23/01/28Камеры Tucsen sCMOS используют TTL-триггеры со стандартным интерфейсом SMA. Для этого достаточно подключить камеру с помощью кабеля триггера с разъёмом SMA к порту Trigger In внешнего устройства. Этот интерфейс используют следующие камеры:
● Дхьяна 400BSI
● Дхьяна 95
● Дхьяна 400D
● Дхьяна 6060 и 6060BSI
● Дхьяна 4040 и 4040BSI
● Дхьяна XF95/XF400BSI
Если ваша камера — Tucsen Dhyana 401D или FL20-BW, следуйте приведенным ниже инструкциям для этих камер.
На схеме контактов ниже показано, куда подключать кабель триггера к камере. После подключения кабеля к камере и внешнему устройству вы готовы к настройке триггера!
Схемы расположения выводов и триггерного кабеля
Схема контактов триггера для камер sCMOS с интерфейсом триггера SMA.
| SMA-контакт | Имя пин-кода | Объяснение |
| 1 | ТРИГ.ВХОД | Сигнал запуска для управления временем захвата изображения камерой |
| 2 | ТРИГ.ВЫХОД1 | Триггерный выход 1 — настраиваемый, по умолчанию: сигнал «Завершение считывания» |
| 3 | ТРИГ.ВЫХОД2 | Триггерный выход 2 — настраиваемый, по умолчанию: «глобальный» сигнал |
| 4 | ТРИГ.ВЫХОД3 | Триггерный выход 3 — настраиваемый, по умолчанию: сигнал «Начало экспозиции» |
Диапазон напряжения для срабатывания
Выходное напряжение при срабатывании SMA составляет 3,3 В.
Диапазон входного напряжения, приемлемый для запуска, составляет от 3,3 В до 5 В.
Режимы триггера & Настройки
Камеры Tucsen sCMOS имеют несколько различных режимов работы для обработки внешних аппаратных сигналов запуска (сигналов Trigger In), а также ряд настроек, которые можно оптимизировать и выбрать для вашего приложения. Эти настройки должны быть доступны в вашем программном обеспечении. На снимке экрана ниже показано, как эти настройки отображаются в программе Mosaic от Tucsen.
Настройка аппаратного триггера
Этот параметр имеет четыре варианта настройки, которые определяют, будет ли камера работать по собственной внутренней синхронизации, независимо от внешних триггеров, или же поведение камеры будет контролироваться внешними сигналами. Кроме того, возможно использование программного триггера.
Эти настройки обобщены в таблице ниже, более подробная информация представлена в следующих разделах.
| Параметр | Объяснение |
| Выключенный | Режим внутреннего таймера. Все внешние сигналы будут игнорироваться, и камера будет работать на максимально возможной скорости. |
| Стандартный | Простой триггерный режим работы, в котором каждый сигнал триггера вызывает захват кадра. |
| Синхронизированный | После начального сигнала запуска камера будет работать непрерывно, при этом каждый новый сигнал запуска будет означать окончание экспозиции текущего кадра и начало следующего кадра. |
| Глобальный | Камера будет работать в «псевдоглобальном» состоянии, чтобы имитировать эффект глобального затвора камеры со скользящим затвором посредством синхронизации с источником света. |
| Программное обеспечение | Расширенный режим для имитации сигнала триггера с помощью функции SetGpio. |
Примечание: Во всех случаях между получением сигнала Trigger In и началом захвата будет очень небольшая задержка. Эта задержка будет находиться в диапазоне от нуля до времени одной строки камеры, то есть времени, необходимого камере для считывания одной строки. Например, для Dhyana 95 время строки составляет 21 мкс, поэтому задержка будет находиться в диапазоне от 0 до 21 мкс. Для простоты эта задержка не показана на временных диаграммах ниже.
Режим «Выкл.»
В этом режиме камера работает на максимальной скорости по внутреннему таймеру, игнорируя внешние сигналы.
Стандартный режим
В стандартном режиме для каждого кадра, снятого камерой, требуется внешний сигнал запуска. Длительность экспозиции может быть задана либо сигналом запуска (например, «Экспозиция: Ширина»), либо программно (например, «Экспозиция: По времени»).
Как и в режиме без триггерного захвата, камера может работать в «режиме перекрытия», то есть начало экспозиции следующего кадра может начаться сразу после завершения экспозиции и считывания первой строки текущего кадра. Это означает, что камера может снимать с максимальной частотой кадров, в зависимости от частоты входящих сигналов триггера и используемого времени экспозиции.
