23/10/10وقت جي دير ۽ انضمام (TDI) تصوير ڪيپچر جو هڪ طريقو آهي جيڪو لائن اسڪيننگ جي اصول تي ٺهيل آهي، جتي هڪ طرفي تصويرن جو هڪ سلسلو ورتو ويندو آهي ته جيئن نموني جي حرڪت ۽ تصوير جي سلائس ڪيپچر کي ٽرگر ڪندي وقت مقرر ڪري هڪ تصوير پيدا ڪري سگهجي. جيتوڻيڪ هي ٽيڪنالاجي ڏهاڪن کان موجود آهي، اهو عام طور تي گهٽ حساسيت واري ايپليڪيشنن سان لاڳاپيل آهي، جهڙوڪ ويب انسپيڪشن.
ڪيمرائن جي هڪ نئين نسل sCMOS جي حساسيت کي TDI جي رفتار سان گڏ ڪيو آهي ته جيئن علائقي جي اسڪين جي برابر معيار جي تصوير ڪيپچر پيش ڪري سگهجي پر تيز ٿرو پُٽ جي امڪان سان. اهو خاص طور تي انهن حالتن ۾ واضح آهي جتي گهٽ روشني واري حالتن ۾ وڏن نمونن جي تصوير جي ضرورت هوندي آهي. هن ٽيڪنيڪل نوٽ ۾، اسان بيان ڪريون ٿا ته TDI اسڪيننگ ڪيئن ڪم ڪري ٿي، ۽ تصوير ڪيپچر جي وقت جو مقابلو هڪ مقابلي واري وڏي علائقي جي اسڪيننگ ٽيڪنڪ، ٽائل ۽ سلائي اميجنگ سان ڪريون ٿا.
لائن اسڪيننگ کان TDI تائين
لائن اسڪين اميجنگ هڪ اميجنگ ٽيڪنڪ آهي جيڪا پکسلز جي هڪ لائن (جنهن کي ڪالم يا اسٽيج چيو ويندو آهي) استعمال ڪندي تصوير جو هڪ ٽڪرو ورتو ويندو آهي جڏهن ته هڪ نمونو حرڪت ۾ هوندو آهي. برقي ٽرگرنگ ميڪانيزم استعمال ڪندي، تصوير جو هڪ واحد 'سلائس' ورتو ويندو آهي جيئن نمونو سينسر مان گذري ٿو. ڪئميرا ٽرگر ريٽ کي اسڪيل ڪندي تصوير کي نموني جي حرڪت سان قدم ۾ پڪڙڻ ۽ انهن تصويرن کي پڪڙڻ لاءِ فريم گريبر استعمال ڪندي، انهن کي تصوير کي ٻيهر تعمير ڪرڻ لاءِ گڏ ڪري سگهجي ٿو.
TDI تصوير هڪ نموني جي تصوير ڪيپچر جي هن اصول تي ٺاهي ٿي، جڏهن ته، قبضو ڪيل فوٽو اليڪٽرانن جي تعداد کي وڌائڻ لاءِ ڪيترن ئي مرحلن کي استعمال ڪري ٿي. جيئن نمونو هر مرحلي مان گذري ٿو، وڌيڪ معلومات گڏ ڪئي ويندي آهي ۽ اڳوڻي مرحلن مان قبضو ڪيل موجوده فوٽو اليڪٽرانن ۾ شامل ڪئي ويندي آهي ۽ CCD ڊوائيسز جي ساڳئي عمل ۾ شفل ڪئي ويندي آهي. جيئن نمونو آخري مرحلي مان گذري ٿو، گڏ ڪيل فوٽو اليڪٽران هڪ ريڊ آئوٽ ڏانهن موڪليا ويندا آهن، ۽ رينج ۾ مربوط سگنل هڪ تصوير سلائس پيدا ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. شڪل 1 ۾، پنج TDI ڪالمن (مرحلن) سان هڪ ڊوائيس تي تصوير ڪيپچر ڏيکاريو ويو آهي.
