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HDMI

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HDMI公式ロゴ
HDMIケーブル
(タイプA)

HDMI(エイチ-ディー-エム-アイ)とは High-Definition Multimedia Interface(高精細度 マルチメディア インターフェース)の略で、映像・音声をデジタル信号で伝送する通信インタフェースの標準規格である。

Silicon Image、ソニー、東芝、トムソン、パナソニック、日立製作所、フィリップスの7社が共同で規格を策定した[1] [2] [3] 。

概要

HDMIはデジタル家電向けのインタフェースであり、2002年12月にHDMI 1.0の仕様が策定された。PCとディスプレイの接続標準規格であるDVIを基に、音声伝送機能や著作権保護機能(デジタルコンテンツ等の不正コピー防止)、色差伝送機能を加えるなどAV家電向けに改良した物である。HDMIは非圧縮デジタル形式の音声と映像を伝達し音質、画質とも理論的に伝送中に劣化することはない。これがRCA端子やD端子とは大きく異なる。

物理層はT.M.D.S.、信号の暗号化はHDCP (High-bandwidth Digital Content Protection)、機器間認証はEDID (Extended display identification data)、系全体の制御系接続はCECが採用されている。互換性問題が発生したDVIの反省を生かし、自社製品を「HDMI規格準拠」と謳う場合は接続確認テストに合格しなければならない。

コネクタには以下の5種類がある。

タイプA
標準タイプ。19ピン。上記の写真はタイプA。
タイプB
29ピンのコネクタで、1080pを超える解像度をサポート。
タイプC
ミニHDMI端子。タイプAと比べてより小型。ビデオカメラなどに採用。
タイプD
マイクロHDMI端子。携帯電話、デジタルカメラなどに採用。
タイプE
自動車用HDMI端子。車内部の映像用配線に使用。

ケーブルには以下の種類がある。

スタンダード HDMI ケーブル
720p、1080iの映像に対応
ハイスピード HDMI ケーブル
1080pの映像や8bit超の色深度に対応

長所と短所

長所

  • 映像・音声・制御信号を1本のケーブルで実現しており、AV機器の配線を簡略化できる。
  • 完全なデジタル伝送であるため、DA/AD変換回路が不要で、伝送過程で画質・音質の劣化が少ない。(データコピーのように検証を行いながらの伝送ではないため、様々な要因で情報欠損は起きる)
  • 映像・音声を非圧縮でソース(プレーヤー等)からシンク(テレビ、プロジェクター等)へ伝送できる。
  • PCMマルチチャンネル(最大8ch)伝送が可能で、S/PDIFなどでは伝送できないドルビーTrue HDやDTS HDなどの音声規格も伝送可能である[4] 。
  • HDMI対応機器はケーブルなども含めコンプライアンステストが義務づけられており、HDMI機器同士であれば相性問題が発生する可能性が非常に低い[5] 。
  • DVIに対し一部互換性を備えており、DVI-HDMIで相互出力が可能である[6] [7] 。
  • 接続機器同士が互いに認識することができるインテリジェント機能を備えており、AV機器間の連携のための制御信号を送ることができる。

短所

  • コネクタ、接続ケーブルの生産にも製品個々にライセンス料がかかる。
  • 新しいバージョンには下位互換性があるが、中継機器によって伝送できる信号に制約がかかる場合がある[8] 。
  • 接続のトポロジーとして表示機器が1つのツリー形状を前提としているため、分配器(AVセレクター)等で2つ以上の表示機器を接続する場合、動作に一部制限がかかる。
  • デジタル信号であるが故に、何らかの理由で制御信号が正しく送受信できない場合、アナログ接続のようにノイズがあり見えづらい状態ではなく、全く映らなくなる[要出典 ]。

近年の動向

2006年にソニーより発売されたプレイステーション3以降、次世代薄型テレビや次世代大容量光ディスク機器の製品化に伴いより一般的に認知されてきた。国内市場としても2006年をHD元年として大手メーカーが採用し、家電量販店の広告でも「HDMI端子搭載」の文字が躍るようになった。搭載が一般的となった2007年以降では、専ら対応するオプションと搭載される端子数が差別化要素となっている。またアメリカでは法律によりHDCP非搭載の製品が販売できなくなったことから、HDMI端子の搭載と接続が急速に普及した。

