25/08/08Өнөр жай жана илимий сүрөттөөдө жарыктын аз шарттарында тез кыймылдаган объектилерди тартуу туруктуу кыйынчылыкты жаратат. Бул жерде убакытты кечиктирүү интеграциясы (TDI) камералары ишке киришет. TDI технологиясы өзгөчө жогорку ылдамдыктагы чөйрөлөрдө өзгөчө сезгичтик менен сүрөттүн айкындуулугун камсыз кылуу үчүн кыймыл синхрондоштурууну жана көп экспозицияларды айкалыштырат.
TDI камера деген эмне?
TDI камерасы - бул кыймылдуу объекттердин сүрөттөрүн тартуучу атайын линиялык скандоочу камера. Бүт кадрды бир эле учурда ачыкка чыгарган стандарттуу аймакты сканерлөөчү камералардан айырмаланып, TDI камералары объекттин кыймылы менен синхрондоштурууда зарядды бир катар пикселдерден экинчисине жылдырат. Ар бир пикселдик сап объект жылган сайын жарыкты топтоп, экспозиция убактысын эффективдүү көбөйтөт жана кыймылдын бүдөмүктүгүн киргизбестен сигналдын күчүн жогорулатат.
Бул заряд интеграциясы сигналдын ызы-чуу катышын (SNR) кескин жогорулатып, TDI камераларын жогорку ылдамдыкта же жарыксыз колдонмолор үчүн идеалдуу кылат.
TDI камерасы кантип иштейт?
TDI камерасынын иштеши 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
1-сүрөт: Убакытты кечиктирүү интеграциясы (TDI) сенсорлорунун иштеши
ЭСКЕРТҮҮ: TDI камералары алынган заряддарды бир нече "этап" боюнча кыймылдуу сүрөт объектиси менен синхрондоштурууда жылдырат. Ар бир этап жарыкка чыгууга кошумча мүмкүнчүлүк берет. TDI сенсорунун 5 тилкелүү жана 5 баскычтуу сегменти менен камерада жылган жаркыраган "T" аркылуу тартылган. Tucsen Dhyana 9KTDI гибриддик CCD стилиндеги заряд кыймылы, бирок CMOS стилиндеги параллелдүү окуу.
TDI камералары эффективдүү скандоочу камералар болуп саналат, алардын бир маанилүү айырмасы бар: камералар сүрөттөө объектисинде сканерленгенде маалыматтарды алуу үчүн бир катар пикселдердин ордуна, TDI камераларында адатта 256га чейин "этап" деп аталган бир нече саптар бар.
Бирок, бул катарлар аймакты сканерлөөчү камера сыяктуу 2 өлчөмдүү сүрөттү түзбөйт. Анын ордуна, сканерленген сүрөт объектиси камера сенсору аркылуу жылган сайын, ар бир пикселдин ичиндеги табылган фотоэлектрондор окулбай туруп эле, сүрөт тартуу субъектинин кыймылы менен синхрондолуп, кийинки катарга аралашат. Андан кийин ар бир кошумча катар сүрөт тартуу объектисин жарыкка чыгарууга кошумча мүмкүнчүлүк берет. Сүрөттүн кесилиши сенсордун пикселдеринин акыркы катарына жеткенде гана, ал сап өлчөө үчүн окуу архитектурасына өтөт.
Демек, камера баскычтарында бир нече өлчөөлөр жүргүзүлүп жатканына карабастан, камеранын окуу ызы-чуусунан бир гана нускасы киргизилет. 256-этаптуу TDI камерасы үлгүнү 256 эсе узунураак карап турат, демек эквиваленттүү линияны сканерлөөчү камерага караганда 256 эсе көп экспозиция убактысы бар. Аймакты сканерлөөчү камера менен эквиваленттүү экспозиция убакыты өтө бүдөмүк кыймылга алып келип, сүрөттү пайдасыз кылат.
TDI качан колдонсо болот?
TDI камералары сүрөт тартуу объектиси камерага салыштырмалуу кыймылда болуп, камеранын көрүнүшү боюнча бир калыпта болушун шарттаган бардык сүрөттөө колдонмолору үчүн эң сонун чечим болуп саналат.
Ошентип, TDI сүрөттөрүнүн колдонмолору, бир жагынан, 2 өлчөмдүү сүрөттөр пайда болгон сызыктарды сканерлөөнүн бардыгын камтыйт, ошол эле учурда ылдамдыкты, жарыктын азыраак сезгичтигин, сүрөттүн сапатын жакшыртып, же үчөөнүн тең бир убакта. Башка жагынан алганда, TDI камералары колдонулушу мүмкүн болгон аймакты сканерлөөчү камераларды колдонгон көптөгөн сүрөттөө ыкмалары бар.