شڪل 1: TDI ٽيڪنالاجي استعمال ڪندي تصوير ڪيپچر جو هڪ متحرڪ مثال. هڪ نمونو (نيرو T) هڪ TDI تصوير ڪيپچر ڊيوائس (5 پکسلز جو ڪالم، 5 TDI اسٽيج) مٿان گذريو ويندو آهي، ۽ هر اسٽيج ۾ فوٽو اليڪٽران کي ڪيپچر ڪيو ويندو آهي ۽ سگنل ليول ۾ شامل ڪيو ويندو آهي. هڪ ريڊ آئوٽ ان کي ڊجيٽل تصوير ۾ تبديل ڪري ٿو.
1a: تصوير (هڪ نيرو T) اسٽيج تي متعارف ڪرايو ويو آهي؛ T حرڪت ۾ آهي جيئن ڊوائيس تي ڏيکاريل آهي.
1b: جيئن ئي T پهرين مرحلي مان گذري ٿو، TDI ڪئميرا فوٽو اليڪٽران کي قبول ڪرڻ لاءِ متحرڪ ٿئي ٿو جيڪي پڪسلز پاران قبضو ڪيا ويندا آهن جيئن اهي TDI سينسر تي پهرين مرحلي کي ماريندا آهن. هر ڪالم ۾ پڪسلز جو هڪ سلسلو هوندو آهي جيڪو انفرادي طور تي فوٽو اليڪٽران کي قبضو ڪندا آهن.
1c: اهي پڪڙيل فوٽو اليڪٽران ٻئي مرحلي ڏانهن منتقل ڪيا ويندا آهن، جتي هر ڪالم پنهنجي سگنل ليول کي ايندڙ مرحلي ڏانهن ڌڪيندو آهي.
1d: نموني جي هڪ پڪسل جي مفاصلي جي حرڪت سان، اسٽيج ٻئي تي فوٽو اليڪٽران جو ٻيو سيٽ قبضو ڪيو ويندو آهي، ۽ اڳ ۾ قبضو ڪيل ماڻهن ۾ شامل ڪيو ويندو آهي، سگنل وڌائيندو آهي. اسٽيج 1 ۾، فوٽو اليڪٽران جو هڪ نئون سيٽ قبضو ڪيو ويندو آهي، جيڪو تصوير قبضو جي ايندڙ سلائس سان مطابقت رکي ٿو.
1e: اسٽيج 1d ۾ بيان ڪيل تصوير ڪيپچر جي عملن کي بار بار ورجايو ويندو آهي جيئن تصوير سينسر کان گذري ٿي. اهو مرحلن مان فوٽو اليڪٽران مان سگنل ٺاهيندو آهي. سگنل کي ريڊ آئوٽ ۾ منتقل ڪيو ويندو آهي، جيڪو فوٽو اليڪٽران سگنل کي ڊجيٽل ريڊ آئوٽ ۾ تبديل ڪري ٿو.
1f: ڊجيٽل ريڊ آئوٽ هڪ تصوير جي ڪالمن جي طور تي ڪالمن جي طور تي ڏيکاريو ويندو آهي. هي تصوير جي ڊجيٽل تعمير نو جي اجازت ڏئي ٿو.
جيئن ته TDI ڊوائيس هڪ ئي وقت هڪ اسٽيج کان ٻئي اسٽيج تائين فوٽو اليڪٽران منتقل ڪرڻ جي قابل آهي، ۽ نموني جي حرڪت دوران پهرين اسٽيج کان نوان فوٽو اليڪٽران قبضو ڪرڻ جي قابل آهي، تصوير کي قبضو ڪيل قطارن جي تعداد ۾ مؤثر طور تي لامحدود ٿي سگهي ٿو. ٽرگر ريٽ، جيڪي تصوير جي قبضي جي وقت جو تعداد طئي ڪن ٿا (شڪل 1a)، سوين kHz جي ترتيب تي ٿي سگهن ٿا.
شڪل 2 جي مثال ۾، هڪ 29 x 17 ملي ميٽر مائڪروسڪوپ سلائيڊ 5 µm پڪسل TDI ڪئميرا استعمال ڪندي 10.1 سيڪنڊن ۾ قبضو ڪيو ويو. اهم زوم ليول تي به، بلور جي سطح گهٽ ۾ گهٽ آهي. هي هن ٽيڪنالاجي جي پوئين نسلن تي هڪ وڏي ترقي جي نمائندگي ڪري ٿو.
