22/07/13Ny Time Delay Integration (TDI) dia teknika fanaovana sary mialoha ny datin'ny sary nomerika - nefa mbola manome tombony lehibe amin'ny faran'ny sary ankehitriny. Misy toe-javatra roa ahafahan'ny fakan-tsary TDI hamirapiratra - samy rehefa mihetsika ny foto-kevitra:
1 - Ny foto-kevitra momba ny sary dia mihetsika miaraka amin'ny hafainganam-pandeha tsy tapaka, toy ny amin'ny fanaraha-maso amin'ny Internet (toy ny fanindriana ny taratasy mihetsika, plastika na lamba ho an'ny lesoka sy fahasimbana), tsipika fanangonana, na micro fluidika sy fikorianan'ny fluid.
2 – Lohahevitra momba ny sary static izay azo alaina sary amin'ny fakantsary afindrafindra amin'ny faritra mankany amin'ny faritra, amin'ny alàlan'ny fampandehanana ilay lohahevitra na ny fakantsary. Ohatra amin'izany ny scanning slide microscope, ny fanaraha-maso ny fitaovana, ny fisafoana takelaka fisaka sns.
Raha mety mihatra amin'ny sary ataonao ny iray amin'ireo toe-javatra ireo, ity pejin-tranonkala ity dia hanampy anao handinika raha mety hampisondrotra ny sary anao ny fifindran'ny fakantsary 'faritra scan' 2-dimensional mahazatra mankany amin'ny fakantsary Line Scan TDI.
Ny olana amin'ny Area-Scan & Moving Targets
● Motion Blur
Ny lohahevitra momba ny sary sasany dia mihetsika noho ny filana, ohatra amin'ny fikorianan'ny fluid na ny fisafoana tranonkala. Amin'ny fampiharana hafa, toy ny fitarafana slide sy ny fanaraha-maso fitaovana, ny fitazonana ilay lohahevitra mihetsika dia mety ho haingana kokoa sy mahomby kokoa noho ny fampiatoana ny hetsika ho an'ny sary azo. Na izany aza, ho an'ny fakan-tsary fakan-tsarimihetsika, raha mihetsiketsika amin'ny fakantsary ilay foto-kevitra dia mety hiteraka fanamby izany.
Manjavozavo ny fihetsika manodinkodina ny sarin'ny fiara mandeha
Amin'ny toe-javatra misy hazavana voafetra na izay ilana ny kalitaon'ny sary avo lenta, dia mety mila fotoana lava ateraky ny fakantsary. Na izany aza, ny fihetsik'ilay foto-kevitra dia hampiely ny hazavana amin'ny piksela fakantsary marobe mandritra ny fampiratiana, izay mitarika ho amin'ny 'fanesorana ny hetsika'. Izany dia azo ahena amin'ny alàlan'ny fitazonana ny fampiratiana tena fohy - ao anatin'ny fotoana ilana ny teboka iray amin'ny lohahevitra iray hamakivakiana piksel fakantsary. Ity nyunmatetika amin`ny fandaniana ny maizina, mitabataba, matetika tsy azo ampiasaina sary.
●hanjairana
Fanampin'izany, matetika ny fakana sary lehibe na mitohy miaraka amin'ny fakan-tsary scan faritra dia mitaky ny fahazoana sary marobe, izay atambatra avy eo. Ity fanjairana ity dia mitaky piksel mifanindry eo amin'ny sary mifanila, mampihena ny fahombiazany ary mampitombo ny fitahirizana angon-drakitra sy ny fitakiana fanodinana.
●Fahazavana tsy mitovy
Ankoatr'izay dia zara raha ho ampy ny hazavana mba hialana amin'ny olana sy ny zava-kanto eo amin'ny sisin-tany misy sary voazaitra. Ary koa, mba hanomezana hazavana amin'ny faritra midadasika ampy ho an'ny fakan-tsary scan faritra miaraka amin'ny hamafiny ampy matetika dia mitaky ny fampiasana loharanon-jiro DC mahery vaika sy lafo.
Fahazavana tsy mitovy amin'ny fanjairana ny fahazoana sary marobe amin'ny atidoha totozy. Sary avy amin'i Watson et al. 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
Inona no atao hoe fakan-tsary TDI, ary inona no manampy azy?
