22/07/13ʻO ka Time Delay Integration (TDI) kahi ʻano kiʻi kiʻi i hoʻopaʻa mua i ka kiʻi kiʻi kiʻi - akā hāʻawi mau ia i nā pōmaikaʻi nui ma ka ʻoki ʻoki o ke kiʻi i kēia lā. ʻElua mau kūlana e hiki ai i nā kāmela TDI ke ʻālohilohi - i ka wā e neʻe ai ke kumuhana kiʻi:
1 - Ke neʻe nei ke kumuhana kiʻi me ka wikiwiki mau, e like me ka nānā ʻana i ka pūnaewele (e like me ka nānā ʻana i nā pepa e neʻe nei, ka plastic a i ʻole ka lole no nā hemahema a me nā pōʻino), nā laina hui, a i ʻole nā micro fluidics a me nā kahe wai.
2 – Nā kumuhana kiʻi paʻa i hiki ke kiʻi ʻia e ka pahupaʻikiʻi i neʻe ʻia mai kahi a i kahi ʻāpana, ma o ka hoʻoneʻe ʻana i ke kumuhana a i ʻole ka pahupaʻikiʻi. ʻO nā hiʻohiʻona e pili ana i ka nānā ʻana i ka microscope slide, ka nānā ʻana i nā mea, ka nānā ʻana o ka panel flat etc.
Inā pili paha kekahi o kēia mau kūlana i kāu kiʻi kiʻi, e kōkua kēia ʻaoʻao pūnaewele iā ʻoe e noʻonoʻo inā hiki ke hoʻonui i kāu kiʻi kiʻi i ka hoʻololi ʻana mai nā pahu kiʻi 'area scan' maʻamau 2-dimensional i nā kiʻi kiʻi Line Scan TDI.
ʻO ka pilikia me ka Area-Scan & Moving Targets
● Motion Blur
Ke neʻe nei kekahi mau kumuhana kiʻi ma muli o ka pono, no ka laʻana i ka kahe wai a i ʻole ka nānā pūnaewele. Ma nā noi ʻē aʻe, e like me ka nānā ʻana i ka paheʻe a me ka nānā ʻana i nā mea waiwai, hiki ke ʻoi aku ka wikiwiki a ʻoi aku ka maikaʻi o ka mālama ʻana i ke kumuhana ma mua o ka hoʻomaha ʻana i ke neʻe no kēlā me kēia kiʻi i loaʻa. Eia naʻe, no nā kiʻi paʻi kiʻi wahi, inā e neʻe ke kumuhana kiʻi e pili ana i ka pahupaʻikiʻi, hiki i kēia ke hōʻike i kahi paʻakikī.
ʻO ka motion blur e hoʻololi ana i ke kiʻi o ke kaʻa e neʻe ana
Ma nā kūlana me ka liʻiliʻi o ka hoʻomālamalama ʻana a i ʻole kahi e pono ai nā ʻano kiʻi kiʻekiʻe, makemake paha ka manawa hōʻike pahupaʻi lōʻihi. Eia nō naʻe, e hohola ka neʻe o ke kumuhana i kona kukui ma luna o nā pika kamera he nui i ka wā o ka hoʻolaha ʻana, e alakaʻi ana i ka 'motion blur'. Hiki ke hōʻemi ʻia kēia ma ka mālama ʻana i nā hōʻike pōkole loa - ma lalo o ka manawa e pono ai kahi kiko ma ke kumuhana e hele i kahi pika kamera. ʻO kēia kaunmaʻa mau i ka pōʻeleʻele, walaʻau, nā kiʻi hiki ʻole ke hoʻohana.
●humuhumu
Eia hou, ʻo ke kiʻi ʻana i nā kumuhana kiʻi nui a hoʻomau paha me nā pahupaʻi kiʻi wahi e pono ai ka loaʻa ʻana o nā kiʻi he nui, a laila e humuhumu ʻia. Pono kēia humuhumu ʻana i nā pikika ma waena o nā kiʻi pili, e hōʻemi ana i ka pono a me ka hoʻonui ʻana i ka mālama ʻikepili a me nā koi.
