23/10/10Is modh gabhála íomhá é moill ama agus comhtháthú (TDI) atá bunaithe ar phrionsabal an scanadh líne, áit a ngabhtar sraith íomhánna aon-toiseacha chun íomhá a ghiniúint trí ghluaiseacht an tsampla agus gabháil slisne íomhá a uainiú trí spreagadh. Cé go bhfuil an teicneolaíocht seo ann le blianta fada, is gnách go mbíonn sí bainteach le feidhmchláir íseal-íogaireachta, amhail cigireacht gréasáin.
Tá glúin nua ceamaraí tar éis íogaireacht sCMOS a chomhcheangal le luas TDI chun gabháil íomhá den chaighdeán céanna le scanadh limistéir a thairiscint ach leis an gcumas chun tríchur i bhfad níos tapúla a dhéanamh. Tá sé seo soiléir go háirithe i gcásanna ina bhfuil gá le híomháú samplaí móra i ndálaí ísle solais. Sa nóta teicniúil seo, déanaimid cur síos ar an gcaoi a n-oibríonn scanadh TDI, agus déanaimid comparáid idir an t-am gabhála íomhá agus teicníc scanadh limistéir mhóir inchomparáide, íomháú tíleanna & greamanna.
Ó scanadh líne go TDI
Is teicníc íomháithe í íomháú scanadh líne a úsáideann líne aonair picteilíní (dá ngairtear colún, nó céim) chun slisne d'íomhá a thógáil agus sampla ag gluaiseacht. Ag baint úsáide as meicníochtaí spreagtha leictreacha, tógtar 'slisne' aonair d'íomhá agus an sampla ag dul thar an braiteoir. Trí ráta spreagtha an cheamara a scálú chun an íomhá a ghabháil i gcomhréir le gluaiseacht an tsampla agus trí úsáid a bhaint as greamaitheoir fráma chun na híomhánna seo a ghabháil, is féidir iad a fhuáil le chéile chun an íomhá a atógáil.
Tá íomháú TDI bunaithe ar an bprionsabal seo maidir le híomhá a ghabháil de shampla, ach úsáideann sé ilchéimeanna chun líon na bhfótaileictreon a ghabhtar a mhéadú. De réir mar a théann an sampla thar gach céim, bailítear níos mó eolais agus cuirtear leis na fótaileictreon atá ann cheana féin a gabhadh ag céimeanna níos luaithe agus a mheasctar i bpróiseas cosúil le gléasanna CCD. De réir mar a théann an sampla thar an gcéim dheireanach, seoltar na fótaileictreon bailithe chuig léamh amach, agus úsáidtear an comhartha comhtháite trasna an raoin chun slisne íomhá a ghiniúint. I bhFíor 1, taispeántar gabháil íomhá ar fheiste le cúig cholún TDI (céimeanna).
Fíor 1: sampla beoite de ghabháil íomhá ag baint úsáide as teicneolaíocht TDI. Cuirtear sampla (T gorm) thar fheiste gabhála íomhá TDI (colún de 5 picteilín, 5 chéim TDI), agus gabhtar fótaileictreoin i ngach céim agus cuirtear leis an leibhéal comhartha iad. Déanann léamh as é seo a thiontú go híomhá dhigiteach.
1a: Tugtar an íomhá (T gorm) isteach ar an stáitse; tá an T ag gluaiseacht mar a thaispeántar ar an bhfeiste.
1b: De réir mar a théann an T thar an gcéad chéim, spreagtar an ceamara TDI chun fótaileictreoin a ghlacadh a ghabhtar leis na picteilíní agus iad ag bualadh an chéad chéim ar an braiteoir TDI. Tá sraith picteilíní i ngach colún a ghabhann fótaileictreoin ina n-aonar.
1c: Déantar na fótaileictreoin gabhtha seo a mheascadh go dtí an dara céim, áit a mbrúnn gach colún a leibhéal comhartha go dtí an chéad chéim eile.
1d: In am le gluaiseacht achar picteilín amháin an tsampla, gabhtar sraith eile fótaileictreon ar chéim a dó, agus cuirtear iad leis na cinn a gabhadh roimhe seo, rud a mhéadaíonn an comhartha. I gcéim 1, gabhtar sraith nua fótaileictreon, a fhreagraíonn don chéad slisne eile den ghabháil íomhá.
1e: Déantar na próisis ghabhála íomhá a thuairiscítear i gcéim 1d a athdhéanamh de réir mar a ghluaiseann an íomhá thar an braiteoir. Tógann sé seo comhartha ó fhótaileictreoin ó na céimeanna. Cuirtear an comhartha isteach i léamh aschuir, a athraíonn an comhartha fótaileictreoin ina léamh aschuir digiteach.
1f: Taispeántar an léamh digiteach mar íomhá colún ar cholún. Ligeann sé seo athchruthú digiteach ar íomhá.
