22/07/13Is teicníc íomháithe í Comhtháthú Moill Ama (TDI) a tháinig roimh íomháú digiteach – ach a sholáthraíonn buntáistí ollmhóra fós ag an tús áite don íomháú inniu. Tá dhá chúinsí ann inar féidir le ceamaraí TDI taitneamh a bhaint as – an dá cheann nuair a bhíonn an t-ábhar íomháithe ag gluaiseacht:
1 – Bíonn an t-ábhar íomháithe ag gluaiseacht go bunúsach le luas tairiseach, mar atá i gcigireacht gréasáin (amhail scanadh bileoga páipéir, plaisteacha nó fabraice atá ag gluaiseacht le haghaidh lochtanna agus damáiste), línte tionóil, nó micrishreabháin agus sreabháin.
2 – Ábhair íomháithe statach a d’fhéadfaí a shamhlú le ceamara a bhogtar ó cheantar go ceantar, tríd an ábhar nó an ceamara a bhogadh. I measc na samplaí tá scanadh sleamhnán micreascóip, cigireacht ábhar, cigireacht painéil chomhréidh etc.
Más féidir go mbeadh feidhm ag ceachtar de na cúinsí seo maidir le d’íomháú, cabhróidh an leathanach gréasáin seo leat a mheas an bhféadfadh aistriú ó cheamaraí ‘scanadh limistéir’ 2thoiseacha traidisiúnta go ceamaraí Scanadh Líne TDI borradh a chur faoi d’íomháú.
An fhadhb le Scanadh Limistéir & Spriocanna Bogtha
● Doiléiriú Gluaiseachta
Bíonn roinnt ábhar íomháithe ag gluaiseacht de réir riachtanais, mar shampla i gcás cigireachta sreabhadh sreabhach nó gréasáin. I bhfeidhmeanna eile, amhail scanadh sleamhnán agus cigireacht ábhar, is féidir go mbeadh sé i bhfad níos tapúla agus níos éifeachtaí an t-ábhar a choinneáil ag gluaiseacht ná stopadh gluaiseachta do gach íomhá a fhaightear. Mar sin féin, i gcás ceamaraí scanadh limistéir, má bhíonn an t-ábhar íomháithe ag gluaiseacht i gcoibhneas leis an gceamara, is féidir go mbeadh sé seo ina dhúshlán.
Doiléiriú gluaisne ag saobhadh íomhá feithicle gluaiste
I gcásanna ina bhfuil soilsiú teoranta nó ina bhfuil ardchaighdeáin íomhá ag teastáil, d’fhéadfadh go mbeadh am nochta fada ceamara ag teastáil. Mar sin féin, scaipfidh gluaiseacht an ábhair a sholas thar ilphicteilíní ceamara le linn an nochta, rud a fhágann 'doiléiriú gluaisne'. Is féidir é seo a íoslaghdú trí nochtadh a choinneáil an-ghearr - faoin am a thógfadh sé ar phointe ar an ábhar picteilín ceamara a thrasnú. Seo é anunde ghnáth ar chostas íomhánna dorcha, torannacha, agus go minic neamh-inúsáidte.
●Fuála
Ina theannta sin, is gnách go mbíonn gá le híomhánna iolracha a fháil chun ábhair mhóra nó leanúnacha a shamhlú le ceamaraí scanadh limistéir, agus ansin iad a fhuáil le chéile. Éilíonn an fhuáil seo picteilíní forluiteacha idir íomhánna comharsanacha, rud a laghdaíonn éifeachtúlacht agus a mhéadaíonn riachtanais stórála agus próiseála sonraí.
●Soilsiú míchothrom
Ina theannta sin, is annamh a bheidh an soilsiú cothrom go leor chun fadhbanna agus déantáin a sheachaint ag na teorainneacha idir íomhánna fuaite. Chomh maith leis sin, chun soilsiú a sholáthar thar achar mór go leor don cheamara scanadh limistéir le déine leordhóthanach, is minic a bhíonn gá le foinsí solais DC ardchumhachta, ardchostais.
Soilsiú míchothrom agus éadáil ilíomhá inchinn luiche á fuáil. Íomhá ó Watson et al. 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
Cad is ceamara TDI ann, agus conas a chabhraíonn sé?
