صنعتي ۽ سائنسي تصويرن ۾، گهٽ روشني واري حالتن ۾ تيز رفتار شين کي پڪڙڻ هڪ مسلسل چئلينج پيش ڪري ٿو. اهو ئي هنڌ آهي جتي ٽائيم ڊيلي انٽيگريشن (TDI) ڪئميرا قدم کڻندا آهن. TDI ٽيڪنالاجي حرڪت جي هم وقت سازي ۽ گھڻن نمائشن کي گڏ ڪري ٿي ته جيئن غير معمولي حساسيت ۽ تصوير جي وضاحت پهچائي سگهجي، خاص طور تي تيز رفتار ماحول ۾.
ٽي ڊي آءِ ڪئميرا ڇا آهي؟
هڪ TDI ڪئميرا هڪ خاص لائن اسڪين ڪئميرا آهي جيڪو حرڪت ڪندڙ شين جون تصويرون ڪڍندو آهي. معياري ايريا اسڪين ڪئميرا جي برعڪس جيڪي هڪ ئي وقت هڪ پوري فريم کي ظاهر ڪن ٿا، TDI ڪئميرا اعتراض جي حرڪت سان هم وقت سازي ۾ پکسلز جي هڪ قطار کان ٻئي قطار ۾ چارج منتقل ڪن ٿا. هر پکسل قطار موضوع جي حرڪت سان روشني گڏ ڪري ٿي، مؤثر طريقي سان نمائش جو وقت وڌائي ٿي ۽ حرڪت جي ڌٻڻ کي متعارف ڪرائڻ کان سواءِ سگنل جي طاقت کي وڌائي ٿي.
هي چارج انٽيگريشن سگنل-ٽو-نوئز ريشو (SNR) کي ڊرامائي طور تي وڌائي ٿو، جيڪو TDI ڪيمرا کي تيز رفتار يا گهٽ روشني واري ايپليڪيشنن لاءِ مثالي بڻائي ٿو.
ٽي ڊي آءِ ڪئميرا ڪيئن ڪم ڪندو آهي؟
ٽي ڊي آءِ ڪئميرا جي آپريشن کي شڪل 1 ۾ ڏيکاريو ويو آهي.


شڪل 1: ٽائيم ڊيلي انٽيگريشن (TDI) سينسرز جو آپريشن
نوٽ: ٽي ڊي آءِ ڪيمرا هڪ حرڪت ڪندڙ تصويري موضوع سان هم وقت سازي ۾ حاصل ڪيل چارجز کي ڪيترن ئي 'مرحلن' ۾ منتقل ڪن ٿا. هر اسٽيج روشني جي سامهون اچڻ جو هڪ اضافي موقعو فراهم ڪري ٿو. هڪ روشن 'ٽي' ذريعي ڪئميرا جي پار حرڪت ڪندي، هڪ ٽي ڊي آءِ سينسر جي 5-ڪالمن بائي 5-اسٽيج سيگمينٽ سان. ٽڪسن ڌيانا 9KTDI هائبرڊ سي سي ڊي طرز جي چارج موومينٽ سان پر CMOS طرز جي متوازي ريڊ آئوٽ سان.
ٽي ڊي آءِ ڪيمرا اثرائتي طور تي لائن اسڪين ڪيمرا آهن، هڪ اهم فرق سان: هڪ قطار جي پڪسلز جي بدران جيڪو ڊيٽا حاصل ڪري ٿو جڏهن ڪئميرا هڪ تصويري موضوع تي اسڪين ڪيا ويندا آهن، ٽي ڊي آءِ ڪيمرا ۾ ڪيتريون ئي قطارون هونديون آهن، جن کي 'اسٽيج' سڏيو ويندو آهي، عام طور تي 256 تائين.
جڏهن ته، اهي قطارون ايريا اسڪين ڪئميرا وانگر 2-dimensional تصوير نه ٿيون ٺاهين. ان جي بدران، جيئن هڪ اسڪين ٿيل تصويري موضوع ڪئميرا سينسر جي پار هلي ٿو، هر پکسل اندر دريافت ٿيل فوٽو اليڪٽران ايندڙ قطار ۾ تصويري موضوع جي حرڪت سان هم وقت سازي ۾ شفل ٿين ٿا، بغير اڃا تائين پڙهيا وڃن. هر اضافي قطار پوءِ تصويري موضوع کي روشني ۾ ظاهر ڪرڻ جو هڪ اضافي موقعو فراهم ڪري ٿي. صرف هڪ ڀيرو هڪ تصوير جو ٽڪرو سينسر جي پکسلز جي آخري قطار تائين پهچي ٿو ته پوءِ اها قطار ماپ لاءِ ريڊ آئوٽ آرڪيٽيڪچر ڏانهن منتقل ڪئي ويندي آهي.