2007年現在、接続ケーブルは両端がHDMI端子プラグで長さ10m程度までは市販されている[9] 。

2007年 10月17日にロゴ使用に関して新しいガイドラインを発表した。HDMI 1.3では広色域規格「x.v.Color」や8bit超の色情報を扱える「Deep Color」などを定めているが、これはオプション仕様でありバージョン番号だけでは対応の有無が判別できない。他にも同機能でメーカーごとに呼称が違っている問題も発生していた。そこで、バージョン表記だけでなく対応機能も記する事となりオプション機能の名称も統一された。さらに各オプション機能を表記する時の技術要件も規定された。ケーブルについては「カテゴリ1」は「Standard」と定義、「カテゴリ2」は「High Speed」と定義し製品にラベルを付けて識別可能とする事になった[10] 。

デジタル家電よりも遅れて2008年頃からはパーソナルコンピュータでも普及が進んでいる。高級機種だけでなく低価格機種の一部にもビデオカードやグラフィック統合マザーボードに出力端子が、液晶ディスプレイに入力端子が搭載されることが増えてきた。出力側では映像信号と音声信号を合成して同時出力できる場合がある。

薄型テレビでは2005年モデルの一部上位機に初めてHDMI端子を搭載。翌2006年(平成18年)には(パナソニックの「ビエラリンク」を皮切りに)HDMIに連動操作機能を加えた「HDMIリンク」が登場。ケーブル1本のみで高画質・高音質のAV信号無劣化伝送が可能で、かつテレビ受像機のリモコンで接続した録画機の連動操作も可能となり接続・操作の大幅簡略化が実現した。これによりHDMIは従来のAV接続およびIrシステムから録画・再生の地位を奪取し、2000年代後半以降製造の機種は従来のAV入出力端子数を減らしている(S2/S1入出力端子・モニター出力端子・Irシステム端子廃止。ビデオ入力端子数削減など)。BDレコーダー等の録画機器においてもほぼ全機種に出力端子が装備され、上位機種では出力を2系統装備して映像と音声の分離出力が可能なモデルもあり、さらなる高画質・高音質が楽しめる。

2010年秋冬モデル以降の機種からは、AVアンプ(ホームシアター)とHDMI接続した際、これまでの光デジタルケーブル接続が不要となりHDMIケーブル1本のみで迫力サウンドが楽しめる「ARC(オーディオリターンチャンネル)」も登場している[11] 。

2011年モデルからは(著作権保護のため)コンポーネント端子、D端子等におけるハイビジョン映像アナログ伝送がD2以下(SD画質)に制限され、D3以上での高画質アナログ伝送が禁止となる「新AACS規定」施行に伴い、D入力端子を廃止する機種が登場。BDレコーダーも普及モデルは(D出力端子を廃止して)コンポジット映像とHDMI出力のみを搭載する機種、もしくはHDMI出力専用にしてコンポジット映像入出力およびアナログ音声入出力を搭載しない機種などが出始めている。2014年(平成26年)以降のモデルはAACS規定が現行よりさらに厳しくなり、ハイビジョン画質・SD画質問わず全ての従来型(D・S・コンポジット各)端子によるアナログ伝送が全面禁止となる。加えて録画・再生は(接続・操作が簡単でAV信号の劣化がない)HDMI接続主体に完全移行しているため、今後発売されるモデル(薄型テレビおよびBD/DVDレコーダー、AVアンプなど)は(D端子と従来型AV入出力端子を撤去して)HDMI端子のみ搭載となる可能性が高い。

2013年上期へ延期になったが、次世代規格が登場する予定[12] で2160pの高フレーム数対応などが予定されている。

年会費とロイヤリティ

HDMI規格を採用するためには、年会費およびロイヤリティ(使用料)を支払う必要がある[13] 。HDMIはそれ自体がHDMI Licensing, LLCの登録商標(日本の商標登録番号はそれぞれ第4768872号、第2664032号ほか1件)である。

  • 年会費 : 参加企業は年間10,000米ドル(なお、2006年 7月以前は年間15,000米ドルだった[14] )
  • ロイヤリティ : 一製品あたり0.15米ドル
    • HDMIロゴ表示により0.05米ドルに値下げ
    • HDCPに対応させた場合は、さらに0.04米ドルに値下げ