I gceamaraí scanadh limistéir 2T traidisiúnta, tá trí chéim ann chun íomhá a fháil: athshocrú picteilíní, nochtadh, agus léamh amach. Le linn an nochta, braitear fótóin ón radharc, rud a fhágann fótaileictreoin, a stóráiltear i bpicteilíní an cheamara go dtí deireadh an nochta. Léitear amach na luachanna ó gach picteilíní ansin, agus cruthaítear íomhá 2T. Athshocraítear na picteilíní ansin agus glantar na muirir go léir chun an chéad nochtadh eile a thosú.
Mar sin féin, mar a luadh, má tá an t-ábhar íomháithe ag bogadh i gcoibhneas leis an gceamara, is féidir leis an solas ón ábhar scaipeadh thar ilphicteilíní le linn an nochta seo, rud a fhágann doiléire gluaisne. Sáraíonn ceamaraí TDI an teorannú seo trí úsáid a bhaint as teicníc nuálach. Léirítear é seo i [Beochan 1].
●Conas a Oibríonn Ceamaraí TDI
Feidhmíonn ceamaraí TDI ar bhealach bunúsach difriúil ó cheamaraí scanadh limistéir. De réir mar a ghluaiseann an t-ábhar íomháithe trasna an cheamara le linn an nochta, bogtar na muirir leictreonacha a chruthaíonn an íomhá a fuarthas freisin, ag fanacht sioncrónaithe. Le linn an nochta, is féidir le ceamaraí TDI na muirir a fuarthas go léir a aistriú ó shraith amháin picteilíní go dtí an chéad cheann eile, feadh an cheamara, sioncrónaithe le gluaiseacht an ábhair íomháithe. De réir mar a ghluaiseann an t-ábhar trasna an cheamara, cuireann gach sraith (ar a dtugtar 'Céim TDI') deis úr ar fáil chun an ceamara a nochtadh don ábhar, agus comhartha a charnadh.
Nuair a shroicheann sraith de luchtanna faighte deireadh an cheamara, ní léitear na luachanna amach agus stóráiltear iad mar shlisne aon-toiseach den íomhá ach ansin. Cruthaítear an íomhá 2-T trí gach slisne as a chéile den íomhá a ghreamú le chéile de réir mar a léann an ceamara iad. Rianaíonn agus íomháíonn gach sraith picteilíní san íomhá mar thoradh air an 'slisne' céanna den ábhar íomháithe, rud a chiallaíonn nach bhfuil aon doiléire ann in ainneoin na gluaiseachta.
●Nochtadh 256x níos faide
Le ceamaraí TDI, is é an t-am nochta éifeachtach don íomhá an t-am iomlán a thógann sé ar phointe ar an ábhar gach sraith picteilíní a thrasnú, agus suas le 256 céim ar fáil ar roinnt ceamaraí TDI. Ciallaíonn sé seo go bhfuil an t-am nochta atá ar fáil 256 uair níos mó ná mar a d'fhéadfadh ceamara scanadh limistéir a bhaint amach.
Is féidir leis seo ceachtar den dá fheabhsú a sholáthar, nó cothromaíocht den dá cheann. Ar an gcéad dul síos, is féidir borradh suntasach a bhaint amach i luas íomháithe. I gcomparáid le ceamara scanadh limistéir, is féidir leis an ábhar íomháithe bogadh suas le 256x níos tapúla agus an méid céanna comhartha á ghabháil aige fós, ar choinníoll go bhfuil ráta líne an cheamara tapa go leor chun coinneáil suas leis.
Ar an láimh eile, má tá íogaireacht níos mó ag teastáil, d’fhéadfadh an t-am nochta níos faide íomhánna ar chaighdeán i bhfad níos airde, déine soilsithe níos ísle, nó an dá rud a chumasú.
●Tréchur sonraí mór gan fuála
Ós rud é go dtáirgeann an ceamara TDI íomhá 2-thoiseach ó shlisní 1-thoiseacha comhleanúnacha, is féidir an íomhá a eascraíonn as sin a bheith chomh mór agus is gá. Cé go dtugann leithead an cheamara líon na bpicteilíní sa treo 'cothrománach', mar shampla 9072 picteilín, níl teorainn le méid 'ingearach' na híomhá, agus ní féidir é a chinneadh ach amháin ag an am a ritheann an ceamara. Le rátaí líne suas le 510kHz, is féidir leis seo tríchur sonraí ollmhór a sheachadadh.
