Introduction to triggering Tucsen sCMOS Cameras

Tucsen sCMOS 相機使用具有標準 SMA 介面的 TTL 觸發器。只需將帶有 SMA 接頭的觸發線從相機連接到外部裝置的觸發輸入連接埠即可。以下相機使用此介面：

● Dhyana 400BSI
● 禪那 95
● Dhyana 400D
● Dhyana 6060 和 6060BSI
● Dhyana 4040 & 4040BSI
● Dhyana XF95/XF400BSI

如果您的相機是 Tucsen Dhyana 401D 或 FL20-BW，請按照下面提供的這些相機的具體說明進行操作。

下圖所示的引腳圖顯示了相機上觸發線的連接位置。將觸發線連接到相機和外部設備後，即可設定觸發功能！

觸發電纜及引腳圖

具有SMA觸發介面的sCMOS相機觸發引腳圖。

SMA 腳	別針名稱	解釋
1	TRIG.IN	觸發訊號用於控制相機拍攝時機
2	觸發輸出1	觸發輸出 1 – 可配置，預設值：'讀取結束'訊號
3	觸發輸出2	觸發輸出 2 – 可配置，預設值：'全域'訊號
4	觸發輸出3	觸發輸出 3 – 可配置，預設值：「曝光開始」訊號

觸發電壓範圍

SMA觸發的輸出電壓為3.3V。

觸發輸入可接受的電壓範圍為 3.3V 至 5V。

觸發模式 & 設定

Tucsen sCMOS 相機具有多種不同的操作模式，用於處理外部硬體觸發訊號（觸發輸入訊號），並提供一些設定選項，可根據您的應用進行最佳化和選擇。這些設定選項應包含在您的軟體包中。以下螢幕截圖顯示了這些設定在 Tucsen Mosaic 軟體中的顯示方式。

硬體觸發設定

此設定共有四個選項，用於決定攝影機是獨立於外部觸發訊號，依靠自身內部定時運行，還是由外部訊號控制。此外，還可以使用軟體觸發。

這些設定匯總如下表所示，更多資訊請參閱以下章節。

環境	解釋
離開	內部定時模式。所有外部觸發訊號將被忽略，攝影機將以最高速度運作。
標準	簡單的觸發操作模式，每個觸發訊號都會觸發一幀的擷取。
同步	在發出初始「啟動」觸發訊號後，相機將持續運行，每個新的觸發訊號都會提示當前幀曝光結束和下一幀曝光開始。
全球的	透過與光源同步，相機將以「偽全局」狀態運行，以模擬捲簾快門相機的全局快門效果。
軟體	一種透過 SetGpio 函數模擬觸發訊號的高階模式。

筆記在所有情況下，觸發訊號接收與擷取開始之間都會存在極小的延遲。該延遲介於零到一行相機時間之間——也就是相機讀取一行所需的時間。例如，Dhyana 95 的行時間為 21 μs，因此延遲介於 0 到 21 μs 之間。為簡化起見，以下時序圖中未顯示此延遲。

“關閉”模式

在此模式下，攝影機以內部定時方式以最大速度運行，忽略外部觸發訊號。

標準模式

在標準模式下，相機擷取的每一幀都需要外部觸發訊號。曝光時間可以透過觸發訊號設定（如「曝光：寬度」），也可以透過軟體設定（如「曝光：定時」）。

與非觸發式擷取類似，該相機能夠以「重疊模式」運行，這意味著當前幀的第一行完成曝光和讀取後，下一幀的曝光即可立即開始。這意味著，根據觸發訊號的速率和曝光時間，相機能夠達到其最大幀速率。

A：在標準模式下觸發行為（曝光：寬度，邊緣：上升）。

B：標準模式下的觸發行為（曝光：時間，邊緣：上升沿）。黃色形狀代表相機曝光。 0H、1H、2H…代表每一水平的相機行，由於CMOS相機的捲簾快門，行與行之間存在延遲。與非觸發式「流」擷取一樣，新幀的開始可能與目前幀的讀取重疊，這意味著黃色形狀的對角線部分可能會相互重疊。

同步模式

同步模式是一種強大的模式，例如，可以在旋轉盤共聚焦顯微鏡中使用，使相機的擷取與圓盤的旋轉同步，以避免條紋偽影。

在此模式下，第一個觸發訊號開始拍攝第一格。下一個觸發訊號結束目前影格的曝光並開始讀出過程，緊接著開始下一幀的曝光，如下圖所示。此過程對每個後續觸發訊號重複進行。請注意，這需要發送比採集影像數量多一個訊號脈衝。

