光电传感器应用技术

索书号 TP21/W318

本书系统地介绍了各种光电传感器的基本原理、特性、发展趋势与应用等。内容以单元光电器件与集成光电器件为主线展开，突出外特性与应用问题，特别注重光电成像，图像、图形检测与分析等技术的讲授。光电信息变换、光电信号的数据采集与计算机接口技术是本书的核心，光电技术的新发展和新应用实例是本书的创新之处。

前言
第1章光电传感器技术基础1
11光辐射的度量1
111与辐射源有关的参数2
112与接收器有关的参数5
113辐射源的光谱辐射分布6
114量子流速率7
12物体热辐射8
121黑体辐射定律8
122辐射体的分类10
13辐射度量参数与光度量参数的关系11
131人眼的光视效率11
132人眼的光谱光视效能12
133两种辐射体光视效能的计算14
14半导体对光的吸收15
141光吸收的一般规律15
142半导体对光的吸收16
15光电效应17
151内光电效应17
152光电发射效应21
思考题与习题123
第2章光源24
21光源的分类24
22钨丝灯26
221钨丝白炽灯26
222卤钨灯30
23气体放电灯31
231气体放电31
232氙灯33
24金属蒸气灯34
241水银蒸气灯34
242钠灯36
25半导体发光二极管光源36
251发光二极管的发光机理36
252发光强度-电流特性37
253发光光谱和发光效率38
26激光光源40
261激光的产生机理40
262氦-氖激光器42
263半导体激光器44
27光电传感器应用系统中光源与照度的匹配46
271光源的选择46
272照度匹配46
思考题与习题248
第3章光电导器件49
31光敏电阻的原理与结构49
311光敏电阻的基本原理49
312光敏电阻的基本结构49
313典型光敏电阻50
32光敏电阻的基本特性52
321光电特性52
322伏安特性53
323温度特性54
324时间响应54
325噪声特性56
326光谱响应57
33光敏电阻的偏置电路58
331基本偏置电路58
332恒流电路59
333恒压电路60
334举例61
34光敏电阻的应用实例62
341照明灯的光电控制电路63
342火焰探测报警器63
343照相机电子快门64
思考题与习题365
第4章光生伏特器件67
41硅光敏二极管67
411硅光敏二极管的工作原理67
412光敏二极管的基本特性68
42其他类型的光生伏特器件71
421PIN型光敏二极管71
422雪崩光敏二极管72
423硅光电池74
424光敏晶体管77
425色敏光生伏特器件81
426光伏器件组合器件83
427光电位置敏感器件88
43光生伏特器件的偏置电路92
431反向偏置电路93
432零伏偏置电路95
思考题与习题496
第5章光电发射器件98
51光电发射阴极98
511光电发射阴极的主要参数98
512光电阴极材料99
52真空光电管与光电倍增管的工作原理101
521真空光电管的原理101
522光电倍增管的原理101
53光电倍增管的基本特性103
531灵敏度103
532电流放大倍数104
533暗电流105
534噪声106
535伏安特性107
536线性108
537疲劳与衰老109
54光电倍增管的供电电路110
541电阻链分压型供电电路110
542末极的并联电容111
543电源电压的稳定度111
55光电倍增管的典型应用112
551光谱探测领域的应用113
552时间分辨荧光免疫分析中的应用114
思考题与习题5116
第6章红外与THz的探测117
61热辐射的一般规律117
611温度变化方程117
612热电器件的最小可探测功率118
62热敏电阻与热电堆119
621热敏电阻119
622热电偶探测器123
623热电堆探测器125
624热敏电阻的用途125
625典型热敏电阻简介126
63热释电器件127
631热释电器件的基本工作原理127
632热释电器件的电压灵敏度131
633热释电器件的噪声132
634响应时间133
635热释电探测器的阻抗特性133
636热释电器件的类型134
637典型热释电器件136
64红外与热辐射的探测技术137
65THz的探测技术138
651THz脉冲探测139
652THz连续波探测140
653THz单光子探测142
思考题与习题6143
第7章图像扫描与图像传感器145
71图像传感器基本原理145
711图像传感器的基本结构145
712单元光电器件扫描成像实例147
713图像传感器基本技术参数148
72图像的显示与电视制式150
721电视监视器的扫描150
722电视制式152
思考题与习题7153
第8章CCD光电图像传感器154
81电荷存储154
82电荷耦合156
83CCD电极结构157
831三相CCD的电极结构157
832二相CCD158
833四相CCD159
834体沟道CCD160
84电荷的注入和检测161
841光注入161
842电注入162
843电荷的检测163
85典型线阵CCD图像传感器164
851单沟道线阵CCD图像传感器164
852双沟道线阵CCD图像传感器170
853线阵CCD类型与发展174
86典型面阵CCD图像传感器175
861概述175
862典型帧转移型面阵CCD器件177
思考题与习题8186
第9章CMOS光电图像传感器187
