25/08/08Ann an ìomhaighean gnìomhachais is saidheansail, tha glacadh nithean a tha a’ gluasad gu luath ann an suidheachaidhean solais ìosal a’ toirt dùbhlan cunbhalach. Sin far a bheil camarathan Amalachaidh Dàil-Ùine (TDI) a’ tighinn a-steach. Bidh teicneòlas TDI a’ cothlamadh sioncronachadh gluasad agus iomadh nochdadh gus cugallachd agus soilleireachd ìomhaigh air leth a lìbhrigeadh, gu sònraichte ann an àrainneachdan aig astar luath.
Dè a th’ ann an camara TDI?
’S e camara sganaidh loidhne sònraichte a th’ ann an camara TDI a ghlacas ìomhaighean de nithean gluasadach. Eu-coltach ri camarathan sganaidh sgìre àbhaisteach a nochdas frèam slàn aig an aon àm, bidh camarathan TDI ag atharrachadh cosgais bho aon sreath de piogsail chun an ath shreath ann an sioncronachadh le gluasad an nì. Bidh gach sreath piogsail a’ cruinneachadh solas fhad ’s a ghluaiseas an cuspair, ag àrdachadh ùine nochdaidh gu h-èifeachdach agus a’ neartachadh neart an t-soidhne gun a bhith a’ toirt a-steach doilleireachd gluasad.
Bidh an amalachadh cosgais seo a’ meudachadh a’ cho-mheas comharra-gu-fuaim (SNR) gu mòr, a’ dèanamh camarathan TDI air leth freagarrach airson tagraidhean aig astar luath no ann an solas ìosal.
Ciamar a tha camara TDI ag obair?
Tha obrachadh camara TDI air a mhìneachadh ann am Figear 1.
Figear 1: Obrachadh mothachairean Amalachaidh Dàil-Ùine (TDI)
NOTA: Bidh camarathan TDI a’ gluasad luchdan a chaidh fhaighinn thar iomadh ‘ìre’ ann an sioncronachadh le cuspair ìomhaighean gluasadach. Bidh gach ìre a’ toirt cothrom a bharrachd a bhith fosgailte do sholas. Air a mhìneachadh le ‘T’ soilleir a’ gluasad thar camara, le earrann 5-colbh air 5-ìre de sensor TDI. Tucsen Dhyana 9KTDI le gluasad luchd measgaichte stoidhle CCD ach leughadh co-shìnte stoidhle CMOS.
Gu h-èifeachdach, is e camarathan sganaidh loidhne a th’ ann an camarathan TDI, le aon eadar-dhealachadh cudromach: an àite aon sreath de piogsail a’ faighinn dàta fhad ‘s a thathar a’ sganadh camarathan thairis air cuspair ìomhaighean, tha iomadh sreath aig camarathan TDI, ris an canar ‘ìrean’, suas ri 256 mar as trice.
Ach, chan eil na sreathan seo a’ cruthachadh ìomhaigh dà-thaobhach mar chamara sganaidh-raoin. An àite sin, mar a ghluaiseas cuspair ìomhaighean sganaichte thairis air sensor a’ chamara, bidh na foto-eileagtronan a lorgar taobh a-staigh gach piogsail a’ gluasad air adhart chun ath shreath ann an co-chòrdadh ri gluasad a’ chuspair ìomhaighean, gun a bhith air an leughadh a-mach fhathast. Bidh gach sreath a bharrachd an uairsin a’ toirt cothrom a bharrachd an cuspair ìomhaighean a nochdadh do sholas. Chan eil ach aon uair ‘s gu bheil sliseag ìomhaigh a’ ruighinn an t-sreath mu dheireadh de piogsail den sensor a thèid an sreath sin a chuir chun ailtireachd leughaidh airson tomhas.
Mar sin, a dh’aindeoin iomadh tomhas a’ gabhail àite thar ìrean a’ chamara, chan eil ach aon eisimpleir de fhuaim leughaidh a’ chamara air a thoirt a-steach. Cumaidh camara TDI 256-ìre an sampall ri fhaicinn 256 uair nas fhaide, agus mar sin tha ùine nochdaidh 256 uair nas fhaide aice na camara sganaidh loidhne co-ionann. Bhiodh ùine nochdaidh co-ionann le camara sganaidh sgìre a’ toirt a-mach doilleireachd gluasaid anabarrach, a’ fàgail an ìomhaigh gun fheum.
