23/10/10ʻO ka manawa lōʻihi a me ka hoʻohui ʻana (TDI) kahi ʻano kiʻi kiʻi i kūkulu ʻia ma ke kumu o ka nānā ʻana i ka laina, kahi e kiʻi ʻia ai ke ʻano o nā kiʻi hoʻokahi-dimensional e hoʻohua i ke kiʻi ma ka manawa o ka neʻe ʻana a me ke kiʻi ʻāpana kiʻi ma ka hoʻoulu ʻana. ʻOiai ua puni kēia ʻenehana no nā makahiki he nui, ua pili pinepine ia me nā noi haʻahaʻa haʻahaʻa, e like me ka nānā pūnaewele.
Ua hui pū kekahi hanauna hou o nā kiʻi paʻi kiʻi i ka sCMOS me ka wikiwiki o TDI e hāʻawi i ke kiʻi kiʻi o ka maikaʻi like me ka scan wahi akā me ka hiki ke kauoha i ka nui o ka wikiwiki. ʻIke ʻia kēia i nā kūlana e koi ʻia ai ke kiʻi ʻana i nā laʻana nui i nā kūlana haʻahaʻa haʻahaʻa. Ma kēia palapala ʻenehana, wehewehe mākou i ka hana ʻana o ka mākaʻikaʻi TDI, a hoʻohālikelike i ka manawa hopu kiʻi me kahi ʻenehana hoʻohālikelike wahi nui, tile & stitch imaging.
Mai ka nānā laina a hiki i ka TDI
ʻO ke kiʻi kiʻi laina he ʻano hana kiʻi e hoʻohana ana i hoʻokahi laina o nā pika (i ʻōlelo ʻia he kolamu, a i ʻole ke kahua) e lawe i kahi ʻāpana o ke kiʻi i ka wā e neʻe ana kahi laʻana. Me ka hoʻohana ʻana i nā mīkini hoʻoheheʻe uila, lawe ʻia kahi 'ʻāpana' o ke kiʻi i ka wā i hala ai ka hāpana i ka mea ʻike. Ma ka hoʻonui ʻana i ka nui o ka pahupaʻikiʻi e kiʻi i ke kiʻi me ka laʻana neʻe a me ka hoʻohana ʻana i kahi kiʻi kiʻi e hopu i kēia mau kiʻi, hiki ke humuhumu ʻia e hana hou i ke kiʻi.
Kūkulu ʻia ke kiʻi TDI ma luna o kēia kumumanaʻo o ke kiʻi kiʻi o kahi laʻana, akā naʻe, hoʻohana i nā pae he nui e hoʻonui i ka nui o nā photoelectrons i hopu ʻia. Ke hala ka laʻana i kēlā me kēia pae, ʻohi ʻia ka ʻike hou aʻe a hoʻohui ʻia i nā photoelectrons e loaʻa nei i hopu ʻia e nā pae mua a hoʻopaʻa ʻia i kahi kaʻina like me nā polokalamu CCD. I ka hala ʻana o ka laʻana i ka pae hope, hoʻouna ʻia nā photoelectrons i hōʻiliʻili ʻia i kahi heluhelu, a hoʻohana ʻia ka hōʻailona i hoʻohui ʻia ma ka laulā e hana i kahi ʻāpana kiʻi. Ma ke Kiʻi 1, hōʻike ʻia ke kiʻi kiʻi ma kahi hāmeʻa me nā kolamu TDI ʻelima (mau pae).
Kiʻi 1: he laʻana hoʻohālike o ka hopu kiʻi me ka ʻenehana TDI. Hāʻawi ʻia kahi laʻana (blue T) ma luna o kahi hāmeʻa kiʻi kiʻi TDI (he kolamu o 5 pixels, 5 mau ʻanuʻu TDI), a hopu ʻia nā photoelectrons i kēlā me kēia pae a hoʻohui ʻia i ka pae hōʻailona. Hoʻololi kahi heluhelu i kēia i kiʻi kikohoʻe.
1a: Hoʻokomo ʻia ke kiʻi (a uliuli T) i ke kahua; ke neʻe nei ka T e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ka hāmeʻa.
1b: I ka hala ʻana o ka T i ka pae mua, ua hoʻoneʻe ʻia ka pahupaʻi kiʻi TDI e ʻae i nā photoelectrons i hopu ʻia e nā pika i ko lākou paʻi ʻana i ka pae mua ma ka sensor TDI. Loaʻa i kēlā me kēia kolamu kahi mau pika e hopu i nā photoelectrons pākahi.