91MOS与CMOS场效应晶体管187
911MOS场效应晶体管的基本结构187
912场效应晶体管的主要性能参数188
92CMOS图像传感器的原理与结构192
921CMOS图像传感器的组成192
922CMOS图像传感器的像敏单元结构193
923CMOS图像传感器的工作流程196
924CMOS图像传感器的辅助电路197
93CMOS图像传感器的特性参数202
94典型CMOS图像传感器207
941IBIS4　6600型CMOS图像传感器207
942IBIS5—B—1300型CMOS图像传感器209
943高速CMOS图像传感器212
95CMOS图像传感器的应用实例214
951IM28—SA型CMOS摄像机215
952MC1300高速CMOS摄像机217
思考题与习题9219
第10章彩色图像传感器与彩色数码相机概述220
101彩色线阵CCD图像传感器220
1011ILX522K器件220
1012TCD2252D器件222
102彩色面阵CCD图像传感器225
103彩色面阵CCD摄像机概述229
1031三管彩色面阵CCD摄像机230
1032两管彩色面阵CCD摄像机233
1033单管CCD彩色摄像机234
104彩色面阵CCD数码相机概述238
105彩色面阵CMOS数码相机概述241
思考题与习题10242
第11章光电传感器输出信号的数据采集244
111光电传感器信号的二值化处理244
1111单元光电信号的二值化处理244
1112序列光电信号二值化处理246
112光电信号二值化数据采集248
113光电信号的量化处理与A/D数据采集250
1131单元光电信号的量化处理250
1132单元光电信号A/D数据采集255
1133序列光电信号的量化处理257
1134序列光电信号的A/D数据采集与计算机接口260
114面阵CCD的数据采集与计算机接口263
1141基于PC总线的图像采集卡264
1142典型图像数据采集卡267
1143基于USB20的计算机接口275
1144基于嵌入式系统的CCD图像数据采集277
思考题与习题11278
第12章特种图像传感器280
121微光图像传感器280
1211微光图像传感器的发展概况280
1212微光电视摄像系统282
1213微光电视摄像系统观察距离的估算284
1214微光CCD摄像器件286
122红外CCD图像传感器295
1221主动红外电视摄像系统295
1222被动红外电视摄像系统297
123X射线CCD图像传感器299
1231X射线像增强器300
1232医用X射线电视CCD摄像系统302
1233工业用X射线光电检测系统303
思考题与习题12304
第13章光电传感器应用实例305
131光电传感器用于一维尺寸的测量305
1311玻璃管内、外径尺寸测量控制仪器的技术要求305
1312仪器的工作原理305
1313线阵CCD的选择306
1314光学系统设计307
1315外径、壁厚的检测电路309
1316微机数据采集接口312
1317讨论312
132CCD的拼接技术在尺寸测量系统中的应用312
1321CCD的机械拼接技术在尺寸测量中的应用312
1322线阵CCD的光学拼接314
133线阵CCD传感器用于二维位置的测量316
1331高精度二维位置测量系统316
1332光学系统误差分析318
134CCD在BGA管脚三维尺寸测量中的应用319
1341测量原理319
1342数学模型320
1343系统的标定321
1344BGA芯片测量实验322
135CCD图像传感器用于平板位置的检测323
1351平板位置检测的基本原理323
1352平板位置检测系统324
136利用线阵CCD非接触测量材料变形量的方法325
137激光光斑的尺寸测量系统328
1371激光光斑的尺寸测量原理329
1372系统的总体设计329
1373系统的基本组成及工作流程330
1374系统硬件设计331
1375系统软件设计331
138CCD图像传感器用于物体振动的非接触测量332
1381工作原理333
1382振动测量的硬件电路334
1383软件设计334
1384振动台测试实验结果335
139利用激光准直技术测量物体的直线度与同轴度335
1391激光准直测量原理335
1392不直度的测量337
1393不同轴度的测量337
1310光电信息变换技术在搜索、跟踪与制导中的应用338
13101搜索仪与跟踪仪338
13102激光制导340
13103红外跟踪制导341
1311CCD光电传感器用于ICP—AES光谱探测344
13111ICP—AES探测器的基本原理344
13112实验结果分析346
1312扫描成像技术在表面质量检测中的应用348
13121宽幅面物体表面质量的检测与分析348
13122汽车制动钳内凹槽表面质量的检测351
1313面阵CCD图像传感器用于钢板长宽尺寸测量系统352
1314医用电子内窥镜系统355
13141工作原理355
13142系统的设计356
13143CCD驱动、图像采集、编码电路357
13144内窥镜视频驱动亮度控制系统的研制358
13145电子内窥镜标准视频图像的畸变实时校正359
13146基于PCI总线的内窥镜图像实时采集系统359
13147电子内窥镜图像处理软件系统的设计360
思考题与习题13360
参考文献361