25/07/29Fl-oqsma tal-immaġini b'rendiment għoli ta' bijoluminexxenza u d-detezzjoni industrijali b'veloċità għolja f'dawl baxx, il-kisba ta' bilanċ ottimali bejn il-veloċità tal-immaġini u s-sensittività ilha żmien twil ostaklu ewlieni li jillimita l-progress teknoloġiku. Soluzzjonijiet tradizzjonali ta' immaġini lineari jew ta' matriċi ta' żona spiss jiffaċċjaw kompromessi diffiċli, u dan jagħmilha diffiċli biex tinżamm kemm l-effiċjenza tad-detezzjoni kif ukoll il-prestazzjoni tas-sistema. B'riżultat ta' dan, l-aġġornamenti industrijali ġew ristretti b'mod sinifikanti.
L-introduzzjoni tat-teknoloġija TDI-sCMOS illuminata minn wara qed tibda tindirizza dawn il-limitazzjonijiet. Din it-teknoloġija innovattiva mhux biss tindirizza l-limitazzjonijiet fiżiċi tal-immaġini b'veloċità għolja f'kundizzjonijiet ta' dawl baxx iżda testendi wkoll l-applikazzjonijiet tagħha lil hinn mix-xjenzi tal-ħajja f'setturi industrijali avvanzati bħall-ispezzjoni tas-semikondutturi u l-manifattura ta' preċiżjoni. B'dawn l-iżviluppi, it-TDI-sCMOS qed issir dejjem aktar rilevanti fl-applikazzjonijiet moderni tal-immaġini industrijali.
Dan l-artiklu jiddeskrivi l-prinċipji ewlenin wara l-immaġini TDI, isegwi l-evoluzzjoni tagħha, u jiddiskuti r-rwol dejjem jikber tagħha fis-sistemi industrijali.
Nifhmu l-Prinċipji tat-TDI: Avvanz fl-Immaġini Dinamiċi
L-Integrazzjoni tad-Dewmien fil-Ħin (TDI) hija teknoloġija ta' akkwist ta' immaġni bbażata fuq il-prinċipju tal-iskannjar tal-linji li toffri żewġ karatteristiċi tekniċi sinifikanti:
Akkwist Dinamiku Sinkroniku
B'differenza mill-kameras tradizzjonali taż-żona li joperaw fuq ċiklu "stop-shot-move", is-sensuri TDI jesponu kontinwament l-immaġini waqt li jkunu qed jiċċaqalqu. Hekk kif il-kampjun jiċċaqlaq fil-kamp viżiv, is-sensur TDI jissinkronizza l-moviment tal-kolonni tal-pixel mal-veloċità tal-oġġett. Din is-sinkronizzazzjoni tippermetti espożizzjoni kontinwa u akkumulazzjoni dinamika ta' ċarġ tal-istess oġġett maż-żmien, li tippermetti immaġini effiċjenti anke b'veloċitajiet għoljin.
Dimostrazzjoni tal-Immaġini TDI: Moviment Koordinat tal-Kampjun u Integrazzjoni tal-Ċarġ
Akkumulazzjoni tad-Dominju tal-Ċarġ
Kull kolonna ta' pixel tikkonverti d-dawl li jkun dieħel f'ċarġ elettriku, li mbagħad jiġi pproċessat permezz ta' diversi stadji ta' qari ta' kampjuni. Dan il-proċess kontinwu ta' akkumulazzjoni jtejjeb b'mod effettiv is-sinjal dgħajjef b'fattur ta' N, fejn N jirrappreżenta n-numru ta' livelli ta' integrazzjoni, u b'hekk itejjeb il-proporzjon sinjal-ħoss (SNR) taħt kundizzjonijiet ta' dawl limitat.
Illustrazzjoni tal-Kwalità tal-Immaġni fi Stadji Differenti tat-TDI
L-Evoluzzjoni tat-Teknoloġija TDI: Minn CCD għal sCMOS b'Illuminazzjoni minn Wara
Is-sensuri TDI inizjalment inbnew fuq pjattaformi CCD jew CMOS illuminati minn quddiem, iżda ż-żewġ arkitetturi kellhom limitazzjonijiet meta applikati għal immaġini veloċi u b'dawl baxx.
TDI-CCD
Sensuri TDI-CCD illuminati minn wara jistgħu jiksbu effiċjenzi kwantistiċi (QE) qrib id-90%. Madankollu, l-arkitettura tal-qari serjali tagħhom tirrestrinġi l-veloċità tal-immaġini—ir-rati tal-linja tipikament jibqgħu taħt il-100 kHz, b'sensuri b'riżoluzzjoni 2K li joperaw f'madwar 50 kHz.