在此模式下，曝光持續時間由一個觸發訊號和下一個觸發訊號之間的時間間隔決定。

觸發訊號之間的最小時間間隔即為幀讀取時間，等於該攝影機最大幀速率的倒數。例如，對於幀速率為 24fps 的 Dhyana 95 攝影機，訊號之間的最小時間間隔為 1000ms / 24 ≈ 42ms。在此時間之前發送的任何信號都將被忽略。

全域模式

配合可觸發/脈衝光源，全局模式可使相機以「偽全局」狀態運行，從而避免在某些成像類型下相機捲簾快門可能出現的問題。有關偽全局快門的更多信息，請參閱本頁末尾的“偽全局快門”部分。

全域模式的工作原理

全域模式觸發器已啟動。

在全域模式下，當軟體啟動擷取時，相機將被「預先觸發」以開始曝光，從而使曝光起始點能夠「滾動」到感測器上。此步驟應在黑暗環境中進行，且光源應處於關閉狀態。

完成此過程後，相機即可接收觸發訊號以開始「全域」曝光，在此期間應向相機發送光線。全域曝光階段的持續時間可以透過軟體設定（如「曝光：定時」），也可以透過接收的觸發訊號的長度設定（如「曝光：寬度」）。

曝光結束時，相機將開始「滾動」結束曝光，並立即開始下一幀的預曝光階段——同樣，此階段應在黑暗中進行。

如果光源由外部觸發訊號激活，則該訊號也可用於觸發相機擷取影像，從而簡化硬體設置，提高便利性。或者，如果光源輸出觸發訊號表明其已開啟，則該訊號也可用於觸發相機擷取影像。

曝光設定

相機的曝光時間可以透過軟體控制，也可以透過外部硬體控制，後者透過觸發訊號的持續時間來控制。曝光設定有兩種：

定時：相機曝光由軟體設定。

寬度高電平訊號（上升沿模式）或低電平訊號（下降沿模式）的持續時間用於確定相機的曝光時間。此模式有時也稱為“電平”或“B門”觸發模式。

邊緣設定

根據您的硬體配置，此設定有兩種選項：

崛起相機採集由低訊號到高訊號的上升沿觸發。

墜落：相機採集由高訊號到低訊號的下降沿觸發。

延遲設定

可以從接收到觸發訊號到相機開始曝光之間添加延遲時間。此延遲時間可設定為 0 到 10 秒，預設值為 0 秒。

關於觸發時機的說明：請確保不要錯過任何觸發時機。

在每種模式下，兩次觸發之間的時間間隔（由高電平訊號持續時間加上低電平訊號持續時間決定）必須足夠長，以確保相機再次準備好擷取影像。否則，在相機準備好再次擷取影像之前發送的觸發訊號將被忽略。

請查看以上模式描述，以了解該模式的時序要求。

觸發輸出模式和設定

如上文「觸發線纜及接腳圖」部分所示，將觸發輸出線纜連接到外部硬體和攝影機的觸發輸出埠後，即可配置攝影機輸出適合您設定的觸發訊號。相關配置選項應在您的軟體包中。下圖顯示了這些設定在 Tucsen Mosaic 軟體中的顯示方式。

觸發輸出埠

Tucsen sCMOS 相機有三個觸發輸出端口，每個端口都有自己的觸發輸出引腳——TRIG.OUT1、TRIG.OUT2 和 TRIG.OUT3。每個連接埠都可以獨立配置、獨立操作，並連接到不同的外部設備。

觸發類型

觸發輸出應指示相機運作的哪個階段，共有五種選項：

曝光開始當幀的第一行開始曝光時，會發送觸發訊號（對於「上升沿」觸發，訊號從低到高）。觸發訊號的寬度由“寬度”設定決定。

讀取結束指示攝影機最後一行何時結束讀取。觸發訊號的寬度由“寬度”設定決定。

全球曝光表示曝光過程中相機所有行同時曝光的階段，該階段發生在曝光開始「滾動」之後、曝光結束和讀取「滾動」之前。如果用於控制實驗中的光源或其他事件，它可以提供「偽全域快門」。這使得在不受 sCMOS 滾動快門影響的情況下，可以同時擷取相機感測器上的資料。有關偽全局快門的更多信息，請參閱下文“偽全局快門”部分。

高的：此模式使引腳輸出持續的高電平訊號。

低的：此模式會使引腳輸出持續的低電平訊號。

觸發邊緣

這決定了觸發器的極性：

崛起：上升沿（從低電壓到高電壓）用於指示事件

墜落：下降沿（從高電壓到低電壓）用於指示事件

延遲

可以在觸發時序中新增可自訂的延遲，將所有觸發輸出事件訊號延遲指定的時間，範圍從 0 到 10 秒。延遲預設為 0 秒。

觸發寬度

這決定了用於指示事件的觸發訊號的寬度。預設寬度為 5 毫秒，寬度可在 1 微秒到 10 秒之間自訂。