《光电成像技术》课程教学大纲

光电成像技术课程教学大纲 课程代码0807708013 课程名称光电成像技术 英文名莉〈 Optical imaging technology 学 分2 总学时32 讲课学时32实验学时0上机学时0 课外学时32 适用对象光电信息、通信工程、电子信息专业及计算机通信专业的本科生 先修课程工程光学、信息光学、模拟电子技术、数字电子技术 学生自主学习时数建议32学时 一、课程性质、目的和任务 光电成像技术是光电信息科学与工程专业的一门的专业选修课课。本课程将介绍以 CCD和CMOS图像传感器为核心器件的光电成像系统的基本原理、技术、性能和应用领域。 通过本课程的教学使学生掌握光电成像技术的基本理论、光电成像系统进行分析和设计的基 本方法，培养学生分析问的题和解决问题的能力。 二、教学基本要求 了解光电成像技术的发展脉络，了解光源、人眼的视觉特性，理解图像显示器件，掌握 光电成像器件的基础理论和光电成像技术的基本原理，掌握各种光电成像系统的结构，并会 运用各子系统进行相应的设计。 三、教学内容 第一章绪论 1、教学内容 1 光电成像技术的产生及发展 2 光电成像技术的应用范畴 3 光电成像器件的分类 4 光电成像器件的特性 5 人眼的视觉特性 2、重点和难点 1 重点光电成像器件的特性，人眼的视觉特性 2 难点人眼的视觉特性 第二章辐射源及光源 1、教学内容 1 光辐射的度量及物体热辐射 2 半导体对光的吸收 3 光电效应 4 光电成像器件的特性 5 自然光源 6 半导体发光二极管LED光源 7 图像传感器应用系统中光源和照度的匹配 2、重点和难点 1 重点光辐射，光电成像器件的特性 2 难点图像传感器应用系统中光源和照度的匹配 第三章图像扫描与图像显示技术 1、教学内容 1 图像解析原理 2 图像的显示 3 图像显示器的分类 4 典型图像显示器 5 图像的格式 2、重点和难点 1 重点图像解析原理 2 难点图像像素点、显示器、人的视觉与图像格式的关系 第四章电荷耦合摄像器件的基本工作原理 1、教学内容 1 电荷存储 2 CCD的电极结构 3 电荷耦合 4 电荷的注入和检测 5 CCD的电荷转移过程 6 CCD的特性参数 2、重点和难点 1 重点CCD的特性参数 2 难点CCD的特性参数与实际应用之间的关系 第五章典型线阵CCD图像传感器 1、教学内容 1 典型单沟道线阵CCD 2 TCD1209D器件及其应用 2、重点和难点 1 重点理解TCD1209D器件的特性 2 难点TCD1209D设计电路 第六章典型面阵CCD 1、教学内容 1 DL32 型面阵 CCD 2 面阵CCD摄像器件的特性 3 MTV 2821 摄像机 4 CCD彩色摄像机 2、重点和难点 1 重点面阵CCD的特性及其工作过程 2 难点理解摄像机与成像之间的关系 第七章CMOS图像传感器 1、教学内容 1 MOS场效应管 2 CMOS成像器件的原理结构 3 CMOS图像传感器的性能指标 4 典型CMOS图像传感器 5 CMOS摄像机 2、重点和难点 1 重点CMOS图像传感器的工作原理与性能指标 2 难点理解和应用CMOS图像传感器 第八章视频信号处理与计算机 1、教学内容 1 CCD视频信号的二值化处理 2 CCD视频信号的量化处理 3 线阵CCD输出信号的数据采集与计算机接口 4 面阵CCD的数据采集与计算机 2、重点和难点 1 重点CCD视频信号的处理 2 难点如何应用计算机采集视频信号 第九章图像传感器的光学成像 1、教学内容 1 光学成像系统的基本计算公式 2 光学元件的成像特性 3 光学成像系统中的光阑 4 常用光电图像转换系统的成像特性 2、重点和难点 1 重点理解光学成像系统的工作过程 2 难点光、电、图像、显示与视觉特性的综合 第十章图像传感器的典型应用 1、教学内容 1 图像传感器用于一维尺寸的测量 2 线阵CCD图像传感器用于二维位置的测量 3 图像传感器在内窥镜摄像系统中的应用 4 CCD在BGA管脚三维尺寸测量中的应用 2、重点和难点 （1）重点理解图像传感器的应用 （2）难点启发学生创设新的应用领域 四、实践环节设计 （黑体，小4号字） 无 五、课外习题及课程讨论 （黑体，小4号字） 本课程的课外习题主要为教材课后习题。 六、教学方法与手段（黑体，小4号字） 本课程采用板书与多媒体课件结合的方式进行课堂教学。 七、各教学环节学时分配 （黑体，小4号字） 章节（或内容） 讲课 实验 上机 习题课 讨论课 自主学习 合计 绪论 2 2 辐射源及光源 2 4 6 图像扫描与图像显示技术 4 4 8 电荷耦合摄像器件的基本 工作原理 4 4 8 典型线阵CCD图像传感器 2 2 典型面阵CCD 4 4 8 CMOS图像传感器 4 4 8 视频信号处理与计算机 2 4 6 图像传感器的光学成像 4 4 8 图像传感器的典型应用 4 4 8 合计 32 32 64 字体为宋体，5号字，固定列宽，行高设为0.8cm （多行文字设为自动，即行高为最小 值）。 八、学生自主学习要求 学习教师未涉及其余较有价值部分。并根据要求自由成组讨论。 九、考核方式与成绩评定 1、本课程闭卷考试 2、总评成绩采用百分制，其中期末考试占60-70,平时作业及课堂表现占30-40 o 十、推荐教材和教学参考书（黑体，小4号字） 教材图像传感器应用技术，王庆有编著，电子工业出版社，2013年。 参考书 光电成像原理与技术，白廷柱编著，北京理工大学出版社，2006年 光电传感器应用技术，王庆有编著，机械工业出版社，2007年 现代光电子成像技术概论，向世明编著，北京理工大学出版社，2010年。 大纲制订人 大纲审定人 制订日期