ലൈൻ സ്കാൻ TDI ഇമേജിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് പ്രകാശ പരിമിതിയുള്ള ഏറ്റെടുക്കൽ വേഗത്തിലാക്കുന്നു |

ഡിജിറ്റൽ ഇമേജിംഗിന് മുമ്പുതന്നെ പ്രചാരത്തിലുണ്ടായിരുന്ന ഒരു ഇമേജിംഗ് സാങ്കേതികതയാണ് ടൈം ഡിലേ ഇന്റഗ്രേഷൻ (TDI) - എന്നാൽ ഇന്നത്തെ ഇമേജിംഗിന്റെ മുൻനിരയിൽ അത് ഇപ്പോഴും വളരെയധികം നേട്ടങ്ങൾ നൽകുന്നു. TDI ക്യാമറകൾക്ക് തിളങ്ങാൻ കഴിയുന്ന രണ്ട് സാഹചര്യങ്ങളുണ്ട് - ഇമേജിംഗ് വിഷയം ചലനത്തിലായിരിക്കുമ്പോൾ:

1 – ഇമേജിംഗ് വിഷയം അന്തർലീനമായി സ്ഥിരമായ പ്രവേഗത്തിൽ ചലനത്തിലാണ്, വെബ് പരിശോധനയിൽ (വൈകല്യങ്ങളും കേടുപാടുകളും കണ്ടെത്തുന്നതിനായി ചലിക്കുന്ന പേപ്പർ, പ്ലാസ്റ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ തുണിത്തരങ്ങൾ സ്കാൻ ചെയ്യുന്നത് പോലുള്ളവ), അസംബ്ലി ലൈനുകൾ, അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോ ഫ്ലൂയിഡിക്സ്, ഫ്ലൂയിഡ് ഫ്ലോകൾ എന്നിവ പോലെ.

2 - ഒരു സ്ഥലത്ത് നിന്ന് മറ്റൊരു സ്ഥലത്ത് ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് വസ്തുവിനെയോ ക്യാമറയെയോ നീക്കി ചിത്രീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന സ്റ്റാറ്റിക് ഇമേജിംഗ് വിഷയങ്ങൾ. മൈക്രോസ്കോപ്പ് സ്ലൈഡ് സ്കാനിംഗ്, മെറ്റീരിയൽ പരിശോധന, ഫ്ലാറ്റ് പാനൽ പരിശോധന തുടങ്ങിയവ ഉദാഹരണങ്ങളാണ്.

ഈ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ഏതെങ്കിലും നിങ്ങളുടെ ഇമേജിംഗിന് ബാധകമാകുമെങ്കിൽ, പരമ്പരാഗത 2-ഡൈമൻഷണൽ 'ഏരിയ സ്കാൻ' ക്യാമറകളിൽ നിന്ന് ലൈൻ സ്കാൻ TDI ക്യാമറകളിലേക്കുള്ള മാറ്റം നിങ്ങളുടെ ഇമേജിംഗിന് ഒരു ഉത്തേജനം നൽകുമോ എന്ന് പരിഗണിക്കാൻ ഈ വെബ്‌പേജ് നിങ്ങളെ സഹായിക്കും.

ഏരിയ-സ്കാൻ & മൂവിംഗ് ടാർഗെറ്റുകളിലെ പ്രശ്നം

● മോഷൻ ബ്ലർ

ചില ഇമേജിംഗ് വിഷയങ്ങൾ അനിവാര്യമായും ചലനത്തിലാണ്, ഉദാഹരണത്തിന് ദ്രാവക പ്രവാഹത്തിലോ വെബ് പരിശോധനയിലോ. സ്ലൈഡ് സ്കാനിംഗ്, മെറ്റീരിയൽ പരിശോധന പോലുള്ള മറ്റ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ഓരോ ചിത്രത്തിനും ചലനം നിർത്തുന്നതിനേക്കാൾ സബ്ജക്റ്റിനെ ചലനത്തിൽ നിലനിർത്തുന്നത് ഗണ്യമായി വേഗതയേറിയതും കാര്യക്ഷമവുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഏരിയ-സ്കാൻ ക്യാമറകൾക്ക്, ഇമേജിംഗ് വിഷയം ക്യാമറയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ചലനത്തിലാണെങ്കിൽ, ഇത് ഒരു വെല്ലുവിളി ഉയർത്തും.

ചലിക്കുന്ന വാഹനത്തിന്റെ ചിത്രം വളച്ചൊടിക്കുന്ന ചലന മങ്ങൽ.

