23/10/10Derengmayîn û Entegrasyona Demê (TDI) rêbazek girtina wêneyan e ku li ser prensîba skankirina xêzan hatiye avakirin, ku tê de rêze wêneyên yek-alî têne girtin da ku wêneyek bi demjimêrkirina tevgera nimûneyê û girtina perçeya wêneyê bi tetikandinê çêbikin. Her çend ev teknoloji bi dehsalan e ku heye jî, ew bi gelemperî bi sepanên hesasiyeta kêm re, wekî vekolîna webê, têkildar e.
Nifşekî nû yê kamerayan hesasiyeta sCMOS bi leza TDI re kiriye yek da ku girtina wêneyan bi kalîteya wekhev a skankirina deverê pêşkêş bike lê bi potansiyela ji bo rêjeyek zûtir a fermanên mezinahî. Ev bi taybetî di rewşên ku wênekirina nimûneyên mezin di şert û mercên ronahiya kêm de hewce ye de eşkere ye. Di vê nota teknîkî de, em destnîşan dikin ka skankirina TDI çawa dixebite, û dema girtina wêneyê bi teknîkek skankirina devera mezin a berawirdî, wênekirina tile & dirûnê, re didin ber hev.
Ji şopandina xêzan heta TDI
Wênekirina skankirina xêzê teknîkek wênekirinê ye ku xêzek yekane ya pîkselan (ku wekî stûn, an qonax tê binavkirin) bikar tîne da ku perçeyek ji wêneyek bigire dema ku nimûne di tevgerê de ye. Bi karanîna mekanîzmayên tetikandina elektrîkê, dema ku nimûne ji sensorê derbas dibe, "perçeyek" yekane ya wêneyek tê girtin. Bi pîvandina rêjeya tetikandina kamerayê da ku wêne li gorî tevgera nimûneyê were girtin û bi karanîna girtina çarçoveyê ji bo girtina van wêneyan, ew dikarin bi hev re werin dirûtin da ku wêneyê ji nû ve ava bikin.
Wênekêşiya TDI li ser vê prensîba girtina wêneyê ya nimûneyekê ava dibe, lêbelê, ji bo zêdekirina hejmara fotoelektronên ku hatine girtin, gelek qonaxan bikar tîne. Her ku nimûne ji her qonaxê derbas dibe, bêtir agahî têne berhevkirin û li fotoelektronên heyî yên ku ji hêla qonaxên berê ve hatine girtin têne zêdekirin û di pêvajoyek mîna cîhazên CCD de têne tevlihevkirin. Her ku nimûne ji qonaxa dawîn derbas dibe, fotoelektronên berhevkirî ji bo xwendinê têne şandin, û sînyala yekbûyî li seranserê rêzê ji bo çêkirina perçeyek wêneyê tê bikar anîn. Di Wêne 1 de, girtina wêneyê li ser cîhazek bi pênc stûnên TDI (qonax) tê nîşandan.
Wêne 1: nimûneyek anîmasyonkirî ya girtina wêneyê bi karanîna teknolojiya TDI. Nimûneyek (T ya şîn) ji ser amûrek girtina wêneyê TDI (stûnek ji 5 pîkselan, 5 qonaxên TDI) tê derbas kirin, û fotoelektron di her qonaxê de têne girtin û li asta sînyalê têne zêdekirin. Xwendinek vê vediguherîne wêneyek dîjîtal.
1a: Wêne (T-ya şîn) li ser dikê tê destnîşan kirin; T wekî ku li ser cîhazê tê xuyang kirin di tevgerê de ye.
1b: Dema ku T qonaxa yekem derbas dike, kamera TDI tê çalakirin da ku fotoelektronan qebûl bike ku ji hêla pîkselan ve têne girtin dema ku ew li qonaxa yekem a sensora TDI dixin. Her stûnek rêzek pîkselan heye ku fotoelektronan bi ferdî digire.
1c: Ev fotoelektronên hatine girtin ber bi qonaxa duyemîn ve têne tevlihevkirin, ku li wir her stûn asta sînyala xwe ber bi qonaxa din ve dibe.
1d: Li gorî tevgera mesafeya yek pîkselî ya nimûneyê, komeke duyemîn a fotoelektronan di qonaxa duyemîn de têne girtin û li yên berê hatine girtin têne zêdekirin, ku sînyalê zêde dike. Di qonaxa 1-ê de, komeke nû ya fotoelektronan têne girtin, ku bi perçeya din a girtina wêneyê re têkildar in.
1e: Pêvajoyên girtina wêneyê yên ku di qonaxa 1d de hatine vegotin dubare dibin dema ku wêne ji sensorê derbas dibe. Ev ji fotoelektronên ji qonaxan sînyalek çêdike. Sînyal derbasî xwendinekê dibe, ku sînyala fotoelektronê vediguherîne xwendinek dîjîtal.
1f: Xwendina dîjîtal wekî wêneyek stûn bi stûn tê nîşandan. Ev rê dide ji nû ve avakirina dîjîtal a wêneyek.
