22/07/13Idaduro Idaduro akoko (TDI) jẹ ilana aworan ti o ṣaju-ọjọ aworan oni-nọmba - ṣugbọn ti o tun pese awọn anfani nla ni gige gige ti aworan loni. Awọn ayidayida meji wa ninu eyiti awọn kamẹra TDI le tan - mejeeji nigbati koko-ọrọ aworan ba wa ni išipopada:
1 - Koko-ọrọ aworan jẹ inherently ni iṣipopada pẹlu iyara igbagbogbo, gẹgẹbi ni ayewo wẹẹbu (gẹgẹbi wiwa awọn iwe gbigbe ti iwe, ṣiṣu tabi aṣọ fun awọn abawọn ati ibajẹ), awọn laini apejọ, tabi awọn omi kekere micro ati ṣiṣan omi.
2 - Awọn koko-ọrọ aworan aimi ti o le ṣe aworan nipasẹ kamẹra ti o gbe lati agbegbe si agbegbe, boya gbigbe koko-ọrọ tabi kamẹra naa. Awọn apẹẹrẹ pẹlu wiwa ifaworanhan maikirosikopu, ayewo awọn ohun elo, ayewo nronu alapin ati bẹbẹ lọ.
Ti ọkan ninu awọn ipo wọnyi ba le kan si aworan rẹ, oju opo wẹẹbu yii yoo ṣe iranlọwọ fun ọ lati ronu boya iyipada lati awọn kamẹra 'ayẹwo agbegbe' onisẹpo 2 aṣa si awọn kamẹra TDI Laini le fun aworan rẹ ni igbelaruge.
Iṣoro naa pẹlu Ayẹwo-Agbegbe & Awọn ibi-afẹde gbigbe
● Gbigbọn Gbigbọn
Diẹ ninu awọn koko-ọrọ aworan wa ni išipopada nipasẹ iwulo, fun apẹẹrẹ ni ṣiṣan omi tabi ayewo wẹẹbu. Ninu awọn ohun elo miiran, gẹgẹbi wiwa ifaworanhan ati ayewo awọn ohun elo, fifi koko-ọrọ naa si išipopada le jẹ iyara pupọ ati daradara siwaju sii ju idaduro išipopada fun aworan kọọkan ti o gba. Sibẹsibẹ, fun awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe, ti koko-ọrọ aworan ba wa ni gbigbe ni ibatan si kamẹra, eyi le ṣafihan ipenija kan.
Iṣipopada blur ti n yi aworan ti ọkọ gbigbe
Ni awọn ipo pẹlu itanna to lopin tabi nibiti o nilo awọn agbara aworan giga, akoko ifihan kamẹra gigun le fẹ. Sibẹsibẹ, iṣipopada koko-ọrọ naa yoo tan ina rẹ sori awọn piksẹli kamẹra pupọ lakoko ifihan, ti o yori si 'blur išipopada'. Eyi le dinku nipasẹ titọju awọn ifihan kuru pupọ –labẹ akoko ti yoo gba fun aaye kan lori koko-ọrọ lati ṣabọ pixel kamẹra kan. Eyi niunmaa ni laibikita fun dudu, alariwo, igba unusable images.
●Aranpo
Ni afikun, ni igbagbogbo aworan ti o tobi tabi awọn koko-ọrọ alaworan ti nlọsiwaju pẹlu awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe nilo gbigba awọn aworan lọpọlọpọ, eyiti o di papọ. Aranpo yii nilo awọn piksẹli agbekọja laarin awọn aworan adugbo, idinku iṣẹ ṣiṣe ati jijẹ ibi ipamọ data ati awọn ibeere sisẹ.
●Imọlẹ aiṣedeede
Kini diẹ sii, itanna naa kii yoo jẹ paapaa to lati yago fun awọn ọran ati awọn iṣẹ-ọnà ni awọn aala laarin awọn aworan ti a hun. Paapaa, lati pese itanna lori agbegbe ti o tobi fun kamẹra ọlọjẹ agbegbe pẹlu kikankikan to nigbagbogbo nilo lilo agbara giga, awọn orisun ina DC ti o ga.
Imọlẹ aiṣedeede ni stitching imudara aworan pupọ ti ọpọlọ Asin kan. Aworan lati Watson et al. Ọdun 2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486
Kini kamẹra TDI, ati bawo ni o ṣe ṣe iranlọwọ?