പരിമിതമായ പ്രകാശമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിലോ ഉയർന്ന ഇമേജ് ഗുണങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള സാഹചര്യങ്ങളിലോ, ദീർഘമായ ക്യാമറ എക്സ്പോഷർ സമയം ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. എന്നിരുന്നാലും, എക്സ്പോഷർ സമയത്ത് വിഷയത്തിന്റെ ചലനം ഒന്നിലധികം ക്യാമറ പിക്സലുകളിൽ പ്രകാശം പരത്തുകയും അത് 'ചലന മങ്ങൽ' ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും. എക്സ്പോഷറുകൾ വളരെ ചെറുതായി നിലനിർത്തുന്നതിലൂടെ ഇത് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും - വിഷയത്തിലെ ഒരു ബിന്ദു ഒരു ക്യാമറ പിക്സലിലൂടെ കടന്നുപോകാൻ എടുക്കുന്ന സമയത്തിനുള്ളിൽ. ഇതാണ്unസാധാരണയായി ഇരുണ്ടതും, ശബ്ദായമാനവും, പലപ്പോഴും ഉപയോഗശൂന്യവുമായ ചിത്രങ്ങൾ കാരണം.

●തുന്നൽ

കൂടാതെ, സാധാരണയായി ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറകൾ ഉപയോഗിച്ച് വലുതോ തുടർച്ചയായതോ ആയ ഇമേജിംഗ് വിഷയങ്ങൾ ചിത്രീകരിക്കുന്നതിന് ഒന്നിലധികം ചിത്രങ്ങൾ നേടേണ്ടതുണ്ട്, തുടർന്ന് അവ ഒരുമിച്ച് തുന്നിച്ചേർക്കുന്നു. ഈ സ്റ്റിച്ചിംഗിന് അയൽപക്ക ചിത്രങ്ങൾക്കിടയിൽ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്ന പിക്സലുകൾ ആവശ്യമാണ്, ഇത് കാര്യക്ഷമത കുറയ്ക്കുകയും ഡാറ്റ സംഭരണ, പ്രോസസ്സിംഗ് ആവശ്യകതകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

●അസമമായ പ്രകാശം

മാത്രമല്ല, തുന്നിച്ചേർത്ത ചിത്രങ്ങളുടെ അതിർത്തികളിലെ പ്രശ്നങ്ങളും കലാരൂപങ്ങളും ഒഴിവാക്കാൻ പ്രകാശം അപൂർവ്വമായി പോലും മതിയാകില്ല. കൂടാതെ, ഏരിയ-സ്കാൻ ക്യാമറയ്ക്ക് മതിയായ തീവ്രതയോടെ ആവശ്യത്തിന് വലിയ ഒരു സ്ഥലത്ത് പ്രകാശം നൽകുന്നതിന് പലപ്പോഴും ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന വിലയുള്ള ഡിസി പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്.

ഒരു എലിയുടെ തലച്ചോറിന്റെ മൾട്ടി-ഇമേജ് അക്വിസിഷൻ തുന്നുന്നതിൽ അസമമായ പ്രകാശം. വാട്സൺ തുടങ്ങിയവരുടെ 2017-ലെ ചിത്രം: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486

ഒരു ടിഡിഐ ക്യാമറ എന്താണ്, അത് എങ്ങനെ സഹായിക്കുന്നു?

പരമ്പരാഗത 2-ഡൈമൻഷണൽ ഏരിയ-സ്കാൻ ക്യാമറകളിൽ, ഒരു ഇമേജ് നേടുന്നതിന് മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളുണ്ട്: പിക്സൽ റീസെറ്റ്, എക്സ്പോഷർ, റീഡ്ഔട്ട്. എക്സ്പോഷർ സമയത്ത്, ദൃശ്യത്തിൽ നിന്നുള്ള ഫോട്ടോണുകൾ കണ്ടെത്തുകയും ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ടാകുകയും ചെയ്യുന്നു, അവ എക്സ്പോഷറിന്റെ അവസാനം വരെ ക്യാമറ പിക്സലുകളിൽ സൂക്ഷിക്കുന്നു. തുടർന്ന് ഓരോ പിക്സലിൽ നിന്നുമുള്ള മൂല്യങ്ങൾ വായിക്കുകയും ഒരു 2D ഇമേജ് രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. തുടർന്ന് പിക്സലുകൾ പുനഃസജ്ജമാക്കുകയും അടുത്ത എക്സ്പോഷർ ആരംഭിക്കുന്നതിന് എല്ലാ ചാർജുകളും മായ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, ഇമേജിംഗ് വിഷയം ക്യാമറയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ നീങ്ങുകയാണെങ്കിൽ, ഈ എക്സ്പോഷർ സമയത്ത് വിഷയത്തിൽ നിന്നുള്ള പ്രകാശം ഒന്നിലധികം പിക്സലുകളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുകയും ചലന മങ്ങലിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യും. നൂതനമായ ഒരു സാങ്കേതികത ഉപയോഗിച്ച് ടിഡിഐ ക്യാമറകൾ ഈ പരിമിതിയെ മറികടക്കുന്നു. ഇത് [ആനിമേഷൻ 1] ൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

