25/08/08Nan imajri endistriyèl ak syantifik, kaptire objè k ap deplase rapidman nan kondisyon fèb limyè prezante yon defi konstan. Se la kamera Time Delay Integration (TDI) yo antre an jwèt. Teknoloji TDI konbine senkronizasyon mouvman ak ekspozisyon miltip pou bay yon sansibilite ak yon klète imaj eksepsyonèl, sitou nan anviwònman ki gen gwo vitès.
Ki sa ki yon kamera TDI?
Yon kamera TDI se yon kamera espesyalize pou eskanè liy ki kaptire imaj objè k ap deplase. Kontrèman ak kamera estanda pou eskanè zòn ki ekspoze yon imaj konplè an menm tan, kamera TDI yo deplase chaj soti nan yon ranje pixel pou ale nan yon lòt an senkronizasyon ak mouvman objè a. Chak ranje pixel akimile limyè pandan sijè a ap deplase, sa ki ogmante tan ekspozisyon an efektivman epi amelyore fòs siyal la san li pa entwodui flou mouvman.
Entegrasyon chaj sa a ogmante rapò siyal-sou-bri (SNR) a anpil, sa ki fè kamera TDI yo ideyal pou aplikasyon ki gen gwo vitès oswa ki gen ti limyè.
Kijan yon kamera TDI fonksyone?
Fonksyonman yon kamera TDI ilistre nan Figi 1.
Figi 1: Operasyon detèktè entegrasyon reta tan (TDI) yo
REMAK: Kamera TDI yo deplase chaj yo te pran atravè plizyè 'etap' an senkronizasyon ak yon sijè k ap pran imaj. Chak etap bay yon chans anplis pou ekspoze a limyè. Ilistrasyon an se yon 'T' klere k ap deplase atravè yon kamera, ak yon segman 5 kolòn pa 5 etap nan yon Capteur TDI. Tucsen Dhyana 9KTDI ak mouvman chaj ibrid style CCD men lekti paralèl style CMOS.
Kamera TDI yo se efektivman kamera eskanè liy, ak yon distenksyon enpòtan: olye de yon ranje pixel k ap pran done pandan kamera yo ap eskane sou yon sijè k ap pran imaj, kamera TDI yo gen plizyè ranje, ke yo rekonèt kòm 'etap', jiska tipikman 256.
Sepandan, ranje sa yo pa fòme yon imaj 2 dimansyon tankou yon kamera eskanè zòn. Okontrè, pandan yon sijè k ap pran imaj eskane a ap deplase atravè detèktè kamera a, fotoelektwon yo detekte nan chak pixel deplase sou pwochen ranje a an senkronizasyon ak mouvman sijè k ap pran imaj la, san yo poko li yo. Chak ranje anplis bay yon opòtinite anplis pou ekspoze sijè k ap pran imaj la a limyè. Se sèlman lè yon tranch imaj rive nan dènye ranje pixel detèktè a ranje sa a pase nan achitekti lekti a pou mezire.
Kidonk, malgre plizyè mezi ki fèt sou tout etap kamera yo, se yon sèl egzanp bri lekti kamera a ki prezante. Yon kamera TDI 256 etap kenbe echantiyon an vizib 256 fwa pi lontan, e pakonsekan li gen yon tan ekspozisyon 256 fwa pi long pase yon kamera eskanè liy ekivalan. Yon tan ekspozisyon ekivalan ak yon kamera eskanè zòn ta bay yon flou mouvman ekstrèm, sa ki ta rann imaj la initil.
Kilè yo ka itilize TDI?
Kamera TDI yo se yon ekselan solisyon pou nenpòt aplikasyon imaj kote sijè a ap pran imaj la an mouvman parapò ak kamera a, depi mouvman an inifòm atravè vizyon kamera a.
Se poutèt sa, aplikasyon imaj TDI yo enkli, yon bò, tout sa yo ki nan eskanè liy kote imaj 2 dimansyon yo fòme, tout pandan y ap pote pi gwo vitès, sansiblite nan limyè fèb amelyore anpil, pi bon kalite imaj, oswa tout twa alafwa. Yon lòt bò, gen anpil teknik imaj ki itilize kamera eskanè zòn kote kamera TDI yo ka itilize.