製品に課されるロイヤリティは部品単位ではなく、最終製品に対して課金される。例えば液晶テレビを製品として売る場合、同梱のケーブルメーカーやHDMIのICメーカーはロイヤリティを支払う必要はなく最終製品を売る液晶テレビのメーカーがロイヤリティを支払うことになる。ケーブル単体を最終製品として売る場合は、ケーブルを売るメーカーがロイヤリティを支払う。

経過措置など

AACS LAが策定を進めている次世代大容量光ディスク機器などを想定した著作権保護規格「AACS」ではHDMI上を流れる信号として暗号化されたデジタル信号のみを認める方向で検討され、D端子をはじめとするアナログ出力が低い解像度に制限される見通しであった[15] 。しかしHDMI非搭載の薄型テレビ等が既に一部で普及しており消費者や家電メーカーから反対意見が強く、結局は2005年(平成17年)12月に実質的にアナログ出力を全面許可する決定がなされた。しかしながらアナログ出力を制限する機能自体は残され2011年(平成23年)に再検討される予定であったが、AACSのAACS Final Adopter Agreementで2013年(平成25年)12月31日以降の製造機種ではアナログ出力自体が禁止されることが決まった[16] 。このため、2014年(平成26年)以降にHDMI端子非搭載の旧型のテレビなどに最新式のデジタルAV機器などを接続して市販BDMVタイトルなどを視聴する場合、HDMIを従来のアナログ信号に変換する市販のコンバーター(オクタ社製「OC-HC200」など)が必要になる[17] 。なお、この問題が公になってから、一部の消費者は薄型テレビを購入する際にHDMI端子の有無を重視するようになった。しかし一般的な消費者にはまだ認知度が低いものと思われる。

また、当初はHDMIを使用するためのライセンス料(ロイヤリティ)が非常に高額なことも普及を遅らせる要因となっていた。HDMIのライセンス料が発生するため中小メーカーや小ロット製品には採用のハードルが高く、既にライセンスを受けている大手メーカーでも低価格機や低コストが重視されるPC向け製品には搭載されにくかった。しかし最近(2008年(平成20年))頃から、大手電機メーカーを中心にDVDレコーダー、デジタルチューナー、テレビなどの製品にHDMI端子を積極的に搭載するようになり、ノートパソコンや液晶ディスプレイ、ビデオカードなどのPC向けデバイスにも搭載製品が多く見られるようになった。

表記問題 - ◯◯リンク

各家電メーカーは公式ウェブページの製品紹介ページなどで、テレビとBD/DVDレコーダーなどAV機器同士をHDMIで接続し、一つの操作系(リモコンなど)で全ての機器を制御可能にするリンク機能について、「同社製のテレビとブルーレイレコーダーではないと○しろまる○しろまるリンクは使えません」と表記しているが、これは一部事実に反する。CECコマンド自体は各メーカー独自の技術ではなく、共通部分については他社の対応機器との互換性が担保されており、実際は他社間のテレビとレコーダーであってもリンク機能の一部又は多くは作動する。各メーカーの宣伝手法は、消費者を惑わすものとして一部に批判が存在する。

ただし、CEC自体は規格化されているものの実動作については基本的な機能しか定義されておらず、CECコマンドの拡張領域(ベンダーコマンド)にメーカー独自のコマンドを定義し機器間の様々な連携が実現されている。そのため、相互動作させるためには規格で決められていない各メーカーの独自コマンドを解析し実装する必要がある。近年はメーカー間の解析が進んだ結果か多くの機能が他メーカー同士でも連係動作できるようになり、AVアンプなどほぼ基本機能だけで動作する機器については主要メーカーのすべてと連携可能と謳う製品もある。

しかし、「○しろまる○しろまるリンク」という機能名はCEC連携だけにとどまらず、i.LINKやUSB、DLNA(一例としてレグザリンク・ダビング)などCEC以外を使用した機器連携も含めた連携機能の総称として使用される場合もあり、CECで連係動作できても○しろまる○しろまるリンク対応とはいえないなど、一般消費者の誤解を招きやすいマーケティングが行われている。