I dteannta leis seo, is féidir le ceamaraí TDI réimsí radhairc an-leathan a thairiscint. Mar shampla, soláthraíonn ceamara 9072 picteilín le picteilín 5µm réimse radhairc cothrománach de 45mm le hardtaifeach. Chun an leithead íomháithe céanna a bhaint amach le ceamara scanadh achar picteilín 5µm, bheadh suas le trí cheamara 4K taobh le taobh ag teastáil.
●Feabhsuithe ar cheamaraí scanadh líne
Ní hamháin go dtugann ceamaraí TDI feabhsuithe ar cheamaraí scanadh limistéir. Bíonn ceamaraí scanadh líne, a ghabhann líne amháin picteilíní, ag fulaingt ó go leor de na fadhbanna céanna le déine soilsithe agus nochtadh gearr agus atá ag ceamaraí scanadh limistéir.
Cé go dtugann ceamaraí scanadh líne soilsiú níos cothroime le socrú níos simplí, agus nach mbíonn gá le fuála íomhá, is minic a bhíonn soilsiú an-dian agus/nó gluaiseacht mhall ábhair ag teastáil uathu chun comhartha leordhóthanach a ghabháil le haghaidh íomhá ardchaighdeáin. Ciallaíonn na nochtuithe níos faide agus na luasanna ábhair níos tapúla a chuireann ceamaraí TDI ar chumas soilsiú déine níos ísle agus ar chostas níos ísle a úsáid agus éifeachtúlacht íomháithe á fheabhsú ag an am céanna. Mar shampla, d’fhéadfadh líne táirgthe a bheith in ann bogadh ó shoilse halaigine ardchostais agus ardchumhachta a éilíonn cumhacht DC, go soilsiú LED.
Conas a oibríonn ceamaraí TDI?
Tá trí chaighdeán choitianta ann maidir le conas íomháú TDI a bhaint amach ar braiteoir ceamara.
● CCD TDI– Is iad ceamaraí CCD an stíl is sine de cheamaraí digiteacha. Mar gheall ar a ndearadh leictreonach, is rud an-simplí é iompar TDI a bhaint amach ar CCD, agus tá go leor braiteoirí ceamara in ann oibriú ar an mbealach seo go bunúsach. Dá bhrí sin, tá CCDanna TDI in úsáid le blianta fada.
Tá teorainneacha ag baint le teicneolaíocht CCD, áfach. Is é thart ar 12µm x 12µm an méid picteilín is lú atá ar fáil go coitianta do cheamaraí CCD TDI – mar aon le líon beag picteilín, cuireann sé seo teorainn le cumas na gceamaraí sonraí míne a réiteach. Ina theannta sin, tá luas an fhála níos ísle ná teicneolaíochtaí eile, agus tá torann léite – fachtóir teorannaithe mór in íomháú ísealsholais – ard. Tá an tomhaltas cumhachta ard freisin, rud atá ina fhachtóir mór i roinnt feidhmchlár. Mar thoradh air sin, bhí fonn ar cheamaraí TDI a chruthú bunaithe ar ailtireacht CMOS.
●TDI CMOS Luath: Suimiú voltais agus suimiú digiteach
Sáraíonn ceamaraí CMOS go leor de na teorainneacha torainn agus luais a bhaineann le ceamaraí CCD, agus iad ag úsáid níos lú cumhachta, agus ag tairiscint méideanna picteilíní níos lú. Mar sin féin, bhí sé i bhfad níos deacra iompar TDI a bhaint amach ar cheamaraí CMOS, mar gheall ar a ndearadh picteilíní. Cé go mbogann CCDanna fótaileictreoin go fisiciúil ó phicteilín go picteilín chun an braiteoir a bhainistiú, tiontaíonn ceamaraí CMOS comharthaí i bhfótaileictreoin go voltais i ngach picteilín sula léann siad amach iad.
