23/01/28Le telecamere Tucsen sCMOS utilizzano trigger TTL con interfaccia SMA standard. Ciò richiede semplicemente il collegamento di un cavo trigger con connessione SMA dalla telecamera alla porta di ingresso trigger del dispositivo esterno. Le seguenti telecamere utilizzano questa interfaccia:
● Dhyana 400BSI
● Dhyana 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 e 6060BSI
● Dhyana 4040 e 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Se la tua fotocamera è una Tucsen Dhyana 401D o una FL20-BW, segui le istruzioni specifiche per queste fotocamere disponibili di seguito.
Lo schema dei pin qui sotto mostra dove collegare il cavo di attivazione alla fotocamera. Una volta collegato tra la fotocamera e il dispositivo esterno, sei pronto per impostare l'attivazione!
Diagrammi dei cavi di attivazione e dei pin-out
Schema dei pin di trigger per telecamere sCMOS con interfaccia di trigger SMA.
| Perno SMA | Nome PIN | Spiegazione |
| 1 | TRIG.IN | Attiva il segnale per controllare il tempo di acquisizione della telecamera |
| 2 | TRIG.OUT1 | Trigger Out 1 – Configurabile, predefinito: segnale 'Fine lettura' |
| 3 | TRIG.OUT2 | Trigger Out 2 – Configurabile, predefinito: segnale 'Globale' |
| 4 | TRIG.OUT3 | Trigger Out 3 – Configurabile, predefinito: segnale 'Inizio esposizione' |
Intervallo di tensione per l'attivazione
La tensione di uscita dall'attivazione SMA è 3,3 V.
L'intervallo di tensione di ingresso accettato per il trigger è compreso tra 3,3 V e 5 V
Modalità di attivazione & Impostazioni
Le telecamere sCMOS Tucsen dispongono di diverse modalità operative per la gestione dei trigger hardware esterni (segnali Trigger In), oltre ad alcune impostazioni da ottimizzare e scegliere per la propria applicazione. Queste impostazioni dovrebbero essere disponibili nel pacchetto software. Lo screenshot qui sotto mostra come queste impostazioni appaiono nel software Mosaic di Tucsen.
Impostazione del trigger hardware
Questa impostazione prevede quattro opzioni, che determinano come e se la telecamera funzionerà in base alla propria temporizzazione interna, indipendentemente da trigger esterni, oppure se il suo comportamento sarà controllato da segnali esterni. È inoltre possibile utilizzare un trigger software.
Queste impostazioni sono riepilogate nella tabella sottostante, mentre ulteriori informazioni sono fornite nelle sezioni successive.
| Collocamento | Spiegazione |
| Spento | Modalità di temporizzazione interna. Tutti i trigger esterni verranno ignorati e la telecamera funzionerà alla massima velocità possibile. |
| Standard | Modalità operativa con trigger semplice, in cui ogni segnale di trigger attiva l'acquisizione di un frame. |
| Sincronizzato | Dopo un segnale di attivazione iniziale, la telecamera funzionerà ininterrottamente e ogni nuovo segnale di attivazione determinerà la fine dell'esposizione del fotogramma corrente e l'inizio del fotogramma successivo. |
| Globale | La telecamera funzionerà in uno stato "pseudo-globale" per emulare l'effetto di un otturatore globale con una telecamera a otturatore rotante, tramite la sincronizzazione con una sorgente luminosa. |
| Software | Una modalità avanzata per simulare un segnale di trigger tramite la funzione SetGpio. |
Nota: In tutti i casi, ci sarà un ritardo minimo tra la ricezione del segnale Trigger In e l'inizio dell'acquisizione. Questo ritardo sarà compreso tra zero e un tempo di linea della telecamera, ovvero il tempo impiegato dalla telecamera per leggere una linea. Per Dhyana 95, ad esempio, il tempo di linea è di 21 μs, quindi il ritardo sarà compreso tra 0 e 21 μs. Per semplicità, questo ritardo non è mostrato nei diagrammi temporali seguenti.
