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
表示寸法とシステム負荷の計画
LCDディスプレイの解像度は、アドレス指定できる画素の水平数と垂直数を表します。物理的な有効表示領域、アスペクト比、ユーザーインターフェースの内容、コントローラのメモリ、リフレッシュレート、インターフェースのタイミングと併せて選定する必要があります。このガイドは、OEMチームが画素数と画面サイズを混同せず、解像度の名称を実用的なモジュール仕様に落とし込むためのものです。
。解像度の例は計算例であり、固定在庫を示すものではありません。最終的なモジュール図面、タイミング表、コントローラの制限をご確認ください。
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。
horizontal pixels × vertical pixels
horizontal pixels ÷ vertical pixels
pixels × bits per pixel ÷ 8
pixels × frames/s × bits per pixel
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。
画素解像度
800 × 480など、アドレス指定できる列数と行数です。UIキャンバスを決め、メモリと伝送の要求にも影響します。
有効表示領域または視認領域
画像を形成する物理的な領域で、通常はミリメートルで指定します。画素数と併せて、水平・垂直の画素ピッチの計算に使用します。
モジュール外形
ガラス、バックライト、PCB、タブ、コネクタ、公差を含む機械的な全体サイズです。画面対角や有効表示領域とは異なります。
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。
| 解像度 | 約分した画素比率 | 総画素数 | RGB565の単一フレーム | RGB888の単一フレーム | 主な計画対象 |
|---|---|---|---|---|---|
| 320 × 240 | 4:3 | 76,800 | 0.154 MB | 0.230 MB | コンパクトな計測器と簡単なグラフィカルHMI |
| 480 × 272 | 30:17 | 130,560 | 0.261 MB | 0.392 MB | 小型ワイド形式の組込みインターフェース |
| 800 × 480 | 5:3 | 384,000 | 0.768 MB | 1.152 MB | 中程度のグラフィック詳細度のワイドHMIレイアウト |
| 800 × 600 | 4:3 | 480,000 | 0.960 MB | 1.440 MB | 横四対縦三のレイアウトと既存のコントローラ環境 |
| 1024 × 600 | 128:75 | 614,400 | 1.229 MB | 1.843 MB | 情報密度の高い産業用ダッシュボードと複数パネルのUIレイアウト |
| 1024 × 768 | 4:3 | 786,432 | 1.573 MB | 2.359 MB | 詳細度の高い横四対縦三のグラフィカルインターフェース |
| 1280 × 800 | 8:5 | 1,024,000 | 2.048 MB | 3.072 MB | ホストと伝送路が負荷に対応できる場合の、詳細度の高いインターフェース |
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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
最初から画素数の最大化を目指さない
画素を増やしても操作者の作業が改善されず、メモリ、帯域幅、描画処理、UI開発コストだけが増える場合があります。
対角サイズだけを指定しない
対角、有効表示領域、外形、画素マトリクスは別々の項目です。筐体とUIには、この四つすべてが必要です。
名称だけで承認しない
WVGAなどの名称は、一貫しない使われ方をすることがあります。正確なマトリクスとパネルタイミングを、管理された仕様書に記載してください。
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
800 × 480のLCD解像度は何を意味しますか?
800 × 480のLCDには、アドレス指定可能な800列と480行があり、384,000画素となります。数値上の画素マトリクスの比率は5:3に約分できます。これは、物理的な画面サイズ、有効表示領域、画素ピッチ、インターフェース、リフレッシュレート、モジュール外形を示すものではありません。これらの値は、具体的な図面とデータシートで確認する必要があります。
1024 × 600は16:9のアスペクト比と同じですか?
厳密には異なります。1024 × 600の数値上の比率は128:75、約1.707ですが、16:9は約1.778です。水平・垂直の画素ピッチが等しくない場合、物理的な有効表示領域の比率も異なることがあります。UI設計には正確なマトリクスを、機構設計には図面を使用してください。
LCD解像度を上げると、必ず表示が良くなりますか?
いいえ。適切な有効表示領域では高解像度によって細部を表示できますが、メモリ、インターフェースのスループット、描画への要求も増えます。フォントや操作部品の物理サイズが小さすぎると、使いやすさが低下することがあります。画素数だけではなく、操作者の作業、視認距離、有効表示領域、コントローラ能力、光学環境から解像度を選定してください。
LCDにはどのくらいのフレームバッファメモリが必要ですか?
非圧縮の単一フレームでは、水平画素数 × 垂直画素数 × 画素あたりのビット数を八で割ります。800 × 480のRGB565フレームは768,000バイト、RGB888は1,152,000バイトです。実際のシステムでは、二つまたは三つのバッファに加え、ストライド、アラインメント、オーバーレイ、グラフィック素材が必要な場合があります。
LCDコントローラは異なるネイティブ解像度に合わせて表示内容を拡大縮小できますか?
多くのコントローラやプロセッサは表示内容を拡大縮小できますが、対応可否は、コントローラ、ソースとパネルの比率、メモリ経路、スケーリングアルゴリズムによって決まります。非整数倍のスケーリングでは文字や単一画素幅の線がぼやける場合があり、アスペクト比が一致しないと形状が歪む場合があります。スケーリング経路全体が検証済みでなければ、重要なHMI表示にはネイティブ解像度での描画が望まれます。
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。
画素・機構・コントローラを併せて確定する
予定のUI、有効表示領域と外形の制限、コントローラ、インターフェース、リフレッシュ、色深度、動作要件をお送りください。SuccessLCDは、OEMディスプレイの仕様全体の一部として、解像度の方針を検討できます。
LCDプロジェクトの要件を送信