ఇండస్ట్రియల్ ఇమేజింగ్‌లో TDI కెమెరా టెక్నాలజీ ఎందుకు ప్రాధాన్యత సంతరించుకుంటోంది

సమయం25/07/29

బయోలుమినిసెన్స్ హై-త్రూపుట్ ఇమేజింగ్ మరియు ఇండస్ట్రియల్ హై-స్పీడ్ తక్కువ-కాంతి గుర్తింపు రంగాలలో, ఇమేజింగ్ వేగం మరియు సున్నితత్వం మధ్య సరైన సమతుల్యతను సాధించడం చాలా కాలంగా సాంకేతిక పురోగతిని పరిమితం చేసే ప్రధాన అడ్డంకిగా ఉంది. సాంప్రదాయ లీనియర్ లేదా ఏరియా అర్రే ఇమేజింగ్ పరిష్కారాలు తరచుగా కష్టమైన ట్రేడ్-ఆఫ్‌లను ఎదుర్కొంటాయి, దీని వలన గుర్తింపు సామర్థ్యం మరియు సిస్టమ్ పనితీరు రెండింటినీ నిర్వహించడం సవాలుగా మారుతుంది. ఫలితంగా, పారిశ్రామిక నవీకరణలు గణనీయంగా పరిమితం చేయబడ్డాయి.

 

బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-sCMOS టెక్నాలజీ పరిచయం ఈ పరిమితులను పరిష్కరించడం ప్రారంభించింది. ఈ వినూత్న సాంకేతికత తక్కువ-కాంతి పరిస్థితులలో హై-స్పీడ్ ఇమేజింగ్ యొక్క భౌతిక పరిమితులను పరిష్కరించడమే కాకుండా, లైఫ్ సైన్సెస్‌కు మించి సెమీకండక్టర్ తనిఖీ మరియు ప్రెసిషన్ తయారీ వంటి అధునాతన పారిశ్రామిక రంగాలకు కూడా దాని అనువర్తనాలను విస్తరిస్తుంది. ఈ పరిణామాలతో, ఆధునిక పారిశ్రామిక ఇమేజింగ్ అనువర్తనాల్లో TDI-sCMOS మరింత సందర్భోచితంగా మారుతోంది.

 

ఈ వ్యాసం TDI ఇమేజింగ్ వెనుక ఉన్న ప్రధాన సూత్రాలను వివరిస్తుంది, దాని పరిణామాన్ని ట్రాక్ చేస్తుంది మరియు పారిశ్రామిక వ్యవస్థలలో దాని పెరుగుతున్న పాత్రను చర్చిస్తుంది.

TDI సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవడం: డైనమిక్ ఇమేజింగ్‌లో ఒక పురోగతి

టైమ్ డిలే ఇంటిగ్రేషన్ (TDI) అనేది లైన్-స్కానింగ్ సూత్రం ఆధారంగా ఒక ఇమేజ్ అక్విజిషన్ టెక్నాలజీ, ఇది రెండు ముఖ్యమైన సాంకేతిక లక్షణాలను అందిస్తుంది:

సింక్రోనస్ డైనమిక్ అక్విజిషన్

"స్టాప్-షాట్-మూవ్" సైకిల్‌పై పనిచేసే సాంప్రదాయ ఏరియా కెమెరాల మాదిరిగా కాకుండా, TDI సెన్సార్లు కదలికలో ఉన్నప్పుడు చిత్రాలను నిరంతరం బహిర్గతం చేస్తాయి. నమూనా వీక్షణ క్షేత్రంలో కదులుతున్నప్పుడు, TDI సెన్సార్ పిక్సెల్ స్తంభాల కదలికను వస్తువు వేగంతో సమకాలీకరిస్తుంది. ఈ సమకాలీకరణ కాలక్రమేణా ఒకే వస్తువు యొక్క నిరంతర ఎక్స్‌పోజర్ మరియు డైనమిక్ ఛార్జ్ చేరడంను అనుమతిస్తుంది, అధిక వేగంతో కూడా సమర్థవంతమైన ఇమేజింగ్‌ను అనుమతిస్తుంది.