Pou sCMOS TDI ki gen gwo sansiblite, imaj 'mosaïque ak pwen' nan mikwoskopi fliyoresans byolojik ka fèt lè l sèvi avèk yon eskanè san rete nan platfòm nan olye de mozayik. Oswa tout TDI ka byen adapte pou aplikasyon enspeksyon. Yon lòt aplikasyon enpòtan pou TDI se sitometri koule imaj, kote imaj fliyoresans selil yo pran pandan y ap pase yon kamera pandan y ap koule nan yon kanal mikrofluidik.
Avantaj ak dezavantaj sCMOS TDI
Avantaj
● Ka pran imaj 2 dimansyon nan gwosè abitrè nan gwo vitès lè w ap eskane yon sijè k ap pran imaj la.
● Plizyè etap TDI, ti bri, ak gwo QE ka mennen nan yon sansiblite ki pi wo anpil pase kamera eskanè liy yo.
● Yo ka rive nan vitès lekti ki wo anpil, pa egzanp, jiska 510,000Hz (liy pa segonn), pou yon imaj ki gen 9,072 piksèl lajè.
●Ekleraj la sèlman bezwen yon dimansyon epi li pa ka mande okenn koreksyon chan plat oswa lòt koreksyon nan dezyèm dimansyon an (dimansyon eskane a). Anplis de sa, tan ekspozisyon ki pi long konpare ak eskanè liy ka 'lis' tranbleman akòz sous limyè AC yo.
● Yo ka pran imaj k ap deplase san flou mouvman epi avèk gwo vitès ak sansiblite.
●Eskane gwo zòn ka pi rapid pase kamera eskanè zòn.
● Avèk lojisyèl avanse oswa konfigirasyon deklanchman, yon mòd 'tankou eskanè zòn' ka bay yon apèsi sou eskanè zòn nan pou fokus ak aliyman.
Dezavantaj
● Bri a toujou pi wo pase kamera sCMOS konvansyonèl yo, sa vle di aplikasyon ki gen limyè ki ba anpil yo pa aksesib.
● Mande konfigirasyon espesyalis ak deklanchman avanse pou senkronize mouvman sijè a ak eskanè kamera a, kontwòl trè presi sou vitès mouvman an, oswa prediksyon egzak vitès la pou pèmèt senkronizasyon.
● Kòm yon nouvo teknoloji, kounye a gen kèk solisyon ki egziste pou aplikasyon pyès ki nan konpitè ak lojisyèl.
sCMOS TDI ki kapab itilize nan limyè fèb
Malgre ke TDI kòm yon teknik imajri te egziste anvan imajri dijital, e li te depase eskanè liy lontan an tèm de pèfòmans, se sèlman nan kèk dènye ane yo kamera TDI yo te vin gen sansiblite ki nesesè pou rive nan aplikasyon ki gen ti limyè ki ta nòmalman mande sansiblite yon teknik syantifik.Kamera sCMOS.
'sCMOS TDI' konbine mouvman chaj estil CCD atravè detèktè a ak lekti estil sCMOS, ak detèktè ki gen ekleraj dèyè ki disponib. Kamera TDI ki baze sou CCD oswa ki baze sèlman sou CMOS* anvan yo te gen lekti ki te pi dousman anpil, pi piti kantite pixel, mwens etap, ak bri lekti ant 30e- ak >100e-. Okontrè, sCMOS TDI tankou Tucsen anKamera Dhyana 9KTDI sCMOSLi ofri yon bri lekti 7.2e-, konbine avèk yon pi gwo efikasite kwantik atravè ekleraj dèyè, sa ki pèmèt itilizasyon TDI nan aplikasyon ki gen yon nivo limyè ki pi ba anpil pase sa ki te posib anvan.
Nan anpil aplikasyon, tan ekspozisyon ki pi long ke pwosesis TDI a pèmèt la ka plis pase konpanse pou ogmantasyon nan bri lekti konpare ak kamera sCMOS eskanè zòn kalite siperyè ak bri lekti pre 1e-.
