25/07/29Katika nyanja za upigaji picha wa ubora wa juu wa bioluminescence na ugunduzi wa mwanga wa chini wa viwandani wa kasi ya juu, kufikia uwiano bora kati ya kasi ya kupiga picha na usikivu kwa muda mrefu imekuwa kizuizi cha msingi kinachozuia maendeleo ya kiteknolojia. Masuluhisho ya taswira ya kawaida ya mstari au safu ya eneo mara nyingi hukabiliana na ubadilishanaji mgumu, hivyo basi iwe vigumu kudumisha ugunduzi na utendakazi wa mfumo. Matokeo yake, uboreshaji wa viwanda umekuwa na vikwazo kwa kiasi kikubwa.
Utangulizi wa teknolojia ya nyuma ya TDI-sCMOS unaanza kushughulikia mapungufu haya. Teknolojia hii bunifu haishughulikii tu vikwazo vya kimaumbile vya upigaji picha wa kasi ya juu katika hali ya mwanga wa chini lakini pia inapanua matumizi yake zaidi ya sayansi ya maisha katika sekta za juu za viwanda kama vile ukaguzi wa semiconductor na utengenezaji wa usahihi. Pamoja na maendeleo haya, TDI-sCMOS inazidi kuwa muhimu katika matumizi ya kisasa ya taswira ya kiviwanda.
Makala haya yanaangazia kanuni za msingi nyuma ya upigaji picha wa TDI, hufuatilia mabadiliko yake, na kujadili nafasi yake inayokua katika mifumo ya viwanda.
Kuelewa Kanuni za TDI: Mafanikio katika Upigaji picha wenye Nguvu
Muunganisho wa Kuchelewa kwa Wakati (TDI) ni teknolojia ya kupata picha kulingana na kanuni ya kuchanganua laini ambayo hutoa vipengele viwili muhimu vya kiufundi:
Upataji wa Nguvu Uliosawazishwa
Tofauti na kamera za kawaida za eneo zinazofanya kazi kwa mzunguko wa "stop-shot-soge", vitambuzi vya TDI vinaendelea kufichua picha zikiwa katika mwendo. Sampuli inaposogea kwenye sehemu ya mwonekano, kihisi cha TDI husawazisha mwendo wa safu wima za pikseli na kasi ya kitu. Usawazishaji huu huwezesha udhihirisho unaoendelea na mkusanyiko wa chaji inayobadilika ya kitu kimoja baada ya muda, kuruhusu upigaji picha kwa ufanisi hata kwa kasi ya juu.
Maonyesho ya Upigaji Picha ya TDI: Mwendo Ulioratibiwa wa Sampuli na Ujumuishaji wa Chaji
Chaji Mkusanyiko wa Kikoa
Kila safu wima ya pikseli hubadilisha mwanga unaoingia kuwa chaji ya umeme, ambayo huchakatwa kupitia hatua nyingi za usomaji wa sampuli. Mchakato huu unaoendelea wa mkusanyiko huongeza kwa ufanisi mawimbi hafifu kwa kipengele cha N, ambapo N inawakilisha idadi ya viwango vya ujumuishaji, kuboresha uwiano wa mawimbi hadi kelele (SNR) chini ya hali finyu za mwanga.
Mchoro wa Ubora wa Picha katika Hatua Tofauti za TDI
Mageuzi ya Teknolojia ya TDI: Kutoka CCD hadi Back-Illuminated sCMOS
Sensorer za TDI hapo awali zilijengwa kwenye CCD au majukwaa ya CMOS yaliyomulika mbele, lakini usanifu wote ulikuwa na mapungufu wakati unatumika kwa upigaji picha wa haraka na wa chini.
TDI-CCD
Vihisi vya nyuma vya TDI-CCD vinaweza kufikia ufanisi wa quantum (QE) karibu na 90%. Hata hivyo, usanifu wao wa mfululizo wa usomaji huzuia kasi ya kupiga picha—viwango vya laini kwa kawaida husalia chini ya kHz 100, na vitambuzi vya msomo 2K vinavyofanya kazi kwa takriban kHz 50.
