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陰極線管(CRT)に由来する用語を参照すると、リフレッシュレート(垂直リフレッシュレート、垂直スキャンレート、垂直周波数とも呼ばれる) は、ラスタベースのディスプレイ デバイスが新しい画像を表示する1 秒あたりの回数です。これは、ディスプレイを駆動するデバイスによって毎秒保存または生成される画像の数を表すフレーム レートとは独立しています。CRT ディスプレイでは、リフレッシュレートが高いほどちらつきが少なくなり、目の疲れが軽減されます。液晶ディスプレイなどの他の技術では、リフレッシュレートは画像が潜在的に更新される頻度にのみ影響します。[ 1 ]
非ラスターディスプレイには、固有のリフレッシュレートがない場合があります。たとえば、ベクターディスプレイは画面全体をトレースするのではなく、表示される画像を構成する実際の線のみをトレースするため、リフレッシュ速度は画像データのサイズと複雑さによって異なる場合があります。 [ 2 ]コンピュータプログラムやテレメトリの場合、この用語は、別のソース（たとえば、共有の公開スプレッドシートやハードウェアフィード）から新しい外部値でデータが更新される頻度に適用されることがあります。
すべてのラスターディスプレイデバイスには固有のリフレッシュレートがあるが、その物理的な実装方法は技術によって異なる。
ラスタースキャン方式のCRTは、その性質上、画面を定期的に更新する必要がある。なぜなら、蛍光体が劣化し、定期的に更新しないと画像がすぐに消えてしまうからである。
CRTでは、垂直走査速度は、電子ビームが画面の左上隅に戻って新しいフレームの描画を開始する1秒間の回数です。[ 3 ]これはビデオコントローラによって生成される垂直ブランキング信号によって制御され、モニターの最大水平走査速度によって部分的に制限されます。
リフレッシュレートは、水平走査周波数を水平線の数で割り、ビームが上に戻るのに必要な時間を加えることで計算できます。慣例として、これは 1.05 倍の乗数です。[ 4 ] 例えば、水平走査周波数が 96 kHz、解像度が1280 × 1024のモニターの場合、リフレッシュレートは96,000 ÷ (1024 × 1.05) ≈ 89 Hz (切り捨て)となります。
CRTのリフレッシュレートは、ビデオゲームのプログラミングにおいて歴史的に重要な要素でした。初期のビデオゲームシステムでは、計算に利用できる唯一の時間は垂直ブランキング期間であり、その間はビームが画面の右上隅に戻り、画像は描画されません。[ 5 ]しかし、現代のゲームでも、グラフィックのちらつきや画面のティアリングを防ぐために、垂直リトレース中以外はコンピュータのビデオバッファを変更しないことが重要です。
リフレッシュしないと画像が消えてしまうCRTとは異なり、液晶ディスプレイのピクセルは電源が供給されている限り状態を保持します。そのため、リフレッシュレートに関係なく、ちらつきは発生しません。ただし、リフレッシュレートは表示できる最大フレームレートを決定し、画面の実際のブランキングは行われませんが、垂直ブランキング期間は各リフレッシュサイクルにおいて画面が更新されない期間であり、この期間中にホストシステムのフレームバッファ内の画像データが更新されます。Vsyncオプションを使用すると、画像全体を同時にレンダリングすることで、画面のティアリングを解消できます。
小型のCRTモニター（約15インチまたは38cm以下）では、60 ～ 72Hzの範囲で不快感を感じる人はほとんどいません。大型のCRTモニター（17インチまたは43cm以上）では、リフレッシュレートを72Hz以上に設定しない限り、ほとんどの人が軽い不快感を感じます。100Hzはほぼどのサイズでも快適です。ただし、これはLCDモニターには当てはまりません。LCDモニターのリフレッシュレートに最も近いのはフレームレートで、これは通常60fpsに固定されています。しかし、LCDモニターでCRTのようなちらつきを生じさせる可能性がある唯一の部分であるバックライトは、通常最低でも200Hz程度で動作するため、これはめったに問題になりません。