وڌيڪ تفصيل لاءِ، جدول 1 10، 20، ۽ 40 x زوم تي عام نموني جي سائيز جي هڪ سيريز لاءِ نمائندگي ڪندڙ تصويري وقت ڏيکاري ٿو.
شڪل 2: ٽڪسن 9kTDI استعمال ڪندي پڪڙيل فلوروسينٽ نموني جي تصوير. نمائش 10 ايم ايس، پڪڙڻ جو وقت 10.1 سيڪنڊ.
ٽيبل 1: 1 ۽ 10 ايم ايس ايڪسپوزر وقت لاءِ 10، 20، ۽ 40 x تي زبر ايم وي آر سيريز موٽرائيزڊ اسٽيج تي ٽڪسن 9kTDI ڪئميرا استعمال ڪندي مختلف نمونن جي سائزن (سيڪنڊن) جي ڪيپچر وقت جو ميٽرڪس.
ايريا اسڪين اميجنگ
sCMOS ڪيمرائن ۾ ايريا اسڪين اميجنگ ۾ پکسلز جي 2-dimensional صف استعمال ڪندي هڪ ئي وقت هڪ پوري تصوير کي ڪيپچر ڪرڻ شامل آهي. هر پکسل روشني کي ڪيپچر ڪري ٿو، ان کي فوري پروسيسنگ لاءِ برقي سگنلن ۾ تبديل ڪري ٿو ۽ اعليٰ ريزوليوشن ۽ رفتار سان هڪ مڪمل تصوير ٺاهي ٿو. هڪ تصوير جي سائيز جيڪا هڪ واحد نمائش ۾ ڪيپچر ڪري سگهجي ٿي، پکسل سائيز، ميگنيفڪيشن، ۽ صف ۾ پکسلز جي تعداد جي ذريعي سنڀالي ويندي آهي، في (1)
معياري صف لاءِ، ڏسڻ جو ميدان ڏنل آهي (2)
اهڙين حالتن ۾ جتي هڪ نمونو ڪئميرا جي ڏسڻ جي ميدان لاءِ تمام وڏو آهي، هڪ تصوير کي ڏسڻ جي ميدان جي سائيز جي تصويرن جي گرڊ ۾ الڳ ڪري ٺاهي سگهجي ٿو. انهن تصويرن جي گرفتاري هڪ نموني جي پيروي ڪري ٿي، جتي اسٽيج گرڊ تي هڪ پوزيشن ڏانهن منتقل ٿيندو، اسٽيج آباد ٿيندو، ۽ پوءِ تصوير قبضو ڪندي. رولنگ شٽر ڪيمرائن ۾، شٽر جي گردش دوران هڪ اضافي انتظار جو وقت هوندو آهي. اهي تصويرون ڪئميرا جي پوزيشن کي منتقل ڪندي ۽ انهن کي گڏ ڪري پڪڙي سگهجن ٿيون. شڪل 3 فلوروسينس مائڪروسڪوپي جي تحت انساني سيل جي هڪ وڏي تصوير ڏيکاري ٿي جيڪا 16 ننڍين تصويرن کي گڏ ڪري ٺاهي وئي آهي.
شڪل 3: ٽائل ۽ سلائي اميجنگ استعمال ڪندي ايريا اسڪين ڪئميرا پاران انساني سيل جي هڪ سلائيڊ کي پڪڙيو پيو وڃي.
عام طور تي، وڌيڪ تفصيل کي حل ڪرڻ لاءِ وڌيڪ تصويرون ٺاهڻ ۽ هن طريقي سان گڏ ڪرڻ جي ضرورت پوندي. ان جو هڪ حل استعمال ڪرڻ آهيوڏي فارميٽ ڪئميرا اسڪيننگ، جنهن ۾ وڏا سينسر آهن جن ۾ پکسل جي وڏي ڳڻپ آهي، خاص آپٽڪس سان گڏ، وڌيڪ تفصيل کي پڪڙڻ جي اجازت ڏئي ٿي.
