25/08/08אין אינדוסטריעלער און וויסנשאפטלעכער בילדגעבונג, שטעלט כאפן שנעל-באוועגלעכע אביעקטן אונטער שוואכע-ליכט באדינגונגען פאר א שטענדיגע אויפגאבע. דאס איז וואו צייט-פארשפעטיגונג אינטעגראציע (TDI) קאמעראס טרעטן אריין. TDI טעכנאלאגיע קאמבינירט באוועגונג סינקראניזאציע און קייפל עקספּאָוזשערז צו צושטעלן אויסערגעווענליכע סענסיטיוויטי און בילד קלארקייט, ספעציעל אין הויך-גיכקייט סביבות.
וואָס איז אַ TDI קאַמעראַ?
א TDI קאַמעראַ איז אַ ספּעציאַליזירטע ליניע סקען קאַמעראַ וואָס כאַפּט בילדער פון באַוועגלעכע אָביעקטן. נישט ווי נאָרמאַלע שטח סקען קאַמעראַס וואָס עקספּאָוזן אַ גאַנצן ראַם אין איין מאָל, TDI קאַמעראַס טוישן די אָפּצאָל פון איין ריי פּיקסעלס צו דער ווייַטער אין סינקראָניזאַציע מיט די באַוועגונג פון דעם אָביעקט. יעדע פּיקסעל ריי אַקיומיאַלייץ ליכט ווי דער סוביעקט באַוועגט זיך, עפֿעקטיוולי ינקריסינג עקספּאָוזשער צייט און ענכאַנסינג סיגנאַל שטאַרקייַט אָן ינטראָודוסינג באַוועגונג בלער.
די טשאַרדזש אינטעגראַציע פֿאַרשטאַרקט דראַמאַטיש די סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש (SNR), מאַכנדיג TDI קאַמעראַס ידעאַל פֿאַר הויך-גיכקייַט אָדער נידעריק-ליכט אַפּלאַקיישאַנז.
ווי אזוי ארבעט א TDI קאמערא?
די אָפּעראַציע פון אַ TDI קאַמעראַ איז אילוסטרירט אין פיגור 1.
פיגור 1: אפעראציע פון צייט פארשפעטיגונג אינטעגראציע (TDI) סענסארן
נאטיץ: TDI קאַמעראַס באַוועגן קונה טשאַרדזשיז אַריבער קייפל 'סטאַדיומס' אין סינקראָניזאַציע מיט אַ באַוועגלעך בילדגעבונג סוביעקט. יעדער סטאַגע גיט אַן נאָך געלעגנהייט צו זיין יקספּאָוזד צו ליכט. אילוסטרירט דורך אַ העל 'T' וואָס באַוועגט זיך אַריבער אַ קאַמעראַ, מיט אַ 5-קאָלום דורך 5-סטאַגע סעגמענט פון אַ TDI סענסאָר. Tucsen Dhyana 9KTDI מיט כייבריד CCD-סטיל טשאַרדזש באַוועגונג אָבער CMOS-סטיל פּאַראַלעל לייענען.
TDI קאַמעראַס זענען עפֿעקטיוו ליניע סקען קאַמעראַס, מיט איין וויכטיקן אונטערשייד: אַנשטאָט איין ריי פּיקסעלס וואָס באַקומען דאַטן ווען קאַמעראַס ווערן סקאַנד אַריבער אַ בילדגעבנדיק סוביעקט, האָבן TDI קאַמעראַס קייפל רייען, באַקאַנט ווי 'סטאַגעס', ביז טיפּיש 256.
אבער, די רייען פארמען נישט קיין צוויי-דימענסיאנאל בילד ווי אן אפעראציע-סקען קאמערא. אנשטאט, ווען א געסקענט בילד-סוביעקט באוועגט זיך אריבער דעם קאמערא סענסאר, גייען די דעטעקטירטע פאטאעלעקטראנען אין יעדן פיקסל צו דער נעקסטער ריי אין סינקראניזאציע מיט דער באוועגונג פון דעם בילד-סוביעקט, אן נאכדעם ארויסגעלייענט ווערן. יעדע צוגעלייגטע ריי גיט דאן אן צוגעלייגטע געלעגנהייט צו אויסשטעלן דעם בילד-סוביעקט צו ליכט. נאר ווען א בילד-שניט דערגרייכט די לעצטע ריי פון פיקסעלן פון דעם סענסאר ווערט יענע ריי דאן אריבערגעפירט צו דער אויסלייענער ארכיטעקטור פאר מעסטונג.