●ടിഡിഐ ക്യാമറകൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു

ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറകളിൽ നിന്ന് അടിസ്ഥാനപരമായി വ്യത്യസ്തമായ രീതിയിലാണ് ടിഡിഐ ക്യാമറകൾ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. എക്സ്പോഷർ സമയത്ത് ഇമേജിംഗ് വിഷയം ക്യാമറയ്ക്ക് കുറുകെ നീങ്ങുമ്പോൾ, ലഭിച്ച ഇമേജ് നിർമ്മിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ചാർജുകളും സമന്വയത്തിൽ തുടരും. എക്സ്പോഷർ സമയത്ത്, ഇമേജിംഗ് വിഷയത്തിന്റെ ചലനവുമായി സമന്വയിപ്പിച്ച്, ക്യാമറയിലുടനീളം ഒരു വരി പിക്സലിൽ നിന്ന് അടുത്ത വരിയിലേക്ക് എല്ലാ സ്വായത്തമാക്കിയ ചാർജുകളും ഷഫിൾ ചെയ്യാൻ ടിഡിഐ ക്യാമറകൾക്ക് കഴിയും. വിഷയം ക്യാമറയ്ക്ക് കുറുകെ നീങ്ങുമ്പോൾ, ഓരോ വരിയും ('ടിഡിഐ സ്റ്റേജ്' എന്നറിയപ്പെടുന്നു), ക്യാമറ വിഷയത്തിന് മുന്നിൽ തുറന്നുകാട്ടാനും സിഗ്നൽ ശേഖരിക്കാനും ഒരു പുതിയ അവസരം നൽകുന്നു.

ഒരു നിര ചാർജുകൾ ക്യാമറയുടെ അറ്റത്ത് എത്തിക്കഴിഞ്ഞാൽ, മൂല്യങ്ങൾ വായിച്ച് ചിത്രത്തിന്റെ ഒരു ഏകമാന സ്ലൈസായി സംഭരിക്കപ്പെടും. ക്യാമറ വായിക്കുമ്പോൾ ചിത്രത്തിന്റെ ഓരോ തുടർച്ചയായ സ്ലൈസും ഒരുമിച്ച് ഒട്ടിച്ചാണ് 2-D ഇമേജ് രൂപപ്പെടുന്നത്. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ചിത്രത്തിലെ ഓരോ വരി പിക്സലുകളും ഇമേജിംഗ് വിഷയത്തിന്റെ അതേ 'സ്ലൈസ്' ട്രാക്ക് ചെയ്യുകയും ചിത്രീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതായത് ചലനം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, മങ്ങൽ ഉണ്ടാകില്ല.

●256x ദൈർഘ്യമേറിയ എക്‌സ്‌പോഷർ

TDI ക്യാമറകളിൽ, ചിത്രത്തിന്റെ ഫലപ്രദമായ എക്സ്പോഷർ സമയം, വിഷയത്തിലെ ഒരു ബിന്ദു ഓരോ വരി പിക്സലുകളും കടക്കാൻ എടുക്കുന്ന മുഴുവൻ സമയവും കണക്കാക്കുന്നു, ചില TDI ക്യാമറകളിൽ 256 ഘട്ടങ്ങൾ വരെ ലഭ്യമാണ്. ഇതിനർത്ഥം ലഭ്യമായ എക്സ്പോഷർ സമയം ഒരു ഏരിയ-സ്കാൻ ക്യാമറയ്ക്ക് നേടാൻ കഴിയുന്നതിനേക്കാൾ 256 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ് എന്നാണ്.

ഇത് രണ്ട് മെച്ചപ്പെടുത്തലുകളിൽ ഒന്നോ അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടിന്റെയും സന്തുലിതാവസ്ഥ കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ഒന്നാമതായി, ഇമേജിംഗ് വേഗതയിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവ് കൈവരിക്കാൻ കഴിയും. ഒരു ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇമേജിംഗ് സബ്ജക്റ്റിന് 256x വരെ വേഗത്തിൽ നീങ്ങാൻ കഴിയും, അതേസമയം അതേ അളവിലുള്ള സിഗ്നൽ പിടിച്ചെടുക്കാനും കഴിയും, ഇത് ക്യാമറയുടെ ലൈൻ റേറ്റ് നിലനിർത്താൻ ആവശ്യമായ വേഗത നൽകുന്നു.