Modalità 'Off'
In questa modalità, la telecamera funziona alla massima velocità con temporizzazione interna, ignorando i trigger esterni.
Modalità standard
In modalità Standard, ogni fotogramma dell'acquisizione della fotocamera richiederà un segnale di trigger esterno. La durata dell'esposizione può essere impostata tramite il segnale di trigger (come in "Esposizione: Larghezza") o tramite software (come in "Esposizione: Temporizzata").
Come nell'acquisizione non triggerata, la telecamera è in grado di operare in "modalità sovrapposizione", il che significa che l'inizio dell'esposizione del fotogramma successivo può iniziare non appena la prima riga del fotogramma corrente ha terminato la sua esposizione e la sua lettura. Ciò significa che è disponibile fino alla piena frequenza di fotogrammi della telecamera, in base alla frequenza dei segnali di trigger in ingresso e al tempo di esposizione utilizzato.
A: Trigger nel comportamento in modalità Standard (Esposizione: Larghezza, Bordo: Crescente).
B: Trigger in modalità Standard (Esposizione: Tempo, Bordo: Crescente). Le forme gialle rappresentano l'esposizione della telecamera. 0H, 1H, 2H… rappresentano ciascuna riga orizzontale della telecamera, con un ritardo tra una riga e l'altra dovuto all'otturatore rotante della telecamera CMOS. Come nell'acquisizione "stream" senza trigger, l'inizio del nuovo frame potrebbe sovrapporsi alla lettura del frame corrente, il che significa che le componenti diagonali delle forme gialle potrebbero intersecarsi tra loro.
Modalità di sincronizzazione
La modalità di sincronizzazione è una modalità potente che può essere utilizzata, ad esempio, nella microscopia confocale a disco rotante per sincronizzare l'acquisizione della telecamera con la rotazione del disco ed evitare artefatti di striatura.
In questa modalità, il primo segnale di trigger avvia l'esposizione del primo fotogramma. Il segnale di trigger successivo termina l'esposizione del fotogramma corrente e avvia il processo di lettura, seguito immediatamente dall'inizio dell'esposizione successiva, come mostrato nel diagramma seguente. Questa operazione viene ripetuta per ogni segnale di trigger successivo. Si noti che questa operazione richiede l'invio di un impulso di segnale in più rispetto al numero di immagini acquisite.
La durata dell'esposizione in questa modalità è determinata dall'intervallo di tempo tra un segnale di attivazione e il successivo.
Il tempo minimo tra i segnali di trigger è il tempo di lettura del frame, dato dall'inverso del frame rate massimo per quella telecamera. Per una Dhyana 95, con un frame rate di 24 fps, il tempo minimo tra i segnali sarebbe quindi 1000 ms / 24 ≈ 42 ms. Qualsiasi segnale inviato prima di questo intervallo verrà ignorato.
Modalità globale
In combinazione con una sorgente luminosa pulsata/attivabile, la modalità Globale consente alla telecamera di funzionare in uno stato "pseudo-globale", evitando i problemi che potrebbero sorgere con l'otturatore rotante della telecamera con determinati tipi di immagini. Per ulteriori informazioni sugli otturatori pseudo-globali, consultare la sezione "Otturatore pseudo-globale" alla fine di questa pagina.
Come funziona la modalità globale
Modalità globale Trigger In funzione.
In modalità Globale, all'avvio dell'acquisizione tramite software, la fotocamera verrà "pre-attivata" per iniziare l'esposizione del fotogramma, per consentire lo "scorrimento" dell'inizio dell'esposizione lungo il sensore. Questa fase dovrebbe avvenire al buio, con la sorgente luminosa disattivata.
Una volta completato questo processo, la fotocamera è pronta a ricevere un segnale di attivazione per iniziare l'esposizione "globale", durante la quale la luce deve essere inviata alla fotocamera. La durata di questa fase di esposizione globale è impostata tramite software (come in "Esposizione: Temporizzata") o tramite la lunghezza del segnale di attivazione ricevuto (come in "Esposizione: Larghezza").
