23/01/28Tucsen sCMOS-camera's gebruiken TTL-triggers met een standaard SMA-interface. Hiervoor hoeft u alleen maar een triggerkabel met een SMA-aansluiting van de camera aan te sluiten op de triggeringang van uw externe apparaat. De volgende camera's gebruiken deze interface:
● Dhyana 400BSI
● Dhyana 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 & 6060BSI
● Dhyana 4040 & 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Als uw camera een Tucsen Dhyana 401D of een FL20-BW is, volg dan de specifieke instructies voor deze camera's die hieronder beschikbaar zijn.
Het onderstaande pin-outdiagram laat zien waar je de triggerkabel op je camera moet aansluiten. Zodra deze is aangesloten tussen de camera en het externe apparaat, ben je klaar om de triggering in te stellen!
Triggerkabel- en pin-outdiagrammen
Triggerpindiagram voor sCMOS-camera's met SMA-triggerinterface.
| SMA-pin | Pinnaam | Uitleg |
| 1 | TRIG.IN | Triggersignaal om de timing van camera-acquisitie te regelen |
| 2 | TRIG.OUT1 | Trigger Out 1 – Configureerbaar, standaard: 'Readout End'-signaal |
| 3 | TRIG.OUT2 | Trigger Out 2 – Configureerbaar, standaard: 'Globaal' signaal |
| 4 | TRIG.OUT3 | Trigger Out 3 – Configureerbaar, standaard: 'Exposure Start'-signaal |
Spanningsbereik voor triggering
De uitgangsspanning van de SMA-triggering bedraagt 3,3 V.
Het ingangsspanningsbereik dat voor trigger-in wordt geaccepteerd, ligt tussen 3,3 V en 5 V.
Trigger-in-modi & Instellingen
Tucsen sCMOS-camera's hebben verschillende werkingsmodi voor het verwerken van externe hardwaretriggers (Trigger In-signalen), naast een aantal instellingen die u kunt optimaliseren en selecteren voor uw toepassing. Deze instellingen zouden beschikbaar moeten zijn in uw softwarepakket. De onderstaande schermafbeelding laat zien hoe deze instellingen eruitzien in Tucsens Mosaic-software.
Hardware-triggerinstelling
Er zijn vier opties voor deze instelling, die bepalen hoe en of de camera op zijn eigen interne timing werkt, onafhankelijk van externe triggers, of dat het gedrag van de camera wordt aangestuurd door externe signalen. Daarnaast is het gebruik van een softwaretrigger mogelijk.
Deze instellingen worden in de onderstaande tabel samengevat. Meer informatie vindt u in de volgende secties.
| Instelling | Uitleg |
| Uit | Interne timingmodus. Alle externe triggers worden genegeerd en de camera werkt op de maximaal mogelijke snelheid. |
| Standaard | Eenvoudige, getriggerde werkingsmodus, waarbij elk triggersignaal de acquisitie van een frame veroorzaakt. |
| Gesynchroniseerd | Na een eerste 'start'-triggersignaal blijft de camera continu doorwerken, waarbij elk nieuw triggersignaal het einde van de belichting van het huidige frame en de start van het volgende frame inluidt. |
| Wereldwijd | De camera werkt in een 'pseudo-globale' toestand om het effect van een globale sluiter met een rolling shutter-camera na te bootsen, via synchronisatie met een lichtbron. |
| Software | Een geavanceerde modus om een triggersignaal te simuleren via de SetGpio-functie. |
Opmerking: In alle gevallen zal er een zeer kleine vertraging zijn tussen de ontvangst van het Trigger In-signaal en de start van de acquisitie. Deze vertraging ligt tussen nul en één cameralijntijd – d.w.z. de tijd die de camera nodig heeft om één lijn te lezen. Voor de Dhyana 95 is de lijntijd bijvoorbeeld 21 μs, dus de vertraging zal tussen 0 en 21 μs liggen. Deze vertraging wordt voor de eenvoud niet weergegeven in de onderstaande timingdiagrammen.