Ji ber ku cîhaza TDI dikare di heman demê de fotoelektronan ji qonaxekê derbasî qonaxeke din bike, û dema ku nimûne di tevgerê de ye fotoelektronên nû ji qonaxa yekem bigire, hejmara rêzên ku wêne têne girtin dikare bi bandor bêdawî be. Rêjeyên tetikandinê, ku hejmara caran girtina wêneyê (wêne 1a) diyar dikin, dikarin bi qasî sedan kHz bin.
Di mînaka Şekil 2 de, slaytek mîkroskopê ya 29 x 17 mm bi karanîna kamerayek TDI ya 5 µm di 10.1 saniyeyan de hate kişandin. Tewra di astên zoomê yên girîng de jî, asta şêlûbûnê pir kêm e. Ev pêşveçûnek mezin li gorî nifşên berê yên vê teknolojiyê temsîl dike.
Ji bo hûrgiliyên bêtir, Tabloya 1 dema wênekêşiya temsîlî ji bo rêze mezinahiyên nimûneyên hevpar li zoomên 10, 20, û 40 x nîşan dide.
Wêne 2: Wêneyek ji nimûneyek fluoresan ku bi karanîna kamerayek Tucsen 9kTDI hatiye girtin. Dema kişandinê 10 ms, dema kişandinê 10.1 s.
Tabloya 1: Matrîksa dema girtinê ya mezinahiyên nimûneyên cûda (saniye) bi karanîna kamerayek Tucsen 9kTDI li ser qonaxek motorîzekirî ya rêzeya Zaber MVR li 10, 20, û 40 x ji bo dema ekspozyonê ya 1 û 10 ms.
Wênekirina skankirina deverê
Wênekirina skankirina deverê di kamerayên sCMOS de tê wateya girtina tevahiya wêneyekî bi hevdemî bi karanîna rêzek pîkselên 2-alî. Her pîksel ronahiyê digire, wê vediguherîne sînyalên elektrîkê ji bo pêvajoyek tavilê û wêneyek bêkêmasî bi çareseriyek û leza bilind çêdike. Mezinahiya wêneyek ku dikare di yek ekspozyonê de were girtin ji hêla mezinahiya pîksel, mezinbûnê, û hejmara pîkselan di rêzekê de, ji bo her () ve tê rêve kirin.1)
Ji bo rêzek standard, qada dîtinê bi ( tê dayîn2)
Di rewşên ku nimûneyek ji bo qada dîtinê ya kamerayekê pir mezin be, wêneyek dikare bi veqetandina wêneyê di nav toreke wêneyan de bi qasî qada dîtinê were çêkirin. Girtina van wêneyan li gorî rêgezekê ye, ku tê de sehneya kamerayê ber bi cihekî li ser torê ve diçe, sehneya kamerayê rûdine û dû re wêne tê kişandin. Di kamerayên perdeya gerok de, dema ku perdeya kamerayê dizivire, demek zêde ya li bendêbûnê heye. Ev wêne dikarin bi guhertina pozîsyona kamerayê û dirûtina wan bi hev re werin girtin. Wêne 3 wêneyek mezin a şaneyek mirovî di bin mîkroskopa flûoresansê de nîşan dide ku bi dirûtina 16 wêneyên piçûktir bi hev re hatiye çêkirin.
Wêne 3: Slayteke şaneyek mirovî ku ji hêla kamerayek skankirina deverê ve bi karanîna wênekirina tile & stitch tê girtin.
Bi gelemperî, çareserkirina hûrguliyên mezintir dê hewce bike ku bêtir wêne bi vî rengî werin çêkirin û bi hev re werin dirûtin. Yek çareserî ji bo vê yekê karanînaskankirina kameraya formata mezin, ku xwedî sensorên mezin bi hejmareke bilind a pîkselan e, digel optîkên taybet, ku dihêle ku hûrguliyên mezintir werin girtin.
Berawirdkirina di navbera TDI û şopandina deverê de (Tile & Stitch)
Ji bo skankirina nimûneyên qadeke mezin, hem skankirina Tile & Stitch û hem jî TDI çareseriyên guncaw in, lêbelê bi hilbijartina rêbaza çêtirîn, mimkun e ku dema ku ji bo skankirina nimûneyek hewce ye bi girîngî were kêm kirin. Ev teserûfa demê ji hêla şiyana skankirina TDI ve tê çêkirin ku nimûneyek tevger bigire; derengmayînên têkildarî rûniştina qonaxê û dema perdeya gerok a têkildarî wênekirina tile & stitch ji holê radike.
Wêne 4 rawestgehên (kesk) û tevgerên (xetên reş) yên ku ji bo girtina wêneyek şaneyek mirovî di skankirina tile & stitch (çep) û TDI (rast) de hewce ne, berawird dike. Bi rakirina pêwîstiya rawestandin û ji nû ve rêzkirina wêneyê di wênekirina TDI de, mimkun e ku dema wênekirinê bi girîngî kêm bibe, bi şertê ku dema ekspozasyonê kêm be <100 ms.
