光電成像技術與系統

《光電成像技術與系統》是2015年電子工業出版社出版的圖書，作者是白廷柱。

基本介紹

• 書名：光電成像技術與系統
• 作者：白廷柱
• ISBN：9787121278938
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2015-12-01 

內容簡介

本書將從人眼對圖像的認識原理出發，介紹為達成符合人眼視覺灰度點陣要求所需要的光電轉換、信息存儲、圖像分解傳輸及圖像復原顯示四個環節，迄今為止人類研究達成的各類光電成像器件及實現這些光電成像器件的相關原理與技術，進而介紹利用這些光電成像器件與技術以及其他相關技術形成的各類光電成像系統和光電成像系統的性能評價分析方法等內容。

目錄

第1章 緒論 (1)

1.1 關於光電成像技術 (1)

1.1.1 光電成像技術對人眼視見光譜域

的拓展 (2)

1.1.2 光電成像技術的套用領域 (4)

1.2 人眼的視覺特性與模型 (6)

1.2.1 人眼的構造 (6)

1.2.2 人眼的視覺特性 (7)

1.3 圖像與實現圖像的必需環節 (12)

1.3.1 圖像及其物理表述 (12)

1.3.2 圖像的解析與量化 (13)

1.3.3 實現圖像的必需環節 (13)

1.4 光電成像的特性 (14)

1.4.1 光電成像轉換特性 (14)

1.4.2 光電成像的時間特性 (15)

1.4.3 光電成像的噪聲特性 (17)

1.4.4 光電成像的圖像分辨特性 (28)

習題與思考題 (30)

第2章 電子束掃描成像技術 (31)

2.1 攝像管工作原理 (31)

2.1.1 攝像管的結構 (31)

2.1.2 攝像管工作原理 (31)

2.2 攝像管的分類 (35)

2.2.1 光電導型攝像器件 (35)

2.2.2 光電發射型攝像器件 (40)

2.3 攝像管的性能參數 (46)

2.3.1 攝像管的靈敏度 (46)

2.3.2 攝像管的惰性 (47)

2.3.3 攝像管的分辨力 (51)

2.3.4 攝像管的其他特性參數 (52)

2.4 熱釋電攝像管 (53)

2.4.1 熱釋電效應與熱釋電攝像管 (53)

2.4.2 熱釋電靶電荷圖像的形成

與讀出 (57)

2.4.3 熱釋電攝像管工作的特點 (59)

2.5 攝像管的電子槍 (60)

2.5.1 電子槍的結構與分類 (60)

2.5.2 電子槍工作原理 (61)

2.5.3 交疊點空間電荷效應與層流槍 (62)

2.5.4 電子槍中的準直透鏡 (63)

習題和思考題 (64)

第3章 電子光學聚焦成像技術 (65)

3.1 像管成像的物理過程 (65)

3.1.1 輻射圖像的光電轉換 (65)

3.1.2 電子圖像的能量增強 (66)

3.1.3 電子圖像的發光顯示 (66)

3.2 像管的結構、分類與製造 (67)

3.2.1 像增強器(一代像增強器) (67)

3.2.2 帶有微通道板的像增強器 (69)

3.2.3 負電子親和勢光陰極像增強器 (70)

3.2.4 紅外變像管、紫外變像管、X射線

變像管和γ射線變像管 (70)

3.2.5 像管的製造 (71)

3.3 像管的性能參數 (71)

3.3.1 光譜回響特性 (72)

3.3.2 增益特性 (72)

3.3.3 背景特性 (74)

3.3.4 成像特性 (75)

3.4 輻射圖像的光電轉換 (77)

3.4.1 光電子發射的基本理論 (77)

3.4.2 典型實用光陰極 (84)

3.4.3 光電發射的極限電流密度 (92)

3.4.4 光陰極面發射電子過渡過程的

分析 (93)

3.5 電子圖像的成像理論 (95)