Ni awọn kamẹra onisẹpo 2 ti aṣa, awọn ipele mẹta lo wa ti gbigba aworan kan: atunto piksẹli, ifihan, ati kika. Lakoko ifihan, awọn fọto lati ibi iṣẹlẹ ni a rii, ti o yọrisi awọn photoelectrons, eyiti a fipamọ sinu awọn piksẹli kamẹra titi di opin ifihan. Awọn iye lati gbogbo ẹbun lẹhinna ni a ka jade, ati pe aworan 2D ti ṣẹda. Awọn piksẹli lẹhinna tunto ati gbogbo awọn idiyele ti nu lati bẹrẹ ifihan atẹle.
Sibẹsibẹ, bi a ti mẹnuba, ti koko-ọrọ aworan ba nlọ ni ibatan si kamẹra, ina lati koko-ọrọ le tan kaakiri awọn piksẹli pupọ lakoko ifihan yii, ti o yori si blur išipopada. Awọn kamẹra TDI bori aropin yii nipa lilo ilana imotuntun. Eyi jẹ afihan ni [Animation 1].
●Bawo ni Awọn kamẹra TDI Ṣiṣẹ
Awọn kamẹra TDI ṣiṣẹ ni ọna ti o yatọ si ipilẹ si awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe. Bi koko-ọrọ aworan ti n lọ kọja kamẹra lakoko ifihan, awọn idiyele itanna ti o ṣe aworan ti o gba tun gbe, duro ni amuṣiṣẹpọ. Lakoko ifihan, awọn kamẹra TDI ni anfani lati dapọ gbogbo awọn idiyele ipasẹ lati ila kan ti awọn piksẹli si ekeji, lẹgbẹẹ kamẹra, muṣiṣẹpọ pẹlu išipopada ti koko-ọrọ aworan. Bi koko-ọrọ naa ti n lọ kọja kamẹra, ọna kọọkan (ti a mọ si 'Ipele TDI'), n pese aye tuntun lati fi kamẹra han koko-ọrọ, ati ikojọpọ ifihan agbara.
Ni kete ti ọna kan ti awọn idiyele ti o ba de opin kamẹra, lẹhinna nikan ni awọn iye ti a ka jade ati fipamọ bi bibẹ alakan 1 ti aworan naa. Aworan 2-D ti wa ni akoso nipa didarapọ papọ kọọkan bibẹ pẹlẹbẹ ti aworan naa bi kamẹra ti nka wọn. Awọn ila kọọkan ti awọn piksẹli ninu awọn orin aworan ti o ni abajade ati awọn aworan 'bibẹ' kanna ti koko-ọrọ aworan, afipamo pe pelu išipopada, ko si blur.
●256x Longer ifihan
Pẹlu awọn kamẹra TDI, akoko ifihan imunadoko ti aworan naa ni a fun ni gbogbo akoko ti o gba fun aaye kan lori koko-ọrọ lati ṣaja gbogbo awọn ila ti awọn piksẹli, pẹlu awọn ipele 256 ti o wa lori diẹ ninu awọn kamẹra TDI. Eyi tumọ si pe akoko ifihan ti o wa ni imunadoko ni awọn akoko 256 tobi ju kamẹra ọlọjẹ agbegbe le ṣaṣeyọri.
Eyi le ṣe ifijiṣẹ boya ti awọn ilọsiwaju meji, tabi iwọntunwọnsi ti awọn mejeeji. Ni akọkọ, igbelaruge pataki ni iyara aworan le ṣee ṣe. Ti a ṣe afiwe si kamẹra ọlọjẹ agbegbe, koko-ọrọ aworan le jẹ gbigbe soke si 256x yiyara lakoko ti o tun n mu iye ami ifihan kanna, pese iwọn ila ti kamẹra yara to lati tọju.
Ni apa keji, ti o ba nilo ifamọ nla, akoko ifihan to gun le jẹ ki awọn aworan didara ga julọ, kikankikan itanna kekere, tabi mejeeji.
●Ti o tobi data losi lai stitching
Niwọn bi kamẹra TDI ṣe agbejade aworan onisẹpo 2 lati awọn ege onisẹpo 1 ti o tẹle, aworan abajade le tobi bi o ti nilo. Lakoko ti nọmba awọn piksẹli ni itọsọna 'petele' ni a fun nipasẹ iwọn kamẹra, fun apẹẹrẹ awọn piksẹli 9072, iwọn 'inaro' ti aworan naa ko ni opin, ati nirọrun pinnu nipasẹ bii o ṣe gun kamẹra naa. Pẹlu awọn oṣuwọn laini ti o to 510kHz, eyi le ṣe jiṣẹ ilojade data nla.
