LCD-Display-Auflösung, Bildschirmgröße und Seitenverhältnis erklärt

Bei der Auswahl eines LCD-Displays geht es um mehr als nur die Wahl der Bildschirmgröße.

Ingenieure und Produktdesigner müssen außerdem Bildschirmauflösung, Seitenverhältnis, Pixeldichte, Betrachtungsabstand, Schnittstellenkompatibilität und mechanische Installationsanforderungen berücksichtigen. Diese Faktoren wirken sich direkt auf die Bildqualität, das Benutzererlebnis, die Systemleistung und die Produktkosten aus.

Für industrielle Anwendungen ist die Auswahl des richtigen Displays noch wichtiger. Ein Maschinensteuerpult, ein medizinisches Gerät, ein Handheld-Terminal oder eine Außenausrüstung erfordern möglicherweise unterschiedliche Kombinationen von Bildschirmgröße, Auflösung und Seitenverhältnis, um die beste Balance zwischen Leistung und Zuverlässigkeit zu erreichen.

Dieser Leitfaden erklärt die Beziehungen zwischen LCD-Bildschirmgröße, Bildschirmauflösung und Seitenverhältnis, vergleicht die gängigsten Anzeigeformate und gibt praktische Empfehlungen für die Auswahl eines Industrielles LCD-Display.

Was ist die LCD-Bildschirmgröße?

Die LCD-Bildschirmgröße bezieht sich auf die diagonale Messung des aktiven Anzeigebereichs des Displays. Sie wird normalerweise in Zoll ausgedrückt, z. B. 5', 7', 10,1' oder 15,6'.

Allerdings beschreibt die Bildschirmgröße allein nicht die tatsächlichen Abmessungen des Displays.

Beispielsweise können zwei 10,1-Zoll-LCD-Panels unterschiedliche Breiten und Höhen haben, wenn sie unterschiedliche Seitenverhältnisse verwenden.

Dies liegt daran, dass die diagonale Länge gleich bleibt, während sich das Verhältnis von Breite zu Höhe ändert.

Daher sollten Ingenieure immer die folgenden Spezifikationen überprüfen, anstatt sich nur auf die Bildschirmgröße zu verlassen:

• Aktiver Bereich (AA)

• Umrissmaß (OD)

• Sichtbereich (VA)

• Mechanischer Montageraum

Diese Abmessungen bestimmen, ob ein Display in das Produktgehäuse passt.

Was ist die Bildschirmauflösung?

Die Bildschirmauflösung beschreibt die Anzahl der über den Bildschirm verteilten Pixel.

Es wird normalerweise ausgedrückt als:

Horizontale Pixel × vertikale Pixel

Beispiele hierfür sind:

Eine höhere Auflösung bedeutet, dass das Display mehr Pixel enthält, wodurch feinere Details und flüssigere Bilder dargestellt werden können.

Allerdings bedeutet eine höhere Auflösung nicht immer eine bessere Bildqualität.

Die wahrgenommene Schärfe hängt auch von der physischen Größe des Displays ab.

Beispielsweise haben beide der folgenden Displays die gleiche Full-HD-Auflösung:

• 7 Zoll 1920 × 1080

• 15,6 Zoll 1920 × 1080

Obwohl sie die gleiche Anzahl an Pixeln enthalten, packt das kleinere Display diese Pixel in einen viel kleineren Bereich, was zu einer viel höheren Pixeldichte führt.

Was ist Pixeldichte (PPI)?

Die Pixeldichte, üblicherweise in Pixel pro Zoll (PPI) gemessen , beschreibt, wie dicht Pixel auf einem Display gepackt sind.

Allgemein gesprochen:

• Höhere PPI erzeugen schärferen Text und feinere Bilddetails.

• Ein niedrigerer PPI macht einzelne Pixel besser erkennbar, insbesondere bei geringer Betrachtungsentfernung.

Für industrielle Anwendungen ist die Auswahl des höchsten PPI nicht immer notwendig.

Zum Beispiel:

• Ein tragbares medizinisches Gerät, das aus kurzer Entfernung betrachtet wird, kann von einer höheren Pixeldichte profitieren.

• Eine aus einem Meter Entfernung betrachtete Fabrik-HMI erfordert möglicherweise kein extrem hochauflösendes Display.

Anstatt die höchste Auflösung anzustreben, sollten Ingenieure eine Pixeldichte wählen, die dem Betrachtungsabstand und den Anwendungsanforderungen entspricht.

Was ist das Seitenverhältnis?

Das Seitenverhältnis beschreibt das proportionale Verhältnis zwischen Breite und Höhe des Displays.

Im Gegensatz zur Bildschirmgröße gibt das Seitenverhältnis nicht die physischen Abmessungen oder die Anzahl der Pixel an. Stattdessen definiert es die Gesamtform des Displays.