オペレーティングシステムによって、デフォルトのリフレッシュレートの設定方法が異なります。Microsoft Windows 95およびWindows 98 (第 1 版および第 2 版) は、ディスプレイがサポートすると考えられる最高レートにリフレッシュレートを設定します。Windows NTベースのオペレーティングシステムと、Windows 11を含むその派生版は、デフォルトのリフレッシュレートを保守的なレート、通常は 60 Hz に設定します 。ほとんどのLinux ディストリビューションは同様の動作に従いますが、モニターのリフレッシュレートに基づいてデフォルトを動的に設定できるものもあります。macOSは通常Appleデバイスおよび製品でのみ使用されるため、 macOSのほとんどのバージョンは 60 Hz に固定されていますが、後期のMacBook Proモデルなどの例外があります。 [ 6 ]多くのゲームを含む一部のフルスクリーン アプリケーションでは、フルスクリーン モードに入る前にユーザーがリフレッシュレートを再設定できるようになりましたが、ほとんどは保守的な解像度とリフレッシュレートをデフォルトとし、オプションで設定を増やすことができます。
古いモニターは、ユーザーがビデオカードのリフレッシュレートをモニターがサポートする最高レートよりも高い値に設定すると、損傷する可能性があります。一部のモニターモデルでは、ビデオ信号がサポートされていないリフレッシュレートを使用していることを示す警告が表示されます。
一部のディスプレイは、リフレッシュレートをリアルタイムで変更できる可変リフレッシュレート（VRR）をサポートしています。VRRは、システムがフレームのレンダリングに費やすパフォーマンスを削減することで電力消費を抑えるために使用でき、スマートフォンやノートパソコンなどの一部のモバイルデバイスで見られる技術です。一部のコンピューターモニターは、グラフィックカードから新しいフレームが送信されるまでディスプレイの更新を遅延させることで、入力遅延（特にビデオゲームの遅延）を低減するためにVRR機能を備えています。FreeSyncとG-Syncは、それぞれAMDとNvidiaのグラフィックカードに搭載されているVRRの実装です。
2010年代に入ると、競技性の高いビデオゲームの普及により、メーカーは標準の60Hzよりも高いリフレッシュレートのディスプレイを開発するようになった。これは、ファーストパーソン・シューティングゲームやリアルタイムストラテジーゲームにおけるディスプレイの遅延とプレイヤーの応答時間の関係に対応するためだった。最初の144Hzディスプレイは2012年に登場し、24インチのASUS VG248QEは2013年に発売された。[ 7 ] 144Hzでは、モニターのフレーム残像は約6.9ミリ秒に短縮され、60Hzの16.7ミリ秒と比較して大幅に短縮された。[ 8 ]
2010年代を通して進歩は続いた。2017年、ASUSは、1920×1080解像度のツイステッドネマティック（TN）パネルを使用した最初の240Hzモニターの1つであるROG Swift PG258Qをリリースした[ 9 ]。240Hzのリフレッシュレートにより、フレーム残像は約4.2ミリ秒に短縮された[ 10 ]。240Hzでの高解像度はグラフィックスハードウェアにさらに負荷がかかることが判明し、このリフレッシュレートカテゴリの実用的な標準はフルHDとなった[ 11 ] 。
2020年、ASUSはROG Swift PG259QNを発売した。これは、従来高リフレッシュレートディスプレイに使用されていたTNパネルではなく、「Fast IPS」パネルを使用して360Hzを実現した最初のモニターである。[ 12 ]
2023年、ASUSはROG Swift Pro PG248QPを発表しました。これは、ネイティブ360Hzの「Esports TN」パネルをオーバークロックすることで540Hzを実現しました。[ 13 ] 540Hzでは、フレームの残像は約1.85ミリ秒に低下します。このようなリフレッシュレートを維持するにはハイエンドのグラフィックプロセッサが必要でした。テストでは、540Hzと1920×1080の解像度では、ゲームの設定とタイトルの要求に応じてNVIDIA RTX 4090をフル活用できることが示されました。[ 14 ]
