23/10/10Убакытты кечиктирүү жана интеграциялоо (TDI) сызыктарды сканерлөө принцибине негизделген сүрөт тартуу ыкмасы, мында үлгү кыймылынын убактысын аныктоо жана триггерлөө аркылуу сүрөттүн кесиндисин тартуу аркылуу сүрөттү түзүү үчүн бир өлчөмдүү сүрөттөрдүн сериясы тартылат. Бул технология ондогон жылдардан бери колдонулуп келе жатканына карабастан, ал, адатта, веб-инспекция сыяктуу сезимталдыгы аз колдонмолор менен байланышкан.
Камералардын жаңы мууну sCMOSтун сезгичтигин TDI ылдамдыгы менен айкалыштыруу үчүн аймакты сканерлөө менен бирдей сапатта сүрөт тартууну сунуштады, бирок чоң ылдамдыктагы өткөрүү потенциалы менен. Бул, өзгөчө, жарык аз шарттарда чоң үлгүлөрдү сүрөткө тартуу талап кылынган учурларда айкын көрүнүп турат. Бул техникалык эскертүүдө биз TDI сканерлөө кантип иштээрин баяндайбыз жана сүрөт тартуу убактысын салыштырмалуу чоң аймакты сканерлөө техникасы, плиткалар жана тикме сүрөттөрү менен салыштырабыз.
Сапты сканерлөөдөн TDIге чейин
Скандуу сызык сүрөтү - бул үлгү кыймылда болуп турганда сүрөттүн бир кесиндисин алуу үчүн пикселдердин бир сызыгын (мамыча же этап деп аталат) колдонгон сүрөттөө ыкмасы. Электрдик триггер механизмдерин колдонуу менен үлгү сенсордон өткөндө сүрөттүн бир "кесими" алынат. Үлгү кыймылы менен сүрөттү басып алуу үчүн камеранын триггер ылдамдыгын масштабдоо жана бул сүрөттөрдү тартуу үчүн кадр грабберди колдонуу менен аларды сүрөттү кайра куруу үчүн бириктирсе болот.
TDI сүрөтү үлгүнүн сүрөтүн тартуунун ушул принцибине негизделет, бирок тартылган фотоэлектрондордун санын көбөйтүү үчүн бир нече этаптарды колдонот. Үлгү ар бир этаптан өткөн сайын көбүрөөк маалымат чогултулат жана мурунку этаптарда тартылган фотоэлектрондорго кошулат жана окшош процессте CCD түзүлүштөрүнө аралаштырылат. Үлгү акыркы этаптан өткөндө, чогултулган фотоэлектрондор окууга жөнөтүлөт жана диапазондогу интегралдык сигнал сүрөттүн кесиндисин түзүү үчүн колдонулат. 1-сүрөттө беш TDI тилкеси (этаптары) бар түзүлүштө сүрөт тартуу көрсөтүлгөн.
1-сүрөт: TDI технологиясын колдонуу менен сүрөт тартуунун жандуу мисалы. Үлгү (көк Т) TDI сүрөт тартуу түзүлүшүнүн (5 пикселдик тилке, 5 TDI баскычы) үстүнөн өткөрүлөт жана ар бир этапта фотоэлектрондор тартылып, сигнал деңгээлине кошулат. Окуу муну санарип сүрөткө айлантат.
1а: Сүрөт (көк Т) сахнага киргизилет; Т аппаратта көрсөтүлгөндөй кыймылда.
1b: T биринчи этаптан өткөндө, TDI камерасы TDI сенсорундагы биринчи баскычка жеткен пикселдер тарабынан тартылган фотоэлектрондорду кабыл алуу үчүн иштетилет. Ар бир тилке фотоэлектрондорду өзүнчө кармап турган бир катар пикселдерге ээ.
1c: Бул кармалып алынган фотоэлектрондор экинчи баскычка аралаштырылат, мында ар бир тилке өзүнүн сигнал деңгээлин кийинки баскычка түртөт.
1d: үлгүдөгү бир пикселдик аралыктын кыймылы менен убакыттын өтүшү менен экинчи баскычта фотоэлектрондордун экинчи топтому тартылып, мурда тартылгандарга кошулуп, сигнал көбөйөт. 1-этапта фотоэлектрондордун жаңы топтому тартылат, бул сүрөт тартуунун кийинки кесимине туура келет.
1e: 1d баскычында сүрөттөлгөн сүрөт тартуу процесстери сүрөт сенсордун жанынан өткөн сайын кайталанат. Бул баскычтардан фотоэлектрондордон сигнал түзөт. Сигнал фотоэлектрондук сигналды цифралык көрсөткүчкө айландыруучу окууга өтөт.
1f: Санарип окуу колонна боюнча сүрөт мамычасы катары көрсөтүлөт. Бул сүрөттү санариптик реконструкциялоого мүмкүндүк берет.
