ለምንድነው የቲዲአይ የካሜራ ቴክኖሎጂ በኢንዱስትሪ ኢሜጂንግ መሬት እያገኘ ያለው |

በባዮሊሚንሴንስ ባለከፍተኛ-throughput ኢሜጂንግ እና በኢንዱስትሪ ባለከፍተኛ ፍጥነት ዝቅተኛ ብርሃን ማወቂያ መስኮች በምስል ፍጥነት እና በስሜታዊነት መካከል ያለውን ጥሩ ሚዛን ማሳካት የቴክኖሎጂ እድገትን የሚገድብ አንኳር ማነቆ ሆኖ ቆይቷል። ባህላዊ መስመራዊ ወይም አካባቢ ድርድር ኢሜጂንግ መፍትሄዎች ብዙውን ጊዜ አስቸጋሪ የንግድ-ውጤቶችን ያጋጥማቸዋል፣ ይህም ሁለቱንም የማወቂያ ቅልጥፍና እና የስርዓት አፈጻጸምን ለመጠበቅ ፈታኝ ያደርገዋል። በዚህ ምክንያት የኢንዱስትሪ ማሻሻያዎች በከፍተኛ ሁኔታ ተገድበዋል.

የኋለኛ ብርሃን ያለው የTDI-sCMOS ቴክኖሎጂ መግቢያ እነዚህን ገደቦች ለመቅረፍ ጀምሯል። ይህ የፈጠራ ቴክኖሎጂ በዝቅተኛ ብርሃን ሁኔታዎች ውስጥ ያለውን የከፍተኛ ፍጥነት ምስል አካላዊ ውሱንነቶችን ብቻ ሳይሆን አፕሊኬሽኑን ከህይወት ሳይንስ ባለፈ ወደ የላቀ የኢንዱስትሪ ዘርፎች ለምሳሌ ሴሚኮንዳክተር ቁጥጥር እና ትክክለኛነት ማምረትን ያሰፋል። በእነዚህ እድገቶች፣ TDI-sCMOS በዘመናዊ የኢንዱስትሪ ኢሜጂንግ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ከጊዜ ወደ ጊዜ እየጨመረ መጥቷል።

ይህ መጣጥፍ ከTDI ኢሜጂንግ ጀርባ ያሉትን ዋና መርሆች ይዘረዝራል፣ ዝግመተ ለውጥን ይከታተላል፣ እና እያደገ ያለውን ሚና በኢንዱስትሪ ስርዓቶች ውስጥ ያብራራል።

የTDI መርሆዎችን መረዳት፡ በተለዋዋጭ ኢሜጂንግ ውስጥ ያለ ግኝት

የጊዜ መዘግየት ውህደት (TDI) በመስመር የመቃኘት መርህ ላይ የተመሠረተ ምስል ማግኛ ቴክኖሎጂ ሲሆን ሁለት ጉልህ ቴክኒካዊ ባህሪያትን ይሰጣል።

የተመሳሰለ ተለዋዋጭ ማግኛ

በ"Stop-shot-Move" ዑደት ላይ ከሚሰሩ ባህላዊ የአካባቢ ካሜራዎች በተለየ፣ የTDI ዳሳሾች በእንቅስቃሴ ላይ እያሉ ምስሎችን ያለማቋረጥ ያጋልጣሉ። ናሙናው በእይታ መስክ ላይ ሲንቀሳቀስ፣ የTDI ዳሳሽ የፒክሰል አምዶች እንቅስቃሴን ከእቃው ፍጥነት ጋር ያመሳስለዋል። ይህ ማመሳሰል ቀጣይነት ያለው መጋለጥ እና ተለዋዋጭ የኃይል መጠን በጊዜ ሂደት እንዲከማች ያስችላል፣ ይህም በከፍተኛ ፍጥነትም ቢሆን ቀልጣፋ ምስል እንዲኖር ያስችላል።