تنهن ڪري، ڪئميرا جي مرحلن ۾ ڪيترن ئي ماپن جي باوجود، ڪئميرا پڙهڻ جي شور جو صرف هڪ مثال متعارف ڪرايو ويو آهي. هڪ 256-اسٽيج TDI ڪئميرا نموني کي 256 ڀيرا وڌيڪ نظر ۾ رکي ٿو، ۽ ان ڪري برابر لائن اسڪين ڪئميرا جي ڀيٽ ۾ 256 ڀيرا وڌيڪ نمائش جو وقت آهي. ايريا اسڪين ڪئميرا سان هڪ برابر نمائش جو وقت انتهائي حرڪت وارو ڌوڙ پيدا ڪندو، تصوير کي بيڪار بڻائيندو.
TDI ڪڏهن استعمال ڪري سگهجي ٿو؟
TDI ڪئميرا ڪنهن به تصويري ايپليڪيشن لاءِ هڪ بهترين حل آهن جتي تصويري موضوع ڪئميرا جي نسبت حرڪت ۾ آهي، مهيا ڪندي ته اها حرڪت ڪئميرا جي نظاري ۾ هڪجهڙائي رکي ٿي.
تنهن ڪري، TDI اميجنگ جي ايپليڪيشنن ۾، هڪ طرف، اهي سڀئي لائن اسڪيننگ شامل آهن جتي 2-dimensional تصويرون ٺهيل آهن، جڏهن ته وڌيڪ رفتار، گهٽ روشني جي حساسيت کي بهتر بڻائڻ، بهتر تصوير جي معيار، يا هڪ ئي وقت ٽيئي آڻيندي. ٻئي طرف، ڪيتريون ئي اميجنگ ٽيڪنڪون آهن جيڪي ايريا اسڪين ڪيمرا استعمال ڪن ٿيون جتي TDI ڪيمرا استعمال ڪري سگهجن ٿا.
اعليٰ حساسيت واري sCMOS TDI لاءِ، حياتياتي فلوروسينس مائڪروسڪوپي ۾ 'ٽائل ۽ سلائي' اميجنگ ٽائلنگ جي جاءِ تي اسٽيج جي نان اسٽاپ اسڪين استعمال ڪندي ڪري سگهجي ٿي. يا سڀ TDI معائني جي ايپليڪيشنن لاءِ مناسب ٿي سگهن ٿا. TDI لاءِ هڪ ٻيو اهم ايپليڪيشن اميجنگ فلو سائٽوميٽري آهي، جتي سيلز جون فلوروسينس تصويرون حاصل ڪيون وينديون آهن جڏهن اهي مائڪرو فلائيڊڪ چينل مان وهندي ڪئميرا مان گذرندا آهن.
sCMOS TDI جا فائدا ۽ نقصان
گڻ
● تصويري موضوع تي اسڪين ڪرڻ وقت تيز رفتار سان بي ترتيب سائيز جون 2-dimensional تصويرون پڪڙي سگھي ٿو.
● ڪيترائي TDI مرحلا، گهٽ شور، ۽ اعليٰ QE لائن اسڪين ڪيمرائن جي ڀيٽ ۾ انتهائي وڌيڪ حساسيت جو سبب بڻجي سگهن ٿا.
● تمام گهڻي پڙهڻ جي رفتار حاصل ڪري سگهجي ٿي، مثال طور، 9,072-پڪسل-ويڪر تصوير لاءِ 510,000Hz (لائينون في سيڪنڊ) تائين.
●روشني صرف 1-dimensional هجڻ گهرجي ۽ ٻئي (اسڪين ٿيل) طول و عرض ۾ ڪنهن به فليٽ فيلڊ يا ٻين اصلاحن جي ضرورت نه ٿي سگهي. اضافي طور تي، لائن اسڪين جي مقابلي ۾ وڌيڪ نمائش جو وقت AC روشني ذريعن جي ڪري ٽمٽار کي 'هموار' ڪري سگهي ٿو.
