23/10/10Idaduro akoko & isọpọ (TDI) jẹ ọna ti imudani aworan ti a ṣe lori ilana ti wiwa laini, nibiti a ti mu lẹsẹsẹ awọn aworan onisẹpo kan lati ṣe agbejade aworan kan nipa ṣiṣe akoko iṣipopada iṣapẹẹrẹ ati aworan bibẹ aworan nipasẹ ti nfa. Botilẹjẹpe imọ-ẹrọ yii ti wa ni ayika fun awọn ewadun, o ti ni nkan ṣe deede pẹlu awọn ohun elo ifamọ kekere, gẹgẹbi ayewo wẹẹbu.
Iran tuntun ti awọn kamẹra ti ni idapo ifamọ ti sCMOS pẹlu iyara TDI lati funni ni gbigba aworan ti didara dogba si ọlọjẹ agbegbe ṣugbọn pẹlu agbara fun awọn aṣẹ titobi ni iyara. Eyi jẹ gbangba ni pataki ni awọn ipo nibiti a nilo aworan ti awọn apẹẹrẹ nla ni awọn ipo ina kekere. Ninu akọsilẹ imọ-ẹrọ yii, a ṣe ilana bi ibojuwo TDI ṣe n ṣiṣẹ, ati ṣe afiwe akoko gbigba aworan si ilana iṣayẹwo agbegbe nla ti o jọra, tile & aworan aranpo.
Lati ọlọjẹ laini si TDI
Aworan ọlọjẹ laini jẹ ilana aworan ti o nlo laini kan ti awọn piksẹli (tọka si bi ọwọn kan, tabi ipele) lati ya bibẹ ege aworan kan lakoko ti apẹẹrẹ kan wa ni lilọ. Lilo awọn ọna itanna ti nfa, a ya 'ege' kan ti aworan kan bi ayẹwo ṣe n kọja sensọ naa. Nipa iwọn oṣuwọn okunfa kamẹra lati ya aworan ni igbesẹ pẹlu išipopada ayẹwo ati lilo fireemu grabber lati ya awọn aworan wọnyi, wọn le di papọ lati tun aworan naa ṣe.
Aworan TDI duro lori ilana yii ti gbigba aworan ti apẹẹrẹ, sibẹsibẹ, nlo awọn ipele pupọ lati mu nọmba awọn fọto elekitironi pọ si. Bi ayẹwo naa ti n kọja ipele kọọkan, alaye diẹ sii ni a gba ati ṣafikun si awọn fọtoelectrons ti o wa tẹlẹ ti a mu nipasẹ awọn ipele iṣaaju ati dapọ ni ilana ti o jọra si awọn ẹrọ CCD. Bi ayẹwo ṣe n kọja lori ipele ikẹhin, awọn fọtoelectrons ti a gba ni a firanṣẹ si kika, ati ifihan agbara iṣọpọ kọja ibiti a ti lo lati ṣe agbejade bibẹ aworan kan. Ni olusin 1, gbigba aworan lori ẹrọ kan pẹlu awọn ọwọn TDI marun (awọn ipele) ti han.
Nọmba 1: apẹẹrẹ ere idaraya ti gbigba aworan nipa lilo imọ-ẹrọ TDI. Apeere kan (bulu T) ti kọja lori ẹrọ imudani aworan TDI kan (iwe ti awọn piksẹli 5, awọn ipele TDI 5), ati awọn fọtoelectrons ti mu ni ipele kọọkan ati ṣafikun si ipele ifihan. A readout ṣe iyipada eyi si aworan oni-nọmba kan.
1a: Aworan naa (T blue T) ti ṣe afihan si ipele; T wa ni išipopada bi o ṣe han lori ẹrọ naa.
1b: Bi T ti n kọja ipele akọkọ, kamẹra TDI nfa lati gba awọn photoelectrons ti o gba nipasẹ awọn piksẹli bi wọn ti lu ipele akọkọ lori sensọ TDI. Oju-iwe kọọkan ni lẹsẹsẹ awọn piksẹli ti o gba awọn fọtoelectrons ni ẹyọkan.
