Tha Time Moill Integration (TDI) na dhòigh ìomhaigheachd a tha ro-làimh air ìomhaighean didseatach - ach a tha fhathast a’ toirt seachad buannachdan mòra aig fìor thoiseach ìomhaighean an-diugh.Tha dà shuidheachadh ann far am faod camarathan TDI deàrrsadh - an dà chuid nuair a tha cuspair an ìomhaigh a’ gluasad:

1 - Tha cuspair an ìomhaigheachd gu gnèitheach a’ gluasad le astar cunbhalach, mar ann an sgrùdadh lìn (leithid a bhith a’ sganadh siotaichean gluasadach de phàipear, plastaig no aodach airson uireasbhaidhean is milleadh), loidhnichean cruinneachaidh, no meanbh-fhliuch agus sruthan siùbhlach.

2 - Cuspairean ìomhaighean statach a dh’ fhaodadh camara a ghluasad bho àite gu àite, le bhith a’ gluasad a’ chuspair no an camara.Tha eisimpleirean a’ toirt a-steach sganadh sleamhnag miocroscop, sgrùdadh stuthan, sgrùdadh pannal còmhnard msaa.

Ma dh’ fhaodadh gin de na suidheachaidhean sin a bhith a’ buntainn ris an ìomhaigh agad, cuidichidh an duilleag-lìn seo thu gus beachdachadh air an toireadh atharrachadh bho chamarathan àbhaisteach 2-mheudach ‘sganadh sgìre’ gu camarathan Line Scan TDI spionnadh don ìomhaigh agad.

An duilgheadas le Sganadh Sgìre & Targaidean Gluasadach

· Gluasad Blur

Tha cuid de chuspairean ìomhaighean a’ gluasad a rèir riatanas, mar eisimpleir ann an sruthadh siùbhlach no sgrùdadh lìn.Ann an tagraidhean eile, leithid sganadh sleamhnagan agus sgrùdadh stuthan, faodaidh cumail a’ chuspair gluasad gu math nas luaithe agus nas èifeachdaiche na stad air gluasad airson gach ìomhaigh a gheibhear.Ach, airson camarathan scan sgìreil, ma tha cuspair an ìomhaigheachd a’ gluasad an coimeas ris a’ chamara, faodaidh seo a bhith na dhùbhlan.

Gluasad blur a’ saobhadh ìomhaigh de chàr a tha a’ gluasad

Ann an suidheachaidhean le glè bheag de shoillseachadh no far a bheil feum air càileachd ìomhaigh àrd, dh’ fhaodadh gum biodh ùine fhada airson a’ chamara a’ nochdadh.Ach, sgaoilidh gluasad a’ chuspair an solas aige thairis air ioma piogsail camara rè an nochd, a’ leantainn gu ‘gluasad blur’.Faodar seo a lughdachadh le bhith a’ cumail nochdaidhean gu math goirid - fon ùine a bheireadh e airson puing air a’ chuspair a dhol thairis air piogsail camara.Is e seo anunmar as trice aig cosgais ìomhaighean dorcha, fuaimneach, gu tric nach gabh an cleachdadh.

·A' fuaigheal

A bharrachd air an sin, mar as trice le bhith a’ dèanamh ìomhaighean de chuspairean ìomhaighean mòra no leantainneach le camarathan scan sgìreil feumar grunn ìomhaighean fhaighinn, a tha an uairsin air am fuaigheal ri chèile.Feumaidh am fuaigheal seo piogsail a tha a’ dol thairis air eadar ìomhaighean faisg air làimh, a’ lughdachadh èifeachdas agus ag àrdachadh riatanasan stòraidh is giullachd dàta.

·Soillseachadh neo-chothromach

A bharrachd air an sin, is ann ainneamh a bhios an soillseachadh eadhon gu leòr gus cùisean agus buill-àrsaidh a sheachnadh aig na crìochan eadar ìomhaighean fuaigheil.Cuideachd, gus soillseachadh a thoirt seachad thairis air àite mòr gu leòr airson a’ chamara scan sgìre le dian gu leòr gu tric feumar stòran solais DC àrd-chumhachd, àrd-chosgais a chleachdadh.

Soillseachadh neo-chòmhnard ann a bhith a’ fuaigheal togail ioma-ìomhaigh de eanchainn luch.?Dealbh bho Watson et al.2017: http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0180486

Dè a th’ ann an camara TDI, agus ciamar a chuidicheas e?