Ós rud é go bhfuil an gléas TDI in ann fótaileictreoin a sheoladh ó chéim amháin go céim eile ag an am céanna, agus fótaileictreoin nua a ghabháil ón gcéad chéim agus an sampla ag gluaiseacht, is féidir leis an íomhá a bheith gan teorainn i líon na sraitheanna a ghabhtar. Is féidir leis na rátaí spreagtha, a chinneann líon na n-uaireanta a tharlaíonn gabháil íomhá (figiúr 1a), a bheith thart ar na céadta kHz.
Sa sampla i bhFíor 2, gabhadh sleamhnán micreascóip 29 x 17 mm i 10.1 soicind ag baint úsáide as ceamara TDI 5 µm picteilín. Fiú ag leibhéil súmála suntasacha, is íosta an leibhéal doiléire. Léiríonn sé seo dul chun cinn ollmhór ar ghlúnta roimhe seo den teicneolaíocht seo.
Le haghaidh tuilleadh sonraí, taispeánann Tábla 1 am íomháithe ionadaíoch do shraith de mhéideanna sampla coitianta ag súmáil 10, 20, agus 40 x.
Fíor 2: Íomhá de shampla fluaraiseach a gabhadh ag baint úsáide as Tucsen 9kTDI. Nochtadh 10 ms, am gabhála 10.1 s.
Tábla 1: Maitrís ama gabhála méideanna samplacha éagsúla (soicindí) ag baint úsáide as ceamara Tucsen 9kTDI ar stáitse mótairithe sraith Zaber MVR ag 10, 20, agus 40 x le haghaidh am nochta 1 & 10 ms.
Íomháú scanadh limistéir
Baineann íomháú scanadh limistéir i gceamaraí sCMOS le híomhá iomlán a ghabháil ag an am céanna ag baint úsáide as eagar 2-thoiseach picteilíní. Gabhann gach picteilín solas, á thiontú ina chomharthaí leictreacha le haghaidh próiseála láithreach agus íomhá iomlán a chruthú le réiteach agus luas ard. Rialaítear méid na híomhá is féidir a ghabháil i nochtadh amháin ag méid an phicteilíní, an formhéadú, agus líon na bpicteilíní in eagar, in aghaidh (1)
I gcás eagar caighdeánach, tugtar an réimse radhairc le (2)
I gcásanna ina bhfuil sampla rómhór do réimse radhairc ceamara, is féidir íomhá a thógáil tríd an íomhá a dheighilt ina eangach d’íomhánna de mhéid an réimse radhairc. Leanann gabháil na n-íomhánna seo patrún, áit a mbogfaidh an stáitse go suíomh ar an eangach, socróidh an stáitse, agus ansin gabhfar an íomhá. I gceamaraí comhla rollta, bíonn am feithimh breise ann agus an comhla ag rothlú. Is féidir na híomhánna seo a ghabháil trí shuíomh an cheamara a bhogadh agus iad a shníomh le chéile. Taispeánann Fíor 3 íomhá mhór de chill dhaonna faoi mhicreascópacht fluaraiseachta a cruthaíodh trí 16 íomhá níos lú a shníomh le chéile.
Fíor 3: Sleamhnán de chill dhaonna á gabháil ag ceamara scanadh limistéir ag baint úsáide as íomháú tíleanna agus greamanna.
Go ginearálta, má tá níos mó sonraí le réiteach, beidh gá le níos mó íomhánna a ghiniúint agus a shníomh le chéile ar an mbealach seo. Réiteach amháin air seo ná úsáid a bhaint asscanadh ceamara formáide móire, a bhfuil braiteoirí móra ann le líon ard picteilíní, i dteannta le optaic speisialaithe, rud a ligeann do mhéid níos mó sonraí a ghabháil.
Comparáid idir TDI agus scanadh limistéir (Tíleanna & Greamaigh)
I gcás scanadh limistéar mór samplaí, is réitigh oiriúnacha iad scanadh Tíleanna & Greamaigh agus scanadh TDI araon, ach tríd an modh is fearr a roghnú, is féidir an t-am a theastaíonn chun sampla a scanadh a laghdú go suntasach. Gintear an coigilteas ama seo trí chumas scanadh TDI sampla gluaisteach a ghabháil; ag baint na moilleanna a bhaineann le socrú céime agus uainiú comhla rollta a bhaineann le híomháú tíleanna & greamaigh.
Déanann Fíor 4 comparáid idir na stadanna (uaine) agus na gluaiseachtaí (línte dubha) is gá chun íomhá de chill dhaonna a ghabháil i scanadh tíleanna & greamaithe (ar chlé), agus TDI (ar dheis) araon. Trí dheireadh a chur leis an ngá atá le stopadh agus athailíniú na híomhá in íomháú TDI, is féidir am íomháithe a laghdú go suntasach, ar choinníoll go bhfuil an t-am nochta íseal <100 ms.
Taispeánann Tábla 2 sampla oibrithe de scanadh idir ceamara TDI 9k agus ceamara sCMOS caighdeánach.