1c: Awọn fọto elekitironi ti o gba wọnyi ni a dapọ si ipele keji, nibiti iwe kọọkan ti n gbe ipele ifihan rẹ si ipele atẹle.
1d: Ni akoko pẹlu iṣipopada ti ijinna iwọn-pixel kan, ipilẹ keji ti photoelectrons ni a mu lori ipele meji, ati fi kun si awọn ti o ti gba tẹlẹ, ti o pọ si ifihan agbara naa. Ni ipele 1, eto tuntun ti photoelectrons ni a mu, ti o baamu si bibẹ pẹlẹbẹ atẹle ti gbigba aworan.
1e: Awọn ilana imudani aworan ti a ṣalaye ni ipele 1d ti wa ni tun ṣe bi aworan naa ti nlọ kọja sensọ. Eyi kọ ifihan agbara kan lati awọn photoelectrons lati awọn ipele. Awọn ifihan agbara ti wa ni koja sinu kan kika, eyi ti o se iyipada awọn photoelectron ifihan agbara sinu kan oni readout.
1f: Iwe kika oni-nọmba ti han bi iwe aworan nipasẹ iwe. Eyi ngbanilaaye fun atunkọ oni-nọmba ti aworan kan.
Bi ẹrọ TDI ṣe lagbara lati kọja awọn fọtoelectrons nigbakanna lati ipele kan si ekeji, ati yiya awọn fọtoelectrons tuntun lati ipele akọkọ lakoko ti apẹẹrẹ wa ni išipopada, aworan le jẹ ailopin ni imunadoko ni nọmba awọn ori ila ti o mu. Awọn oṣuwọn okunfa, eyiti o pinnu iye awọn akoko gbigba aworan (fig 1a) waye, le wa lori aṣẹ ti awọn ọgọọgọrun kHz.
Ninu apẹẹrẹ ti Eeya 2, ifaworanhan microscope 29 x 17 mm ni a mu ni iṣẹju 10.1 ni lilo kamẹra TDI piksẹli 5 µm kan. Paapaa ni awọn ipele sisun pataki, ipele blur jẹ iwonba. Eyi ṣe aṣoju ilọsiwaju nla lori awọn iran iṣaaju ti imọ-ẹrọ yii.
Fun alaye siwaju sii, Tabili 1 ṣe afihan akoko aworan aṣoju aṣoju fun lẹsẹsẹ awọn iwọn ayẹwo ti o wọpọ ni 10, 20, ati 40 x sun-un.
Ṣe nọmba 2: Aworan ti apẹẹrẹ fluorescent ti a gba ni lilo Tucsen 9kTDI. Ifihan 10 ms, akoko gbigba 10.1 s.
Tabili 1: Matrix ti akoko imudani ti awọn iwọn apẹẹrẹ ti o yatọ (awọn iṣẹju-aaya) nipa lilo kamẹra Tucsen 9kTDI kan lori ipele motorized Zaber MVR ni 10, 20, ati 40 x fun 1 & 10 ms akoko ifihan.
Aworan ọlọjẹ agbegbe
Aworan ọlọjẹ agbegbe ni awọn kamẹra sCMOS jẹ pẹlu yiya gbogbo aworan nigbakanna ni lilo titobi awọn piksẹli onisẹpo meji. Ẹbun kọọkan n gba ina, yiyi pada si awọn ifihan agbara itanna fun sisẹ lẹsẹkẹsẹ ati ṣiṣe aworan pipe pẹlu ipinnu giga ati iyara. Iwọn aworan ti o le ya ni ifihan ẹyọkan ni iṣakoso nipasẹ iwọn piksẹli, titobi, ati nọmba awọn piksẹli ni titobi kan, fun (1)
Fun apẹrẹ boṣewa, aaye wiwo jẹ fifun nipasẹ (2)
Ni awọn iṣẹlẹ nibiti apẹẹrẹ ti tobi ju fun aaye wiwo ti kamẹra, aworan le ṣee ṣe nipasẹ yiya aworan naa si akojọpọ awọn aworan ti iwọn aaye wiwo. Yiya awọn aworan wọnyi tẹle ilana kan, nibiti ipele yoo gbe lọ si ipo kan lori akoj, ipele naa yoo yanju, lẹhinna aworan naa yoo gba. Ni awọn kamẹra ti n sẹsẹ, akoko idaduro ni afikun wa lakoko ti o ti yipada. Awọn aworan wọnyi ni a le ya nipasẹ gbigbe ipo kamẹra ati sisọ wọn papọ. Nọmba 3 ṣe afihan aworan nla ti sẹẹli eniyan labẹ microscopy fluorescence ti a ṣẹda nipasẹ sisọ papọ awọn aworan kekere 16.