Cuin a ghabhas TDI a chleachdadh?
Tha camarathan TDI nan deagh fhuasgladh airson tagradh ìomhaighean sam bith far a bheil an cuspair ìomhaighean a’ gluasad an coimeas ris a’ chamara, fhad ‘s a tha an gluasad co-ionnan air feadh sealladh a’ chamara.
Mar sin, tha cleachdaidhean ìomhaighean TDI a’ gabhail a-steach, air an aon làimh, a h-uile cleachdadh de sganadh loidhne far a bheil ìomhaighean dà-thaobhach air an cruthachadh, agus aig an aon àm a’ toirt astaran nas àirde, cugallachd mòran nas fheàrr ri solas ìosal, càileachd ìomhaigh nas fheàrr, no an trì rudan uile aig an aon àm. Air an làimh eile, tha mòran dhòighean ìomhaighean ann a bhios a’ cleachdadh camarathan sganaidh-raoin far am faodar camarathan TDI a chleachdadh.
Airson TDI sCMOS àrd-mhothachail, faodar ìomhaighean 'tìleadh is fuaigheal' ann am maicreasgopaidh fluorescence bith-eòlasach a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh sganadh gun stad den àrd-ùrlar an àite tileadh. No faodaidh a h-uile TDI a bhith freagarrach airson tagraidhean sgrùdaidh. Is e tagradh cudromach eile airson TDI ìomhaighean sruthadh cytometry, far a bheilear a’ faighinn ìomhaighean fluorescence de cheallan fhad ‘s a thèid iad seachad air camara fhad ‘s a tha iad a’ sruthadh tro shianal microfluidic.
Buannachdan agus Eas-bhuannachdan sCMOS TDI
Buannachdan
● Is urrainn dha ìomhaighean dà-thaobhach de mheud sam bith a ghlacadh aig astar àrd nuair a thathar a’ sganadh thairis air cuspair ìomhaighean.
● Faodaidh iomadh ìre TDI, fuaim ìosal, agus QE àrd cugallachd gu math nas àirde adhbhrachadh na camarathan sganaidh loidhne.
● Faodar astaran leughaidh glè àrd a choileanadh, mar eisimpleir, suas ri 510,000Hz (loidhnichean gach diog), airson ìomhaigh 9,072 piogsail a leud.
●Chan fheum soillseachadh a bhith ach aon-mheudach agus chan fheum e ceartachaidhean rèidh no ceartachaidhean eile san dàrna tomhas (air a sganadh). A bharrachd air sin, faodaidh amannan nochdaidh nas fhaide an taca ri sganadh loidhne priobadh mar thoradh air stòran solais AC a “rèiteachadh”.
● Faodar dealbhan gluasadach fhaighinn gun doilleireachd gluasaid agus le astar is cugallachd àrd.
●Faodaidh sganadh raointean mòra a bhith gu math nas luaithe na camarathan sganaidh sgìre.
● Le bathar-bog adhartach no rèiteachaidhean brosnachaidh, faodaidh modh ‘coltach ri sganadh-raoin’ sealladh farsaing a thoirt seachad air sganadh-raoin airson fòcas agus co-thaobhadh.
Eas-bhuannachdan
● Fuaim nas àirde fhathast na camarathan sCMOS àbhaisteach, a’ ciallachadh nach gabh a chleachdadh ann an tagraidhean le solas ìosal.
● Feumaidh suidheachaidhean sònraichte le brosnachadh adhartach gus gluasad a’ chuspair a tha san dealbh a shioncronachadh le sganadh a’ chamara, smachd fìor mhionaideach air astar gluasaid, no ro-innse ceart air astar gus sioncronachadh a chomasachadh.
