25/07/29Дар соҳаҳои тасвири баландсуръати биолюминесцентӣ ва муайянкунии саноатии баландсуръати нури паст, ноил шудан ба тавозуни оптималии байни суръати тасвир ва ҳассосият муддати тӯлонӣ як монеаи асосии маҳдудкунандаи пешрафти технологӣ буд. Қарорҳои анъанавии тасвирии хаттӣ ё минтақавӣ аксар вақт бо муомилоти душвор рӯбарӯ мешаванд, ки нигоҳ доштани самаранокии ошкор ва кори системаро душвор мегардонад. Дар натиҷа, такмили саноат хеле маҳдуд шуд.
Ҷорӣ кардани технологияи пушти равшаншудаи TDI-sCMOS ба ҳалли ин маҳдудиятҳо шурӯъ мекунад. Ин технологияи инноватсионӣ на танҳо маҳдудиятҳои физикии тасвири баландсуръатро дар шароити нури кам ҳал мекунад, балки барномаҳои худро берун аз илмҳои ҳаёт ба бахшҳои пешрафтаи саноатӣ, аз қабили санҷиши нимноқилҳо ва истеҳсоли дақиқ васеъ мекунад. Бо ин пешрафтҳо, TDI-sCMOS дар барномаҳои муосири тасвирии саноатӣ аҳамияти бештар пайдо мекунад.
Ин мақола принсипҳои асосии тасвири TDI-ро тавсиф мекунад, таҳаввулоти онро пайгирӣ мекунад ва нақши афзояндаи онро дар системаҳои саноатӣ баррасӣ мекунад.
Фаҳмидани Принсипҳои TDI: Пешрафт дар тасвири динамикӣ
Интегратсияи таъхири вақт (TDI) як технологияи ба даст овардани тасвир дар асоси принсипи сканкунии хат мебошад, ки ду хусусияти муҳими техникиро пешниҳод мекунад:
Гирифтани динамикии синхронӣ
Баръакси камераҳои анъанавии минтақавӣ, ки аз рӯи сикли "ист-тир-ҳаракат" кор мекунанд, сенсорҳои TDI ҳангоми ҳаракат тасвирҳоро пайваста фош мекунанд. Вақте ки намуна дар саросари майдони назар ҳаракат мекунад, сенсори TDI ҳаракати сутунҳои пикселро бо суръати объект ҳамоҳанг мекунад. Ин синхронизатсия имкон медиҳад, ки экспозицияи доимӣ ва ҷамъшавии заряди динамикии ҳамон як объект бо мурури замон имкон диҳад, ки ҳатто дар суръати баланд тасвири муассир дошта бошад.
Намоиши тасвири TDI: Ҳаракати ҳамоҳангшудаи намуна ва ҳамгироии заряд
Ҷамъоварии доменро пур кунед
Ҳар як сутуни пиксел нури воридшавандаро ба заряди барқ табдил медиҳад, ки пас аз он тавассути марҳилаҳои сершумори хондани намуна коркард карда мешавад. Ин раванди ҷамъшавии муттасили сигнали заифро бо як омили N ба таври муассир афзоиш медиҳад, ки дар он N шумораи сатҳҳои ҳамгироиро ифода мекунад ва таносуби сигнал ба садоро (SNR) дар шароити маҳдуди рӯшноӣ беҳтар мекунад.
Намоиши сифати тасвир дар марҳилаҳои гуногуни TDI
Эволютсияи технологияи TDI: Аз CCD то sCMOS-и бозгашт
Сенсорҳои TDI дар аввал дар платформаҳои CCD ё CMOS-и пеши рӯшноӣ сохта шуда буданд, аммо ҳарду меъморӣ ҳангоми истифодаи тасвири зуд ва нури кам маҳдудиятҳо доштанд.
TDI-CCD
Сенсорҳои пушти равшаншудаи TDI-CCD метавонанд ба самаранокии квантӣ (QE) наздик ба 90% ноил шаванд. Бо вуҷуди ин, меъмории хондани силсилавии онҳо суръати тасвирро маҳдуд мекунад - суръати хатҳо одатан аз 100 кГц камтар боқӣ мемонад ва сенсорҳои ҳалли 2К дар тақрибан 50 кГц кор мекунанд.