Tá iniúchadh á dhéanamh ar iompar TDI ar braiteoir CMOS ó 2001 i leith, ach bhí dúshlán suntasach ann maidir le conas déileáil le 'carnadh' comhartha de réir mar a ghluaiseann an nochtadh ó shraith amháin go dtí an chéad cheann eile. Is iad dhá mhodh luatha le haghaidh CMOS TDI a úsáidtear fós i gceamaraí tráchtála inniu ná carnadh fearainn voltais agus CMOS TDI suimithe digiteach. I gceamaraí carnadh fearainn voltais, de réir mar a fhaightear gach sraith comhartha de réir mar a ghluaiseann an t-ábhar íomháithe thart, cuirtear an voltas a fhaightear go leictreonach leis an bhfáil iomlán don chuid sin den íomhá. Tugann voltais a charnadh ar an mbealach seo torann breise isteach do gach céim TDI breise a chuirtear leis, rud a chuireann srian le buntáistí céimeanna breise. Cuireann saincheisteanna le líneacht dúshlán freisin d'úsáid na gceamaraí seo le haghaidh feidhmchlár beacht.
Is é an dara modh suimiú digiteach TDI. Sa mhodh seo, bíonn ceamara CMOS ag rith go héifeachtach i mód scanadh limistéir le nochtadh an-ghearr atá meaitseáilte leis an am a thógann sé ar an ábhar íomháithe bogadh trasna sraith aonair picteilíní. Ach, cuirtear na sraitheanna ó gach fráma as a chéile le chéile go digiteach sa chaoi is go seachadtar éifeacht TDI. Ós rud é go gcaithfear an ceamara iomlán a léamh amach do gach sraith picteilíní san íomhá mar thoradh air sin, cuireann an suimiú digiteach seo an torann léitheoireachta le haghaidh gach sraithe leis freisin, agus cuireann sé teorainn le luas an fhála.
●An caighdeán nua-aimseartha: CMOS TDI fearainn-mhuirir, nó TDI CCD-ar-CMOS
Sáraíodh teorainneacha CMOS TDI thuas le déanaí trí thabhairt isteach CMOS TDI carnadh fearainn luchta, ar a dtugtar CCD-ar-CMOS TDI freisin. Léirítear oibriú na braiteoirí seo i [Beochan 1]. Mar a thugann an t-ainm le fios, cuireann na braiteoirí seo gluaiseacht luchtanna cosúil le CCD ar fáil ó phicteilín amháin go dtí an chéad phicteilín eile, ag carnadh comhartha ag gach céim TDI trí fhótaileictreoin a chur leis ar leibhéal na luchtanna aonair. Tá sé seo saor ó thorann go héifeachtach. Mar sin féin, sáraítear teorainneacha CCD TDI trí úsáid a bhaint as ailtireacht léitheoireachta CMOS, rud a chuireann ar chumas na luasanna arda, an torann íseal agus an tomhaltas cumhachta íseal atá coitianta i gceamaraí CMOS.
Sonraíochtaí TDI: cad is tábhachtaí?
●Teicneolaíocht:Is é an fachtóir is tábhachtaí ná an teicneolaíocht braiteora a úsáidtear mar a pléadh thuas. Soláthróidh CMOS TDI fearainn-mhuirir an fheidhmíocht is fearr.
●Céimeanna TDI:Seo líon na sraitheanna den braiteoir ar féidir comhartha a charnadh tharstu. Dá mhéad céimeanna TDI atá ag ceamara, is ea is faide an t-am nochta éifeachtach is féidir a bheith. Nó, is ea is tapúla is féidir leis an ábhar íomháithe bogadh, ar choinníoll go bhfuil ráta líne leordhóthanach ag an gceamara.
●Ráta Líne:Cé mhéad sraitheanna is féidir leis an gceamara a léamh in aghaidh an tsoicind. Cinneann sé seo an luas gluaiseachta uasta is féidir leis an gceamara a choinneáil suas leis.
●Éifeachtúlacht ChandamachLéiríonn sé seo íogaireacht an cheamara don solas ag tonnfhaid éagsúla, arna thabhairt ag an dóchúlacht go mbraithfear fótón teagmhais agus go dtáirgfear fótaileictreon. Is féidir le héifeachtúlacht chandamach níos airde neart soilsithe níos ísle a thairiscint, nó oibriú níos tapúla agus na leibhéil chomhartha céanna á gcoimeád.
