28.01.2023Фотокамеры Tucsen sCMOS используют TTL-триггеры со стандартным интерфейсом SMA. Для этого достаточно подключить кабель триггера с разъемом SMA от камеры к входному разъему триггера вашего внешнего устройства. Следующие камеры используют этот интерфейс:
● Дхьяна 400BSI
● Дхьяна 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 и 6060BSI
● Дхьяна 4040 и 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI
Если у вас камера Tucsen Dhyana 401D или FL20-BW, пожалуйста, следуйте инструкциям для этих камер, приведенным ниже.
Приведенная ниже схема подключения показывает, куда следует подключить пусковой кабель к вашей камере. После того, как кабель будет подключен между камерой и внешним устройством, вы готовы настроить срабатывание затвора!
Схема подключения и распиновки кабеля триггера
Схема расположения контактов триггера для sCMOS-камер с интерфейсом триггера SMA.
| SMA Pin | Название пин-кода | Объяснение |
| 1 | ТРИГ.ИН | Сигнал запуска для управления временем захвата изображения камерой. |
| 2 | TRIG.OUT1 | Выходной сигнал 1 – Настраиваемый, по умолчанию: сигнал «Завершение считывания». |
| 3 | TRIG.OUT2 | Выходной сигнал 2 – настраиваемый, по умолчанию: «Глобальный» сигнал |
| 4 | TRIG.OUT3 | Выход триггера 3 – Настраиваемый, по умолчанию: сигнал «Начало экспозиции». |
Диапазон напряжения для запуска
Выходное напряжение при срабатывании SMA-триггера составляет 3,3 В.
Допустимый диапазон входного напряжения для запуска составляет от 3,3 В до 5 В.
Режимы запуска & Настройки
Камеры Tucsen sCMOS имеют несколько различных режимов работы для обработки внешних аппаратных триггеров (сигналов Trigger In), а также несколько настроек для оптимизации и выбора в соответствии с вашими задачами. Эти настройки должны быть доступны в вашем программном обеспечении. На скриншоте ниже показано, как эти настройки отображаются в программном обеспечении Tucsen Mosaic.
Настройка аппаратного триггера
Для этой настройки доступны четыре варианта, определяющие, будет ли камера работать по собственной внутренней синхронизации независимо от внешних триггеров, или же ее поведение будет контролироваться внешними сигналами. Кроме того, возможно использование программного триггера.
Эти параметры суммированы в таблице ниже, более подробная информация приведена в следующих разделах.
| Параметр | Объяснение |
| Выключенный | Внутренний режим синхронизации. Все внешние триггеры будут игнорироваться, и камера будет работать на максимально возможной скорости. |
| Стандарт | Простой режим работы по триггеру, при котором каждый триггерный сигнал инициирует захват кадра. |
| Синхронизированный | После первоначального 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» режиме, имитируя эффект глобального затвора в камерах с скользящим затвором, посредством синхронизации с источником света. |
| Программное обеспечение | Расширенный режим для имитации триггерного сигнала с помощью функции SetGpio. |
ПримечаниеВо всех случаях будет наблюдаться очень небольшая задержка между получением сигнала Trigger In и началом сбора данных. Эта задержка будет составлять от нуля до одной строки времени камеры — то есть времени, необходимого камере для считывания одной строки. Например, для Dhyana 95 строковое время составляет 21 мкс, поэтому задержка будет в пределах от 0 до 21 мкс. Для простоты эта задержка не показана на приведенных ниже временных диаграммах.
Режим «Выкл.»
В этом режиме камера работает на максимальной скорости, используя внутренний таймер, игнорируя внешние триггеры.
Стандартный режим
В стандартном режиме для каждого кадра съемки требуется внешний пусковой сигнал. Длительность экспозиции может быть задана либо пусковым сигналом (как в «Экспозиция: Ширина»), либо программным обеспечением (как в «Экспозиция: По таймеру»).
Как и в режиме без триггера, камера может работать в «режиме перекрытия», что означает, что начало экспозиции следующего кадра может начаться сразу после завершения экспозиции и считывания первой строки текущего кадра. Это означает, что доступна полная частота кадров камеры, в зависимости от скорости входящих сигналов триггера и используемого времени экспозиции.
A: Триггер в режиме стандартного отображения (Экспозиция: Ширина, Край: Восходящий).