Жогорку сезгичтиктеги sCMOS TDI үчүн, биологиялык флуоресценттик микроскопияда "плитка жана тигүү" сүрөттөө плитканын ордуна сахнаны тынымсыз сканерлөө аркылуу аткарылышы мүмкүн. Же бардык TDI текшерүү колдонмолоруна ылайыктуу болушу мүмкүн. TDI үчүн дагы бир маанилүү тиркеме - бул агымдык цитометрияны сүрөттөө, мында клеткалардын флуоресценттик сүрөттөрү микрофлюиддик канал аркылуу агып жатканда камерадан өткөндө алынат.
sCMOS TDIнин жакшы жана жаман жактары
Pros
● Сүрөттөө объектисин сканерлөөдө жогорку ылдамдыкта каалаган өлчөмдөгү 2 өлчөмдүү сүрөттөрдү тарта алат.
● Бир нече TDI этаптары, аз ызы-чуу жана жогорку QE сызык скандоочу камераларга караганда кескин жогору сезгичтикке алып келиши мүмкүн.
● Өтө жогорку окуу ылдамдыктарына, мисалы, 9072 пикселдик кенен сүрөт үчүн 510 000 Гц (секундасына сызык) чейин жетишүүгө болот.
●Жарыктандыруу 1 өлчөмдүү гана болушу керек жана экинчи (сканирленген) өлчөмдө эч кандай жалпак талаа же башка оңдоолорду талап кылбайт. Кошумчалай кетсек, линияны скандоо менен салыштырганда экспозициянын узак убакыттары AC жарык булактарынан улам жылтылдап "текшериши" мүмкүн.
● Кыймылдуу сүрөттөрдү кыймылдын бүдөмүктүгү жок жана жогорку ылдамдыкта жана сезгичтикте алууга болот.
●Чоң аймактарды сканерлөө аймакты сканерлөөчү камераларга караганда кескин ылдамыраак болушу мүмкүн.
● Өркүндөтүлгөн программалык камсыздоо же триггер орнотуулары менен "аймакты скандоо сыяктуу" режими фокус жана тегиздөө үчүн аймакты скандоо боюнча серепти камсыздай алат.
Кемчиликтери
● Кадимки sCMOS камераларына караганда ызы-чуу дагы эле жогору, бул өтө аз жарыктуу колдонмолорго жетүүгө мүмкүн эмес дегенди билдирет.
● Сүрөт тартуу объектисинин кыймылын камераны сканерлөө менен синхрондоштуруу үчүн өркүндөтүлгөн триггери бар адис орнотууларды, кыймылдын ылдамдыгын өтө кылдат көзөмөлдөөнү же синхрондоштурууну иштетүү үчүн ылдамдыкты так болжолдоону талап кылат.
● Жаңы технология катары учурда аппараттык жана программалык камсыздоону ишке ашыруу үчүн бир нече чечимдер бар.
Жарыгы аз болгон sCMOS TDI
Сүрөт тартуу ыкмасы катары TDI санариптик сүрөттөөдөн мурун пайда болгон жана аткаруу жагынан сызыктарды сканерлөөдөн эбак ашып өткөнү менен, акыркы бир нече жылда TDI камералары адатта илимий деңгээлдеги сезимталдыкты талап кыла турган жарыксыз тиркемелерге жетүү үчүн талап кылынган сезгичтикке ээ болушту.sCMOS камералары.
'sCMOS TDI' сенсордогу заряддардын CCD стилиндеги кыймылын sCMOS стилиндеги окуу менен айкалыштырат жана арткы жарыктандыргыч сенсорлор бар. Мурунку CCD негизиндеги же таза CMOS негизиндеги* TDI камераларында окуу кескин жайыраак, пикселдердин саны азыраак, этаптары азыраак жана 30e- жана >100e- ортосунда окуу ызы-чуусу болгон. Ал эми, Tucsen сыяктуу sCMOS TDIDhyana 9KTDI sCMOS камера7.2e- окуу ызы-чуусун сунуштайт, бул арткы жарыктандыруу аркылуу жогорку кванттык эффективдүүлүк менен айкалышып, TDIди мурункуга караганда бир кыйла төмөн жарык деңгээлиндеги колдонмолордо колдонууга мүмкүндүк берет.
Көптөгөн тиркемелерде TDI процесси менен иштетилген экспозициянын узактыгы 1e-ге жакын окуу ызы-чуусу бар жогорку сапаттагы sCMOS аймакты сканерлөөчү камераларга салыштырмалуу окуу ызы-чуунун көбөйүшүн компенсациялай албайт.
