22/07/13Time Delay Integration (TDI) ke mokhoa oa ho nka litšoantšo o tsoetseng pele oa ho nahana ka dijithale - empa o ntse o fana ka melemo e meholo pheletsong ea ho nahana kajeno. Ho na le maemo a mabeli ao lik'hamera tsa TDI li ka khanyang - ka bobeli ha taba ea litšoantšo e ntse e tsamaea:
1 - Taba ea ho nka litšoantšo ka tlhaho e ntse e tsamaea ka lebelo le sa khaotseng, joalo ka tlhahlobo ea webo (joalo ka ho lekola lipampiri tse tsamaeang, polasetiki kapa lesela bakeng sa mefokolo le tšenyo), likhoele tsa kopano, kapa li-micro fluidics le phallo ea mokelikeli.
2 - Lihlooho tsa litšoantšo tse tsitsitseng tse ka tšoantšetsoang ke khamera li tloha sebakeng se seng ho ea ho se seng, ka ho tsamaisa sehlooho kapa khamera. Mehlala e kenyelletsa ho lekola li-slide tsa microscope, tlhahlobo ea thepa, tlhahlobo ea phanele e bataletseng jj.
Haeba e 'ngoe ea maemo ana e ka sebetsa setšoantšong sa hau, leqephe lena la tepo le tla u thusa ho nahana hore na ho tloha ho lik'hamera tse tloaelehileng tsa 'area scan' ho ea ho Line Scan TDI ho ka matlafatsa setšoantšo sa hau.
Bothata ka Area-Scan & Moving Targets
● Ho Finyella Motsamao
Lihlooho tse ling tsa litšoantšo li ntse li tsamaea ka tlhokahalo, mohlala ka phallo ea metsi kapa tlhahlobo ea tepo. Lits'ebetsong tse ling, joalo ka ho sekena ka li-slide le tlhahlobo ea lisebelisoa, ho boloka sehlooho se ntse se tsamaea ho ka ba kapele le ho sebetsa hantle ho feta ho emisa ho sisinyeha bakeng sa setšoantšo ka seng se fumanoeng. Leha ho le joalo, bakeng sa lik’hamera tse hlahlobang sebaka, haeba setšoantšo se ntse se tsamaea ha se bapisoa le khamera, sena se ka hlahisa phephetso.
Lefifi le sisinyehang le sotha setšoantšo sa koloi e tsamaeang
Maemong a nang le khanya e lekanyelitsoeng kapa moo ho hlokehang litšoaneleho tse phahameng tsa setšoantšo, ho ka batloa nako e telele ea khamera. Leha ho le joalo, ho sisinyeha ha sehlooho ho tla hasanya khanya ea eona holim'a lipikselse tse ngata tsa khamera nakong ea ho pepeseha, e leng se lebisang ho 'fifiso ea ho sisinyeha'. Sena se ka fokotsoa ka ho boloka lits'oants'o li le khuts'oane haholo - ka nako eo ho neng ho tla nka ntlha e itseng tabeng ea ho haola pixel ea khamera. Ena ke eonaunhangata ka litšenyehelo tsa litšoantšo tse lefifi, tse lerata, hangata tse ke keng tsa sebelisoa.
●Ho roka
Ho feta moo, hangata ho nka litšoantšo tse kholo kapa tse tsoelang pele ka lik'hamera tsa sebaka sa marang-rang ho hloka hore ho fumanoe litšoantšo tse ngata, ebe li kopanngoa hammoho. Ho roka hona ho hloka lipikselse tse fetang pakeng tsa litšoantšo tsa boahelani, ho fokotsa ts'ebetso le ho eketsa litlhoko tsa polokelo le ts'ebetso ea data.
●Khanya e sa lekaneng
Ho feta moo, khanya e ke ke ea hlola e lekana ho qoba mathata le mesebetsi ea matsoho meeling ea litšoantšo tse rokeletsoeng. Hape, ho fana ka khanya holim'a sebaka se seholo se lekaneng bakeng sa k'hamera ea sebaka se nang le matla a lekaneng hangata ho hloka tšebeliso ea matla a phahameng, mehloli ea khanya ea DC e theko e phahameng.
Khanya e sa lekanyetsoang ho rokang litšoantšo tse ngata tsa boko ba mouse. Setšoantšo se tsoang ho Watson et al. 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
Khamera ea TDI ke eng, hona e thusa joang?