TDI-CMOS Inayomulika Mbele
Vihisi vya TDI-CMOS vinavyomulika mbele vina kasi ya kusoma kwa haraka zaidi, viwango vya laini vya mwonekano wa 8K vinavyofikia hadi kHz 400. Walakini, sababu za kimuundo hupunguza QE yao, haswa katika safu fupi ya urefu wa mawimbi, mara nyingi huiweka chini ya 60%.
Maendeleo mashuhuri yalikuja mnamo 2020 na kutolewa kwa Tucsen'sKamera ya Dhyana 9KTDI sCMOS, kamera ya nyuma ya TDI-sCMOS. Inaashiria hatua kubwa katika kuchanganya unyeti wa juu na utendaji wa kasi wa TDI:
-
Ufanisi wa Quantum: 82% kilele cha QE—takriban 40% juu kuliko vitambuzi vya kawaida vya TDI-CMOS vinavyomulika mbele, na kuifanya kuwa bora kwa upigaji picha wa mwanga mdogo.
-
Kiwango cha Mstari: 510 kHz katika azimio la 9K, ikitafsiriwa hadi upitishaji wa data wa gigapixel 4.59 kwa sekunde.
Teknolojia hii ilitumika kwa mara ya kwanza katika uchanganuzi wa kiwango cha juu cha umeme, ambapo kamera ilinasa picha ya gigapixel 2 ya sampuli ya umeme ya mm 30 × 17 mm katika sekunde 10.1 chini ya hali ya mfumo ulioboreshwa, kuonyesha mafanikio makubwa katika kasi ya kupiga picha na uaminifu wa kina juu ya mifumo ya kawaida ya kuchunguza eneo.
Picha: Dhyana 9KTDI pamoja na jukwaa la magari la Zaber MVR
Lengo: 10X Muda wa usakinishaji: 10.1s Muda wa kufichua: 3.6ms
Ukubwa wa picha: 30mm x 17mm pikseli 58,000 x 34,160
Faida Muhimu za Teknolojia ya TDI
Unyeti wa Juu
Vihisi vya TDI hukusanya mawimbi juu ya mifichuo mingi, na hivyo kuboresha utendakazi wa mwanga mdogo. Kwa vitambuzi vya nyuma vya TDI-sCMOS, ufanisi wa quantum zaidi ya 80% unaweza kufikiwa, ambayo inasaidia kazi zinazohitajika kama vile kupiga picha za umeme na ukaguzi wa uwanja wa giza.
Utendaji wa Kasi ya Juu
Sensorer za TDI zimeundwa kwa upigaji picha wa hali ya juu, kunasa vitu vinavyosonga haraka na uwazi bora. Kwa kusawazisha usomaji wa pikseli na mwendo wa kitu, TDI huondoa ukungu wa mwendo na kutumia ukaguzi unaotegemea kisafirishaji, uchanganuzi wa wakati halisi na matukio mengine ya upitishaji wa hali ya juu.
Uwiano Ulioboreshwa wa Mawimbi hadi Kelele (SNR)
Kwa kuunganisha mawimbi katika hatua nyingi, vihisi vya TDI vinaweza kutoa picha za ubora wa juu na mwanga mdogo, kupunguza hatari za upigaji picha katika sampuli za kibayolojia na kupunguza mkazo wa joto katika nyenzo nyeti.
Kupungua kwa Uathiriwaji wa Mazingira
Tofauti na mifumo ya uchunguzi wa eneo, vihisi vya TDI haviathiriwi sana na mwanga iliyoko au kuakisiwa kwa mwanga kutokana na mfiduo wa mstari kwa mstari uliosawazishwa, na kuzifanya ziwe thabiti zaidi katika mazingira changamano ya viwanda.
Mfano wa Maombi: Ukaguzi wa Kaki
Katika sekta ya semiconductor, kamera za eneo la sCMOS zilitumika kwa kawaida kutambua mwanga wa chini kutokana na kasi na usikivu wao. Walakini, mifumo hii inaweza kuwa na mapungufu:
-
Sehemu ya Mtazamo mdogo: Fremu nyingi zinahitaji kuunganishwa pamoja, na hivyo kusababisha michakato inayochukua muda.