የTDI ኢሜጂንግ ማሳያ፡ የተቀናጀ የናሙና እንቅስቃሴ እና የኃይል ውህደት

ቻርጅ የጎራ ክምችት

እያንዳንዱ የፒክሰል አምድ የሚመጣውን ብርሃን ወደ ኤሌክትሪክ ቻርጅ ይለውጠዋል፣ ይህም በበርካታ የናሙና ንባብ ደረጃዎች ይከናወናል። ይህ ቀጣይነት ያለው የመከማቸት ሂደት ደካማውን ሲግናል በ N እጥፍ ያሳድገዋል, N የውህደት ደረጃዎችን ቁጥር ይወክላል, በተወሰነ የብርሃን ሁኔታዎች ውስጥ የሲግናል-ወደ-ጫጫታ ጥምርታ (SNR) ያሻሽላል.

በተለያዩ የTDI ደረጃዎች የምስል ጥራት መግለጫ

የTDI ቴክኖሎጂ ዝግመተ ለውጥ፡ ከCCD ወደ Back-Illuminated sCMOS

የቲዲአይ ዳሳሾች በመጀመሪያ የተገነቡት በሲሲዲ ወይም ፊት ለፊት በሚያበሩ CMOS መድረኮች ላይ ነው፣ ነገር ግን ሁለቱም አርክቴክቸር ፈጣን እና ዝቅተኛ ብርሃን ምስሎች ላይ ሲተገበሩ ውስንነቶች ነበሯቸው።

TDI-CCD

የኋላ ብርሃን ያለው TDI-CCD ዳሳሾች የኳንተም ቅልጥፍናን (QE) ወደ 90% ሊደርሱ ይችላሉ። ነገር ግን፣ ተከታታይ የንባብ አርክቴክቸር የምስል ፍጥነትን ይገድባል—የመስመር ታሪፎች በተለምዶ ከ100 kHz በታች ይቀራሉ፣ ባለ 2K ጥራት ዳሳሾች በ50 kHz አካባቢ ይሰራሉ።

ፊት ለፊት የበራ TDI-CMOS

የፊት ብርሃን ያለው TDI-CMOS ዳሳሾች ፈጣን የማንበብ ፍጥነቶችን ይሰጣሉ፣ በ 8K ጥራት ያለው የመስመር ታሪፎች እስከ 400 kHz ይደርሳሉ። ነገር ግን፣ መዋቅራዊ ሁኔታዎች QEቸውን ይገድባሉ፣ በተለይም በአጭር የሞገድ ክልል ውስጥ፣ ብዙውን ጊዜ ከ60% በታች ያደርገዋል።

በ2020 የቱክሰን መለቀቅ ጋር አንድ ጉልህ እድገት መጣDhyana 9KTDI sCMOS ካሜራ፣ የኋላ ብርሃን ያለው TDI-sCMOS ካሜራ። ከፍተኛ ትብነትን ከከፍተኛ ፍጥነት TDI አፈጻጸም ጋር በማጣመር ጉልህ የሆነ ዝላይ ያሳያል፡

የኳንተም ቅልጥፍና፡ 82% ከፍተኛ QE—ከተለመደው በፊት ብርሃን ካላቸው TDI-CMOS ዳሳሾች በግምት 40% ከፍ ያለ፣ ይህም ለዝቅተኛ ብርሃን ምስል ተመራጭ ያደርገዋል።

የመስመር ተመን፡ 510 kHz በ 9K ጥራት፣ ወደ የውሂብ መጠን በሴኮንድ 4.59 ጊጋፒክስል መተርጎም።

ይህ ቴክኖሎጂ በመጀመሪያ የተተገበረው በከፍተኛ የፍሎረሰንት ቅኝት ሲሆን ካሜራው ባለ 2-gigapixel ምስል ባለ 30 ሚሜ × 17 ሚሜ የፍሎረሰንት ናሙና በ10.1 ሰከንድ ውስጥ በተመቻቸ የስርዓት ሁኔታዎች ውስጥ ቀርጿል፣ ይህም በምስል ፍጥነት እና የዝርዝር ታማኝነት ከተለመዱት የአካባቢ ቅኝት ስርዓቶች ላይ ከፍተኛ ትርፍ አሳይቷል።