Aplikasyon komen nan kamera TDI yo
Kamera TDI yo jwenn nan anpil endistri kote presizyon ak vitès egalman enpòtan:
● Enspeksyon wafer semi-kondiktè
● Tès ekran plat (FPD)
● Enspeksyon sou entènèt (papye, fim, papye aliminyòm, twal)
● Eskane radyografi nan dyagnostik medikal oswa tès depistaj bagaj
● Eskane plak ak lam ak plizyè pi nan patoloji dijital
● Imaj ipèspektral nan teledeteksyon oswa agrikilti
● Enspeksyon PCB ak elektwonik nan liy SMT yo
Aplikasyon sa yo benefisye de amelyorasyon kontras, vitès, ak klè ke imaj TDI bay anba kontrent nan mond reyèl la.
Egzanp: Eskane Lam ak Plak Plizyè Pi
Jan nou te mansyone sa, yon aplikasyon ki gen anpil potansyèl pou kamera sCMOS TDI se aplikasyon pou konekte imaj yo, tankou eskanè plak ak lam oswa plizyè pi. Pou eskane gwo echantiyon mikwoskòp fliyoresan oswa chan klè ak kamera zòn 2 dimansyon, ou bezwen konekte imaj yo ak yon griy imaj ki fòme apati plizyè mouvman yon platfòm mikwoskòp XY. Chak imaj mande pou platfòm nan sispann, li kalme, epi rekòmanse, ansanm ak nenpòt reta nan obturateur woulant lan. TDI, bò kote pa l, ka pran imaj pandan platfòm nan ap deplase. Apre sa, imaj la fòme apati yon ti kantite 'bann' long, chak kouvri tout lajè echantiyon an. Sa ka potansyèlman mennen nan vitès akizisyon ak debi done ki pi wo anpil nan tout aplikasyon pou konekte imaj yo, selon kondisyon imaj yo.
Vitès platfòm nan ka deplase a enversman pwopòsyonèl ak tan ekspozisyon total kamera TDI a, kidonk tan ekspozisyon kout (1-20ms) ofri pi gwo amelyorasyon nan vitès imaj konpare ak kamera eskanè zòn, sa ki ka mennen nan yon rediksyon nan yon lòd mayitid oswa plis nan tan akizisyon total la. Pou tan ekspozisyon ki pi long (pa egzanp > 100ms), eskanè zòn nan ka anjeneral kenbe yon avantaj tan.
Yon egzanp yon imaj mikwoskopi fliyoresans ki gwo anpil (2 Gigapiksèl) ki fòme nan jis dis segonn parèt nan Figi 2. Yon imaj ekivalan ki fòme ak yon kamera eskanè zòn ta ka pran jiska plizyè minit.
Figi 2: Imaj 2 Gigapiksèl ki fòme nan 10 segonn atravè eskanè TDI ak koud
REMAK: Imaj agrandisman 10x pran lè l sèvi avèk Tucsen Dhyana 9kTDI a ki montre pwen plim souliyè yo obsève ak mikwoskopi fliyoresans. Pran nan 10 segonn lè l sèvi avèk yon tan ekspozisyon 3.6 ms. Dimansyon imaj la: 30mm x 17mm, 58,000 x 34,160 piksèl.
Senkronizasyon TDI
Senkronizasyon yon kamera TDI ak sijè k ap pran imaj la (nan kèk pousan) esansyèl – move balans vitès la ap mennen nan yon efè 'flou mouvman'. Senkronizasyon sa a ka fèt de fason:
PrediktifVitès kamera a fikse pou l koresponn ak vitès mouvman an dapre konesans sou vitès mouvman echantiyon an, optik (agrandisman), ak gwosè pixel kamera a. Oubyen eseye epi erè.
DeklancheAnpil platfòm mikwoskòp, gantri ak lòt ekipman pou deplase sijè k ap pran imaj yo ka gen ladan yo kodè ki voye yon pulsasyon deklanchman nan kamera a pou yon distans mouvman bay. Sa pèmèt platfòm/gantri a ak kamera a rete senkronize kèlkeswa vitès mouvman an.
