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内容简介

本书从应用的角度介绍了CCD、CMOS半导体图像传感器的基本工作原理、利用光电传感器扫描成像的技术和图像显示技术；分析典型图像传感器的基本特性与特性参数；对传感器的驱动方式、A/D数据采集与计算机数据传输与处理技术进行研讨；最后列举18种典型应用实例，通过实例讲述实际应用中对光源的选择、光学系统的设计、期望量的计算和应用技巧等内容。为读者开拓图像传感器的应用领域。本书可作为高校光电类、仪器类等专业的教材，也可作为有关领域科技人员的参考书。

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ISBN：9787121215438

开本：16(185*260)

页数：312

字数：624

本书目录

绪论()
第1章图像解析与显示()
11图像解析原理()
111图像的解析方法()
112图像传感器基本技术参数()
12图像的显示与电视制式()
121电视监视器的扫描 ()
122电视制式()
13图像显示器的分类()
14典型图像显示器()
141TFTLCD图像显示器简介()
142TFTLED图像显示器简介()
143LED图像显示器()
15本章小结()
思考题与习题1()
第2章电荷耦合摄像器件的基本工作原理()
21电荷存储()
22电荷耦合()
23CCD的电极结构()
24电荷的输入和检测       ()
25CCD的特性参数()
26电荷耦合摄像器件()
261工作原理()
262CCD的基本特性参数()
263动态范围()
264暗电流   ()
265分辨率()
27本章小结()
思考题与习题2()
第3章典型线阵CCD()
31典型单沟道线阵CCD()
311TCD1209D的基本结构()
312TCD1209D的基本工作原理()
313TCD1209D的特性参数()
314TCD1209D的驱动电路()
315TCD1209D的外形尺寸()
32典型双沟道线阵CCD()
33具有积分时间调整功能的线阵CCD()
331TCD1205D()
332ILP1()
34具有采样保持输出电路的线阵CCD()
35并行输出线阵CCD()
351并行输出的TCD1703C   ()
352分段式并行输出线阵CCD()
36用于光谱探测的线阵CCD()
361RL1024SB()
362RL2048DKQ()
363TCD1208AP()
37彩色线阵CCD()
371TCD2000P()
372TCD2558D()
373TCD2901D ()
38环形线阵CCD()
39本章小结()
思考题与习题3()
第4章典型面阵CCD()
41DL32()
411结构()
412工作原理()
413DL32的光电特性()
42TCD5130AC()
43TCD5390AP()
44IAD4()
441IAD4的结构()
442工作原理()
443IAD4的基本特性()
 45特种CCD()
451IAD92048()
452IAD95000()
4532620万像元CCD()
46CCD摄像器件的特性()
47CCD的电荷累积时间与电子快门()
48MTV2821CB摄像机()
481工作原理()
482MTV2821系列的特性参数()
483MTV2821CB的主要功能及其设置()
484帧累积功能()
49本章小结()
思考题与习题4()
第5章CCD彩色电视摄像机概述()
51三管CCD彩色电视摄像机()
511三管CCD彩色电视摄像机的基本组成()
512光学系统和CCD彩色电视摄像机中的重合调整()
513频谱混叠干扰在R，G，B信号之间相互抵消()
52两管CCD彩色电视摄像机()
53单管CCD彩色摄像机()
54典型单片彩色CCD()
541Bayer滤色器单片彩色CCD()
542复合滤色器(或补色滤光片)型的彩色CCD()
55彩色数码相机简介()
56本章小结()
思考题与习题5()
第6章CMOS图像传感器()
61MOS场效应管()
611MOS场效应管的基本结构()
612场效应管的主要性能参数()
62CMOS的原理结构()
621CMOS的组成()
622CMOS的像元结构()
623CMOS图像传感器的工作流程()
624CMOS的辅助电路()
63CMOS的性能指标()
631光谱响应与量子效率()
632填充因子()
633输出特性与动态范围()
634噪声()
635空间传递函数()
636CMOS与CCD的比较()
64典型CMOS()
641IBIS4 SXGA()
642FUGA1000()
643LUPA1300()
65CMOS摄像机()
651IM26SA()
652MC1300()
66本章小结()
思考题与习题6()
第7章视频信号处理与计算机数据采集()
71线阵CCD视频信号的二值化处理()
711二值化处理方法()
 712二值化数据采集与计算机接口()
72线阵CCD视频信号的量化处理()
73线阵CCD视频信号的数据采集与计算机接口()
74面阵CCD数据采集与计算机接口()