CECについてはソニーのテレビと他社のレコーダーの組み合わせのときに、テレビ側番組表からの予約録画ができないことを除き、他社間のテレビとレコーダーの組み合わせでもテレビ側番組表からの予約録画は可能である。またソニーテレビと他社レコーダーでも、ソニーのテレビリモコンで他社レコーダー側番組表を呼び出し、そこに予約録画することは可能である。

HDMI 1.3

2006年 1月5日から開催された「International CES 2006」にて帯域を2倍、色深度が24ビット(フルカラー、Full Color)を超える30、36、48ビット(ディープカラー、Deep Color)にも対応した次世代HDMIが発表された。初代HDMIと互換性を持ち、コネクタも同じものが使われるが転送方式を改めることにより2倍の情報を転送可能。これにより、より高画質、あるいはより高フレームレートの転送が可能になった。ほかに、音声関係ではリップシンク・ドルビーTrueHD・DTS-HDの対応が挙げられる。

2006年 6月22日に完成し仕様書リリース。バージョン番号は2.0ではなく1.3となった。

HDMI 1.4

2009年 1月に米HDMI Licensing, LLCは、2009年前半にHDMIの次世代仕様を公開する予定と発表した。同年5月28日、次世代仕様のHDMI 1.4が発表された。HDMI ×ばつ2160の解像度のサポート、Ethernetの伝送サポート、Type Cより小さなMicro HDMIコネクタ (TypeD) の追加、自動車用接続システムのコネクタ (TypeE) の規定などがなされた[18] 。

また3D映像の伝送には1.4以上が必要である。

新しく対応した高解像度のフレームレートは以下の通り[19] 。

  • ×ばつ2160 = 24Hz,25Hz,30Hz
  • ×ばつ2160 = 24Hz

ケーブルにも仕様の追加がされた[20] 。

  • 14ピンのReserve(予約)はUtilityに変更。
  • 新しいシールドツイストペア追加(DDC/CEC Ground + HPD + Utility)。
  • イーサネットチャンネルは、双方向伝達のために、新しい一対のシールドツイストぺアを使用する。
  • 全ての信号線にシールド。

ワイヤレス HDMI

無線 電波を使い、HDMI相当の映像・音声を送信する。著作権保護にも対応。 多くの製品はHDMI入力もしくは出力、または両方を持ち、ワイヤレスHDMIと呼ばれるが、有線のHDMI規格と直接の関係はなく、HDMIを経由せずシンク機器からソース機器まで直接伝送させることも可能。 一般的に10m程度電波が届く。Wi−Fiを利用しない方の技術は無圧縮かつほぼ無遅延である。

  • WHDI (Wireless Home Digital Interface)[21] - 5GHzの周波数帯域, 3Gbps、遅延は1ms以下。AMIMONが開発
  • WirelessHD (Wireless High Definition, WiHD)[22] - 60GHzの周波数帯域, 4Gbps、遅延は1ms以下。WirelessHDコンソーシアムが策定
  • Wi-Fi (IEEE 802.11 a/nなど)を利用した類似技術。H.264などで動画圧縮して転送しているため、伝送過程で画質の劣化が発生する。また、圧縮側の機器によって様々であるが、機器によっては動画圧縮の遅延が大きめで発生する場合もある。
    • Miracast [23] - Wi-Fi Allianceが策定。GoogleはAndroid 4.2以降で標準対応している[24] 。Wii Uも採用。
    • Apple AirPlay
    • Intel WiDi (Wireless Display Technology) - Miracastにも対応
    • WiVu - CaviumNetworksが開発

ピン配列

タイプAソケット端子配置図

タイプA(入力) HDMIコネクタのピン配列は以下のものとなっている。

タイプAコネクタピン配列
ピン 信号 ピン 信号
1 TMDS データ2+ 2 TMDS データ2シールド
3 TMDS データ2- 4 TMDS データ1+
5 TMDS データ1シールド 6 TMDS データ1-
7 TMDS データ0+ 8 TMDS データ0シールド
9 TMDS データ0- 10 TMDS クロック+
11 TMDS クロックシールド 12 TMDS クロック-
13 CEC 14 予約(非結線)/Utility(1.4〜)[20]
15 SCL 16 SDA
17 DDC/CECグランド 18 +5V電源
19 ホットプラグ検出
HDMI タイプA ソケット