മറുവശത്ത്, കൂടുതൽ സംവേദനക്ഷമത ആവശ്യമാണെങ്കിൽ, കൂടുതൽ എക്സ്പോഷർ സമയം വളരെ ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ചിത്രങ്ങൾ, കുറഞ്ഞ പ്രകാശ തീവ്രത അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടും പ്രാപ്തമാക്കും.

●സ്റ്റിച്ചിംഗ് ഇല്ലാതെ വലിയ ഡാറ്റ ത്രൂപുട്ട്

TDI ക്യാമറ തുടർച്ചയായ 1-ഡൈമൻഷണൽ സ്ലൈസുകളിൽ നിന്ന് ഒരു 2-ഡൈമൻഷണൽ ഇമേജ് നിർമ്മിക്കുന്നതിനാൽ, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഇമേജ് ആവശ്യമുള്ളത്ര വലുതായിരിക്കും. 'തിരശ്ചീന' ദിശയിലുള്ള പിക്സലുകളുടെ എണ്ണം ക്യാമറയുടെ വീതി, ഉദാഹരണത്തിന് 9072 പിക്സലുകൾ എന്നിവയാൽ നൽകപ്പെടുമ്പോൾ, ചിത്രത്തിന്റെ 'ലംബ' വലുപ്പം പരിധിയില്ലാത്തതാണ്, കൂടാതെ ക്യാമറ എത്ര സമയം പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് ഇത് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. 510kHz വരെയുള്ള ലൈൻ നിരക്കുകളിൽ, ഇത് വമ്പിച്ച ഡാറ്റ ത്രൂപുട്ട് നൽകാൻ കഴിയും.

ഇതോടൊപ്പം, TDI ക്യാമറകൾക്ക് വളരെ വിശാലമായ വ്യൂ ഫീൽഡുകൾ നൽകാൻ കഴിയും. ഉദാഹരണത്തിന്, 5µm പിക്സലുകളുള്ള ഒരു 9072 പിക്സൽ ക്യാമറ ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനിൽ 45mm തിരശ്ചീന വ്യൂ ഫീൽഡ് നൽകുന്നു. 5µm പിക്സൽ ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് ഒരേ ഇമേജിംഗ് വീതി കൈവരിക്കുന്നതിന് വശങ്ങളിലായി മൂന്ന് 4K ക്യാമറകൾ വരെ ആവശ്യമാണ്.

●ലൈൻ സ്കാൻ ക്യാമറകളെ അപേക്ഷിച്ച് മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ

ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറകളെ അപേക്ഷിച്ച് TDI ക്യാമറകൾ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ മാത്രമല്ല നൽകുന്നത്. ഒരു വരി പിക്സലുകൾ മാത്രം പകർത്തുന്ന ലൈൻ സ്കാൻ ക്യാമറകൾക്കും, ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറകളുടേതുപോലുള്ള പ്രകാശ തീവ്രത, ഹ്രസ്വമായ എക്സ്പോഷർ എന്നിവയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നിരവധി പ്രശ്നങ്ങൾ നേരിടുന്നു.

TDI ക്യാമറകളെപ്പോലെ, ലൈൻ സ്കാൻ ക്യാമറകളും ലളിതമായ സജ്ജീകരണത്തിലൂടെ കൂടുതൽ തുല്യമായ പ്രകാശം നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഇമേജ് സ്റ്റിച്ചിംഗിന്റെ ആവശ്യകത ഒഴിവാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള ചിത്രത്തിന് ആവശ്യമായ സിഗ്നൽ പകർത്താൻ അവയ്ക്ക് പലപ്പോഴും വളരെ തീവ്രമായ പ്രകാശവും/അല്ലെങ്കിൽ മന്ദഗതിയിലുള്ള വിഷയ ചലനവും ആവശ്യമായി വന്നേക്കാം. TDI ക്യാമറകൾ പ്രാപ്തമാക്കുന്ന ദൈർഘ്യമേറിയ എക്സ്പോഷറുകളും വേഗതയേറിയ വിഷയ വേഗതയും കുറഞ്ഞ തീവ്രതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു, അതേസമയം ഇമേജിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനൊപ്പം കുറഞ്ഞ ചെലവിലുള്ള ലൈറ്റിംഗ് ഉപയോഗിക്കാം. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു പ്രൊഡക്ഷൻ ലൈനിന് ഉയർന്ന വിലയുള്ളതും ഉയർന്ന വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം ആവശ്യമുള്ളതുമായ ഹാലൊജൻ ലൈറ്റുകളിൽ നിന്ന് DC പവർ ആവശ്യമുള്ള LED ലൈറ്റിംഗിലേക്ക് മാറാൻ കഴിഞ്ഞേക്കും.

