي لا يمكن تركيزها أو توجيهها بدقة كافية لاستهداف هذه الأنماط الفردية الأصغر حجمًا.

قدمت شركة RCA الحل التقليدي لهذه المشكلة عام 1950، من خلال نظام قناع الظل . يتكون قناع الظل من صفيحة فولاذية رقيقة بها ثقوب دائرية صغيرة، موضوعة بحيث تقع هذه الثقوب مباشرة فوق ثلاث نقاط فسفورية ملونة. يتم تركيز ثلاثة مدافع إلكترونية منفصلة بشكل فردي على القناع، لتمسح الشاشة كالمعتاد. عندما تمر الحزم فوق أحد الثقوب، فإنها تخترقه، وبما أن المدافع مفصولة بمسافة صغيرة عن بعضها البعض في الجزء الخلفي من الأنبوب، فإن كل حزمة تمر بزاوية طفيفة أثناء مرورها عبر الثقب. تُرتّب النقاط الفسفورية على الشاشة بحيث تصطدم الحزم فقط بالفسفور المناسب لها.

تكمن المشكلة الرئيسية في نظام قناع الظل في أن الغالبية العظمى من طاقة الشعاع، والتي تصل عادةً إلى 85%، تُفقد أثناء "إضاءة" القناع عند مرور الشعاع فوق الأجزاء المعتمة بين الفتحات. وهذا يعني أنه يجب زيادة طاقة الأشعة بشكل كبير لإنتاج سطوع مقبول عند مرورها عبر الفتحات.

كان بول بيلتشينسكي قائد المشروع في تصميم وإنتاج جهاز جنرال إلكتريك بورتا كولور في عام 1966. ^{[ 1 ]}

كانت شركة جنرال إلكتريك (GE) تعمل على تطوير أنظمة متنوعة تُمكّنها من طرح أجهزة تلفزيون ملونة لا تعتمد على براءات اختراع تقنية قناع الظل. وخلال خمسينيات القرن الماضي، بذلت الشركة جهودًا كبيرة في تطوير مفهوم "بينترون" ، لكنها لم تتمكن من جعله يعمل كجهاز تلفزيون ملون أساسي، فبدأت بالبحث عن حلول بديلة. وفي نهاية المطاف، حسّنت جنرال إلكتريك نظام قناع الظل الأساسي بتغيير بسيط في التصميم.

بدلاً من ترتيب المدافع والفوسفورات على شكل مثلث، رتب نظامهم هذه المدافع والفوسفورات جنبًا إلى جنب. هذا يعني أن الفوسفورات لم تكن بحاجة إلى إزاحة عن بعضها البعض في اتجاه واحد فقط، مما سمح بضبط تقارب الحزم الثلاث بشكل أبسط بكثير، مقارنةً بأنبوب قناع الظل دلتا التقليدي. كان هذا الاختلاف كافيًا عن تصميم RCA ليسمح لشركة GE بالتحايل على براءات الاختراع. كان أنبوب GE مقاس 11 بوصة لا يزال يحتوي على فتحات قناع دائرية ونقاط فوسفورية، وليست مستطيلة كما في أنابيب قناع الشق اللاحقة. يكمن الابتكار هنا في المدافع المتراصة بدلاً من الترتيب الثلاثي.

أدى هذا التغيير، الذي سمح بإجراءات تقارب أبسط بكثير، إلى جانب استخدام أنابيب التفريغ متعددة الوظائف من نوع كومباكترون التابعة لشركة جنرال إلكتريك، إلى تقليص حجم الهيكل بالكامل. استخدمت جنرال إلكتريك صغر حجم نظامها كميزة بيع رئيسية. استخدم الجهاز الأصلي الذي يزن 28 رطلاً أنبوبًا بطول 11 بوصة، وبيعت النسخة بسعر 249 دولارًا، وهو سعر زهيد جدًا لجهاز تلفزيون ملون في ذلك الوقت. حقق جهاز بورتا-كولور، الذي طُرح في عام 1966، نجاحًا باهرًا، ما دفع الشركات الأخرى إلى التهافت على طرح أنظمة مماثلة. واصلت جنرال إلكتريك تطوير هذا النظام حتى عام 1978، الذي شهد نهاية إنتاج أجهزة استقبال التلفزيون التي تعمل بأنابيب التفريغ .

أنتجت شركة جنرال إلكتريك تصميم بورتا-كولور الأساسي حتى سبعينيات القرن العشرين، حتى بعد أن تحولت معظم الشركات إلى تصميمات الحالة الصلبة عند ظهور الترانزستورات ذات القدرات المطلوبة. وكان بورتا-كولور 2 محاولتهم لإنتاج نسخة تعمل بتقنية الحالة الصلبة، لكنه لم يحقق مبيعات واسعة. ومع ذلك، تم نسخ التقنية الأساسية في جميع منتجات جنرال إلكتريك كلما سمحت دورات تحديث المنتجات بذلك. وبحلول أوائل سبعينيات القرن العشرين، كانت معظم الشركات قد طرحت تصميمات "قناع الفتحة"، بما في ذلك شركة آر سي إيه. ^{[ 2 ]}