B: Режим срабатывания триггера в стандартном режиме (Экспозиция: Время, Край: Восходящий). Желтые фигуры обозначают экспозицию камеры. 0H, 1H, 2H… обозначают каждый горизонтальный ряд кадров, с задержкой между рядами из-за эффекта «скользящего затвора» CMOS-камеры. Как и при нетриггерном «потоковом» захвате, начало нового кадра может перекрываться с считыванием текущего кадра, что означает, что диагональные компоненты желтых фигур могут перекрываться друг с другом.
Режим синхронизации
Режим синхронизации — это мощный режим, который можно использовать, например, в конфокальной микроскопии с вращающимся диском для синхронизации съемки камерой с вращением диска, чтобы избежать артефактов в виде полос.
В этом режиме первый триггерный сигнал запускает экспозицию первого кадра. Следующий триггерный сигнал завершает экспозицию текущего кадра и запускает процесс считывания, за которым сразу же следует начало следующей экспозиции, как показано на схеме ниже. Это повторяется для каждого последующего триггерного сигнала. Обратите внимание, что для этого требуется отправить на один сигнальный импульс больше, чем количество полученных изображений.
Длительность экспозиции в этом режиме определяется промежутком времени между одним сигналом запуска и следующим.
Минимальное время между сигналами запуска равно времени считывания кадра, определяемому обратной величиной максимальной частоты кадров для данной камеры. Для камеры Dhyana 95 с частотой кадров 24 кадра в секунду минимальное время между сигналами составит 1000 мс / 24 ≈ 42 мс. Любой сигнал, отправленный до этого времени, будет проигнорирован.
Глобальный режим
В сочетании с импульсным источником света режим Global позволяет камере работать в «псевдоглобальном» состоянии, избегая проблем, которые могут возникнуть из-за эффекта «роллинг-шаттера» при определенных типах съемки. Более подробную информацию о псевдоглобальном затворе см. в разделе «Псевдоглобальный затвор» в конце этой страницы.
Как работает глобальный режим
Запуск глобального режима. В работе.
В глобальном режиме при запуске захвата изображения программным способом камера будет «предварительно активирована» для начала экспозиции кадра, что позволит «прокручивать» начало экспозиции по сенсору. Этот этап должен происходить в темноте при неактивном источнике света.
После завершения этого процесса камера готова принять сигнал запуска для начала «глобальной» экспозиции, во время которой в камеру должен поступать свет. Длительность этой фазы глобальной экспозиции устанавливается либо программным обеспечением (как в «Экспозиция: по времени»), либо длиной полученного сигнала запуска (как в «Экспозиция: ширина»).
По истечении этого времени выдержки камера начнет «прокручивать» конец экспозиции и немедленно перейдет к фазе предварительной экспозиции для следующего кадра — опять же, этот этап должен проходить в темноте.
Если источник света активируется внешним триггерным сигналом, этот сигнал также может использоваться для запуска съемки камерой, что упрощает и делает более удобной настройку оборудования. В качестве альтернативы, если источник света выдает триггерный сигнал, указывающий на его включение, его можно использовать для запуска съемки камерой.
Настройка экспозиции
Длительность экспозиции камеры можно регулировать либо программным обеспечением, либо внешним оборудованием посредством длительности пускового сигнала. Для параметра «Экспозиция» предусмотрены два значения:
Замерено по времени:Параметры экспозиции камеры устанавливаются программным обеспечением.
ШиринаДлительность высокого сигнала (в режиме восходящего фронта) или низкого сигнала (в режиме нисходящего фронта) используется для определения длительности экспозиции камеры. Этот режим также иногда называют триггером «Уровень» или «Выдержка до длительности».
Настройка края
В зависимости от конфигурации вашего оборудования, для этой настройки доступны два варианта:
ВосходящийЗахват изображения камерой запускается по восходящему фронту сигнала, переходящего из низкого уровня в высокий.
Падение:Захват изображения камерой запускается по спадающему фронту сигнала, переходящего из высокого уровня в низкий.
Настройка задержки
Можно добавить задержку с момента получения сигнала до начала экспозиции камерой. Её можно установить в диапазоне от 0 до 10 секунд, значение по умолчанию — 0 секунд.
Примечание по времени срабатывания триггеров: убедитесь, что триггеры не пропущены.
В каждом режиме интервал между срабатываниями триггера (определяемый суммой длительности высокого и низкого сигналов) должен быть достаточно большим, чтобы камера снова была готова к съемке изображения. В противном случае триггеры, отправленные до того, как камера снова будет готова к съемке, будут проигнорированы.
