ディスプレイ (コンピュータ)

解像度

ディスプレイに表示される総画素数。「ヨコ × タテ」のように掛け算の書式で表現することが一般的である。 おもに1920×1080 (フルHD) 。1世代前や小型のものでは1024x768など。高精細な2048×1536 (QXGA) 、3840×2160（フルUHD）、3940×2160 (4K) などが使われることもある。

ディスプレイ解像度とPC側の設定を食い違う状態にし拡大または縮小処理させると文字がぼやけて見づらくなるので、PC側の設定をディスプレイの解像度に合致させて用いるのが望ましい。

リフレッシュレート

リフレッシュレートとは、表示画像を「リフレッシュ」つまり書き換える頻度。表示の書き換え頻度。1秒間に何回描き換えるか、ということ。単位はヘルツ（Hz）。 リフレッシュレートが低いと「カクツキ」が感じられるようになる。

普通は60Hz~120Hzが一般的。ゲーミングPCのモニターなどで、240Hzに対応したようなものもある。リフレッシュレートが高いと、画面がヌルヌルと動くようになり、動体視力が求められるゲームなどで有利になる。

アスペクト比

画面の横と縦の長さ（あるいは画素数）の比^[4]。一般的には「横：縦」のように「：」をつかう書式で表記する^[4]。たとえば解像度が640×480ピクセルの場合アスペクト比は「4：3」と表記するなど、互いに素な整数の比で表示することが一般的。まれに縦を「1」に固定して「1.33：1」などと表示することもある^[4]（つまり「4:3」と「1.33 : 1」は同じアスペクト比である）。

ブラウン管ディスプレイのアスペクト比は4:3が主流だった。液晶ディスプレイのほうは、1990年代はおもに4:3や5:4（1280×1024ドット）だったが、2000年代半ばから16:10のワイド画面が特に家庭向けで多くを占めるようになり、さらに2008 - 2009年ころにデジタルハイビジョン放送・薄型テレビと同じアスペクト比である16:9が主流になった。

参考までに、映画館の巨大スクリーンの比率は21:9である。

応答速度

液晶パネルの種類

グレアとノングレア

IBMのディスプレイの歴史

コンピュータ関連の歴史を振り返る場合、IBMの製品の歴史は特に重要なのでここで触れておく。

en:Category:IBM display devicesも参照のこと。

• en:IBM 780 (1954年 - 1959年）。（en:IBM 740用のディスプレイ）
• en:IBM 2250（1964年 -）
• IBM 2260（1964年 -）
• IBM 3101（1979年- ）
• en:IBM 3196
• IBM 3270（1971年 - )
• IBM 5250（1977年 - )

ベクタースキャンディスプレイ

ベクター・スキャン・ディスプレイは基本的にはオシロスコープと同様の原理で描画する。偏向板と呼ばれる金属板が２組あり、それにかける電圧によって左右方向への曲がる量および上下方向への曲がる量をコントロールできる。コンピュータディスプレイの場合は、コンピュータからベクトル（線分）を表現したデータ群を受けとり、それを図形やグラフ（ベクターイメージ）として表示する。ベクタースキャンディスプレイは「ベクター・グラフィック・ディスプレイ」とも呼ばれた。

1963年には、マサチューセッツ工科大学のアイバン・サザランドがベクターグラフィックディスプレイを使うSketchpadというCADの先駆的プログラムを開発した。

初期のものはCRT画面に仮想格子点を設け、その格子の交点から別の交点へ電子ビームを走査してベクトルを表示する方式であった。その後、半導体メモリが低価格で供給されるようになり方式が変わっていき、各格子点に対応してメモリ（カラーや濃淡を表す場合は複数ビット）を割り当て、ベクトルデータを演算して表示する格子点のメモリに記憶させる方式となっていった。

1969年に富士通が開発したグラフィックディスプレイF6233は米国Westinghouse社（en:Westinghouse）から輸入した22インチ円形で表示面がフラットなCRTを使用し、画面上に4,096×4,096の格子点を設けコンピュータからのデータをもとに格子点から別の格子点への線分を表示して図形を表現し、線分データは仮想格子上の位置と縦方向と横方向の長さデータで構成され、リフレッシュ・メモリとして最大16K語のコアメモリを使用し、約8,000本の線分を表示することが出来た。ロケットの設計や軌道計算、列車ダイヤの編成、自動車の設計や科学計算の結果表示等に利用された。同時に富士通が開発したグラフィックディスプレイF6232はテレビ型の17インチCRTを使用、仮想格子点は1,024×1,024でリフレッシュメモリは4K語のコアメモリを使用、約2,000本の線分を表示した^[7]。