TDI ఇమేజింగ్ ప్రదర్శన

TDI ఇమేజింగ్ ప్రదర్శన: సమన్వయ నమూనా కదలిక మరియు ఛార్జ్ ఇంటిగ్రేషన్

డొమైన్ సంచితాన్ని ఛార్జ్ చేయండి

ప్రతి పిక్సెల్ కాలమ్ ఇన్‌కమింగ్ లైట్‌ను ఎలక్ట్రికల్ ఛార్జ్‌గా మారుస్తుంది, ఇది బహుళ నమూనా రీడౌట్ దశల ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది. ఈ నిరంతర సంచిత ప్రక్రియ బలహీనమైన సిగ్నల్‌ను N కారకం ద్వారా సమర్థవంతంగా పెంచుతుంది, ఇక్కడ N ఏకీకరణ స్థాయిల సంఖ్యను సూచిస్తుంది, పరిమిత లైటింగ్ పరిస్థితులలో సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తి (SNR)ను మెరుగుపరుస్తుంది.

వివిధ TDI దశలలో చిత్ర నాణ్యత యొక్క దృష్టాంతం

వివిధ TDI దశలలో చిత్ర నాణ్యత యొక్క దృష్టాంతం

TDI టెక్నాలజీ పరిణామం: CCD నుండి బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ sCMOS వరకు

TDI సెన్సార్లు మొదట్లో CCD లేదా ఫ్రంట్-ఇల్యూమినేటెడ్ CMOS ప్లాట్‌ఫామ్‌లపై నిర్మించబడ్డాయి, కానీ వేగవంతమైన మరియు తక్కువ-కాంతి ఇమేజింగ్‌కు వర్తించినప్పుడు రెండు ఆర్కిటెక్చర్‌లకు పరిమితులు ఉన్నాయి.

టిడిఐ-సిసిడి

బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-CCD సెన్సార్లు 90% కి దగ్గరగా క్వాంటం సామర్థ్యాలను (QE) సాధించగలవు. అయినప్పటికీ, వాటి సీరియల్ రీడౌట్ ఆర్కిటెక్చర్ ఇమేజింగ్ వేగాన్ని పరిమితం చేస్తుంది - లైన్ రేట్లు సాధారణంగా 100 kHz కంటే తక్కువగా ఉంటాయి, 2K-రిజల్యూషన్ సెన్సార్లు దాదాపు 50 kHz వద్ద పనిచేస్తాయి.

ఫ్రంట్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-CMOS

ఫ్రంట్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-CMOS సెన్సార్లు వేగవంతమైన రీడౌట్ వేగాన్ని అందిస్తాయి, 8K-రిజల్యూషన్ లైన్ రేట్లు 400 kHz వరకు చేరుకుంటాయి. అయితే, నిర్మాణాత్మక కారకాలు వాటి QEని పరిమితం చేస్తాయి, ముఖ్యంగా తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యం పరిధిలో, తరచుగా దానిని 60% కంటే తక్కువగా ఉంచుతాయి.

 

2020 లో టక్సెన్స్ విడుదలతో ఒక ముఖ్యమైన పురోగతి వచ్చిందిధ్యాన 9KTDI sCMOS కెమెరా, బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-sCMOS కెమెరా. అధిక సున్నితత్వాన్ని అధిక-వేగ TDI పనితీరుతో కలపడంలో ఇది గణనీయమైన ముందడుగును సూచిస్తుంది:

టక్సెన్ ధ్యాన 9KTDI sCMOS కెమెరా
  • క్వాంటం సామర్థ్యం: 82% పీక్ QE—సాంప్రదాయ ఫ్రంట్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-CMOS సెన్సార్ల కంటే దాదాపు 40% ఎక్కువ, ఇది తక్కువ-కాంతి ఇమేజింగ్‌కు అనువైనదిగా చేస్తుంది.