ምስል:Dhyana 9KTDI Zaber MVR በሞተር ደረጃ

ዓላማ: 10X የማግኛ ጊዜ: 10.1s የተጋላጭነት ጊዜ: 3.6ms

የምስል መጠን: 30 ሚሜ x 17 ሚሜ 58,000 x 34,160 ፒክስል

የTDI ቴክኖሎጂ ቁልፍ ጥቅሞች

ከፍተኛ ስሜታዊነት

የቲዲአይ ዳሳሾች በበርካታ ተጋላጭነቶች ላይ ምልክቶችን ይሰበስባሉ፣ ይህም ዝቅተኛ-ብርሃን አፈጻጸምን ያሳድጋል። በኋለኛ ብርሃን በ TDI-sCMOS ዳሳሾች፣ ከ80% በላይ የኳንተም ቅልጥፍና ሊደረስበት የሚችል ሲሆን ይህም እንደ ፍሎረሰንስ ኢሜጂንግ እና የጨለማ መስክ ፍተሻን የመሳሰሉ ተፈላጊ ተግባራትን ይደግፋል።

ከፍተኛ-ፍጥነት አፈጻጸም

የቲዲአይ ዳሳሾች ለከፍተኛ ጥራት ምስል የተነደፉ ናቸው፣ በፍጥነት የሚንቀሳቀሱ ነገሮችን በጥሩ ሁኔታ በመያዝ። የፒክሰል ንባብን ከእቃ እንቅስቃሴ ጋር በማመሳሰል፣ TDI የእንቅስቃሴ ብዥታዎችን ያስወግዳል እና በእቃ ማጓጓዣ ላይ የተመሰረተ ፍተሻን፣ የእውነተኛ ጊዜ ቅኝትን እና ሌሎች ከፍተኛ የሂደት ሁኔታዎችን ይደግፋል።

የተሻሻለ የምልክት-ወደ-ጫጫታ ሬሾ (SNR)

ምልክቶችን በተለያዩ ደረጃዎች በማዋሃድ፣ የቲዲአይ ዳሳሾች በአነስተኛ ብርሃን ከፍተኛ ጥራት ያላቸውን ምስሎች ማመንጨት፣ በባዮሎጂካል ናሙናዎች ውስጥ ያሉ የፎቶ bleaching ስጋቶችን በመቀነስ እና ስሜታዊ በሆኑ ቁሶች ላይ ያለውን የሙቀት ጭንቀት መቀነስ ይችላሉ።

ለድባብ ጣልቃገብነት ተጋላጭነት ቀንሷል

ከአካባቢ ቅኝት ስርዓቶች በተለየ፣ የTDI ዳሳሾች በተመሳሰሉ የመስመር-በ-መስመር መጋለጥ ምክንያት በድባብ ብርሃን ወይም ነጸብራቅ ብዙም አይነኩም፣ ይህም ውስብስብ በሆኑ የኢንዱስትሪ አካባቢዎች የበለጠ ጠንካራ ያደርጋቸዋል።

የመተግበሪያ ምሳሌ፡ የዋፈር ምርመራ

በሴሚኮንዳክተር ሴክተር አካባቢ-ስካን sCMOS ካሜራዎች ለዝቅተኛ ብርሃን በፍጥነታቸው እና በስሜታዊነታቸው ምክንያት በተለምዶ ጥቅም ላይ ውለው ነበር። ሆኖም ፣ እነዚህ ስርዓቶች ጉዳቶች ሊኖራቸው ይችላል-