Nọmba 3: Ifaworanhan ti sẹẹli eniyan ti o mu nipasẹ kamẹra ọlọjẹ agbegbe nipa lilo tile & aworan aranpo.
Ni gbogbogbo, ipinnu awọn alaye ti o tobi julọ yoo nilo awọn aworan diẹ sii lati ṣe ipilẹṣẹ ati dipọ papọ ni ọna yii. Ọkan ojutu si eyi ni lati gba iṣẹti o tobi kika kamẹra Antivirus, eyiti o ni awọn sensosi nla pẹlu kika piksẹli giga, ni tandem pẹlu awọn opiti amọja, gbigba fun iye nla ti alaye lati mu.
Ifiwera laarin TDI ati ọlọjẹ agbegbe (Tile & Stitch)
Fun iwoye agbegbe nla ti awọn ayẹwo, mejeeji Tile & Stitch ati ọlọjẹ TDI jẹ awọn solusan ti o yẹ, sibẹsibẹ nipa yiyan ọna ti o dara julọ, o ṣee ṣe lati dinku akoko ti o nilo lati ọlọjẹ ayẹwo ni pataki. Nfipamọ akoko yii jẹ ipilẹṣẹ nipasẹ agbara ti ọlọjẹ TDI lati mu apẹẹrẹ gbigbe; yiyọ awọn idaduro ti o ni nkan ṣe pẹlu iṣeto ipele ati akoko titiipa yiyi ti o ni nkan ṣe pẹlu tile & aworan aranpo.
Nọmba 4 ṣe afiwe awọn iduro (alawọ ewe) ati awọn agbeka (awọn laini dudu) ti o nilo lati ya aworan ti sẹẹli eniyan ni tile & aranpo (osi), ati TDI (ọtun) ọlọjẹ. Nipa yiyọ iwulo lati da duro ati atunṣe aworan ni aworan TDI, o ṣee ṣe lati dinku akoko aworan ni pataki, pese akoko ifihan jẹ kekere <100 ms.
Tabili 2 ṣe afihan apẹẹrẹ iṣẹ kan ti ọlọjẹ laarin 9k TDI ati kamẹra sCMOS boṣewa kan.
Nọmba 4: Ero wiwa ti imudani ti sẹẹli eniyan labẹ itanna ti o nfihan tile ati aranpo (osi) ati aworan TDI (ọtun).
Tabili 2: Ifiwera ti iwoye agbegbe ati aworan TDI fun apẹẹrẹ 15 x 15 mm pẹlu lẹnsi ohun 10x ati akoko ifihan 10 ms.
Lakoko ti TDI nfunni ni agbara ikọja fun iyara ti o pọ si ti gbigba aworan, awọn nuances wa si lilo imọ-ẹrọ yii. Fun awọn akoko ifihan giga (> 100 ms), pataki ti akoko ti o padanu si gbigbe ati yanju awọn aaye ti ọlọjẹ agbegbe ti dinku ni ibatan si akoko ifihan. Ni iru awọn iṣẹlẹ bẹẹ, awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe le funni ni awọn akoko ọlọjẹ ti o dinku ni akawe si aworan TDI. Lati rii boya imọ-ẹrọ TDI le fun ọ ni awọn anfani lori iṣeto lọwọlọwọ rẹ,pe wafun a lafiwe isiro.