Einige gängige Seitenverhältnisse sind:

Jedes Seitenverhältnis hat seine eigenen Vorteile und Kompromisse. Die beste Wahl hängt von der Anwendung ab und nicht nur von der Auswahl des breitesten oder höchstauflösenden Displays.

Auflösung vs. Bildschirmgröße vs. Seitenverhältnis

Diese drei Begriffe werden oft verwechselt, sie beschreiben jedoch unterschiedliche Eigenschaften eines Displays.

Eine nützliche Möglichkeit, ihre Beziehung zu verstehen, ist:

• Die Bildschirmgröße bestimmt die physischen Abmessungen des Displays.

• Die Auflösung bestimmt, wie viele Bildinformationen angezeigt werden können.

• Das Seitenverhältnis bestimmt die Form der Anzeige und beeinflusst das Layout der Benutzeroberfläche.

Alle drei Faktoren wirken zusammen. Die Änderung einer Spezifikation wirkt sich häufig auf die anderen aus, weshalb bei der Auswahl der Anzeige immer das gesamte Systemdesign und nicht nur ein einzelner Parameter berücksichtigt werden sollte.

Wie Bildschirmgröße, Auflösung und Seitenverhältnis zusammenarbeiten

Bildschirmgröße, Auflösung und Seitenverhältnis werden oft als separate Spezifikationen diskutiert, aber in der Praxis wirken sie zusammen, um die Gesamtleistung eines LCD-Displays zu bestimmen.

Bei der Auswahl eines Displays für eine industrielle Anwendung kann die Konzentration auf eine einzige Spezifikation leicht zu einem unausgewogenen Design führen. Ein größerer Bildschirm verbessert nicht automatisch die Benutzerfreundlichkeit, eine höhere Auflösung führt nicht immer zu einem besseren Benutzererlebnis und ein breiteres Seitenverhältnis ist nicht für jede Anwendung geeignet.

Stattdessen sollten diese Spezifikationen gemeinsam anhand der Betriebsumgebung, der Benutzeroberfläche, der Hardwarefähigkeit und der mechanischen Einschränkungen des Produkts bewertet werden.

Die Beziehung kann unten zusammengefasst werden.

Obwohl diese Spezifikationen unabhängig voneinander sind, wirkt sich die Änderung einer Spezifikation normalerweise auf die anderen aus.

Zum Beispiel:

• Durch Erhöhen der Auflösung bei gleichbleibender Bildschirmgröße wird die Pixeldichte verbessert, sodass Text und Grafiken schärfer erscheinen. Es erhöht jedoch auch die Anforderungen an die Grafikverarbeitung und die Systemkosten.

• Durch Erhöhen der Bildschirmgröße ohne Änderung der Auflösung werden Symbole und Text physisch größer, die Pixeldichte und Bildschärfe werden jedoch verringert.

• Das Ändern des Seitenverhältnisses wirkt sich eher auf die Anordnung der Informationen als auf deren Schärfe aus. Ein breiteres Display bietet mehr horizontalen Arbeitsbereich, während ein höheres Display zusätzlichen Platz für Menüs und Parameterlisten bietet.

Anstatt eine Spezifikation zu maximieren, sollten Ingenieure alle drei auf der Grundlage der funktionalen Anforderungen der Anwendung abwägen.

Designbeispiel: Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Anzeigeprioritäten

Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie sich die Anzeigeauswahl je nach Anwendung ändert, anstatt einfach die höchste Spezifikation auszuwählen.

Diese Beispiele zeigen, dass die Anzeigeauswahl immer anwendungsgesteuert ist.

Wenn beispielsweise ein Fabrikarbeiter aus einem Meter Entfernung ein Bedienfeld betrachtet, kann ein Full-HD-Display kaum von Nutzen sein, wenn die Benutzeroberfläche nur große Tasten und Statusanzeigen enthält. In diesem Fall kann ein Display mit niedrigerer Auflösung die Hardwareanforderungen und die Gesamtsystemkosten senken, ohne die Benutzerfreundlichkeit zu beeinträchtigen.

Im Gegensatz dazu muss ein medizinisches Bildgebungsgerät oder ein industrielles Inspektionssystem möglicherweise feine Grafiken, detaillierte Diagramme oder hochauflösende Bilder anzeigen. Ein Panel mit höherer Auflösung ist wertvoll, da es die Bildschärfe verbessert und die gleichzeitige Anzeige von mehr Informationen ermöglicht.

Ebenso ist eine Anzeige mit großem Seitenverhältnis nur dann sinnvoll, wenn die Benutzeroberfläche so gestaltet ist, dass sie den zusätzlichen horizontalen Raum nutzt. Andernfalls könnte die zusätzliche Siebfläche ungenutzt bleiben und die Materialkosten steigen.