דעריבער, טראָץ דעם וואָס מעסטן די בילדער אויף די קאַמעראַ סטאַגעס, ווערט נאָר איין מאָל אַ קאַמעראַ לייענט ראַש איינגעפירט. אַ 256-סטאַגע TDI קאַמעראַ האַלט דעם מוסטער אין זיכט 256 מאָל לענגער, און דעריבער האט זי 256 מאָל לענגערע עקספּאָוזשער צייט ווי די עקוויוואַלענטע ליניע סקען קאַמעראַ. אַן עקוויוואַלענטע עקספּאָוזשער צייט מיט אַ שטח סקען קאַמעראַ וואָלט געגעבן עקסטרעמע באַוועגונגס-בלום, מאַכנדיג דאָס בילד אומניצלעך.
ווען קען מען ניצן TDI?
TDI קאַמעראַס זענען אַן אויסגעצייכנטע לייזונג פֿאַר יעדער בילדגעבונג אַפּלאַקיישאַן וווּ דער בילדגעבונג סוביעקט איז אין באַוועגונג אין באַצוג צו דער קאַמעראַ, צוגעשטעלט אַז באַוועגונג איז איינהייטלעך אַריבער די קאַמעראַ ס מיינונג.
די אַפּליקאַציעס פון TDI בילדגעבונג אַרייַננעמען דעריבער, אויף איין זייט, אַלע יענע פון ליניע סקאַנינג וואו 2-דימענסיאָנאַלע בילדער ווערן געשאפן, בשעת ברענגען גרעסערע גיכקייטן, פיל פֿאַרבעסערטע נידעריק-ליכט סענסיטיוויטי, בעסערע בילד קוואַליטעט, אָדער אַלע דריי אין איין מאָל. אויף דער אַנדערער זייט, עס זענען פילע בילדגעבונג טעקניקס וואָס נוצן שטח-סקען קאַמעראַס וואו TDI קאַמעראַס קענען ווערן גענוצט.
פֿאַר הויך-סענסיטיוויטי sCMOS TDI, קען 'טייל און סטיטש' בילדגעבונג אין ביאָלאָגישער פלואָרעסצענץ מיקראָסקאָפּיע דורכגעפֿירט ווערן מיט אַ ניט-שטאָפּנדיקן סקען פֿון דער בינע אַנשטאָט טיילינג. אָדער אַלע TDI קענען זיין גוט פּאַסיק פֿאַר דורכקוק אַפּליקאַציעס. נאָך אַ וויכטיקע אַפּליקאַציע פֿאַר TDI איז בילדגעבונג פֿלוס ציטאָמעטריע, וואו פלואָרעסצענץ בילדער פֿון צעלן ווערן באַקומען ווען זיי פֿאַרבײַגיין אַ קאַמעראַ בשעת זיי פֿליסן דורך אַ מיקראָפֿלואידיקן קאַנאַל.
מעלות און חסרונות פון sCMOS TDI
פּראָס
● קען כאַפּן 2-דימענסיאָנאַלע בילדער פון אַרביטראַרישער גרייס מיט הויך גיכקייט ווען מען סקענט אַריבער אַ בילדגעבנדיקן סוביעקט.
● קייפל TDI סטאַגעס, נידעריק ראַש, און הויך QE קענען פירן צו דראַסטיש העכער סענסיטיוויטי ווי ליניע סקען קאַמעראַס.
● זייער הויכע אויסלייענונג גיכקייטן קענען דערגרייכט ווערן, למשל, ביז 510,000 הערץ (ליניעס פער סעקונדע), פאר א 9,072-פיקסל-ברייט בילד.
●באַלויכטונג דאַרף נאָר זײַן איין-דימענסיאָנאַל און קען נישט דאַרפֿן קיין פלאַך-פעלד אָדער אַנדערע קערעקשאַנז אין דער צווייטער (געסקענטער) דימענסיע. דערצו, לענגערע עקספּאָוזשער צײַטן קאַמפּערד צו ליניע סקען קענען 'גלאַטן אויס' פליקער רעכט צו AC ליכט קוועלער.