グラフィックディスプレイは先端科学技術分野から次第に商業・生産等のビジネス分野へと応用範囲が広がりローコストで簡易な製品が求められた。1973年に富士通が開発したグラフィックディスプレイF9530は線分表示用のメモリとしてスキャンコンバータ管（当初はThomsonCSF社製を、次にRCA社製を輸入し、最終的には富士通社内で生産した）を使用した。線分データをスキャンコンバータ管に記録し、ラスタースキャンで読み出してCRTに表示した。

1970年代にテクトロニクス (Tektronix) 社が開発したグラフィックディスプレイT 4010、Tektronix 4010は高画質、ローコストで、光蓄積機能を持つ蛍光体を使用したCRT画面（en:Storage_tube）を用いており、リフレッシュ機能を省略した画期的な装置で世界中のユーザから評価され採用された。このテクトロニクス社製品に価格・性能で対抗すべく富士通は1980年にグラフィックディスプレイF9430を開発した。モノクロ型は14インチCRTで格子点は1,000×800、カラーは7色のカラーで格子点は500×400、各格子対応のリフレッシュ・メモリにICメモリを採用した。

1970年代後半からコンピュータを使用して設計作業の効率化を図るソフト (CAD : Computer Aided Design) が開発され広く使用され始めた。富士通は設計支援ソフトICADを開発し、当初はグラフィックディスプレイF9430を使用したが機能が低く、複雑な図形表示が困難等の問題があり、1986年に高性能・高機能のグラフィックディスプレイF6240を開発した。表示面に反射軽減処理をした20インチカラーCRTを使用、格子点は1,024×800、7色のカラー表示、図形表示に加えて文字ディスプレイF9526（前述）と日本語ディスプレイF6650（後述）の機能を持っていた。

1970年代や1980年代にはロッキード社開発のCADAMやダッソー社開発のCATIAなどの機能が高いCADシステムが各国の先進的な企業や研究所等で導入されていたが、これらのCADシステムはIBMコンピュータの上で動くように開発されていたのでグラフィックディスプレイもIBM仕様であることが要求された。この仕様を満足するディスプレイにはVector General社製グラフィックディスプレイVG8250もあった。

富士通はVB8250輸入して使用していたが、後にVector General社へ技術者を長期派遣し、技術移管を受けて1988年にグラフィックディスプレイF6245を開発した。20インチカラーCRTを使用し、多色の線画や1600万色のソリッド（en:SOLID）を表示した。

文字ディスプレイ

コンソール用ディスプレイ

1960年代前後のコンピュータシステムではコマンド（命令）はパンチ・カードや紙テープを作成し、読込装置（リーダ）でコンピュータに読み込んでいて、コンソールパネル（操作卓。あるいはen:Front_panel）に設置されたランプで表示された機械語を解読し、スイッチ類を操作してコマンドを入力しコンピュータを制御していた。これらの操作は煩雑で高レベルのスキルが必要、かつ時間も手間もかかるという欠点があり、この問題を解決するために応答が速く操作性が良いテレタイプ端末が設置されコマンドの入力やコンピュータ内のレジスタ情報を印字するようになった段階があったわけだが、このテレタイプ端末をディスプレイに置き換えたことで更に応答速度や操作性が向上した。

文字表示の試み

1960年代では、そもそもコンピュータが出力する文字データに応じた文字の形をディスプレイに表示する技術を根底から構築することから始めなければならなかった。

富士通が1968年に開発したF6221A（富士通の最初のディスプレイ）では、フライング・スポット管方式の文字発生方法（en:Flying-spot_scanner）を使用した。フライング・スポット管は高解像のCRTでフィルム・スキャナ等に使用される。フライング・スポット管の表示面にアルファベットと仮名文字を記録したフィルムを密着してセットし、リフレッシュメモリから1文字ずつ読み出し、フライング・スポット管でフィルム中のその文字の部分を選択してスキャンする。フィルムを通り抜けた光を光電子増倍管で受け、電気信号に変換し、増幅して表示部にビデオ信号を送る^[10]。