Ao amin'ny fakan-tsary fakan-tsarimihetsika 2-dimensional mahazatra dia misy dingana telo ahazoana sary iray: famerenana ny piksela, ny famirapiratana ary ny famakiana. Mandritra ny fampiratiana dia hita ny sary avy amin'ny sehatra, ka miteraka photoelectrons, izay voatahiry ao amin'ny pixel fakantsary mandra-pahatapitry ny famirapiratana. Ny sanda avy amin'ny piksel tsirairay dia vakiana avy eo, ary misy sary 2D miforona. Avy eo dia averina ny piksel ary nesorina ny fiampangana rehetra mba hanombohana ny fampiratiana manaraka.
Na izany aza, araka ny voalaza, raha mihetsiketsika amin'ny fakan-tsary ilay foto-kevitra, dia mety hiparitaka amin'ny piksela maro ny hazavana avy amin'ilay lohahevitra mandritra io fampiratiana io, ka mitarika ho amin'ny fanjavozavona. Ny fakan-tsary TDI dia mandresy io fetra io amin'ny fampiasana teknika vaovao. Izany dia aseho ao amin'ny [Animation 1].
●Ahoana ny fiasan'ny TDI Cameras
Ny fakan-tsary TDI dia miasa amin'ny fomba hafa amin'ny fakan-tsary scan faritra. Rehefa mivezivezy manerana ny fakantsary ilay foto-kevitra mandritra ny fampiratiana, dia mihetsika ihany koa ireo fiampangana elektronika mandrafitra ilay sary azo, mijanona ao anatin'ny sync. Mandritra ny fampirantiana, ny fakan-tsary TDI dia afaka manodina ny fiampangana rehetra azo avy amin'ny andalana piksela iray mankany amin'ny manaraka, miaraka amin'ny fakantsary, miaraka amin'ny fihetsiky ny foto-kevitra. Rehefa mivezivezy manerana ny fakan-tsary ilay lohahevitra, ny andalana tsirairay (fantatra amin'ny anarana hoe 'Tantara TDI'), dia manome fahafahana vaovao hampiharihary ny fakantsary amin'ilay lohahevitra, ary hanangona famantarana.
Raha vantany vao tonga any amin'ny faran'ny fakan-tsary ny laharan'ny fiampangana azo, dia avy eo novakiana sy tehirizina ho tapa-kazo 1 ny sandany. Ny sary 2-D dia amboarina amin'ny fampifangaroana ny ampahany tsirairay amin'ny sary rehefa mamaky azy ny fakantsary. Ny andalana tsirairay amin'ny piksela ao amin'ny sary aterak'izany dia mitovitovy amin'ny 'slice' amin'ny lohahevitra sary, midika izany fa na dia eo aza ny hetsika dia tsy misy blur.
●256x Exposure lava kokoa
Miaraka amin'ny fakan-tsary TDI, ny fotoana mahomby amin'ny fanehoana ny sary dia omena amin'ny fotoana rehetra ilainy amin'ny teboka iray amin'ny lohahevitra mba hamakivakiana ny andalana tsirairay amin'ny piksel, miaraka amin'ny dingana 256 azo alaina amin'ny fakantsary TDI sasany. Midika izany fa avo 256 heny noho ny mety ho azon'ny fakan-tsary scan faritra ny fotoana fampandrenesana misy.
Izany dia afaka manome ny iray amin'ireo fanatsarana roa, na ny fifandanjana amin'ny roa. Voalohany, azo atao ny mampitombo ny hafainganam-pandehan'ny sary. Raha oharina amin'ny fakan-tsarimihetsika faritra, ny foto-kevitra momba ny sary dia mety hivezivezy 256x haingana kokoa raha mbola misambotra famantarana mitovy, raha toa ka haingana ny tahan'ny fakantsary mba haharaka.
Amin'ny lafiny iray, raha ilaina ny fahatsapan-tena bebe kokoa, ny fotoana fampandrenesana lava kokoa dia mety hahatonga ny sary avo lenta kokoa, ny hamafin'ny hazavana ambany kokoa, na izy roa.
●Fampitahana data lehibe tsy misy stitching
Satria ny fakan-tsary TDI dia mamokatra sary 2-dimensiona avy amin'ny silaka 1-dimensional nifandimby, ny sary azo dia mety ho lehibe araka izay ilaina. Raha omena amin'ny sakan'ny fakan-tsary ny isan'ny pikantsary amin'ny lalana mitsivalana, ohatra 9072, dia tsy voafetra ny haben'ny sary 'mitsangana', ary voafaritry ny halavan'ny fakantsary fotsiny. Miaraka amin'ny tahan'ny tsipika hatramin'ny 510kHz, ity dia afaka manome ny angon-drakitra midadasika.