● באַוועגלעכע בילדער קענען באַקומען ווערן אָן באַוועגונגס-בלום און מיט הויכער גיכקייט און סענסיטיוויטי.
●סקענען גרויסע שטחים קען זיין דראַסטיש שנעלער ווי שטח סקען קאַמעראַס.
● מיט פארגעשריטענע ווייכווארג אדער טריגערינג סעטאַפּס, קען א 'געגנט-סקען-ענלעכע' מאָדע צושטעלן א געגנט-סקען איבערבליק פאר פאָקוס און אויסריכטונג.
קאָנס
● נאך העכערע ראַש ווי קאַנווענשאַנעלע sCMOS קאַמעראַס, וואָס מיינט אַז גאָר נידעריק-ליכט אַפּליקאַציעס זענען נישט אין דערגרייכן.
● פארלאנגט ספעציאליסטישע סעטאַפּס מיט פארגעשריטענע טריגערינג צו סינקראָניזירן די באַוועגונג פון דעם בילדגעבענדיקן סוביעקט מיטן סקענען פון דער קאַמעראַ, זייער פיינע קאָנטראָל איבער באַוועגונג גיכקייט, אדער גענויע פאָרויסזאָגן פון גיכקייט צו געבן מעגלעכקייט סינקראָניזאַציע.
● אלס א נייע טעכנאלאגיע, עקזיסטירן יעצט ווייניג לייזונגען פאר הארדווער און ווייכווארג אימפלעמענטאציע.
נידעריק-ליכט-פעאיק sCMOS TDI
כאָטש TDI אַלס אַ בילדגעבונג טעכניק איז געווען פריער ווי דיגיטאַלע בילדגעבונג, און לאַנג צוריק איבערגעשטיגן ליין סקען אין פאָרשטעלונג, נאָר אין די לעצטע עטלעכע יאָרן האָבן TDI קאַמעראַס באַקומען די סענסיטיוויטי וואָס איז נויטיק צו דערגרייכן די נידעריק-ליכט אַפּלאַקיישאַנז וואָס וואָלטן געוויינטלעך דאַרפן די סענסיטיוויטי פון וויסנשאַפטלעך-גראַד.sCMOS קאַמעראַס.
'sCMOS TDI' קאָמבינירט די CCD-סטיל באַוועגונג פון טשאַרדזשיז אַריבער דעם סענסאָר מיט sCMOS-סטיל לייענונג, מיט צוריק-באַלויכטענע סענסאָרן בנימצא. פריערדיקע CCD-באַזירטע אָדער ריין CMOS-באַזירטע* TDI קאַמעראַס האָבן געהאַט דראַסטיש שטייטער לייענונג, קלענערע פּיקסעל ציילן, ווייניקער סטאַגעס, און לייענונג ראַש צווישן 30e- און >100e-. אין קאַנטראַסט, sCMOS TDI ווי די Tucsenדהיאַנאַ 9KTDI sCMOS קאַמעראַאָפפערט לייענען ראַש פון 7.2e-, קאַמביינד מיט העכער קוואַנטום עפעקטיווקייט דורך צוריק-ילומיניישאַן, וואָס ערמעגליכט די נוצן פון TDI אין באַדייטנד נידעריקער ליכט מדרגה אַפּלאַקיישאַנז ווי פריער מעגלעך.
אין פילע אַפּליקאַציעס, קענען די לענגערע עקספּאָוזשער צייטן וואָס ווערן ערמעגליכט דורך דעם TDI פּראָצעס מער ווי קאָמפּענסירן פֿאַר די פאַרגרעסערונג אין לייענען ראַש קאַמפּערד צו הויך-קוואַליטעט sCMOS שטח-סקען קאַמעראַס מיט לייענען ראַש נאָענט צו 1e-.
