25/07/29Ing bidang pencitraan high-throughput bioluminescence lan deteksi cahya kurang-kacepetan dhuwur industri, entuk imbangan optimal antarane kacepetan imaging lan sensitivitas wis suwe dadi bottleneck inti sing mbatesi kemajuan teknologi. Solusi pencitraan linear utawa area array tradisional asring ngadhepi trade-off sing angel, dadi tantangan kanggo njaga efisiensi deteksi lan kinerja sistem. Akibaté, nganyarke industri wis diwatesi sacara signifikan.
Introduksi teknologi TDI-sCMOS sing padhang mburi diwiwiti kanggo ngatasi watesan kasebut. Teknologi inovatif iki ora mung ngatasi watesan fisik pencitraan kanthi kacepetan dhuwur ing kahanan sing kurang cahya nanging uga ngluwihi aplikasi ngluwihi ilmu urip menyang sektor industri maju kayata inspeksi semikonduktor lan manufaktur presisi. Kanthi perkembangan kasebut, TDI-sCMOS saya tambah relevan ing aplikasi pencitraan industri modern.
Artikel iki njlentrehake prinsip inti ing mburi pencitraan TDI, nglacak evolusi, lan ngrembug peran sing berkembang ing sistem industri.
Pangerten Prinsip TDI: Terobosan ing Pencitraan Dinamis
Time Delay Integration (TDI) minangka teknologi akuisisi gambar adhedhasar prinsip pemindaian garis sing nawakake rong fitur teknis sing penting:
Akuisisi Dinamis Sinkron
Ora kaya kamera area tradisional sing beroperasi ing siklus "stop–shot–move", sensor TDI terus mbukak gambar nalika obah. Nalika sampel pindhah ing lapangan tampilan, sensor TDI nyinkronake gerakan kolom piksel karo kacepetan obyek. Sinkronisasi iki mbisakake eksposur sing terus-terusan lan akumulasi daya dinamis saka obyek sing padha sajrone wektu, ngidini pencitraan sing efisien sanajan ing kecepatan dhuwur.
Demonstrasi Pencitraan TDI: Gerakan Sampel Terkoordinasi lan Integrasi Biaya
Ngisi Akumulasi Domain
Saben kolom piksel ngowahi cahya sing mlebu dadi muatan listrik, sing banjur diproses liwat sawetara tahap maca sampling. Proses akumulasi terus-terusan iki kanthi efektif ningkatake sinyal sing ringkih kanthi faktor N, ing ngendi N nuduhake jumlah tingkat integrasi, ningkatake rasio sinyal-kanggo-noise (SNR) ing kondisi cahya sing winates.
Ilustrasi Kualitas Gambar ing Tahap TDI Beda
Evolusi Teknologi TDI: Saka CCD menyang Back-Illuminated sCMOS
Sensor TDI wiwitane dibangun ing CCD utawa platform CMOS sing dipadhangi ing ngarep, nanging loro arsitektur kasebut duwe watesan nalika ditrapake kanggo pencitraan sing cepet lan kurang cahya.
TDI-CCD
Sensor TDI-CCD sing padhang mburi bisa entuk efisiensi kuantum (QE) cedhak 90%. Nanging, arsitektur maca serial mbatesi kacepetan pencitraan - tarif baris biasane tetep ing sangisore 100 kHz, kanthi sensor resolusi 2K beroperasi ing udakara 50 kHz.
TDI-CMOS sing padhang ngarep
Sensor TDI-CMOS sing dipadhangi ngarep menehi kecepatan maca sing luwih cepet, kanthi tingkat garis resolusi 8K nganti 400 kHz. Nanging, faktor struktural mbatesi QE, utamane ing jarak gelombang sing luwih cendhek, asring tetep ing ngisor 60%.
Kemajuan penting ing taun 2020 kanthi rilis Tucsen'sKamera Dhyana 9KTDI sCMOS, kamera TDI-sCMOS sing padhang mburi. Iki minangka lompatan sing signifikan kanggo nggabungake sensitivitas dhuwur karo kinerja TDI kanthi kacepetan dhuwur:
-
Efisiensi Kuantum: 82% puncak QE-kira-kira 40% luwih dhuwur tinimbang sensor TDI-CMOS sing dipadhangi ngarep konvensional, saengga cocog kanggo pencitraan sing kurang cahya.
-
Line Rate: 510 kHz kanthi resolusi 9K, nerjemahake menyang throughput data 4,59 gigapiksel per detik.
Teknologi iki pisanan diterapake ing pemindaian fluoresensi dhuwur, ing ngendi kamera njupuk gambar 2 gigapiksel saka sampel fluoresensi 30 mm × 17 mm ing 10,1 detik ing kondisi sistem sing dioptimalake, nuduhake asil gedhe ing kacepetan pencitraan lan kasetyan rinci liwat sistem pindai area konvensional.
Gambar: Dhyana 9KTDI karo panggung motor Zaber MVR
Tujuane: 10X wektu akuisisi: 10.1s wektu cahya: 3.6ms
Ukuran gambar: 30mm x 17mm 58.000 x 34.160 piksel
Kaluwihan Utama Teknologi TDI
Sensitivitas dhuwur
Sensor TDI nglumpukake sinyal liwat macem-macem eksposur, nambah kinerja cahya kurang. Kanthi sensor TDI-sCMOS sing dipadhangi mburi, efisiensi kuantum ing ndhuwur 80% bisa ditindakake, sing ndhukung tugas sing nuntut kayata pencitraan fluoresensi lan inspeksi lapangan peteng.