Lik'hamerang tse tloaelehileng tsa 2-dimensional area-scan, ho na le mekhahlelo e meraro ea ho fumana setšoantšo: pixel reset, exposure, le readout. Nakong ea ho pepeseha, li-photon tse tsoang sebakeng li fumanoa, tse hlahisang li-photoelectrons, tse bolokiloeng ka lipikselleng tsa khamera ho fihlela qetellong ea ho pepeseha. Litekanyetso tsa pixel e 'ngoe le e 'ngoe lia baloa, 'me setšoantšo sa 2D se etsoa. Lipikselse li tla behoa bocha 'me litefiso tsohle li hlakoloe ho qala tlhahiso e latelang.
Leha ho le joalo, joalo ka ha ho boletsoe, haeba taba ea ho nka litšoantšo e tsamaea e ipapisitse le khamera, leseli le tsoang ho sehlooho le ka hasana holim'a lipikselse tse ngata nakong ea ts'ebetso ena, e leng se lebisang ho fifatseng ho sisinyeha. Likh'amera tsa TDI li hlola moeli ona li sebelisa mokhoa o mocha. Sena se bontšoa ho [Animation 1].
●Kamoo likhamera tsa TDI li Sebetsang kateng
Lik'hamera tsa TDI li sebetsa ka tsela e fapaneng haholo ea ho hlahloba lik'hamera. Ha taba ea litšoantšo e ntse e tsamaea ka har'a kh'amera nakong ea ho pepeseha, litefiso tsa elektroniki tse etsang setšoantšo se fumanoeng le tsona lia sisinyeha, li lula li lumellana. Nakong ea ho pepeseha, lik'hamera tsa TDI li khona ho kopanya litefello tsohle tse fumanoeng ho tloha moleng o mong oa pixels ho ea ho o mong, hammoho le khamera, e lumellanang le motsamao oa taba ea ho nka litšoantšo. Ha sehlooho se ntse se tsamaea ka har'a khamera, mola o mong le o mong (o tsejoang e le 'TDI Stage'), o fana ka monyetla o mocha oa ho pepesa khamera ho sehlooho, le ho bokella lets'oao.
Hang ha mola oa litefiso tse fumanoeng o fihla pheletsong ea kh'amera, ke hona feela moo litekanyetso li baloang le ho bolokoa joalo ka selae sa 1-dimensional ea setšoantšo. Setšoantšo sa 2-D se entsoe ka ho khomarela selae se seng le se seng se latellanang sa setšoantšo ha khamera e se bala. Mola o mong le o mong oa lipikselse lipikselleng tsa litšoantšo le litšoantšo tse tšoanang 'sekotoana' sa sehlooho sa setšoantšo, ho bolelang hore ho sa tsotellehe ho sisinyeha, ha ho na lerootho.
●256x Ponahalo e telele
Ka lik'hamera tsa TDI, nako e sebetsang ea ponts'o ea setšoantšo e fanoa ke nako eohle eo e e nkang bakeng sa ntlha mabapi le taba ea ho haola le mela e 'ngoe le e 'ngoe ea pixels, ka mekhahlelo e fihlang ho 256 e fumanehang lik'hamerang tse ling tsa TDI. Sena se bolela hore nako e teng ea ho pepeseha e kholo ka makhetlo a 256 ho feta kamoo khamera ea sebaka se ka fihleloang.
Sena se ka fana ka e 'ngoe ea lintlafatso tse peli, kapa ho leka-lekanya ka bobeli. Taba ea pele, ho ka finyelloa keketseho e kholo ea lebelo la ho nka litšoantšo. Ha ho bapisoa le k'hamera ea sebaka, taba ea ho nka litšoantšo e ka nyolohela ho 256x ka potlako ha e ntse e nka palo e lekanang ea letšoao, ho fana ka tekanyo ea mohala oa khamera e potlakile ho lekana ho tsoela pele.
Ka lehlakoreng le leng, haeba ho hlokahala kutloisiso e kholo, nako e telele ea ho pepeseha e ka etsa hore litšoantšo tsa boleng bo holimo, khanya e tlase, kapa ka bobeli.
●Ts'ebetso e kholo ea data ntle le ho roka
Kaha khamera ea TDI e hlahisa setšoantšo sa 2-dimensional ho tloha lilae tse latellanang tsa 1-dimensional, setšoantšo se hlahisoang se ka ba seholo kamoo ho hlokahalang. Le hoja palo ea lipikselse tse ka lehlakoreng la 'horizontal' li fanoa ke bophara ba khamera, mohlala, li-pixels tse 9072, boholo ba 'pat'a setšoantšo ha bo na moeli, 'me bo khethoa feela hore na khamera e sebetsa nako e kae. Ka litefiso tsa mohala tse fihlang ho 510kHz, sena se ka fana ka phallo e kholo ea data.