געוויינטלעכע אַפּליקאַציעס פון TDI קאַמעראַס
TDI קאַמעראַס זענען געפֿונען אין פילע אינדוסטריעס וואו פּינקטלעכקייט און שנעלקייט זענען גלייך קריטיש:
● האַלב-קאָנדוקטאָר וועיפער דורכקוק
● פלאַך פּאַנעל דיספּליי (FPD) טעסטינג
● וועב דורכקוק (פּאַפּיר, פֿילם, פֿויל, טעקסטיל)
● רענטגן סקאַנינג אין מעדיצינישער דיאַגנאָסטיקס אָדער באַגאַזש סקרינינג
● סקאַנינג פון גליטשערס און מולטי-וועלל פּלאַטן אין דיגיטאַלער פּאַטאָלאָגיע
● היפּערספּעקטראַל בילדגעבונג אין ווייט סענסינג אדער לאַנדווירטשאַפט
● פּקב און עלעקטראָניק דורכקוק אין SMT ליניעס
די אַפּליקאַציעס נוץ האָבן פֿון דעם פֿאַרבעסערטן קאָנטראַסט, שנעלקייט און קלאַרקייט וואָס TDI בילדער צושטעלן אונטער רעאַלע-וועלט באַגרענעצונגען.
בייַשפּיל: סלייד און מולטי-וועלל פּלאַטע סקאַנינג
ווי דערמאנט, איין אַפּליקאַציע מיט באַדייטנדיקע צוזאָג פֿאַר sCMOS TDI קאַמעראַס איז סטיטשינג אַפּליקאַציעס, אַרייַנגערעכנט סלייד אָדער מולטי-וועלל פּלאַטע סקאַנינג. סקאַנינג גרויסע פלורעסצענט אָדער ברייטפילד מיקראָסקאָפּי סאַמפּאַלז מיט 2-דימענסיאָנאַלע שטח קאַמעראַס באַשטייט פון סטיטשינג אַ גריד פון בילדער געשאפן פון קייפל באַוועגונגען פון אַן XY מיקראָסקאָפּ בינע. יעדער בילד ריקווייערז די בינע צו האַלטן, באַזעצן, און דאַן ריסטאַרט, צוזאַמען מיט יעדער פאַרהאַלטונג פון די ראָולינג שאַטער. TDI, אויף די אנדערע האַנט, קען באַקומען בילדער בשעת די בינע איז אין באַוועגונג. די בילד איז דאַן געשאפן פון אַ קליין נומער פון לאַנג 'סטריפּס', יעדער דעקט די גאנצע ברייט פון די מוסטער. דאָס קען פּאָטענציעל פירן צו דראַסטיקלי העכער אַקוויזישאַן ספּידז און דאַטן דורכפלוס אין אַלע סטיטשינג אַפּליקאַציעס, דיפּענדינג אויף בילדגעבונג באדינגונגען.
די שנעלקייט מיט וועלכער די בינע קען זיך רירן איז אומקערלעך פראפארציאנעל צו דער גאנצער אויסשטעלונג צייט פון דער TDI קאמערא, אזוי אז קורצע אויסשטעלונג צייטן (1-20ms) געבן די גרעסטע פארבעסערונג אין בילדגעבונג שנעלקייט קאמפערד צו שטח סקען קאמעראס, וואס קען דאן פירן צו א גרויסע ארדענונג אדער גרעסערע רעדוקציע אין גאנצער אקווייזישאן צייט. פאר לענגערע אויסשטעלונג צייטן (למשל > 100ms), קען שטח סקען געווענליך האלטן א צייט פארטייל.
א ביישפּיל פון אַ זייער גרויסן (2 גיגאַפּיקסעל) פלואָרעסענס מיקראָסקאָפּיע בילד געשאפן אין בלויז צען סעקונדעס ווערט געוויזן אין פיגור 2. אַן עקוויוואַלענט בילד געשאפן מיט אַן שטח סקען קאַמעראַ קען מען דערוואַרטן צו נעמען ביז עטלעכע מינוט.
פיגור 2: 2 גיגאַפּיקסעל בילד געשאפן אין 10 סעקונדעס דורך TDI סקאַנינג און סטיטשינג
נאטיץ: 10x פארגרעסערונג בילד באקומען מיטן טוסען דהיאַנאַ 9kTDI פון כיילייטער פעדער פונקטן געזען מיט פלואָרעסענס מיקראָסקאָפּיע. באקומען אין 10 סעקונדעס מיט 3.6 ms עקספּאָוזשער צייט. בילד דימענסיעס: 30 מם x 17 מם, 58,000 x 34,160 פּיקסעלס.