የተገደበ የእይታ መስክ፡- በርካታ ክፈፎች አንድ ላይ መገጣጠም አለባቸው፣ ይህም ጊዜ የሚፈጅ ሂደቶችን ያስከትላል።

ቀስ ብሎ መቃኘት፡- እያንዳንዱ ቅኝት ቀጣዩን ምስል ከመቅረጽ በፊት መድረኩ እስኪረጋጋ መጠበቅን ይጠይቃል።

ቅርሶችን መስፋት፡ የምስል ክፍተቶች እና አለመመጣጠኖች የፍተሻ ጥራት ላይ ተጽዕኖ ያሳድራሉ።

የቲዲአይ ምስል እነዚህን ተግዳሮቶች ለመፍታት ይረዳል፡-

ቀጣይነት ያለው ቅኝት፡ TDI ያለ ፍሬም መስፋት ሳያስፈልግ ትላልቅ እና ያልተቋረጡ ቅኝቶችን ይደግፋል።

ፈጣን ማግኛ፡ ከፍተኛ የመስመር ተመኖች (እስከ 1 ሜኸር) በቀረጻዎች መካከል መዘግየቶችን ያስወግዳል።

የተሻሻለ ምስል ወጥነት፡ የቲዲአይ የመስመር ቅኝት ዘዴ የአመለካከት መዛባትን ይቀንሳል እና በጠቅላላው ቅኝት ላይ የጂኦሜትሪክ ትክክለኛነትን ያረጋግጣል።

TDI VS አካባቢ ቅኝት።

ምሳሌTDI ይበልጥ ቀጣይነት ያለው እና ለስላሳ የማግኘት ሂደትን ያስችላል

የቱሴን ጀሚኒ 8KTDI sCMOS ካሜራ በጥልቅ አልትራቫዮሌት ዋፈር ፍተሻ ላይ ውጤታማ ነበር። በቱክሰን የውስጥ ሙከራ መሰረት ካሜራው በ266 nm 63.9% QE ማሳካት እና የቺፕ የሙቀት መጠን መረጋጋትን በ0°C ከረጅም ጊዜ አጠቃቀም በላይ ያቆያል—ለ UV-sensitive መተግበሪያዎች ጠቃሚ ነው።

አጠቃቀምን ማስፋፋት፡ ከልዩ ምስል ወደ የስርዓት ውህደት

TDI ከአሁን በኋላ ለቦታ አፕሊኬሽኖች ወይም ለቤንችማርክ ሙከራ ብቻ የተገደበ አይደለም። ትኩረቱ ወደ ኢንዱስትሪያዊ ስርዓቶች ወደ ተግባራዊ ውህደት ተቀይሯል.

የቱሴን ጀሚኒ ቲዲአይ ተከታታይ ሁለት አይነት መፍትሄዎችን ይሰጣል፡-

1. የባንዲራ ሞዴሎችእንደ የፊት-መጨረሻ ዋፈር ፍተሻ እና የአልትራቫዮሌት ጉድለትን ለይቶ ለማወቅ ለላቁ ጥቅም ጉዳዮች የተነደፈ። እነዚህ ሞዴሎች ለከፍተኛ ስሜታዊነት፣ መረጋጋት እና የፍተሻ መጠን ቅድሚያ ይሰጣሉ።
2. የታመቀ ተለዋጮችአነስተኛ ፣ አየር ማቀዝቀዣ እና ዝቅተኛ ኃይል - ለተካተቱ ስርዓቶች የበለጠ ተስማሚ። እነዚህ ሞዴሎች ለተሳለጠ ውህደት CXP (CoaXPress) ባለከፍተኛ ፍጥነት መገናኛዎችን ያካትታሉ።

በህይወት ሳይንሶች ውስጥ ካለው ከፍተኛ ውጤት ምስል ጀምሮ እስከ ትክክለኛ ሴሚኮንዳክተር ፍተሻ ድረስ፣ ከኋላ የበራ TDI-sCMOS የምስል ስራ ፍሰቶችን በማጎልበት ላይ ትልቅ ሚና እየተጫወተ ነው።

የሚጠየቁ ጥያቄዎች

Q1: TDI እንዴት ነው የሚሰራው?

TDI በፒክሰል ረድፎች ላይ የኃይል ማስተላለፍን ከእቃው እንቅስቃሴ ጋር ያመሳስለዋል። እቃው በሚንቀሳቀስበት ጊዜ, እያንዳንዱ ረድፍ ሌላ መጋለጥ ይሰበስባል, ስሜታዊነት ይጨምራል, በተለይም ዝቅተኛ ብርሃን እና ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸው መተግበሪያዎች.