1c: Hoʻopili ʻia kēia mau kiʻi kiʻi paʻi kiʻi i ka pae ʻelua, kahi e pahu ai kēlā me kēia kolamu i kona pae hōʻailona i ka pae aʻe.
1d: I ka manawa me ka neʻe ʻana o ka laʻana hoʻokahi-pixel mamao, ua hopu ʻia ka lua o nā photoelectrons ma ke kahua ʻelua, a hoʻohui ʻia i nā mea i hopu mua ʻia, e hoʻonui ana i ka hōʻailona. I ka pae 1, hopu ʻia kekahi pūʻulu kiʻi kiʻi hou, e pili ana i ka ʻāpana kiʻi aʻe.
1e: Hoʻopuka hou ʻia nā kaʻina hana hopu kiʻi i wehewehe ʻia ma ka pae 1d i ka neʻe ʻana o ke kiʻi ma mua o ka mea ʻike. Hoʻokumu kēia i kahi hōʻailona mai nā photoelectrons mai nā pae. Hāʻawi ʻia ka hōʻailona i kahi heluhelu heluhelu, kahi e hoʻohuli ai i ka hōʻailona photoelectron i kahi heluhelu kikohoʻe.
1f: Hōʻike ʻia ka heluhelu kikohoʻe ma ke kolamu kiʻi ma ke kolamu. ʻAe kēia i ke kūkulu hou ʻana i kahi kiʻi kiʻi.
No ka mea hiki i ka mea TDI ke hoʻohele like i nā photoelectrons mai kahi pae a hiki i kekahi, a hopu i nā photoelectrons hou mai ka pae mua i ka wā e neʻe ai ka hāpana, hiki i ke kiʻi ke hoʻopau ʻole i ka helu o nā lālani i hopu ʻia. Hiki ke hoʻopaʻa ʻia ka helu o nā manawa kiʻi (fig 1a), ma ke kauoha o nā haneli kHz.
Ma ka la'ana o ke Ki'i 2, ua ki'i 'ia kahi pahe'e microscope 29 x 17 mm ma 10.1 kekona me ka ho'ohana 'ana i kahi pahupa'i kamera TDI 5 µm. ʻOiai ma nā pae zoom koʻikoʻi, liʻiliʻi ka pae o ka blur. Hōʻike kēia i kahi holomua nui i nā hanauna o mua o kēia ʻenehana.
No ka kikoʻī hou aku, hōʻike ka Papa 1 i ka manawa kiʻi hōʻikeʻike no kahi pūʻulu o nā nui laʻana maʻamau ma 10, 20, a me 40 x zoom.
Kiʻi 2: He kiʻi o kahi hāpana fluorescent i hopu ʻia me ka Tucsen 9kTDI. Hōʻike 10 ms, manawa hopu 10.1 s.
Papa 1: Matrix o ka manawa hopu o nā ʻano laʻana like ʻole (kekona) me ka pahupaʻikiʻi Tucsen 9kTDI ma ke kahua kaʻa kaʻa Zaber MVR ma 10, 20, a me 40 x no 1 & 10 ms manawa hōʻike.
Kiʻi kiʻi ʻāpana
ʻO ke kiʻi kiʻi ʻāpana ʻāpana i nā kiʻi paʻi kiʻi sCMOS e pili ana i ka hopu ʻana i kahi kiʻi holoʻokoʻa i ka manawa like me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻāpana 2-dimensional o nā pika. Hoʻopili kēlā me kēia pixel i ka mālamalama, hoʻololi iā ia i nā hōʻailona uila no ka hana koke ʻana a hana i kahi kiʻi piha me ka hoʻonā kiʻekiʻe a me ka wikiwiki. ʻO ka nui o ke kiʻi hiki ke kiʻi ʻia i hoʻokahi hōʻike hoʻokahi e hoʻomalu ʻia e ka nui o ka pika, ka hoʻonui ʻana, a me ka helu o nā pika i loko o kahi array, per (1)
No ka laʻana maʻamau, hāʻawi ʻia ke kahua ʻike e (2)
I nā manawa i ʻoi aku ka nui o kahi laʻana no ke kahua ʻike o kahi pahupaʻikiʻi, hiki ke kūkulu ʻia kahi kiʻi ma o ka hoʻokaʻawale ʻana i ke kiʻi i loko o ka mākia o nā kiʻi o ka nui o ke kahua ʻike. ʻO ke kiʻi ʻana i kēia mau kiʻi e hahai ana i kahi laʻana, kahi e neʻe ai ke kahua i kahi kūlana ma ka mānoanoa, e hoʻopaʻa ʻia ke kahua, a laila e hopu ke kiʻi. Ma nā pahupaʻi paʻi ʻōwili, aia kahi manawa kali hou i ka wā e huli ai ka pani. Hiki ke kiʻi ʻia kēia mau kiʻi ma ka hoʻoneʻe ʻana i ke kūlana kamera a humuhumu pū. Hōʻike ka Figure 3 i kahi kiʻi nui o ke kelepona kanaka ma lalo o ka microscopy fluorescence i hana ʻia ma ka hui ʻana i nā kiʻi liʻiliʻi he 16.