2026年5月、LGエレクトロニクスは、フルHD（1920×1080）解像度でネイティブ1000Hzのリフレッシュレートを実現した世界初のゲーミングモニターとして、UltraGear 25G590Bを発表し、 2026年後半に発売予定としている[ 15 ]。この24.5インチディスプレイは、バックライトベースのモーションブラー低減システムを備えたIPSパネルを使用している[ 16 ] 。リフレッシュレートに到達するために1280×720解像度に切り替える必要があった以前の1000Hzモニターのデモとは異なり 、25G590Bは ネイティブ1080pで1000Hzのパフォーマンスを維持している。
1000 Hz のリフレッシュレートを実現するには、相当なグラフィック処理能力が必要です。1 秒あたり 1000 フレームに近いフレームレートを維持することは、グラフィック負荷の低い e スポーツ タイトルでのみ実用的です。[ 17 ]リフレッシュレートと解像度の間のトレードオフは依然として存在し、1000 Hz ディスプレイは一般消費者向けではなく、競技 e スポーツ プレイヤーを対象としています。[ 18 ]
立体3DディスプレイにLCDシャッターメガネを使用する場合、左右の目にそれぞれ別の画像が必要となるため、実効リフレッシュレートは半分になります。そのため、通常は少なくとも120Hzのリフレッシュレートに対応したディスプレイを使用することが推奨されます。これは、120Hzを半分にすると60Hzになるためです。リフレッシュレートが高いほど画像の安定性が向上します。例えば、72Hzの画像ストリームには144Hzのステレオ表示が必要で、90Hzには180Hzのステレオ表示が必要です。ほとんどの低価格帯のコンピューターグラフィックカードやモニターは、特に高解像度の場合、これらの高いリフレッシュレートに対応できません。
LCDモニターの場合、画素の輝度変化はCRTやプラズマ蛍光体よりもはるかに遅い。一般的に、LCDの画素輝度変化は電圧印加時の方が電圧除去時よりも速いため、画素応答時間が非対称になる。3Dシャッターメガネの場合、前の画像フレームが次のフレームの描画時に十分に速く黒くフェードアウトしないため、表示がぼやけたり、奥行き感が損なわれたりすることがある。
1930年代のテレビの開発は、いくつかの技術的な制約によって決定されました。垂直リフレッシュレートに交流電源の周波数が使用された理由は2つあります。1つ目は、テレビの真空管が、残留リップルを含むユニットの電源からの干渉を受けやすかったことです。これにより、水平バー（ハムバー）がドリフトすることがありました。同じ周波数を使用することでこれを軽減し、画面上の干渉を静的にして目立たなくしました。2つ目は、テレビスタジオが交流ランプを使用していたため、異なる周波数で撮影するとストロボが発生することでした。[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] そのため、プロデューサーはアメリカでは60Hz、ヨーロッパでは50Hzでセットを稼働させる以外に選択肢がほとんどありませんでした 。これらのレートは、今日使用されているセットの基礎となりました。60Hz システムM（ほとんどの場合NTSCカラーコードで使用）と50HzシステムB/G（ほとんどの場合PALまたはSECAM カラーコードで使用）です。この偶然の出来事により、ヨーロッパのテレビはフレームレートの低下と引き換えに高解像度を実現しました。システムM（30iで704 × 480）とシステムB/G（25iで704 × 576）を比較してみてください。しかし、リフレッシュレートが50Hzと低いためちらつきが目立ちやすく、デジタル技術を用いてリフレッシュレートを100Hzに倍増させたテレビが現在では非常に人気があります。（放送テレビシステムを参照）
