无处不在的眼睛——光电子成像器件漫谈

光电子成像器件是光电子成像技术的关键和核心部件，是信息技术的重要组成部分。这项技术涉及人们日常生活中接触到的各类不同的电子产品，如数码相机、手机相机、条形码、视频监控、电视遥控器、安检设备、电子内窥镜、机器人、人脸识别等。让我们跟随南京大学著名教授的步伐，看一看光电子成像器件如何在各行各业大显身手。

当今世界是高度信息化的世界，人类生活中随处可见光电子成像的身影。光电子成像突破了人类自身的视觉局限，大幅拓展了可见光、微光、红外线、紫外线、X射线的成像视阈，为国防、公安、医疗、科研、教学、工业生产、人类生活创造了无限可能。本书作为介绍光电子成像技术与器件的科普读物，作者已一条主线贯穿全书，以贴近生活的叙述，引领读者领略光电子成像技术与器件的原理、结构、特性及应用。读者可以看到，光电子成像以数码相机、智能手机、夜视仪、医疗窥镜、遥感、条形码识读器、监控摄像等形态，时刻贴近人们的生活，为人类服务。本书通俗易懂、深入浅出，图文并茂的方式、精心设计的版面，都能呈现给读者舒适的阅读体验。

沙振舜，南京大学物理学院教授，从事等离子体实验教学与研究多年，编写过包含等离子体实验的大学教材，也研制过等离子放电管和等离子体实验组合仪，供国内院校开设实验使用。主编或参编30余部著作，诸如：《近代物理实验》《物理实验史话》《最美丽的十大物理实验》等，发表论文70余篇。其中《近代物理实验》一书曾获国家教委二等奖。科普作品《等离子体自传（第二版）》入选苏版好书、江苏省科学技术奖、南京图书馆陶风图书奖。

目 录

第1章 从电视摄像谈起

第2章 初识CCD

第3章 参观半导体研究所

第4章 CMOS后来居上

第5章 不可见光成像器件

第6章 数码相机与智能手机

第7章 游国防园

第8章 CCD用于医疗设备

第9章 CCD与遥感

第10章 黑暗中的眼睛

第11章 条形码识读器

第12章 CCD在实验中大显身手

第13章 线阵CCD用于光谱探测

第14章 单光子计数成像

第15章 CCD与天文观测

第16章 无处不在的眼睛

第17章 机器人的眼睛

第18章 光电成像的回顾与展望

参考文献

读者朋友，当你静静地坐着看电视时，你可曾想过电视的图像是怎么摄制的？众所周知，电视节目是用摄像机拍摄的。摄像机拍下景物并转换成电信号后，经过发射和接收，再由电视机的显像管播放出来。在摄像机中，核心部件是摄像管，也就是本书要讲的光电成像器件。

摄像管是光电成像器件家族的一员，也算是位老前辈。光电成像器件家族是名门望族，历史悠久、发展迅速、成员众多，让我们来看看它们的家谱吧！这个家族的一个分支是摄像器件，另一分支是图像显示器件，此外还有微光成像器件、红外热成像器件等特种成像器件分支。摄像器件可以分为两大类，即真空摄像器件和固体摄像器件。其中真空摄像器件是指真空电子摄像管，是传统的摄像器件；而固体摄像器件（例如，CCD、CMOS，这两种器件下一章再介绍）则是半导体摄像器件，虽是晚辈，却是后起之秀。真空摄像器件，其实就是一个内置光电成像元件的真空管，如果管内除了成像元件外，还包含扫描机构，则称为摄像管，否则称为像管，像管包括变像管和像增强器。变像管的主要功能是将不可见光（辐射）转换成可见光图像，也就是说，它的作用是完成图像的电磁波谱转换。像增强器的主要功能是光强变换，即将微弱到人眼无法感知的图像增强到可以直接观察的图像。这些器件在实际应用中各显神通，大显身手。

读者朋友，听到这么多专业名词，有点蒙吧？不要急，在本书后面各章中，会陆续介绍。