Ha li kopantsoe le sena, lik'hamera tsa TDI li ka fana ka libaka tse pharaletseng haholo tsa pono. Mohlala, kh'amera ea 9072 pixels e nang le 5µm pixels e fana ka sebaka se otlolohileng sa 45mm se nang le resolution e phahameng. Ho fihlella bophara bo ts'oanang ba setšoantšo ka kh'amera ea sebaka sa 5µm pixel ho tla hloka lik'hamera tse fihlang ho tse tharo tsa 4K ka mahlakore.
●Lintlafatso holim'a lik'hamera tsa ho hlahloba line
Lik'hamera tsa TDI ha li fane feela ka lintlafatso holim'a lik'hamera tsa sebaka. Lik'hamera tse hlahlobang line, tse nkang mohala o le mong feela oa lipikselse, le tsona li na le mathata a tšoanang ka matla a khanya le likhahla tse khutšoane joalo ka lik'hamera tsa sebaka.
Le hoja li tšoana le lik'hamera tsa TDI, lik'hamera tsa ho hlahloba line li fana ka khanya le ho feta ka ho seta habonolo, 'me li qoba tlhokahalo ea ho roka litšoantšo, hangata li ka hloka khanya e matla haholo le / kapa ho tsamaea butle ho tšoara letšoao le lekaneng bakeng sa setšoantšo sa boleng bo phahameng. Lits'oants'o tse telele le lebelo la litaba tse potlakileng tseo lik'hamera tsa TDI li li lumellang li bolela matla a tlase, mabone a theko e tlase a ka sebelisoa ha a ntse a ntlafatsa ts'ebetso ea litšoantšo. Ka mohlala, mohala oa tlhahiso o ka khona ho tloha mabone a halogen a theko e phahameng, a sebelisoang ka matla a phahameng a hlokang matla a DC, ho ea ho mabone a LED.
Lik'hamera tsa TDI li sebetsa joang?
Ho na le litekanyetso tse tharo tse tloaelehileng tsa mokhoa oa ho fihlela litšoantšo tsa TDI ho sensor ea khamera.
● CCD TDI- Lik'hamera tsa CCD ke mokhoa oa khale ka ho fetisisa oa lik'hamera tsa digital. Ka lebaka la boqapi ba bona ba elektroniki, ho fihlela boitšoaro ba TDI ho CCD ho bonolo haholo ha ho bapisoa, ka lisensara tse ngata tsa khamera ka tlhaho li khona ho sebetsa ka tsela ena. Ka hona, li-CCD tsa TDI esale li sebelisoa ka lilemo tse mashome.
Leha ho le joalo, theknoloji ea CCD e na le mefokolo ea eona. Boholo bo bonyenyane ka ho fetesisa ba pixel bo fumanehang bakeng sa lik'hamera tsa CCD TDI bo ka ba 12µm x 12µm - sena, hammoho le lipalo tse nyane tsa pixel, se fokotsa bokhoni ba khamera ho rarolla lintlha tse ntle. Ho feta moo, lebelo la ho reka le tlase ho feta litheknoloji tse ling, athe lerata la ho bala - lebaka le ka sehloohong le thibelang ho nahana ka leseli le tlase - le phahame. Tšebeliso ea matla le eona e phahame, e leng lebaka le ka sehloohong lits'ebetsong tse ling. Sena se ile sa lebisa takatsong ea ho theha lik'hamera tsa TDI tse ipapisitseng le meralo ea CMOS.
●TDI ea pele ea CMOS: sebaka sa motlakase le kakaretso ea dijithale
Likh'amera tsa CMOS li hlola lerata le meeli ea lebelo la lik'hamera tsa CCD, ha li ntse li sebelisa matla a fokolang, 'me li fana ka boholo bo nyane ba pixel. Leha ho le joalo, boits'oaro ba TDI bo ne bo le boima haholo ho fihlela lik'hamera tsa CMOS, ka lebaka la moralo oa bona oa pixel. Ha li-CCD li tsamaisa li-photoelectrons ho tloha ho pixel ho ea ho pixel ho laola sensor, lik'hamera tsa CMOS li fetola matšoao ho li-photoelectrons ho li-voltages ho pixel ka 'ngoe pele li bala.
