ブラウン管
Keywords: ブラウン管, DTP, X線, オシロスコープ, コンピュータ, シャドーマスク, ソニー, テレビ受像器, テレビ受像機, ディスプレイ
ブラウン管（ぶらうんかん）はドイツのカール・フェルディナント・ブラウンが発明した表示器で、多くのコンピュータディスプレイ、ビデオモニター、テレビ受像器やオシロスコープなどで用いられる。工学的には英語直訳の陰極線管(CRT、Cathode Ray Tube) も用いられる。
陰極線とは真空管の陰極（カソード）を熱すると発生する熱電子の高速な流れのことである。
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原理
ブラウン管内で、電子は一本の電子線に集束され、磁界により偏向されて蛍光物質を塗布した表示面（陽極、アノード）を走査する。電子が蛍光物質に衝突すると光が放出される。
陽極に高電圧を印加することにより、陰極から放出された電子はさらに加速される。カラーブラウン管のアノード電圧は普通20から26kVであり、白黒ブラウン管ではこれよりも低い。電子ビームを輝度変調するためにコントロールグリッドを備えるため、簡単なブラウン管は真空管の三極管に分類される。さらに多くの電極を持つ複雑な管もある。
因みにガラス管は形が漏斗に似ている事から、ファンネルと呼ばれる。
種類
テレビ受像機では管面全体を走査線（ラスタ）とよぶ固定パターンでスキャンしつつ、映像信号の輝度成分に従って電子ビームの強さを変調する。このように、画面上の任意の点の明るさを制御することにより画像を作り上げている。この方式をラスタスキャンと呼ぶ。
初期のレーダー表示装置では、パラボラの向きと同期して放射線状に電子線を走査し表示を行う。この方式をラジアルスキャンと呼ぶ。
オシロスコープでは、電子ビームの強さは一定の設定値に保ち、ビームを任意の軌跡にそって動かして描画する。通常、水平偏向は時間に比例させ、垂直偏向は入力信号の振幅に比例するように走査する。オシロスコープ用のブラウン管はテレビのものより細長く、電界により偏向させる。これは電界偏向のほうがより高い周波数で走査を行えるからである。
レーザー光線を用いて大気中の微粒子をスクリーンとし、文字や図形を表示する手法があるが、それと同様、電子ビームの方向を自由に制御し、文字、図形を直接一筆書きのように表示する表示方法を、ベクトルスキャンと呼ぶ。
多色表示
カラーブラウン管では各々赤・緑・青に発光する3色の異なる蛍光物質を使い、一列(アパーチャーグリル管)または三角形状(シャドウマスク管)に密集して配置する。電子銃が各色に対応して3組あり、各電子銃は対応する1色のドット（蛍光体）にのみ電子線を届くよう、発光面直前にある、アパーチャーグリルまたはシャドウマスクが他のドットに誤って向かう電子を吸収する。シャドウマスクは、三角形状に穴が開いているが、アパーチャーグリルは垂直方向に細いスリット状になっているため、水平方向に支えの線（ワイヤーダンパー）が入っている。アパーチャーグリルのブラウン管をよく見るとその線（ワイヤーダンパー）が見える（“故障ではないか”と問い合わせがよくあると言う）。アパーチャーグリルを使うブラウン管の代表的なものとしては、ソニーのトリニトロン管がある。
外回りはガラス製なので蛍光体で発生した光はモニタ外から見えるが、特にカラーブラウン管において、高エネルギー電子線の衝突により発生する危険なX線を遮る必要がある。このため、ブラウン管用のガラスは鉛ガラスが用いられる。これ以外に遮蔽板やアノード電圧が上がり過ぎないような保護回路があるので、最近のブラウン管からのX線放射は安全基準値を十分下まわる。
ブラウン管は三極管の特性をもつため、顕著なガンマ特性（ビーム電流と発光強度の間の非直線性）をもつ。初期のテレビ受像機では、画面のガンマ特性は表示コントラストを抑えるように働くため好都合であった。今日でもあらゆるデジタルビデオシステムにおいて固有のガンマ特性が存在する。しかしデスクトップ・パブリッシングなど直線性が要求される分野ではガンマ補正技術が用いられる。
いずれプラズマディスプレイや液晶ディスプレイなどの新技術が、場所をとらず低消費電力であるため、CRTディスプレイにとって代わるものと予想される。 社団法人 電子情報技術産業協会 (JEITA) の発表（外部リンクの項参照）によれば、2002年の世界市場および日本市場における市場規模および成長率と2005年の市場予測は次の通りであり、日本ではすでに逆転している。だが、液晶14V型は5～7万円程度に対してブラウン管14型は2～3万円程度の安さで気軽に買えるので当分の間、ブラウン管テレビは姿を消さないと思われる。
世界市場
| ディスプレイ種別 | 2002年市場規模（万台） | 前年比(%) | 2005年市場規模予測（万台） |
| CRT | 7,803 | 80% | 4,709 |
| LCD | 3,039 | 198 | 9,524 |
日本市場
| ディスプレイ種別 | 2002年市場規模（万台） | 前年比(%) | 2005年市場規模予測（万台） |
| CRT | 173 | 48 | 57 |
| LCD | 463 | 136 | 616 |
陰極線管に磁石を近接させておくと、永久的に帯磁して正しく動作しなくなる場合があるため避けるべきである。色ずれの影響が目立ちやすいコンピュータ用ディスプレイでは消磁機能を備えるものが多い。
注意：ブラウン管は非常に高い電圧で動作する。この高圧はブラウン管を内蔵する機器の電源を切ったあとでも相当時間残っている。このため、このような機器を分解することは、正規の技術的な訓練を受け、適切な事故予防処置をとらない限り行うべきではない。
ブラウン管の歴史
- 1897年 ドイツのブラウンがブラウン管を発明
- 1907年 ロシアのロージングがブラウン管を使った受像装置を発案
- 1927年 日本の高柳健次郎が撮影からブラウン管を使った受像装置までの開発を成功（世界で最初にブラウン管に写った文字は日本語の「イ」）
- 1937年 イギリスでテレビ放送が開始（世界最初のテレビ局はBBC）
関連項目
外部リンク
- 2002年情報端末関連機器の世界・日本市場規模および需要予測 （社団法人 電子情報技術産業協会 2003.3.6）
（英語版：18:44, 23 Jul 2003 から翻訳。逐語訳でもないので原文は他言語リンクのみ）