TDI-CMOS пеш равшан
Сенсорҳои пеш равшаншудаи TDI-CMOS суръати тезтар хонданро пешниҳод мекунанд, ки суръати хати 8K-ҳалномаи то 400 кГц мерасад. Аммо, омилҳои сохторӣ QE-и онҳоро маҳдуд мекунанд, махсусан дар диапазони кӯтоҳтари мавҷ, аксар вақт онро аз 60% камтар нигоҳ медоранд.
Пешравии назаррас дар соли 2020 бо нашри Tucsen ба амал омадКамераи Dhyana 9KTDI sCMOS, як камераи пушти рӯшноӣ TDI-sCMOS. Он ҷаҳиши назаррасро дар омезиши ҳассосияти баланд бо иҷрои баландсуръати TDI нишон медиҳад:
-
Самаранокии квантӣ: 82% қуллаи QE - тақрибан 40% баландтар аз сенсорҳои муқаррарии пеш равшаншудаи TDI-CMOS, ки онро барои тасвири нури кам беҳтарин месозад.
-
Суръати хат: 510 кГц бо қарори 9K, тарҷума ба интиқоли маълумот 4,59 гигапиксел дар як сония.
Ин технология бори аввал дар сканкунии флуоресцентии баландсуръат татбиқ карда шуд, ки дар он камера тасвири 2 гигапикселии намунаи 30 мм × 17 мм флуоресцентро дар 10,1 сония дар шароити оптимизатсияшудаи система гирифта, дар суръати тасвир ва дақиқии тафсилот дар муқоиса бо системаҳои анъанавии сканкунии минтақавӣ дастовардҳои назаррасро нишон дод.
Тасвир: Dhyana 9KTDI бо марҳилаи мотордоршудаи Zaber MVR
Мақсад: 10X Вақти гирифтан: 10.1с Вақти экспозиция: 3.6ms
Андозаи тасвир: 30мм x 17мм 58,000 x 34,160 пиксел
Афзалиятҳои асосии технологияи TDI
Ҳассосияти баланд
Сенсорҳои TDI сигналҳоро дар бисёр экспозицияҳо ҷамъ мекунанд ва иҷрои нури камро беҳтар мекунанд. Бо сенсорҳои рӯшаншудаи TDI-sCMOS, самаранокии квантӣ зиёда аз 80% ба даст оварда мешавад, ки вазифаҳои душвор ба монанди тасвири флуоресцентӣ ва санҷиши майдони торикро дастгирӣ мекунад.
Фаъолияти баландсуръат
Сенсорҳои TDI барои тасвири баландсуръат тарҳрезӣ шудаанд, ки объектҳои зудҳаракатро бо возеҳи аъло сабт мекунанд. Бо синхронизатсияи хондани пиксел бо ҳаракати объект, TDI амалан норавшании ҳаракатро нест мекунад ва санҷиши конвейер, сканкунии воқеӣ ва дигар сенарияҳои баландсуръатро дастгирӣ мекунад.
Таносуби беҳтаршудаи сигнал ба садо (SNR)
Бо ҳамгироии сигналҳо дар тӯли якчанд марҳила, сенсорҳои TDI метавонанд тасвирҳои баландсифатро бо равшании камтар тавлид кунанд, хатари сафедкунии фотосафедкуниро дар намунаҳои биологӣ коҳиш диҳад ва фишори гармиро дар маводҳои ҳассос кам кунад.
Камшавии ҳассосият ба дахолати муҳити зист
Баръакси системаҳои сканкунии минтақавӣ, сенсорҳои TDI аз рӯшноии муҳити зист ё инъикосҳо аз сабаби таъсири ҳамоҳангшудаи хат ба сатр камтар таъсир мерасонанд ва онҳоро дар муҳити мураккаби саноатӣ мустаҳкамтар мекунанд.
Намунаи барнома: Бозрасии вафли
Дар бахши нимноқилҳо, камераҳои скании минтақавии sCMOS аз сабаби суръат ва ҳассосияти онҳо одатан барои муайян кардани нури кам истифода мешуданд. Аммо, ин системаҳо метавонанд камбудиҳо дошта бошанд:
-
Майдони маҳдуди дидан: Чорчубаҳои сершумор бояд бо ҳам дӯхта шаванд, ки дар натиҷа равандҳои вақт сарф мешаванд.
-
Сканкунии сусттар: Ҳар як скан интизори ҷойгиршавии саҳнаро пеш аз гирифтани тасвири навбатӣ талаб мекунад.