TDI ۽ ايريا اسڪيننگ (ٽائل ۽ سلائي) جي وچ ۾ مقابلو
نمونن جي وڏي علائقي جي اسڪيننگ لاءِ، ٽائل ۽ اسٽيچ ۽ ٽي ڊي آءِ اسڪيننگ ٻئي مناسب حل آهن، جڏهن ته بهترين طريقو چونڊڻ سان، نموني کي اسڪين ڪرڻ لاءِ گهربل وقت کي گهٽائي سگهجي ٿو. هي وقت بچائڻ TDI اسڪيننگ جي صلاحيت سان پيدا ٿئي ٿو ته جيئن هلندڙ نموني کي پڪڙي سگهجي؛ اسٽيج سيٽلنگ ۽ ٽائل ۽ اسٽيچ اميجنگ سان لاڳاپيل رولنگ شٽر ٽائيمنگ سان لاڳاپيل دير کي ختم ڪري سگهجي.
شڪل 4 ٽائل ۽ سلائي (کاٻي) ۽ TDI (ساڄي) اسڪيننگ ۾ انساني سيل جي تصوير کي پڪڙڻ لاءِ گهربل اسٽاپ (سائي) ۽ حرڪت (ڪارا لڪير) جو مقابلو ڪري ٿي. TDI اميجنگ ۾ تصوير کي روڪڻ ۽ ٻيهر ترتيب ڏيڻ جي ضرورت کي ختم ڪندي، اميجنگ وقت کي خاص طور تي گهٽائڻ ممڪن آهي، ايڪسپوزر وقت گهٽ <100 ms مهيا ڪندي.
ٽيبل 2 9k TDI ۽ معياري sCMOS ڪئميرا جي وچ ۾ اسڪيننگ جو هڪ ڪم ٿيل مثال ڏيکاري ٿو.
شڪل 4: فلوروسينس هيٺ انساني سيل جي گرفتاري جو هڪ اسڪيننگ موٽف ٽائل ۽ سلائي (کاٻي) ۽ TDI اميجنگ (ساڄي) ڏيکاري ٿو.
ٽيبل 2: 10x آبجيڪٽو لينس ۽ 10 ايم ايس ايڪسپوزر ٽائيم سان 15 x 15 ملي ميٽر نموني لاءِ ايريا اسڪين ۽ ٽي ڊي آءِ اميجنگ جو مقابلو.
جڏهن ته TDI تصوير جي قبضي جي رفتار کي وڌائڻ لاءِ شاندار صلاحيت پيش ڪري ٿو، هن ٽيڪنالاجي جي استعمال ۾ ڪجهه نزاڪتون آهن. وڌيڪ نمائش جي وقتن (> 100 ايم ايس) لاءِ، ايريا اسڪين جي حرڪت ۽ آباد ڪرڻ جي پهلوئن ۾ ضايع ٿيل وقت جي اهميت نمائش جي وقت جي نسبت گهٽجي ويندي آهي. اهڙين حالتن ۾، ايريا اسڪين ڪيمرا TDI اميجنگ جي مقابلي ۾ گهٽ اسڪين وقت پيش ڪري سگھن ٿا. اهو ڏسڻ لاءِ ته ڇا TDI ٽيڪنالاجي توهان کي توهان جي موجوده سيٽ اپ تي فائدا پيش ڪري سگهي ٿي،اسان سان رابطو ڪريومقابلي واري ڪيلڪيوليٽر لاءِ.
ٻيون ايپليڪيشنون
گھڻن تحقيقي سوالن کي ھڪڙي تصوير کان وڌيڪ معلومات جي ضرورت آھي، جھڙوڪ ملٽي چينل يا ملٽي فوڪس تصوير حاصل ڪرڻ.