TDI аппараты бир эле учурда фотоэлектрондорду бир стадиядан экинчисине өткөрүүгө жөндөмдүү болгондуктан, үлгү кыймылдап турганда биринчи этаптан жаңы фотоэлектрондорду тартууга жөндөмдүү болгондуктан, сүрөт тартылган катарлардын санында чексиз болушу мүмкүн. Сүрөт тартуунун санын аныктоочу триггер ылдамдыгы (1а-сүрөт) жүздөгөн кГц тартибинде болушу мүмкүн.
2-сүрөттүн мисалында 29 x 17 мм микроскоп слайды 5 микрон пикселдик TDI камерасын колдонуу менен 10,1 секундада тартылган. Маанилүү масштабда да бүдөмүк деңгээл минималдуу. Бул технологиянын мурунку муундарына салыштырмалуу чоң жетишкендик.
Көбүрөөк маалымат алуу үчүн, 1-таблица 10, 20 жана 40 x масштабдагы жалпы үлгү өлчөмдөрүнүн репрезентативдик сүрөттөө убактысын көрсөтөт.
2-сүрөт: Tucsen 9kTDI аркылуу тартылган флуоресценттүү үлгүнүн сүрөтү. Экспозиция 10 мс, тартуу убактысы 10,1 с.
1-таблица: 1 & 10 мс экспозиция убактысы үчүн 10, 20 жана 40 х боюнча Zaber MVR сериясындагы моторлуу сахнада Tucsen 9kTDI камерасын колдонуу менен ар кандай үлгү өлчөмдөрүндөгү (секунддар) тартуу убакытынын матрицасы.
Аймакты сканерлөө
sCMOS камераларында аймакты сканерлөө сүрөтү 2 өлчөмдүү пикселдик массивди колдонуу менен бир эле учурда бүт сүрөттү тартууну камтыйт. Ар бир пиксел жарыкты кармап, аны дароо иштетүү үчүн электрдик сигналдарга айландырат жана жогорку чечим жана ылдамдык менен толук сүрөттү түзөт. Бир экспозицияда тартыла турган сүрөттүн өлчөмү пикселдин өлчөмү, чоңойтуусу жана массивдеги пикселдердин саны менен башкарылат.1)
Стандарттык массив үчүн көрүү талаасы (2)
Үлгү камеранын көрүү талаасы үчүн өтө чоң болгон учурларда, сүрөттү көрүү талаасынын өлчөмүндөгү сүрөттөр торуна бөлүү жолу менен түзүүгө болот. Бул сүрөттөрдү тартуу үлгү боюнча жүрөт, мында сахна тордогу позицияга жылат, сахна орнойт, андан кийин сүрөт тартылат. Жылдырма жапкыч камераларында жапкыч айланып турганда кошумча күтүү убактысы бар. Бул сүрөттөрдү камеранын ордун жылдырып, бири-бирине тигип түшүрсө болот. 3-сүрөттө флуоресценттик микроскопиянын астында 16 кичирээк сүрөттөрдү бириктирүү менен түзүлгөн адам клеткасынын чоң сүрөтү көрсөтүлгөн.
3-сүрөт: Адам клеткасынын слайды, плитканы жана тикме сүрөтүн колдонуу менен аймакты сканерлөөчү камера менен тартылган.
Жалпысынан алганда, майда-чүйдөсүнө чейин чечүү үчүн ушундай жол менен бирге генерацияланган жана тигилген көбүрөөк сүрөттөрдү талап кылат. Мунун бир чечими - жумушка орношуучоң формат камера сканерлөөАдистештирилген оптика менен тандемде жогорку пикселдик сандагы чоң сенсорлор бар, бул көбүрөөк көлөмдөгү деталдарды тартууга мүмкүндүк берет.
TDI менен аймакты сканерлөөнүн ортосундагы салыштыруу (Tile & Stitch)
Үлгүлөрдү чоң масштабда сканерлөө үчүн, Tile & Stitch жана TDI сканерлөө тең туура чечим болуп саналат, бирок эң жакшы ыкманы тандоо менен үлгүнү сканерлөө үчүн талап кылынган убакытты бир топ кыскартууга болот. Бул убакытты үнөмдөө TDI сканерлөөнүн кыймылдуу үлгүнү тартуу мүмкүнчүлүгү менен түзүлөт; плитка жана тигүү сүрөттөө менен байланышкан сахнанын жайгашуусу жана жылдыргычтын убактысы менен байланышкан кечигүүлөрдү алып салуу.
4-сүрөттө адам клеткасынын сүрөтүн тартуу үчүн талап кылынган токтоо (жашыл) жана кыймылдар (кара сызыктар) эки плиткада жана тигиште (солдо) жана TDI (оңдо) сканерлөөдө салыштырылган. TDI сүрөттөөсүндө сүрөттү токтотуу жана кайра тегиздөө зарылдыгын алып салуу менен, экспозиция убактысы аз <100 мс болгон шартта, сүрөт тартуу убактысын олуттуу кыскартууга болот.
2-таблицада 9k TDI менен стандарттуу sCMOS камерасынын ортосунда сканерлөөнүн иштеген мисалы көрсөтүлгөн.