TDI-CMOS Illuminat minn Quddiem
Sensuri TDI-CMOS illuminati minn quddiem joffru veloċitajiet ta' qari aktar mgħaġġla, b'rati tal-linja b'riżoluzzjoni ta' 8K li jilħqu sa 400 kHz. Madankollu, fatturi strutturali jillimitaw il-QE tagħhom, speċjalment fil-medda ta' wavelength iqsar, u ħafna drabi jżommuha taħt is-60%.
Avvanz notevoli seħħ fl-2020 bir-rilaxx ta' Tucsen'sKamera Dhyana 9KTDI sCMOS, kamera TDI-sCMOS illuminata minn wara. Din timmarka qabża sinifikanti fil-kombinazzjoni ta' sensittività għolja ma' prestazzjoni TDI b'veloċità għolja:
-
Effiċjenza Kwantistika: 82% QE massimu—madwar 40% ogħla mis-sensuri TDI-CMOS konvenzjonali illuminati minn quddiem, li jagħmilha ideali għal immaġini f'dawl baxx.
-
Rata tal-Linja: 510 kHz b'riżoluzzjoni ta' 9K, li tittraduċi għal throughput tad-dejta ta' 4.59 gigapixels kull sekonda.
Din it-teknoloġija ġiet applikata għall-ewwel darba fl-iskannjar tal-fluworexxenza b'rendiment għoli, fejn il-kamera qabdet immaġni ta' 2 gigapixel ta' kampjun fluworexxenti ta' 30 mm × 17 mm f'10.1 sekondi taħt kundizzjonijiet tas-sistema ottimizzati, u wriet qligħ sostanzjali fil-veloċità tal-immaġini u l-fedeltà tad-dettall fuq sistemi konvenzjonali ta' skannjar taż-żona.
ImmaġniDhyana 9KTDI bi stadju motorizzat Zaber MVR
Objettiv10X Ħin ta' akkwist: 10.1s Ħin ta' espożizzjoni: 3.6ms
Daqs tal-immaġni30mm x 17mm 58,000 x 34,160 pixel
Vantaġġi Ewlenin tat-Teknoloġija TDI
Sensittività Għolja
Is-sensuri TDI jakkumulaw sinjali fuq espożizzjonijiet multipli, u b'hekk itejbu l-prestazzjoni f'dawl baxx. Bis-sensuri TDI-sCMOS illuminati minn wara, tista' tinkiseb effiċjenza kwantistika 'l fuq minn 80%, li tappoġġja kompiti impenjattivi bħall-immaġini bil-fluworexxenza u l-ispezzjoni f'kamp skur.
Prestazzjoni ta' Veloċità Għolja
Is-sensuri TDI huma ddisinjati għal immaġini b'rendiment għoli, u jaqbdu oġġetti li jiċċaqalqu malajr b'ċarezza eċċellenti. Billi jissinkronizza l-qari tal-pixel mal-moviment tal-oġġett, it-TDI jelimina virtwalment iċ-ċajpir tal-moviment u jappoġġja spezzjoni bbażata fuq conveyor, skennjar f'ħin reali, u xenarji oħra b'rendiment għoli.
Proporzjon Sinjal-Ħoss (SNR) Imtejjeb
Billi jintegraw sinjali f'diversi stadji, is-sensuri TDI jistgħu jipproduċu immaġni ta' kwalità ogħla b'inqas illuminazzjoni, u b'hekk inaqqsu r-riskji ta' fotoibbliċjar f'kampjuni bijoloġiċi u jimminimizzaw l-istress termali f'materjali sensittivi.
Suxxettibilità Mnaqqsa għall-Interferenza Ambjentali
B'differenza mis-sistemi ta' skennjar taż-żona, is-sensuri TDI huma inqas affettwati mid-dawl ambjentali jew mir-riflessjonijiet minħabba l-espożizzjoni sinkronizzata linja b'linja tagħhom, u dan jagħmilhom aktar robusti f'ambjenti industrijali kumplessi.
Eżempju ta' Applikazzjoni: Spezzjoni tal-Wafer
Fis-settur tas-semikondutturi, il-kameras sCMOS b'skennjar taż-żona kienu komunement użati għad-detezzjoni f'dawl baxx minħabba l-veloċità u s-sensittività tagħhom. Madankollu, dawn is-sistemi jista' jkollhom żvantaġġi:
-
Kamp Viżiv Limitat: Ikollhom bżonn jingħaqdu diversi frejms flimkien, u dan jirriżulta fi proċessi li jieħdu ħafna ħin.