Ina theannta sin, bíonn difríocht idir ceamaraí maidir leis an raon tonnfhaid ag a bhféadfar íogaireacht mhaith a bhaint amach, agus roinnt ceamaraí ag tairiscint íogaireachta an bealach ar fad síos go dtí ceann ultraivialait (UV) an speictrim, ag tonnfhad thart ar 200nm.
●Léigh Torann:Is é torann léitheoireachta an fachtóir suntasach eile i íogaireacht ceamara, rud a chinneann an comhartha íosta is féidir a bhrath os cionn urlár torainn an cheamara. Le torann léitheoireachta ard, ní féidir gnéithe dorcha a bhrath agus laghdaítear an raon dinimiciúil go mór, rud a chiallaíonn go gcaithfear soilsiú níos gile nó amanna nochta níos faide agus luasanna gluaiseachta níos moille a úsáid.
Sonraíochtaí TDI: cad is tábhachtaí?
Faoi láthair, úsáidtear ceamaraí TDI le haghaidh cigireachta gréasáin, cigireachta leictreonaice agus déantúsaíochta, agus feidhmeanna eile fís meaisín. Chomh maith leis seo, tá feidhmeanna dúshlánacha íseal-sholais ar nós íomháú fluaraiseachta agus scanadh sleamhnán ann.
Mar sin féin, le teacht ceamaraí CMOS TDI ardluais, íseal-torainn, agus ard-íogaireachta, tá acmhainneacht mhór ann maidir le méaduithe ar luas agus éifeachtúlacht in iarratais nua nár úsáideadh ach ceamaraí scanadh limistéir roimhe seo. Mar a thugamar isteach ag tús an ailt, d’fhéadfadh ceamaraí TDI a bheith ar an rogha is fearr chun ardluais agus ardcháilíochtaí íomhá a bhaint amach le haghaidh ábhair atá i ngluaiseacht leanúnach cheana féin a shamhlú, nó inar féidir an ceamara a scanadh trasna ábhair íomháithe statach.
Mar shampla, i bhfeidhmchlár micreascópachta, d’fhéadfaimis luas teoiriciúil fála ceamara TDI 9K picteilín, 256 céim le 5 picteilín µm a chur i gcomparáid le ceamara scanadh achar ceamara 12MP le 5 picteilín µm. Scrúdóimid conas achar 10 x 10 mm a fháil le formhéadú 20x tríd an stáitse a bhogadh.
1. Dá n-úsáidfí cuspóir 20x leis an gceamara scanadh achair, bheifí in ann réimse radhairc íomháithe 1.02 x 0.77 mm a sholáthar.
2. Leis an gceamara TDI, d’fhéadfaí cuspóir 10x le formhéadú breise 2x a úsáid chun aon teorannú i réimse radhairc an mhicreascóip a shárú, chun réimse radhairc íomháithe cothrománach 2.3mm a sheachadadh.
3. Ag glacadh leis go bhfuil forluí 2% picteilín idir íomhánna chun críocha fuála, 0.5 soicind chun an stáitse a bhogadh go suíomh socraithe, agus am nochta 10ms, is féidir linn an t-am a thógfadh an ceamara scanadh achair a ríomh. Ar an gcaoi chéanna, is féidir linn an t-am a thógfadh an ceamara TDI a ríomh dá gcoinneofaí an stáitse i ngluaiseacht leanúnach chun scanadh sa treo Y, leis an am nochta céanna in aghaidh an líne.
4. Sa chás seo, bheadh 140 íomhá ag teastáil ón gceamara scanadh limistéir chun an stáitse a bhogadh, agus 63 soicind á chaitheamh ag bogadh an stáitse. Ní gheobhadh an ceamara TDI ach 5 íomhá fhada, agus 2 shoicind amháin á chaitheamh ag bogadh an stáitse go dtí an chéad cholún eile.
5. Bheadh an t-am iomlán a chaitear ag fáil an limistéir 10 x 10 mm mar seo a leanas64.4 soicind don cheamara scanadh limistéir,agus díreach9.9 soicind don cheamara TDI.
Más mian leat a fheiceáil an bhféadfadh ceamara TDI freastal ar d’fheidhmchlár agus ar do riachtanais, déan teagmháil linn inniu.
