23.01.28Kamery Tucsen sCMOS wykorzystują wyzwalacze TTL ze standardowym interfejsem SMA. Wymaga to jedynie podłączenia kabla wyzwalacza ze złączem SMA z aparatu do portu wejściowego wyzwalacza w urządzeniu zewnętrznym. Z tego interfejsu korzystają następujące kamery:
● Dhyana 400BSI
● Dhyana 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 i 6060BSI
● Dhyana 4040 i 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Jeśli posiadasz aparat Tucsen Dhyana 401D lub FL20-BW, postępuj zgodnie ze szczegółowymi instrukcjami dotyczącymi tych aparatów, dostępnymi poniżej.
Poniższy schemat pinów pokazuje, gdzie podłączyć kabel wyzwalacza w aparacie. Po podłączeniu go do aparatu i urządzenia zewnętrznego możesz rozpocząć konfigurację wyzwalania!
Schematy kabli spustowych i wyprowadzeń
Schemat wyprowadzeń wyzwalacza dla kamer sCMOS z interfejsem wyzwalacza SMA.
| Pin SMA | Nazwa pinezki | Wyjaśnienie |
| 1 | TRIG.IN | Sygnał wyzwalający do sterowania czasem akwizycji kamery |
| 2 | WYJŚCIE WYZW.1 | Wyjście wyzwalacza 1 – konfigurowalne, domyślnie: sygnał „Koniec odczytu” |
| 3 | WYJŚCIE WYZW.2 | Wyjście wyzwalacza 2 – konfigurowalne, domyślnie: sygnał „globalny” |
| 4 | WYJŚCIE TRIG.3 | Wyjście wyzwalacza 3 – konfigurowalne, domyślnie: sygnał „Rozpoczęcie ekspozycji” |
Zakres napięcia do wyzwalania
Napięcie wyjściowe wyzwalacza SMA wynosi 3,3 V.
Zakres napięcia wejściowego akceptowanego do wyzwalania wynosi od 3,3 V do 5 V.
Tryby wyzwalania & Ustawienia
Kamery sCMOS Tucsen oferują kilka różnych trybów pracy do obsługi zewnętrznych wyzwalaczy sprzętowych (sygnały wejściowe wyzwalacza), a także kilka ustawień, które można zoptymalizować i wybrać dla danego zastosowania. Ustawienia te powinny być dostępne w pakiecie oprogramowania. Poniższy zrzut ekranu pokazuje, jak te ustawienia wyglądają w oprogramowaniu Mosaic firmy Tucsen.
Ustawienia wyzwalacza sprzętowego
Dostępne są cztery opcje tego ustawienia, które określają, jak i czy kamera będzie działać według własnego, wewnętrznego harmonogramu czasowego, niezależnie od zewnętrznych wyzwalaczy, czy też jej działanie będzie sterowane sygnałami zewnętrznymi. Dodatkowo możliwe jest użycie wyzwalacza programowego.
Ustawienia te podsumowano w poniższej tabeli, a więcej informacji podano w kolejnych sekcjach.
| Ustawienie | Wyjaśnienie |
| Wyłączony | Tryb synchronizacji wewnętrznej. Wszystkie zewnętrzne sygnały wyzwalające zostaną zignorowane, a kamera będzie działać z maksymalną możliwą prędkością. |
| Standard | Prosty tryb działania z wyzwalaniem, w którym każdy sygnał wyzwalający powoduje pozyskanie ramki. |
| Zsynchronizowany | Po otrzymaniu początkowego sygnału wyzwalającego „start” kamera będzie pracować w sposób ciągły, a każdy nowy sygnał wyzwalający będzie powodował zakończenie ekspozycji bieżącej klatki i rozpoczęcie następnej klatki. |
| Światowy | Kamera będzie działać w trybie „pseudoglobalnym”, aby emulować efekt globalnej migawki w aparacie z migawką toczącą się, poprzez synchronizację ze źródłem światła. |
| Oprogramowanie | Zaawansowany tryb symulacji sygnału wyzwalającego za pomocą funkcji SetGpio. |
Notatka: We wszystkich przypadkach wystąpi bardzo niewielkie opóźnienie między odebraniem sygnału Trigger In a rozpoczęciem akwizycji. Opóźnienie to będzie wynosić od zera do jednego czasu liniowego kamery – tj. czasu potrzebnego kamerze na odczytanie jednego wiersza. Na przykład w przypadku Dhyana 95 czas liniowy wynosi 21 μs, więc opóźnienie będzie wynosić od 0 do 21 μs. Dla uproszczenia opóźnienie to nie jest pokazane na poniższych diagramach czasowych.