Miaraka amin'izany, ny fakan-tsary TDI dia afaka manolotra sehatra fijery midadasika. Ohatra, ny fakan-tsary 9072 pixel miaraka amin'ny pixel 5µm dia manome sehatra marindrano misy 45mm miaraka amin'ny fanapahan-kevitra avo. Mba hahatratrarana ny sakan'ny sary mitovy amin'ny fakan-tsary scan 5µm pixel dia mila fakan-tsary 4K telo mifanila.
●Fanatsarana ny fakan-tsary scan tsipika
Ny fakan-tsary TDI dia tsy manolotra fanatsarana fotsiny amin'ny fakan-tsary scan faritra. Ny fakan-tsary scan tsipika, izay maka tsipika tokana monja, dia mijaly amin'ny olana maro mitovy amin'ny hamafin'ny hazavana sy ny fisehoana fohy toy ny fakan-tsary scan faritra.
Na dia toy ny fakan-tsary TDI aza, ny fakan-tsarimihetsika tsipika dia manome hazavana bebe kokoa miaraka amin'ny fanamboarana tsotra kokoa, ary misoroka ny filàna fanjairana sary, matetika izy ireo dia mety mitaky hazavana mahery vaika sy/na hetsika miadana mba hahazoana famantarana ampy ho an'ny sary avo lenta. Ny fampiratiana lava kokoa sy ny hafainganan'ny lohahevitra haingana kokoa azon'ny fakan-tsary TDI dia midika fa ny hamafin'ny ambany kokoa, ny jiro ambany kokoa dia azo ampiasaina raha manatsara ny fahombiazan'ny sary. Ohatra, ny tsipika famokarana dia mety afaka miala amin'ny jiro halogen avo lenta sy avo lenta izay mitaky herinaratra DC, mankany amin'ny jiro LED.
Ahoana no fiasan'ny fakantsary TDI?
Misy fitsipika telo mahazatra momba ny fomba hahazoana sary TDI amin'ny sensor fakantsary.
● CCD TDI– Ny fakan-tsary CCD no fomba tranainy indrindra amin'ny fakantsary nomerika. Noho ny endrika elektronika, ny fanatrarana ny fitondran-tena TDI amin'ny CCD dia azo ampitahaina amin'ny tena tsotra, miaraka amin'ny fakan-tsary maro izay afaka miasa toy izany. TDI CCD noho izany dia nampiasaina nandritra ny am-polony taona maro.
Na izany aza, manana ny fetrany ny teknolojia CCD. Manodidina ny 12µm x 12µm ny haben'ny pixel kely indrindra azo ampiasaina matetika ho an'ny fakan-tsary TDI CCD – izany, miaraka amin'ny fanisana pixel kely, dia mametra ny fahaizan'ny fakantsary hamaha ny antsipiriany tsara. Ambonin'izany, ny hafainganam-pandehan'ny fahazoana dia ambany noho ny teknolojia hafa, raha toa ka avo lenta ny tabataba vakiana– antony mametra lehibe amin'ny sary ambany hazavana. Ny fanjifana herinaratra dia avo ihany koa, izay antony lehibe amin'ny fampiharana sasany. Izany dia nitarika ny faniriana hamorona fakantsary TDI mifototra amin'ny maritrano CMOS.
●CMOS TDI voalohany: Voltage-domain sy famintinana nomerika
Ny fakan-tsary CMOS dia mandresy ny maro amin'ireo famerana ny feo sy ny hafainganam-pandehan'ny fakan-tsary CCD, raha mampiasa hery kely kokoa, ary manolotra habe piksela kely kokoa. Na izany aza, sarotra kokoa ny manao TDI amin'ny fakan-tsary CMOS, noho ny famolavolana piksel. Raha mamindra ara-batana ny photoelectrons avy amin'ny pixel mankany amin'ny pixel ny CCD mba hitantana ny sensor, ny fakantsary CMOS dia mamadika famantarana ao amin'ny photoelectrons ho voltages isaky ny pixel alohan'ny famakiana.