-
Skennjar aktar bil-mod: Kull skennjar jeħtieġ li tistenna li l-istadju joqgħod qabel ma tinqabad l-immaġni li jmiss.
-
Artefatti tal-Ħjata: Lakuni u inkonsistenzi fl-immaġni jaffettwaw il-kwalità tal-iskennjar.
L-immaġini TDI tgħin biex tindirizza dawn l-isfidi:
-
Skennjar Kontinwu: It-TDI jappoġġja skens kbar u mingħajr interruzzjoni mingħajr il-ħtieġa ta' ħjata ta' frejms.
-
Akkwist Aktar Mgħaġġel: Rati għoljin tal-linja (sa 1 MHz) jeliminaw id-dewmien bejn il-qbid.
-
Uniformità Mtejba tal-Immaġni: Il-metodu tal-iskannjar tal-linja tat-TDI jimminimizza d-distorsjoni tal-perspettiva u jiżgura preċiżjoni ġeometrika fl-iskannjar kollu.
TDI VS Skennjar taż-Żona
IllustrazzjoniIt-TDI jippermetti proċess ta' akkwist aktar kontinwu u bla xkiel
Il-kamera Gemini 8KTDI sCMOS ta' Tucsen kienet effettiva fl-ispezzjoni tal-wejfer ultravjola fil-fond. Skont it-testijiet interni ta' Tucsen, il-kamera tikseb 63.9% QE f'266 nm u żżomm l-istabbiltà tat-temperatura taċ-ċippa f'0°C fuq użu estiż—importanti għal applikazzjonijiet sensittivi għall-UV.
Użu li qed Jespandi: Minn Immaġini Speċjalizzati għal Integrazzjoni tas-Sistema
It-TDI m'għadhiex limitata għal applikazzjonijiet niċċa jew ittestjar ta' riferiment. L-enfasi mxiet lejn integrazzjoni prattika f'sistemi industrijali.
Is-serje Gemini TDI ta' Tucsen toffri żewġ tipi ta' soluzzjonijiet:
1. Mudelli EwleninIddisinjati għal każijiet ta' użu avvanzati bħall-ispezzjoni tal-wejfer front-end u d-detezzjoni ta' difetti UV. Dawn il-mudelli jagħtu prijorità lis-sensittività għolja, l-istabbiltà, u r-rendiment.
2. Varjanti KompattiIżgħar, imkessħin bl-arja, u b'konsum ta' enerġija aktar baxx—aktar adattati għal sistemi integrati. Dawn il-mudelli jinkludu interfejsijiet CXP (CoaXPress) b'veloċità għolja għal integrazzjoni simplifikata.
Minn immaġini b'rendiment għoli fix-xjenzi tal-ħajja għal spezzjoni ta' preċiżjoni tas-semikondutturi, it-TDI-sCMOS illuminat minn wara qed ikollu rwol dejjem aktar importanti fit-titjib tal-flussi tax-xogħol tal-immaġini.
Mistoqsijiet Frekwenti
M1: Kif jaħdem it-TDI?
It-TDI jissinkronizza t-trasferiment tal-ċarġ bejn ir-ringieli tal-pixels mal-moviment tal-oġġett. Hekk kif l-oġġett jiċċaqlaq, kull ringiela takkumula espożizzjoni oħra, u b'hekk iżżid is-sensittività, speċjalment f'applikazzjonijiet b'dawl baxx u veloċità għolja.
M2: Fejn tista' tintuża t-teknoloġija TDI?
It-TDI hija ideali għall-ispezzjoni tas-semikondutturi, l-iskannjar tal-fluworexxenza, l-ispezzjoni tal-PCB, u applikazzjonijiet oħra ta' immaġini b'riżoluzzjoni għolja u veloċità għolja fejn iċ-ċajpir tal-moviment u l-illuminazzjoni baxxa huma ta' tħassib.
M3: X'għandi nikkunsidra meta nagħżel kamera TDI għal applikazzjonijiet industrijali?
Meta tagħżel kamera TDI, fatturi importanti jinkludu r-rata tal-linja, l-effiċjenza kwantistika, ir-riżoluzzjoni, ir-rispons spettrali (speċjalment għal applikazzjonijiet UV jew NIR), u l-istabbiltà termali.
Għal spjegazzjoni dettaljata dwar kif tikkalkula r-rata tal-linja, irreferi għall-artiklu tagħna:
Serje TDI – Kif Tikkalkula l-Frekwenza tal-Linja tal-Kamera
Tucsen Photonics Co., Ltd. Id-drittijiet kollha riżervati. Meta tikkwota, jekk jogħġbok agħraf is-sors:www.tucsen.com