-
Uchanganuzi wa polepole: Kila uchanganuzi unahitaji kusubiri hatua itulie kabla ya kupiga picha inayofuata.
-
Kuunganisha Vipengee: Mapengo ya picha na kutofautiana huathiri ubora wa skanisho.
Upigaji picha wa TDI husaidia kutatua changamoto hizi:
-
Uchanganuzi Unaoendelea: TDI hutumia uchanganuzi mkubwa usiokatizwa bila hitaji la kuunganisha fremu.
-
Upataji wa Haraka: Viwango vya juu vya laini (hadi MHz 1) huondoa ucheleweshaji kati ya kunasa.
-
Usawa wa Picha Ulioboreshwa: Mbinu ya kuchanganua laini ya TDI inapunguza upotoshaji wa mtazamo na kuhakikisha usahihi wa kijiometri katika uchanganuzi wote.
TDI VS Eneo la Scan
Kielelezo: TDI huwezesha mchakato wa upataji unaoendelea zaidi na laini
Kamera ya Tucsen ya Gemini 8KTDI sCMOS imekuwa na ufanisi katika ukaguzi wa kina wa kaki ya urujuanimno. Kulingana na jaribio la ndani la Tucsen, kamera inapata 63.9% QE katika nm 266 na hudumisha uthabiti wa halijoto ya chip kwa 0°C zaidi ya matumizi ya muda mrefu—muhimu kwa programu zinazoathiriwa na UV.
Kupanua Matumizi: Kutoka Upigaji Picha Maalum hadi Uunganishaji wa Mfumo
TDI haizuiliwi tena kwa programu tumizi au upimaji wa alama. Mtazamo umehamia kuelekea ushirikiano wa vitendo katika mifumo ya viwanda.
Mfululizo wa Tucsen wa Gemini TDI hutoa aina mbili za suluhu:
1. Mifano ya Bendera: Imeundwa kwa matumizi ya hali ya juu kama vile ukaguzi wa kaki wa mbele na utambuzi wa kasoro ya UV. Mitindo hii inatanguliza usikivu wa hali ya juu, uthabiti, na matokeo.
2. Lahaja Compact: Nguvu ndogo, iliyopozwa na hewa, na ya chini—inafaa zaidi kwa mifumo iliyopachikwa. Miundo hii ni pamoja na CXP (CoaXPress) violesura vya kasi ya juu kwa ujumuishaji ulioratibiwa.
Kuanzia upigaji picha wa hali ya juu katika sayansi ya maisha hadi ukaguzi sahihi wa semiconductor, TDI-sCMOS iliyoangaziwa nyuma ina jukumu muhimu zaidi katika kuimarisha utiririshaji wa picha.
Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara
Q1: Je, TDI inafanya kazi vipi?
TDI husawazisha uhamishaji wa malipo kwenye safu mlalo za pikseli na mwendo wa kitu. Kipengee kinaposogea, kila safu mlalo hujilimbikiza mfiduo mwingine, na hivyo kuongeza unyeti, hasa katika matumizi ya mwanga wa chini na kasi ya juu.
Q2: Teknolojia ya TDI inaweza kutumika wapi?
TDI ni bora kwa ukaguzi wa semiconductor, skanning ya fluorescence, ukaguzi wa PCB, na programu zingine zenye azimio la juu, za kasi ya juu ambapo ukungu wa mwendo na uangazaji mdogo ni wasiwasi.
Q3: Ninapaswa kuzingatia nini wakati wa kuchagua kamera ya TDI kwa matumizi ya viwandani?
Wakati wa kuchagua kamera ya TDI, vipengele muhimu vinajumuisha kasi ya laini, ufanisi wa quantum, azimio, mwitikio wa spectral (hasa kwa programu za UV au NIR), na utulivu wa joto.
Kwa maelezo ya kina kuhusu jinsi ya kukokotoa kiwango cha laini, rejelea makala yetu:
Mfululizo wa TDI - Jinsi ya Kukokotoa Masafa ya Laini ya Kamera
Tucsen Photonics Co., Ltd. Haki zote zimehifadhiwa. Unapotaja, tafadhali tambua chanzo:www.tucsen.com
