コンピューター グラフィックスは、今日の現代社会で一般的な要素になっています。 ユーザー インターフェイスであれ、データの視覚化であれ、動画であれ、コンピューター グラフィックスは重要な役割を担っています。 グラフィックス システムの主な出力デバイスはビデオ モニターです。 多くの技術が存在するが、ほとんどのビデオモニターの動作は、標準的なCRT（Cathode Ray Tube）設計に基づいている。
陰極線管 (CRT) –
陰極線管 (CRT) は、電子ビームが燐光面に衝突したときに画像が生成される特殊な真空管です。 Most desktop computer displays make use of CRT for image displaying purposes.
Image source – physics.usyd
Cathode Ray Oscilloscope Circuitry
- Vertical Amplifier
- Horizontal amplifier
- Time base Circuit
- Power Supplies
- Cathode Ray Tube
Construction of a CRT –
- The primary components are the heated metal cathode and a control grid.
- The heat is supplied to the cathode (by passing current through the filament). This way the electrons get heated up and start getting ejected out of the cathode filament.
- This stream of negatively charged electrons is accelerated towards the phosphor screen by supplying a high positive voltage.
- This acceleration is generally produced by means of an accelerating anode.
- 次のコンポーネントは集束システムで、電子ビームをスクリーン上の小さなスポットに収束させるために使用します。
- 集束システムがない場合、電子は自身の反発によって散乱し、したがって、オブジェクトのシャープな画像を取得できません。
- 静電偏向 –
電子ビーム (陰極線) は、静電レンズを形成する正電荷の高い金属シリンダーを通過します。 この静電レンズは、光学レンズが光線を集めるのと同じように、陰極線をスクリーンの中心に集束させます。 CRT管内には、2組の平行な板が取り付けられている。 ブラウン管の静電偏向感度とは、板間に1Vの電圧をかけたときに電子ビームに生じる偏向量のことである - 磁気偏向 –
ここでは2対のコイルが使用されている。 1対はCRT管の上下に、もう1対は反対側の2辺に取り付けられる。 この2つのペアが作り出す磁場は、磁場の方向とビームの流れ方向の両方に垂直な方向に電子ビームに力を発生させるようになっている。
さて、この高エネルギーのビームがスクリーンの表面に当たると、これらの電子は停止し、その運動エネルギーは蛍光体スクリーン（原子）によって吸収されます。 一部のエネルギーは熱として浪費されますが、運動エネルギーの大部分は蛍光体原子に伝達されます。 この膨大なエネルギーを受け取った原子は、より高いエネルギー準位に励起される。
しばらくすると、原子は元のエネルギー準位に戻り始めます。 元のエネルギー準位は、励起されたエネルギー準位よりも低いため、原子はエネルギーを放出しながら下降していきます。 この余分なエネルギーは、小さな光量子の形で放散されます。 このようにして、脱励起の結果、画面上に明るい色のスポットが現れます。 スポットの周波数（色）は、2つのエネルギーレベル（励起レベルと基底状態レベル）の差に依存する。
CRTには、さまざまな種類の蛍光体が使用されています。 その違いは、CRTのビームを取り除いた後、蛍光体がどれだけ長い間発光し続けるかに基づいています。 この性質を「パーシスタンス」と呼びます。 基本的には、発光した光が元の10分の1になるまでにかかる時間のことである。 このため、残光性の低い蛍光体では、ちらつきのない画面を維持するためにリフレッシュレートを高くする必要がある。
- 静電偏向 –