3.5.1 電子光學基礎 (95)

3.5.2 旋轉對稱場中的場方程 (96)

3.5.3 靜電磁場中帶電粒子的運動 (98)

3.5.4 旋轉對稱電子光學系統的成像 (102)

3.5.5 普遍情況下電子光學系統的

折射率 (103)

3.5.6 電子透鏡 (105)

3.5.7 典型電子光學系統分析 (109)

3.6 電子圖像的發光顯示 (112)

3.6.1 螢光層發光理論基礎 (112)

3.6.2 螢光屏發光衰減過程分析 (114)

3.6.3 典型螢光屏發光機理 (116)

3.7 光學圖像的傳像與電子圖像的倍增 (118)

3.7.1 光學纖維面板 (118)

3.7.2 微通道板 (120)

3.8 像管的小型化直流高壓電源 (129)

3.8.1 直流高壓電源工作原理 (130)

3.8.2 倍壓整流電路 (130)

3.8.3 自動亮度控制電路 (130)

3.8.4 直流選通高壓電源 (131)

3.8.5 自動快門電路 (132)

習題和思考題 (132)

第4章 電子驅動自掃描成像技術(1) (134)

4.1 固體成像器件的發展 (134)

4.2 MOS電容器的電荷存儲、耦合與

轉移 (135)

4.2.1 穩態下的MOS電容器 (135)

4.2.2 非穩態下的MOS電容器(MOS

電容器的電荷存儲原理) (138)

4.2.3 MOS電容器系統的實際開啟

電壓 (140)

4.2.4 CCD的電荷耦合與傳輸原理 (143)

4.3 CCD的結構及其物理性能分析 (144)

4.3.1 CCD的結構 (144)

4.3.2 CCD的物理性能 (151)

4.4 CCD成像原理 (166)

4.4.1 線陣CCD成像原理 (166)

4.4.2 面陣CCD成像原理 (168)

4.5 特殊CCD成像器件 (169)

4.5.1 增強型CCD(ICCD) (169)

4.5.2 電子轟擊型CCD(EBCCD) (170)

4.5.3 電子倍增CCD (Electron-Multiplying

CCD，EMCCD) (171)

4.5.4 其他異型CCD (172)

4.6 CMOS成像原理 (174)

4.6.1 CMOS器件的結構 (174)

4.6.2 CMOS器件的圖像讀出與

成像 (174)

4.6.3 CMOS圖像感測器像元 (175)

4.6.4 CMOS器件的不足與改進 (178)

4.6.5 Pixim的DPS成像技術 (178)

4.6.6 CMOS與CCD圖像感測器

的比較 (180)

4.6.7 其他CMOS成像器件 (181)

4.7 紫外焦平面成像器件 (182)

4.7.1 塗敷變頻膜的固體紫外探測器 (183)

4.7.2 基於寬頻半導體材料的紫外焦

平面成像器件 (183)

4.8 近紅外及短波紅外焦平面成像器件 (185)

4.9 固體成像器件的性能參數 (185)

4.9.1 固體成像器件的光電轉換特性 (186)

4.9.2 固體成像器件的噪聲特性 (188)

4.9.3 固體成像器件的成像特性 (188)

習題與思考題 (190)

第5章 電子驅動自掃描成像技術(2) (191)

5.1 紅外探測器的分類與性能 (191)

5.1.1 熱探測器 (191)

5.1.2 光子探測器(光電探測器) (192)

5.2 紅外探測器的工作條件和性能參數 (194)

5.2.1 紅外探測器的工作條件與要求 (194)

5.2.2 紅外探測器的性能參數 (195)

5.3 紅外焦平面探測器技術

(紅外CCD) (197)

5.3.1 紅外焦平面成像器件的構成 (198)

5.3.2 單片式IR-CCD (199)

5.3.3 混合式IR-CCD (205)