Ann an camarathan àbhaisteach sganaidh sgìre 2-mheudach, tha trì ìrean ann airson ìomhaigh fhaighinn: ath-shuidheachadh piogsail, foillseachadh, agus leughadh.Rè an nochd, lorgar photons bhon t-sealladh, a ’leantainn gu photoelectrons, a tha air an stòradh ann am piogsail a’ chamara gu deireadh an nochd.Bidh na luachan bho gach piogsail an uairsin air an leughadh a-mach, agus bidh ìomhaigh 2D air a chruthachadh.Thèid na piogsail ath-shuidheachadh an uairsin agus thèid na cosgaisean uile fhuadach gus tòiseachadh air an ath fhoillseachadh.

Ach, mar a chaidh ainmeachadh, ma tha an cuspair ìomhaigheachd a’ gluasad an coimeas ris a’ chamara, faodaidh an solas bhon chuspair sgaoileadh thairis air ioma piogsail rè an nochd seo, a’ leantainn gu blur gluasad.Bidh camarathan TDI a’ faighinn thairis air a’ chuingealachadh seo a’ cleachdadh dòigh ùr-ghnàthach.Tha seo ri fhaicinn ann am [Beothachadh 1].

·Mar a tha camarathan TDI ag obair

Bidh camarathan TDI ag obair ann an dòigh gu tur eadar-dhealaichte airson camarathan scan sgìreil.Mar a bhios an cuspair ìomhaighean a’ gluasad thairis air a’ chamara rè an nochd, tha na cosgaisean dealanach a tha a’ dèanamh suas an ìomhaigh a chaidh fhaighinn air an gluasad cuideachd, a’ fuireach ann an sioncranachadh.Nuair a bhios iad fosgailte, bidh e comasach dha camarathan TDI a h-uile cosgais a chaidh fhaighinn a ghluasad bho aon sreath de piogsail chun ath fhear, air feadh a’ chamara, air a shioncronachadh le gluasad cuspair an ìomhaigh.Mar a bhios an cuspair a’ gluasad thairis air a’ chamara, tha gach sreath (ris an canar ‘TDI Stage’), a’ toirt cothrom ùr an camara a nochdadh don chuspair, agus comharra a chruinneachadh.

Cho luath ‘s a ruigeas sreath de chosgaisean a chaidh fhaighinn deireadh a’ chamara, is ann dìreach an uairsin a thèid na luachan a leughadh a-mach agus a stòradh mar sliseag 1-mheudach den ìomhaigh.Tha an ìomhaigh 2-D air a chruthachadh le bhith a’ cumail gach sliseag às deidh a chèile den ìomhaigh fhad ‘s a bhios an camara gan leughadh.Bidh gach sreath de piogsail anns na h-ìomhaighean a thig às a’ leantainn agus ìomhaighean an aon ‘slice’ de chuspair an ìomhaigh, a’ ciallachadh nach eil blur ann a dh’ aindeoin a’ ghluasaid.

·256x Taisbeanadh nas fhaide

Le camarathan TDI, tha an ùine nochdaidh èifeachdach den ìomhaigh air a thoirt seachad leis an ùine gu lèir a bheir e airson puing air a ’chuspair a dhol thairis air a h-uile sreath de piogsail, le suas ri ìrean 256 rim faighinn air cuid de chamarathan TDI.Tha seo a’ ciallachadh gu bheil an ùine nochdaidh a tha ri fhaighinn gu h-èifeachdach 256 uair nas motha na dh’ fhaodadh camara sganaidh sgìreil a choileanadh.

Faodaidh seo aon de dhà leasachadh a lìbhrigeadh, no cothromachadh den dà chuid.An toiseach, faodar àrdachadh mòr ann an astar ìomhaighean a choileanadh.An coimeas ri camara scan sgìre, faodaidh an cuspair ìomhaigh a bhith a’ gluasad suas gu 256x nas luaithe fhad ‘s a tha e fhathast a’ glacadh an aon uiread de chomharran, fhad ‘s a tha ìre loidhne a’ chamara luath gu leòr airson cumail suas.

Air an làimh eile, ma tha feum air barrachd cugallachd, dh’ fhaodadh an ùine nochdaidh nas fhaide leigeil le ìomhaighean càileachd mòran nas àirde, dian soillseachaidh nas ìsle, no an dà chuid.