A: Поведение триггера в стандартном режиме (Экспозиция: Ширина, Край: Рост).
B: Поведение триггера в стандартном режиме (Экспозиция: Время, Край: Нарастание). Жёлтые фигуры представляют экспозицию камеры. 0H, 1H, 2H… представляют каждый горизонтальный ряд камеры, с задержкой между рядами из-за скользящего затвора КМОП-камеры. Как и при нетриггерном «потоковом» захвате, начало нового кадра может перекрываться со считыванием текущего кадра, что означает, что диагональные компоненты жёлтых фигур могут сцепляться друг с другом.
Режим синхронизации
Режим синхронизации — это мощный режим, который можно использовать, например, в конфокальной микроскопии с вращающимся диском для синхронизации сбора данных камерой с вращением диска, чтобы избежать появления артефактов в виде полос.
В этом режиме первый сигнал запуска начинает экспозицию первого кадра. Следующий сигнал запуска завершает экспозицию текущего кадра и начинает процесс считывания, сразу после чего начинается следующая экспозиция, как показано на схеме ниже. Этот процесс повторяется для каждого последующего сигнала запуска. Обратите внимание, что для этого требуется на один импульс больше, чем количество полученных изображений.
Длительность экспозиции в этом режиме определяется длительностью времени между одним сигналом триггера и следующим.
Минимальное время между сигналами триггера — это время считывания кадра, определяемое как обратная величина максимальной частоты кадров для данной камеры. Для Dhyana 95 с частотой 24 кадра/с минимальное время между сигналами составит 1000 мс/24 ≈ 42 мс. Любой сигнал, отправленный до этого времени, будет проигнорирован.
Глобальный режим
В сочетании с управляемым/импульсным источником света глобальный режим позволяет камере работать в «псевдоглобальном» режиме, избегая проблем, которые могут возникнуть при использовании скользящего затвора камеры при определённых типах съёмки. Подробнее о псевдоглобальных затворах см. в разделе «Псевдоглобальный затвор» в конце этой страницы.
Как работает глобальный режим
Глобальный режим Триггер В работе.
В глобальном режиме при запуске программного обеспечения камера будет «предварительно настроена» на начало экспозиции кадра, чтобы обеспечить «прокат» начала экспозиции по сенсору. Этот этап должен происходить в темноте при выключенном источнике света.
После завершения этого процесса камера готова к получению сигнала запуска для начала «глобальной» экспозиции, во время которой свет должен быть направлен в камеру. Длительность фазы глобальной экспозиции задаётся либо программно (например, «Экспозиция: по времени»), либо длительностью полученного сигнала запуска (например, «Экспозиция: по ширине»).
По завершении этой экспозиции камера начнет «прокрутку» конца экспозиции и немедленно запустит фазу предэкспозиции для следующего кадра — опять же, этот этап должен происходить в темноте.
Если источник света активируется внешним сигналом триггера, этот сигнал также можно использовать для запуска захвата изображения камерой, что упрощает и делает более удобной настройку оборудования. В качестве альтернативы, если источник света выдаёт сигнал триггера, указывающий на его включение, его можно использовать для запуска захвата изображения камерой.
Настройка экспозиции
Длительность экспозиции камеры может контролироваться программно или внешним оборудованием, изменяя длительность сигнала срабатывания. Экспозиция имеет два режима настройки:
Рассчитано по времени:Экспозиция камеры устанавливается программным обеспечением.
Ширина: Длительность высокого сигнала (в режиме нарастающего фронта) или низкого сигнала (в режиме спада фронта) используется для определения длительности экспозиции камеры. Этот режим также иногда называют триггером уровня (Level) или выдержки (Bulb).
Установка кромки
Для этой настройки существует два варианта в зависимости от конфигурации вашего оборудования:
Подъем: захват камерой сигнала запускается нарастающим фронтом сигнала от низкого к высокому.
Падение:Захват камерой происходит по заднему фронту сигнала от высокого к низкому.
Настройка задержки
Можно добавить задержку между моментом получения сигнала срабатывания и началом экспозиции камеры. Задержку можно задать в диапазоне от 0 до 10 с, значение по умолчанию — 0 с.
Примечание о времени срабатывания триггера: убедитесь, что триггеры не пропущены
В каждом режиме интервал между срабатываниями (задаваемый суммой длительностей высокого и низкого сигналов) должен быть достаточно большим, чтобы камера снова была готова к съёмке. В противном случае, сигналы, отправленные до того, как камера снова будет готова к съёмке, будут игнорироваться.