Kamera TDI vs. Kamera Eskanè Liy ak Kamera Eskanè Zòn
Men kijan TDI konpare ak lòt teknoloji imaj popilè yo:
| Karakteristik | Kamera TDI | Kamera Eskanè Liy | Kamera Eskanè Zòn |
| Sansiblite | Trè wo | Mwayen | Ba pou Mwayen |
| Kalite imaj (mouvman) | Ekselan | Bon | Flou nan gwo vitès |
| Kondisyon ekleraj | Ba | Mwayen | Segondè |
| Konpatibilite Mouvman | Ekselan (si senkronize) | Bon | Pòv |
| Pi bon pou | Gwo vitès, limyè fèb | Objè k ap deplase vit | Sèn estatik oswa ralanti |
TDI se chwa ki pi klè lè sèn nan ap deplase rapidman epi nivo limyè yo limite. Eskanè liy lan se yon ti jan pi ba nan sansiblite, alòske eskanè zòn lan pi bon pou konfigirasyon senp oswa estasyonè.
Chwazi bon kamera TDI a
Lè w ap chwazi yon kamera TDI, konsidere bagay sa yo:
● Kantite etap TDI: Plis etap ogmante rapò rapò signal/bruit (SNR), men tou pri ak konpleksite.
● Kalite detèktè: sCMOS pi pito pou vitès li ak ti bri li; CCD ka toujou apwopriye pou kèk sistèm ansyen.
● Entèfas: Asire konpatibilite ak sistèm ou an—Camera Link, CoaXPress, ak 10GigE se opsyon komen, 100G CoF ak 40G CoF parèt kòm nouvo tandans.
● Repons espektral: Chwazi ant monokrom, koulè, oswa enfrawouj tou pre (NIR) selon bezwen aplikasyon an.
● Opsyon senkronizasyon: Chèche karakteristik tankou antre kodè oswa sipò deklanchè ekstèn pou pi bon aliyman mouvman.
Si aplikasyon w lan enplike echantiyon byolojik delika, enspeksyon gwo vitès, oswa anviwònman ki pa gen anpil limyè, sCMOS TDI a se pwobableman bon chwa a.
Konklizyon
Kamera TDI yo reprezante yon evolisyon pwisan nan teknoloji imajri, sitou lè yo bati sou detèktè sCMOS. Lè yo konbine senkronizasyon mouvman ak entegrasyon milti-liy, yo ofri yon sansiblite ak yon klète san parèy pou sèn dinamik ak fèb limyè.
Kit w ap enspekte wafer, eskane lam, oswa fè enspeksyon gwo vitès, konprann kijan TDI fonksyone ka ede w chwazi pi bon solisyon an pami...kamera syantifikpou defi imaj ou yo.
FAQ
Èske kamera TDI yo ka fonksyone nan mòd eskanè zòn?
Kamera TDI yo ka kreye imaj 2 dimansyon (trè mens) nan yon mòd 'tankou eskanè zòn', reyalize atravè yon teknik distribisyon tan detèktè. Sa ka itil pou travay tankou konsantre ak aliyman.
Pou kòmanse yon 'ekspozisyon eskanè zòn', yo 'netwaye' detèktè a dabò lè yo avanse TDI a omwen otan etap ke kamera a genyen, osi vit ke posib, epi yo kanpe li. Sa swa reyalize atravè kontwòl lojisyèl, oswa deklanchman pyès ki nan konpitè, epi idealman li fèt nan fènwa. Pa egzanp, yon kamera 256 etap ta dwe li omwen 256 liy, epi li ta dwe rete. 256 liy done sa yo jete.
Pandan ke kamera a pa deklanche oswa liy yo pa li, detèktè a konpòte li menm jan ak yon detèktè eskanè zòn ki ekspoze yon imaj.
Tan ekspozisyon ki nesesè a ta dwe pase pandan kamera a ap rete san l pa deplase, anvan kamera a avanse ankò omwen pa kantite etap li yo, pou li chak liy nan imaj ki fèk pran an. Yon lòt fwa ankò, idealman faz 'lekti' sa a ta dwe fèt nan fènwa.
Teknik sa a ka repete pou bay yon 'aperçu an dirèk' oswa yon sekans imaj eskanè zòn ak yon minimòm distòsyon ak flou ki soti nan operasyon TDI a.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Tout dwa rezève. Lè w ap site, tanpri bay non sous la:www.tucsen.com