富士通の最初のディスプレイF6221Aは1968年に京都大学に納入された大型コンピュータFACOM230-60のコンソールに使用された。総製造台数は2台、1台は京大に納入し、他の1台は富士通社内に設置しソフトウエアの開発やバックアップ用とした。F6221Aは入出力制御装置を介してコンピュータに接続され、表示部、文字発生部、キーボード（以下KB）と表示画面に対応した文字コード・データを蓄積するメモリ（以下リフレッシュメモリという）を含む制御回路で構成されていた。表示部はオレンジ色12インチCRTで1000文字（50字×20行）のアルファベットと仮名を表示する。CRT（ブラウン管）は電子ビーム（陰極線）を走査して文字の形を発光させるが、一瞬の間に消えてしまうのでリフレッシュメモリに蓄積した文字コード・データを1秒に25回以上読み出して文字発生部で文字の形に変換した信号をCRTに送り発光させて静止画像を得た。文字発生はフライングスポット管方式（後述）を使用した。KBはタイプライタ配列の文字鍵盤とファンクションキーで構成され、文字データとコマンドの入力に使用された。制御回路ではKBまたはコンピュータからの文字データをリフレッシュメモリに格納し、コマンドによりコンピュータ間の送受信制御やリフレッシュメモリ内の文字コードの追加・挿入・削除・訂正等の処理を行った。制御回路はトランジスタとダイオードの論理回路で構成した^[11][12]。

1969年に富士通が開発したディスプレイF6221BはコンピュータF230シリーズのコンソールとして使用された。総製造台数は約50台。表示部はグリーン色12インチCRTで1000文字（50字×20行）のアルファベットと仮名文字を表示する。文字発生は3インチ・モノスコープ管を、リフレッシュメモリにはコアメモリを使用した^[13]。

1971年に富士通が開発したディスプレイF6221Dは2インチ・モノスコープ管を使用して小型化を計った。モノスコープは高解像のフライング・スポット管の技術を利用している。モノスコープ(en:Monoscope)もCRTであるが、アノードは蛍光体ではなく金属板があり、文字の形に穴の開いた金属板がアノードの金属板の前に平行に近接して設置されている。フライング・スポット管と同様に文字版を走査し、アノードから直接、電気信号を得て、表示部に送った^[14][15]。

1974年に富士通が開発したカラーディスプレイF6221KはコンピュータF230-8シリーズの標準コンソールとして使用された。表示部は高解像カラーCRT（後述）で、1000文字（50字×20行）のアルファベットと仮名文字を7色のカラーで表示した。当時まだモノクロディスプレイの時代であり、これが世界初のカラーディスプレイとなった。文字発生は半導体ROMを使用し、7×9ドットのマトリックスの必要な部分を表示して文字の形とした。リフレッシュメモリにはMOSメモリを使用した。

漢字ディスプレイ

電電公社（現 : NTT）からの開発依頼で富士通は試作機（特仕J2482号）を納入、続いて1972年に漢字ディスプレイF6570を開発した。いずれもグリーン色で標準型は17インチCRTに512文字（32字×16行）、ワイド型は横長20インチCRTに1,024文字（64字×16行）の漢字を表示した。ワイド型CRTはソニーガラスに依頼して電子銃を2個取り付けられる特殊構造のファンネル^[19]を購入し富士通にて製品化した。文字円盤とビジコン（撮像管）を使用した文字発生装置からスキャンコンバータ管（前述）を使用した表示用メモリに書き込むものだった。透明なプラスチック板に5,376文字（円周方向に364字、半径方向に14行）の漢字が印刷された文字円盤をモータで高速回転し、目的の漢字がビジコン正面に来たときに同期してフラッシュ発光し、ビジコンに記録して読み出した^[20]。

1978年に富士通が開発した漢字ディスプレイF6580の標準型は672字（32字×21行）、ワイド型は1,344字（64字×21行）、漢字を32×32のドットで表示する。制御装置はコンピュータとの送受信や小型ディスクに収容した約7,000種の漢字のドットパターンを16台の漢字ディスプレイに供給する。また、1,024×1,024（ワイド型は2,048×1,024）ドットのリフレッシュ・メモリに線画を描く機能があり、新聞レイアウト等に使用された^[21]。

マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータのディスプレイの歴史

1970年代に登場したマイクロコンピュータでは、家庭用のものでは周辺機器も含めた総計価格を一般家庭の人々も購入しやすい価格にするために、一般家庭もすでに所有しているであろう（当時のアナログ信号式の）家庭用テレビをRF信号線で接続するディスプレイが使われた。

