[3] 검출기 하드웨어 제작

[3] 검출기 하드웨어 제작

detector의 일반적인 기본 구조

Faraday cage - Scintillator + Corona ring + Light Guide - PMT - Amp - etc..

Faraday cage	X
Scintillator	O
Corona ring	△
Light Guide	X
PMT	O
Amp	O

표1.detector에서 실제로 구성한 부분

설계를 내가 한게 아니여서 정확한 이유는 모르지만 Faraday cage 와 Light Guide는 꼭 필요한 부분이 아니기 때문에 사용 안 한 걸로 알고 있다.

Corona ring은 사용했다고 하기에는 모호하여 세모로 표시하였다.

(※아래 작성된 내용 중 이론적, detector의 역할을 설명한 내용은 정확하지 않을 수 있습니다.)

Faraday cage는 시료에서 나온 이차전자를 detector로 유도하는 역할을 하고 Light Guide는 Scintillator가 만들어낸 광자를 PMT로 유도하는 역할을 하는데 우리가 현미경에서는 detector와 시료와의 거리가 꾀 가깝고 공간이 협소하여 Faraday cage를 사용하지 않았고, Scintillator와 PMT를 바로 연결하여 Light Guide를 사용하지 않았다.

1.Scintillator

초기 아마존에서 구입한 Scintillator

 

그림1-1.Scintillator 케이스 외관 & 내부

 

그림1-2.Scintillator

scintillator의 외관은 일반적인 유리에 하얀 가루가 있는 모양이었다.

하얀 가루는 형광물질이라는데 팀원 한명이 꺼내면서 닦아내 버렸다. 이게 없으면 못 쓴다고 한다.(형광물질이 닦여진 scintillator를 소장님께 보여드리니 못 쓰겠다고 하셨다)

scintillator는 ITO전극이 이차전자를 끌어 당기고 전자를 광자로 바꾸어 주는 역할을 하는데 아마 이 형광물질이 이차전자를 광자로 바꾸어 주는 역할인 것 같다.

그림1-3.Scintillator 구조

스터디 자료에 있는 scintillator 구조는 그림1-3과 같이 scintillating powder, ITO electrode, galss 세 부분으로되어 있는데 구매한 scintillator가 위 그림과 같은 구조인지 알아보려고 관찰해본 결과 scintillating powder가 형광물질인 것 같고 ITO electrode가 있는지 옆에서 보니 층이 나누어져 있는 것 같긴한데 멀티미터로 도통 테스트해본 결과 도통되는 곳은 없었다.

Corona ring을 통해 ITO electrode에 1kV정도를 걸어서 이차전자를 끌어당기게 되는데 구매한 scintillator의 ITO electrode 존재여부, 위치를 알지 못하지만 어차피 형광물질을 닦아내어 사용하지 못하기 때문에 코셈에서 사용하는 scintillator를 받아서 사용하였다.

그림1-4.코셈에서 받은 scintillator

코셈에서 받은 scintillator는 구매한 scintillator보다 얇고 형광물질이 가루형태로 묻어 있지 않고 메탈로 도핑되어 있었다. 소장님 말씀으로는 메탈에 전압을 걸어주면 된다고 하셨다. 아마도 이 scintillator는 ITO electrode가 따로 없고 형광물질과 메탈을 함께 유리 표면에 도핑한 것이 아닐까 추측해본다.

이 scintillator와 light guide와 연결해주고 전압을 걸어주는 역할을 corona ring이 해주는데 light guide는 사용하지 않으므로 PMT와 바로 연결하고 메탈에 전압을 걸어줄 수 있는 corona ring 과 같은 역할을 해 줄 무언가가 필요했다.

소장님의 아이디어로 구리 테이프와 알루미늄 호일을 이용하여 scintillator와 PMT를 고정시키고 scintillator에 전압을 걸어주기로 하였다.

그림1-5.corona ring(?) 기본 구상도

그림1-7.단면도

처음에는 구리 테이프만으로 scintillator를 고정하고 구리 테이프와 scintillator의 메탈 부분이 맞닿아 있기 때문에 구리 테이프쪽으로 1kV를 걸어주려고 하였다.

