光机电系统设计与制作

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作者:黄君伟著

出版社:五南图书

出版年:2018

出版地:台北市

格式:PDF

ISBN:978-957-11-9949-8 ; 957-11-9949-4

内容简介
本书原是台湾大学光学设计和工程,光机电设计和制作之授课内容,在过去十年课程已有将近200位台大学生使用过。本书参考多本国际知名作者光机电习用参考书,经过多次编绎及修订,并整合作者之专利,累积之著作,及作者上课讲义而编成;盼此书成印能让更多学子得益处,期许可提升国内光机电知识,软体操作及测试和制造能力。

作者简介
 
黄君伟 Jiun-Woei Huang, Ph. D.
 
现任
国防部中山科学院技正和副研究员/台湾大学应力所兼任副教授,主要教授课程:光学设计和制作,及光机电设计和制造。
 
学历:
国立台湾师范大学物理系获得理学士(1973/8 至 1977/7);
国立台湾师范大学物理研究所硕士(1978/8 至 1981/7) ;
美国德州基督徒大学物理和天文所博士(1985/1至 1990/5) 。
 
经历:
中原大学担任物理系讲师:教授大二电磁学及大三近代物理实验3年(1981/8 至 1984/12)
 
美国德州基督徒大学研究助理:红外能谱理论计算,电子顺磁共振仪控程式设计及系统制作,及低温红外富氏光谱学研究(1985/1至 1990/5)
 
美国科罗拉多州立大学光雷达实验室博士后研究员:量测介面之程式撰写及1.2米反射光学设计及制(1990/5 至1991 /8)
 
中央研究院博士后研究员:电子顺磁共振的理论计算(1991/8 至 1992/1)
 
中山科学院技正:光学设计,光电系统,光纤通讯及高精度光纤陀螺仪之设计和制作(1992/1-)