●ʻO ka mālamalama ʻole
ʻO ka mea hou aku, ʻaʻole lawa ka mālamalama e pale aku i nā pilikia a me nā mea kiʻi ma nā palena ma waena o nā kiʻi humuhumu. Eia kekahi, no ka hāʻawi ʻana i ka mālamalama ma luna o kahi ākea nui no ka pahu kiʻi kiʻi ʻāpana me ka ikaika nui e koi pinepine i ka hoʻohana ʻana i nā kumu kukui DC mana kiʻekiʻe.
ʻO ka mālamalama ʻole i ka humuhumu ʻana i ka loaʻa ʻana o nā kiʻi he nui o ka lolo ʻiole. Kiʻi mai Watson et al. 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
He aha ke kāmela TDI, a pehea e kōkua ai?
I loko o nā pahupaʻi kiʻi 2-dimensional area-scan maʻamau, ʻekolu mau ʻāpana o ka loaʻa ʻana o kahi kiʻi: hoʻihoʻi hou i ka pixel, hoʻolaha, a me ka heluhelu ʻana. I ka wā o ka hoʻolaha ʻana, ʻike ʻia nā kiʻi mai ka hiʻohiʻona, ka hopena i nā photoelectrons, i mālama ʻia i loko o nā pika kamera a hiki i ka pau ʻana o ka hōʻike. Heluhelu ʻia nā waiwai mai kēlā me kēia pika, a hoʻokumu ʻia kahi kiʻi 2D. Hoʻihoʻi hou ʻia nā pika a hoʻomaʻemaʻe ʻia nā uku a pau e hoʻomaka i ka hoʻolaha hou.
Eia nō naʻe, e like me ka mea i ʻōlelo ʻia, inā e neʻe ana ke kumuhana kiʻi pili i ke kāmela, hiki i ke kukui mai ke kumuhana ke hohola ma luna o nā pika he nui i ka wā o kēia ʻike, e alakaʻi ana i ka motion blur. Ua lanakila nā kāmela TDI i kēia palena me ka hoʻohana ʻana i kahi ʻenehana hou. Hōʻike ʻia kēia ma [Animation 1].
●Pehea e hana ai nā kāmela TDI
Hoʻohana ʻia nā kāmela TDI ma kahi ʻano ʻokoʻa loa i nā kāmela scan wahi. Ke neʻe nei ke kumuhana kiʻi ma luna o ka pahupaʻikiʻi i ka wā o ka hoʻolaha ʻana, hoʻoneʻe pū ʻia nā uku uila e hana ana i ke kiʻi i loaʻa, e noho pū ana. I ka wā o ka hoʻolaha ʻana, hiki i nā kāmeʻa TDI ke hoʻololi i nā uku i loaʻa mai ka lālani o nā pika a hiki i ka mea aʻe, me ke kāmela, i hui pū ʻia me ka neʻe o ke kumuhana kiʻi. Ke neʻe nei ke kumuhana ma luna o ka pahupaʻikiʻi, ʻo kēlā me kēia lālani (ʻike ʻia ʻo 'TDI Stage'), hāʻawi i kahi manawa hou e hōʻike i ka pahupaʻikiʻi i ke kumuhana, a hōʻiliʻili i ka hōʻailona.
Ke hiki aku ka lālani o nā koina i loaʻa i ka hope o ka pahupaʻikiʻi, aia wale nō e heluhelu ʻia a mālama ʻia nā waiwai ma ke ʻano he ʻāpana 1-dimensional o ke kiʻi. Hoʻokumu ʻia ke kiʻi 2-D ma ka hoʻopili ʻana i kēlā me kēia ʻāpana ʻāpana o ke kiʻi i ka heluhelu ʻana o ka pahupaʻikiʻi. ʻO kēlā me kēia lālani o nā pika i ka hopena kiʻi me nā mele a me nā kiʻi i ka 'slice' like o ke kumuhana kiʻi, ʻo ia hoʻi ʻoiai ke neʻe ʻana, ʻaʻohe blur.