그런데 구리 테이프의 접착면이 접착제로인해 전기가 통하지 않아 안쪽에는 알루미늄 호일을 붙이기로 하였다. 호일만으로 고정시키지 않은 이유는 호일이 너무 얇고 힘이 없어 고정시키기 힘들었기 때문이다. 구리 테이프도 구리 테이프 중에 두께가 조금 두꺼운 구리 테이프였다.

 

그림1-8.corona ring(?)

그림1-8과 같이 PMT에 얹힌 다음에 절연 테이프로 PMT와 고정시켰다.

구리 테이프 안쪽 접착면에 알루미늄 호일을 붙이고 그 호일에 고전압을 걸어주기 때문에 구리 테이프의 접착제로 호일과 테이프가 서로 절연이 되어야하지만 서로 붙이다 조금이라도 서로 닿는 부분이 있으면 도통된다. 즉, 구리 테이프도 고전압이 걸릴 수 있다(안 닿게 하려고 했는데 몇 번 만들때마다 닿았음). 구리 테이프에 전압이 걸리면 scintillator에만 이차전자가 가는 것이 아니라 구리 테이프 쪽으로 가기 때문에 scintillator 주변의 구리테이프는 절연 테이프로 절연해 주었다.

2.PMT

코셈에서 사용하는 hamamatsu사의 R6094를 사용하였다.

PMT안으로 다른 빛이 들어가면 안되기 때문에 그림2-3과 같이 절연 테이프로 감쌌다.

그림2-1.R6094 PMT(사진은 R6095로 되어있지만 모양은 똑같다)

그림2-2.PMT 소켓

그림2-3.PMT & Scintillator

3.Amp

PMT를 통해 나오는 전압은 매우 작은 전압이기 때문에 증폭시켜 주어야 한다.

처음에는 전압분배, 증폭회로도 직접 만들었지만 사용하는 하드웨어가 다 바뀌면서 코셈에서 사용하는 amp를 받아 사용하였다. 아마 시중에 판매하는 하드웨어가 아니라 코셈에서 설계하고 만든 amp인 것 같았다.

8-Lead Plastic SO 형태의 세 개의 opamp를 이용하여 반전 증폭하게 설계되어 있었다. 그래서 output 신호가 반전되어 나와 실제로 adc로 신호를 넣기 전에 opamp를 한 개 더 달아 한 번 더 반전 시켜 adc칩에 신호를 넣어 주었다.

그림3-1.코셈에서 사용하는 preamp 모듈

커넥터는 +15V,-15V,GND,SIGNAL로 되어있다. +15,-15V는 opamp 작동 전압이고 SIGNAL로 opamp의 output신호가 나온다.

그림3-2.코셈에서 사용하는 pre-amp 모듈(사진이 없어서 그림으로 그림)

4.etc

amp를 통해 증폭된 신호는 ADC칩을 통해 8bit 디지털 값으로 바뀌고 이 8bit 값은 라즈베리파이로 병렬로 입력된다.

그림4-1을 보면 pre-amp에서 나온 신호를 반전시켜주는 opamp가 있고, ADC칩, ADC칩을 동작시키는 크리스탈, ADC칩이 5V에서 동작하고 라즈베리파이는 3.3V로 동작하기 때문에 level shifter(level translation)이 있다.

그림4-1.ADC회로

5.전체 조립

그림5-1.PMT조립

  

그림5-2.전체 고정한 모습

[2] 하위 레벨 설계

[2] 하위 레벨 설계

1.Corona ring

코로나 링은 신틸레이터의 ITO전극에 고전압을 인가 주어서 이차전자를 가속시키는 역할을 하고, 동시에 신틸레이터를 라이트 가이드에 고정시키는 역할도 한다. 이 코로나 링은 황동 파이프나 금속 박으로 만들고 신틸레이터와 라이트 가이드를 고정해주는 방법을 생각해보았다.

하지만 신틸레이터의 ITO 전극에 직접 고전압을 인가할 수 있기 때문에 코로나 링을 사용하지 않을 것이다.

2. Scintilator

신틸레이터의 구조는 그림과 같이 고전압을 인가하기 위한 ITO(Indium thin oxide)부분과 이차전자를 광신호로 전환하는 형광 분말(Scintillation powder), 기판역할을 수행하는 유리(Glass)로 구성된다.