Tipps zum technischen Design

Bei der Auswahl eines LCD-Displays ist es im Allgemeinen effektiver, das gesamte System zu optimieren, als in jeder Kategorie die höchsten Spezifikationen anzustreben.

Letztendlich wird das beste LCD-Display nicht durch den größten Bildschirm, die höchste Auflösung oder das breiteste Seitenverhältnis definiert. Es ist das Display, das die richtige Balance zwischen Bildqualität, Benutzerfreundlichkeit, Systemleistung, mechanischer Integration und langfristiger Zuverlässigkeit bietet.

Gängige LCD-Auflösungen und ihre Seitenverhältnisse

Allgemeine LCD-Display-Seitenverhältnisse erklärt

Es gibt kein allgemeingültiges „bestes“ Seitenverhältnis für jedes LCD-Display.

Jedes Anzeigeformat ist darauf ausgelegt, Anzeigefläche, Informationslayout, mechanische Integration und Fertigungsverfügbarkeit in Einklang zu bringen. Die Wahl des richtigen Seitenverhältnisses hängt von den funktionalen Anforderungen der Anwendung ab und nicht nur von der Auswahl des breitesten oder höchstauflösenden Displays.

Im Folgenden sind die am häufigsten verwendeten Seitenverhältnisse aufgeführt industrielle LCD- Anwendungen.

Seitenverhältnis 4:3

Ein 4:3-Display bietet mehr vertikalen Platz als moderne Breitbildformate und eignet sich daher gut für ältere Industriesysteme, medizinische Geräte und Anwendungen, die lange Parameterlisten anzeigen. Obwohl heutzutage weniger neue Panels eingeführt werden, bleibt 4:3 eine praktische Wahl, wenn es um die Aufrüstung bestehender Geräte oder die Wartung von Software geht, die für dieses Format entwickelt wurde.

Seitenverhältnis 5:4

Das 5:4-Seitenverhältnis wird üblicherweise durch 1280 × 1024 (SXGA) repräsentiert und wird häufig in industriellen Automatisierungs- und Fabriksteuerungssystemen verwendet. Es bietet ein etwas höheres Display als 4:3 und wird weiterhin in Anwendungen verwendet, die Kompatibilität mit herkömmlichen Industriecomputern und Steuerungsplattformen erfordern.

Seitenverhältnis 16:9

Das Seitenverhältnis 16:9 ist das am weitesten verbreitete LCD-Format und bietet die größte Panelauswahl, umfassende Softwarekompatibilität und wettbewerbsfähige Preise. Es ist für die meisten industriellen Displays geeignet, obwohl Anwendungen, die zusätzlichen vertikalen Arbeitsbereich erfordern, möglicherweise stattdessen von einem 16:10-Display profitieren.

16:10 Seitenverhältnis

Ein 16:10-Display bietet zusätzlichen vertikalen Platz und behält gleichzeitig ein Breitbild-Layout bei. Diese zusätzliche Höhe verbessert die Benutzerfreundlichkeit von industriellen HMI-Schnittstellen, Parameterlisten und Engineering-Software und macht sie zu einer beliebten Wahl für industrielle und medizinische Geräte.

21:9 Ultrawide-Seitenverhältnis

Ein 21:9-Display erweitert den horizontalen Arbeitsbereich und eignet sich somit für Dashboards, Überwachungssysteme und Visualisierungsplattformen. Um die Vorteile zu maximieren, sollte die Benutzeroberfläche speziell für ein ultrabreites Layout konzipiert sein. Andernfalls bietet die zusätzliche Bildschirmbreite möglicherweise nur einen geringen praktischen Nutzen.

32:9 Super-Ultrawide-Seitenverhältnis

Ein 32:9-Display bietet einen extrem großen Anzeigebereich und wird typischerweise in Spezialanwendungen wie Kontrollzentren, Simulationssystemen und Panoramaüberwachung verwendet. Im Vergleich zu Standardformaten erfordert es im Allgemeinen mehr Grafikverarbeitungsleistung und verfügt über weniger Standard-Panel-Optionen.

Gestreckte LCD-Displays

Im Gegensatz zu Standard-Seitenverhältnissen verwendet ein gestrecktes LCD-Display ein angepasstes langes und schmales Format, um auf Produkte mit begrenztem Platzangebot zu passen. Es wird häufig in Transportsystemen, Regaldisplays, Verkaufsautomaten und Industrieanlagen eingesetzt, wo ein herkömmliches Display den verfügbaren Installationsraum nicht effizient nutzen kann.

Welches Seitenverhältnis sollten Sie wählen?