Tryb „wyłączony”
W tym trybie kamera działa z maksymalną prędkością zgodnie z wewnętrznym harmonogramem, ignorując zewnętrzne wyzwalacze.
Tryb standardowy
W trybie standardowym każda klatka akwizycji kamery będzie wymagała zewnętrznego sygnału wyzwalającego. Długość ekspozycji można ustawić za pomocą sygnału wyzwalającego (jak w opcji „Ekspozycja: Szerokość”) lub programowo (jak w opcji „Ekspozycja: Czasowa”).
Podobnie jak w przypadku akwizycji bez wyzwalania, kamera może pracować w „trybie nakładania”, co oznacza, że naświetlanie kolejnej klatki może rozpocząć się natychmiast po zakończeniu naświetlania i odczytu pierwszej linii bieżącej klatki. Oznacza to, że kamera może korzystać z pełnej szybkości klatek, zależnie od częstotliwości przychodzących sygnałów wyzwalających i użytego czasu naświetlania.
A: Wyzwalacz w zachowaniu w trybie standardowym (Ekspozycja: Szerokość, Krawędź: Rosnąca).
B: Wyzwalacz w trybie standardowym (Ekspozycja: Czas, Krawędź: Narastająca). Żółte kształty reprezentują ekspozycję kamery. 0H, 1H, 2H… reprezentują każdy poziomy rząd kamery, z opóźnieniem między kolejnymi rzędami wynikającym z efektu „rolling shutter” kamery CMOS. Podobnie jak w przypadku niewyzwalanego „strumieniowego” pozyskiwania obrazu, początek nowej klatki może nakładać się na odczyt bieżącej klatki, co oznacza, że przekątne składowych żółtych kształtów mogą się ze sobą zazębiać.
Tryb synchronizacji
Tryb synchronizacji to wydajny tryb, który można stosować na przykład w mikroskopii konfokalnej z wirującym dyskiem do synchronizacji akwizycji obrazu przez kamerę z obrotem dysku, aby uniknąć artefaktów w postaci smug.
W tym trybie pierwszy sygnał wyzwalający rozpoczyna naświetlanie pierwszej klatki. Kolejny sygnał wyzwalający kończy naświetlanie bieżącej klatki i rozpoczyna proces odczytu, po którym natychmiast rozpoczyna się następna ekspozycja, jak pokazano na poniższym schemacie. Powtarza się to dla każdego kolejnego sygnału wyzwalającego. Należy pamiętać, że wymaga to wysłania o jeden impuls sygnału więcej niż liczba pozyskanych obrazów.
Czas ekspozycji w tym trybie jest ustalany na podstawie odstępu czasu pomiędzy jednym sygnałem wyzwalającym a następnym.
Minimalny czas między sygnałami wyzwalającymi to czas odczytu klatki, wyrażony jako odwrotność maksymalnej liczby klatek na sekundę dla danej kamery. W przypadku kamery Dhyana 95, z liczbą klatek na sekundę 24 kl./s, minimalny czas między sygnałami wyniósłby 1000 ms / 24 ≈ 42 ms. Każdy sygnał wysłany przed tym czasem zostanie zignorowany.
Tryb globalny
W połączeniu z wyzwalanym/pulsującym źródłem światła, tryb globalny pozwala kamerze pracować w trybie „pseudoglobalnym”, unikając problemów, które mogą wystąpić w przypadku migawki liniowej aparatu w niektórych typach zdjęć. Więcej informacji na temat migawek pseudoglobalnych można znaleźć w sekcji „Migawka pseudoglobalna” na końcu tej strony.
Jak działa tryb globalny
Tryb globalny Trigger w działaniu.
W trybie globalnym, po uruchomieniu akwizycji w oprogramowaniu, kamera zostanie „wstępnie wyzwolona” w celu rozpoczęcia ekspozycji klatki, aby umożliwić „przesunięcie” początku ekspozycji w dół matrycy. Ten etap powinien odbywać się w ciemności, przy nieaktywnym źródle światła.