Требования к времени работы каждого режима указаны в описании выше.
Режимы и настройки запуска
Подключив кабели Trigger Out между внешним оборудованием и портом(ами) Trigger Out камеры, как показано в разделе «Схемы кабелей и распиновки триггера» выше, вы готовы настроить камеру для вывода соответствующих сигналов триггера для вашей системы. Настройки для этого должны быть доступны в вашем программном обеспечении. На скриншоте ниже показано, как эти настройки отображаются в программном обеспечении Tucsen Mosaic.
Выходные порты триггера
Камеры Tucsen sCMOS имеют три порта Trigger Out, каждый со своим собственным контактом Trigger Out — TRIG.OUT1, TRIG.OUT2 и TRIG.OUT3. Каждый из них может быть независимо сконфигурирован, работать независимо и подключаться к отдельным внешним устройствам.
Тип триггера
Существует пять вариантов того, какую фазу работы камеры должен отображать выходной сигнал триггера:
Начало экспозицииСигнал запуска (от низкого уровня к высокому в случае запуска по «восходящему фронту») поступает в момент начала экспозиции первой строки кадра. Ширина сигнала запуска определяется параметром «Ширина».
Конец считыванияУказывает, когда завершается считывание данных из последней строки камеры. Ширина сигнала запуска определяется параметром «Ширина».
Глобальная известностьУказывает фазу экспозиции, во время которой все ряды камеры экспонируются одновременно, после начала «прокрутки» экспозиции и до окончания «прокрутки» экспозиции и считывания. Если используется для управления источником света или другим событием в вашем эксперименте, это может обеспечить «псевдоглобальный затвор». Это позволяет одновременно получать данные по всему сенсору камеры без влияния скользящего затвора sCMOS. Для получения дополнительной информации о псевдоглобальном затворе см. раздел «Псевдоглобальный затвор» ниже.
ВысокийВ этом режиме контакт выдает постоянный высокий сигнал.
Низкий:В этом режиме контакт выдает постоянный низкий сигнал.
Trigger Edge
Это определяет полярность спускового крючка:
Восхождение:Восходящий фронт (от низкого к высокому напряжению) используется для индикации событий.
Падение:Спадающий фронт (от высокого к низкому напряжению) используется для индикации событий.
Задерживать
В параметры запуска можно добавить настраиваемую задержку, которая будет задерживать все сигналы события Trigger Out на указанное время, от 0 до 10 секунд. По умолчанию задержка установлена на 0 секунд.
Ширина триггера
Этот параметр определяет ширину триггерного сигнала, используемого для индикации событий. Ширина по умолчанию составляет 5 мс, и её можно настроить в диапазоне от 1 мкс до 10 с.
Псевдо-глобальные жалюзи
В некоторых задачах обработки изображений работа камеры с скользящим затвором может приводить к появлению артефактов, неэффективности синхронизации или дозы облучения образца, а также к перекрестным изображениям, возникающим при изменении аппаратного обеспечения между кадрами. Псевдоглобальная работа позволяет преодолеть эти проблемы.
КакПсевдо глобальныйl Shutter Works
Когда начинается экспозиция кадра, начало экспозиции для каждой строки «скатывается» вниз по камере, пока не начнет экспонироваться каждая строка. Если во время этого процесса источник света выключен и свет не достигает камеры, информация в фазе «скатывания» не будет получена. Как только каждая строка начнет экспонироваться, камера начинает работать «глобально», и каждая часть камеры готова принимать свет без задержки на сенсоре.
Если источник света снова выключить, пока происходит «прокрутка» конца экспозиции и считывание каждой строки по сенсору, то в этой неглобальной фазе информация снова не будет получена.
Таким образом, длительность импульса источника света определяет эффективную экспозицию камеры, то есть время, в течение которого собирается свет.
Камеры Tucsen sCMOS могут создавать псевдоглобальный затвор двумя способами: либо путем запуска камеры и источника света с помощью внешнего таймера (см. раздел «Запуск через аппаратный триггер: глобальный» выше), либо путем управления запускаемым источником света через порты Trigger Out камеры, установленные в режим Trigger Out Kind: Global.
Сроки начала 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 кадра, плюс «общее» время экспозиции, плюс любая задержка между окончанием считывания предыдущего кадра и срабатыванием триггера для начала получения следующего кадра.