Ni idapọ pẹlu eyi, awọn kamẹra TDI le funni ni awọn aaye wiwo jakejado pupọ. Fun apẹẹrẹ, kamẹra piksẹli 9072 pẹlu awọn piksẹli 5µm pese aaye petele ti wiwo ti 45mm pẹlu ipinnu giga. Lati ṣaṣeyọri iwọn aworan kanna pẹlu kamẹra ọlọjẹ agbegbe 5µm yoo nilo to awọn kamẹra 4K mẹta ni ẹgbẹ ni ẹgbẹ.
●Awọn ilọsiwaju lori awọn kamẹra ọlọjẹ laini
Awọn kamẹra TDI kii ṣe awọn ilọsiwaju nikan lori awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe. Awọn kamẹra ọlọjẹ laini, eyiti o gba laini kan ti awọn piksẹli, tun jiya lati ọpọlọpọ awọn ọran kanna pẹlu kikankikan itanna ati awọn ifihan kukuru bi awọn kamẹra ọlọjẹ agbegbe.
Botilẹjẹpe bii awọn kamẹra TDI, awọn kamẹra ọlọjẹ laini nfunni ni itanna diẹ sii paapaa pẹlu iṣeto ti o rọrun, ati yago fun iwulo fun didi aworan, wọn le nigbagbogbo nilo itanna ti o lagbara pupọ ati / tabi gbigbe koko-ọrọ lọra lati mu ifihan agbara to fun aworan didara ga. Awọn ifihan to gun ati awọn iyara koko-ọrọ yiyara ti awọn kamẹra TDI mu ṣiṣẹ tumọ si kikankikan kekere, ina idiyele kekere le ṣee lo lakoko imudara aworan ṣiṣe. Fun apẹẹrẹ, laini iṣelọpọ le ni anfani lati gbe lati idiyele giga, awọn ina halogen agbara agbara giga ti o nilo agbara DC, si ina LED.
Bawo ni awọn kamẹra TDI ṣiṣẹ?
Awọn iṣedede wọpọ mẹta wa fun bii o ṣe le ṣaṣeyọri aworan TDI lori sensọ kamẹra kan.
● CCD TDI- Awọn kamẹra CCD jẹ ara atijọ julọ ti awọn kamẹra oni-nọmba. Nitori apẹrẹ itanna wọn, iyọrisi ihuwasi TDI lori CCD jẹ irọrun ni afiwera, pẹlu ọpọlọpọ awọn sensọ kamẹra ni agbara lati ṣiṣẹ ni ọna yii. Nitorina awọn CCD TDI ti wa ni lilo fun ewadun.
Sibẹsibẹ, imọ-ẹrọ CCD ni awọn idiwọn rẹ. Iwọn ẹbun ti o kere julọ ti o wa fun awọn kamẹra CCD TDI wa ni ayika 12µm x 12µm - eyi, pẹlu awọn nọmba piksẹli kekere, ṣe opin awọn agbara awọn kamẹra lati yanju awọn alaye to dara. Kini diẹ sii, iyara ti ohun-ini jẹ kekere ju awọn imọ-ẹrọ miiran lọ, lakoko ti o ka ariwo – ifosiwewe idiwọn pataki ni aworan ina kekere – ga. Lilo agbara tun ga, eyiti o jẹ ifosiwewe pataki ni diẹ ninu awọn ohun elo. Eyi yori si ifẹ lati ṣẹda awọn kamẹra TDI ti o da lori faaji CMOS.
●Tete CMOS TDI: Foliteji-ašẹ ati oni summing
Awọn kamẹra CMOS bori ọpọlọpọ ariwo & awọn idiwọn iyara ti awọn kamẹra CCD, lakoko lilo agbara diẹ, ati fifun awọn titobi piksẹli kekere. Sibẹsibẹ, ihuwasi TDI nira pupọ lati ṣaṣeyọri lori awọn kamẹra CMOS, nitori apẹrẹ ẹbun wọn. Lakoko ti awọn CCD n gbe awọn photoelectrons ni ayika lati piksẹli si piksẹli lati ṣakoso sensọ, awọn kamẹra CMOS ṣe iyipada awọn ifihan agbara ni photoelectrons si awọn foliteji ni ẹbun kọọkan ṣaaju kika.