신틸레이터에서 ITO는 그저 이차 전자를 가속시키는 역할을 하기 위한 전기장을 생성하는 용도이다. 따라서 ITO의 저항은 그다지 중요하지 않다. 반면 ITO의 광투과율은 중요한 파라미터이므로 광투과율이 높으면 더 양질의 영상을 얻을 수 있겠다.

시료에서 발생한 이차전자는 코로나 링으로부터 고전압을 인가받은 ITO층으로 가속되어 형광 분말층에 부딪혀 광신호로 전환된다. 발생한 광신호는 라이트 가이드로 전달된다. 따라서 양질의 영상을 얻기 위해서는 전자-광자 변환 효율이 높은 형광물질을 사용한 신틸레이터를 쓰는 것이 도움이 된다. 보통 NaI(TI) 신틸레이터가 감마선에 대해 검출 효율이 높고 광전 효과가 크기 때문에 가장 널리 이용된다고 한다. 실제로 NaI가 형광 감쇠 시간이 가장 작고 형광 효율이 높은 것을 확인했다.

적당한 신틸레이터를 고르기 위해서는 해당 신틸레이터의 형광 스펙트럼이 PMT의 특성과 일치해야 한다.  우리가 사용할 PMT 중의 하나인 R6095모델의 파장에 따른 응답을 나타내면 오른쪽 같다. 보다시피 R6095모델은 420나노미터의 파장에서 가장 효율이 좋다. 그럼 NaI신틸레이터의 스펙트럼은 어떨까? 그림처럼 NaI 신틸레이터도 420나노미터 인근에서 가장 형광 강도가 높은 것을 알 수 있다. 따라서 우리는 NaI(TI)형 신틸레이터를 사용할 것이다.

이 신틸레이터는 국내에서 구매하기가 어려우므로 eBay를 이용하여 구매할 예정이다.

출처 : ebay

직경 30mm

높이 40mm

작년 충북대 팀과 동일한 종류의 신틸레이터를 찾았다.

또 다른 신틸레이터를 찾았다.

3. Light Guide

온갖 경매사이트를 뒤져봤지만 마땅한 라이트 가이드를 찾기 힘들다. 충북대 팀은 코셈에서 5만원에 구매. 만약 신틸레이터의 모든 광자가 라이트 가이드로 들어가게 만드려면 신틸레이터와 라이트가이드의 규격이 일치해야 할 것이다.

라이트 가이드 구매에 대해서 코셈에 문의 해보았다. 두 가지 종류의 라이트 가이드가 있었다.

14mm*75mm : 350,000

14mm*22mm : 200,000

두 장비 모두 현재 코셈 장비에 들어가고 있는 장비이며 두 장비 사이에 파이는 단순히 길이 차이만 있을 뿐 다른 사양상의 차이는 없다고 한다. 또한, 라이트 가이드를 신틸레이터, PMT와 연결을 해야하기 때문에 마운트 시킬 수 있는 구조를 물어보았다. 그랬더니 공개할 수 없다고 하였다.  

4. PMT

HAMAMATSU사에 따르면 SEM에 사용하기 적절한 PMT의 종류로 위의 5가지를 꼽았다. 이는 낮은 다크카운트와 작은 사이즈에 기반한 결과이다. 다크카운트는 무엇인가? 쉽게 말해서 다크카운트는 오차와 같은 개념이다. 다크카운트는 시간 당 방출되는 전자의 개수로 표현되며 원하지 않게 세어지는 전자의 개수로 볼 수 있다. 이 다크카운트는 온도가 낮을수록 낮아지는데 이게 PMT에 쿨러가 있는 이유이다.

모델명	애노드 다크커런트 (평균/최대)[nA]	사이즈 (세로/직경)	가격
R6095	2 / 10	112 / 28.5	$199.99
R6094	2 / 10	92 / 28.5	같이 찾아보자
R12421	0.5 / 2	43 / 13.5	같이 찾아보자
R9880U-110	1 / 10	20 / 17.5	같이 찾아보자
R9880U-210	1 / 10	20 / 17.5	같이 찾아보자

다른 $50 정도의 모델은 100정도 세로크기에 4/20 정도의 다크커런트를 가진다.

평균적인 애노드 커런트의 크기는 0.1mA정도이다. 다크커런트는 작을 수록 좋고 진공 챔버의 공간이 협소한 만큼 크기도 작아야 한다. 만약 이 PMT 중 하나를 구매했을 시 소켓 구매도 고려해야 한다.