  • 第一篇 光机电基本原理(第25页)
  • I. 光学系统原理(第27页)
  • 第一章 基本光学简介(第28页)
  • 1.1 光线光学及物理性质(第31页)
  • 1.2 波光学理论及物理性质(第33页)
  • 1.3 电磁及晶体光学(第42页)
  • 1.4 量子光学理论及应用(第43页)
  • 1.5 光学理论在光机电上的应用(第44页)
  • 第二章 光学成像原理(第45页)
  • 2.1 一阶光学成像原理(第45页)
  • 2.2 物像位置与大小初步估算(第47页)
  • 2.3 光线在镜面介面的路径计算(第52页)
  • 2.4 光线追迹计算参数(第59页)
  • 2.5 系统组装机构的光学参数计算(第67页)
  • 第三章 镜面和棱镜(第77页)
  • 3.1 镜面与棱镜原理(第77页)
  • 3.2 分光棱镜(第79页)
  • 3.3 系统用棱镜(第92页)
  • 3.4 棱镜与反射系统的设计(第104页)
  • 3.5 反射镜(第108页)
  • 3.6 制造微误分析(第110页)
  • 第四章 光学系统的要件(第113页)
  • 4.1 光瞳与光栏(第113页)
  • 4.2 光晕和光晕系数(第116页)
  • 4.3 远心光栏(第117页)
  • 4.4 平滑孔径、冷却孔径、反射板(第120页)
  • 4.5 光栏的绕射影响(第123页)
  • 4.6 焦深和景深(第128页)
  • 4.7 高斯光束之绕射(第131页)
  • 4.8 傅立叶转换透镜与空间滤波器(第134页)
  • II. 照明原理(第137页)
  • 第五章 光源(第138页)
  • 5.1 黑体辐射(第138页)
  • 5.2 发光二极体(第144页)
  • 5.3 雷射二极体(第147页)
  • 5.4 雷射半导体激发固态雷射(第148页)
  • 第六章 辐射和光度(第151页)
  • 6.1 光度学(第151页)
  • 6.3 光的强度(第155页)
  • 6.2 辐射量度和光度(第155页)
  • 6.4 辐射率和Lambert定律(第156页)
  • 6.5 半球面上之辐射(第157页)
  • 6.6 发散光源之辐照度(第158页)
  • 6.7 辐射计量学之成像:辐射率恒定关系(第160页)
  • 6.8 辐射参数和照明参数比较表(第164页)
  • III. 光电转换(第167页)
  • 第七章 光电效应及其他相关应用(第168页)
  • 7.1 光电物理现象(第168页)
  • 7.2 一维的接收系统──光接收器(第169页)
  • 7.3 二维接收器CCD(第171页)
  • 7.4 影像感测器的发展(第176页)
  • IV. 机电整合(第179页)
  • 8.3 动力机械──步进马达(第180页)
  • 第八章 机电结构(第180页)
  • 8.1 机械结构(第180页)
  • 8.2 储能装置(第180页)
  • 8.4 马达的应用(第184页)
  • 第九章 光机电应用实例──数位相机(第187页)
  • 9.1 数位相机的起源(第187页)
  • 9.3 数位相机与传统相机的比较(第188页)
  • 9.2 数位相机工作原理(第188页)
  • 9.4 数位相机的光学(第190页)
  • 9.5 CCD和镜头尺寸的匹配(第193页)
  • 9.6 智慧型手机(第194页)
  • 第二篇 光机电设计原则(第197页)
  • I. 光学设计原则(第199页)
  • 第十章 光学计算(第200页)
  • 10.1 光线路径的计算方法(第200页)
  • 10.2 光学设计程式的实际步骤(第218页)
  • 10.3 自动化设计(第220页)
  • 10.4 设计参数的实际考虑(第221页)
  • 第十一章 像差(第225页)
  • 11.1 像差理论(第225页)
  • 11.2 像差的计算(第249页)
  • 11.3 影响像差的因素(第265页)
  • 11.4 波前光程差的计算(第284页)
  • 11.5 主要像差的调整(第293页)
  • 第十二章 成像评估(第299页)
  • 12.1 像差公差量(第300页)
  • 12.2 成像能量分布(几何)(第305页)
  • 12.3 点和线的展开函数(第306页)
  • 12.4 调制传递函数(第307页)
  • 12.5 制作误差及公差(第328页)
  • 第十三章 一般光学系统设计原则(第343页)
  • 13.1 设计基本步骤(第343页)
  • 13.2 单镜组设计(第344页)
  • 13.3 双合镜组(第347页)
  • 13.4 三合镜组的无像散透镜(第356页)
  • 13.5 绕射光学设计原则(第361页)
  • 第十四章 特定目的光学系统设计(第369页)
  • 14.1 望远镜,无限聚焦系统(第369页)
  • 14.2 显微镜(第389页)