ടിഡിഐ ക്യാമറകൾ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഒരു ക്യാമറ സെൻസറിൽ TDI ഇമേജിംഗ് എങ്ങനെ നേടാം എന്നതിന് മൂന്ന് പൊതു മാനദണ്ഡങ്ങളുണ്ട്.

● സിസിഡി ടിഡിഐ– ഡിജിറ്റൽ ക്യാമറകളുടെ ഏറ്റവും പഴയ രീതിയിലുള്ളതാണ് സി.സി.ഡി ക്യാമറകൾ. അവയുടെ ഇലക്ട്രോണിക് ഡിസൈൻ കാരണം, സി.സി.ഡിയിൽ ടി.ഡി.ഐ സ്വഭാവം കൈവരിക്കുന്നത് താരതമ്യേന വളരെ ലളിതമാണ്, പല ക്യാമറ സെൻസറുകളും ഈ രീതിയിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ അന്തർലീനമായി പ്രാപ്തമാണ്. അതിനാൽ ടി.ഡി.ഐ സി.സി.ഡികൾ പതിറ്റാണ്ടുകളായി ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്.

എന്നിരുന്നാലും, CCD സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് അതിന്റേതായ പരിമിതികളുണ്ട്. CCD TDI ക്യാമറകൾക്ക് സാധാരണയായി ലഭ്യമായ ഏറ്റവും ചെറിയ പിക്സൽ വലുപ്പം ഏകദേശം 12µm x 12µm ആണ് - ഇത് ചെറിയ പിക്സൽ എണ്ണങ്ങൾക്കൊപ്പം, ക്യാമറകളുടെ സൂക്ഷ്മ വിശദാംശങ്ങൾ പരിഹരിക്കാനുള്ള കഴിവുകളെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. മാത്രമല്ല, മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളെ അപേക്ഷിച്ച് അക്വിസിഷൻ വേഗത കുറവാണ്, അതേസമയം കുറഞ്ഞ പ്രകാശ ഇമേജിംഗിലെ ഒരു പ്രധാന പരിമിതി ഘടകമായ റീഡ് നോയ്‌സ് കൂടുതലാണ്. വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും കൂടുതലാണ്, ചില ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ഇത് ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്. ഇത് CMOS ആർക്കിടെക്ചറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി TDI ക്യാമറകൾ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള ആഗ്രഹത്തിലേക്ക് നയിച്ചു.

●ആദ്യകാല CMOS TDI: വോൾട്ടേജ്-ഡൊമെയ്ൻ, ഡിജിറ്റൽ സംഗ്രഹം

സി‌സി‌ഡി ക്യാമറകളുടെ ശബ്ദ, വേഗത പരിമിതികളെ സി‌എം‌ഒ‌എസ് ക്യാമറകൾ മറികടക്കുന്നു, അതേസമയം കുറഞ്ഞ പവർ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെറിയ പിക്‌സൽ വലുപ്പങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, പിക്‌സൽ രൂപകൽപ്പന കാരണം സി‌എം‌ഒ‌എസ് ക്യാമറകളിൽ ടി‌ഡി‌ഐ സ്വഭാവം കൈവരിക്കാൻ വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു. സെൻസർ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് സി‌സി‌ഡികൾ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകളെ പിക്‌സലിൽ നിന്ന് പിക്‌സലിലേക്ക് ഭൗതികമായി നീക്കുമ്പോൾ, സി‌എം‌ഒ‌എസ് ക്യാമറകൾ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകളിലെ സിഗ്നലുകളെ റീഡ്ഔട്ടിന് മുമ്പ് ഓരോ പിക്‌സലിലെയും വോൾട്ടേജുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു.