5.3.4 Z平面紅外焦平面探測器 (208)

5.3.5 紅外焦平面探測器製作工藝 (208)

5.4 光電導型紅外探測器理論分析 (210)

5.4.1 光電導探測器的分類和基本

關係 (210)

5.4.2 本徵光電導探測器的性能分析 (212)

5.4.3 非本徵光電導探測器的性能

分析 (218)

5.4.4 SPRITE探測器 (221)

5.4.5 光電導探測器材料與工作模式 (227)

5.5 光伏型紅外探測器理論分析 (229)

5.5.1 光伏探測器的回響度 (230)

5.5.2 光伏型探測器工作方式分析 (231)

5.5.3 光伏型探測器材料與工作模式 (236)

5.6 量子阱與量子點紅外探測器 (237)

5.6.1 量子阱紅外探測器 (237)

5.6.2 量子點紅外探測器 (241)

5.7 非製冷紅外焦平面探測器 (242)

5.7.1 熱釋電探測器 (243)

5.7.2 微測輻射熱計 (249)

5.7.3 其他熱電型非製冷焦平面陣列 (253)

5.7.4 非製冷焦平面技術分析 (254)

5.8 基於光學讀出的紅外熱成像技術 (254)

5.8.1 基於MEMS微懸臂樑的紅外

熱成像技術 (255)

5.8.2 基於熱光閥的紅外熱成像技術 (259)

習題與思考題 (261)

第6章 光機掃描成像技術 (262)

6.1 光機掃描成像的基本參數 (262)

6.2 光機掃描系統 (264)

6.2.1 基本掃描方式 (264)

6.2.2 光機掃描器 (265)

6.2.3 幾種常用的光機掃描方案 (271)

6.2.4 前置望遠系統和中繼透鏡組 (272)

6.3 光機掃描成像信號處理與顯示 (272)

6.3.1 光機掃描的成像方式 (272)

6.3.2 光機掃描的信號處理與顯示 (274)

6.4 紅外熱成像系統中的微掃描技術 (278)

6.4.1 提高解析度的微掃描原理 (278)

6.4.2 微掃描分類 (279)

6.4.3 微掃描的工作模式 (280)

6.4.4 微掃描系統 (280)

6.4.5 微掃描系統的套用 (281)

習題與思考題 (282)

第7章 電視體制、攝像系統與圖像

顯示 (283)

7.1 電視的體制與圖像傳送原理 (283)

7.1.1 圖像與圖像的傳送 (283)

7.1.2 圖像的解析與合成——掃描 (284)

7.1.3 全電視信號 (286)

7.1.4 電視圖像的特點 (288)

7.1.5 彩色全電視信號 (290)

7.2 電視攝像系統 (291)

7.2.1 攝像機的組成與種類 (291)

7.2.2 攝像機的基本參數 (292)

7.2.3 攝像機的光學成像系統 (293)

7.2.4 攝像機成像感測器晶片 (295)

7.2.5 攝像機的輸出接口 (296)

7.3 典型成像系統 (300)

7.3.1 線陣CCD成像系統 (300)

7.3.2 面陣成像系統 (302)

7.3.3 成像光譜系統 (306)

7.4 微光成像系統(微光電視) (308)

7.4.1 微光攝像器件及其性能 (309)

7.4.2 微光電視的發展及套用 (314)

7.4.3 成像光子計數探測系統 (315)

7.5 電視信號的傳送與接收 (316)

7.5.1 視頻處理放大器 (316)

7.5.2 模擬視頻信號的頻譜及復用 (317)

7.5.3 視頻正交平衡調幅 (318)

7.5.4 電視信號的傳輸、發射與

接收 (318)

7.6 電視顯示器件及顯示工作原理 (319)

7.6.1 CRT (320)

7.6.2 LCD (320)

7.6.3 PDP (321)

7.6.4 OLED顯示器 (322)

7.6.5 雷射顯示 (324)