● Mar theicneòlas ùr, chan eil mòran fhuasglaidhean ann an-dràsta airson bathar-cruaidh is bathar-bog a chur an gnìomh.
sCMOS TDI comasach air solas ìosal
Ged a tha TDI mar dhòigh-obrach ìomhaighean nas sine na ìomhaighean didseatach, agus o chionn fhada nas fheàrr na sganadh loidhne ann an coileanadh, chan eil ann ach anns na beagan bhliadhnaichean a dh’ fhalbh a tha camarathan TDI air an cugallachd a tha a dhìth fhaighinn gus na tagraidhean solais ìosal a ruighinn a bhiodh mar as trice ag iarraidh cugallachd ìre saidheansail.camarathan sCMOS.
Bidh ‘sCMOS TDI’ a’ cothlamadh gluasad luchdan thar an sensor ann an stoidhle CCD le leughadh a-mach ann an stoidhle sCMOS, le mothachairean le solas cùil rim faighinn. Bha leughadh a-mach gu math nas slaodaiche, cunntadh piogsail nas lugha, nas lugha de ìrean, agus fuaim leughaidh eadar 30e- agus >100e- aig camarathan TDI stèidhichte air CCD no dìreach CMOS* roimhe. An coimeas ri sin, bha sCMOS TDI leithid an Tucsen…Camara Dhyana 9KTDI sCMOSa’ tabhann fuaim leughaidh de 7.2e-, còmhla ri èifeachdas cuantamach nas àirde tro shoilleireachadh cùil, a’ comasachadh cleachdadh TDI ann an tagraidhean ìre solais gu math nas ìsle na bha comasach roimhe.
Ann am mòran thagraidhean, faodaidh na h-amannan nochdaidh nas fhaide a tha air an comasachadh leis a’ phròiseas TDI barrachd air dìoladh a dhèanamh airson an àrdachadh ann am fuaim leughaidh an taca ri camarathan sganaidh sgìre sCMOS àrd-inbhe le fuaim leughaidh faisg air 1e-.
Cleachdaidhean Cumanta Camaraichean TDI
Gheibhear camarathan TDI ann an iomadh gnìomhachas far a bheil cruinneas agus astar a cheart cho cudromach:
● Sgrùdadh uaifearan leth-sheoltaiche
● Deuchainn taisbeanaidh pannal còmhnard (FPD)
● Sgrùdadh lìn (pàipear, film, foil, aodach)
● Sganadh X-ghath ann an breithneachadh meidigeach no sgrìonadh bagannan
● Sganadh sleamhnagan is truinnsearan ioma-thobar ann am paiteòlas didseatach
● Ìomhaighean hyperspectral ann an mothachadh iomallach no àiteachas
● Sgrùdadh PCB agus eileagtronaigeach ann an loidhnichean SMT
Tha na tagraidhean seo a’ faighinn buannachd bhon eadar-dhealachadh, an astar agus an soilleireachd nas fheàrr a bheir ìomhaighean TDI seachad fo chuingealachaidhean san t-saoghal fhìor.
Eisimpleir: Sganadh Sleamhnagan is Plàtaichean Ioma-Tobar
Mar a chaidh ainmeachadh, is e aon thagradh le gealladh mòr airson camarathan TDI sCMOS tagraidhean fuaigheil, a’ gabhail a-steach sganadh sleamhnagan no truinnsearan ioma-thobar. Tha sganadh shamhlaichean mòra microscopaidh fluorescent no soilleir-raoin le camarathan farsaingeachd 2-mheudach an urra ri bhith a’ fuaigheal greideal de dhealbhan air an cruthachadh bho iomadh gluasad de àrd-ùrlar microscop XY. Feumaidh gach ìomhaigh an t-àrd-ùrlar a stad, socrachadh, agus an uairsin ath-thòiseachadh, còmhla ri dàil sam bith den chòmhla rollaidh. Air an làimh eile, faodaidh TDI ìomhaighean fhaighinn fhad ‘s a tha an t-àrd-ùrlar a’ gluasad. Tha an ìomhaigh an uairsin air a chruthachadh bho àireamh bheag de ‘stiallan’ fada, gach fear a’ còmhdach leud iomlan an t-sampall. Faodaidh seo leantainn gu astaran togail agus tro-chur dàta gu math nas àirde anns a h-uile tagradh fuaigheil, a rèir nan suidheachaidhean ìomhaighean.
