OEMプロジェクト向けLCDディスプレイの解像度・アスペクト比ガイド

LCDディスプレイの解像度が意味するもの

解像度は、アドレス指定できる画素が横方向と縦方向にいくつ並ぶかを表します。320 × 240のマトリクスは320列と240行からなり、76,800画素です。1024 × 600のマトリクスは614,400画素です。数が大きいだけでは文字が読みやすくなるとはいえません。読みやすさは、有効表示領域の寸法、画素ピッチ、フォントサイズ、視認距離、コントラスト、光学条件にも左右されるためです。

カラーTFT LCDでは、通常、表示上のひとつの画素に赤・緑・青のサブピクセルが含まれます。それでもホストは、パネル解像度を完全な表示画素の数として扱います。色深度は、各画素を表現するために何ビットを使うかを示し、解像度とは別の仕様です。

解像度と画面サイズ・有効表示領域・アスペクト比の違い

同じ対角サイズを示す三つの図面でも、画素マトリクス、有効表示領域、モジュール外形が異なる場合があります。逆に、同じ解像度の二つのモジュールでも物理寸法は異なり得ます。機構とUIの設計では、以下の項目を別々に扱ってください。

円形モジュールの例： COM31H3P76ULCは、 480 × 480の円形ディスプレイの例 で、有効表示領域の直径は78.62 mm、記載された外形は88.83 × 91.43 mmで、下部にFPC／フレームの配置があります。筐体の判断は、正方形の画素マトリクスだけでなく、管理された図面に基づいて行う必要があります。

水平画素ピッチは有効表示幅を水平画素数で割って概算でき、垂直ピッチは有効表示高さを垂直画素数で割ります。ミリメートルをインチに換算すると、各軸についてインチあたりの画素数を計算できます。結果が二つの軸で異なる場合、画素は正方形ではないため、物理的な有効表示領域の比率と、数値上の解像度の比率を同一として扱わないでください。

向きも独立した判断事項です。800 × 480のパネルを回転すると480 × 800のUIキャンバスになりますが、モジュールの機構、コントローラの制限、視認方向、ケーブル位置は変わりません。より広い範囲を扱う 産業用HMIプロジェクト向けTFT LCDモジュール選定ガイド では、これらのシステムレベルの制約を説明しています。

LCD解像度とアスペクト比の一般的な例

以下の値は、組込みディスプレイの検討でよく使われる計算例です。SuccessLCDの在庫一覧ではありません。RFQでは、QVGAやWVGAなどの名称を、正確な水平 × 垂直のマトリクスの代わりに使用しないでください。

メモリ値には十進数のメガバイトと、非圧縮の単一フレームを使用しています。RGB565 = 画素あたり16ビット、RGB888 = 画素あたり24ビットです。ダブル／トリプルバッファ、ラインストライド、アラインメント、グラフィックレイヤーによって必要なメモリは増えます。

具体的な7インチモジュールの判断には、製品レベルの根拠も必要です。記録された製品構成については、 COG-T700MI2XE-02の7インチ1024 × 600 TFT LCDモデル概要 をご確認ください。このページは、解像度と計算の一般的な説明を担当します。

LCD解像度がメモリ・ピクセルクロック・インターフェース負荷に与える影響

画素数が増えると、コントローラが生成・保存・伝送する画像データ量も増えます。毎秒60フレームの場合、800 × 480では毎秒23.04百万有効画素、1024 × 600では毎秒36.864百万有効画素が必要です。これに画素あたり24ビットを掛けると、有効RGBデータ量の概算になりますが、最終的なインターフェースのラインレートではありません。

Texas Instrumentsは、ピクセルクロックの計画には水平・垂直タイミングとブランキングを含める必要があり、最終値はパネルのデータシートに基づくと説明しています。シリアライザ、デシリアライザ、コントローラ、パネルのすべてが、必要なクロックとスループットに対応する必要があります。公式の TIの表示解像度・ピクセルクロック設計ガイド。