●256x ʻOi aku ka lōʻihi
Me nā kiʻi paʻi kiʻi TDI, hāʻawi ʻia ka manawa hōʻike maikaʻi o ke kiʻi e ka manawa holoʻokoʻa e pono ai kahi kiko ma ke kumuhana e hele i kēlā me kēia lālani o nā pika, me nā pae 256 i loaʻa ma kekahi mau pahu kiʻi TDI. ʻO ia ke ʻano o ka manawa hoʻolaha i loaʻa he 256 mau manawa ʻoi aku ka nui ma mua o kahi pahu kiʻi wahi-scan hiki ke hoʻokō.
Hiki i kēia ke hāʻawi i kekahi o nā hoʻomaikaʻi ʻelua, a i ʻole ke kaulike o nā mea ʻelua. ʻO ka mea mua, hiki ke hoʻokō i kahi hoʻonui nui i ka wikiwiki kiʻi. Ke hoʻohālikelike ʻia me kahi pahupaʻi kiʻi ʻāpana, hiki ke neʻe i ke kumuhana kiʻi i 256x ʻoi aku ka wikiwiki ʻoiai e hopu ana i ka nui o ka hōʻailona, e hāʻawi ana i ka wikiwiki o ka laina o ka pahupaʻikiʻi e hoʻomau.
Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, inā makemake ʻia ka ʻoi aku ka nui o ka naʻau, hiki i ka manawa hōʻike lōʻihi ke hiki i nā kiʻi kiʻekiʻe kiʻekiʻe, ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka mālamalama, a i ʻole nā mea ʻelua.
●Ka nui o ka ʻikepili me ka humuhumu ʻole
Ma muli o ka hana ʻana o ka pahupaʻikiʻi TDI i kiʻi 2-dimensional mai nā ʻāpana 1-dimensional hou, hiki ke kiʻi i ka nui e like me ka mea e pono ai. ʻOiai e hāʻawi ʻia ka helu o nā pika ma ka 'horizontal' kuhikuhi e ka laulā o ka pahupaʻikiʻi, no ka laʻana 9072 pixels, ʻo ka 'vertical' nui o ke kiʻi ʻaʻole palena ʻole, a ua hoʻoholo wale ʻia e ka lōʻihi o ka holo ʻana o ka pahu pahu. Me nā laina laina a hiki i 510kHz, hiki i kēia ke hāʻawi i ka ʻikepili nui.
Hoʻohui pū ʻia me kēia, hiki i nā kāmela TDI ke hāʻawi i nā ākea ākea ākea. No ka laʻana, he 9072 pixel camera me 5µm pixels e hāʻawi i kahi ākea ākea o 45mm me ka hoʻonā kiʻekiʻe. No ka loaʻa ʻana o ka laula kiʻi like me kahi pahupaʻi kiʻi 5µm pixel area scan e koi ʻia a hiki i ʻekolu mau pahu kiʻi 4K ʻaoʻao.
●Hoʻomaikaʻi ma luna o nā kāmela scan line
ʻAʻole hāʻawi nā kāmeʻa TDI i nā hoʻomaikaʻi ma luna o nā kāmela scan wahi. ʻO nā kiʻi kiʻi kiʻi laina, e hopu wale ana i hoʻokahi laina o nā pika, pilikia pū kekahi i nā pilikia like me ka ikaika o ka mālamalama a me nā hōʻike pōkole e like me nā kāmela scan wahi.
ʻOiai e like me nā kiʻi paʻi kiʻi TDI, hāʻawi nā kiʻi kiʻi laina laina i ka mālamalama me kahi hoʻonohonoho maʻalahi, a pale i ka pono o ka humuhumu kiʻi, hiki iā lākou ke koi pinepine i ka hoʻomālamalama ikaika loa a/a i ʻole ka neʻe ʻana o ke kumuhana e hopu i ka hōʻailona lawa no ke kiʻi kiʻekiʻe. ʻO ka lōʻihi o ka hōʻike ʻana a me ka wikiwiki o ke kumuhana e hiki ai i nā kāmela TDI ke hoʻohana ʻia, ʻo ia ka haʻahaʻa haʻahaʻa, hiki ke hoʻohana ʻia nā kukui haʻahaʻa haʻahaʻa me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono kiʻi. No ka laʻana, hiki i kahi laina hana ke neʻe mai nā kumu kūʻai kiʻekiʻe, nā kukui halogen e koi ana i ka mana DC, i nā kukui LED.