2001 മുതൽ ഒരു CMOS സെൻസറിലെ TDI സ്വഭാവം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, എന്നിരുന്നാലും, ഒരു വരിയിൽ നിന്ന് അടുത്ത വരിയിലേക്ക് എക്സ്പോഷർ നീങ്ങുമ്പോൾ സിഗ്നലിന്റെ 'ശേഖരണം' എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യാമെന്ന വെല്ലുവിളി പ്രധാനമായിരുന്നു. വാണിജ്യ ക്യാമറകളിൽ ഇന്നും ഉപയോഗിക്കുന്ന CMOS TDI-യുടെ രണ്ട് ആദ്യകാല രീതികൾ വോൾട്ടേജ്-ഡൊമെയ്ൻ അക്യുമുലേഷൻ, ഡിജിറ്റൽ സമ്മിംഗ് TDI CMOS എന്നിവയാണ്. വോൾട്ടേജ്-ഡൊമെയ്ൻ അക്യുമുലേഷൻ ക്യാമറകളിൽ, ഇമേജിംഗ് സബ്ജക്റ്റ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ ഓരോ വരി സിഗ്നൽ നേടുമ്പോൾ, നേടിയ വോൾട്ടേജ് ചിത്രത്തിന്റെ ആ ഭാഗത്തിന്റെ മൊത്തം അക്വിസിഷനിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണിക് ആയി ചേർക്കുന്നു. ഈ രീതിയിൽ വോൾട്ടേജുകൾ ശേഖരിക്കുന്നത് ചേർക്കുന്ന ഓരോ അധിക TDI ഘട്ടത്തിനും അധിക ശബ്‌ദം അവതരിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് അധിക ഘട്ടങ്ങളുടെ ഗുണങ്ങളെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. രേഖീയതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പ്രശ്‌നങ്ങൾ കൃത്യമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഈ ക്യാമറകളുടെ ഉപയോഗത്തെയും വെല്ലുവിളിക്കുന്നു.

രണ്ടാമത്തെ രീതി ഡിജിറ്റൽ സമ്മിംഗ് ടിഡിഐ ആണ്. ഈ രീതിയിൽ, ഇമേജിംഗ് സബ്ജക്റ്റ് ഒരു വരി പിക്സലുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ എടുക്കുന്ന സമയവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന വളരെ ചെറിയ എക്സ്പോഷർ ഉപയോഗിച്ച് ഏരിയ സ്കാൻ മോഡിൽ ഒരു സിഎംഒഎസ് ക്യാമറ ഫലപ്രദമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. എന്നാൽ, ഓരോ തുടർച്ചയായ ഫ്രെയിമിൽ നിന്നുമുള്ള വരികൾ ഡിജിറ്റലായി ഒരുമിച്ച് ചേർക്കുന്നതിലൂടെ ഒരു ടിഡിഐ ഇഫക്റ്റ് ലഭിക്കും. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ചിത്രത്തിലെ ഓരോ വരി പിക്സലുകൾക്കും മുഴുവൻ ക്യാമറയും വായിക്കേണ്ടതിനാൽ, ഈ ഡിജിറ്റൽ കൂട്ടിച്ചേർക്കൽ ഓരോ വരിയ്ക്കും വായനാ ശബ്ദം ചേർക്കുകയും അക്വിസിഷന്റെ വേഗത പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

●ആധുനിക നിലവാരം: ചാർജ്-ഡൊമെയ്ൻ TDI CMOS, അല്ലെങ്കിൽ CCD-on-CMOS TDI

മുകളിൽ പറഞ്ഞ CMOS TDI യുടെ പരിമിതികൾ അടുത്തിടെ ചാർജ്-ഡൊമെയ്ൻ അക്യുമുലേഷൻ TDI CMOS, CCD-on-CMOS TDI എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, അവതരിപ്പിച്ചതിലൂടെ മറികടക്കാൻ കഴിഞ്ഞു. ഈ സെൻസറുകളുടെ പ്രവർത്തനം [ആനിമേഷൻ 1]-ൽ പ്രദർശിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, ഈ സെൻസറുകൾ വ്യക്തിഗത ചാർജുകളുടെ തലത്തിൽ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകൾ ചേർത്തുകൊണ്ട് ഓരോ TDI ഘട്ടത്തിലും സിഗ്നൽ ശേഖരിക്കുന്നതിലൂടെ ഒരു പിക്സലിൽ നിന്ന് അടുത്തതിലേക്ക് CCD പോലുള്ള ചാർജുകളുടെ ചലനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. ഇത് ഫലപ്രദമായി ശബ്ദരഹിതമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, CMOS റീഡൗട്ട് ആർക്കിടെക്ചറിന്റെ ഉപയോഗത്തിലൂടെ CCD TDI യുടെ പരിമിതികൾ മറികടക്കുന്നു, ഇത് CMOS ക്യാമറകൾക്ക് പൊതുവായുള്ള ഉയർന്ന വേഗത, കുറഞ്ഞ ശബ്ദം, കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം എന്നിവ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

ടിഡിഐ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ: എന്താണ് പ്രധാനം?