-
Артефактҳои дӯзандагӣ: Норасоиҳо ва номутобиқатии тасвир ба сифати скан таъсир мерасонанд.
Тасвири TDI ба ҳалли ин мушкилот кӯмак мекунад:
-
Сканкунии муттасил: TDI сканҳои калон ва бефосиларо бидуни ниёз ба дӯхтани чаҳорчӯба дастгирӣ мекунад.
-
Гирифтани тезтар: Суръати баланди хати (то 1 МГс) таъхирҳоро байни сабтҳо бартараф мекунад.
-
Якрангии беҳтаршудаи тасвир: Усули сканкунии хатти TDI таҳрифи дурнаморо кам мекунад ва дақиқии геометриро дар тамоми скан таъмин мекунад.
TDI VS Scan Area
Иллюстрация: TDI имкон медиҳад, ки раванди муттасил ва ҳамвортар ба даст оранд
Камераи Gemini 8KTDI sCMOS-и Tucsen дар санҷиши амиқ вафли ултрабунафш самаранок буд. Тибқи санҷиши дохилии Туксен, камера 63,9% QE-ро дар 266 нм ба даст меорад ва устувории ҳарорати чипро дар 0 °C дар тӯли истифодаи дарозмуддат нигоҳ медорад - барои барномаҳои ҳассос ба ултрабунафш муҳим аст.
Истифодаи васеъ: Аз тасвири махсус то ҳамгироии система
TDI дигар бо барномаҳои чароғдонӣ ё санҷиши муқоисавӣ маҳдуд намешавад. Диккати асосй ба интеграцияи амалй ба системахои саноатй.
Силсилаи Gemini TDI-и Tucsen ду намуди ҳалли худро пешниҳод мекунад:
1. Моделҳои флагманӣ: Барои ҳолатҳои пешрафтаи истифода, аз қабили санҷиши вафли пешина ва ошкор кардани нуқсонҳои ултрабунафш тарҳрезӣ шудааст. Ин моделҳо ҳассосияти баланд, устуворӣ ва қобилияти интиқолро афзалият медиҳанд.
2. Вариантҳои компакт: Хурдтар, бо ҳаво сардшаванда ва қувваи камтар — барои системаҳои дарунсохт мувофиқтар аст. Ин моделҳо дорои интерфейсҳои баландсуръати CXP (CoaXPress) барои ҳамгироии соддашуда мебошанд.
Аз тасвири баландсуръат дар илмҳои ҳаёт то санҷиши дақиқи нимноқилҳо, TDI-sCMOS-и қафо равшаншуда дар такмил додани ҷараёни кории тасвир нақши рӯзафзуни муҳим мебозад.
Саволҳо
Саволи 1: TDI чӣ гуна кор мекунад?
TDI интиқоли барқро дар сатрҳои пиксел бо ҳаракати объект ҳамоҳанг мекунад. Ҳангоми ҳаракат кардани объект, ҳар як сатр экспозицияи дигарро ҷамъ карда, ҳассосиятро зиёд мекунад, махсусан дар барномаҳои нури кам ва баландсуръат.
Саволи 2: Технологияи TDI дар куҷо истифода мешавад?
TDI барои санҷиши нимноқилҳо, сканкунии флуоресцентӣ, санҷиши PCB ва дигар барномаҳои тасвирии баландсуръат ва баландсуръат, ки дар он норавшании ҳаракат ва равшании паст нигарон аст, беҳтарин аст.
Саволи 3: Ҳангоми интихоби камераи TDI барои барномаҳои саноатӣ чиро бояд ба назар гирам?
Ҳангоми интихоби камераи TDI, омилҳои муҳим суръати хат, самаранокии квантӣ, қарор, аксуламали спектрӣ (махсусан барои барномаҳои ултрабунафш ё NIR) ва устувории гармиро дар бар мегиранд.
Барои шарҳи муфассал дар бораи чӣ гуна ҳисоб кардани суръати сатр, ба мақолаи мо муроҷиат кунед:
Силсилаи TDI - Чӣ тавр басомади хати камераро ҳисоб кардан мумкин аст
Tucsen Photonics Co., Ltd. Ҳама ҳуқуқҳо ҳифз шудаанд. Ҳангоми истинод, лутфан манбаъро тасдиқ кунед:www.tucsen.com