搭載機器の例

PS3を含む一部のSACDプレーヤーではこれまでのIEEE 1394 (i.LINK) にかわり、音声をAVアンプ等のDACに転送することにHDMIを用いている。i.LINK同様のデジタル信号のフロー制御が可能となり(i.LINKがこれに置換されるのではないかとの展望もある)、高音質化が見込めるという。なおデジタルテレビのうちブラウン管テレビにHDMIが搭載されているものは日本では皆無である。また、アメリカではブラウン管テレビも含めHDMI非搭載のテレビは販売できなくなっている。

HDMI各バージョンの機能詳細

Version 仕様沿革 伝送速度 対応Color 色深度 追加機能
1.0 2002年12月09日 165MHz
(4.95Gbps)		 YCbCr 24bit 1080pへの対応
1.1 2004年05月20日 ドルビーデジタル・DTS音声伝送への対応
DVD Audioへの対応
1.2 2005年08月08日 YCbCr
RGB 		Super Audio CDのDSDビットストリームへの対応
PCディスプレイへの出力をサポート
1.2a 2005年12月14日 機器間の制御機能の追加(CEC(制御信号によるコントロール))
(ビエラリンクやブラビアリンクなどに使われている)
1.3 2006年06月22日 340MHz
(10.2Gbps)		 YCbCr
RGB
xvYCC		 24bit
30bit
36bit
48bit		 1440pへの対応
Deep Colorへの対応(オプション)
xvYCCへの対応(オプション)
ドルビーTrueHDへの対応
DTS-HDマスターオーディオへの対応
LipSyncへの対応(各機器のディレイタイムの調節)
MiniHDMIの定義
1.3a 2006年11月10日 機器間の制御機能の追加
1.4 2009年05月28日 YCbCr
RGB
xvYCC
sYCC601
AdobeRGB
AdobeYCC601		 HDMI Ethernetチャンネル (HDMI HEC) を追加
オーディオリターンチャンネル (ARC) への対応
×ばつ2160(30p)、×ばつ2160">×ばつ2160(24p)の解像度への対応
sYCC601への対応
AdobeRGBへの対応
AdobeYCC601への対応
3D映像への対応
Micro HDMIの定義
自動車用接続システムの定義
1.4a 2010年03月04日 3Dフォーマットにトップアンドボトム方式を追加
  • なおHDMIケーブルにも1.4対応などバージョン表記されることがあるが、HDMIケーブルでは1.2a以前と1.3以降の伝送速度向上以外のハードウェア的な変更はなく、HDMI1.1と表記されて売っているものでもHDMI1.4信号を通すこともできる製品がほとんどである[25] 。単純にそのケーブルの発売時期に現在の最新規格と対応する試験がなかったために、対応の表記がされていないだけである[要出典 ]。ただしHDMI1.4で規定されたHDMI Ethernetチャンネル (HDMI HEC)において、HDMI1.3aまでではReservedであった信号ピンが使用されているため、HDMI Ethernetチャンネル機能を利用する場合は「イーサネット対応」と表示されているケーブルを使用する必要がある。
  • HDMIのバージョンは厳密にいうと、HDMI Specification(HDMI規格のバージョン)とHDMI Compliance Test Specification(HDMIデバイスのテストバージョン)の2つが存在する。上の表は、HDMI Specification[26] 。
  • HDMIの規格は所要のHDMIケーブル長を規定していないが、ケーブルの種類やブースターを設ける事によって遠距離まで接続可能であろうとしている[27] 。