סינקראָניזירן TDI
די סינקראָניזאַציע פון אַ TDI קאַמעראַ מיטן בילדגעבענדיקן סוביעקט (ביז אַ פּאָר פּראָצענט) איז וויכטיק – אַ גיכקייט-מיסמאַטש וועט פירן צו אַ 'באַוועגונג-בלער' עפֿעקט. די סינקראָניזאַציע קען געטאָן ווערן אויף צוויי אופֿנים:
פּרעדיקטיווקאַמעראַ גיכקייט איז געשטעלט צו פּאַסן צו באַוועגונג גיכקייט באַזירט אויף וויסן פון מוסטער באַוועגונג גיכקייט, אָפּטיק (פאַרגרעסערונג), און קאַמעראַ פּיקסעל גרייס. אדער פּרובירן און טעות.
אויסגעלאָשןפילע מיקראָסקאָפּ סטעידזשעס, גאַנטריעס און אַנדערע עקוויפּמענט צו באַוועגן בילדגעבנדיקע סוביעקטן קענען אַרייַננעמען ענקאָדערס וואָס שיקן אַ טריגער פּולס צו דער קאַמעראַ פֿאַר אַ געגעבענע באַוועגונג דיסטאַנס. דאָס אַלאַוז די סטעידזש/גאַנטרי און קאַמעראַ צו בלייבן אין סינק, נישט קוקנדיק אויף באַוועגונג גיכקייט.
TDI קאַמעראַס קעגן ליניע סקען און שטח סקען קאַמעראַס
דאָ איז ווי TDI פאַרגלייכט זיך צו אַנדערע פּאָפּולערע בילדגעבונג טעכנאָלאָגיעס:
| אייגנשאַפט | TDI קאַמעראַ | ליניע סקען קאַמעראַ | שטח סקען קאַמעראַ |
| סענסיטיוויטי | זייער הויך | מיטל | נידעריק ביז מיטל |
| בילד קוואַליטעט (באַוועגונג) | אויסגעצייכנט | גוט | פארשוואומען ביי הויכע גיכקייטן |
| לייטינג רעקווייערמענץ | נידעריק | מיטל | הויך |
| באַוועגונג קאָמפּאַטאַבילאַטי | אויסגעצייכנט (אויב סינקראָניזירט) | גוט | אָרעם |
| בעסטער פֿאַר | הויך-גיכקייט, נידעריג-ליכט | שנעל-באוועגלעכע אביעקטן | סטאַטישע אָדער לאַנגזאַמע סצענעס |
TDI איז די קלאָרע ברירה ווען די סצענע באַוועגט זיך שנעל און ליכט לעוועלס זענען לימיטעד. ליניע סקען איז אַ שריט אַראָפּ אין סענסיטיוויטי, בשעת שטח סקען איז בעסער פֿאַר פּשוט אָדער סטאַציאָנערע סעטאַפּס.
אויסקלויבן די ריכטיגע TDI קאַמעראַ
ווען איר קלייבט אויס א TDI קאמערא, נעמט אין באטראכט די פאלגנדע:
● צאָל פון TDI סטאַגעס: מער סטאַגעס פאַרגרעסערן SNR, אָבער אויך קאָסטן און קאָמפּלעקסיטי.
● סענסאָר טיפּ: sCMOS איז בילכער צוליב זיין שנעלקייט און נידעריקן ראַש; CCD קען נאָך זיין פּאַסיק פֿאַר עטלעכע אַלטע סיסטעמען.
● אינטערפֿייס: זיכערט קאָמפּאַטאַביליטי מיט אייער סיסטעם—קאַמעראַ לינק, CoaXPress, און 10GigE זענען געוויינטלעכע אָפּציעס, 100G CoF און 40G CoF זענען ארויסגעקומען ווי נייע טרענדס.
● ספּעקטראַלע רעאַקציע: קלייַבט צווישן מאָנאָכראָם, קאָליר, אָדער נאָענט-אינפֿראַרויט (NIR) באַזירט אויף די אַפּליקאַציע באַדערפֿנישן.