解像度の承認前に行う四つの確認

1. フレームバッファ容量： 予定の色深度で単一フレームを計算し、実際のバッファ数、ストライド、アラインメント、オーバーレイ、グラフィック素材を加えます。
2. ピクセルクロックの範囲： 有効画素、同期幅、フロント／バックポーチ、リフレッシュレートを含むパネルタイミング全体を、ホストとインターフェースデバイスの制限と比較します。
3. 伝送帯域幅： 有効画素のデータ量だけを使うのではなく、レーン数、シリアル化、エンコード、パケットまたはブランキングのオーバーヘッド、対応する圧縮を含めます。
4. 描画性能： プロセッサ、メモリ帯域幅、グラフィック処理系が、必要なフレームレートと温度範囲で予定のUIを更新できることを確認します。

関連する MIPI AllianceのDSI-2概要 は、複数の動作モードとオプションで表示圧縮をサポートする、拡張可能な高帯域のホスト・ディスプレイ間インターフェースを説明しています。 VESAのディスプレイ圧縮概要 は、対応するコーデックが伝送データレートを低減する仕組みを説明しています。圧縮は自動的に利用できるものではありません。両端のデバイスと選定したインターフェース実装が、同じ方式に対応する必要があります。

インターフェースの担当範囲と検証については、 RGB・LVDS・MIPI・SPIのLCDインターフェースガイドをご利用ください。解像度の選定では、必要なタイミングとUI負荷を明記します。信号規格と組込みの詳細は、インターフェースガイドで扱います。

ネイティブ解像度とスケーリング

実用上可能な場合は、パネル本来の画素マトリクスでUIを設計してください。異なるソース解像度を送る場合は、スケーリング、トリミング、レターボックス表示、または新しいレイアウトが必要です。スケーラは、コスト、遅延、メモリ転送量、画像処理の前提を増やす場合があり、簡単なコントローラには搭載されていないこともあります。文字、単一画素幅の線、アイコンは非整数倍のスケーリングの影響を特に受けやすいため、実際のコントローラとパネルを組み合わせて試験してください。

OEMプロジェクト向けLCDディスプレイ解像度の選び方

1. 必要な情報表示から始めます。 操作者が理解する必要のある最小の文字、アイコン、グラフ、動画領域、同時表示する操作部品を整理します。
2. 視認距離と利用可能な有効表示領域を設定します。 予定する文字と操作部品の物理サイズから、実用的な必要画素数を求めます。対角サイズだけから始めないでください。
3. 向きとUIの比率を選びます。 縦向きまたは横向きの構成を、筐体、操作者の作業手順、正確な画素マトリクスに合わせます。
4. メモリと有効データ量を計算します。 予定の色深度、フレームレート、バッファ数を使用し、実装上のオーバーヘッドを加えます。
5. コントローラとタイミングの制限を確認します。 ピクセルクロック、リフレッシュ、ポーチ、レーン数、インターフェース電圧、初期化、グラフィック性能を、実際のデータシートと照合します。
6. 機構と光学系を検討します。 有効表示領域、視認領域、外形、コネクタ位置、輝度、視認特性、タッチ積層構成、カバーレンズの開口部を確認します。
7. サンプル全体を検証します。 モジュールを確定する前に、予定のコントローラ、ケーブル、筐体、動作条件で実際のUIを動かします。

設計検討に最低限必要な情報

• UIの画面画像またはワイヤーフレーム
• 必要な最小文字・アイコンサイズ
• 視認距離と向き
• 目標の有効表示領域とモジュール外形
• 候補の画素マトリクス
• ホストプロセッサまたはディスプレイコントローラ
• 利用可能なフレームバッファメモリ
• 色深度とリフレッシュの要件
• 希望インターフェースとレーンの制約
• タッチとカバーレンズの積層構成
• 動作・保存温度
• 参考図面、サンプル、または現行部品

画素とシステムの制限を明確にした後、利用可能な TFT LCDモジュールの選択肢をご確認ください。サプライヤーへの情報伝達を整理するには、 TFT LCD モジュール見積依頼チェックリスト。

よくある質問

設計参考資料

• Texas Instruments：表示解像度に基づくLVDSシリアライザの選定 — ピクセルクロック、ブランキング、ラインレートの計画。
• MIPI Alliance：MIPI DSI-2 — 拡張可能なホスト・ディスプレイ間インターフェース構成と、対応する動作モード。
• VESA：ディスプレイ圧縮コーデック — ディスプレイ伝送圧縮の範囲と実装上の背景。