4-сүрөт: Флуоресценттин астында адам клеткасын тартуунун сканирлөөчү мотиви, плитка жана тигиш (солдо) жана TDI сүрөтү (оңдо).
Таблица 2: 10x объективдүү линза жана 10 мс экспозиция убактысы менен 15 х 15 мм үлгү үчүн аймакты сканерлөө жана TDI сүрөттөөсүн салыштыруу.
TDI сүрөт тартуунун ылдамдыгын жогорулатуу үчүн укмуштуудай потенциалды сунуш кылганы менен, бул технологияны колдонуунун нюанстары бар. Жогорку экспозиция убакыттары үчүн (>100 мс) кыймылга жана аймакты сканерлөө аспектилерин жөнгө салууга кеткен убакыттын мааниси экспозиция убактысына салыштырмалуу азаят. Мындай учурларда, аймакты сканерлөө камералары TDI сүрөттөө менен салыштырганда кыскартылган скандоо убактысын сунуш кылышы мүмкүн. TDI технологиясы учурдагы орнотууңузга караганда сизге артыкчылыктарды бере аларын билүү үчүн,биз менен байланышыңызсалыштыруу калькулятор үчүн.
Башка колдонмолор
Көптөгөн изилдөө суроолору бир сүрөттөлүшкө караганда көбүрөөк маалыматты талап кылат, мисалы, көп каналдуу же көп фокустуу сүрөттү алуу.
Аймакты сканерлөөчү камерада көп каналдуу сүрөт тартуу бир эле учурда бир нече толкун узундуктарын колдонуу менен сүрөттөрдү тартууну камтыйт. Бул каналдар, адатта, кызыл, жашыл жана көк сыяктуу жарыктын ар кандай толкун узундуктарына туура келет. Ар бир канал окуя болгон жерден белгилүү бир толкун узундугу же спектралдык маалыматты алат. Андан кийин камера бул каналдарды бириктирип, толук түстүү же мультиспектралдык сүрөттү жаратып, так спектралдык деталдар менен сахнанын кеңири көрүнүшүн камсыздайт. Аймакты сканерлөөчү камераларда бул дискреттик экспозициялар аркылуу ишке ашат, бирок TDI сүрөттөө менен сенсорду бир нече бөлүккө бөлүү үчүн бөлгүч колдонсо болот. 9kTDI (45 мм) 3 x 15,0 мм сенсорлорго бөлүү дагы эле стандарттуу сенсордон (6,5 микрон пикселдик туурасы, 2048 пиксел) 13,3 мм туурасынан чоңураак болот. Мындан тышкары, TDI үлгүнүн сүрөттөлүп жаткан бөлүгүнө гана жарык берүүнү талап кылгандыктан, скандоолорду тезирээк айлантса болот.
Мындай болушу мүмкүн болгон дагы бир аймак - көп фокустуу сүрөттөө. Аймактык скандоочу камералардагы мультифокус сүрөтү ар кандай фокус аралыктарда бир нече сүрөттөрдү тартууну жана аларды аралаштырып, курч фокустагы бүткүл көрүнүш менен курама сүрөттү түзүүнү камтыйт. Ал ар бир сүрөттөлүштөгү фокус аймактарын талдоо жана айкалыштыруу аркылуу көрүнүштөгү ар кандай аралыктарга кайрылат, натыйжада сүрөттөлүш деталдуураак көрсөтүлөт. Дагы, а колдонуу мененбөлгүчTDI сенсорун эки (22,5 мм) же үч (15,0 мм) бөлүккө бөлүү үчүн, аймакты скандоо эквивалентине караганда көп фокустуу сүрөттү тезирээк алуу мүмкүн болушу мүмкүн. Жогорку даражадагы мультифокус үчүн (6 же андан көп z стек) бирок аймакты сканерлөө эң ылдам сүрөт тартуу ыкмасы бойдон кала берет.
Корутундулар
Бул техникалык эскертүү аймакты сканерлөө менен чоң аймакты сканерлөө үчүн TDI технологиясынын ортосундагы айырмачылыктарды баяндайт. Скандоочу сызык менен sCMOS сезгичтигин бириктирүү менен, TDI үзгүлтүксүз тез, жогорку сапаттагы сүрөт тартууга жетишип, плитка жана тигүү сыяктуу аймакты сканерлөөнүн салттуу ыкмаларынан ашып түшөт. Бул документте айтылган ар кандай божомолдорду эске алуу менен, биздин онлайн эсептегичти колдонуунун артыкчылыктарына баа бериңиз. TDI эффективдүү сүрөттөө үчүн күчтүү курал болуп саналат жана стандарттуу жана өркүндөтүлгөн сүрөттөө ыкмаларында сүрөт тартуу убактысын кыскартуу үчүн чоң потенциалы бар.Эгер сиз TDI камерасы же аймакты сканерлөөчү камера сиздин колдонмоңузга дал келээрин жана тартуу убакытыңызды жакшырта аларын билгиңиз келсе, бүгүн биз менен байланышыңыз.