Ny fitondran-tenan'ny TDI amin'ny sensor CMOS dia nodinihina hatramin'ny taona 2001, na izany aza, ny fanamby amin'ny fomba hiatrehana ny 'fanangonana' famantarana rehefa mihetsika avy amin'ny andalana iray mankany amin'ny manaraka ny fanamby. Fomba roa voalohany ho an'ny CMOS TDI mbola ampiasaina amin'ny fakantsary ara-barotra amin'izao fotoana izao dia ny fanangonam-bolan'ny sehatra sy ny famintinana nomerika TDI CMOS. Ao amin'ny fakan-tsarimihetsika fanangonam-bolan'ny faritra, rehefa azo ny andalana tsirairay amin'ny famantarana rehefa mandeha ny foto-kevitra, dia ampiana elektronika amin'ny fitambaran'ny fahazoana an'io ampahany amin'ny sary io ny voltase azo. Ny fanangonam-bola amin'izany fomba izany dia mampiditra tabataba fanampiny isaky ny dingana TDI fanampiny izay ampiana, mametra ny tombony amin'ny dingana fanampiny. Ny olana momba ny linearity koa dia manohitra ny fampiasana ireo fakantsary ireo ho an'ny fampiharana marina.
Ny fomba faharoa dia ny famintinana nomerika TDI. Amin'ity fomba ity, ny fakan-tsary CMOS dia mandeha tsara amin'ny fomba fitarafana faritra miaraka amin'ny famirapiratana fohy mifanandrify amin'ny fotoana natokana ho an'ny foto-kevitra hivezivezy amin'ny andalana tokana amin'ny piksela. Saingy, ny andalana avy amin'ny frame tsirairay nifandimby dia ampiarahina amin'ny nomerika amin'ny fomba ahafahan'ny TDI vokatra. Satria ny fakantsary iray manontolo dia tsy maintsy vakiana isaky ny andalana piksela amin'ny sary avoaka, ity fanampiana nomerika ity koa dia manampy ny tabataba mamaky isaky ny andalana, ary mametra ny hafainganam-pandehan'ny fahazoana.
●Ny fenitra maoderina: charge-domain TDI CMOS, na CCD-on-CMOS TDI
Ny fetran'ny CMOS TDI etsy ambony dia resy vao haingana tamin'ny alàlan'ny fampidirana ny TDI CMOS fanangonam-bola ho an'ny sehatra, fantatra ihany koa amin'ny hoe CCD-on-CMOS TDI. Ny fiasan'ireo sensor ireo dia aseho ao amin'ny [Animation 1]. Araka ny hevitr'ilay anarana, ireo sensor ireo dia manolotra ny fihetsehan'ny fiampangana toy ny CCD avy amin'ny pixel iray mankany amin'ny manaraka, manangona famantarana isaky ny dingana TDI amin'ny alàlan'ny fanampiana photoelectrons amin'ny haavon'ny fiampangana tsirairay. Izany dia mahomby tsy misy tabataba. Na izany aza, ny fetran'ny CCD TDI dia resy amin'ny alàlan'ny fampiasana ny maritrano famakiana CMOS, mamela ny hafainganam-pandeha ambony, ny feo ambany ary ny fanjifana herinaratra ambany mahazatra amin'ny fakantsary CMOS.
TDI Specifications: inona no zava-dehibe?
●Teknolojia:Ny tena zava-dehibe dia ny teknolojia sensor ampiasaina araka ny voalaza etsy ambony. Charge-domain CMOS TDI dia hanome ny fampisehoana tsara indrindra.
●Dingana TDI:Io no isan'ny andalana amin'ny sensor izay azo angonina famantarana. Arakaraka ny dingana TDI ananan'ny fakan-tsary iray no mety ho lava kokoa ny fotoana fampitana azy. Na, ny haingana kokoa ny foto-kevitra afaka mihetsika, raha ny fakan-tsary dia manana tahan'ny tsipika ampy.
●Vidin'ny tsipika:Firy ny andalana azon'ny fakan-tsary mamaky isan-tsegondra. Izany no mamaritra ny hafainganam-pandeha ambony indrindra azon'ny fakantsary manaraka.
●Quantum Efficiency: Ity dia manondro ny fahatsapan'ny fakan-tsary amin'ny hazavana amin'ny halavan'ny onjam-peo samihafa, noho ny mety hisian'ny foton'ny zava-niseho ho hita sy hamokatra photoelectron. Ny fahombiazan'ny quantum avo kokoa dia afaka manome tanjaky ny hazavana ambany kokoa, na miasa haingana kokoa raha mitazona ny haavon'ny famantarana mitovy.
