Wissenschaft liche sCMOS-Kameras spielen eine wichtige Rolle in den Bereichen Zellbiologie, medizinische Bildgebung, Astrophysik, industrielle Erkennung usw. Die Kernfunktion wissenschaft licher sCMOS-Kameras, nämlich die Trigger funktion, ist wie ein präziser Schalter, der die Augen steuert. Es wird verwendet, um das Timing und den Rhythmus der Bildaufnahme genau zu steuern und dynamische wissenschaft liche Momente mit hoher Geschwindigkeit zu erfassen.
Abbildung 1
Der Kern der Trigger funktion ist die Koordination. Durch die Trigger eingangs-und Trigger ausgangs schnitts tellen werden die externen Geräte wie die optische Mikroskop plattform, die Bewegungs plattform, der Laser usw. so koordiniert, dass sie synchron arbeiten, um präzise Aufnahmen zu erzielen.
2.1 Shutter-Modus, der sCMOS-Chip der wissenschaft lichen Kamera unterstützt haupt sächlich zwei Modi: Rolling Shutter und Global Reset. Rollladen, das heißt, Scannen von oben nach unten wie ein rollender Vorhang, Freilegen von Zeile zu Zeile, und die Belichtung szeit jeder Linie ist gleich. Es wird haupt sächlich in dynamischen Hoch geschwindigkeit szenen verwendet. Global Reset, das heißt, alle Pixel reihen beginnen gleichzeitig freigelegt zu werden, und die Auslese zeit des gesamten Bildes ist die Auslese zeit einer Zeile × die Anzahl der gesammelten Zeilen. Es wird haupt sächlich zur Präzisions messung verwendet, um Bewegungs artefakte zu vermeiden, und kann im rausch armen Modus verwendet werden.
Abbildung 2
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2.2 Freilauf modus bedeutet, dass die wissenschaft liche Kamera Bilder mit der schnellsten Bildrate gemäß der aktuell eingestellten Belichtung szeit erwirbt. Voraussetzung dafür, dass die wissenschaft liche Kamera mit der schnellsten Bildrate läuft, ist, dass sich die Belichtung szeit derselben Zeile in zwei benachbarten Bildern nicht überlappen kann. Die Auslese zeit von zwei Zeilen kann sich nicht überlappen.
Wenn die Belichtung szeit ≥ die gesamte Frame-Auslese zeit und die Belichtung szeit ist und die Belichtung szeit Abbildung 4 Abbildung 5: Screenshot der Trigger eingabe der Revealer RPC-Software 3.1 Externe Kanten auslösung, das Prinzip besteht darin, das Schießen durch die ansteigende Kante oder die fallende Kante des externen Signals auszulösen (Abbildung 6), der Benutzer kann die Signal attribute (steigende Kante oder fallende Kante) flexibel einstellen. und Signal verzögerung. Die Belichtung szeit wird von der Software in diesem Modus eingestellt, und die Trigger signal intervall zeit muss größer sein als die "Belichtung szeit Full-Frame-Auslese zeit". Dieser Trigger modus eignet sich für hochpräzise Synchron isations szenarien, wie z. B. durch Laserpuls ausgelöste Bildgebung. Abbildung 6: Schematische Darstellung der äußeren Kanten auslösung 3.2 Externe Pegel auslösung, das Prinzip ist, dass die Belichtung szeit direkt durch die hohe/niedrige Pegel dauer des externen Signals bestimmt wird (Abbildung 7). Am Beispiel des hohen Pegels beginnt sich die Kamera zu sammeln, wenn der Trigger signalpegel vom niedrigen auf den hohen Pegel springt. Es eignet sich für Szenen, die eine flexible Steuerung der Belichtung szeit erfordern, wie z. B. die Bildgebung der Fluoreszenz lebensdauer. Abbildung 7: Schematisches Diagramm des Triggers auf externer Ebene 3.3 Externe Start auslösung: Nach dem Empfang des Trigger signals läuft die wissenschaft liche Kamera mit der maximalen Bildrate gemäß der aktuell eingestellten Belichtung szeit bis zum Stillstand frei (Abbildung 8). Es eignet sich für Szenen, in denen zu einem bestimmten Zeitpunkt eine kontinuierliche Beobachtung gestartet werden muss, z. B. die Aufzeichnung des dynamischen Prozesses der Zellteilung. Abbildung 8: Schematische Darstellung des externen Start auslösers 3.4 Synchroner Auslese auslöser, das Prinzip ist, dass, nachdem die wissenschaft liche Kamera das Trigger signal empfängt, es läuft frei mit der maximalen Bildrate gemäß der aktuell eingestellten Belichtung szeit bis zum Stillstand (Abbildung 9). Bei der synchronen Auslese auslösung muss das Intervall zwischen zwei aufeinander folgenden Auslösern größer sein als die gesamte Auslese zeit, die für die synchrone Steuerung von wissenschaft lichen Kameras und externen Roboterarmen in