ايريا اسڪين ڪئميرا ۾ ملٽي چينل اميجنگ ۾ هڪ ئي وقت ڪيترن ئي طول موج استعمال ڪندي تصويرون ڪڍڻ شامل آهن. اهي چينل عام طور تي روشني جي مختلف طول موج سان ملن ٿا، جهڙوڪ ڳاڙهو، سائو، ۽ نيرو. هر چينل منظر مان مخصوص طول موج يا اسپيڪٽرل معلومات کي پڪڙيندو آهي. پوءِ ڪئميرا انهن چينلن کي گڏ ڪري هڪ مڪمل رنگ يا ملٽي اسپيڪٽرل تصوير پيدا ڪري ٿو، مختلف اسپيڪٽرل تفصيلن سان منظر جو وڌيڪ جامع نظارو فراهم ڪري ٿو. ايريا اسڪين ڪيمرائن ۾، اهو ڊسڪريٽ ايڪسپوزر ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي، جڏهن ته، TDI اميجنگ سان، هڪ اسپلٽر استعمال ڪري سگهجي ٿو سينسر کي ڪيترن ئي حصن ۾ الڳ ڪرڻ لاءِ. 9kTDI (45 mm) کي 3 x 15.0 mm سينسر ۾ ورهائڻ اڃا تائين معياري سينسر (6.5 µm پکسل ويڪر، 2048 پکسلز) ويڪر 13.3 mm کان وڏو هوندو. ان کان علاوه، جيئن ته TDI کي صرف تصوير ڪيل نموني جي حصي تي روشني جي ضرورت آهي، اسڪين کي وڌيڪ تيزيءَ سان سائيڪل ڪري سگهجي ٿو.
هڪ ٻيو علائقو جتي اهو معاملو ٿي سگهي ٿو اهو ملٽي فوڪس اميجنگ آهي. ايريا اسڪين ڪيمرائن ۾ ملٽي فوڪس اميجنگ ۾ مختلف فوڪس فاصلن تي ڪيتريون ئي تصويرون قبضو ڪرڻ ۽ انهن کي ملايو ويندو آهي ته جيئن پوري منظر کي تيز فوڪس ۾ هڪ جامع تصوير ٺاهي سگهجي. اهو هر تصوير مان ان فوڪس علائقن جو تجزيو ۽ ميلاپ ڪندي هڪ منظر ۾ مختلف فاصلن کي خطاب ڪري ٿو، جنهن جي نتيجي ۾ هڪ تصوير جي وڌيڪ تفصيلي نمائندگي ٿيندي آهي. ٻيهر، هڪ استعمال ڪندياسپلٽرTDI سينسر کي ٻن (22.5 ملي ميٽر)، يا ٽن (15.0 ملي ميٽر) ٽڪرن ۾ ورهائڻ لاءِ، ايريا اسڪين جي برابر کان وڌيڪ جلدي ملٽي فوڪس تصوير حاصل ڪرڻ ممڪن ٿي سگهي ٿو. جڏهن ته، اعليٰ آرڊر ملٽي فوڪس (6 يا ان کان وڌيڪ جي z اسٽيڪ) لاءِ، ايريا اسڪين تيز ترين تصويري ٽيڪنڪ رهڻ جو امڪان آهي.
نتيجو
هي ٽيڪنيڪل نوٽ وڏي علائقي جي اسڪيننگ لاءِ ايريا اسڪيننگ ۽ TDI ٽيڪنالاجي جي وچ ۾ فرق بيان ڪري ٿو. لائن اسڪيننگ ۽ sCMOS حساسيت کي ضم ڪرڻ سان، TDI بغير ڪنهن رڪاوٽ جي تيز، اعليٰ معيار جي تصوير حاصل ڪري ٿو، روايتي ايريا اسڪين طريقن جهڙوڪ ٽائل ۽ سلائي کي اڳتي وڌائي ٿو. هن دستاويز ۾ بيان ڪيل مختلف مفروضن تي غور ڪندي، اسان جي آن لائن ڪيلڪيوليٽر استعمال ڪرڻ جي فائدن جو جائزو وٺو. TDI معياري ۽ جديد تصويري طريقن ٻنهي ۾ تصويري وقت کي گهٽائڻ جي وڏي صلاحيت سان موثر تصويري لاءِ هڪ طاقتور اوزار جي طور تي بيٺو آهي.جيڪڏهن توهان ڏسڻ چاهيو ٿا ته ڇا هڪ TDI ڪئميرا يا ايريا اسڪين ڪئميرا توهان جي ايپليڪيشن سان ملائي سگهي ٿو ۽ توهان جي ڪيپچر جي وقت کي بهتر بڻائي سگهي ٿو، اڄ ئي اسان سان رابطو ڪريو.