PMT를 동작시키기 위해서는 각 다이노드에 동일한 전압을 걸어서 전자가 각 다이노드를 지날 때 동일하게 가속되도록 해야 한다. 그래서 각 다이노드에 동일한 전압을 걸어주는 전압 분배 회로를 구성해서 연결해 주어야 한다. 아니면 소켓을 쓰던가. 근데 소켓이 비싸다. 이때 사용하는 회로에서 저항과 커패시터는 진공용을 구매해야 할 것 같다.

ebey에서 PMT를 찾았다.

5. 부품 연결

16mm 신틸레이터, 14mm 라이트 가이드, 15mm PMT를 산다고 할 때 이것들을 연결하는 구조적 문제가 있다. 여기에 진공용 고무 오링을 사용해서 문제를 해결하려고 한다.

<출처 - http://www.navimro.com/g/00103285/>

G계열(고정용)의 내경 9mm, 두께 3.1mm

(주현이 이거 뭔말인지 모르겠다)이것으로 신틸레이터를 감싸면 15.2mm가 되어서 PMT에 꼭 맞을 것으로 예상한다.

6. 전류-전압 증폭 회로

100nA의 작은 전류에는 큰 교류 성분의 노이즈가 실려 있기 마련이다. 따라서 증폭기에 절연성이 좋은 무극성 콘덴서를 병렬으로 연결하여 LPF처럼 동작하게 하고, 작은 전류를 컨트롤러가 인식할 수 있는 전압 데이터로 증폭 할 것이다.

[1] 상위 레벨 설계

[1] 상위 레벨 설계

1.검출기의 구조 및 원리

Faraday cage는 300V의 전압을 인가하여 시료에서 튀어나오는 이차전자를 검출기로 끌어오는 역할을 한다.

Corona ring은 보통 10kV정도의 전압이 인가되어 검출기로 모아진 이차전자를 가속시키는 역할을 한다. 에

Scintilator는 형광물질로서 이차전자가 이것에 부딪치면 광자가 발생한다.

Light Guide는 발생한 광자를 안전하게 PMT로 이동시키는 역할을 한다.

PMT는 광전효과를 이용하여 받아온 광자에서 전자를 추출해내고 튀어나온 전자는 여러번의 Dynode를 거치면서 증폭되어 측정가능한 범위의 전류를 만들어준다.

2. 검출 신호의 증폭

검출기는 이차전자들을 검출하여 측정 가능한 수준의 전류로 바꾸어준다. 이렇게 얻어진 전류 데이터들은 일반적으로 0.1mA 정도로  프로세서가 인식하기에 아주 작기 때문에 OP-AMP를 이용한 증폭기를 통해 전압 형태로 출력해야 한다. 그 후 출력 전류는 프로세서로 전달되고 이 신호에 따라 프로세서는 모니터 상의 알맞은 좌표에 그레이 색상을 나타내게 된다.

3. 증폭 신호를 프로세서에 전달하는 방식

PMT는 광자로 변환된 이차전자를 광전 효과에 의해 다시 전자로 바꾼 뒤 이 전자들을 여러 단계를 거쳐 증폭시켜주는 역할을 한다. 이런 PMT의 출력으로는 애노드 단자의 음의 전류로 나타난다. PMT의 출력은 전자 한 다발이 들어오면 펄스 형태의 출력을 나타내며 이런 펄스들의 합이 애노드의 출력으로 나타나므로 강한 빛에서는 더 많은 펄스들의 합으로 나타나 더 강한 음의 전류를 보이고 약한 빛에서는 적은 펄스들의 합이므로 더 적은 음의 전류로 나타난다. 이런 PMT의 출력을 분석하는데는 아날로그 방식과 포톤 카운팅 이라 불리는 디지털 방식이 있다.

(1) 아날로그 방식

아날로그 방식이란 PMT에서 나타나는 출력 신호들의 평균 값을 측정하는 방식이다.

위 사진은 아날로그 방식의 블록 다이어그램과 각각의 빛에서 PMT신호를 나타낸 것이다. 블록 다이어그램에서 보면 출력 신호를 DC반전 증폭기를 통해 통과시킨 뒤 잡음의 영향을 줄이기 위해 LPF를 통과시키고 ADC를 지난 뒤 컨트롤러에서 인식한다. PMT 신호 그림에서 보다시피 강한 빛에서 강한 신호를 나타내고 약한 빛에서는 상대적으로 약한 빛을 나타낸다. 아주 약한 빛에서는 출력 신호가 거의 보이지 않고 낮은 SNR을 보이므로 노이즈에 의한 영향이 커서 부정확한 결과를 출력하기도 한다.