● حرڪت ڪندڙ تصويرون حرڪت واري ڌٻڻ کان سواءِ ۽ تيز رفتار ۽ حساسيت سان حاصل ڪري سگھجن ٿيون.
●وڏن علائقن کي اسڪين ڪرڻ ايريا اسڪين ڪيمرائن جي ڀيٽ ۾ تمام تيز ٿي سگهي ٿو.
● جديد سافٽ ويئر يا ٽرگرنگ سيٽ اپ سان، هڪ 'ايريا-اسڪين-جهڙو' موڊ فوڪس ۽ الائنمينٽ لاءِ ايريا-اسڪين جو جائزو مهيا ڪري سگهي ٿو.
اوگڻ
● روايتي sCMOS ڪيمرائن کان اڃا به وڌيڪ شور، مطلب ته الٽرا-لو-لائيٽ ايپليڪيشنون پهچ کان ٻاهر آهن.
● ڪئميرا جي اسڪيننگ سان تصويري موضوع جي حرڪت کي هم وقت سازي ڪرڻ لاءِ جديد ٽرگرنگ سان ماهر سيٽ اپ جي ضرورت آهي، حرڪت جي رفتار تي تمام سٺو ڪنٽرول، يا هم وقت سازي کي فعال ڪرڻ لاءِ رفتار جي صحيح اڳڪٿي.
● هڪ نئين ٽيڪنالاجي جي طور تي، هارڊويئر ۽ سافٽ ويئر جي عملدرآمد لاءِ هن وقت ڪجھ حل موجود آهن.
گھٽ روشني جي قابل sCMOS TDI
جڏهن ته ٽي ڊي آءِ هڪ تصويري ٽيڪنڪ جي طور تي ڊجيٽل تصويري کان اڳ آهي، ۽ ڪارڪردگي ۾ گهڻو وقت اڳ لائن اسڪين کي اڳتي وڌايو هو، صرف گذريل ڪجهه سالن ۾ ٽي ڊي آءِ ڪيمرائن گهٽ روشني واري ايپليڪيشنن تائين پهچڻ لاءِ گهربل حساسيت حاصل ڪئي آهي جيڪا عام طور تي سائنسي گريڊ جي حساسيت جي ضرورت هوندي هئي.sCMOS ڪئميرا.
'sCMOS TDI' سينسر تي چارجز جي CCD طرز جي حرڪت کي sCMOS طرز جي ريڊ آئوٽ سان گڏ ڪري ٿو، جنهن ۾ پوئتي روشن ٿيل سينسر موجود آهن. پوئين CCD تي ٻڌل يا خالص CMOS تي ٻڌل* TDI ڪئميرا ۾ انتهائي سست ريڊ آئوٽ، ننڍا پکسل ڳڻپ، گهٽ مرحلا، ۽ 30e- ۽ >100e- جي وچ ۾ پڙهڻ جو شور هو. ان جي ابتڙ، sCMOS TDI جهڙوڪ Tucsenڌيانا 9KTDI sCMOS ڪئميرا7.2e- جو ريڊ نوائس پيش ڪري ٿو، جيڪو بيڪ اليومينيشن ذريعي اعليٰ ڪوانٽم ڪارڪردگي سان گڏ آهي، جيڪو اڳي ممڪن کان گهٽ روشني جي سطح جي ايپليڪيشنن ۾ TDI جي استعمال کي فعال بڻائي ٿو.

ڪيترين ئي ايپليڪيشنن ۾، TDI عمل پاران فعال ڪيل ڊگهي نمائش جا وقت 1e- جي ويجهو پڙهڻ واري شور سان اعليٰ معيار جي sCMOS ايريا اسڪين ڪيمرائن جي مقابلي ۾ پڙهڻ واري شور ۾ واڌ جي تلافي کان وڌيڪ ڪري سگهن ٿا.