741图像卡的基本工作原理()
742图像卡的基本结构()
743典型图像数据采集卡()
75本章小结()
思考题与习题7()
第8章光学系统()
81光学成像系统的基本计算公式()
811理想光学系统的基本参数()
812理想光学系统的物像位置公式()
813理想光学系统的放大率()
82光学元件的成像特性()
821球面光学元件的成像特性()
822平面光学元件的成像特性()
83光学成像系统中的光阑()
831光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳()
832光学系统的视场光阑、入射窗和出射窗()
833 渐晕光阑()
834消杂光光阑()
84常用光电图像转换系统的成像特性()
841摄影系统及其物镜的光学成像特性()
842显微系统及其物镜的光学成像特性()
843望远系统及其物镜的光学成像特性()
85面阵CCD摄像机光学镜头及参数()
86线阵CCD常用的物镜()
87照明光源系统()
871被测物的照明方式()
872照明系统设计的基本原则()
873图像传感器应用系统中光源和照度的匹配()
874特种光源()
88本章小结()
思考题与习题8()
第9章特种图像传感器()
91微光图像传感器()
911微光图像传感器的发展概况()
912微光电视摄像系统()
913微光电视摄像系统视距的估算()
914微光CCD摄像器件()
92红外CCD()
921主动红外电视摄像系统()
922被动红外电视摄像系统()
93X光CCD()
931X光像增强器()
932医用X光电视摄像系统()
933工业用X光光电检测系统()
94热成像技术()
941点扫描式热释电热像仪()
942热释电摄像管的结构()
943典型热像仪()
95本章小结()
思考题与习题9()
第10章图像传感器的典型应用实例()
101图像传感器用于一维尺寸的测量()
1011玻璃管外径尺寸测量控制仪器的技术要求()
1012仪器的工作原理()
1013线阵CCD的选择()
1014光学系统设计()
1015外径、壁厚的检测电路()
 1016微机数据采集接口()
1017系统的长线传输()
102线阵CCD的拼接技术在尺寸测量系统中的应用()
1021线阵CCD的机械拼接技术在尺寸测量中的应用()
1022线阵CCD的光学拼接()
103线阵CCD用于二维位置的测量()
1031高精度二维位置测量系统()
1032光学系统误差分析()
104CCD在BGA引脚三维尺寸测量中的应用()
1041测量原理()
1042数学模型()
1043系统的标定()
1044BGA芯片测量实验()
105线阵CCD用于平板位置的检测()
1051平板位置检测的基本原理()
1052平板位置检测系统()
1053测量范围与测量精度()
106利用线阵CCD非接触测量材料变形量()
1061材料变形量的测量原理()
1062测量范围与测量精度()
1063现场测试结果  ()
1064讨论()
107利用线阵CCD非接触测量物体的振动()
1071振动测量原理()
1072振动测量的硬件电路()
1073软件设计()
1074振动台测试结果()
108线阵CCD用于高精度细丝直径的测量()
1081测量原理()
1082测量系统()
1083数据处理系统()
1084测量系统的误差分析()
1085讨论()
109用线阵CCD自动测量透镜的曲率半径()
1091测量原理和系统组成()
1092测量系统的硬件与软件()
1093系统测量误差()
1010成像物镜光学传递函数的检测()
10101检测原理()
10102检测系统()
1011线阵CCD在光谱仪中的应用()
10111ICPAES的基本原理()
10112实验结果分析及结论()
1012用面阵CCD测量光学系统的像差()
10121像差测量原理()
10122哈特曼光电测量系统()
10123系统的测量方法()
10124米字形光斑坐标的测量()
1013线阵CCD在扫描复印技术中的应用()
10131线阵CCD用于彩色复印机()
10132接触式图像传感器（CIS）()
1014面阵CCD用于钢板尺寸的测量()
10141测量原理与系统组成()
10142测量系统误差分析()
10143结论()
1015CCD天文图像观测系统()
10151云台一号系统()
10152北京天文台系统()
1016图像传感器用于光电显微分析仪()
10161光电显微镜的基本构成()
10162光电显微分析仪的基本工作原理()
10163光电显微分析仪的设计()
10164结论()
1017图像传感器在内窥镜摄像系统中的应用()
10171工业内窥镜电视摄像系统()
10172医用电子内窥镜摄像系统()
10173侦察内窥镜摄像系统()
1018图像传感器用于数码照相机()
10181数码照相机的结构与工作原理()
10182典型数码照相机简介()
1019图像传感器在激光测距中的应用()
10191激光三角测距原理()
10192激光三角测距仪结构()
10193线阵激光测距仪()
10194激光测距仪的应用()
1020本章小结()
思考题与习题10()
参考文献()