Fíor 4: Móitíf scanadh de ghabháil cille daonna faoi fhluaraiseacht a thaispeánann tíl agus greamachán (ar chlé) agus íomháú TDI (ar dheis).
Tábla 2: Comparáid idir scanadh achair agus íomháú TDI le haghaidh sampla 15 x 15 mm le lionsa cuspóir 10x agus am nochta 10 ms.
Cé go dtugann TDI acmhainneacht iontach chun luas gabhála íomhá a mhéadú, tá castachtaí beaga ag baint le húsáid na teicneolaíochta seo. I gcás amanna nochta arda (>100 ms), laghdaítear suntasacht an ama a chailltear de bharr gnéithe bogtha agus socraithe scanadh limistéir i gcomparáid leis an am nochta. I gcásanna den sórt sin, féadfaidh ceamaraí scanadh limistéir amanna scanadh laghdaithe a thairiscint i gcomparáid le híomháú TDI. Chun a fheiceáil an féidir le teicneolaíocht TDI buntáistí a thairiscint duit thar do shocrú reatha,déan teagmháil linnle haghaidh áireamhán comparáide.
Feidhmchláir eile
Éilíonn go leor ceisteanna taighde níos mó eolais ná íomhá aonair, amhail fáil íomhá ilchainéil nó ilfhócais.
Baineann íomháú ilchainéil i gceamara scanadh limistéir le híomhánna a ghabháil ag baint úsáide as il-thonnfhaid ag an am céanna. De ghnáth, comhfhreagraíonn na cainéil seo do thonnfhaid éagsúla solais, amhail dearg, glas agus gorm. Gabhann gach cainéal faisnéis shonrach faoi thonnfhad nó speictreach ón radharc. Ansin, comhcheanglaíonn an ceamara na cainéil seo chun íomhá lán-daite nó ilspeictreach a ghiniúint, rud a sholáthraíonn radharc níos cuimsithí den radharc le sonraí speictreacha ar leith. I gceamaraí scanadh limistéir, baintear é seo amach trí nochtadh ar leith, ach le híomháú TDI, is féidir scoilteoir a úsáid chun an braiteoir a dheighilt ina chodanna iolracha. Beidh scoilteadh 9kTDI (45 mm) ina 3 braiteoir x 15.0 mm níos mó fós ná braiteoir caighdeánach (leithead picteilín 6.5 µm, 2048 picteilín) de 13.3 mm. Thairis sin, toisc nach dteastaíonn soilsiú ach ar an gcuid den sampla atá á íomháú le haghaidh TDI, is féidir na scananna a thimthriallú níos tapúla.
Réimse eile ina bhféadfadh sé seo a bheith amhlaidh ná íomháú ilfhócais. Baineann ceamaraí scanadh limistéir íomháithe ilfhócais le híomhánna iolracha a ghabháil ag achair fhócais éagsúla agus iad a chumasc chun íomhá ilchodach a chruthú leis an radharc ar fad i bhfócas géar. Pléann sé achair éagsúla i radharc trí réigiúin i bhfócas ó gach íomhá a anailísiú agus a chomhcheangal, rud a fhágann go bhfuil léiriú níos mionsonraithe ar an íomhá. Arís, trí úsáid a bhaint asscoilteoirChun an braiteoir TDI a roinnt ina dhá phíosa (22.5 mm), nó ina thrí phíosa (15.0 mm), d’fhéadfadh sé a bheith indéanta íomhá ilfhócais a fháil níos tapúla ná mar a bheadh le scanadh limistéir den chineál céanna. I gcás ilfhócais d’ord níos airde (cruacha z de 6 nó níos mó), áfach, is dócha gurb é scanadh limistéir an teicníc íomháithe is tapúla fós.
Conclúidí
Leagtar amach sa nóta teicniúil seo na difríochtaí idir scanadh limistéir agus teicneolaíocht TDI le haghaidh scanadh limistéir mhóir. Trí scanadh líne agus íogaireacht sCMOS a chumasc, baintear íomháú tapa, ardchaighdeáin amach le TDI gan cur isteach, ag dul thar mhodhanna traidisiúnta scanadh limistéir cosúil le tíleanna agus greamacháin. Déan measúnú ar na buntáistí a bhaineann lenár n-áireamhán ar líne a úsáid, agus na toimhdí éagsúla atá leagtha amach sa doiciméad seo á gcur san áireamh. Seasann TDI mar uirlis chumhachtach le haghaidh íomháithe éifeachtúil agus acmhainneacht mhór ann chun amanna íomháithe a laghdú i dteicnící íomháithe caighdeánacha agus ardleibhéil araon.Más mian leat a fheiceáil an bhféadfadh ceamara TDI nó ceamara scanadh limistéir freastal ar d’iarratas agus an bhféadfadh sé feabhas a chur ar d’am gabhála, déan teagmháil linn inniu.