Po zakończeniu tego procesu kamera jest gotowa do odebrania sygnału wyzwalającego, aby rozpocząć „globalną” ekspozycję, podczas której światło powinno zostać wysłane do kamery. Czas trwania tej globalnej fazy ekspozycji jest ustawiany programowo (jak w opcji „Ekspozycja: Czasowa”) lub na podstawie długości odebranego sygnału wyzwalającego (jak w opcji „Ekspozycja: Szerokość”).
Pod koniec tego naświetlania aparat rozpocznie „przewijanie” końca naświetlania i natychmiast rozpocznie fazę wstępnej ekspozycji dla następnej klatki – ten etap również powinien odbywać się w ciemności.
Jeśli źródło światła jest aktywowane zewnętrznym sygnałem wyzwalającym, sygnał ten może również posłużyć do uruchomienia akwizycji kamery, co pozwala na prostszą i wygodniejszą konfigurację sprzętową. Alternatywnie, jeśli źródło światła wysyła sygnał wyzwalający, sygnalizujący jego włączenie, sygnał ten może posłużyć do uruchomienia akwizycji kamery.
Ustawienie ekspozycji
Czas ekspozycji kamery można kontrolować programowo lub sprzętowo, za pomocą czasu trwania sygnału wyzwalającego. Dostępne są dwa ustawienia ekspozycji:
Czasowy:Ekspozycja kamery jest ustawiana przez oprogramowanie.
SzerokośćCzas trwania sygnału wysokiego (w trybie narastającego zbocza) lub niskiego (w trybie opadającego zbocza) służy do określenia czasu ekspozycji aparatu. Ten tryb jest czasami nazywany wyzwalaczem „poziomowym” lub „bulbowym”.
Ustawienie krawędzi
W zależności od konfiguracji sprzętu dostępne są dwie opcje tego ustawienia:
Rosnący:Akwizycja obrazu z kamery jest wyzwalana przez narastającą krawędź sygnału przechodzącego z niskiego do wysokiego.
Spadający:Proces rejestrowania obrazu przez kamerę jest uruchamiany przez opadającą krawędź sygnału zmieniającego się z wysokiego na niski.
Ustawienie opóźnienia
Można dodać opóźnienie od momentu otrzymania sygnału wyzwalającego do momentu rozpoczęcia ekspozycji przez kamerę. Można je ustawić w zakresie od 0 do 10 sekund, a wartość domyślna to 0 sekund.
Uwaga dotycząca czasu wyzwalania: Upewnij się, że nie pominięto żadnego wyzwalacza
W każdym trybie czas między wyzwalaczami (określony jako suma czasu trwania sygnału wysokiego i niskiego) musi być wystarczająco długi, aby kamera była ponownie gotowa do akwizycji obrazu. W przeciwnym razie wyzwalacze wysłane przed ponownym osiągnięciem gotowości kamery do akwizycji zostaną zignorowane.
Sprawdź opisy trybów powyżej, aby poznać wymagania czasowe danego trybu.
Tryby i ustawienia wyzwalania
Po podłączeniu kabli Trigger Out do urządzeń zewnętrznych i portów Trigger Out kamery, jak pokazano w sekcji „Schematy kabli i wyprowadzeń wyzwalacza” powyżej, możesz skonfigurować kamerę tak, aby wysyłała odpowiednie sygnały wyzwalające dla Twojej konfiguracji. Ustawienia potrzebne do konfiguracji powinny być dostępne w Twoim pakiecie oprogramowania. Poniższy zrzut ekranu pokazuje, jak te ustawienia wyglądają w oprogramowaniu Mosaic firmy Tucsen.
Porty wyjściowe wyzwalacza
Kamery sCMOS Tucsen posiadają trzy porty Trigger Out, każdy z własnym pinem Trigger Out – TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 i TRIG.OUT3. Każdy z nich można niezależnie konfigurować, działać niezależnie i podłączać do oddzielnych urządzeń zewnętrznych.
Wyzwalacz typu
Istnieje pięć opcji określających, jaką fazę pracy kamery powinien wskazywać sygnał wyzwalający:
Początek ekspozycjiWysyła sygnał wyzwalający (od niskiego do wysokiego w przypadku wyzwalaczy „Rising Edge”) w momencie rozpoczęcia ekspozycji pierwszego wiersza klatki. Szerokość sygnału wyzwalającego jest określana przez ustawienie „Width”.