TDI ڪئميرا جا عام استعمال
TDI ڪئميرا ڪيترين ئي صنعتن ۾ مليا آهن جتي درستگي ۽ رفتار هڪجهڙي اهم آهن:
● سيمي ڪنڊڪٽر ويفر معائنو
● فليٽ پينل ڊسپلي (FPD) جاچ
● ويب معائنو (ڪاغذ، فلم، ورق، ڪپڙي)
● طبي تشخيص يا سامان جي اسڪريننگ ۾ ايڪس ري اسڪيننگ
● ڊجيٽل پيٿولوجي ۾ سلائڊ ۽ ملٽي ويل پليٽ اسڪيننگ.
● ريموٽ سينسنگ يا زراعت ۾ هائپر اسپيڪٽرل اميجنگ
● ايس ايم ٽي لائينن ۾ پي سي بي ۽ اليڪٽرانڪس جو معائنو.
اهي ايپليڪيشنون بهتر ڪيل برعڪس، رفتار، ۽ وضاحت مان فائدو حاصل ڪن ٿيون جيڪي TDI اميجنگ حقيقي دنيا جي پابندين جي تحت مهيا ڪري ٿي.
مثال: سلائيڊ ۽ ملٽي ويل پليٽ اسڪيننگ
جيئن ذڪر ڪيو ويو آهي، sCMOS TDI ڪيمرائن لاءِ هڪ اهم واعدو سان ايپليڪيشن سلائينگ ايپليڪيشنون آهن، جن ۾ سلائينگ يا ملٽي ويل پليٽ اسڪيننگ شامل آهن. 2-dimensional ايريا ڪيمرائن سان وڏي فلوروسينٽ يا برائيٽ فيلڊ مائڪروسڪوپي نمونن کي اسڪين ڪرڻ XY مائڪروسڪوپ اسٽيج جي ڪيترن ئي حرڪتن مان ٺهيل تصويرن جي گرڊ کي سلائي ڪرڻ تي ڀاڙي ٿو. هر تصوير کي اسٽيج کي روڪڻ، آباد ڪرڻ، ۽ پوءِ ٻيهر شروع ڪرڻ جي ضرورت آهي، رولنگ شٽر جي ڪنهن به دير سان. ٻئي طرف، TDI، اسٽيج جي حرڪت دوران تصويرون حاصل ڪري سگهي ٿو. تصوير پوءِ ٿوري تعداد ۾ ڊگهي 'پٽيون' مان ٺهيل آهي، هر هڪ نموني جي پوري ويڪر کي ڍڪيندي آهي. اهو امڪاني طور تي سڀني سلائينگ ايپليڪيشنن ۾ انتهائي وڌيڪ حاصل ڪرڻ جي رفتار ۽ ڊيٽا ٿرو پُٽ جو سبب بڻجي سگهي ٿو، تصويرنگ جي حالتن تي منحصر ڪري ٿو.
اسٽيج جنهن رفتار سان هلي سگهي ٿو اهو TDI ڪئميرا جي ڪل نمائش وقت جي الٽ متناسب آهي، تنهن ڪري مختصر نمائش وقت (1-20ms) ايريا اسڪين ڪيمرائن جي مقابلي ۾ تصوير جي رفتار ۾ سڀ کان وڏي بهتري پيش ڪن ٿا، جيڪو پوءِ ڪل حاصل ڪرڻ جي وقت ۾ شدت يا وڏي گهٽتائي جو حڪم ڏئي سگهي ٿو. ڊگهي نمائش وقتن لاءِ (مثال طور > 100ms)، ايريا اسڪين عام طور تي وقت جو فائدو برقرار رکي سگهي ٿو.
صرف ڏهه سيڪنڊن ۾ ٺهيل هڪ تمام وڏي (2 گيگا پڪسل) فلوروسينس مائڪروسڪوپي تصوير جو هڪ مثال شڪل 2 ۾ ڏيکاريو ويو آهي. ايريا اسڪين ڪئميرا سان ٺهيل هڪ برابر تصوير ۾ ڪيترائي منٽ لڳڻ جي اميد رکي سگهجي ٿي.

شڪل 2: TDI اسڪيننگ ۽ سلائي ذريعي 10 سيڪنڊن ۾ 2 گيگا پڪسل تصوير ٺهي ٿي.
نوٽ: فلوروسينس مائڪروسڪوپي سان ڏٺو ويو هاءِ لائيٽر پين ڊاٽ جي ٽڪسن ڌيانا 9kTDI استعمال ڪندي 10x ميگنيفڪيشن تصوير حاصل ڪئي وئي. 3.6 ايم ايس ايڪسپوزر ٽائيم استعمال ڪندي 10 سيڪنڊن ۾ حاصل ڪئي وئي. تصوير جي ماپ: 30 ملي ميٽر x 17 ملي ميٽر، 58,000 x 34,160 پکسلز.
TDI کي هم وقت سازي ڪرڻ
ٽي ڊي آءِ ڪئميرا جو تصويري موضوع سان هم وقت سازي (ڪجهه سيڪڙو جي اندر) ضروري آهي - رفتار جي بي ترتيبي هڪ 'موشن بلر' اثر جو سبب بڻجندي. هي هم وقت سازي ٻن طريقن سان ڪري سگهجي ٿي:
اڳڪٿي ڪندڙ: ڪئميرا جي رفتار نموني جي حرڪت جي رفتار، آپٽڪس (ميگنيفڪيشن)، ۽ ڪئميرا پکسل سائيز جي ڄاڻ جي بنياد تي حرڪت جي رفتار سان ملندڙ مقرر ڪئي وئي آهي. يا آزمائش ۽ غلطي.
شروع ٿيل: تصويري مضمونن کي منتقل ڪرڻ لاءِ ڪيترائي خوردبيني اسٽيج، گينٽري ۽ ٻيا سامان انڪوڊر شامل ڪري سگھن ٿا جيڪي ڏنل حرڪت جي فاصلي لاءِ ڪئميرا ڏانهن ٽرگر پلس موڪليندا آهن. هي اسٽيج/گينٽري ۽ ڪئميرا کي حرڪت جي رفتار کان سواءِ هم وقت سازي ۾ رهڻ جي اجازت ڏئي ٿو.
ٽي ڊي آءِ ڪئميرا بمقابله لائن اسڪين ۽ ايريا اسڪين ڪئميرا
هتي آهي ته TDI ٻين مشهور تصويري ٽيڪنالاجيز سان ڪيئن مقابلو ڪري ٿو:
خاصيت | ٽي ڊي آءِ ڪئميرا | لائن اسڪين ڪيمرا | ايريا اسڪين ڪيمرا |
حساسيت | تمام گهڻو مٿي | وچولي | گھٽ کان وچولي |
تصوير جي معيار (حرڪت) | بهترين | سٺو | تيز رفتار تي ڌنڌلو |
روشني جون گهرجون | گهٽ | وچولي | هاءِ |
حرڪت جي مطابقت | بهترين (جيڪڏهن هم وقت سازي ڪئي وڃي) | سٺو | غريب |
بهترين لاءِ | تيز رفتار، گهٽ روشني | تيزي سان هلندڙ شيون | جامد يا سست منظر |
جڏهن منظر تيزي سان هلي رهيو هجي ۽ روشني جي سطح محدود هجي ته TDI واضح انتخاب آهي. لائن اسڪين حساسيت ۾ هڪ قدم هيٺ آهي، جڏهن ته ايريا اسڪين سادي يا اسٽيشنري سيٽ اپ لاءِ بهتر آهي.
صحيح TDI ڪئميرا چونڊڻ
TDI ڪئميرا چونڊڻ وقت، هيٺ ڏنل ڳالهين تي غور ڪريو:
● TDI مرحلن جو تعداد: وڌيڪ مرحلن سان SNR وڌندو آهي، پر قيمت ۽ پيچيدگي پڻ.
● سينسر جو قسم: sCMOS کي ان جي رفتار ۽ گهٽ شور جي ڪري ترجيح ڏني ويندي آهي؛ CCD اڃا تائين ڪجهه پراڻي سسٽم لاءِ مناسب ٿي سگهي ٿو.
● انٽرفيس: پنهنجي سسٽم سان مطابقت کي يقيني بڻايو - ڪئميرا لنڪ، CoaXPress، ۽ 10GigE عام آپشن آهن، 100G CoF ۽ 40G CoF نوان رجحان طور سامهون آيا آهن.
● اسپيڪٽرل جواب: ايپليڪيشن جي ضرورتن جي بنياد تي مونوڪروم، رنگ، يا ويجھو انفراريڊ (NIR) جي وچ ۾ چونڊيو.
● هم وقت سازي جا آپشن: بهتر حرڪت جي ترتيب لاءِ انڪوڊر ان پٽ يا ٻاهرين ٽرگر سپورٽ جهڙين خاصيتن جي ڳولا ڪريو.
جيڪڏهن توهان جي درخواست ۾ نازڪ حياتياتي نمونا، تيز رفتار معائنو، يا گهٽ روشني وارو ماحول شامل آهي، ته پوءِ sCMOS TDI ممڪن طور تي صحيح آهي.
ٿڪل
TDI ڪئميرا اميجنگ ٽيڪنالاجي ۾ هڪ طاقتور ارتقا جي نمائندگي ڪن ٿا، خاص طور تي جڏهن sCMOS سينسر تي ٺهيل آهن. موشن سنڪرونائيزيشن کي ملٽي لائن انٽيگريشن سان گڏ ڪندي، اهي متحرڪ، گهٽ روشني واري منظرن لاءِ بي مثال حساسيت ۽ وضاحت پيش ڪن ٿا.
ڇا توهان ويفرز جو معائنو ڪري رهيا آهيو، سلائيڊز اسڪين ڪري رهيا آهيو، يا تيز رفتار معائنو ڪري رهيا آهيو، اهو سمجهڻ ته TDI ڪيئن ڪم ڪري ٿو توهان کي بهترين حل چونڊڻ ۾ مدد ڪري سگهي ٿو.سائنسي ڪيمراتوهان جي تصويري چئلينجن لاءِ.
سوال
ڇا TDI ڪئميرا ايريا اسڪين موڊ ۾ ڪم ڪري سگھن ٿا؟
ٽي ڊي آءِ ڪيمرا (تمام پتلي) ٻه-dimensional تصويرون 'ايريا-اسڪين-جهڙي' موڊ ۾ ٺاهي سگهن ٿا، جيڪو سينسر ٽائمنگ جي چال ذريعي حاصل ڪيو ويو آهي. هي فوڪس ۽ الائنمينٽ جهڙن ڪمن لاءِ مددگار ثابت ٿي سگهي ٿو.
'ايريا-اسڪين ايڪسپوزر' شروع ڪرڻ لاءِ، سينسر کي پهريان 'صاف' ڪيو ويندو آهي TDI کي گهٽ ۾ گهٽ ڪئميرا جي مرحلن جيترا قدم اڳتي وڌائيندي، جيترو جلدي ٿي سگهي، پوءِ روڪيو ويندو آهي. اهو يا ته سافٽ ويئر ڪنٽرول، يا هارڊويئر ٽرگرنگ ذريعي حاصل ڪيو ويندو آهي، ۽ مثالي طور تي اونداهي ۾ ڪيو ويندو آهي. مثال طور، هڪ 256-اسٽيج ڪئميرا کي گهٽ ۾ گهٽ 256 لائينون پڙهڻ گهرجن، پوءِ روڪيو وڃي. ڊيٽا جون هي 256 لائينون رد ڪيون ويون آهن.
جڏهن ڪئميرا ٽرگر نه ٿي رهيو آهي يا لائينون پڙهي نه رهيو آهي، سينسر بلڪل هڪ ايريا اسڪين سينسر وانگر ڪم ڪري ٿو جيڪو تصوير کي ظاهر ڪري ٿو.
پوءِ گهربل نمائش جو وقت ڪئميرا جي بيڪار هجڻ سان گڏ گذرڻ گهرجي، ان کان اڳ جو ڪئميرا کي گهٽ ۾ گهٽ مرحلن جي تعداد تائين اڳتي وڌايو وڃي، صرف حاصل ڪيل تصوير جي هر لائن کي پڙهي. هڪ ڀيرو ٻيهر، مثالي طور تي هي 'پڙهڻ' وارو مرحلو اونداهي ۾ ٿيڻ گهرجي.
هن ٽيڪنڪ کي TDI آپريشن مان گهٽ ۾ گهٽ تحريف ۽ ڌنڌلي سان ايريا اسڪين تصويرن جو 'لائيو پريويو' يا تسلسل مهيا ڪرڻ لاءِ ورجائي سگهجي ٿو.
ٽڪسن فوٽونڪس ڪمپني لميٽيڊ سڀ حق محفوظ آهن. حوالو ڏيڻ وقت، مهرباني ڪري ذريعو تسليم ڪريو:www.tucsen.com