సున్నితత్వ పోలిక
  • లైన్ రేట్: 9K రిజల్యూషన్ వద్ద 510 kHz, సెకనుకు 4.59 గిగాపిక్సెల్స్ డేటా థ్రూపుట్‌గా అనువదిస్తుంది.

పనితీరు పోలిక

ఈ సాంకేతికతను మొదట హై-త్రూపుట్ ఫ్లోరోసెన్స్ స్కానింగ్‌లో ఉపయోగించారు, ఇక్కడ కెమెరా 30 mm × 17 mm ఫ్లోరోసెంట్ నమూనా యొక్క 2-గిగాపిక్సెల్ చిత్రాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేసిన సిస్టమ్ పరిస్థితులలో 10.1 సెకన్లలో సంగ్రహించింది, ఇది సాంప్రదాయ ఏరియా-స్కాన్ వ్యవస్థల కంటే ఇమేజింగ్ వేగం మరియు వివరాల విశ్వసనీయతలో గణనీయమైన లాభాలను ప్రదర్శించింది.

అధిక-త్రూపుట్ ఫ్లోరోసెన్స్ నమూనా స్కానింగ్

చిత్రం: జాబర్ MVR మోటరైజ్డ్ స్టేజ్‌తో ధ్యాన 9KTDI

ఆబ్జెక్టివ్: 10X అక్విజిషన్ సమయం: 10.1సె ఎక్స్‌పోజర్ సమయం: 3.6ms

చిత్రం పరిమాణం: 30mm x 17mm 58,000 x 34,160 పిక్సెళ్ళు

 

TDI టెక్నాలజీ యొక్క ముఖ్య ప్రయోజనాలు

అధిక సున్నితత్వం

TDI సెన్సార్లు బహుళ ఎక్స్‌పోజర్‌లపై సంకేతాలను సేకరిస్తాయి, తక్కువ-కాంతి పనితీరును మెరుగుపరుస్తాయి. బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-sCMOS సెన్సార్‌లతో, 80% కంటే ఎక్కువ క్వాంటం సామర్థ్యం సాధించవచ్చు, ఇది ఫ్లోరోసెన్స్ ఇమేజింగ్ మరియు డార్క్-ఫీల్డ్ తనిఖీ వంటి డిమాండ్ పనులకు మద్దతు ఇస్తుంది.

హై-స్పీడ్ పనితీరు

TDI సెన్సార్లు అధిక-త్రూపుట్ ఇమేజింగ్ కోసం రూపొందించబడ్డాయి, వేగంగా కదిలే వస్తువులను అద్భుతమైన స్పష్టతతో సంగ్రహిస్తాయి. పిక్సెల్ రీడౌట్‌ను ఆబ్జెక్ట్ మోషన్‌తో సమకాలీకరించడం ద్వారా, TDI వాస్తవంగా మోషన్ బ్లర్‌ను తొలగిస్తుంది మరియు కన్వేయర్-ఆధారిత తనిఖీ, రియల్-టైమ్ స్కానింగ్ మరియు ఇతర హై-త్రూపుట్ దృశ్యాలకు మద్దతు ఇస్తుంది.

మెరుగైన సిగ్నల్-టు-నాయిస్ నిష్పత్తి (SNR)

బహుళ దశలలో సంకేతాలను సమగ్రపరచడం ద్వారా, TDI సెన్సార్లు తక్కువ ప్రకాశంతో అధిక-నాణ్యత చిత్రాలను ఉత్పత్తి చేయగలవు, జీవ నమూనాలలో ఫోటోబ్లిచింగ్ ప్రమాదాలను తగ్గిస్తాయి మరియు సున్నితమైన పదార్థాలలో ఉష్ణ ఒత్తిడిని తగ్గిస్తాయి.

పరిసర జోక్యానికి తగ్గిన గ్రహణశీలత

ఏరియా-స్కాన్ వ్యవస్థల మాదిరిగా కాకుండా, TDI సెన్సార్లు వాటి సమకాలీకరించబడిన లైన్-బై-లైన్ ఎక్స్‌పోజర్ కారణంగా పరిసర కాంతి లేదా ప్రతిబింబాల ద్వారా తక్కువగా ప్రభావితమవుతాయి, ఇవి సంక్లిష్ట పారిశ్రామిక వాతావరణాలలో వాటిని మరింత దృఢంగా చేస్తాయి.