● סינקראָניזאַציע אָפּציעס: זוכט פֿאַר פֿעיִקייטן ווי ענקאָדער ינפּוץ אָדער עקסטערנאַל טריגער שטיצע פֿאַר בעסער באַוועגונג אַליינמאַנט.
אויב אייער אַפּליקאַציע ינוואַלווז דעליקאַטע ביאָלאָגישע סאַמפּאַלז, הויך-גיכקייַט דורכקוק, אָדער נידעריק-ליכט ינווייראַנמאַנץ, sCMOS TDI איז מסתּמא די ריכטיקע פּאַסיק.
מסקנא
TDI קאַמעראַס רעפּרעזענטירן אַ שטאַרקע עוואָלוציע אין בילדגעבונג טעכנאָלאָגיע, ספּעציעל ווען געבויט אויף sCMOS סענסאָרן. דורך קאַמביינינג באַוועגונג סינטשראָניזאַציע מיט מולטי-ליניע ינטאַגריישאַן, זיי פאָרשלאָגן אַנאַמפּאַלד סענסיטיוויטי און קלעריטי פֿאַר דינאַמיש, נידעריק-ליכט סינז.
צי איר אינספעקטירט וועיפערס, סקענט סליידס, אדער פירט אויס הויך-גיך אינספעקציעס, פארשטיין ווי TDI ארבעט קען אייך העלפן אויסקלויבן די בעסטע לייזונג צווישן...וויסנשאפטלעכע קאַמעראַספֿאַר אייערע בילדגעבונג טשאַלאַנדזשיז.
אָפֿט געשטעלטע פֿראַגעס
קענען TDI קאַמעראַס אַרבעטן אין שטח סקען מאָדע?
TDI קאַמעראַס קענען שאַפֿן (זייער דין) 2-דימענסיאָנאַלע בילדער אין אַ 'שטח-סקען-ווי' מאָדע, דערגרייכט דורך אַ טריק פון סענסאָר טיימינג. דאָס קען זיין נוציק פֿאַר טאַסקס ווי פאָקוס און אַליינמאַנט.
צו אָנהייבן אַ 'שטח-סקען עקספּאָוזשער', ווערט דער סענסאָר ערשט 'געליינט' דורך פאָרשריטן דעם TDI לפּחות אַזוי פיל טריט ווי די קאַמעראַ האט סטאַגעס, אַזוי שנעל ווי מעגלעך, און דערנאָך אָפּשטעלן. דאָס ווערט דערגרייכט דורך ווייכווארג קאָנטראָל, אָדער האַרדווער טריגערינג, און ווערט ידעאַל דורכגעפירט אין פינצטערניש. למשל, אַ 256-סטאַגע קאַמעראַ זאָל לייענען לפּחות 256 שורות, און דערנאָך אָפּשטעלן. די 256 שורות דאַטן ווערן אַוועקגעוואָרפן.
בשעת די קאַמעראַ ווערט נישט אַקטיוויזירט אָדער ליניעס ווערן נישט אויסגעלייענט, פירט זיך דער סענסאָר אויף פּונקט ווי אַ שטח-סקען סענסאָר וואָס אַנטפּלעקט אַ בילד.
די געוואונטשענע עקספּאָזישאַן צייט זאָל דעמאָלט פֿאַרגיין מיט דער קאַמעראַ ליידיק, איידער זי ווידער פֿאָרשטויסן די קאַמעראַ מיט לפּחות איר צאָל סטאַגעס, אויסלייענענדיק יעדע שורה פֿון דעם בילד וואָס איז נאָר געכאפט געוואָרן. נאָך אַ מאָל, אידעאַלערװײַז זאָל די "אויסלייען" פֿאַזע פּאַסירן אין פֿינצטערניש.
די טעכניק קען ווערן איבערגעחזרט צו צושטעלן א 'לעבעדיקע פאָרויסיקע ווייַזונג' אדער סיקוואַנס פון שטח-סקען בילדער מיט מינימאַלער דיסטאָרשאַן און פֿאַרשווימעניש פון דער TDI אָפּעראַציע.
טוסען פאָטאָניקס קאָו., לטד. אַלע רעכטן רעזערווירט. ווען איר ציטירט, ביטע אנערקענען די מקור:www.tucsen.com