Pehea e hana ai nā kāmela TDI?
ʻEkolu mau maʻamau maʻamau no ka hoʻokō ʻana i ke kiʻi TDI ma kahi mea ʻike kamera.
● CCD TDI- ʻO nā kāmela CCD ke ʻano kahiko loa o nā kiʻi kamepiula. Ma muli o kā lākou hoʻolālā uila, hoʻokō ʻia ka hana TDI ma kahi CCD maʻalahi loa, me ka nui o nā mea ʻike kamepiula e hiki ke hana ma kēia ʻano. No laila ua hoʻohana ʻia nā TDI CCDs no nā makahiki.
Eia naʻe, loaʻa i ka ʻenehana CCD kona mau palena. Aia ma kahi o 12µm x 12µm ka nui pika li'ili'i loa no nā ki'i pa'i ki'i CCD TDI. ʻO ka mea hou aku, ʻoi aku ka haʻahaʻa o ka wikiwiki o ka loaʻa ʻana ma mua o nā ʻenehana ʻē aʻe, ʻoiai ʻo ka leo heluhelu - kahi kumu palena nui i nā kiʻi māmā haʻahaʻa - kiʻekiʻe. He kiʻekiʻe hoʻi ka hoʻohana ʻana i ka mana, ʻo ia ka mea nui i kekahi mau noi. Ua alakaʻi kēia i ka makemake e hana i nā kāmela TDI e pili ana i ka hoʻolālā CMOS.
●CMOS TDI mua: Voltage-domain and digital summing
Ua lanakila nā kāmeʻa CMOS i ka nui o ka walaʻau a me ka wikiwiki o nā kāmela CCD, ʻoiai e hoʻohana ana i ka mana liʻiliʻi, a hāʻawi i nā nui pixel liʻiliʻi. Eia naʻe, ʻoi aku ka paʻakikī o ka hana TDI e hoʻokō ma nā kāmela CMOS, ma muli o kā lākou hoʻolālā pixel. ʻOiai e hoʻoneʻe kino nā CCDs i nā photoelectrons a puni mai ka pixel a i ka pixel e hoʻokele i ka sensor, hoʻololi nā kāmeʻa CMOS i nā hōʻailona ma nā photoelectrons i nā voltages i kēlā me kēia pika ma mua o ka heluhelu ʻana.
Ua ʻimi ʻia ka ʻano TDI ma kahi sensor CMOS mai ka makahiki 2001, akā naʻe, ʻo ka paʻakikī no ka mālama ʻana i ka 'hui' o ka hōʻailona ke neʻe nei ka ʻike mai kahi lālani a i kahi aʻe. ʻElua mau ala mua no CMOS TDI i hoʻohana mau ʻia i nā kāmeʻa kalepa i kēia lā, ʻo ia ka hōʻiliʻili ʻana i ka volta-domain a me ka hōʻuluʻulu helu TDI CMOS. I loko o nā kāmeʻa hoʻoulu uila, ʻoiai e loaʻa ana kēlā me kēia lālani o ka hōʻailona i ka neʻe ʻana o ke kumuhana kiʻi i hala, ua hoʻohui ʻia ka uila i loaʻa i ka uila i ka huina o ka loaʻa ʻana no kēlā ʻāpana o ke kiʻi. ʻO ka hōʻiliʻili ʻana i nā voltages ma kēia ala e hoʻolauna i ka walaʻau hou no kēlā me kēia pae TDI hou i hoʻohui ʻia, e kaupalena ana i nā pono o nā pae hou. ʻO nā pilikia me ka linearity e hoʻopiʻi i ka hoʻohana ʻana i kēia mau kāmera no nā noi pololei.
ʻO ke ala ʻelua ʻo ka hōʻuluʻulu helu TDI. Ma kēia ʻano hana, ke holo pono nei kahi pahupaʻi CMOS ma ke ʻano scan wahi me kahi hōʻike pōkole loa i hoʻohālikelike ʻia me ka manawa i lawe ʻia no ke kumuhana kiʻi e neʻe i kahi lālani pixels. Akā, hoʻohui pū ʻia nā lālani mai kēlā me kēia kiʻi kikohoʻe ma ke ʻano e hoʻopuka ʻia ai kahi hopena TDI. No ka mea, pono e heluhelu ʻia ka pahupaʻikiʻi holoʻokoʻa no kēlā me kēia lālani o nā pika i ke kiʻi i loaʻa, hoʻohui pū kēia hoʻohui kikohoʻe i ka walaʻau heluhelu no kēlā me kēia lālani, a kaupalena i ka wikiwiki o ka loaʻa.