仕様沿革

脚注

  1. ^ About us, HDMI (英語)
  2. ^ "日立、松下、ソニー、東芝など7社が次世代デジタル・インタフェース仕様「HDMI」の作業部会を結成". 日経BP社 (2002年4月17日). 2009年8月30日閲覧。
  3. ^ IT用語辞典 e-words - HDMI
  4. ^ S/PDIFはオプティカル・コアキシャルともLPCMで2chが最大、マルチチャンネルはAC-3/DTS/AAC等の圧縮音声で実現している。
  5. ^ コンプライアンステストは必須機能のテストのみであるため、テストが義務づけられていないオプショナルな機能・解像度では問題が起こることもある。
  6. ^ DVI-HDMI間の変換コネクタも発売されている。
  7. ^ HDMIは音声用の信号線があるわけではなく、映像信号のブランキング期間に音声パケットが埋め込まれているため、DVIケーブル/コネクタを経由しても音声信号を伝送可能である。ただし、DVIにのみ対応した電子的な中継器の場合はHDMIの信号を識別できず、音声だけでなく正常に伝送できない場合がある。
  8. ^ 例:3D対応テレビと3D対応BDプレーヤーをAVアンプを介して接続する場合、AVアンプが3D信号の転送に対応していないと3D信号を伝送できない。そのため、3D対応のプレーヤーには音声用と映像用の2系統出力に対応したものがある。
  9. ^ ただし8m以上のHDMIケーブルは雑音低減のためのジッターがプラグ部に追加されているので、プラグ部が通常タイプ(7m以下のケーブル)より大きい。このため背面端子カバー付き薄型テレビに8m以上のケーブルを繋ぐ場合は(プラグに阻まれてカバーが閉まらなくなるのを防ぐため)カバーを外す。さらに専用金具を用いての壁掛け設置時において後面端子に繋げるHDMIケーブルは7m以下の長さのものに限られ、8m以上の長さのものは使えない(壁掛け時は金具と後面端子部の空間が狭くなるので、プラグの大きい8m以上の長さのケーブルは本体角度調整に支障を来すと同時に、壁に当たってプラグを痛めたりケーブルを断線させる恐れがあるため)。
  10. ^ a b "広色域対応HDMI機器は「HDMI 1.3 (x.v.Color)」に". AV Watch (2007年10月17日). 2009年11月24日閲覧。
  11. ^ ただし一部普及モデルはHDMI端子がARC非対応で、光デジタル出力端子も非搭載なのでAVアンプとの組み合わせ不可。さらに2009年(平成21年)以前のモデルと組み合わせる場合は従来通り光デジタルケーブル接続が必要
  12. ^ "HDMIの次世代バージョン規格化完了は2013年上期に延期". AV Watch (2013年1月9日). 2013年2月10日閲覧。
  13. ^ HDMI :: Manufacturer :: Becoming an Adopter :: Terms
  14. ^ HDMI ANNUAL FEE REDUCED
  15. ^ 一応アナログ出力は可能だがHD画質での出力は認めず、強制的にSDにダウンコンバートされるというものだった。
  16. ^ Licence AACS(英文)
  17. ^ 自分たちで企画、撮影、編集などを手掛けたオリジナルのBDMVタイトルなど、アナログ出力の規制の対象とならないコンテンツの場合には、2013年(平成25年)12月31日以降の製造機種においても、引き続きS端子やD端子などのアナログ出力からの再生や他機へのダビングが可能だという。
  18. ^ "HDMIの新バージョン「1.4」が規格化。Ethernet伝送も". AV Watch (2009-05- 28). 2009年11月24日閲覧。
  19. ^ "FAQ for HDMI 1.4" (英語). HDMI Licensing. 2012年8月24日閲覧。
  20. ^ a b "HDMI 1.4 Presentation" (PPT). HDMI Licensing. 2012年8月24日閲覧。
  21. ^ WHDI
  22. ^ WirelessHD Consortium
  23. ^ Wi-Fi CERTIFIED Miracast
  24. ^ Android - What's New
  25. ^ 質の悪いコネクタ実装や5m以上のケーブル長でHDCPの問題で突然画面がブラックアウトするなどの不具合が顕在化する可能性がある。
  26. ^ HDMI Specification、HDMIライセンシング社が正式発表したもので大手メーカーが製品を紹介する時に公表するバージョンそのものである。一方、HDMI Compliance Test SpecificationはメーカーがHDMIのライセンスを受けるにあたりATC(Authorized Test Center)と呼ばれる組織でコンプライアンス・テストを受けるときのバージョンである(HDオーディオ対応AVセンター総括特集:HDMIのバージョン比較HiVi WEB)
  27. ^ HDMIのウェブページでは「HDMI over Cat 5/6」カテゴリー5ケーブルまたはカテゴリー6ケーブルでは50m、「HDMI over coax」同軸ケーブルでは300フィート、「HDMI over Fiber」光ファイバーでは100m以上とそれぞれ可能であろうとする長さを論じている(Running Long Cable LengthsHDMIのウェブページ) (英語)
  28. ^ HDMI Learning Center Mini Connector

関連項目

外部リンク

ウィキメディア・コモンズには、HDMI に関連するメディアがあります。


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