·Tar-chur dàta mòr gun fhuaigheal

Leis gu bheil an camara TDI a’ toirt a-mach ìomhaigh 2-mheudach bho sliseagan 1-mheudach leantainneach, faodaidh an ìomhaigh a thig às a sin a bhith cho mòr ‘s a tha riatanach.Ged a tha an àireamh de piogsail anns an stiùireadh ‘còmhnard’ air a thoirt seachad le leud a’ chamara, mar eisimpleir 9072 piogsail, tha meud ‘inghearach’ na h-ìomhaigh gun chrìoch, agus dìreach air a dhearbhadh leis cho fada ‘s a tha an camara air a ruith.Le ìrean loidhne suas ri 510kHz, faodaidh seo lìbhrigeadh mòr dàta a lìbhrigeadh.

Còmhla ri seo, faodaidh camarathan TDI raointean seallaidh farsaing a thabhann.Mar eisimpleir, tha camara 9072 piogsail le 5μm piogsail a’ toirt sealladh còmhnard de 45mm le rùn àrd.Gus an aon leud ìomhaigh a choileanadh le camara scan sgìre 5μm picteil bhiodh feum air suas ri trì camarathan 4K taobh ri taobh.

·Leasachaidhean thairis air camarathan scan loidhne

Cha bhith camarathan TDI dìreach a’ tabhann leasachaidhean thairis air camarathan scan sgìreil.Bidh camarathan scan loidhne, a ghlacas dìreach aon loidhne de piogsail, cuideachd a’ fulang le mòran de na h-aon chùisean le dian soillseachadh agus nochdaidhean goirid ri camarathan scan sgìreil.

Ged a tha iad coltach ri camarathan TDI, tha camarathan scan loidhne a’ tabhann soillseachadh nas cothromaiche le suidheachadh nas sìmplidhe, agus a’ seachnadh an fheum air fuaigheal ìomhaighean, gu tric faodaidh iad a bhith feumach air soillseachadh gu math dian agus / no gluasad cuspair slaodach gus comharra gu leòr a ghlacadh airson ìomhaigh àrd-inbhe.Tha na nochdaidhean nas fhaide agus na h-astaran cuspair nas luaithe a tha camarathan TDI a ’comasachadh a’ ciallachadh gun urrainnear solais nas dian, cosgais nas ìsle a chleachdadh fhad ‘s a tha iad a’ leasachadh èifeachdas ìomhaighean.Mar eisimpleir, is dòcha gum bi loidhne cinneasachaidh comasach air gluasad bho sholais halogen àrd-chosgais, caitheamh cumhachd àrd a dh’ fheumas cumhachd DC, gu solais LED.

Ciamar a bhios camarathan TDI ag obair?

Tha trì inbhean cumanta ann airson mar a choileanas tu ìomhaigh TDI air sensor camara.

CCD TDI- Is e camarathan CCD an stoidhle as sine de chamarathan didseatach.Air sgàth an dealbhadh dealanach aca, tha coileanadh giùlan TDI air CCD gu math sìmplidh, le mòran de luchd-mothachaidh camara comasach air obrachadh san dòigh seo.Mar sin tha TDI CCDs air a bhith gan cleachdadh airson deicheadan.

Ach, tha crìochan aig teicneòlas CCD.Tha am meud piogsail as lugha a tha ri fhaighinn gu cumanta airson camarathan CCD TDI timcheall air 12μm x 12μm - tha seo, còmhla ri cunntasan beaga piogsail, a’ cuingealachadh comasan nan camarathan gus mion-fhiosrachadh fhuasgladh.A bharrachd air an sin, tha astar togail nas ìsle na teicneòlasan eile, agus tha fuaim leughaidh - prìomh fheart cuibhrichte ann an ìomhaighean aotrom ìosal - àrd.Tha caitheamh cumhachd àrd cuideachd, a tha na phrìomh adhbhar ann an cuid de thagraidhean.Dh’ adhbhraich seo miann camarathan TDI a chruthachadh stèidhichte air ailtireachd CMOS.

·TDI CMOS tràth: Raon bholtachd agus cruinneachadh didseatach

Bidh camarathan CMOS a’ faighinn thairis air mòran de chuingealachaidhean fuaim is astair camarathan CCD, fhad ‘s a tha iad a’ cleachdadh nas lugha de chumhachd, agus a ’tabhann meudan piogsail nas lugha.Ach, bha e na bu duilghe giùlan TDI a choileanadh air camarathan CMOS, air sgàth an dealbhadh piogsail aca.Fhad ‘s a bhios CCDs gu corporra a’ gluasad photoelectrons timcheall bho piogsail gu piogsail gus an sensor a riaghladh, bidh camarathan CMOS ag atharrachadh comharran ann an photoelectrons gu bholtaids anns gach piogsail mus leugh iad a-mach.