Boitšoaro ba TDI ho sensor ea CMOS bo 'nile ba hlahlojoa ho tloha ka 2001, leha ho le joalo, phephetso ea ho sebetsana le "pokello" ea lets'oao ha ho pepeseha ho tloha moleng o mong ho ea ho o mong ho ne ho le bohlokoa. Mekhoa e 'meli ea pele ea CMOS TDI e ntseng e sebelisoa lik'hamera tsa khoebo kajeno ke ho bokellana ha li-voltage le kakaretso ea TDI CMOS. Lik'hamera tse bokellang li-voltage-domain, ha mola o mong le o mong oa lets'oao o fumanoa ha taba ea litšoantšo e ntse e feta, motlakase o fumanoeng o eketsoa ka mokhoa oa elektroniki ho kakaretso ea karolo eo ea setšoantšo. Ho bokella li-voltage ka tsela ena ho hlahisa lerata le eketsehileng bakeng sa mohato o mong le o mong o eketsehileng oa TDI o eketsoang, ho fokotsa melemo ea mekhahlelo e meng. Litaba tse nang le linearity li boetse li phephetsa tšebeliso ea lik'hamera tsena bakeng sa lits'ebetso tse nepahetseng.
Mokhoa oa bobeli ke digital summing TDI. Ka mokhoa ona, kh'amera ea CMOS e sebetsa hantle ka mokhoa oa ho lekola sebaka ka ponts'o e khutšoane haholo e tsamaellanang le nako e nkuoeng hore motho ea nkang litšoantšo a tsamaee moleng o le mong oa pixels. Empa, mela e tsoang foreiming e 'ngoe le e 'ngoe e latellanang e kopanngoa hammoho ka mokhoa oa hore phello ea TDI e fanoe. Ha khamera eohle e tlameha ho baloa bakeng sa mola o mong le o mong oa pixels setšoantšong se hlahisoang, kenyelletso ena ea digital e boetse e eketsa lerata le baloang bakeng sa mola o mong le o mong, 'me e fokotsa lebelo la ho fumana.
●Tekanyetso ea sejoale-joale: TDI CMOS, kapa CCD-on-CMOS TDI
Meeli ea CMOS TDI e kaholimo e felisitsoe haufinyane tjena ka ho hlahisa TDI CMOS, e tsejoang hape e le CCD-on-CMOS TDI. Ts'ebetso ea li-sensor tsena e bonts'oa ho [Animation 1]. Joalokaha lebitso lena le bolela, li-sensor tsena li fana ka motsamao oa li-CCD oa litefiso ho tloha ho pixel e 'ngoe ho ea ho e' ngoe, ho bokella lets'oao sethaleng ka seng sa TDI ka ho eketsoa ha li-photoelectrons boemong ba litefiso tsa motho ka mong. Sena ha se na lerata hantle. Leha ho le joalo, mefokolo ea CCD TDI e hlōloa ka tšebeliso ea meralo ea ho bala ea CMOS, e nolofalletsang lebelo le phahameng, lerata le tlaase le tšebeliso e tlaase ea matla e tloaelehileng ho lik'hamera tsa CMOS.
Litlhaloso tsa TDI: ke eng ea bohlokoa?
●Theknoloji:Ntho ea bohlokoa ka ho fetisisa ke hore na theknoloji ea sensor e sebelisoa joang joalokaha ho boletsoe ka holimo. Charge-domain CMOS TDI e tla fana ka ts'ebetso e ntle ka ho fetisisa.
●Mehato ea TDI:Ena ke palo ea mela ea sensor eo lets'oao le ka bokelloang ho eona. Ha kh'amera e na le methati e mengata ea TDI, nako ea eona e sebetsang e ka ba telele. Kapa, ha motho ea nkang litšoantšo a ka tsamaea kapele, ha khamera e na le sekhahla se lekaneng sa mohala.
●Sekhahla sa Mohala:Ke mela e mekae eo khamera e ka e balang motsotsoana. Sena se etsa qeto ea hore na khamera e ka tsamaisana le lebelo le holimo hakae la ho tsamaea.
●Katleho ea Quantum: Sena se bontša kutlo ea khamera ho khanya ka maqhubu a fapaneng a maqhubu, ho fanoe ke monyetla oa hore ketsahalo ea photon e lemohuoe le ho hlahisa photoelectron. Ts'ebetso e phahameng ea quantum e ka fana ka matla a khanya a tlase, kapa ts'ebetso e potlakileng ha o ntse o boloka maemo a tšoanang a matšoao.