●ʻO ke kūlana o kēia manawa: charge-domain TDI CMOS, a i ʻole CCD-on-CMOS TDI
Ua lanakila ʻia nā palena o CMOS TDI ma luna nei ma o ka hoʻokomo ʻana i ka hōʻiliʻili ʻana o ka domain TDI CMOS, i ʻike ʻia ʻo CCD-on-CMOS TDI. Hōʻike ʻia ka hana o kēia mau mea ʻike ma [Animation 1]. E like me ka manaʻo o ka inoa, hāʻawi kēia mau mea ʻike i ka neʻe ʻana e like me ka CCD o nā hoʻopiʻi mai hoʻokahi pixel a i ka mea aʻe, e hōʻiliʻili ana i ka hōʻailona ma kēlā me kēia pae TDI ma o ka hoʻohui ʻana o nā photoelectrons ma ke kiʻekiʻe o nā uku pākahi. He leo-leo pono keia. Eia nō naʻe, ua lanakila nā palena o ka CCD TDI ma o ka hoʻohana ʻana i ka CMOS readout architecture, hiki i ka wikiwiki kiʻekiʻe, ka leo haʻahaʻa a me ka hoʻohana haʻahaʻa haʻahaʻa i maʻamau i nā kāmera CMOS.
Nā kikoʻī TDI: he aha ka mea nui?
●ʻenehana:ʻO ka mea nui ka mea i hoʻohana ʻia i ka ʻenehana sensor e like me ka mea i kūkākūkā ʻia ma luna. Hāʻawi ʻo CMOS TDI hoʻopaʻa inoa i ka hana maikaʻi loa.
●Nā ʻanuʻu TDI:ʻO kēia ka helu o nā lālani o ka mea ʻike e hiki ke hōʻiliʻili i ka hōʻailona. ʻOi aku ka nui o nā pae TDI i loaʻa i ka pahupaʻikiʻi, ʻoi aku ka lōʻihi o kona manawa hōʻike pono. A i ʻole, ʻoi aku ka wikiwiki o ka neʻe ʻana o ke kumuhana kiʻi, me ka lawa o ka laina laina.
●Laina Laina:ʻEhia lālani e hiki i ka pahupaʻikiʻi ke heluhelu i kēlā me kēia kekona. Hoʻoholo kēia i ka wikiwiki kiʻekiʻe o ka neʻe ʻana i hiki i ke kamera ke hoʻomau.
●Kuantum Efficiency: Hōʻike kēia i ka naʻau o ka pahupaʻikiʻi i ke kukui ma nā lōʻihi nalu like ʻole, hāʻawi ʻia e ka likelike o ka ʻike ʻia ʻana o ka photon i hana ʻia a hana i kahi photoelectron. Hiki ke hāʻawi i ka ikaika hoʻomālamalama haʻahaʻa, a i ʻole ka hana wikiwiki ʻana i ka wā e mālama ana i nā pae hōʻailona like.
Eia kekahi, ʻokoʻa nā kāmeʻa ma ka laulā nalu e hiki ai ke hoʻokō maikaʻi ʻia, me kekahi mau kāmeʻa e hāʻawi ana i ka naʻau a hiki i ka hopena ultra-violet (UV) o ka spectrum, ma kahi o 200nm ka lōʻihi.
●Heluhelu i ka walaʻau:ʻO ka walaʻau heluhelu ka mea nui ʻē aʻe i ka naʻau o ka pahupaʻikiʻi, e hoʻoholo ana i ka hōʻailona liʻiliʻi i hiki ke ʻike ʻia ma luna o ka papahele leo o ke kāmela. Me ka leo heluhelu kiʻekiʻe, ʻaʻole hiki ke ʻike ʻia nā hiʻohiʻona ʻeleʻele a hoʻemi nui ʻia ka laulā ikaika, ʻo ia hoʻi, pono e hoʻohana ʻia ka mālamalama mālamalama a i ʻole ka lōʻihi o ka hōʻike ʻana a me ka wikiwiki o ka neʻe ʻana.