  • 14.3 摄影镜组(第397页)
  • 14.4 聚光器系统(第413页)
  • 14.5 反射系统(第415页)
  • 14.6 镜组公差值评估(第431页)
  • 第十五章 光学和照明系统实例(第437页)
  • 15.1 测距仪(第437页)
  • 15.2 辐射计和探测器光学(第440页)
  • 15.3 光纤光学(第446页)
  • 15.4 折射率渐变光纤(第450页)
  • 15.5 歪像的系统(第451页)
  • 15.6 变焦(变动焦距)系统(第455页)
  • 15.7 照明装置(第459页)
  • II. 光学机械设计原则(第465页)
  • 第十六章 光机电系统的环境和材料(第466页)
  • 16.1 光机电重要案例──哈伯望远镜(第466页)
  • 16.2 环境物理因素(第469页)
  • 16.3 材料重要机械特性参数(第474页)
  • 16.4 一个实际的光机电系统的考虑因素(第477页)
  • 第十七章 光学材料(第479页)
  • 17.1 光学材料的物理特性:反射、吸收、散布(第479页)
  • 17.2 玻璃材料(第484页)
  • 17.3 塑胶光学材料(第486页)
  • 17.4 晶体光学材料(第489页)
  • 17.5 金属材料(第491页)
  • 第十八章 光学机械设计原则(第493页)
  • 18.1 光机偏差量(第493页)
  • 18.2 光学元件误差的原因及改善方法(第495页)
  • 18.3 单镜组光机的设计(第498页)
  • 18.4 复镜组光机设计(第501页)
  • 18.5 光机和光学元件之间介面与应力的关系(第502页)
  • 18.6 抗温度变化之光学机械设计(第506页)
  • 18.7 棱镜组的架罝(第510页)
  • 18.7 光学元件在光机之校正方法(第511页)
  • 18.8 光机制图(第511页)
  • 第十九章 大型镜组(第515页)
  • 19.1 垂直大型镜组(第517页)
  • 19.2 水平大型镜组(第519页)
  • 19.3 动态大型镜组(第522页)
  • 19.4 金属大型镜组(第524页)
  • 19.5 大型镜组之减重方式(第525页)
  • III. 电子和电机设计原则(第527页)
  • 第二十章 电路设计(第528页)
  • 20.1 类比电路(第528页)
  • 20.2 数位电路(第529页)
  • 20.3 处理器电路(第530页)
  • 20.4 输出介面电路(第531页)
  • 20.5 马达设计超微小型步进马达的设计(第532页)
  • IV. 整合设计原则(第535页)
  • 第二十一章 系统工程(第536页)
  • 21.1 系统工程程序的七个阶段(第536页)
  • 21.2 系统工程管理(第539页)
  • 21.3 光机电的系统工程(第541页)
  • 21.4 生产理论(第542页)
  • 第二十二章 光机电的极佳化理论(第545页)
  • 22.1 Lagrange Multiplier原理(第545页)
  • 22.2 Lagrange方程式原理(第548页)
  • 22.3 Lagrange Equation实例(第549页)
  • 第二十三章 控制理论(第551页)
  • 23.1 控制系统之定义(第551页)
  • 23.2 控制系统的主要机构(第552页)
  • 23.3 回授控制系统的分类(第552页)
  • 23.4 控制材料与方法(第553页)
  • 23.5 控制理论分析(第555页)
  • 23.6 控制系统建立(第556页)
  • 第三篇 光机电软体应用(第559页)
  • I. 规格的厘定(第561页)
  • 第二十四章 各种规格(第562页)
  • 24.1 光学系统规格(第562页)
  • 24.2 规格的确定(第565页)
  • 24.3 规格厘订时的要点(第566页)
  • II. 设计软体应用(第569页)
  • 第二十五章 光学设计软体(第570页)
  • 25.1 规格的厘定(第571页)
  • 25.2 实例应用(第578页)
  • 第二十六章 照明设计软体(第595页)
  • 26.2 设计实例──汽车车灯(第598页)
  • 26.3 LED背光板(第607页)
  • 第二十七章 机械软体(第617页)
  • 27.1 操作步骤(第619页)
  • 27.2 设计实例──单一相同零件组成一中空四方体的方法(第620页)
  • 27.3 相机机构简易设计(第629页)
  • 第二十八章 电路设计软体(第633页)
  • 28.1 电路设计程式操作步骤(第633页)
  • 28.2 基本操作介面与档案架构(第635页)
  • 28.3 实作范例──简单稳压电路图(第644页)
  • 第二十九章 控制软硬体(第651页)
  • 29.1 8051晶片(第651页)