Al termine di questa esposizione, la fotocamera inizierà la "scorritura" della fine dell'esposizione e avvierà immediatamente la fase di pre-esposizione per il fotogramma successivo; anche in questo caso, questa fase dovrebbe avvenire al buio.
Se la sorgente luminosa viene attivata da un segnale di trigger esterno, questo segnale può essere utilizzato anche per attivare l'acquisizione della telecamera, consentendo una configurazione hardware più semplice e pratica. In alternativa, se la sorgente luminosa emette un segnale di trigger per indicare che è accesa, questo può essere utilizzato per attivare l'acquisizione della telecamera.
Impostazione dell'esposizione
La durata del tempo di esposizione della fotocamera può essere controllata tramite software o hardware esterno tramite la durata del segnale di trigger. Sono disponibili due impostazioni per l'esposizione:
Temporizzato:L'esposizione della fotocamera è impostata dal software.
Larghezza: La durata del segnale alto (nel caso della modalità fronte di salita) o basso (nel caso della modalità fronte di discesa) viene utilizzata per determinare la durata del tempo di esposizione della fotocamera. Questa modalità è talvolta nota anche come trigger "a livello" o "a lampadina".
Impostazione del bordo
Sono disponibili due opzioni per questa impostazione, a seconda della configurazione hardware:
In aumento: L'acquisizione della telecamera viene attivata dal fronte di salita di un segnale da basso ad alto.
Cadente:L'acquisizione della telecamera viene attivata dal fronte di discesa di un segnale da alto a basso.
Impostazione del ritardo
È possibile aggiungere un ritardo dal momento in cui viene ricevuto il segnale di scatto fino all'inizio dell'esposizione della fotocamera. Questo ritardo può essere impostato tra 0 e 10 secondi, mentre il valore predefinito è 0 secondi.
Una nota sulla tempistica dei trigger: assicurarsi che i trigger non vengano persi
In ogni modalità, l'intervallo di tempo tra i trigger (dato dalla durata del segnale alto più quella del segnale basso) deve essere sufficientemente lungo da consentire alla telecamera di essere nuovamente pronta ad acquisire un'immagine. In caso contrario, i trigger inviati prima che la telecamera sia nuovamente pronta ad acquisire verranno ignorati.
Per i requisiti di temporizzazione di quella modalità, consultare le descrizioni delle modalità sopra riportate.
Modalità e impostazioni di Trigger Out
Con i cavi Trigger Out collegati tra l'hardware esterno e le porte Trigger Out della telecamera, come mostrato nella sezione "Cavi Trigger e Diagrammi dei Pin-out" qui sopra, sei pronto a configurare la telecamera per emettere i segnali di trigger appropriati per la tua configurazione. Le impostazioni per questa configurazione dovrebbero essere disponibili nel tuo pacchetto software. Lo screenshot qui sotto mostra come appaiono queste impostazioni nel software Mosaic di Tucsen.
Porte di uscita trigger
Le telecamere sCMOS Tucsen dispongono di tre porte Trigger Out, ciascuna con il proprio pin Trigger Out: TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 e TRIG.OUT3. Ognuna può essere configurata in modo indipendente, funzionare in modo indipendente ed essere collegata a dispositivi esterni separati.
Tipo Trigger Out
Esistono cinque opzioni per la fase di funzionamento della telecamera che l'uscita del trigger dovrebbe indicare:
Inizio esposizioneInvia un trigger (da basso ad alto nel caso di trigger "Rising Edge") nel momento in cui la prima riga di un fotogramma inizia l'esposizione. L'ampiezza del segnale di trigger è determinata dall'impostazione "Width".
Fine letturaIndica quando l'ultima riga della telecamera termina la lettura. L'ampiezza del segnale di trigger è determinata dall'impostazione "Larghezza".