Fanampin'izany, tsy mitovy ny fakan-tsary amin'ny halavan'ny onjam-pahavitrihana tsara, miaraka amin'ny fakantsary sasany manolotra fahatsapan-tena hatrany amin'ny faran'ny ultra-violet (UV) amin'ny spektrum, manodidina ny halavan'ny onjam-peo 200nm.
●Vakio ny tabataba:Ny tabataba mamaky no antony lehibe iray hafa amin'ny fahatsapan'ny fakantsary, mamaritra ny famantarana kely indrindra azo tsikaritra eo ambonin'ny tabataban'ny fakantsary. Miaraka amin'ny tabataba be mamaky dia tsy azo fantarina ny endri-javatra maizina ary mihena be ny elanelana mavitrika, midika izany fa tsy maintsy ampiasaina ny hazavana mamiratra kokoa na ny fotoana fampandrenesana lava kokoa sy ny hafainganam-pandeha miadana kokoa.
TDI Specifications: inona no zava-dehibe?
Amin'izao fotoana izao, ny fakan-tsary TDI dia ampiasaina amin'ny fisafoana amin'ny tranonkala, ny fanaraha-maso elektronika sy ny famokarana, ary ny fampiharana fahitana milina hafa. Miaraka amin'izany dia misy fanamby sarotra amin'ny hazavana ambany toy ny fluorescence imaging sy ny slide scanning.
Na izany aza, miaraka amin'ny fampidirana fakan-tsary TDI CMOS haingam-pandeha, feo ambany, saro-pady be, dia misy ny mety hisian'ny fitomboan'ny hafainganam-pandeha sy ny fahombiazan'ny fampiharana vaovao izay nampiasa fakan-tsary scan faritra teo aloha. Araka ny nampidirinay tany am-piandohan'ny lahatsoratra, ny fakan-tsary TDI dia mety ho safidy tsara indrindra hahazoana ny hafainganam-pandeha ambony sy ny toetran'ny sary avo lenta ho an'ny lohahevitra momba ny sary mihetsika efa mihetsika, na ny toerana ahafahana mi-scan ny fakan-tsary manerana ireo lohahevitra momba ny sary mihetsika.
Ohatra, amin'ny fampiharana microscopy, azontsika atao ny mampitaha ny hafainganam-pandehan'ny 9K pixel, 256 stage TDI camera amin'ny 5 µm pixels amin'ny 12MP camera area scan camera with 5 µm pixels. Andeha hodinihintsika ny fahazoana faritra 10 x 10 mm miaraka amin'ny fanitarana 20x amin'ny alàlan'ny fihetsehana ny sehatra.
1. Ny fampiasana tanjona 20x miaraka amin'ny fakan-tsarimihetsika faritra dia manome sehatra fijerena sary 1,02 x 0,77 mm.
2. Miaraka amin'ny fakan-tsary TDI, ny tanjona 10x miaraka amin'ny fanamafisam-peo fanampiny 2x dia azo ampiasaina handresena ny fetra rehetra eo amin'ny sehatry ny mikraoskaopy, mba hanaterana sehatra fijerena sary marindrano 2.3mm.
3. Raha heverina fa mifanipaka 2% ny pixel eo amin'ny sary ho an'ny tanjona fanjairana, 0,5 segondra hamindra ny sehatra ho amin'ny toerana voatokana, ary ny fotoana fampitana 10ms, dia azontsika atao ny manao kajy ny fotoana handraisan'ny fakan-tsary scan faritra. Toy izany koa, azontsika atao ny manao kajy ny fotoana horaisin'ny fakan-tsary TDI raha tazonina amin'ny hetsika tsy tapaka ny sehatra mba hijerena amin'ny lalana Y, miaraka amin'ny fotoana fampandrenesana mitovy isaky ny andalana.
4. Amin'ity tranga ity, ny fakan-tsary scan faritra dia mitaky sary 140 azo alaina, miaraka amin'ny 63 segondra lany amin'ny famindrana ny sehatra. Ny fakantsarin'ny TDI dia hahazo sary lava 5 monja, ary 2 segondra monja no lany hamindra ny sehatra mankany amin'ny tsanganana manaraka.
5. Ny fitambaran'ny fotoana lany amin'ny fahazoana ny faritra 10 x 10 mm dia ho64.4 segondra ho an'ny fakan-tsary scan faritra,ary marina9.9 segondra ho an'ny fakantsary TDI.
Raha te-hahita raha mety mifanaraka amin'ny fampiharanao ny fakan-tsary TDI ary mahafeno ny filanao, mifandraisa aminay anio.