Koniec odczytuWskazuje, kiedy ostatni wiersz kamery kończy odczyt. Szerokość sygnału wyzwalającego jest określana przez ustawienie „Szerokość”.
Globalna ekspozycjaWskazuje fazę ekspozycji, podczas której wszystkie rzędy kamery naświetlają jednocześnie, po rozpoczęciu „przewijania” ekspozycji i przed zakończeniem „przewijania” ekspozycji i odczytem. Jeśli jest używany do sterowania źródłem światła lub innym zdarzeniem w eksperymencie, może zapewnić „pseudoglobalną migawkę”. Umożliwia to jednoczesne zbieranie danych z całego przetwornika kamery, bez wpływu „rolling shutter” matrycy sCMOS. Więcej informacji na temat migawki pseudoglobalnej znajduje się w sekcji „Migawka pseudoglobalna” poniżej.
Wysoki: W tym trybie pin wyprowadza stały, wysoki sygnał.
Niski:W tym trybie pin generuje stały, niski sygnał.
Krawędź wyzwalacza
Określa biegunowość wyzwalacza:
Rosnący:Narastające zbocze (od niskiego do wysokiego napięcia) służy do sygnalizacji zdarzeń
Spadający:Do sygnalizacji zdarzeń używana jest opadająca krawędź (od wysokiego do niskiego napięcia)
Opóźnienie
Do czasu wyzwalania można dodać konfigurowalne opóźnienie, opóźniając wszystkie sygnały zdarzeń Trigger Out o określony czas, od 0 do 10 sekund. Domyślnie opóźnienie jest ustawione na 0 sekund.
Szerokość wyzwalacza
Określa szerokość sygnału wyzwalającego używanego do sygnalizacji zdarzeń. Domyślna szerokość to 5 ms, ale można ją dostosować w zakresie od 1 μs do 10 s.
Pseudoglobalne okiennice
W niektórych zastosowaniach obrazowania, działanie kamery z migawką toczącą może powodować artefakty, nieefektywne synchronizowanie lub niedobór dawki światła w próbce, a także zjawisko crossovera między obrazami, gdzie zmiany sprzętowe zachodzą między klatkami. Działanie pseudoglobalne może przezwyciężyć te problemy.
JakRzekomy global Shutter Works
W miarę rozpoczynania naświetlania klatki, początek ekspozycji dla każdego rzędu „przesuwa się” w dół aparatu, aż do momentu naświetlania każdego rzędu. Jeśli w trakcie tego procesu źródło światła zostanie wyłączone i światło nie dotrze do aparatu, w fazie „przesuwania” nie zostaną zebrane żadne informacje. Gdy każdy rząd rozpocznie naświetlanie, aparat zachowuje się „globalnie”, a każda jego część jest gotowa na odbiór światła bez żadnego opóźnienia.
Jeżeli źródło światła zostanie wyłączone ponownie podczas „przesuwania się” końca ekspozycji i odczytu każdego rzędu w dół czujnika, to ponownie w tej nieglobalnej fazie nie zostaną zebrane żadne informacje.
Czas trwania impulsu źródła światła określa efektywną ekspozycję aparatu, czyli czas, w którym światło jest zbierane.
Kamery Tucsen sCMOS mogą osiągnąć pseudoglobalną migawkę na dwa sposoby: albo poprzez wyzwolenie aparatu i źródła światła za pomocą zewnętrznego synchronizatora (patrz powyżej Trigger In Hardware Trigger Setting: Global), albo poprzez sterowanie wyzwalanym źródłem światła za pomocą portów Trigger Out aparatu ustawionych na Trigger Out Kind: Global setting.
Harmonogram operacji globalnych
Należy pamiętać, że podczas pracy z migawką pseudoglobalną, liczba klatek na sekundę w aparacie ulega zmniejszeniu ze względu na konieczność uwzględnienia fazy odczytu/rozpoczęcia ekspozycji pomiędzy klatkami. Czas trwania tej fazy jest ustalany na podstawie czasu odczytu w aparacie, na przykład około 42 ms dla pełnej klatki Dhyany 95.
Całkowity czas na klatkę jest obliczany na podstawie czasu klatki, „globalnego” czasu ekspozycji i ewentualnego opóźnienia między zakończeniem odczytu poprzedniej klatki a momentem wyzwalającym rozpoczęcie pozyskiwania następnej klatki.