Thathas air sgrùdadh a dhèanamh air giùlan TDI air sensor CMOS bho 2001, ge-tà, bha an dùbhlan airson mar a làimhsicheas tu ‘cruinneachadh’ chomharran mar a bhios follaiseachd a’ gluasad bho aon sreath chun an ath fhear cudromach.Is e dà dhòigh thràth airson CMOS TDI a tha fhathast air an cleachdadh ann an camarathan malairteach an-diugh cruinneachadh bholtachd-àrainn agus cruinneachadh didseatach TDI CMOS.Ann an camarathan cruinneachaidh raon bholtachd, leis gu bheilear a’ faighinn gach sreath de chomharran mar a bhios an cuspair ìomhaighean a’ gluasad seachad, tha an bholtadh a chaidh fhaighinn air a chuir gu dealanach ris an togail iomlan airson a’ phàirt sin den ìomhaigh.Le bhith a’ cruinneachadh bholtaids san dòigh seo a’ toirt a-steach fuaim a bharrachd airson gach ìre TDI a bharrachd a thèid a chur ris, a’ cuingealachadh buannachdan ìrean a bharrachd.Bidh cùisean le sreathachd cuideachd a’ toirt dùbhlan do chleachdadh nan camarathan sin airson tagraidhean mionaideach.

Is e an dàrna dòigh cruinneachadh didseatach TDI.San dòigh seo, tha camara CMOS a’ ruith gu h-èifeachdach ann am modh scan sgìreil le foillseachadh glè ghoirid a rèir na h-ùine a bheir e air cuspair an ìomhaigh gluasad thairis air sreath singilte de piogsail.Ach, tha na sreathan bho gach frèam leantainneach air an cur ri chèile gu didseatach ann an dòigh a tha buaidh TDI air a lìbhrigeadh.Leis gu feumar an camara gu lèir a leughadh a-mach airson gach sreath de piogsail san ìomhaigh a thig às, tha an cur-ris didseatach seo cuideachd a’ cur ris an fhuaim leughaidh airson gach sreath, agus a’ cuingealachadh astar togail.

·An inbhe ùr-nodha: fearann-charge TDI CMOS, no CCD-on-CMOS TDI

Chaidh faighinn thairis air na crìochan aig CMOS TDI gu h-àrd o chionn ghoirid tro bhith a’ toirt a-steach cruinneachadh fearann-charge TDI CMOS, ris an canar cuideachd CCD-on-CMOS TDI.Tha obrachadh nan mothachairean sin air a shealltainn ann an [Beothachadh 1].Mar a tha an t-ainm a’ ciallachadh, tha na mothachairean sin a’ tabhann gluasad chìsean coltach ri CCD bho aon piogsail chun ath fhear, a’ cruinneachadh chomharran aig gach ìre TDI tro bhith a’ cur photoelectrons ris an ìre de chosgaisean fa leth.Tha seo gu h-èifeachdach gun fhuaim.Ach, thathas a’ faighinn thairis air crìochan CCD TDI tro bhith a’ cleachdadh ailtireachd leughaidh CMOS, a’ comasachadh astaran àrd, fuaim ìosal agus caitheamh cumhachd ìosal a tha cumanta do chamarathan CMOS.

Sònrachaidhean TDI: dè a tha cudromach?

·Teicneòlas:Is e am bàillidh as cudromaiche dè an teicneòlas mothachaidh a thathas a’ cleachdadh mar a chaidh a dheasbad gu h-àrd.Lìbhrigidh CMOS TDI an coileanadh as fheàrr.

·ìrean TDI:Is e seo an àireamh de shreathan den sensor air am faodar comharra a chruinneachadh.Mar as motha de ìrean TDI a tha aig camara, is ann as fhaide a dh’ fhaodas an ùine nochdaidh èifeachdach a bhith.No, mar as luaithe a ghluaiseas cuspair an ìomhaigh, fhad ‘s a tha ìre loidhne gu leòr aig a’ chamara.

·ìre loidhne:Cia mheud sreath a leughas an camara gach diog.Bidh seo a’ dearbhadh an astar gluasaid as àirde as urrainn don chamara cumail suas ris.

·èifeachdas Quantum: Tha seo a’ nochdadh cugallachd a’ chamara ri solas aig diofar thonnan, air a thoirt seachad leis an coltas gun lorgar photon tachartas agus gun cruthaichear photoelectron.Faodaidh èifeachdas cuantamach nas àirde neart soillseachaidh nas ìsle a thabhann, no obrachadh nas luaithe fhad ‘s a chumas e na h-aon ìrean chomharran.