'Uit'-modus
In deze modus werkt de camera op maximale snelheid met interne timing, waarbij externe triggers worden genegeerd.
Standaardmodus
In de standaardmodus vereist elk frame van de camera een extern triggersignaal. De belichtingsduur kan worden ingesteld via het triggersignaal (zoals in 'Belichting: Breedte') of via software (zoals in 'Belichting: Getimed').
Net als bij niet-getriggerde acquisitie kan de camera in de 'overlapmodus' werken. Dit betekent dat de belichting van het volgende frame kan beginnen zodra de eerste regel van het huidige frame is belicht en uitgelezen. Dit betekent dat de volledige framesnelheid van de camera beschikbaar is, afhankelijk van de snelheid van de binnenkomende triggersignalen en de gebruikte belichtingstijd.
A: Trigger in gedrag in Standaardmodus (Belichting: Breedte, Rand: Stijgend).
B: Trigger in gedrag in de standaardmodus (Belichting: Tijd, Rand: Oplopend). Gele vormen geven de camerabelichting weer. 0H, 1H, 2H… vertegenwoordigen elke horizontale camerarij, met een vertraging van de ene rij naar de volgende vanwege de rolling shutter van de CMOS-camera. Net als bij niet-getriggerde 'stream'-acquisitie kan het begin van het nieuwe frame overlappen met de uitlezing van het huidige frame, wat betekent dat de diagonale componenten van de gele vormen met elkaar kunnen verstrengelen.
Synchronisatiemodus
De synchronisatiemodus is een krachtige modus die bijvoorbeeld kan worden gebruikt bij confocale microscopie met een draaiende schijf om de opname van de camera te synchroniseren met de rotatie van de schijf en zo streepvorming te voorkomen.
In deze modus start het eerste triggersignaal de belichting van het eerste frame. Het volgende triggersignaal beëindigt de belichting van het huidige frame en start het uitleesproces, direct gevolgd door de start van de volgende belichting, zoals weergegeven in het onderstaande diagram. Dit wordt herhaald voor elk volgend triggersignaal. Houd er rekening mee dat hiervoor één signaalpuls meer moet worden verzonden dan het aantal opgenomen beelden.
De belichtingsduur in deze modus wordt bepaald door de tijd tussen het ene triggersignaal en het volgende.
De minimale tijd tussen triggersignalen is de uitleestijd van het frame, bepaald door de inverse van de maximale framesnelheid voor die camera. Voor een Dhyana 95, met een framesnelheid van 24 fps, bedraagt de minimale tijd tussen signalen dan 1000 ms / 24 ≈ 42 ms. Elk signaal dat vóór deze tijd wordt verzonden, wordt genegeerd.
Globale modus
In combinatie met een triggerbare/gepulseerde lichtbron zorgt de Global-modus ervoor dat de camera in een 'pseudo-globale' stand kan werken, waardoor problemen met de rolling shutter van de camera bij bepaalde soorten beeldvorming worden vermeden. Zie de sectie 'Pseudo-globale sluiter' onderaan deze pagina voor meer informatie over pseudo-globale sluiters.
Hoe de globale modus werkt
Globale modus Trigger In werking.
In de Global-modus wordt de camera bij het starten van de opname in de software 'vooraf geactiveerd' om de belichting van het frame te starten, zodat het begin van de belichting over de sensor kan 'rollen'. Deze fase moet plaatsvinden in het donker met de lichtbron inactief.
Zodra dit proces is voltooid, is de camera klaar om een triggersignaal te ontvangen om de 'globale' belichting te starten, waarbij licht naar de camera moet worden gestuurd. De duur van deze globale belichtingsfase wordt softwarematig ingesteld (zoals bij 'Belichting: Getimed') of via de lengte van het ontvangen triggersignaal (zoals bij 'Belichting: Breedte').