Nā kikoʻī TDI: he aha ka mea nui?
I kēia manawa, hoʻohana ʻia nā kāmela TDI no ka nānā ʻana i ka pūnaewele, ka uila a me ka nānā ʻana i ka hana ʻana, a me nā noi mīkini ʻike ʻē aʻe. Ma waho aʻe o kēia, aia nā noi haʻahaʻa haʻahaʻa e like me ka fluorescence imaging a me ka slide scanning.
Eia nō naʻe, me ka hoʻokomo ʻana i nā kiʻi kiʻekiʻe kiʻekiʻe, haʻahaʻa haʻahaʻa, kiʻekiʻe sensitivity TDI CMOS kiʻi kiʻi kiʻekiʻe, hiki ke hoʻonui i ka wikiwiki a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā noi hou i hoʻohana mua i nā kiʻi kiʻi wahi-scan wale nō. E like me kā mākou i hoʻolauna ai ma ka hoʻomaka ʻana o ka ʻatikala, ʻo nā kāmela TDI paha ke koho maikaʻi loa no ka loaʻa ʻana o ka wikiwiki kiʻekiʻe a me nā ʻano kiʻi kiʻekiʻe no nā kumuhana kiʻi i ka neʻe mau ʻana, a i ʻole kahi hiki ke nānā ʻia ke kāmela ma nā kumuhana kiʻi static.
No ka laʻana, i loko o kahi noi microscopy, hiki iā mākou ke hoʻohālikelike i ka wikiwiki o ka loaʻa ʻana o ka 9K pixel, 256 stage TDI camera me 5 µm pixels i kahi pahu pahu kiʻi kiʻi 12MP me 5 µm pixels. E nānā i ka loaʻa ʻana o kahi ʻāpana 10 x 10 mm me ka hoʻonui 20x ma o ka neʻe ʻana i ke kahua.
1. Ma ka ho'ohana 'ana i ka pahuhopu 20x me ka pahupa'i ki'i wahi e hā'awi i kahi kahua ki'i 1.02 x 0.77 mm.
2. Me ka pahupaʻikiʻi TDI, hiki ke hoʻohana ʻia kahi pahuhopu 10x me ka hoʻonui ʻana he 2x no ka lanakila ʻana i kekahi palena o ke kahua microscope o ka nānā ʻana, e hāʻawi i kahi kahua ʻike kiʻi ākea 2.3mm.
3. Ke kuhi nei he 2% pika ma waena o nā kiʻi no ka humuhumu ʻana, 0.5 kekona no ka neʻe ʻana i ke kahua i kahi i hoʻonohonoho ʻia, a me ka manawa hōʻike 10ms, hiki iā mākou ke helu i ka manawa e lawe ai ka pahupaʻi kiʻi wahi. Pēlā nō, hiki iā mākou ke helu i ka manawa e lawe ai ka pahupaʻikiʻi TDI inā mālama ʻia ke kahua i ka neʻe mau ʻana e nānā i ke kuhikuhi Y, me ka manawa hōʻike like i kēlā me kēia laina.
4. I kēia hihia, pono ke kiʻi kiʻi 140 i ka pahu kiʻi wahi, me 63 kekona i ka neʻe ʻana i ke kahua. E loaʻa i ka pahupaʻikiʻi TDI 5 mau kiʻi lōʻihi wale nō, me 2 kekona wale nō e hoʻoneʻe i ke kahua i ke kolamu aʻe.
5. ʻO ka nui o ka manawa e loaʻa ai ka ʻāpana 10 x 10 mm64.4 kekona no ka pahupaʻi kiʻi wahi,a pololei9.9 kekona no ka pahupaʻikiʻi TDI.
Inā makemake ʻoe e ʻike inā hiki i kahi pahu pahu TDI ke hoʻohālikelike i kāu noi a hoʻokō i kāu mau pono, e kelepona mai iā mākou i kēia lā.
