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《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 英文名称：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）