der industriellen Inspektion geeignet ist. Abbildung 9: Schematisches Diagramm des synchronen Auslese auslösers SCMOS-wissenschaft liche Kameras sind normaler weise mit mehreren Schnitts tellen ausgestattet, so dass die Kamera nicht nur Befehle annehmen, sondern auch aktiv Signale senden kann, um die Arbeit anderer Geräte zu koordinieren. Benutzer können personal isierte Parameter für jede Schnitts telle TriggerOut1, TriggerOut2, TriggerOut3 in der Software festlegen. Die Trigger-Ausgangs signale, die für jede Schnitts telle ausgewählt werden können, sind reichhaltig und vielfältig, haupt sächlich einschl ießlich: 4.1 Timing-Signal 1) Expositions starts ignal, das den genauen Moment markiert, zu dem die Belichtung der ersten Zeile des Bildes beginnt. 2) Das Timing-Signal zum Auslesen der ersten Zeile zeigt den Moment an, in dem der Auslese vorgang der ersten Zeile des Bildes endet. 3) Endzeit-Timing-Signal ablesen, das den Moment angibt, in dem die letzte Zeile des Bildes ausgelesen wird. 4.2 Zei tinte rvall signal 1) Lösen Sie das Wartezeit intervall signal aus und markieren Sie das gültige Zei tinte rvall, das externe Trigger signale aufnehmen kann. 2) Globales Belichtung szeit intervall signal, das das gesamte Zei tinte rvall abdeckt, wenn das Bild von der ersten Zeile bis zur letzten Zeile belichtet wird. 3) High Level/Low Level, benutzer definiert, nicht direkt mit dem Timing der Bilder fassung verbunden. 4.3 Auslöser Ausgangs zeit eigenschaften unter verschiedenen Verschluss modi 1) Rollladen modus Wenn die Belichtung szeit ≥ die gesamte Frame-Auslese zeit ist, ändert das Trigger-Wartes ignal den Zustand, nachdem die erste Zeilen auslese abgeschlossen ist (Abbildung 10). Abbildung 10 Wenn die Belichtung szeit kleiner als die Vollbild-Auslese zeit ist, das Trigger-Wartes ignal ändert den Zustand erst, nachdem die Vollbild-Auslese zeit abgelaufen ist, basierend auf dem externen Trigger signal oder dem internen Synchron isations signal (Abbildung 11). Abbildung 11 2) Globaler Reset-Modus Im Falle eines globalen Zurücksetzens bleibt die Start belichtung szeit jeder Zeile konsistent und die End belichtung szeit ist unterschied lich (Abbildung 12). Das Timing des Trigger ausgangs signals zeigt ein einzigartiges Muster. Abbildung 12 5.1 Freilauf modus: Dieser Modus eignet sich zum Schießen von stillen oder quasi-stillen Objekten. 5.2 Externer Kanten auslöser und externer Level-Trigger: Dieser Modus ist ideal, wenn sich die Lichtquelle oder die Probe bewegt und die Kamera keine Daten sammeln muss. Zu den gängigen Anwendungs szenarien gehören mehr kanal ige Filterrad-Bildgebung, Fluoreszenz-Co-Lokal isierung, Weitfeld-Scanning-Bildgebung und Licht blatt mikroskopie. 5.3 Synchroner Auslese trigger: Dieser Modus ist für die kontinuierliche kon fokale Bildgebung geeignet. Insbesondere kann die Belichtung szeit der Kamera synchron mit der Rotations geschwindigkeit der rotierenden Scheibe des kon fokalen Mikroskops der rotierenden Scheibe eingestellt werden. Dadurch wird das Problem der ungleich mäßigen Beleuchtung, das durch den Unterschied in der Rotations geschwindigkeit der rotierenden Scheibe verursacht wird, effektiv vermieden. 5.4 Externer Start auslöser modus: Dieser Modus eignet sich für experimentelle Szenarien, in denen Änderungen der Licht intensität und anderer Phänomene ab einem bestimmten Moment kontinuierlich beobachtet werden müssen. 5.5 Global Reset Shutter: Bei experimentellen Szenarien mit gepulsten Lichtquellen oder Lasern kann der globale Shutter-Effekt erreicht werden, indem das Lichtquellen-Beleuchtungs moment durch einen globalen Reset-Verschluss oder eine globale Trigger ausgabe gesteuert wird. Ein tief greifendes Verständnis und die flexible Nutzung der Trigger funktion von sCMOS-wissenschaft lichen Kameras können wissenschaft lichen Forschern helfen, Hochgeschwindigkeits-, dynamische oder synchrone Szenen genauer und effizienter zu erfassen. und besser spielen die wichtige Rolle von sCMOS wissenschaft lichen Kameras in der Zellbiologie, medizinische Bildgebung, Astrophysik, industrielle Detektion und anderen Bereichen.
3. Vier gemeinsame Modi der Trigger eingabe
4. Trigger-Ausgangs signal
5. Empfehlungen zur Auswahl von Trigger modi
Fazit
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