50 Hz と 60 Hz の規格のもう 1 つの違いは、動画 (ビデオ カメラのソースではなくフィルム ソース) の転送または表示方法です。35 mm フィルムは通常、毎秒 24フレーム(fps) で撮影されます。PAL 50 Hz では、フィルムを 4% 加速することでフィルム ソースを簡単に転送できます。そのため、結果として得られる画像は滑らかですが、音声のピッチにわずかなずれが生じます。NTSC セットでは、3:2 プルダウンと呼ばれる技術を使用して、 24 fps と 25 fps の両方の素材を速度シフトなしで表示しますが、テレシネ ジャダーという形で滑らかでない再生が発生するという代償があります。
コンピューターモニターやDVDと同様に、アナログテレビシステムはインターレース方式を採用しており、奇数行を先に描画してから偶数行を描画することで（これらはフィールドと呼ばれます）、ちらつきを軽減します。これにより、同じフレームレートのプログレッシブスキャン画像と比較して、リフレッシュレートが2倍になります。これは、各フィールドが個別の露光によって生成されるビデオカメラに最適です。実効フレームレートが2倍になり、1秒間に25回の露光ではなく50回の露光が行われます。CRTのダイナミクスはこの方式に理想的に適しており、高速なシーンでは50Hzのリフレッシュレートの恩恵を受け、新しいフィールドが書き込まれる頃には前のフィールドはほぼ消滅しており、静止画では両方のフィールドが人間の目で統合されるため、解像度が向上します。最新のCRTベースのテレビは、 100Hz技術によってちらつきのないものにすることができます。
現在、多くのハイエンド液晶テレビは、120 Hz または 240 Hz (現行および旧 NTSC 国)、または 100 Hz または 200 Hz (PAL/SECAM 国) のリフレッシュレートを備えています。120 Hz は、24 fps (映画) と 30 fps (NTSC テレビ) の最小公倍数として選択され、テレシネ(3:2 プルダウン)が不要になるため、映画を視聴する際の歪みを軽減します。25 fps の PAL では、600 (24 × 25)の最小公倍数の分数として、100 Hz または 200 Hz が使用されます。これらの高いリフレッシュレートは、 24pソースのビデオ出力 ( Blu-ray Discなど) や、動きの速いシーンで最も効果的です。 [ 23 ]
映画は通常1秒間に24フレームで撮影されるのに対し、テレビは異なるフレームレートで動作するため、何らかの変換が必要となる。視聴者に最適な視聴体験を提供するために、さまざまな技術が存在する。
コンテンツ制作、再生デバイス、表示デバイスによる処理の組み合わせによって、不要なアーティファクトが発生する場合もあります。例えば、60fpsの固定 フレームレートで動作する表示デバイスでは、24fpsの動画を滑らかでブレのない状態で表示することはできません 。通常は3:2プルダウン方式が用いられ、わずかに不均一な動きが生じます。
一般的なマルチシンクCRTコンピューターモニターは1990年代初頭から24Hzの倍数で動作可能でしたが、最近の「 120Hz」LCDは、ソース素材や信号に対する後続の処理に応じて、より滑らかで流れるような動きを実現する目的で製造されています。ビデオで撮影された素材の場合、リフレッシュレートが高いだけで滑らかさが向上することはほとんど気づかないかもしれません。[ 24 ]
映像素材の場合、120は24の倍数であるため、 適切に設計された120Hz ディスプレイ（いわゆる5-5プルダウン）では、24fpsのシーケンスをカクつきなく表示することが可能です。一方、 60fpsの3:2プルダウン信号 をフレーム倍増して120Hzのレートを生成する場合（ いわゆる6-4プルダウン）、動きの不均一性が依然として目に見える可能性があります。
さらに、ディスプレイにモーション補間機能を追加することで、映像素材を人工的に滑らかに表示することが可能になり、これは特に映像素材において大きな効果を発揮します。
「 50Hz」対応のテレビは（「50Hz 」コンテンツを入力した場合）、通常よりもわずかに速い速度で映画を再生するため、プルダウンの不均一性による問題を回避できます。
モニターの規格は以下のとおりです。