アメリカの『ラジオ・エレクトロニクス』（R-E誌）1973年9月号に、ドン・ランカスターが設計したTVタイプライターの特集記事が掲載された。家庭用テレビをコンピュータ用のコンピュータの表示装置として使うための回路を自作するための記事であり、読者は数ドルで詳細な冊子を別途購入して、そこに書かれている部品を自力で調達し自分で制作すれば、標準的なテレビ受像機に32桁16行の大文字のアルファベットを2ページ表示することができるビデオ端末を自作できるというものだった。

Mark-8（1974年）、Altair 8800（1975年）、SWTPC 6800 Computer System（1975年）などホームブリューコンピュータ（マイクロコンピュータの第一世代）では、出力装置としてテレタイプ端末ではなくディスプレイを使いたい場合、TVタイプライターと家庭用テレビを使うことが多かった。

TVタイプライターと家庭用テレビを組み合わせれば、それまでの業務用コンピュータのディスプレイとは桁違いに安価な出力用ディスプレイを一般家庭の個人が手に入れることも可能となり、（マイクロプロセッサが出現したこととあわせて）コンピュータが家庭に普及してゆくうえで起爆剤となった。

TVタイプライターの回路の技術の詳細をドン・ランカスターが公開・出版し誰でも入手可能にしてくれたおかげで、マイクロコンピュータを製造する各社は、その回路をそのまま模倣してマイクロコンピュータの出力を家庭用テレビに表示する回路を簡単に用意できるようになった。1976年発売のApple Iも家庭用テレビを出力装置として使った。

ただしRF信号で家庭用のテレビへ表示するものは低画質であり、かなり滲みのある表示をするものだった。一部の機種では、例外的だが、PET 2001（1977年）やMZ-80K（1978年）などのようにディスプレイ・キーボード・本体をすべて一体化し、家庭用テレビの使用を避けた機種もあった（あらかじめ調整・最適化してある分、家庭用テレビに比べれば画質は若干良いものだった）。1970年代後半や1980年代にはビジネス用、プロ用、高級機などから順次、価格は高いが滲みが少なく文字が読みやすいコンピュータ専用ディスプレイ用の端子も用意し、ユーザの都合で専用ディスプレイと家庭用テレビのいずれかを選択することも一般化し、特にアメリカのホームコンピュータではその傾向が強かった。

1981年に発表されたIBM PCでは、主に9ピンD-subコネクタを使用して接続する専用ディスプレイが使われたが、信号方式は、1981年はMDA（Monochrome Display Adapter、TTLモノクロ信号）、CGA（Color Graphics Adapter、デジタルRGBI信号（Red, Green, Blue + Intensity）、3ビット（8色）または強度信号（I）を加えて16色を表現) だったが、その後、1984年にはEGA (Enhanced Graphics Adapter、デジタルRGBI信号、64色（6ビット）のパレットから16色を同時に表示可能) → 1987年にはコネクタが15ピンミニD-sub (HD-15)に変更されVGA (Video Graphics Array、アナログRGB信号（各色0V〜0.7V）とデジタルTTL同期信号（H/V））と変遷していった。

Appleの1984年のMacintosh 128Kでは、ディスプレイと本体が一体化したデザインが採用され（ひさしぶりの採用なので話題となり）、高精細を実現するために独自のビデオ信号が使われた。

1990年代後半に家庭のパーソナルコンピュータの一部で、液晶ディスプレイ（LCD）が使われるようになり、2000年代に入るとLCD普及に加速がかかり、ブラウン管方式のディスプレイが急速に減っていった。

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  TV Typewriter II ─ 家庭用テレビに出力
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  1976年発売のパーソナルコンピュータApple Iとモノクロモニター。
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  1977年発売のPET 2001、Apple IIとモノクロモニタの組み合わせ、TRS-80とディスプレイ
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  PET 2001のグリーンディスプレイタイプの拡大写真。
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  Apple IIとAppleのカラーモニターの組み合わせ。
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  Apple IIでプリンス・オブ・ペルシャをカラーでプレイする画面
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  1978年発売、シャープのMZ-80のディスプレイ。
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  1980年代の安価な家庭用パーソナルコンピュータAmstrad CPCのカラーモニターの拡大写真。文字が滲んでいる。
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  1984年発売のMacintosh 512Kのディスプレイ。本体とディスプレイは一体化している。
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  1987年発売のen:Amiga 500のディスプレイ
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  NECのPC-9800シリーズのディスプレイの画面
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  1998年発売のiMac G3。本体とディスプレイは一体化している。
• 
  ノートPCのディスプレイ（2008年）
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  Macのモニタ（2014年）