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前言

第4版前言
人们能够通过感官从自然界提取各种信息，其中以人眼视觉感知与提取的信息量最多，也最丰富多彩，最可靠。成语“百闻不如一见”说的就是这个道理。图像传感器帮助人们拓展人眼的视觉范围，能够看到肉眼无法看到的微观世界和宏观世界，看到人们暂时无法到达处所发生的事件，看到超出肉眼视觉范围的各种物理、化学变化过程，以及生命、生理、病变的发生、发展过程等。可见图像传感器在人们的文化、体育、生产、生活和科学研究中起到非常重要的作用，可以说现代人类活动已经无法离开图像传感器。
伴随网络技术的发展，人机交互，机器与机器之间的通信、控制与管理已经发展到互联网阶段。图像传感器采集信息能力强，速度快，对于人机之间、机器设备之间的信息沟通，以及物联网的实现起到至关重要的作用。
图像传感器能够将各种光学图像转换成一维时序信号并输出。尤其是进入21世纪以来，CCD（Charge coupled devices）、CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等半导体集成图像传感器的分辨率与智能化得到快速发展。凭借其体积小、质量轻、互联网通信功能强的特点，使视觉通信发展到全球通阶段。“为机器安装智慧的眼睛”成为本书的宗旨。因此，本书力图培养能够从事图像传感器应用技术的科技人才，希望本书能在物联网建设中发挥更大作用。
本书共10章，主要内容包括：图像解析的基本理论，各种图像传感器的工作原理、特性、驱动方式、计算机数据采集与接口技术及典型应用等。通过对典型图像传感器结构与驱动的分析，使读者可以掌握各种半导体图像传感器的工作原理。通过不同驱动方式所表现出的输出特性，分析它的数据采集方法与特性。通过介绍图像传感器在非接触尺寸测量、图像传感、图像分析、光谱探测、天文观测和安全监控等领域的典型应用实例，达到帮助读者开拓思路、开发创新性产品的目的。书中还收集了许多典型图像传感器的特性参数、特性曲线、典型驱动电路和应用图像传感器的一些技巧。因此，本书不但是一本讲授图像传感器原理与应用的教材，也是从事光电工程和现代测试技术的科技人员的有益参考书。
本书第1版自2003年出版以来受到光电界工程技术人员与高校相关专业教师及学生的欢迎，很多高校将其选为技术基础课的必修教材；随着科技的发展，图像传感器应用技术在不断地进步，为适应技术层面的提高和高校教育改革的需要，分别于2013年、2019年出版了第2版、第3版。2024年本书入选“工信学术出版基金”项目，这驱使我们有动力、更有责任，推出第4版。
第4版由王庆有、张致强编著，由王庆有统编定稿。参加本书编写工作的还有尚可可、逯力红。
本书在编写过程中得到了国内光电技术领域许多老师和朋友的支持和帮助，在此一并表示诚挚的谢意！
本书难免有疏漏，望读者批评指正。欢迎教学第一线的教师提出宝贵意见（wqy@tjueducn）。

编著者

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作者简介

王庆有，天津大学精密仪器与光电子工程学院，教授，主要从事光电技术领域的教学、科研工作，主编了《光电技术》、《图像传感器应用技术》等多本教材。

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