Tha an astar aig a bheil an àrd-ùrlar comasach air gluasad co-rèireach gu neo-dhìreach ri ùine nochdaidh iomlan a’ chamara TDI, agus mar sin tha amannan nochdaidh goirid (1-20ms) a’ tabhann an leasachadh as motha ann an astar ìomhaighean an taca ri camarathan sganaidh sgìreil, agus faodaidh seo leantainn gu lùghdachadh òrdugh meudachd no barrachd ann an ùine togail iomlan. Airson amannan nochdaidh nas fhaide (me > 100ms), mar as trice faodaidh sganadh sgìreil buannachd ùine a chumail.
Tha eisimpleir de ìomhaigh mhòr (2 Gigapixel) le microscop fluorescence air a chruthachadh ann an dìreach deich diogan air a shealltainn ann am Figear 2. Dh’fhaodadh dùil a bhith ann gun toireadh ìomhaigh cho-ionann air a chruthachadh le camara sganaidh sgìre suas ri grunn mhionaidean.
Figear 2: Ìomhaigh 2 gigapixel air a chruthachadh ann an 10 diogan tro sganadh is fuaigheal TDI
NOTA: Ìomhaigh le meudachadh 10x a chaidh fhaighinn le bhith a’ cleachdadh dotagan peann comharrachaidh Tucsen Dhyana 9kTDI air am faicinn le maicreasgopaidh fluorescence. Air fhaighinn ann an 10 diogan le ùine nochdaidh 3.6 ms. Meudan na h-ìomhaigh: 30mm x 17mm, 58,000 x 34,160 piogsail.
A’ sioncronachadh TDI
Tha sioncronachadh camara TDI leis a’ chuspair a tha ga dealbh (taobh a-staigh beagan sa cheud) riatanach – bidh mì-chothromachadh astair ag adhbhrachadh buaidh ‘doilleireachd gluasad’. Faodar an sioncronachadh seo a dhèanamh ann an dà dhòigh:
Ro-innseachTha astar a’ chamara air a shuidheachadh gus a bhith co-ionnan ri astar gluasaid stèidhichte air eòlas air astar gluasaid sampall, optaig (meudachadh), agus meud piogsail a’ chamara. No deuchainn is mearachd.
Air a bhrosnachadhFaodaidh mòran àrd-ùrlaran miocroscop, gantries agus uidheam eile airson cuspairean ìomhaighean a ghluasad a bhith a’ toirt a-steach encoders a chuireas cuisle brosnachaidh chun chamara airson astar gluasaid sònraichte. Leigidh seo leis an àrd-ùrlar/gantry agus a’ chamara fuireach sioncronaichte ge bith dè an astar gluasaid.
Camaraichean TDI an aghaidh Camaraichean Sganadh Loidhne agus Sganadh Sgìreil
Seo mar a tha TDI an coimeas ri teicneòlasan ìomhaighean mòr-chòrdte eile:
| Feart | Camara TDI | Camara Sganadh Loidhne | Camara Sganaidh Sgìreil |
| Mothachaidh | Glè Àrd | Meadhanach | Ìosal gu Meadhanach |
| Càileachd Ìomhaigh (gluasad) | Sàr-mhath | Math | Doilleir aig astaran àrda |
| Riatanasan Solais | Ìosal | Meadhanach | Àrd |
| Co-chòrdalachd Gluasad | Sàr-mhath (ma tha e sioncronaichte) | Math | Bochd |
| As fheàrr airson | Àrd-astar, solas ìosal | Rudan a ghluaiseas gu luath | Seallaidhean statach no slaodach |
’S e TDI an roghainn shoilleir nuair a bhios an sealladh a’ gluasad gu luath agus ìrean solais gann. Tha sganadh loidhne na cheum nas ìsle ann an cugallachd, agus tha sganadh sgìre nas fheàrr airson suidheachaidhean sìmplidh no statach.
A’ taghadh a’ chamara TDI cheart
Nuair a tha thu a’ taghadh camara TDI, smaoinich air na leanas:
● Àireamh ìrean TDI: Bidh barrachd ìrean a’ meudachadh SNR, ach cuideachd cosgais agus iom-fhillteachd.