7.7 電視顯示器的性能 (326)

7.8 高清晰度電視和數位電視 (327)

習題與思考題 (328)

第8章 微光成像系統 (329)

8.1 微光成像系統的分類與構成 (329)

8.1.1 主動微光夜視系統 (329)

8.1.2 被動微光夜視系統 (330)

8.2 主動微光成像的輔助照明系統 (331)

8.2.1 輔助照明系統基本要求 (331)

8.2.2 典型照明系統組成與分析 (331)

8.3 微光夜視系統的光學系統 (334)

8.3.1 光學系統基本要求 (334)

8.3.2 典型微光夜視光學系統

及其分析 (335)

8.4 微光成像系統性能分析 (339)

8.4.1 微光成像系統參數對成像性能

的影響 (339)

8.4.2 微光成像系統總體設計分析 (342)

8.5 選通成像技術及其套用 (347)

8.5.1 大氣後向散射和選通原理 (347)

8.5.2 選通成像基本原理 (348)

8.5.3 選通成像技術的套用 (349)

習題與思考題 (349)

第9章 紅外熱成像系統 (351)

9.1 紅外熱成像系統的構成 (351)

9.2 紅外熱成像系統的光學系統 (352)

9.2.1 紅外熱成像對光學系統的要求 (352)

9.2.2 紅外熱成像光學系統性能參數 (353)

9.2.3 典型紅外熱成像光學系統及其

分析 (356)

9.3 紅外熱成像系統中的製冷技術與

製冷器 (360)

9.3.1 製冷原理及其分類 (360)

9.3.2 典型紅外熱成像系統製冷器 (361)

9.4 紅外熱成像系統的性能參數 (365)

9.4.1 紅外熱成像系統光譜回響特性 (365)

9.4.2 紅外熱成像系統的噪聲 (365)

9.4.3 紅外熱成像系統的時間回響 (367)

9.4.4 紅外熱成像系統的空間分辨特性

與溫度分辨特性 (368)

9.5 紅外熱成像系統總體設計分析 (370)

9.5.1 紅外熱成像系統總體設計 (370)

9.5.2 典型紅外熱成像系統設計分析 (372)

習題與思考題 (376)

第10章 光電成像過程影響因素與作用

距離預測 (378)

10.1 光電成像系統成像過程分析 (378)

10.1.1 光電成像系統組成 (378)

10.1.2 光電成像過程不同環節對成像

質量的影響 (378)

10.2 景物的反射與輻射特性 (379)

10.2.1 典型人工目標的輻射特性 (380)

10.2.2 典型自然景物的反射與輻射

特性 (382)

10.3 大氣傳輸對成像過程的影響 (385)

10.3.1 大氣的構成 (385)

10.3.2 大氣消光現象及其理論分析 (389)

10.3.3 大氣消光對光電成像系統性能

的影響 (396)

10.4 基於人眼信噪比的圖像探測理論與

圖像探測方程 (397)

10.4.1 圖像的信噪比 (398)

10.4.2 光電成像系統的圖像探測

方程 (399)

10.4.3 圖像探測方程的其他表達形式 (402)

10.5 目標探測與識別理論 (403)

10.5.1 目標探測與識別的基本理論

模型 (404)

10.5.2 詹森準則及其套用 (408)

10.5.3 詹森準則的改進 (410)

10.6 微光成像系統作用距離預測模型

與方法 (414)

10.6.1 微光成像系統作用距離模型 (414)

10.6.2 微光成像系統作用距離的

預測 (415)

10.6.3 微光電視成像系統作用距離

的預測 (416)

10.7 紅外熱成像系統作用距離預測模型

與方法 (417)

10.7.1 紅外成像系統作用距離模型 (418)

10.7.2 紅外熱成像系統作用距離

預測 (419)

10.7.3 紅外熱成像系統作用距離預測

的修正 (420)

習題與思考題 (422)

參考文獻 (439)