ディスプレイのインタフェースの歴史

ディスプレイのインタフェースにはアナログ式とデジタル式があるが、その歴史を振り返る。

現在「モノクロ（モノクローム）・ディスプレイ」と言うと単色のON/OFFだけが表示できるもので「グレイスケール・ディスプレイ」のほうは単色の階調を表現できるものを指すが、CRT方式がコンピュータディスプレイに使われていた時代に「モノクロディスプレイ」と呼ばれていたものは実際には現在で言うグレイスケールディスプレイであり濃淡の階調を表現できた。ただし単色であり色信号を付加する必要が無いため、画像信号の伝送には、通常のNTSC等のビデオ信号と、単一のRCA端子、または、BNCコネクタが使用されていた。

アナログ式のカラー表示の場合、RGB各色が連続的に表現されるため、原理的にはすべての色が表示可能であるが、コンピュータの表示回路が生成可能な色数に制約される。24ビットの場合はRGBそれぞれが8ビット、すなわち256階調の組み合わせで1677万色。32ビットの場合は8ビットが余りとなるが、これは表示には関与しない。

1981年に登場したIBM PCは、デジタル式のCGAカードというインタフェースを採用し、16色表示であった。 デジタル式の場合、三原色のRGB（赤・緑・青）それぞれをON/OFFできるだけであり、表示可能な色は8色（黒・青・赤・マゼンタ・緑・シアン・黄・白）である。デジタル式でもRGBI (RGB-Intensity) 方式では、8色の各々の輝度を全輝度と半輝度とに制御することができ、8色の明暗で合計16色が表示できた。当時デジタルモニタはTTLモニタと呼ばれることがあった。これはRGB各色を表すのにTTLレベルの電気的インタフェースを用いたことによる。9ピンのD-Subコネクタ (DE-9)、または8ピンか6ピンのDINコネクタと8ピン角型デジタル端子で接続される。

（1987年から2010年ころの話だが）1987年にIBMがPS/2シリーズとともにVGA端子（Video Graphics Array）を発表。IBMが発表したので "デファクトスタンダード" になってゆき、PC/ATではVGA端子15ピンミニD-sub、DE-15）が一般に用いられ、日本国内の規格としては15ピンのD-sub (DA-15)が用いられた。または、家庭用テレビ受像機と互換性のある21ピンコネクタが使用された。表示領域が広く、同期周波数が高い場合（いわゆる高解像度）は、同期信号と色信号を別々のBNCコネクタで接続する場合もある。ディスプレイ装置では24/32ビットカラー表示に対応する。

1999年に登場したデジタルインタフェースであるDVI規格では、32ビットフルカラー表示に対応した信号伝送が可能で、画質が大幅に向上した。（デジタルコンテンツ保護の規格HDCPを備えるものもある。）デジタル方式の良さは人々に広く知られるようになり普及が進んだ。

2007年頃からHDMI端子（デジタル方式）もデジタル家電やパソコン・ビデオカードで普及し一般化したことに伴い、コンピュータ用液晶ディスプレイでもこれを備えるものが増えてきた。HDMI規格自体にライセンス料が発生するが、DVIと互換性があり設計コストが低いことから、2009年以降では標準的な端子となり、2020年代ではHDMI端子が圧倒的な主流であり、パソコンの出力端子でもHDMIが圧倒的な主流である。

なお、パソコンとディスプレイの双方がHDMI端子を備えたことで、"コンピュータ用ディスプレイ" と "家庭用テレビ" の "しきい" がほぼ消滅した。家庭用の大型テレビをHDMI接続でパソコンのディスプレイとして使うことも可能になり、逆に "コンピュータ用のディスプレイ" としてパソコンショップなどで販売されているものをDVDプレーヤーやハードディスク・レコーダーの表示装置として使ったり、HDMI入力端子にChromecast with Google TVあるいはAmazon Fire TV Stick を挿せばチューナーレステレビと機能的にほぼ同等のものとして使えるようになった。

なお、同2007年にはUSB接続の液晶ディスプレイも登場した。液晶ディスプレイ側にグラフィックスコントローラを搭載し、別途ディスプレイケーブルを接続する必要がない。またUSBポートから電源を供給できる製品もある^{[※ 2]}。 2009年時点ころにはサブディスプレイとして利用できる小型サイズの製品が一部で広まった。2010年代には、USB Type-Cで接続できるものが増えた。

そのほか、2008年ころから使われ始めたDisplayPortは、マルチモニタなどの機能もあり、ビジネスやプロフェッショナル用に使用されている^[22]。