Tabloya 2 mînakek karîger a skankirinê di navbera kamerayek 9k TDI û kamerayek sCMOS ya standard de nîşan dide.
Wêne 4: Motîfeke skankirinê ya girtina şaneyek mirovî di bin fluoresansê de ku tile û dirûn (çep) û wênekirina TDI (rast) nîşan dide.
Tabloya 2: Berawirdkirina skankirina deverê û wênekirina TDI ji bo nimûneyek 15 x 15 mm bi lenzek objektîf a 10x û dema ekspozyonê ya 10 ms.
Her çiqas TDI potansiyeleke fantastîk ji bo leza zêde ya girtina wêneyan pêşkêş dike jî, di karanîna vê teknolojiyê de hin nuwaze hene. Ji bo demên vekirina bilind (>100 ms), girîngiya dema windabûyî ya ji bo aliyên tevger û aramkirinê yên skankirina deverê li gorî dema vekirina deverê kêm dibe. Di rewşên weha de, kamerayên skankirina deverê dikarin demên skankirinê yên kêmtir li gorî wênekirina TDI pêşkêş bikin. Ji bo dîtina ka teknolojiya TDI dikare ji we re li gorî sazkirina weya heyî feydeyan pêşkêş bike,paqij bûnji bo hesabkerek berawirdkirinê.
Serlêdanên din
Gelek pirsên lêkolînê ji wêneyekî tenê bêtir agahîyê dixwazin, wekî wergirtina wêneya pirkanal an pirfokus.
Wênegirtina pirkanal di kamerayek skankirina deverê de girtina wêneyan bi karanîna gelek dirêjahiyên pêlê di heman demê de vedihewîne. Ev kanal bi gelemperî bi dirêjahiyên pêlên cûda yên ronahiyê re têkildar in, wek sor, kesk û şîn. Her kanal agahdariya dirêjahiya pêlê an spektral a taybetî ji dîmenê digire. Dûv re kamera van kanalan dike yek da ku wêneyek tevahî-reng an pirspektral çêbike, ku dîtinek berfirehtir a dîmenê bi hûrguliyên spektral ên cihêreng peyda dike. Di kamerayên skankirina deverê de, ev bi eşkerekirinên cihêreng tê bidestxistin, lêbelê, bi wênegirtina TDI, dabeşker dikare were bikar anîn da ku sensorê bike gelek parçe. Parçekirina 9kTDI (45 mm) di 3 sensorên x 15.0 mm de dê dîsa jî ji sensorek standard (firehiya pixel 6.5 µm, 2048 pixel) firehiya 13.3 mm mezintir be. Wekî din, ji ber ku TDI tenê ji bo beşa nimûneya ku tê wênekirin ronîkirinê hewce dike, skankirin dikarin zûtir werin çerxandin.
Qadeke din a ku ev dibe ku rewş be, wênekirina pir-fokusî ye. Wênekirina pir-fokusî di kamerayên skankirina deverê de, girtina gelek wêneyan di dûrên fokusê yên cûda de û tevlihevkirina wan ji bo afirandina wêneyek berhevkirî ku tevahiya dîmenê di fokusa tûj de ye, vedihewîne. Ew dûrên cûda yên di dîmenekê de bi analîzkirin û tevlihevkirina herêmên di fokusê de ji her wêneyekê çareser dike, ku di encamê de temsîlek berfirehtir a wêneyek çêdibe. Dîsa, bi karanînaparçekerJi bo dabeşkirina sensora TDI bo du (22.5 mm), an sê (15.0 mm) parçeyan, dibe ku gengaz be ku wêneyek pirfokus ji hevsengiya skankirina deverê zûtir were girtin. Lêbelê, ji bo pirfokusên rêza bilindtir (z stacks ji 6 an mezintir), skankirina deverê bi îhtîmalek mezin teknîka wênekirinê ya herî bilez bimîne.
Encam
Ev nota teknîkî cudahiyên di navbera şopandina deverê û teknolojiya TDI de ji bo şopandina deverê mezin destnîşan dike. Bi yekkirina şopandina xêzan û hesasiyeta sCMOS, TDI bêyî navber wênekêşiya bilez û bi kalîte bilind bi dest dixe, û ji rêbazên şopandina deverê yên kevneşopî yên wekî tile & stitch derbas dibe. Awantajên karanîna hesabkera me ya serhêl binirxînin, bi berçavgirtina gelek texmînên ku di vê belgeyê de hatine destnîşan kirin. TDI wekî amûrek bihêz ji bo wênekêşiya bi bandor radiweste ku xwedî potansiyelek mezin e ji bo kêmkirina demên wênekêşiyê di teknîkên wênekêşiya standard û pêşkeftî de.Eger hûn dixwazin bibînin ka kamerayek TDI an kamerayek şopandina deverê dikare bi serlêdana we re li hev bike û dema girtina we baştir bike, îro bi me re têkilî daynin.