Iwa TDI lori sensọ CMOS ti ṣawari lati ọdun 2001, sibẹsibẹ, ipenija fun bi o ṣe le mu 'ikojọpọ' ti ifihan agbara bi ifihan ti n lọ lati ọna kan si ekeji jẹ pataki. Awọn ọna kutukutu meji fun CMOS TDI ti a tun lo ninu awọn kamẹra iṣowo loni jẹ ikojọpọ-ašẹ foliteji ati akopọ oni-nọmba TDI CMOS. Ninu awọn kamẹra ikojọpọ ipo foliteji, bi awọn ami ifihan kọọkan ti n gba bi koko-ọrọ aworan ti kọja, foliteji ti o gba ni a ṣafikun ni itanna si gbigba lapapọ fun apakan ti aworan naa. Awọn foliteji ikojọpọ ni ọna yii ṣafihan ariwo afikun fun ipele TDI afikun kọọkan ti o ṣafikun, diwọn awọn anfani ti awọn ipele afikun. Awọn ọran pẹlu laini ila tun koju lilo awọn kamẹra wọnyi fun awọn ohun elo to peye.
Awọn keji ọna ti o jẹ digital summing TDI. Ni ọna yii, kamẹra CMOS nṣiṣẹ ni imunadoko ni ipo ọlọjẹ agbegbe pẹlu ifihan kukuru pupọ ti o baamu si akoko ti o gba fun koko-ọrọ aworan lati gbe kọja laini awọn piksẹli kan. Ṣugbọn, awọn ori ila lati fireemu ti o tẹle kọọkan ni a ṣafikun papọ ni oni-nọmba ni ọna ti ipa TDI ti wa ni jiṣẹ. Bi gbogbo kamẹra gbọdọ wa ni kika fun ila kọọkan ti awọn piksẹli ni aworan abajade, afikun oni-nọmba yii tun ṣe afikun ariwo kika fun ila kọọkan, ati ṣe opin iyara gbigba.
●Iwọnwọn ode oni: TDI CMOS agbara-ašẹ, tabi CCD-on-CMOS TDI
Awọn idiwọn ti CMOS TDI loke ti bori laipẹ nipasẹ iṣafihan ikojọpọ idiyele-ašẹ TDI CMOS, ti a tun mọ ni CCD-on-CMOS TDI. Iṣiṣẹ ti awọn sensọ wọnyi jẹ afihan ni [Animation 1]. Gẹgẹbi orukọ naa ṣe tumọ si, awọn sensọ wọnyi nfunni ni gbigbe-bii CCD ti awọn idiyele lati piksẹli kan si ekeji, ifihan agbara ikojọpọ ni ipele TDI kọọkan nipasẹ afikun awọn fọtoelectrons lori ipele ti awọn idiyele kọọkan. Eleyi jẹ fe ni ariwo-free. Bibẹẹkọ, awọn idiwọn ti CCD TDI ni a bori nipasẹ lilo faaji kika kika CMOS, ṣiṣe awọn iyara giga, ariwo kekere ati agbara kekere ti o wọpọ si awọn kamẹra CMOS.
Awọn pato TDI: kini o ṣe pataki?
●Imọ ọna ẹrọ:Ohun pataki julọ ni ohun ti imọ-ẹrọ sensọ lo bi a ti sọ loke. Gbigba agbara-ašẹ CMOS TDI yoo fi iṣẹ ṣiṣe to dara julọ ṣe.
●Awọn ipele TDI:Eyi ni nọmba awọn ori ila ti sensọ lori eyiti o le ṣajọpọ ifihan agbara. Awọn ipele TDI diẹ sii kamẹra kan ni, gun akoko ifihan ti o munadoko le jẹ. Tabi, yiyara koko-ọrọ aworan le gbe, pese kamẹra ni oṣuwọn laini to.
●Oṣuwọn Laini:Awọn ori ila melo ni kamẹra le ka ni iṣẹju-aaya. Eyi ṣe ipinnu iyara gbigbe ti o pọju ti kamẹra le tọju pẹlu.
●Imudara Kuatomu: Eyi tọkasi ifamọ kamẹra si ina ni awọn iwọn gigun ti o yatọ, ti a fun nipasẹ iṣeeṣe ti wiwa photon iṣẹlẹ kan ati ṣiṣejade photoelectron kan. Iṣiṣẹ kuatomu ti o ga julọ le funni ni agbara itanna kekere, tabi iṣẹ yiyara lakoko mimu awọn ipele ifihan kanna.