TDI камераларынын жалпы колдонмолору
TDI камералары тактык жана ылдамдык бирдей маанилүү болгон көптөгөн тармактарда кездешет:
● Жарым өткөргүч пластинкасын текшерүү
● Жалпак панелдик дисплей (FPD) сыноо
● Желе текшерүү (кагаз, пленка, фольга, текстиль)
● Медициналык диагностикада же багажды скринингде рентгендик сканерлөө
● Санарип патологиясында слайд жана көп скважиналуу пластиналарды сканерлөө
● алыстан зонддоо же айыл чарба гиперспектралдык сүрөттөө
● SMT линияларында PCB жана электроника текшерүү
Бул тиркемелер TDI сүрөттөө реалдуу дүйнө чектөөлөрүндө камсыз кылган жакшыртылган контрасттан, ылдамдыктан жана айкындуулуктан пайда көрөт.
Мисал: Слайд жана көп көздүү пластиналарды сканерлөө
Белгиленгендей, sCMOS TDI камералары үчүн олуттуу убадасы бар тиркемелердин бири тиркемелерди тигүү, анын ичинде слайд же көп уячалуу пластиналарды сканерлөө. 2 өлчөмдүү аймак камералары менен чоң флуоресценттүү же жаркыраган микроскоптун үлгүлөрүн сканерлөө XY микроскопунун баскычынын бир нече кыймылынан пайда болгон сүрөттөрдүн торчосун тигишке таянат. Ар бир сүрөт стадияны токтоп, жайгашып, анан кайра баштоону талап кылат, ошондой эле жылма жапкычтын кечигүүлөрү менен бирге. TDI, экинчи жагынан, сахна кыймылдап турганда сүрөттөрдү ала алат. Андан кийин сүрөт аз сандагы узун тилкелерден түзүлөт, алардын ар бири үлгүнүн бардык туурасын камтыйт. Бул сүрөттөө шарттарына жараша, бардык тигүү колдонмолорунда кескин жогору алуу ылдамдыгына жана маалыматтарды өткөрүүгө алып келиши мүмкүн.
Этаптын жыла турган ылдамдыгы TDI камерасынын жалпы экспозиция убактысына тескери пропорционалдуу, ошондуктан кыска экспозиция убакыттары (1-20 мс) аймакты сканерлөөчү камераларга салыштырмалуу сүрөт тартуу ылдамдыгын эң чоң жакшыртууну сунуштайт, бул андан кийин чоңдуктун тартибине же жалпы алуу убактысынын көбүрөөк кыскарышына алып келиши мүмкүн. Узак экспозиция убакыттары үчүн (мисалы, > 100 мс) аймакты скандоо, адатта, убакыттын артыкчылыгын сактай алат.
Өтө чоң (2 гигапикселдүү) флуоресценттик микроскопиянын он секунданын ичинде пайда болгон сүрөтүнүн мисалы 2-сүрөттө көрсөтүлгөн. Аймакты сканерлөөчү камера менен түзүлгөн эквиваленттүү сүрөт бир нече мүнөткө чейин созулушу мүмкүн.
2-сүрөт: TDI сканерлөө жана тигүү аркылуу 10 секунданын ичинде түзүлгөн 2 гигапикселдик сүрөт
ЭСКЕРТҮҮ: Флуоресценттик микроскопиянын жардамы менен каралып чыккан 10 эсе чоңойтуучу сүрөт Tucsen Dhyana 9kTDI аркылуу алынган. 3,6 мс экспозиция убактысын колдонуу менен 10 секундада алынган. Сүрөттүн өлчөмдөрү: 30 мм x 17 мм, 58 000 x 34 160 пиксель.
TDI синхрондоштуруу
TDI камерасын сүрөт тартуу объектиси менен синхрондоштуруу (бир нече пайызга чейин) өтө маанилүү – ылдамдыктын дал келбеши “кыймылды бүдөмүк” эффектке алып келет. Бул синхрондоштуруу эки жол менен жүргүзүлүшү мүмкүн:
Болжолдуу: Камеранын ылдамдыгы үлгү кыймылынын ылдамдыгы, оптика (чоңойтуу) жана камера пикселинин өлчөмүн билүүнүн негизинде кыймыл ылдамдыгына дал келүү үчүн коюлган. Же сыноо жана ката.
Иштетилди: Көптөгөн микроскоп этаптары, гастрелдер жана башка жабдыктарга сүрөт тартуу объектилерин жылдыруу үчүн берилген кыймыл аралыкка камерага триггер импульсун жөнөтүүчү кодерлер камтышы мүмкүн. Бул кыймылдын ылдамдыгына карабастан сахнаны/кантрияны жана камераны синхрондоштурууга мүмкүндүк берет.