Kiʻi 3: He paheʻe o ke kelepona kanaka i hopu ʻia e kahi pahupaʻi kiʻi wahi me ka hoʻohana ʻana i ke kiʻi tile & stitch.
Ma keʻano laulā, ʻo ka hoʻoholo ʻana i nā kikoʻī nui aʻe e koi ai i nā kiʻi hou aʻe e hana ʻia a humuhumu ʻia ma kēia ʻano. ʻO kahi hoʻonā i kēia ʻo ka hoʻohana ʻanakiʻi kiʻi paʻi kiʻi nui, nona nā mea ʻike nui me ka helu pixel kiʻekiʻe, i hui pū me nā optics kūikawā, e ʻae ai i ka nui o nā kikoʻī e hopu ʻia.
Hoʻohālikelike ma waena o TDI a me ka nānā ʻana i kahi (Tile & Stitch)
No ka nānā ʻana i nā laʻana, ʻo Tile & Stitch a me TDI scanning nā mea kūpono, akā naʻe ma ke koho ʻana i ke ala maikaʻi loa, hiki ke hōʻemi i ka manawa e pono ai ke nānā pono i kahi laʻana. Hoʻokumu ʻia kēia mālama manawa e ka hiki o ka mākaʻikaʻi TDI e hopu i kahi laʻana neʻe; ka wehe ʻana i nā lohi e pili ana i ka hoʻonohonoho ʻana i ke kahua a me ka manawa pani pani e pili ana me ke kiʻi tile & stitch.
Hoʻohālikelike ka Figure 4 i nā kū ('ōmaʻomaʻo) a me nā neʻe (laina ʻeleʻele) i koi ʻia e kiʻi i ke kiʻi o ke kelepona kanaka ma ka tile & stitch (hema), a me TDI ('ākau). Ma ka wehe ʻana i ka pono e hoʻōki a hoʻoponopono hou i ke kiʻi ma ke kiʻi kiʻi TDI, hiki ke hoʻemi nui i ka manawa kiʻi, me ka haʻahaʻa o ka manawa hōʻike <100 ms.
Hōʻike ka Papa 2 i kahi hiʻohiʻona hana o ka nānā ʻana ma waena o kahi 9k TDI a me kahi pahu pahu sCMOS maʻamau.
Kiʻi 4: He kiʻi kiʻi kiʻi o ka hopu ʻana i ke kelepona kanaka ma lalo o ka fluorescence e hōʻike ana i ka tile a me ka humuhumu (hema) a me ke kiʻi TDI (akau).
Papa 2: Hoʻohālikelike o ka ʻāpana scan a me ke kiʻi TDI no kahi laʻana 15 x 15 mm me kahi lens pahuhopu 10x a me ka manawa hōʻike 10 ms.
ʻOiai ke hāʻawi nei ʻo TDI i ka mana kūpono no ka hoʻonui ʻana i ka wikiwiki o ka hopu kiʻi, aia nā nuances i ka hoʻohana ʻana i kēia ʻenehana. No nā manawa hōʻike kiʻekiʻe (> 100 ms), ua hoʻemi ʻia ke koʻikoʻi o ka manawa i nalowale i ka neʻe ʻana a me ka hoʻoponopono ʻana i nā ʻāpana o ka scan wahi e pili ana i ka manawa hoʻolaha. Ma ia mau manawa, hiki i nā kāmela scan wahi ke hāʻawi i nā manawa scan hōʻemi i hoʻohālikelike ʻia me ke kiʻi kiʻi TDI. No ka ʻike inā hiki i ka ʻenehana TDI ke hāʻawi iā ʻoe i nā pōmaikaʻi ma luna o kāu hoʻonohonoho o kēia manawa,kāhea iā mā˚ouno ka helu helu hoʻohālikelike.
Nā noi ʻē aʻe
Nui nā nīnau noiʻi e koi aku i ka ʻike hou aku ma mua o ke kiʻi hoʻokahi, e like me ka loaʻa kiʻi multichannel a i ʻole multifocus.