Aan het einde van deze belichting begint de camera met het 'rollen' van het einde van de belichting en start direct de voorbelichtingsfase voor het volgende frame. Ook deze fase moet in het donker plaatsvinden.
Als de lichtbron wordt geactiveerd door een extern triggersignaal, kan dit signaal ook worden gebruikt om de camera-opname te activeren, wat een eenvoudigere en handigere hardware-installatie mogelijk maakt. Als de lichtbron echter een triggersignaal afgeeft om aan te geven dat deze is ingeschakeld, kan dit worden gebruikt om de camera-opname te activeren.
Belichtingsinstelling
De duur van de belichtingstijd van de camera kan worden geregeld via software of externe hardware via de duur van het triggersignaal. Er zijn twee instellingen voor de belichting:
Tijdstip:De belichting van de camera wordt door de software ingesteld.
Breedte: De duur van het hoge signaal (in het geval van de stijgende-flankmodus) of het lage signaal (in het geval van de dalende-flankmodus) wordt gebruikt om de duur van de belichtingstijd van de camera te bepalen. Deze modus wordt soms ook wel 'Level' of 'Bulb' Trigger genoemd.
Randinstelling
Afhankelijk van uw hardwareconfiguratie zijn er twee opties voor deze instelling:
Stijgend:De cameraregistratie wordt geactiveerd door de stijgende rand van een laag naar hoog signaal.
Vallen:De cameraregistratie wordt geactiveerd door de dalende rand van een hoog naar laag signaal.
Vertraging instellen
Er kan een vertraging worden toegevoegd vanaf het moment dat de trigger wordt ontvangen totdat de camera begint met belichten. Deze vertraging kan worden ingesteld tussen 0 en 10 seconden, en de standaardwaarde is 0 seconden.
Een opmerking over triggertiming: zorg ervoor dat triggers niet worden gemist
In elke modus moet de tijd tussen triggers (bepaald door de duur van het hoge signaal plus het lage signaal) lang genoeg zijn om de camera weer klaar te maken voor het vastleggen van een beeld. Anders worden triggers die worden verzonden voordat de camera weer klaar is voor het vastleggen van een beeld, genegeerd.
Controleer de bovenstaande beschrijvingen van de modi voor de timingvereisten van die modus.
Trigger Out-modi en -instellingen
Nadat de Trigger Out-kabels zijn aangesloten tussen uw externe hardware en de Trigger Out-poort(en) van de camera, zoals weergegeven in de sectie 'Triggerkabels en pin-outdiagrammen' hierboven, bent u klaar om de camera te configureren voor de juiste triggersignalen voor uw opstelling. De instellingen hiervoor zouden beschikbaar moeten zijn in uw softwarepakket. De onderstaande schermafbeelding laat zien hoe deze instellingen eruitzien in de Mosaic-software van Tucsen.
Trigger Out-poorten
Tucsen sCMOS-camera's hebben drie Trigger Out-poorten, elk met een eigen Trigger Out-pin: TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 en TRIG.OUT3. Elke poort kan onafhankelijk worden geconfigureerd, onafhankelijk worden bediend en worden aangesloten op afzonderlijke externe apparaten.
Trigger Out Soort
Er zijn vijf opties voor de fase van de camerawerking die de triggeruitgang moet aangeven:
BelichtingsstartStuurt een trigger (van laag naar hoog in het geval van 'Rising Edge'-triggers) op het moment dat de eerste rij van een frame wordt belicht. De breedte van het triggersignaal wordt bepaald door de instelling 'Breedte'.
Uitlezen eindeGeeft aan wanneer de laatste rij van de camera klaar is met uitlezen. De breedte van het triggersignaal wordt bepaald door de instelling 'Breedte'.
