25/07/29Op it mêd fan bioluminesinsje-hege-trochputôfbylding en yndustriële hege-snelheidsdeteksje by leech ljocht is it berikken fan 'e optimale lykwicht tusken ôfbyldingssnelheid en gefoelichheid lang in kearnfleskel west dy't de technologyske foarútgong beheind. Tradisjonele lineêre of gebietsarray-ôfbyldingsoplossingen hawwe faak te krijen mei drege ôfwagings, wêrtroch it in útdaging is om sawol deteksje-effisjinsje as systeemprestaasjes te behâlden. As gefolch binne yndustriële upgrades flink beheind.
De ynfiering fan efterferljochte TDI-sCMOS-technology begjint dizze beheiningen oan te pakken. Dizze ynnovative technology pakt net allinich de fysike beheiningen fan hege-snelheidsôfbylding yn omstannichheden mei leech ljocht oan, mar wreidet syn tapassingen ek út bûten de libbenswittenskippen nei avansearre yndustriële sektoaren lykas healgeleiderynspeksje en presyzjeproduksje. Mei dizze ûntwikkelingen wurdt TDI-sCMOS hieltyd relevanter yn moderne yndustriële ôfbyldingstapassingen.
Dit artikel sketst de kearnprinsipes efter TDI-ôfbylding, folget de evolúsje dêrfan en besprekt de groeiende rol dêrfan yn yndustriële systemen.
Prinsipes fan TDI begripe: In trochbraak yn dynamyske ôfbylding
Time Delay Integration (TDI) is in technology foar it opheljen fan ôfbyldings basearre op it line-scanningprinsipe dy't twa wichtige technyske funksjes biedt:
Syngroane dynamyske akwisysje
Oars as tradisjonele gebietskamera's dy't wurkje op in "stop-shot-move" syklus, bleatstelle TDI-sensoren ôfbyldings kontinu wylst se yn beweging binne. As it stekproef oer it sichtfjild beweecht, syngronisearret de TDI-sensor de beweging fan 'e pikselkolommen mei de snelheid fan it objekt. Dizze syngronisaasje makket trochgeande bleatstelling en dynamyske ladingakkumulaasje fan itselde objekt oer tiid mooglik, wêrtroch effisjinte ôfbylding sels by hege snelheden mooglik is.
TDI-ôfbyldingsdemonstraasje: koördinearre samplebeweging en ladingsyntegraasje
Akkumulaasje fan ladingdomein
Elke pikselkolom konvertearret ynkommende ljocht yn elektryske lading, dy't dan ferwurke wurdt fia meardere samplingútlêsstappen. Dit trochgeande akkumulaasjeproses ferbetteret it swakke sinjaal effektyf mei in faktor N, wêrby't N it oantal yntegraasjenivo's fertsjintwurdiget, wêrtroch't de signaal-ruisferhâlding (SNR) ûnder beheinde ljochtomstannichheden ferbetteret.
Yllustraasje fan ôfbyldingskwaliteit by ferskate TDI-stadia
Evolúsje fan TDI-technology: Fan CCD nei efterferljochte sCMOS
TDI-sensors waarden oarspronklik boud op CCD- as frontferljochte CMOS-platfoarms, mar beide arsjitektueren hienen beheiningen doe't se tapast waarden op rappe en leechljochtôfbylding.
TDI-CCD
Efterferljochte TDI-CCD-sensoren kinne kwantumeffisjinsjes (QE) fan hast 90% berikke. Harren seriële útlêsarsjitektuer beheint lykwols de ôfbyldingssnelheid - linetariven bliuwe typysk ûnder 100 kHz, mei sensoren mei 2K-resolúsje dy't wurkje op sawat 50 kHz.
Front-Illuminated TDI-CMOS
Frontferljochte TDI-CMOS-sensoren biede hegere útlêssnelheden, mei line-snelheden fan 8K-resolúsje oant 400 kHz. Strukturele faktoaren beheine lykwols har QE, foaral yn it koartere golflingteberik, en hâlde it faak ûnder 60%.
In wichtige foarútgong kaam yn 2020 mei de frijlitting fan Tucsen'sDhyana 9KTDI sCMOS-kamera, in efterferljochte TDI-sCMOS-kamera. It markearret in wichtige sprong yn it kombinearjen fan hege gefoelichheid mei hege-snelheid TDI-prestaasjes:
-
Kwantumeffisjinsje: 82% peak QE - sawat 40% heger as konvinsjonele TDI-CMOS-sensoren mei foarferljochting, wêrtroch it ideaal is foar ôfbylding by leech ljocht.
-
Line Rate: 510 kHz by 9K resolúsje, oerset nei in gegevenstrochfier fan 4,59 gigapixels per sekonde.
Dizze technology waard earst tapast yn hege-trochput fluoreszinsjescannen, wêrby't de kamera in 2-gigapixel ôfbylding fan in 30 mm × 17 mm fluoreszinsjemonster yn 10,1 sekonden fêstlein ûnder optimalisearre systeemomstannichheden, wat substansjele winsten yn ôfbyldingssnelheid en detailtrouwheid oantoande oer konvinsjonele gebietscansystemen.
ByldDhyana 9KTDI mei motorisearre Zaber MVR-poadium
Objektyf10X Opnametiid: 10.1s Bleatstellingstiid: 3.6ms
Ofbyldingsgrutte: 30mm x 17mm 58.000 x 34.160 piksels
Wichtige foardielen fan TDI-technology
Hege gefoelichheid
TDI-sensoren sammelje sinjalen oer meardere eksposysjes, wêrtroch't de prestaasjes by leech ljocht ferbettere wurde. Mei efterferljochte TDI-sCMOS-sensoren is in kwantumeffisjinsje fan mear as 80% berikber, wat easken stelt lykas fluoreszinsjeôfbylding en tsjusterfjildynspeksje.