అప్లికేషన్ ఉదాహరణ: వేఫర్ తనిఖీ

సెమీకండక్టర్ రంగంలో, ఏరియా-స్కాన్ sCMOS కెమెరాలను వాటి వేగం మరియు సున్నితత్వం కారణంగా తక్కువ-కాంతి గుర్తింపు కోసం సాధారణంగా ఉపయోగించారు. అయితే, ఈ వ్యవస్థలకు లోపాలు ఉండవచ్చు:

 

  • పరిమిత వీక్షణ క్షేత్రం: బహుళ ఫ్రేమ్‌లను కలిపి కుట్టాల్సి ఉంటుంది, ఫలితంగా సమయం తీసుకునే ప్రక్రియలు జరుగుతాయి.

 

  • నెమ్మదిగా స్కానింగ్: ప్రతి స్కాన్ తదుపరి చిత్రాన్ని సంగ్రహించడానికి ముందు దశ స్థిరపడే వరకు వేచి ఉండాలి.

 

  • కుట్టు కళాఖండాలు: ఇమేజ్ ఖాళీలు మరియు అసమానతలు స్కాన్ నాణ్యతను ప్రభావితం చేస్తాయి.

చిప్ ఏరియా స్కానింగ్ స్టిచింగ్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

TDI ఇమేజింగ్ ఈ సవాళ్లను పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది:

 

  • నిరంతర స్కానింగ్: ఫ్రేమ్ స్టిచింగ్ అవసరం లేకుండానే పెద్ద, అంతరాయం లేని స్కాన్‌లకు TDI మద్దతు ఇస్తుంది.

 

  • వేగవంతమైన సముపార్జన: అధిక లైన్ రేట్లు (1 MHz వరకు) సంగ్రహాల మధ్య ఆలస్యాన్ని తొలగిస్తాయి.

 

  • మెరుగైన ఇమేజ్ యూనిఫామిటీ: TDI యొక్క లైన్-స్కాన్ పద్ధతి దృక్కోణ వక్రీకరణను తగ్గిస్తుంది మరియు మొత్తం స్కాన్‌లో రేఖాగణిత ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది.

TDI vs. ఏరియా స్కాన్ డైనమిక్ రేఖాచిత్రం

TDI VS ఏరియా స్కాన్

దృష్టాంతం: TDI మరింత నిరంతర మరియు సున్నితమైన సముపార్జన ప్రక్రియను అనుమతిస్తుంది.

 

టక్సెన్ యొక్క జెమిని 8KTDI sCMOS కెమెరా లోతైన అతినీలలోహిత వేఫర్ తనిఖీలో ప్రభావవంతంగా ఉంది. టక్సెన్ యొక్క అంతర్గత పరీక్ష ప్రకారం, కెమెరా 266 nm వద్ద 63.9% QEని సాధిస్తుంది మరియు పొడిగించిన ఉపయోగంలో 0°C వద్ద చిప్ ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వాన్ని నిర్వహిస్తుంది - UV-సెన్సిటివ్ అప్లికేషన్‌లకు ఇది ముఖ్యమైనది.

జెమిని 8KTDI sCMOS కెమెరా

ఉపయోగం విస్తరణ: ప్రత్యేక ఇమేజింగ్ నుండి సిస్టమ్ ఇంటిగ్రేషన్ వరకు

TDI ఇకపై సముచిత అనువర్తనాలు లేదా బెంచ్‌మార్క్ పరీక్షలకే పరిమితం కాలేదు. పారిశ్రామిక వ్యవస్థలలో ఆచరణాత్మక ఏకీకరణ వైపు దృష్టి మళ్లింది.