Проверьте описания режимов выше на предмет требований к синхронизации для каждого режима.
Режимы и настройки триггерного выхода
Подключив кабели Trigger Out к внешнему устройству и порту(ам) Trigger Out камеры, как показано в разделе «Схемы кабелей и контактов триггера» выше, вы готовы настроить камеру на вывод соответствующих сигналов триггера. Необходимые настройки должны быть доступны в вашем программном обеспечении. На снимке экрана ниже показано, как эти настройки отображаются в программе Mosaic от Tucsen.
Выходные порты триггера
Камеры Tucsen sCMOS оснащены тремя портами Trigger Out, каждый из которых имеет собственный контакт Trigger Out — TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 и TRIG.OUT3. Каждый порт может быть независимо настроен, работать независимо и подключаться к отдельным внешним устройствам.
Trigger Out Kind
Существует пять вариантов того, какую фазу работы камеры должен отображать выходной сигнал триггера:
Начало экспозицииподаёт сигнал запуска (от низкого уровня к высокому в случае триггеров «по переднему фронту») в момент начала экспозиции первой строки кадра. Длительность сигнала запуска определяется настройкой «Ширина».
Конец считыванияУказывает, когда камера завершает считывание последней строки. Длительность сигнала триггера определяется настройкой «Ширина».
Глобальное воздействиеУказывает фазу экспозиции, в течение которой все строки камеры экспонируются одновременно, после «прокрутки» начала экспозиции и до «прокрутки» окончания экспозиции и считывания. При использовании для управления источником света или другим событием в вашем эксперименте это может обеспечить «псевдоглобальный затвор». Это позволяет одновременно получать данные с матрицы камеры без влияния скользящего затвора sCMOS. Подробнее о псевдоглобальном затворе см. в разделе «Псевдоглобальный затвор» ниже.
Высокий: В этом режиме на вывод подается постоянный высокий сигнал.
Низкий:В этом режиме на вывод подается постоянный низкий сигнал.
Триггерный край
Это определяет полярность триггера:
Подъём:Нарастающий фронт (от низкого до высокого напряжения) используется для индикации событий
Падение:Задний фронт (от высокого до низкого напряжения) используется для индикации событий
Задерживать
В время срабатывания триггера можно добавить настраиваемую задержку, которая задержит все сигналы событий Trigger Out на указанное время от 0 до 10 с. По умолчанию задержка равна 0 с.
Ширина триггера
Это определяет длительность сигнала триггера, используемого для индикации событий. Длительность по умолчанию составляет 5 мс, но её можно настроить в диапазоне от 1 мкс до 10 с.
Псевдоглобальные затворы
В некоторых приложениях визуализации работа камеры с подвижным затвором может приводить к появлению артефактов, неэффективному распределению времени или облучению образца, а также к перекрёстным переходам между изображениями при изменении аппаратного обеспечения между кадрами. Псевдоглобальный режим работы позволяет преодолеть эти проблемы.
КакПсевдо глобаl Работы по ставням
С началом экспонирования кадра начало экспозиции для каждой строки «прокручивается» по камере до тех пор, пока каждая строка не будет экспонирована. Если во время этого процесса источник света выключен и свет не попадает в камеру, то в фазе «прокрутки» информация не будет получена. После начала экспонирования каждой строки камера начинает вести себя «глобально», и каждая её часть готова принимать свет без задержки на матрице.
Если источник света снова выключается во время «прокрутки» конца экспозиции и считывания каждой строки по датчику, то в ходе этой неглобальной фазы снова не собирается никакая информация.
Таким образом, длительность импульса источника света определяет эффективную экспозицию камеры — время, в течение которого собирается свет.
Камеры Tucsen sCMOS могут реализовать псевдоглобальный затвор двумя способами: либо путем запуска камеры и источника света с помощью некоторой внешней синхронизации (см. раздел «Настройка аппаратного триггера входа триггера: глобальная» выше), либо путем управления запускаемым источником света через порты выхода триггера камеры, настроенные на настройку «Тип выхода триггера: глобальная».
Сроки глобальной операции
Обратите внимание, что при работе с псевдоглобальным затвором частота кадров камеры снижается из-за необходимости включения фазы считывания/начала экспозиции между кадрами. Длительность этой фазы определяется временем считывания камеры, например, около 42 мс для полного кадра Dhyana 95.
Общее время на кадр определяется временем этого кадра, плюс «глобальное» время экспозиции, плюс любая задержка между окончанием считывания предыдущего кадра и запуском для начала получения следующего кадра.