Wereldwijde blootstellingGeeft de fase van een belichting aan waarin alle rijen van de camera gelijktijdig belichten, na het 'rollen' van de start van de belichting en vóór het 'rollen' van het einde van de belichting en de uitlezing. Indien gebruikt om een lichtbron of een andere gebeurtenis in uw experiment te regelen, kan dit een 'pseudo-globale sluiter' opleveren. Dit maakt het mogelijk om gelijktijdig gegevens over de camerasensor te verzamelen zonder invloed van de sCMOS-rolling shutter. Zie de sectie 'Pseudo-globale sluiter' hieronder voor meer informatie over de bovenstaande pseudo-globale sluiter.
Hoog: Deze modus zorgt ervoor dat de pin een constant hoog signaal afgeeft.
Laag:In deze modus geeft de pin een constant laag signaal af.
Triggerrand
Hiermee wordt de polariteit van de trigger bepaald:
Stijgend:De stijgende flank (van lage naar hoge spanning) wordt gebruikt om gebeurtenissen aan te geven
Vallen:De dalende flank (van hoge naar lage spanning) wordt gebruikt om gebeurtenissen aan te geven
Vertraging
Er kan een instelbare vertraging aan de triggertiming worden toegevoegd, waarmee alle Trigger Out-gebeurtenissignalen met de opgegeven tijd worden vertraagd, van 0 tot 10 seconden. De vertraging is standaard ingesteld op 0 seconden.
Triggerbreedte
Dit bepaalt de breedte van het triggersignaal dat wordt gebruikt om gebeurtenissen aan te geven. De standaardbreedte is 5 ms en de breedte kan worden aangepast tussen 1 μs en 10 s.
Pseudo-globale sluiters
Voor sommige beeldvormingstoepassingen kan het gebruik van een rolling shutter-camera artefacten, inefficiënties in timing of lichtdosis aan het monster, of cross-over tussen beelden veroorzaken waarbij hardwarewijzigingen tussen frames optreden. Pseudo-globale bediening kan deze uitdagingen overwinnen.
HoePseudo wereldboll Shutter Works
Zodra de belichting van een frame begint, 'rolt' de camera de belichtingsstart voor elke rij door totdat elke rij belicht is. Als tijdens dit proces de lichtbron wordt uitgeschakeld en er geen licht de camera bereikt, wordt er geen informatie verzameld tijdens de 'rol'-fase. Zodra elke rij is begonnen met belichten, gedraagt de camera zich 'globaal' en is elk onderdeel van de camera klaar om licht te ontvangen zonder dat er tijd over de sensor gaat.
Als de lichtbron nogmaals wordt uitgeschakeld terwijl het 'rollen' van het einde van de belichting en de uitlezing van elke rij langs de sensor bewegen, wordt er tijdens deze niet-globale fase opnieuw geen informatie verkregen.
De duur van de lichtbronpuls bepaalt dus de effectieve belichting van de camera, de tijd waarin licht wordt opgevangen.
Tucsen sCMOS-camera's kunnen een pseudo-globale sluiter op twee manieren realiseren: Ofwel door de camera en een lichtbron te activeren via externe timing (zie Trigger In Hardware Trigger Setting: Global hierboven), ofwel door een activeerbare lichtbron te regelen via de Trigger Out-poorten van de camera die zijn ingesteld op de instelling Trigger Out Kind: Global.
Timing voor wereldwijde operatie
Houd er rekening mee dat bij gebruik van een pseudo-globale sluiter de framesnelheid van de camera afneemt, omdat de uitlees-/belichtingsstartfase tussen de frames moet worden ingebouwd. De duur van deze fase wordt bepaald door de uitleestijd van de camera, bijvoorbeeld ongeveer 42 ms voor het volledige frame van een Dhyana 95.
De totale tijd per frame wordt gegeven door deze frametijd, plus de 'globale' belichtingstijd, plus eventuele vertraging tussen het einde van het uitlezen van het vorige frame en de trigger om te beginnen met het verkrijgen van het volgende frame.