Awọn ohun elo miiran
Ọpọlọpọ awọn ibeere iwadi nilo alaye diẹ sii ju aworan ẹyọkan lọ, gẹgẹbi multichannel tabi gbigba aworan multifocus.
Aworan onikanni pupọ ni kamẹra ọlọjẹ agbegbe kan pẹlu yiya awọn aworan ni lilo awọn gigun gigun pupọ ni nigbakannaa. Awọn ikanni wọnyi ṣe deede si oriṣiriṣi awọn iwọn gigun ti ina, gẹgẹbi pupa, alawọ ewe, ati buluu. Ikanni kọọkan n gba iwọn gigun kan pato tabi alaye iwoye lati ibi iṣẹlẹ naa. Kamẹra lẹhinna daapọ awọn ikanni wọnyi lati ṣe agbejade awọ-kikun tabi aworan alapọpọ, pese iwoye okeerẹ ti ipele naa pẹlu awọn alaye iwoye pato. Ni awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe, eyi ni aṣeyọri nipasẹ awọn ifihan gbangba ọtọtọ, sibẹsibẹ, pẹlu aworan TDI, pipin le ṣee lo lati ya sensọ si awọn ẹya pupọ. Pipin 9kTDI (45 mm) sinu awọn sensọ 3 x 15.0 mm yoo tun tobi ju sensọ boṣewa kan (iwọn pixel 6.5 µm, awọn piksẹli 2048) ti 13.3 mm. Pẹlupẹlu, bi TDI ṣe nilo itanna nikan ni apakan ti apẹẹrẹ ti o ya aworan, awọn ọlọjẹ le ṣe gigun kẹkẹ diẹ sii ni yarayara.
Agbegbe miiran nibiti eyi le jẹ ọran wa ni aworan idojukọ pupọ. Aworan Multifocus ni awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe jẹ pẹlu yiya awọn aworan lọpọlọpọ ni awọn aaye idojukọ oriṣiriṣi ati didapọ mọ wọn lati ṣẹda aworan akojọpọ pẹlu gbogbo ipele ni idojukọ didasilẹ. O ṣe apejuwe awọn ijinna oriṣiriṣi ni aaye kan nipa ṣiṣe ayẹwo ati apapọ awọn agbegbe inu-idojukọ lati aworan kọọkan, ti o mu abajade alaye diẹ sii ti aworan kan. Lẹẹkansi, nipa lilo aoluyapalati pin TDI sensọ si meji (22.5 mm), tabi mẹta (15.0 mm) awọn ege, o le jẹ ṣee ṣe lati gba a multifocus image diẹ sii ni yarayara ju a agbegbe ọlọjẹ deede. Fun multifocus ti o ga julọ (awọn akopọ z ti 6 tabi ju bẹẹ lọ) sibẹsibẹ, ọlọjẹ agbegbe ṣee ṣe lati jẹ ilana aworan ti o yara ju.
Awọn ipari
Akọsilẹ imọ-ẹrọ yii ṣe afihan awọn iyatọ laarin wiwawo agbegbe ati imọ-ẹrọ TDI fun ibojuwo agbegbe nla. Nipa iṣakojọpọ laini ọlọjẹ ati ifamọ sCMOS, TDI ṣaṣeyọri ni iyara, aworan didara to gaju laisi awọn idilọwọ, ti o kọja awọn ọna ọlọjẹ agbegbe bi tile & aranpo. Ṣe ayẹwo awọn anfani ti lilo ẹrọ iṣiro ori ayelujara wa, ni imọran ọpọlọpọ awọn arosinu ti a ṣe ilana ninu iwe yii. TDI duro bi ohun elo ti o lagbara fun aworan ti o munadoko pẹlu agbara nla fun idinku awọn akoko aworan ni awọn boṣewa mejeeji ati awọn imuposi aworan ilọsiwaju.Ti o ba fẹ lati rii boya kamẹra TDI tabi kamẹra ọlọjẹ agbegbe le baamu ohun elo rẹ ati ilọsiwaju akoko gbigba rẹ, kan si wa loni.