  • 29.2 8051 UART的工作方式(第652页)
  • 29.3 马达控制实例(第653页)
  • 第三十章 光机电整合软体(第657页)
  • 30.1 简介(第657页)
  • 30.2 Lab VIEW 2011子程式的内容(第657页)
  • 30.3 关键操作手续(第658页)
  • 30.4 基本操作实例(第659页)
  • 30.5 操作实例──影像摄取(第667页)
  • 第四篇 制作和测试(第675页)
  • I. 光学制作(第677页)
  • 第三十一章 光学元件制作(第678页)
  • 31.1 胚料(第678页)
  • 31.2 初胚塑造(第679页)
  • 31.3 研抛固装(第679页)
  • 31.4 抛光(第681页)
  • 31.5 精密抛光(第682页)
  • 31.6 对心(第683页)
  • 31.7 高速处理(第684页)
  • 31.8 非球面制作(第685页)
  • 31.9 Single-point钻石轮磨机(第686页)
  • 31.10 塑胶镜制作(第687页)
  • 31.11 反射镜(第688页)
  • 31.12 吸收滤波器(第690页)
  • 31.13 散射材料和投射萤幕(第693页)
  • 31.14 极化材料(第696页)
  • 31.15 准星(第697页)
  • 31.16 光学胶和液体(第699页)
  • 31.17 镀膜技术──非导电性反射和干涉滤波器(第700页)
  • II. 光学元件量测(第707页)
  • 第三十二章 眼睛(第708页)
  • 32.1 人眼功能(第708页)
  • 32.2 眼睛的结构(第708页)
  • 32.3 眼睛的特性(第711页)
  • 32.4 眼睛的缺点(第718页)
  • 第三十三章 光学元件参数量测手续(第723页)
  • 33.1 透镜测试座(第723页)
  • 33.2 高解析度之势位式干涉仪分析非球面之表面轮廓(第737页)
  • 33.3 光学系统量测──MTF原理和应用(第742页)
  • III. 电路制作(第761页)
  • 第三十四章 电路及相关介面制作(第762页)
  • 34.1 印刷电路板种类(第762页)
  • 34.3 压合(第763页)
  • 34.4 钻孔(第763页)
  • 34.2 内层线路(第763页)
  • 34.5 一次铜(第764页)
  • 34.6 二次铜(第764页)
  • 34.7 防焊绿漆(第764页)
  • 34.8 文字印刷(第765页)
  • 34.9 接点加工(第765页)
  • 34.10 成型切割(第765页)
  • 34.11 终检包装(第766页)
  • IV. 机械制作(第767页)
  • 第三十五章 机械制作方法(第768页)
  • 35.1 铸造技术(第768页)
  • 35.2 金属切削技术(第768页)
  • 35.3 传统机械技术(第769页)
  • 35.4 焊接与接合技术(第769页)
  • 35.5 金属热作用技术(第769页)
  • 35.6 金属冷作用技术(第770页)
  • 35.7 塑胶材料与技术(第770页)
  • 35.8 非传统加工与超精密技术(第770页)
  • 第五篇 系统整合实例应用(第773页)
  • 36.1 单眼相机基本构造(第775页)
  • 第三十六章 数位单眼照像机(第775页)
  • 36.2 数位影像建立(第778页)
  • 37.1 前言与背景(第781页)
  • 37.2 背光模组简介(第781页)
  • 第三十七章 背光模组为液晶显示器面板(第781页)
  • 37.3 背光模组之关键零组件(第784页)
  • 37.4 参数模拟与优化结果(第787页)
  • 37.5 模拟结果分析(第792页)
  • 38.1 设计目标(第795页)
  • 第三十八章 投影机的模拟和设计(第795页)
  • 38.2 设计原理(第796页)
  • 38.3 系统设计构想(第798页)
  • 38.4 设计评估(第826页)
  • 39.1 系统架构(第827页)
  • 第三十九章 共光路系统设计(第827页)
  • 39.2 系统主要元件(第829页)
  • 39.3 系统功能(第829页)
  • 39.4 效益(第829页)
  • 第六篇 未来发展(第831页)
  • 40.1 已有光电产业的更新(第833页)
  • 第四十章 光机电产业趋势(第833页)
  • 40.2 机器人化(第840页)
  • 40.3 光机电驱动人工器官(第841页)
  • 40.4 绿能设计(第841页)
  • 40.5 整合性的光机电软体(第842页)
  • 40.6 工业4.0、物联网和大数据(第843页)
  • 40.7 虚拟实境和扩张实境(第845页)
  • 40.8 总结(第847页)
  • 名词中英对照(第849页)