జెమిని TDI ఉత్పత్తి శ్రేణి విస్తరణ దిశ

టక్సెన్ యొక్క జెమిని TDI సిరీస్ రెండు రకాల పరిష్కారాలను అందిస్తుంది:

 

1. ఫ్లాగ్‌షిప్ మోడల్స్: ఫ్రంట్-ఎండ్ వేఫర్ తనిఖీ మరియు UV లోప గుర్తింపు వంటి అధునాతన వినియోగ సందర్భాల కోసం రూపొందించబడింది. ఈ నమూనాలు అధిక సున్నితత్వం, స్థిరత్వం మరియు నిర్గమాంశకు ప్రాధాన్యత ఇస్తాయి.
2. కాంపాక్ట్ వేరియంట్లు: చిన్నవి, ఎయిర్-కూల్డ్ మరియు తక్కువ పవర్—ఎంబెడెడ్ సిస్టమ్‌లకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటాయి. ఈ మోడళ్లలో స్ట్రీమ్‌లైన్డ్ ఇంటిగ్రేషన్ కోసం CXP (CoaXPress) హై-స్పీడ్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లు ఉన్నాయి.

 

లైఫ్ సైన్సెస్‌లో హై-త్రూపుట్ ఇమేజింగ్ నుండి ప్రెసిషన్ సెమీకండక్టర్ తనిఖీ వరకు, బ్యాక్-ఇల్యూమినేటెడ్ TDI-sCMOS ఇమేజింగ్ వర్క్‌ఫ్లోలను మెరుగుపరచడంలో పెరుగుతున్న ముఖ్యమైన పాత్రను పోషిస్తోంది.

తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు

Q1: TDI ఎలా పని చేస్తుంది?

TDI పిక్సెల్ వరుసలలో ఛార్జ్ బదిలీని వస్తువు యొక్క కదలికతో సమకాలీకరిస్తుంది. వస్తువు కదులుతున్నప్పుడు, ప్రతి వరుస మరొక ఎక్స్‌పోజర్‌ను కూడబెట్టుకుంటుంది, ముఖ్యంగా తక్కువ-కాంతి మరియు అధిక-వేగ అనువర్తనాల్లో సున్నితత్వాన్ని పెంచుతుంది.

Q2: TDI టెక్నాలజీని ఎక్కడ ఉపయోగించవచ్చు?

TDI సెమీకండక్టర్ తనిఖీ, ఫ్లోరోసెన్స్ స్కానింగ్, PCB తనిఖీ మరియు చలన అస్పష్టత మరియు తక్కువ ప్రకాశం వంటి సమస్యలకు కారణమయ్యే ఇతర హై-రిజల్యూషన్, హై-స్పీడ్ ఇమేజింగ్ అప్లికేషన్లకు అనువైనది.

Q3: పారిశ్రామిక అనువర్తనాల కోసం TDI కెమెరాను ఎంచుకునేటప్పుడు నేను ఏమి పరిగణించాలి?

TDI కెమెరాను ఎంచుకునేటప్పుడు, ముఖ్యమైన అంశాలలో లైన్ రేట్, క్వాంటం సామర్థ్యం, ​​రిజల్యూషన్, స్పెక్ట్రల్ స్పందన (ముఖ్యంగా UV లేదా NIR అప్లికేషన్లకు) మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వం ఉన్నాయి.

లైన్ రేట్‌ను ఎలా లెక్కించాలో వివరణాత్మక వివరణ కోసం, మా కథనాన్ని చూడండి:

TDI సిరీస్ - కెమెరా యొక్క లైన్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఎలా లెక్కించాలి

 

టక్సెన్ ఫోటోనిక్స్ కో., లిమిటెడ్. అన్ని హక్కులూ ప్రత్యేకించుకోవడమైనది. ఉదహరించేటప్పుడు, దయచేసి మూలాన్ని గుర్తించండి:www.టక్సెన్.కామ్

ధర మరియు ఎంపికలు

టాప్ పాయింటర్
కోడ్‌పాయింటర్
కాల్
ఆన్‌లైన్ కస్టమర్ సేవ
బాటమ్ పాయింటర్
ఫ్లోట్ కోడ్

ధర మరియు ఎంపికలు