Die Auswahl eines Seitenverhältnisses ist oft ein Kompromiss zwischen Schnittstellendesign, mechanischen Einschränkungen und Systemkosten.

Die folgenden Empfehlungen können als allgemeine Referenz dienen.

Allerdings sollte das Seitenverhältnis nie isoliert gewählt werden.

Ein erfolgreiches Industriedisplay-Design sollte außerdem Folgendes berücksichtigen:

• Mechanische Abmessungen

• Auflösung

• Pixeldichte

• Betrachtungsabstand

• Helligkeit

• Anzeigeschnittstelle

• Touch-Technologie

• Umgebungsbedingungen

• Langfristige Panelverfügbarkeit

Auswahl des richtigen LCD-Displays für industrielle Anwendungen

Die Auswahl des richtigen LCD-Displays umfasst mehr als nur den Vergleich von Spezifikationen.

Bevor Ingenieure eine Display-Lösung fertigstellen, sollten sie die folgenden Fragen prüfen:

• Passt das Display in den verfügbaren Einbauraum?

• Ist das Seitenverhältnis für die Benutzeroberfläche geeignet?

• Bietet die Auflösung ausreichend Bilddetails?

• Ist die Helligkeit für die Betriebsumgebung geeignet?

• Ist die Anzeigeschnittstelle mit dem Hostsystem kompatibel?

• Bleibt das Panel während des gesamten Produktlebenszyklus verfügbar?

• Reicht ein Standardpanel aus oder ist ein individuelles Display erforderlich?

Bei vielen Industrieprojekten gibt es keine einzige perfekte Spezifikation. Die beste Lösung ist normalerweise diejenige, die Leistung, Zuverlässigkeit, Herstellbarkeit und Gesamtbetriebskosten in Einklang bringt.

Kundenspezifische LCD-Display-Lösungen

Standard-LCD-Panels erfüllen die Anforderungen vieler Anwendungen, einige Produkte erfordern jedoch maßgeschneiderte Anzeigelösungen, um das gewünschte mechanische Design oder Benutzererlebnis zu erreichen.

FANNAL bietet maßgeschneiderte LCD-Display- und Touch-Lösungen für industrielle Anwendungen, darunter:

• Kundenspezifische TFT-LCD-Module

• Displays mit hoher Helligkeit

• Displays mit großem Seitenverhältnis

• Gestreckte LCD-Displays

• PCAP-Touch-Integration

• Optisches Bonden

• Individuelle Anpassung des Deckglases

• Anpassung der Benutzeroberfläche

Unabhängig davon, ob Sie ein Standard-Breitbild-LCD oder eine vollständig maßgeschneiderte Anzeigelösung benötigen, ist die Auswahl der geeigneten Bildschirmgröße, Auflösung und des Seitenverhältnisses die Grundlage für ein erfolgreiches Produktdesign.

Häufig gestellte Fragen

Bietet eine höhere Auflösung immer eine bessere Bildqualität?

Nicht unbedingt.

Die Bildqualität hängt von mehreren Faktoren ab, darunter Bildschirmgröße, Pixeldichte (PPI), Betrachtungsabstand, Anzeigetechnologie, Helligkeit und optische Leistung. Eine höhere Auflösung verbessert die Bilddetails nur, wenn sie den Anzeigebedingungen der Anwendung entspricht.

Warum verwenden viele Industriedisplays immer noch die Seitenverhältnisse 4:3 oder 5:4?

Viele industrielle Steuerungssysteme wurden ursprünglich für diese Formate entwickelt. Darüber hinaus können Schnittstellen mit großen Mengen an vertikalen Informationen von einem höheren statt einem breiteren Display profitieren.

Ist 2560 × 1440 eine Ultrawide-Auflösung?

NEIN.

2560 × 1440 verwendet ein Seitenverhältnis von 16:9 und wird allgemein als QHD bezeichnet. Eine typische Ultrawide-Auflösung ist 3440 × 1440, wobei ein Seitenverhältnis von 21:9 verwendet wird.

Ist 4K immer eine 16:9-Anzeige?

NEIN.

Die gängigste 4K-UHD-Auflösung (3840 × 2160) verwendet ein Seitenverhältnis von 16:9, während DCI 4K (4096 × 2160) ein breiteres 17:9-Format verwendet. Auflösung und Seitenverhältnis sind verwandte, aber nicht identische Konzepte.

Können LCD-Displays an unterschiedliche Seitenverhältnisse angepasst werden?

Ja.

Für industrielle Anwendungen können kundenspezifische LCD-Lösungen mit unterschiedlichen Bildschirmgrößen, Auflösungen, Seitenverhältnissen, Touch-Technologien, Helligkeitsstufen, Schnittstellen und optischen Verbindungskonfigurationen entwickelt werden, um spezifische Produktanforderungen zu erfüllen.