Ho feta moo, lik'hamera li fapana ka bolelele ba maqhubu moo ho ka fihleloang kutloisiso e ntle, ka lik'hamera tse ling tse fanang ka maikutlo ho ea fihla pheletsong ea ultra-violet (UV) ea spectrum, ho pota 200nm wavelength.
●Bala Lerata:Lerata la ho bala ke ntlha e 'ngoe ea bohlokoa ho kutlo ea kh'amera, e khethollang bonyane letšoao le ka bonoang ka holim'a lerata la khamera. Ka lerata le phahameng la ho bala, likarolo tse lefifi ha li lemohuoe 'me matla a feto-fetohang a fokotsehile haholo, ho bolelang hore khanya e khanyang kapa nako e telele ea ho pepeseha le ho tsamaea butle ho tlameha ho sebelisoa.
Litlhaloso tsa TDI: ke eng ea bohlokoa?
Hajoale, lik'hamera tsa TDI li sebelisoa bakeng sa tlhahlobo ea webo, tlhahlobo ea lisebelisoa tsa elektroniki le tlhahlobo ea tlhahiso, le lits'ebetso tse ling tsa pono ea mochini. Haufi le sena ho na le lits'ebetso tse phephetsang tse bobebe tse tlase joalo ka litšoantšo tsa fluorescence le scanning ea li-slide.
Leha ho le joalo, ka kenyelletso ea lik'hamera tsa TDI CMOS tse nang le lebelo le phahameng, lerata le tlaase, ho na le monyetla o moholo oa ho eketsa lebelo le katleho lits'ebetsong tse ncha tseo pele li neng li sebelisa lik'hamera tse hlahlobang sebaka feela. Joalo ka ha re tsebisitse qalong ea sengoloa, lik'hamera tsa TDI e kanna ea ba khetho e ntle ka ho fetisisa ea ho fihlela lebelo le holimo le litšoaneleho tse phahameng tsa litšoantšo bakeng sa lihlooho tsa litšoantšo tse ntseng li tsamaea, kapa moo khamera e ka shebisisoang lithutong tsa litšoantšo tse sa fetoheng.
Mohlala, ts'ebelisong ea microscopy, re ka bapisa lebelo la khoho la 9K pixel, 256 stage TDI khamera e nang le 5 µm pixels le 12MP khamera ea sebaka sa khamera ea kh'amera e nang le 5 µm pixels. Ha re hlahlobeng ho fumana sebaka sa 10 x 10 mm ka ho holisa 20x ka ho tsamaisa sethala.
1. Ho sebelisa sepheo sa 20x ka kh'amera ea sebaka seo ho tla fana ka sebaka sa pono sa 1.02 x 0.77 mm.
2. Ka k'hamera ea TDI, sepheo sa 10x se nang le 2x e eketsehileng ea ho hōlisa e ka sebelisoa ho hlōla moeli leha e le ofe oa pono ea microscope, ho fana ka sebaka sa pono sa 2.3mm se tšekaletseng.
3. Ha re nka hore 2% e fetana ka pixel pakeng tsa litšoantšo ka sepheo sa ho roka, metsotsoana e 0.5 ho isa sethala sebakeng se behiloeng, le nako ea ho pepeseha ea 10ms, re ka bala nako eo khamera ea sebaka se tla e nka. Ka mokhoa o ts'oanang, re ka bala nako eo kh'amera ea TDI e neng e tla e nka haeba sethala se ne se bolokoa se ntse se sisinyeha ho skena ka tsela ea Y, ka nako e ts'oanang ea ho pepeseha mohala ka mong.
4. Tabeng ena, k'hamera ea sebaka seo e tla hloka hore ho fumanoe litšoantšo tsa 140, ka metsotsoana ea 63 e sebelisoang ho tsamaisa sethala. Khamera ea TDI e ne e tla fumana litšoantšo tse 5 feela tse telele, ka metsotsoana e 2 feela e sebelisitsoeng ho tsamaisa sethala ho ea kholomong e latelang.
5. Kakaretso ea nako e sebelisitsoeng ho fumana sebaka sa 10 x 10 mm e tla baMetsotsoana e 64.4 bakeng sa khamera ea sebaka,le feelaMetsotsoana ea 9.9 bakeng sa khamera ea TDI.
Haeba u batla ho bona hore na kh'amera ea TDI e ka ts'oana le ts'ebeliso ea hau mme ea fihlela litlhoko tsa hau, ikopanye le rona kajeno.