Kinerja Kacepetan Dhuwur
Sensor TDI dirancang kanggo pencitraan dhuwur, njupuk obyek sing obah kanthi cepet kanthi cetha banget. Kanthi nyinkronake pamaca piksel karo gerakan obyek, TDI meh ngilangake blur gerakan lan ndhukung inspeksi berbasis conveyor, pemindaian wektu nyata, lan skenario high-throughput liyane.
Ningkatake Sinyal-kanggo-Noise Ratio (SNR)
Kanthi nggabungake sinyal ing pirang-pirang tahapan, sensor TDI bisa ngasilake gambar kanthi kualitas sing luwih dhuwur kanthi kurang cahya, nyuda resiko photobleaching ing conto biologi lan nyuda stres termal ing bahan sensitif.
Suda Kerentanan kanggo Gangguan Sekitar
Ora kaya sistem pindai area, sensor TDI kurang kena pengaruh cahya sekitar utawa pantulan amarga cahya baris-by-line sing disinkronake, dadi luwih kuat ing lingkungan industri sing kompleks.
Tuladha Aplikasi: Wafer Inspection
Ing sektor semikonduktor, kamera sCMOS scan area umume digunakake kanggo deteksi cahya sing sithik amarga kacepetan lan sensitivitas. Nanging, sistem kasebut bisa duwe kekurangan:
-
Bidang Pandang Terbatas: Akeh pigura kudu dirajut bebarengan, nyebabake proses sing butuh wektu.
-
Scanning luwih alon: Saben pindai mbutuhake ngenteni panggung rampung sadurunge njupuk gambar sabanjure.
-
Artefak Jahitan: Kesenjangan gambar lan inkonsistensi mengaruhi kualitas pindai.
Pencitraan TDI mbantu ngatasi tantangan kasebut:
-
Pindai Terus-terusan: TDI ndhukung scan gedhe tanpa gangguan tanpa perlu jahitan pigura.
-
Akuisisi sing luwih cepet: Tarif baris dhuwur (nganti 1 MHz) ngilangi wektu tundha ing antarane panangkepan.
-
Keseragaman Gambar sing Apik: Cara pindai garis TDI nyuda distorsi perspektif lan njamin akurasi geometris ing kabeh pindai.
TDI VS Area Scan
Ilustrasi: TDI mbisakake proses akuisisi sing luwih terus-terusan lan lancar
Kamera Gemini 8KTDI sCMOS Tucsen wis efektif ing inspeksi wafer ultraviolet jero. Miturut tes internal Tucsen, kamera entuk 63,9% QE ing 266 nm lan njaga stabilitas suhu chip ing 0 ° C sajrone panggunaan sing dawa-penting kanggo aplikasi sing sensitif UV.
Ngembangake Panganggone: Saka Pencitraan Khusus menyang Integrasi Sistem
TDI ora diwatesi maneh ing aplikasi khusus utawa tes benchmark. Fokus wis pindah menyang integrasi praktis menyang sistem industri.
Seri Gemini TDI Tucsen nawakake rong jinis solusi:
1. Model unggulan: Dirancang kanggo kasus panggunaan canggih kaya inspeksi wafer ngarep lan deteksi cacat UV. Model kasebut menehi prioritas sensitivitas, stabilitas, lan throughput sing dhuwur.
2. Varian kompak: Luwih cilik, hawa adhem, lan luwih murah daya-luwih cocog kanggo sistem sing dipasang. Model kasebut kalebu antarmuka kacepetan dhuwur CXP (CoaXPress) kanggo integrasi sing gampang.
Saka pencitraan dhuwur-throughput ing ilmu urip nganti inspeksi semikonduktor presisi, TDI-sCMOS sing dipadhangi mburi nduweni peran sing saya penting kanggo ningkatake alur kerja pencitraan.
Pitakonan
Q1: Kepiye cara kerja TDI?
TDI nyinkronake transfer daya ing baris piksel kanthi gerakan obyek. Nalika obyek kasebut obah, saben baris nglumpukake cahya liyane, nambah sensitivitas, utamane ing aplikasi sing kurang cahya lan kacepetan dhuwur.
Q2: Ing endi teknologi TDI bisa digunakake?
TDI becik kanggo inspeksi semikonduktor, pemindaian fluoresensi, inspeksi PCB, lan aplikasi pencitraan kanthi resolusi dhuwur lan kacepetan dhuwur ing ngendi gerakan blur lan katerangan sing kurang.
Q3: Apa sing kudu daktimbangake nalika milih kamera TDI kanggo aplikasi industri?
Nalika milih kamera TDI, faktor penting kalebu tingkat garis, efisiensi kuantum, resolusi, respon spektral (utamane kanggo aplikasi UV utawa NIR), lan stabilitas termal.
Kanggo panjelasan rinci babagan cara ngetung tarif baris, waca artikel kita:
Seri TDI - Cara Ngetung Frekuensi Garis Kamera
Tucsen Photonics Co., Ltd Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang. Nalika ngutip, mangga ngakoni sumber:www.tucsen.com