TDI камералары жана сызыктарды сканерлөө жана аймакты сканерлөө камералары
Бул жерде TDI башка популярдуу сүрөт технологиялары менен салыштырылат:
| Өзгөчөлүк | TDI камерасы | Line Scan Камера | Аймакты сканерлөө камерасы |
| Сезимталдуулук | Абдан Жогорку | Орто | Төмөндөн Ортого чейин |
| Сүрөттүн сапаты (кыймыл) | Мыкты | Жакшы | Жогорку ылдамдыкта бүдөмүк |
| Жарыктандырууга талаптар | Төмөн | Орто | Жогорку |
| Кыймыл шайкештиги | Мыкты (эгерде синхрондоштурулган болсо) | Жакшы | Байкуш |
| Best For | Жогорку ылдамдык, аз жарык | Тез кыймылдуу объекттер | Статикалык же жай көрүнүштөр |
TDI - бул көрүнүш тез жылып жатканда жана жарык деңгээли чектелүү болгондо так тандоо. Скандоочу сызык сезгичтиктин төмөндөшү, ал эми аймакты сканерлөө жөнөкөй же стационардык орнотуулар үчүн жакшыраак.
Туура TDI камерасын тандоо
TDI камерасын тандоодо төмөнкүлөрдү эске алыңыз:
● TDI этаптарынын саны: Көбүрөөк этаптар SNRди жогорулатат, бирок ошондой эле баасын жана татаалдыгын жогорулатат.
● Сенсор түрү: sCMOS ылдамдыгы жана аз ызы-чуусу үчүн артыкчылыктуу; CCD кээ бир эски системалар үчүн дагы эле ылайыктуу болушу мүмкүн.
● Интерфейс: тутумуңуз менен шайкештикти камсыз кылыңыз — Camera Link, CoaXPress жана 10GigE жалпы опциялар, 100G CoF жана 40G CoF жаңы тренддер катары пайда болду.
● Спектрдик жооп: Колдонмо муктаждыктарына жараша монохромдуу, түстүү же жакын инфракызыл (NIR) ортосунда тандаңыз.
● Синхрондоштуруу параметрлери: Кыймылды жакшыраак тегиздөө үчүн коддогуч киргизүү же тышкы триггерди колдоо сыяктуу функцияларды издеңиз.
Эгер колдонмоңуз назик биологиялык үлгүлөрдү, жогорку ылдамдыктагы текшерүүнү же жарык аз чөйрөлөрдү камтыса, sCMOS TDI туура ылайыктуу болушу мүмкүн.
Корутунду
TDI камералары, өзгөчө sCMOS сенсорлоруна курулганда, сүрөттөө технологиясындагы күчтүү эволюцияны билдирет. Кыймыл синхрондоштурууну көп линиялуу интеграция менен айкалыштыруу менен, алар динамикалык, жарыксыз көрүнүштөр үчүн теңдешсиз сезимталдыкты жана айкындуулукту сунуштайт.
Вафлилерди текшерип жатасызбы, слайддарды сканерлеп жатасызбы же жогорку ылдамдыктагы текшерүүлөрдү аткарып жатасызбы, TDI кантип иштээрин түшүнүү сизге эң жакшы чечимди тандоого жардам берет.илимий камераларсүрөт тартуу көйгөйлөрүңүз үчүн.
Көп берилүүчү суроолор
TDI камералары аймакты сканерлөө режиминде иштей алабы?
TDI камералары эки өлчөмдүү сүрөттөрдү (өтө ичке) "аймакты скандоо сыяктуу" режимде түзө алат, алар сенсордук убакыттын айласы аркылуу жетишилет. Бул фокус жана тегиздөө сыяктуу тапшырмалар үчүн пайдалуу болушу мүмкүн.
"Аймакты скандоочу экспозицияны" баштоо үчүн сенсор алгач TDIди камеранын этаптары болушунча көп кадамдарды жылдыруу менен "тазаланат", мүмкүн болушунча тезирээк, анан токтойт. Бул же программалык камсыздоону башкаруу, же аппараттык триггерлөө аркылуу жетишилет жана идеалдуу түрдө караңгыда аткарылат. Мисалы, 256 баскычтуу камера жок дегенде 256 сапты окуп, анан токтошу керек. Бул 256 маалымат саптары жок кылынат.
Камера иштетилбей же сызыктар окулбай жатканда, сенсор өзүн сүрөттү ачыкка чыгарган аймакты скандоочу сенсор сыяктуу аткарат.
Каалаган экспозиция убактысы камераны бош туруп, жаңы эле алынган сүрөттөлүштүн ар бир сабын окуп чыгуудан мурун, камераны жок дегенде анын этаптарынын санына жылдыруудан мурун өтүшү керек. Дагы бир жолу, идеалдуу түрдө бул "окуу" фазасы караңгыда болушу керек.
Бул ыкманы "жандуу алдын ала көрүү" же TDI операциясынан минималдуу бурмалоолор жана бүдөмүктөлгөн аймактарды скандоочу сүрөттөрдүн ырааттуулугун камсыз кылуу үчүн кайталаса болот.
Tucsen Photonics Co., Ltd. Бардык укуктар корголгон. Шилтеме бергенде булакты ырастаңыз:www.tucsen.com