● Seòrsa mothachaidh: is fheàrr sCMOS air sgàth a luaths agus fuaim ìosal; dh’fhaodadh CCD a bhith fhathast freagarrach airson cuid de shiostaman dìleab.
● Eadar-aghaidh: Dèan cinnteach gu bheil e co-chòrdail ris an t-siostam agad—’S e roghainnean cumanta a th’ ann an Camera Link, CoaXPress, agus 10GigE, agus tha 100G CoF agus 40G CoF air nochdadh mar ghluasadan ùra.
● Freagairt speactram: Tagh eadar monochrome, dath, no faisg air infridhearg (NIR) a rèir feumalachdan an tagraidh.
● Roghainnean sioncronachaidh: Coimhead airson feartan leithid cuir-a-steach encoder no taic brosnachaidh taobh a-muigh airson co-thaobhadh gluasad nas fheàrr.
Ma tha an tagradh agad a’ toirt a-steach sampallan bith-eòlasach fìnealta, sgrùdadh aig astar luath, no àrainneachdan le solas ìosal, tha e coltach gur e sCMOS TDI an roghainn cheart.
Co-dhùnadh
Tha camarathan TDI a’ riochdachadh mean-fhàs cumhachdach ann an teicneòlas ìomhaighean, gu h-àraidh nuair a tha iad air an togail air mothachairean sCMOS. Le bhith a’ cothlamadh sioncronachadh gluasad le amalachadh ioma-loidhne, tha iad a’ tabhann cugallachd agus soilleireachd gun choimeas airson seallaidhean fiùghantach, ìosal-sholais.
Co-dhiù a tha thu a’ sgrùdadh wafers, a’ sganadh sleamhnagan, no a’ dèanamh sgrùdaidhean aig astar luath, faodaidh tuigse air mar a tha TDI ag obair do chuideachadh le bhith a’ taghadh an fhuasglaidh as fheàrr am measgcamarathan saidheansailairson na dùbhlain ìomhaighean agad.
Ceistean Cumanta
An urrainn do chamarathan TDI obrachadh ann am modh sganadh sgìre?
Faodaidh camarathan TDI ìomhaighean dà-thaobhach (glè thana) a chruthachadh ann am modh ‘coltach ri sganadh-sgìre’, air a choileanadh tro chleas de thìde mothachaidh. Faodaidh seo a bhith cuideachail airson gnìomhan leithid fòcas agus co-thaobhadh.
Gus tòiseachadh air ‘nochdadh sganaidh-raoin’, thèid an sensor a ‘ghlanadh’ an toiseach le bhith a’ gluasad an TDI air adhart co-dhiù uiread de cheumannan ’s a tha aig a’ chamara, cho luath ’s a ghabhas, agus an uairsin a’ stad. Tha seo air a choileanadh tro smachd bathar-bog, no tro bhrosnachadh bathar-cruaidh, agus gu h-iomchaidh thèid a dhèanamh ann an dorchadas. Mar eisimpleir, bu chòir do chamara 256-ìre co-dhiù 256 loidhnichean a leughadh, agus an uairsin stad. Thèid na 256 loidhnichean dàta seo a thilgeil air falbh.
Ged nach eil an camara ga bhrosnachadh no loidhnichean ga leughadh a-mach, bidh an sensor ag obair dìreach mar sensor sganaidh-raoin a’ nochdadh ìomhaigh.
Bu chòir don ùine nochdaidh a tha thu ag iarraidh a dhol seachad leis a’ chamara gun ghluasad, mus tèid a’ chamara air adhart a-rithist co-dhiù leis an àireamh de ìrean aige, a’ leughadh a-mach gach loidhne den ìomhaigh a chaidh fhaighinn. A-rithist, gu h-iomchaidh bu chòir don ìre ‘leughaidh a-mach’ seo tachairt anns an dorchadas.
Faodar an dòigh-obrach seo ath-aithris gus 'ro-shealladh beò' no sreath de dhealbhan sganaidh sgìre a thoirt seachad le glè bheag de shaobhadh agus doilleireachd bhon obair TDI.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Gach còir glèidhte. Nuair a bhios tu a’ toirt iomradh, feuch an cuir thu an stòr an cèill:www.tucsen.com