이 방식에서는 PMT에 인가되는 전압을 조절하면 쉽게 PMT의 이득을 변경할 수 있다. 따라서 비교적 넓은 측정 범위를 보인다.

(2)디지털(광자 계수) 방식

디지털 방식은 아날로그 방식과 달리 출력 펄스들 중 특정 값 이상의 펄스들의 개수를 세는 방식이다.

위 블록 다이어그램을 보면 PMT의 출력을 AC와 DC성분을 한꺼번에 증폭시킨 후, Discriminator로 통과시킨다. Discriminator이란 입력 펄스 신호들 중에 특정 값 이상의 피크 값을 가진 펄스를 골라내어 그것들을 일정한 피크 값의 펄스들로 바꾸는 역할을 하는 회로이다. 이 신호는 Pulse shaper로 들어가 원하는 형태의 펄스로 변형 된 뒤, 이 펄스를 카운터로 센다. 카운팅 된 펄스의 개수가 많을수록 강한 신호로 인식하고 적을수록 약한 신호로 인식하게 된다. 이런 광자 계수법의 장점으로는 펄스의 개수를 세기 때문에 잡음의 영향을 덜 받아 SNR이 낮은 아주 작은 빛에서도 비교적 정확한 측정을 할 수 있고 공급되는 전압이 바뀌어도 일정한 특성을 보이는 구간이 존재해서 특정 구간에서는 공급 전압이 불안정해도 안정한 특성을 보인다.

(3)아날로그 방식 VS 디지털 방식 결정하기

오른쪽의 그래프는 디지털 모드의 특성을 나타낸 그래프이다. 그리고 왼쪽의 그래프는 공급 전압의 변화에 대해서 아날로그 방식과 디지털 방식의 안정성을 보여주고 있다.

디지털 방식은 공급 전압의 변화에 따른 출력 신호의 변화가 크지 않은 특정한 구간이 보인다. 이런 특성 때문에 공급 전압의 변화에도 포토 카운팅 방식은 안정적인 출력을 보이고 아날로그 방식은 공급 전압의 변화에 따른 PMT의 이득 변화가 큰 영항을 미쳐 불안정한 출력특성을 나타낼 수도 있다. 즉, 아날로그 방식은 공급 전압의 변화에 따른 PMT의 이득 변화가 커서 공급전압이 불안정 할 때 불안정한 출력을 보이고 디지털 방식은 공급 전압의 변화에도 PMT이득에 큰 영향이 없어 공급 전압이 불안정해도 안정적인 출력을 보인다.

하지만 이런 특징은 오히려 단점으로 동작하기도 한다. 만약 형광 신호가 커서 PMT가 포화되는 지점에서는 아날로그 방식의 경우 그냥 공급 전압을 조절하여 PMT이득을 낮추면 측정이 가능하지만 디지털 방식은 PMT의 이득을 바꾸기 위해서는 슬릿 폭을 조절하거나 필터를 써야 하는 물리적인 방법을 이용해야 해서 번거롭다. 또한 디지털 방식의 측정 구간이 아날로그 방식보다 짧다는 단점도 있다.

[그림 8]을 보면 파란색 실선의 디지털 방식보다 빨간색 점선의 아날로그 방식이 선형적 측정 구간이 더 큰 것을 알 수 있다. 그리고 아주 약한 빛에서는 디지털 방식이 측정하기 좋은 것임을 알 수 있다. 따라서 우리는 위 특성들을 고려하여 PMT측정을 아날로그 방식으로 할지 디지털 방식으로 할지 결정해야 한다.

주로 디지털 방식은 매우 약한 빛에서 출력이 좋기 때문에 생체 신호를 분석하는 용도로 많이 쓰여서 의료 기기에서 많이 쓰인다고 한다. 우리는 전자 현미경 제작에서 매우 약한 빛을 정확하게 측정해서 나타내는 것 보다 측정 범위를 넓게 하는 것이 좋다고 판단해서 아날로그 방식을 쓰기로 결정 했다.