●സാങ്കേതികവിദ്യ:മുകളിൽ ചർച്ച ചെയ്തതുപോലെ ഏത് സെൻസർ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് എന്നതാണ് ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഘടകം. ചാർജ്-ഡൊമെയ്ൻ CMOS TDI മികച്ച പ്രകടനം നൽകും.

●ടിഡിഐ ഘട്ടങ്ങൾ:സെൻസറിന്റെ വരികളിൽ സിഗ്നൽ ശേഖരിക്കാൻ കഴിയുന്ന എണ്ണമാണിത്. ഒരു ക്യാമറയ്ക്ക് കൂടുതൽ TDI ഘട്ടങ്ങൾ ഉള്ളതിനാൽ, അതിന്റെ ഫലപ്രദമായ എക്സ്പോഷർ സമയം കൂടുതൽ നീണ്ടുനിൽക്കും. അല്ലെങ്കിൽ, ഇമേജിംഗ് വിഷയത്തിന് വേഗത്തിൽ നീങ്ങാൻ കഴിയും, ഇത് ക്യാമറയ്ക്ക് മതിയായ ലൈൻ റേറ്റ് നൽകുന്നുണ്ടെങ്കിൽ.

●ലൈൻ നിരക്ക്:ക്യാമറയ്ക്ക് സെക്കൻഡിൽ എത്ര വരികൾ വായിക്കാൻ കഴിയും. ക്യാമറയ്ക്ക് നിലനിർത്താൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി ചലന വേഗത ഇത് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

●ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത: വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിൽ പ്രകാശത്തോടുള്ള ക്യാമറയുടെ സംവേദനക്ഷമതയെ ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഒരു ഇൻസിഡന്റ് ഫോട്ടോൺ കണ്ടെത്തി ഒരു ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ ഉത്പാദിപ്പിക്കാനുള്ള സാധ്യത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ. ഉയർന്ന ക്വാണ്ടം കാര്യക്ഷമത കുറഞ്ഞ പ്രകാശ ശക്തി അല്ലെങ്കിൽ അതേ സിഗ്നൽ ലെവലുകൾ നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് വേഗത്തിലുള്ള പ്രവർത്തനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യും.

കൂടാതെ, നല്ല സംവേദനക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയുന്ന തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയിലും ക്യാമറകൾ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, ചില ക്യാമറകൾ സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ അൾട്രാ വയലറ്റ് (UV) അവസാനം വരെ, ഏകദേശം 200nm തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ സംവേദനക്ഷമത വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

●നോയ്‌സ് വായിക്കുക:ക്യാമറയുടെ സെൻസിറ്റിവിറ്റിയിലെ മറ്റൊരു പ്രധാന ഘടകമാണ് റീഡ് നോയ്‌സ്, ഇത് ക്യാമറയുടെ നോയ്‌സ് ഫ്ലോറിന് മുകളിൽ കണ്ടെത്താൻ കഴിയുന്ന ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സിഗ്നൽ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഉയർന്ന റീഡ് നോയ്‌സിൽ, ഇരുണ്ട സവിശേഷതകൾ കണ്ടെത്താനാകില്ല, കൂടാതെ ഡൈനാമിക് റേഞ്ച് ഗണ്യമായി കുറയുന്നു, അതായത് കൂടുതൽ പ്രകാശം അല്ലെങ്കിൽ കൂടുതൽ എക്‌സ്‌പോഷർ സമയം & വേഗത കുറഞ്ഞ ചലന വേഗത എന്നിവ ഉപയോഗിക്കണം.

ടിഡിഐ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ: എന്താണ് പ്രധാനം?

നിലവിൽ, വെബ് പരിശോധന, ഇലക്ട്രോണിക്സ്, നിർമ്മാണ പരിശോധന, മറ്റ് മെഷീൻ-വിഷൻ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയ്ക്കായി ടിഡിഐ ക്യാമറകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിനൊപ്പം ഫ്ലൂറസെൻസ് ഇമേജിംഗ്, സ്ലൈഡ് സ്കാനിംഗ് പോലുള്ള വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞ കുറഞ്ഞ വെളിച്ച ആപ്ലിക്കേഷനുകളും ഉണ്ട്.

എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന വേഗത, കുറഞ്ഞ ശബ്‌ദം, ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയുള്ള TDI CMOS ക്യാമറകളുടെ ആമുഖത്തോടെ, മുമ്പ് ഏരിയ-സ്‌കാൻ ക്യാമറകൾ മാത്രം ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വേഗതയും കാര്യക്ഷമതയും വർദ്ധിക്കുന്നതിനുള്ള വലിയ സാധ്യതകളുണ്ട്. ലേഖനത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഞങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ചതുപോലെ, സ്ഥിരമായ ചലനത്തിലുള്ള ഇമേജിംഗ് വിഷയങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന വേഗതയും ഉയർന്ന ഇമേജ് ഗുണങ്ങളും നേടുന്നതിന് TDI ക്യാമറകൾ ഏറ്റവും മികച്ച തിരഞ്ഞെടുപ്പായിരിക്കാം, അല്ലെങ്കിൽ സ്റ്റാറ്റിക് ഇമേജിംഗ് വിഷയങ്ങളിൽ ക്യാമറ സ്കാൻ ചെയ്യാൻ കഴിയുന്നിടത്ത്.

ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പി ആപ്ലിക്കേഷനിൽ, 5 µm പിക്സലുകളുള്ള ഒരു 9K പിക്സൽ, 256 സ്റ്റേജ് TDI ക്യാമറയുടെ സൈദ്ധാന്തിക ഏറ്റെടുക്കൽ വേഗതയെ 5 µm പിക്സലുകളുള്ള ഒരു 12MP ക്യാമറ ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറയുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാം. സ്റ്റേജ് നീക്കുന്നതിലൂടെ 20x മാഗ്നിഫിക്കേഷനുള്ള 10 x 10 mm ഏരിയ നേടുന്നത് നമുക്ക് പരിശോധിക്കാം.

1. ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറ ഉപയോഗിച്ച് 20x ഒബ്ജക്റ്റീവ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് 1.02 x 0.77 mm ഇമേജിംഗ് ഫീൽഡ് ഓഫ് വ്യൂ നൽകും.

2. TDI ക്യാമറയിൽ, 2x അധിക മാഗ്‌നിഫിക്കേഷനോടുകൂടിയ 10x ഒബ്ജക്റ്റീവ് ഉപയോഗിച്ച് മൈക്രോസ്കോപ്പ് വ്യൂ ഫീൽഡിലെ ഏത് പരിമിതിയും മറികടക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി 2.3mm തിരശ്ചീന ഇമേജിംഗ് വ്യൂ ഫീൽഡ് നൽകാനാകും.

3. സ്റ്റിച്ചിംഗ് ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ചിത്രങ്ങൾക്കിടയിൽ 2% പിക്സൽ ഓവർലാപ്പ്, സ്റ്റേജ് ഒരു നിശ്ചിത സ്ഥലത്തേക്ക് മാറ്റാൻ 0.5 സെക്കൻഡ്, എക്സ്പോഷർ സമയം 10ms എന്നിവ കണക്കാക്കിയാൽ, ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറ എടുക്കുന്ന സമയം നമുക്ക് കണക്കാക്കാം. അതുപോലെ, Y ദിശയിൽ സ്കാൻ ചെയ്യുന്നതിനായി സ്റ്റേജ് സ്ഥിരമായ ചലനത്തിൽ നിലനിർത്തിയാൽ TDI ക്യാമറ എടുക്കുന്ന സമയം നമുക്ക് കണക്കാക്കാം, ഓരോ വരിയിലും ഒരേ എക്സ്പോഷർ സമയം.

4. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറയ്ക്ക് 140 ചിത്രങ്ങൾ എടുക്കേണ്ടിവരും, സ്റ്റേജ് നീക്കാൻ 63 സെക്കൻഡ് മാത്രമേ എടുക്കൂ. ടിഡിഐ ക്യാമറയ്ക്ക് 5 ദൈർഘ്യമേറിയ ചിത്രങ്ങൾ മാത്രമേ ലഭിക്കൂ, സ്റ്റേജ് അടുത്ത നിരയിലേക്ക് മാറ്റാൻ 2 സെക്കൻഡ് മാത്രമേ എടുക്കൂ.

5. 10 x 10 മില്ലീമീറ്റർ വിസ്തീർണ്ണം നേടുന്നതിന് ചെലവഴിച്ച ആകെ സമയംഏരിയ സ്കാൻ ക്യാമറയ്ക്ക് 64.4 സെക്കൻഡ്,പിന്നെ വെറുതെടിഡിഐ ക്യാമറയ്ക്ക് 9.9 സെക്കൻഡ്.

ഒരു TDI ക്യാമറ നിങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷനുമായി പൊരുത്തപ്പെടുമോ എന്നും നിങ്ങളുടെ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുമോ എന്നും കാണാൻ താൽപ്പര്യമുണ്ടെങ്കിൽ, ഇന്ന് തന്നെ ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടുക.