22/07/13Time Delay Integration (TDI) ose fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga e fa'atama ai ata fa'akomepiuta - ae o lo'o maua ai pea le tele o fa'amanuiaga i le pito sili o ata i aso nei. E lua tulaga e mafai ona susulu mai ai meapueata TDI – pe a gaoioi le mataupu o ata:
1 – O le mataupu ata e masani lava ona gaoioi ma le saoasaoa faifaipea, e pei o le suʻesuʻega i luga o le upega tafaʻilagi (e pei o le suʻeina o pepa feʻaveaʻi, palasitika poʻo le ie mo faaletonu ma faʻaleagaina), laina faʻapipiʻi, poʻo micro fluidics ma tafe vai.
2 – O mata'upu fa'atusa e mafai ona pu'eina e se mea pu'eata o lo'o fa'asolo mai lea vaega i lea itu, e ala i le fa'agaoioia o le mataupu po'o le meapueata. O faʻataʻitaʻiga e aofia ai le suʻesuʻeina o le microscope slide, suʻesuʻega o meafaitino, suʻesuʻega laulau ma isi.
Afai e mafai ona fa'aoga se tasi o nei tulaga i lau ata, o le a fesoasoani le itulau lenei ia te oe e mafaufau ai pe fa'afefea ona fa'aola lau ata fa'asolo mai meapueata 'area scan' masani 2-dimensional i meapueata Line Scan TDI.
Ole fa'afitauli ile Area-Scan & Moving Targets
● Motion Blur
O nisi mataupu fa'ata'ita'i o lo'o fa'agaoioi ona o le mana'omia, mo se fa'ata'ita'iga ile tafega o le vai po'o su'esu'ega i luga ole laiga. I isi talosaga, e pei o le fa'ata'ita'i fa'ase'e ma su'esu'ega o meafaitino, o le fa'agaioiina o le mataupu e mafai ona sili atu le vave ma sili atu le lelei nai lo le taofi o le gaio mo ata maua uma. Ae peita'i, mo meapueata su'esu'e fa'apitonu'u, afai o lo'o gaioi le mata'upu ata e fa'atatau i le meapueata, e ono tula'i mai ai se lu'i.
O le gaioi e faanenefu e faaseseina ai se ata o se taavale o lo'o gaoioi
I tulaga e utiuti le malamalama po'o mea e mana'omia ai uiga maualuga o ata, atonu e mana'omia se taimi umi e fa'aalia ai meapueata. Ae ui i lea, o le gaioiga a le mataupu o le a faʻasalalau lona malamalama i luga o le tele o pika puʻeata i le taimi o le faʻaaliga, e oʻo atu ai i le 'gaioi faanenefu'. E mafai ona fa'aitiitia lenei mea e ala i le fa'apu'upu'u o fa'aaliga - i lalo ole taimi e mana'omia mo se mata'upu i luga o le mataupu e uia ai se pika pu'eata. O leune masani lava i le faʻaleagaina o ata pogisa, pisapisao, masani ona le faʻaaogaina.
●Su'i
E le gata i lea, e masani lava o le fa'ataina o mata'upu lapopo'a po'o le fa'aauau pea o ata fa'atasi ma mea pu'e ata e mana'omia ai le mauaina o ni ata se tele, ona su'i fa'atasi lea. O lenei su'i e mana'omia ai le fa'apipi'iina o pika i le va o ata lata ane, fa'aitiitia le lelei ma fa'ateleina le teuina o fa'amaumauga ma mana'oga fa'agaioiga.
●Le malamalama le tutusa
E le gata i lea, o le malamalama o le a seasea lava lava e aloese ai mai faafitauli ma mea taua i tuaoi i le va o ata su'i. E le gata i lea, ina ia maua ai le faʻamalamalamaga i luga o se vaega tele mo le mea pueata faʻataʻitaʻiina ma lava le malosi e masani ona manaʻomia ai le faʻaogaina o le mana maualuga, maualuga le tau DC puna moli.
Le malamalama le tutusa i le su'iina o le tele o ata e maua ai se fai'ai isumu. Ata mai Watson et al. 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
O le a le mea pueata TDI, ma e fa'apefea ona fesoasoani?
I mea pueata 2-dimensional area-scan cameras, e tolu vaega o le mauaina o se ata: pixel reset, faʻaaliga, ma le faitau. I le taimi o le faʻaaliga, o ata mai le vaaiga e iloa, e mafua ai photoelectrons, o loʻo teuina i totonu o mea pueata pika seia oʻo i le faaiuga o le faʻaaliga. O tau mai pika uma e faitau i fafo, ma faia se ata 2D. Ona toe setiina lea o pixels ma fa'amama uma moliaga e amata ai le isi fa'aaliga.
Ae peita'i, e pei ona ta'ua, afai o lo'o fa'agaoioi le mata'upu ata i le meapueata, e mafai ona sosolo le malamalama mai le mata'upu i luga o le tele o pika i le taimi o lenei fa'aaliga, e o'o atu ai i le gaioi. O mea pu'eata TDI e fa'ato'ilaloina lenei tapula'a e fa'aaoga ai se faiga fou. O loʻo faʻaalia lenei mea i le [Animation 1].
●Auala e galue ai TDI meapueata
O mea pu'eata TDI o lo'o fa'agaoioi i se auala e matua'i ese lava e va'ai ai mea pu'eata. A'o fealua'i le mataupu ata i luga o le meapueata i le taimi o le fa'aaliga, o le fa'aeletoroni e fa'atupuina ai le ata na maua o lo'o fa'agaioi fo'i, ma fa'atasi. I le taimi o faʻaaliga, e mafai e mea puʻeata TDI ona faʻafefe uma totogi na maua mai le tasi laina o pika i le isi, i luga o le meapueata, faʻatasi ma le gaioiga o le mataupu ata. A'o fealua'i le mataupu i luga o le meapueata, o laina ta'itasi (ua ta'ua o le 'TDI Stage'), e maua ai se avanoa fou e fa'aalia ai le meapueata i le mataupu, ma fa'aputuina fa'ailoga.
O le taimi lava e o'o atu ai se laina o tau na maua i le pito o le meapueata, ona fa'ato'a faitau loa lea o tau ma teuina o se vaega 1-dimensional o le ata. O le ata 2-D e fausia e ala i le pipii faatasi o vaega ta'itasi o le ata a'o faitau e le meapueata. O laina ta'itasi o pika i le fa'ai'uga o ata o lo'o fa'asolo ma ata e tutusa 'ati' o le mataupu fa'ata, o lona uiga e ui lava i le lafo, e leai se fa'apogai.
●256x Fa'aaliga umi
Faatasi ai ma meapueata TDI, o le taimi lelei e faʻaalia ai le ata e tuʻuina atu i le taimi atoa e manaʻomia mo se mata i luga o le mataupu e uia laina taʻitasi o pika, ma e oʻo atu i le 256 laasaga o loʻo avanoa i luga o nisi mea pueata TDI. O lona uiga o le taimi avanoa e fa'aalia ai e 256 taimi sili atu nai lo le mea e mafai ona ausia e se mea pu'eata fa'apitonu'u.
E mafai e lenei mea ona tuʻuina atu se tasi o le lua faʻaleleia, poʻo se paleni o mea uma e lua. Muamua, e mafai ona ausia se faʻaleleia tele i le saoasaoa o ata. Fa'atusatusa i se mea pu'eata mata'utia, e mafai ona alu a'e le mata'upu fa'ataata i luga i le 256x vave a'o pu'eina pea le aofa'i tutusa o fa'ailo, ma maua ai le saoasaoa o le laina o le meapueata e vave lava e fa'aauau ai.
I le isi itu, afai e manaʻomia se lagona sili atu, o le umi o le taimi faʻaalia e mafai ai ona sili atu le maualuga o ata, faʻaitiitia le malamalama, poʻo mea uma e lua.
●Tele fa'amatalaga fa'asoa e aunoa ma le su'iina
Talu ai ona o le meapueata TDI e maua ai se ata 2-dimensional mai fasi fasi 1-dimensional sosoo, o le ata e maua mai e mafai ona tele e pei ona manaʻomia. E ui o le numera o pika i le itu 'faalava' o loʻo tuʻuina atu i le lautele o le meapueata, mo se faʻataʻitaʻiga 9072 pixels, o le 'tutusa' tele o le ata e le faʻatapulaʻaina, ma naʻo le fuafuaina pe o le a le umi o le mea pueata. Faatasi ai ma fua o laina e oʻo atu i le 510kHz, e mafai ona tuʻuina atu faʻamaumauga tele.
Faatasi ai ma lenei, TDI mea pueata e mafai ona ofoina atu le tele o fanua va'aiga. Mo se faʻataʻitaʻiga, o le 9072 pixel camera ma 5µm pixels e maua ai se vaʻaiga faʻalava o le 45mm ma le maualuga maualuga. Ina ia ausia le lautele ata tutusa ma le 5µm pixel area scan camera e manaʻomia e oʻo atu i le tolu 4K kamela i autafa.
●Fa'aleleia atili i luga o meapueata su'e laina
O meapueata TDI e le na'o le ofoina atu o fa'alelei i luga o mea pu'eata su'esu'e. O mea pu'eata e su'e laina, e pu'e na'o se laina tasi o pika, e mafatia fo'i i le tele o fa'afitauli tutusa ma le malosi o le fa'amalamalamaga ma fa'aaliga pupuu e pei o mea pu'eata su'esu'e a le eria.
E ui lava e pei o le TDI mea pueata, o laina faʻataʻitaʻiga mea pueata e ofoina atu le malamalama sili atu i se seti faigofie, ma aloese mai le manaʻomia mo le suʻiina o ata, e masani ona latou manaʻomia le faʻamalamalamaina malosi ma/poʻo le faʻagesegese o le faʻaogaina o mataupu e puʻe ai se faailo mo se ata maualuga. O le umi o fa'aaliga ma le saoasaoa o mataupu e mafai e mea pueata TDI o lona uiga o le fa'aitiitia o le malosi, e mafai ona fa'aoga moli tau maualalo a'o fa'aleleia atili le lelei o ata. Mo se faʻataʻitaʻiga, o se laina gaosiga atonu e mafai ona alu ese mai le taugata, maualuga le faʻaaogaina o moli halogen e manaʻomia ai le mana DC, i moli LED.
E fa'afefea ona fa'aogaina meapueata TDI?
E tolu tulaga masani mo le auala e ausia ai ata TDI i luga o se masini pu'eata.
● CCD TDI- O mea pu'eata CCD o le sitaili tuai o mea pu'e ata. Ona o la latou mamanu faaeletonika, o le ausiaina o amioga TDI i luga o se CCD e matua faigofie lava, faatasi ai ma le tele o masini puʻeata e mafai ona faʻaogaina i lenei auala. TDI CCD o lea ua faʻaaogaina mo le tele o tausaga.
Ae ui i lea, o le tekonolosi CCD e iai ona tapulaʻa. Ole la'ititi la'ititi ole lapo'a e masani ona maua mo mea pu'eata CCD TDI e tusa ma le 12µm x 12µm – lea, fa'atasi ai ma numera la'ititi o pika, fa'atapula'a le gafatia o mea pu'eata e fo'ia ai fa'amatalaga lelei. E le gata i lea, o le saoasaoa o le mauaina e maualalo ifo nai lo isi tekinolosi, ae o le faitau pisa-o se mea taua e faʻatapulaʻa ai ata maualalo malamalama - e maualuga. E maualuga foi le faʻaaogaina o le eletise, o se mea taua tele i nisi faʻaoga. O le mea lea na mafua ai le manaʻo e fausia ni kamela TDI e faʻavae i luga o le fausaga o le CMOS.
●Early CMOS TDI: Voltage-domain ma numera numera
O mea pu'eata CMOS e fa'ato'ilaloina le tele o le pisa ma le saoasaoa tapula'a o mea pu'eata CCD, a'o fa'aogaina le mana itiiti, ma ofoina atu la'ititi lapopo'a pika. Ae ui i lea, o le amio TDI na sili atu ona faigata ona ausia i luga o kamela CMOS, ona o le latou pixel design. A'o fa'agasolo fa'aletino e le CCDs photoelectrons mai le pika i le pika e pulea ai le masini, o mea pu'eata CMOS e fa'aliliu fa'ailoga i photoelectrons i voltage i pika ta'itasi a'o le'i faitauina.
O amioga a le TDI i luga o se masini CMOS na suʻesuʻeina talu mai le 2001, peitaʻi, o le luʻitau mo le faʻaogaina o le 'faʻaputuina' o faʻailoga pe a faʻaalia le faʻaalia mai le tasi laina i le isi sa taua tele. E lua auala muamua mo le CMOS TDI o loʻo faʻaaogaina pea i mea puʻe faʻatau pisinisi i aso nei o le faʻaputuina o le eletise ma le numera numera TDI CMOS. I mea pu'e pu'e fa'aputuga, a'o maua laina ta'itasi o fa'ailo a'o aga'i atu le mata'upu fa'ata, e fa'aopoopoina le eletise maua i le aofa'i o le mauaina mo lena vaega o le ata. O le fa'aputuina o voltage i lenei auala e fa'ailoa mai ai le pisapisao fa'aopoopo mo vaega ta'itasi TDI fa'aopoopo e fa'aopoopo, fa'atapula'a ai fa'amanuiaga o vaega fa'aopoopo. O fa'afitauli fa'atasi ai ma le laina fa'atatau e lu'iina ai fo'i le fa'aogaina o mea pu'eata mo fa'aoga sa'o.
Ole auala lona lua ole numera numera TDI. I lenei metotia, o le CMOS mea pu'eata o lo'o fa'agaoioi lelei i le fa'afanua fa'apitonu'u fa'atasi ma se fa'aaliga pu'upu'u e fetaui ma le taimi na fa'aalu mo le fa'ata'ita'iga e fealua'i i luga o se laina tasi o pika. Ae, o laina mai fa'avaa ta'itasi ta'itasi e fa'aopoopo fa'atasi fa'atekinolosi i se auala e tu'uina atu ai se aafiaga TDI. Talu ai e tatau ona faitau atoa le meapueata mo laina ta'itasi o pika i le ata e maua, o lenei fa'aopoopo fa'akomepiuta e fa'aopoopoina ai fo'i le leo faitau mo laina ta'itasi, ma fa'atapula'aina le saoasaoa o le mauaina.
●Le tulaga faʻaonaponei: totogi-domain TDI CMOS, poʻo CCD-i-CMOS TDI
O tapula'a o le CMOS TDI o lo'o i luga ua faatoilaloina talu ai nei e ala i le fa'aofiina o le fa'aputuga o le fanua TDI CMOS, lea e ta'ua o le CCD-on-CMOS TDI. O le faʻaogaina o nei masini e faʻaalia i le [Animation 1]. E pei ona taʻu mai e le igoa, o nei masini e ofoina atu le CCD-pei o le gaioiga o moliaga mai le tasi pika i le isi, faʻaputuina faailo i tulaga taʻitasi TDI e ala i le faʻaopoopoga o photoelectrons i luga o le maualuga o tau taʻitasi. E matua leai se pisa. Ae ui i lea, o tapulaʻa o le CCD TDI e faʻatoʻilaloina e ala i le faʻaogaina o le CMOS readout architecture, faʻatagaina le maualuga o le saoasaoa, maualalo le pisa ma le maualalo o le eletise faʻaaogaina masani i CMOS mea pueata.
TDI Fa'amatalaga: o le a le mea e taua?
●Tekinolosi:O le mea pito sili ona taua o le mea lea e faʻaaogaina ai tekinolosi faʻapitoa e pei ona talanoaina i luga. Totogi-domain CMOS TDI o le a tuʻuina atu le faʻatinoga sili.
●Vaega TDI:Ole numera lea ole laina ole masini e mafai ona fa'aputuina ai fa'ailoga. O le tele o vaega o le TDI o lo'o i ai i le meapueata, o le umi fo'i o lona taimi fa'aalia lelei. Po'o le, o le televave e mafai ona gaoioi le mataupu ata, pe a lava le laina laina o le meapueata.
●Laina Fua Faatatau:E fia laina e mafai e le meapueata ona faitau ile sekone. O le mea lea e fuafua ai le maualuga o le saoasaoa o gaioiga e mafai e le meapueata ona tausisia.
●Quantum Efficiency: O lo'o fa'aalia ai le ma'ale'ale o le meapueata i le malamalama i galu eseese, e tu'u mai i le fa'alavelave o se fa'alavelave fa'afuase'i e maua ma maua ai se photoelectron. Ole maualuga ole quantum efficiency e mafai ona ofoina atu le malosi fa'amalamalama maualalo, po'o le fa'agaioiga vave a'o fa'atumauina tutusa tulaga fa'ailoga.
E le gata i lea, e eseese meapueata i luga o le galu umi e mafai ona maua ai le lagona lelei, faatasi ai ma nisi mea pueata e ofoina atu le maaleale agai i lalo i le ultra-violet (UV) pito o le fusi o alaleo, pe a ma le 200nm le umi o le galu.
●Faitau Pisao:Faitau pisa o le isi vaega taua i le maaleale o se meapueata, e fuafua ai le faailo maualalo e mafai ona iloa i luga aʻe o le fola o le meapueata. Faatasi ai ma le maualuga o le leo faitau, e le mafai ona iloa foliga pogisa ma e matua faʻaitiitia le tele o le malosi, o lona uiga e tatau ona faʻaogaina le malamalama sili atu poʻo le umi o taimi faʻaalia & faʻagesegese le saoasaoa.
TDI Fa'amatalaga: o le a le mea e taua?
I le taimi nei, o loʻo faʻaogaina kamela TDI mo suʻesuʻega i luga ole laiga, faʻaeletonika ma suʻesuʻega gaosiga, ma isi masini vaʻai. O lo'o iai fo'i ma lu'itau fa'aoga vaivai e pei ole fa'ata'ita'i ma ata fa'ase'e.
Ae ui i lea, faʻatasi ai ma le faʻaofiina o mea pueata TDI CMOS maualuga, maualuga le saosaoa, maualalo le pisapisao, o loʻo i ai le gafatia tele mo le saoasaoa ma le faʻaleleia atili o talosaga fou na faʻaaogaina muamua na o mea pueata faʻataʻitaʻiga. E pei ona matou fa'ailoa i le amataga o le tusiga, o mea pu'eata TDI atonu o le filifiliga sili lea mo le ausiaina o saosaoa maualuga ma uiga maualuga o ata mo mata'upu fa'ata'ita'i o lo'o fa'agaioi pea, po'o le mea e mafai ai ona su'esu'e le meapueata i mata'upu fa'ata.
Mo se faʻataʻitaʻiga, i se microscopy talosaga, e mafai ona tatou faʻatusatusaina le saoasaoa o le mauaina o le 9K pika, 256 tulaga TDI mea pueata ma 5 μm pixels i le 12MP mea puʻe puʻe ata puʻeata ma 5 μm pika. Se'i o tatou su'esu'e le mauaina o se vaega e 10 x 10 mm ma le fa'alautele 20x e ala i le fa'aosoina o le tulaga.
1. O le fa'aaogaina o se fa'amoemoe e 20x ma le mea pu'eata mata'i le eria e maua ai le 1.02 x 0.77 mm le va'aiga ata.
2. Fa'atasi ai ma le TDI mea pu'eata, o se fa'amoemoega 10x fa'atasi ai ma se fa'aopoopoga fa'aopoopo 2x e mafai ona fa'aoga e fa'ato'ilaloina so'o se tapula'a i le microscope field of view, e tu'uina atu ai se 2.3mm fa'alava fa'ata'ita'iga fanua va'aiga.
3. Fa'apea 2% pika fa'alava i le va o ata mo fa'amoemoega su'i, 0.5 sekone e fa'anofo ai le tulaga i se nofoaga fa'atulaga, ma le 10ms taimi fa'aalia, e mafai ona tatou fa'atatauina le taimi o le a ave ai le mea pu'eata a le eria. E fa'apena fo'i, e mafai ona tatou fa'atatauina le taimi e alu ai le meapueata TDI pe afai e fa'agasolo pea le tulaga e fa'ata'ita'i i le itu Y, fa'atasi ai ma le taimi fa'aalia i le laina.
4. I le tulaga lea, e mana'omia e le vaega pu'eata su'esu'e ni ata se 140 e maua, ma le 63 sekone e fa'aalu i le fa'agaoioia o le tulaga. E na'o le 5 ata uumi e maua e le meapueata TDI, ma na'o le 2 sekone e fa'aalu i le fa'asolo atu o le tulaga i le isi koluma.
5. O le taimi atoa e fa'aalu i le mauaina o le 10 x 10 mm o le a64.4 sekone mo le vaega pu'eata fa'ata'ita'i,ma tonu9.9 sekone mo le mea pueata TDI.
Afai e te mana'o e va'ai pe mafai e se meapueata TDI ona fetaui ma lau talosaga ma fa'afetaui ou mana'oga, fa'afeso'ota'i matou i le asō.