Esposizione globaleIndica la fase di un'esposizione durante la quale tutte le righe della fotocamera espongono simultaneamente, dopo il "rolling" dell'inizio dell'esposizione e prima del "rolling" della fine dell'esposizione e della lettura. Se utilizzato per controllare una sorgente luminosa o un altro evento nel vostro esperimento, questo può fornire un "otturatore pseudo-globale". Ciò consente di acquisire dati simultaneamente attraverso il sensore della fotocamera senza l'influenza dell'otturatore rotante sCMOS. Per maggiori informazioni sull'otturatore pseudo-globale, vedere la sezione "Otturatore pseudo-globale" di seguito.
Alto: Questa modalità fa sì che il pin emetta un segnale costantemente alto.
Basso:Questa modalità fa sì che il pin emetta un segnale costantemente basso.
Bordo del grilletto
Questo determina la polarità del grilletto:
In aumento:Il fronte di salita (da bassa ad alta tensione) viene utilizzato per indicare gli eventi
Cadente:Il fronte di discesa (da alta a bassa tensione) viene utilizzato per indicare gli eventi
Ritardo
È possibile aggiungere un ritardo personalizzabile alla temporizzazione del trigger, ritardando tutti i segnali degli eventi Trigger Out del tempo specificato, da 0 a 10 secondi. Per impostazione predefinita, il ritardo è impostato su 0 secondi.
Larghezza del grilletto
Determina la larghezza del segnale di trigger utilizzato per indicare gli eventi. La larghezza predefinita è 5 ms, ma può essere personalizzata tra 1 μs e 10 s.
Persiane pseudo-globali
Per alcune applicazioni di imaging, il funzionamento di una telecamera rolling shutter può introdurre artefatti, inefficienze nella temporizzazione o nella dose di luce al campione, o crossover tra immagini in cui si verificano modifiche hardware tra un fotogramma e l'altro. Il funzionamento pseudo-globale può superare queste sfide.
ComePseudo globalel Shutter Works
All'inizio dell'esposizione di un fotogramma, l'inizio dell'esposizione per ogni riga scorre lungo la fotocamera fino a quando ciascuna riga non inizia a esporre. Se, durante questo processo, la sorgente luminosa viene spenta e la fotocamera non riceve luce, non verrà acquisita alcuna informazione durante la fase di scorrimento. Una volta che ogni riga ha iniziato a esporre, la fotocamera si comporta in modo "globale" e ogni sua parte è pronta a ricevere luce senza alcun intervallo di tempo sul sensore.
Se la sorgente luminosa viene spenta ancora una volta durante lo scorrimento della fine dell'esposizione e la lettura di ogni riga si sposta lungo il sensore, ancora una volta non viene acquisita alcuna informazione durante questa fase non globale.
La durata dell'impulso della sorgente luminosa determina quindi l'esposizione effettiva della fotocamera, ovvero il tempo durante il quale la luce viene raccolta.
Le telecamere Tucsen sCMOS possono ottenere un otturatore pseudo-globale tramite due metodi: o attivando la telecamera e una sorgente luminosa tramite una temporizzazione esterna (vedere sopra Trigger In Hardware Trigger Setting: Global), oppure controllando una sorgente luminosa attivabile tramite le porte Trigger Out della telecamera impostate sull'impostazione Trigger Out Kind: Global.
Tempi per l'operazione globale
Si noti che quando si utilizza un otturatore pseudo-globale, il frame rate della fotocamera viene ridotto a causa della necessità di includere la fase di lettura/avvio dell'esposizione tra un fotogramma e l'altro. La durata di questa fase è determinata dal tempo di lettura della fotocamera, ad esempio circa 42 ms per il fotogramma intero di una Dhyana 95.
Il tempo totale per fotogramma è dato dal tempo di questo fotogramma, più il tempo di esposizione "globale", più qualsiasi ritardo tra la fine della lettura del fotogramma precedente e l'attivazione dell'acquisizione del fotogramma successivo.