ʻO ke kiʻi kiʻi lehulehu ma kahi pahupaʻikiʻi ʻāpana e pili ana i ka hopu ʻana i nā kiʻi me ka hoʻohana ʻana i nā lōʻihi hawewe lehulehu i ka manawa like. Hoʻopili maʻamau kēia mau ala i nā lōʻihi nalu like ʻole o ka mālamalama, e like me ka ʻulaʻula, ka ʻōmaʻomaʻo, a me ka uliuli. Hoʻopaʻa ʻia kēlā me kēia kahawai i ka lōʻihi nalu a i ʻole ka ʻike kikoʻī mai ke kahua. A laila hoʻohui ka pahupaʻikiʻi i kēia mau ala e hoʻohua i kahi kiʻi kala piha a multispectral paha, e hāʻawi ana i kahi hiʻohiʻona piha o ke kiʻi me nā kikoʻī kikoʻī. Ma nā kāmeʻa scan wahi, loaʻa kēia ma nā hōʻike ʻokoʻa, akā naʻe, me ke kiʻi TDI, hiki ke hoʻohana ʻia kahi splitter e hoʻokaʻawale i ka ʻike i nā ʻāpana he nui. ʻO ka hoʻokaʻawale ʻana i kahi 9kTDI (45 mm) i 3 x 15.0 mm mau mea ʻike e ʻoi aku ka nui ma mua o kahi mea ʻike maʻamau (6.5 µm pika laula, 2048 mau pika) ākea o 13.3 mm. Eia kekahi, no ka mea, koi wale ʻo TDI i ka mālamalama ma ka ʻaoʻao o ka laʻana i kiʻi ʻia, hiki ke holo wikiwiki ʻia nā scans.
ʻO kahi ʻāpana ʻē aʻe e hiki ai i kēia ke hihia i ka imaging multi-focus. ʻO ke kiʻi kiʻi multifocus i nā kiʻi kiʻi ʻāpana e pili ana i ka hopu ʻana i nā kiʻi he nui ma nā mamao kikoʻī like ʻole a me ka hoʻohui ʻana iā lākou e hana i kahi kiʻi hui me ka hiʻohiʻona holoʻokoʻa i ka nānā pono. Hoʻopuka ʻo ia i nā mamao like ʻole i kahi hiʻohiʻona ma o ka nānā ʻana a me ka hoʻohui ʻana i nā ʻāpana kikoʻī mai kēlā me kēia kiʻi, e hopena i kahi kikoʻī kikoʻī o kahi kiʻi. Eia hou, me ka hoʻohana ʻana i kahimea hoʻokaʻawaleno ka hoʻokaʻawale ʻana i ka mea ʻike TDI i ʻelua (22.5 mm), a i ʻole ʻekolu (15.0 mm) ʻāpana, hiki ke loaʻa i kahi kiʻi multifocus ʻoi aku ka wikiwiki ma mua o kahi ʻāpana scan like. No ka multifocus kauoha kiʻekiʻe (z nā pūʻulu o 6 a ʻoi aʻe paha) akā naʻe, ʻo ka ʻāpana ʻāpana e mau paha ka ʻenehana kiʻi wikiwiki loa.
Nā hopena
Hōʻike kēia ʻike loea i nā ʻokoʻa ma waena o ka nānā ʻana i nā wahi a me ka ʻenehana TDI no ka nānā ʻana i nā ʻāpana nui. Ma ka hoʻohui ʻana i ka nānā ʻana i ka laina a me ka sCMOS sensitivity, loaʻa iā TDI ke kiʻi wikiwiki, kiʻekiʻe kiʻekiʻe me ka ʻole o ke keakea ʻana, ʻoi aku ma mua o nā ʻano hana scan wahi kuʻuna e like me ka tile & stitch. E noʻonoʻo i nā pono o ka hoʻohana ʻana i kā mākou helu helu pūnaewele, me ka noʻonoʻo ʻana i nā manaʻo like ʻole i wehewehe ʻia ma kēia palapala. Kū ʻo TDI ma ke ʻano he mea hana ikaika no ke kiʻi kiʻi maikaʻi me ka mana nui no ka hōʻemi ʻana i nā manawa kiʻi ma nā ʻenehana kiʻi maʻamau a me nā ʻenehana kiʻekiʻe.Inā makemake ʻoe e ʻike inā hiki i kahi pahupaʻi kiʻi TDI a i ʻole ka pahu kiʻi kiʻi wahi ke hoʻohālikelike i kāu noi a hoʻomaikaʻi i kou manawa hopu, e kelepona mai iā mākou i kēia lā.