Ni afikun, awọn kamẹra yatọ si iwọn gigun ni eyiti o le ṣe aṣeyọri ifamọ to dara, pẹlu diẹ ninu awọn kamẹra ti o funni ni ifamọ ni gbogbo ọna isalẹ si opin ultra-violet (UV) ti spekitiriumu, ni ayika 200nm igbi.
●Ka Ariwo:Ariwo kika jẹ ifosiwewe pataki miiran ninu ifamọ kamẹra, ṣiṣe ipinnu ifihan agbara ti o kere julọ ti o le rii loke ilẹ ariwo kamẹra. Pẹlu ariwo kika giga, awọn ẹya dudu ko le rii ati pe iwọn agbara ti dinku pupọ, afipamo itanna didan tabi awọn akoko ifihan to gun & awọn iyara gbigbe lọra gbọdọ ṣee lo.
Awọn pato TDI: kini o ṣe pataki?
Lọwọlọwọ, awọn kamẹra TDI ni a lo fun ayewo wẹẹbu, ẹrọ itanna ati ayewo iṣelọpọ, ati awọn ohun elo iran-ẹrọ miiran. Lẹgbẹẹ eyi ni awọn ohun elo ina kekere ti o nija gẹgẹbi aworan fluorescence ati wiwa ifaworanhan.
Sibẹsibẹ, pẹlu ifihan ti iyara giga, ariwo kekere, ifamọ giga TDI CMOS awọn kamẹra, agbara nla wa fun iyara ati awọn ilọsiwaju ṣiṣe ni awọn ohun elo tuntun ti o lo awọn kamẹra kamẹra agbegbe nikan. Bi a ṣe ṣafihan ni ibẹrẹ nkan naa, awọn kamẹra TDI le jẹ yiyan ti o dara julọ fun iyọrisi awọn iyara giga ati awọn agbara aworan giga fun boya awọn koko-ọrọ aworan ni išipopada igbagbogbo tẹlẹ, tabi nibiti kamẹra le ṣe ọlọjẹ kọja awọn koko-ọrọ aworan aimi.
Fun apẹẹrẹ, ninu ohun elo maikirosikopu, a le ṣe afiwe iyara gbigba imọ-jinlẹ ti ẹbun 9K kan, kamẹra TDI ipele 256 pẹlu awọn piksẹli 5 µm si kamẹra ọlọjẹ agbegbe kamẹra 12MP pẹlu awọn piksẹli 5 µm. Jẹ ki a ṣe ayẹwo gbigba agbegbe 10 x 10 mm pẹlu titobi 20x nipasẹ gbigbe ipele naa.
1. Lilo ibi-afẹde 20x pẹlu kamẹra ọlọjẹ agbegbe yoo fi aaye wiwo aworan 1.02 x 0.77 mm han.
2. Pẹlu kamẹra TDI, ibi-afẹde 10x pẹlu 2x afikun afikun le ṣee lo lati bori eyikeyi aropin ni aaye wiwo microscope, lati fi aaye wiwo aworan petele 2.3mm.
3. Ti o ro pe 2% piksẹli ni lqkan laarin awọn aworan fun awọn idi aranpo, awọn aaya 0.5 lati gbe ipele naa si ipo ti a ṣeto, ati akoko ifihan 10ms, a le ṣe iṣiro akoko ti kamẹra ọlọjẹ agbegbe yoo gba. Bakanna, a le ṣe iṣiro akoko ti kamẹra TDI yoo gba ti ipele naa ba wa ni išipopada igbagbogbo lati ṣe ọlọjẹ ni itọsọna Y, pẹlu akoko ifihan kanna fun laini.
4. Ni idi eyi, kamẹra ọlọjẹ agbegbe yoo nilo awọn aworan 140 lati gba, pẹlu awọn aaya 63 lo gbigbe ipele naa. Kamẹra TDI yoo gba awọn aworan gigun 5 nikan, pẹlu awọn aaya 2 nikan ti o lo gbigbe ipele naa si iwe atẹle.
5. Lapapọ akoko ti o lo lati gba agbegbe 10 x 10 mm yoo jẹAwọn aaya 64.4 fun kamẹra ọlọjẹ agbegbe,ati ki o kan9.9 aaya fun TDI kamẹra.
Ti o ba fẹ lati rii boya kamẹra TDI le baamu ohun elo rẹ ati pade awọn iwulo rẹ, kan si wa loni.
