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陰極射線管的構造
陰極射線管（CRT）是利用電子「熱游離」的原理所製作的螢幕，在螢幕表面塗佈螢光粉，分別以三支電子槍發射出三道電子束撞擊螢光粉而發出紅（R）、綠（G）、藍（B）三種顏色的光。先製作一支前粗後細的玻璃管，將鎢絲放入玻璃管較細的一端，並且將玻璃管抽成真空，如＜圖一（a）＞為傳統電視機的府視圖，觀看電視的人眼睛由右向左看。
由於陰極射線管是使用「熱游離」的方式產生電子束，所以會對鎢絲施加數千伏特以上的高電壓使鎢絲發熱，配合尖端放電的原理使電子射出形成電子束，並且使用「電磁透鏡（電磁鐵）」來控制電子束前進的方向，在螢幕表面依序掃描，才能顯示出不同的影像，由於電磁透鏡不易使電子束快速轉向，電子束必須行走一段足夠的距離以後才能被轉向到螢幕邊緣，因此陰極射線管螢幕的厚度很厚，如＜圖一（a）＞所示。
＜圖一（b）＞為電子束在螢幕表面的掃描順序，由上到下、由左到右，螢幕的橫向掃描線稱為「線（Line）」，由上到下依序為 Line 1、Line 2、Line 3…，螢幕的橫向掃描線總共有多少條要由螢幕的解析度來決定，如果解析度是 VGA（640 行 × 480 列），則每一條掃描線有 640 個畫素，掃描線總共有 480 條。
圖一、陰極射線管的構造示意圖。（資料來源：趙中興，螢幕原理與技術，全華圖書股份有限公司）
陰極射線管的呈像原理
如果由傳統電視機的正面看過去，如＜圖二（a）＞所示，則在玻璃面板的內部有螢光粉塗佈在表面，其排列依次為紅（R）、綠（G）、藍（B）不停地反覆，每一組 RGB 稱為一個「畫素（Pixel）」。彩色電視機的電子槍總共有三支，同時會發射出三道電子束，由電視機的正後方射向玻璃面板上的螢光粉，因此同一個時間螢幕上只會有一個畫素的 RGB 被點亮，如＜圖二（b）＞所示。
假設第一個瞬間（第 0.1 微秒）左上角的第一個畫素被點亮，則下一個瞬間（第 0.2 微秒）左上角的第二個畫素被點亮，再下一個瞬間（第 0.3 微秒）左上角的第三個畫素被點亮，如＜圖二（b）＞所示，依此類推，如果這台電視機的解析度是 VGA（640 行 × 480 列），則三道電子束必須要在 1 秒鐘之內掃描整個畫面 30 次以上（30fps），電視機的畫面才能讓肉眼看起來是連續的動作。
圖二、陰極射線管（CRT）的呈像原理。（資料來源：飛利浦（Phillips, LIGHT-NL）29 吋電視）
交錯式與非交錯式陰極射線管
- 交錯式（Interlace）：電子束在 1／30 秒鐘內掃描畫面的奇數行（Line 1、Line 3、Line 5…），下一個 1／30 秒鐘內掃描畫面的偶數行（Line 2、Line 4、Line 6…），因為先掃描奇數行再掃描偶數行，故稱為「交錯式（Interlace）」，這種電視畫面看起來會有點閃爍，對眼睛比較不好，但是電子束掃描速度比較慢，製作比較容易，成本比較低。
- 非交錯式（Non-interlace）：電子束在 1／30 秒鐘內掃描畫面的所有行（Line 1、Line 2、Line 3…），這種電視畫面看起來不會閃爍，對眼睛比較好，但是電子束掃描速度比較快，製作比較困難，成本比較高。
陰極射線管的優點
- 價格較低：陰極射線管的材料成本很低，而且製造困難度也不高，因此價格比較低，是目前市面上最便宜的一種螢幕。
- 沒有視角的問題：沒有利用液晶分子使極化光旋轉的原理，所以不像液晶螢幕（LCD）一樣有視角的問題。
- 色彩真實明亮：使用電子束照射螢光粉，會讓螢光粉發出真實明亮的光，眼睛看起來很清晰，所以許多進行色彩調配的工作人員（例如：印刷廠），仍然使用陰極射線管而不使用液晶螢幕（LCD）。
陰極射線管的缺點
- 厚度較厚：由於電磁透鏡不易使電子束快速轉向，電子束必須行走一段足夠的距離以後才能被轉向到螢幕邊緣，因此的厚度很厚、體積較大。
- 螢幕呈圓弧形：如＜圖一（a）＞所示，如果將「鎢絲」的位置當成圓心，則「玻璃面板」的位置恰好為圓弧，這樣由鎢絲到玻璃面板的中央部位或邊緣部位的距離才會相同（圓心到圓弧的距離固定為半徑），電子束才能同時到達，影像才不會扭曲，但是也因為這個限制，造成螢冪呈圓弧形，大家可以自行觀察家中傳統電視的四個角落，是不是有一點向內凹呢？整個玻璃面板看起來像是一個球面而不是平面。
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《知識力》授權轉載
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