Hege-snelheidsprestaasjes
TDI-sensoren binne ûntworpen foar ôfbylding mei hege trochfier, wêrby't se fluch bewegende objekten mei poerbêste dúdlikens fêstlizze. Troch it syngronisearjen fan pikselútlêzing mei objektbeweging elimineert TDI praktysk bewegingswazigens en stipet it ynspeksje op basis fan transportbanden, real-time scannen en oare senario's mei hege trochfier.
Ferbettere sinjaal-lûdsferhâlding (SNR)
Troch sinjalen oer meardere stadia te yntegrearjen, kinne TDI-sensoren ôfbyldings fan hegere kwaliteit produsearje mei minder ferljochting, wêrtroch't it risiko op fotobleekjen yn biologyske samples fermindere wurdt en termyske stress yn gefoelige materialen minimalisearre wurdt.
Fermindere gefoelichheid foar omjouwingsinterferinsje
Oars as gebietscansystemen wurde TDI-sensoren minder beynfloede troch omjouwingsljocht of refleksjes fanwegen har syngronisearre line-by-line-eksposysje, wêrtroch't se robúster binne yn komplekse yndustriële omjouwings.
Applikaasjefoarbyld: Waferynspeksje
Yn 'e healgeleidersektor waarden gebietscan sCMOS-kamera's faak brûkt foar deteksje by leech ljocht fanwegen har snelheid en gefoelichheid. Dizze systemen kinne lykwols neidielen hawwe:
-
Beheind sichtfjild: Meardere frames moatte oaninoar naaid wurde, wat resulteart yn tiidslinende prosessen.
-
Stadiger scannen: By elke scan moat der wachtsjen oant it poadium rêstich is foardat de folgjende ôfbylding makke wurdt.
-
Stitching-artefakten: Ofbyldingsgatten en ynkonsistinsjes beynfloedzje de scankwaliteit.
TDI-ôfbylding helpt dizze útdagings oan te pakken:
-
Kontinu scannen: TDI stipet grutte, ûnûnderbrutsen scans sûnder de needsaak foar frame stitching.
-
Fluggere opname: Hege linesnelheden (oant 1 MHz) eliminearje fertragingen tusken opnamen.
-
Ferbettere ôfbyldingsuniformiteit: De line-scan-metoade fan TDI minimalisearret perspektyfferfoarming en soarget foar geometryske krektens oer de heule scan.
TDI VS Gebietsscan
YllustraasjeTDI makket in trochgeander en soepeler oanwinstproses mooglik
De Gemini 8KTDI sCMOS-kamera fan 'e Tucsen is effektyf west yn djippe ultraviolette waferynspeksje. Neffens de ynterne testen fan Tucsen berikt de kamera 63,9% QE by 266 nm en behâldt de chiptemperatuerstabiliteit by 0 °C oer langer gebrûk - wichtich foar UV-gefoelige tapassingen.
Útwreidzjen fan gebrûk: Fan spesjalisearre ôfbylding oant systeemyntegraasje
TDI is net langer beheind ta niche-tapassingen of benchmarktests. De fokus is ferskowe nei praktyske yntegraasje yn yndustriële systemen.
De Gemini TDI-searje fan Tucsen biedt twa soarten oplossingen:
1. FlaggeskipmodellenUntworpen foar avansearre gebrûksgefallen lykas ynspeksje fan front-end wafers en UV-defektdeteksje. Dizze modellen jouwe prioriteit oan hege gefoelichheid, stabiliteit en trochfier.
2. Kompakte fariantenLytser, loftkuolle en mei leger fermogen - geskikter foar ynbêde systemen. Dizze modellen omfetsje CXP (CoaXPress) hege-snelheidsinterfaces foar streamlinede yntegraasje.
Fan hege-trochputôfbylding yn 'e libbenswittenskippen oant presyzje-healgeleiderynspeksje, spilet efterferljochte TDI-sCMOS in hieltyd wichtiger rol yn it ferbetterjen fan ôfbyldingsworkflows.
FAQ's
F1: Hoe wurket TDI?
TDI syngronisearret ladingsoerdracht oer pikselrigen mei de beweging fan it objekt. As it objekt beweecht, sammelet elke rige in nije eksposysje, wêrtroch't de gefoelichheid tanimt, foaral yn tapassingen mei leech ljocht en hege snelheid.
F2: Wêr kin TDI-technology brûkt wurde?
TDI is ideaal foar healgeleiderynspeksje, fluoreszinsjescannen, PCB-ynspeksje en oare hege-resolúsje, hege-snelheid ôfbyldingstapassingen wêr't bewegingswazigens en lege ferljochting soargen binne.
F3: Wêr moat ik rekken mei hâlde by it kiezen fan in TDI-kamera foar yndustriële tapassingen?
By it selektearjen fan in TDI-kamera binne wichtige faktoaren linesnelheid, kwantumeffisjinsje, resolúsje, spektrale respons (benammen foar UV- of NIR-tapassingen) en termyske stabiliteit.
Foar in detaillearre útlis oer hoe't jo de linerate berekkenje kinne, sjoch ús artikel:
TDI-searje - Hoe kinne jo de linefrekwinsje fan 'e kamera berekkenje
Tucsen Photonics Co., Ltd. Alle rjochten foarbehâlden. By it sitearjen, neam asjebleaft de boarne:www.tucsen.com