4. 검출율에 영향을 미치는 요소

200만원이라는 한정된 예산과 진공 챔버 안에 모든 장치를 넣어야하는 한정된 공간에서 검출기를 어떻게 효과적으로 제작할 수 있을까? 실제로 검출기의 크기가 그리 작은 편이 아니라 더욱 더 공간 문제에 중요성을 두고 고려했다.

먼저, 어느 정도 공간을 차지하는 페러데이 케이지를 없앨 수 있는지 조사해보았다.

실제로 논문에 의하면 패러데이 케이지가 없는 경우가 더 이차전자(SE)의 수집률이 좋은 것으로 나타났다. 하지만 BSE를 검출하기 위해서는 패러테이 케이지를 반드시 써야한다.  

다음으로, 검출기에서 신틸레이터를 어느 부분에 고정시키는 것이 좋을 지를 알아보았다. 논문에 의하면 검출기 커버에서 신틸레이터의 위치가 어디냐에 따라 이차전자 수집률이 다른 것으로 나타났다.

위 그래프는 페러데이 케이지가 없을 때, 신틸레이터가 검출기 커버에서 5mm 정도 들어가 있으면 이차전자를 가장 잘 검출할 수 있다는 것을 보여준다.

위 그림은 검출기 커버에서 신틸레이터가 어디에 위치하느냐에 따라 달라진 영상의 밝기를 보여주고 있다. 이차전자의 수집률에 따라서 영상의 밖기에 큰 차이가 나타나기 때문에 우리는 이차전자 수집율이 높은 최적의 위치에 검출기를 달아야 할 것이다.

다음은 검출기와 시료 사이의 각도에 대한 관계이다.

검출기의 각도는 45도부터 90도까지 수집율의 큰 변화가 나타나지 않기 때문에 45도 이상 되는 각도면 충분할 것이다.

5. PMT 하우징

PMT는 아주 작은 빛도 검출할 수 있는 소자이므로 외부의 빛을 완벽히 차단시켜주어야 한다. 따라서 PMT를 둘러싸는 하우징 작업이 필요하다. 또한 코로나 링에 높은 전압이 갑자기 걸리게 되면 진공챔버가 순간적으로 불안전해 질 수 있고, 따라서 PMT와 진공 챔버를 전기적으로 분리 시키는 역할도 수행해야 한다. 그래서 PMT하우징은 절연체소재로 구성해서 접지시켜주어야 한다.

6. SIPM

PMT에 관한 조사를 진행하던 중, SiPM이 최근 PMT를 대체하고 있다는 댓글을 발견하고 SiPM이 무엇일까 찾아보기 시작하였다. SiPM (or SPM)은 실리콘으로 구성한 PMT로 일반 PMT보다 우수한 특성을 가지고 있다. 아래 표를 보면 SIPM이 낮은 동작 전압, 더 높은 기계적 견고성, PMT와 달리 외부 빛에 노출되어도 되고, 크기도 더 작으며, 자장에 대한 감도가 없어 자장의 영향도 받지 않는다는 것을 알 수 있다. 하지만 SIPM을 PMT에 비해 Noise가 크다.

조금 더 조사가 필요하지만 SiPM은 아래와 같은 구조가 병렬적으로 분포되어 해당 부위에 도달하는 광자의 개수를 세는 방식인 것 같다.

7. ADC 샘플링 속도

Detector System에서 2차 전자 신호를 영상 신호로 변환하기 위한 ADC 샘플링 속도는 초당 영상 정보 갱신 속도에 의해서 결정된다.

검출기에서 I_sample 속도로 ADC 샘플링을 처리할 때  초당 영상 프레임 수는 다음과 같이 정해지는 데, 그 과정을 역으로 하여 시스템에서 요구되는 ADC 샘플링 속도를 구할 수 있게 된다.

2차 전자 신호가 디지털 변환을 위한 샘플링 시간에 의해서 가로 방향 영상의 해상도를 곱하면 가로 방향 스캔신호의 주시기 결정된다. 세로 방향 스캔신호의 주기는 가로 방향 스캔신호에 세로방향 영상 해상도를 곱하면 된다. 한 프레임의 영상을 만들기 위해 세로 방향 주사신호 주기의 역수인 주파수는 초당 영상 갱신 횟수와 같다.