A bharrachd air an sin, tha camarathan eadar-dhealaichte air an raon tonn-tonn far am faodar deagh chugallachd a choileanadh, le cuid de chamarathan a’ tabhann cugallachd fad na slighe sìos gu ceann ultra-violet (UV) an speactram, aig timcheall air tonn-tonn 200nm.

·Leugh Fuaim:Is e fuaim leughaidh am feart cudromach eile ann an cugallachd camara, a’ dearbhadh an comharra as ìsle a lorgar os cionn làr fuaim a’ chamara.Le fuaim àrd leughaidh, chan urrainnear feartan dorcha a lorg agus tha raon fiùghantach air a lughdachadh gu mòr, a’ ciallachadh soillseachadh nas soilleire no amannan nochdaidh nas fhaide & feumar astaran gluasaid nas slaodaiche a chleachdadh.

Sònrachaidhean TDI: dè a tha cudromach?

An-dràsta, thathas a’ cleachdadh camarathan TDI airson sgrùdadh lìn, sgrùdadh eileagtronaigeach agus saothrachadh, agus tagraidhean lèirsinn inneal eile.Còmhla ri seo tha tagraidhean dùbhlanach le solas ìosal leithid ìomhaighean fluorescence agus sganadh sleamhnagan.

Ach, le toirt a-steach camarathan TDI CMOS aig astar àrd, fuaim ìosal, cugallachd àrd, tha comas mòr ann airson àrdachadh astair is èifeachdais ann an tagraidhean ùra nach robh roimhe a’ cleachdadh ach camarathan scan sgìreil.Mar a thug sinn a-steach aig toiseach na h-artaigil, is dòcha gur e camarathan TDI an roghainn as fheàrr airson a bhith a’ coileanadh astaran àrd agus feartan ìomhaigh àrd airson an dàrna cuid cuspairean ìomhaighean a tha a’ gluasad gu cunbhalach mar-thà, no far an gabhadh an camara a sganadh thairis air cuspairean ìomhaighean statach.

Mar eisimpleir, ann an tagradh microscopaidh, b’ urrainn dhuinn coimeas a dhèanamh eadar astar togail teòiridheach piogsail 9K, camara TDI ìre 256 le 5 μm piogsail ri camara scan raon camara 12MP le 5 μm piogsail.Dèanamaid sgrùdadh air a bhith a 'faighinn farsaingeachd 10 x 10 mm le meudachadh 20x tro bhith a' gluasad an àrd-ùrlar.

1. Le bhith a 'cleachdadh amas 20x leis a' chamara scan sgìre bheireadh sealladh ìomhaigh 1.02 x 0.77 mm sealladh.

2. Leis a 'chamara TDI, dh' fhaodadh amas 10x le meudachadh 2x a bharrachd a bhith air a chleachdadh gus faighinn thairis air cuingealachadh sam bith ann an raon sealladh miocroscop, gus raon sealladh ìomhaigh còmhnard 2.3mm a lìbhrigeadh.

3. A’ gabhail ris gu bheil 2% piogsail a’ dol thairis air eadar ìomhaighean airson adhbharan fuaigheil, 0.5 diogan airson an àrd-ùrlar a ghluasad gu àite suidhichte, agus ùine nochdaidh 10ms, is urrainn dhuinn obrachadh a-mach an ùine a bheireadh an camara scan sgìreil.San aon dòigh, is urrainn dhuinn obrachadh a-mach an ùine a bheireadh an camara TDI nan deidheadh ????an àrd-ùrlar a chumail ann an gluasad cunbhalach gus sganadh ann an stiùireadh Y, leis an aon ùine nochdaidh gach loidhne.

4. Anns a 'chùis seo, dh'fheumadh an camara scan sgìre 140 ìomhaigh fhaighinn, le 63 diogan air a chosg a' gluasad an àrd-ùrlar.Gheibheadh ????an camara TDI dìreach 5 ìomhaighean fada, le dìreach 2 dhiog air a chaitheamh a’ gluasad an àrd-ùrlar chun ath cholbh.

5. Bhiodh an ùine iomlan a chaidh a chosg a 'faighinn an raon 10 x 10 mm64.4 diogan airson a’ chamara scan sgìreil,agus dìreach9.9 diogan airson camara TDI.

Ma tha thu airson faicinn am b’ urrainn camara TDI a bhith co-ionnan ris an tagradh agad agus coinneachadh ri na feumalachdan agad, cuir fios thugainn an-diugh.