本书是智能CMOS图像传感器入门经典，深入浅出地介绍固态图像传感器的原理和像素结构，详细阐述各种新型智能CMOS图像传感器的架构和设计方法，简要介绍在信息通信技术（ICT）、化学、生物学以及医学等领域的智能应用实例。附录提供有关常数、照度、MOSFET特性和光学分辨率的一系列信息，包括智能材料、智能成像和应用的扩展。本书采用循序渐进的叙述方式，力求为读者带来对智能CMOS图像传感器关键技术的全面解读。
本书可作为高校集成电路、微电子、电子科学与技术等专业的本科生、研究生教材，也可供相关领域的科研人员、工程技术人员参考。

太田淳，分别于1981年、1983年和1992年在东京大学应用物理学专业获得学士、硕士和博士学位。从1983年起，在三菱电机集团工作。1992—1993年，在科罗拉多大学光电计算系统中心做访问学者。1998年被评为日本奈良科技学院材料科学研究院的副教授，2004年被评为教授。研究领域包括视觉芯片、CMOS图像传感器、人工视网膜技术、生物光子的LSI和集成光子器件。1992年获得日本电子情报通信学会的最佳论文奖。1996年获得市村奖，2001年获得日本国家发明奖，2007年获得丹羽高柳奖。日本应用物理学会、日本电子与通信工程研究所、日本图像信息与电视工程研究所、医学与生物工程学会日本分会、电子与电气工程师学会(IEEE)、美国光学学会等组织的成员。

第1章 绪论
1.1 综述
1.2 CMOS图像传感器简史
1.2.1 MOS图像传感器与CCD图像传感器的对比
1.2.2 像素内置放大器型固态传感器
1.2.3 如今的CMOS图像传感器
1.3 智能CMOS图像传感器简史
1.3.1 视觉芯片
1.3.2 CMOS工艺和智能CMOS图像传感器的发展
1.3.3 高性能的智能CMOS图像传感器
1.4 本书的内容安排
第2章 CMOS图像传感器基础
2.1 简介
2.2 光电探测器的基本原理
2.2.1 吸收系数
2.2.2 少数载流子的运动
2.2.3 灵敏度和量子效率
2.3 智能CMOS图像传感器中的光电探测器
2.3.1 PN结光电二极管
2.3.2 栅极感光传感器
2.3.3 光电晶体管
2.3.4 雪崩光电二极管
2.3.5 光电导探测器
2.4 光电二极管的累积模式
2.4.1 累积模式下的电势变化
2.4.2 电势分布
2.4.3 光电二极管中光生载流子的运动
2.5 基本像素结构
2.5.1 无源像素传感器
2.5.23 T有源像素传感器
2.5.34 T有源像素传感器
2.6 传感器的外设
2.6.1 寻址
2.6.2 读出电路
2.6.3 模数转换器
2.7 传感器的基本特性
2.7.1 噪声
2.7.2 动态范围
2.7.3 速度
2.8 色彩
2.8.1 片上彩色滤光片型
2.8.2 三成像传感器型
2.8.3 三色组合光源型
2.9 像素结构比较
2.10 CMOS图像传感器与CCD图像传感器的比较
第3章 智能结构和材料
3.1 简介
3.2 智能像素
3.2.1 模拟型像素
3.2.2 脉冲调制型像素
3.2.3 数字型像素
3.3 智能材料和结构
3.3.1 绝缘体上硅
3.3.2 扩展到近红外区
3.3.3 背照式CMOS图像传感器
3.3.4 三维集成
3.3.5 用于颜色识别的智能结构
3.4 智能CIS的专用像素阵列和光学元件
3.4.1 相位差检测自动对焦
3.4.2 全景成像
3.4.3 受生物学启发的图像传感器
3.4.4 光场相机
3.4.5 偏振成像
3.4.6 无透镜成像
第4章 智能成像
4.1 简介
4.2 高灵敏度
4.2.1 降低暗电流
4.2.2 差分APS
4.2.3 高转换增益像素
4.2.4 单光子雪崩二极管
4.2.5 列并行处理
4.3 高速度
4.3.1 概述
4.3.2 全局曝光
4.3.3 高速成像的列或像素并行处理
4.3.4 超高速
4.4 宽动态范围
4.4.1 概述
4.4.2 非线性响应
4.4.3 线性响应
4.5 解调
4.5.1 概述
4.5.2 相关法
4.5.3 双电荷积累区法
4.6 三维测距
4.6.1 概述
4.6.2 飞行时间
4.6.3 三角测距
第5章 应用
5.1 简介
5.2 信息与通信技术方面的应用
5.2.1 无线光通信
5.2.2 光学识别标签
5.3 化学工程方面的应用
5.3.1 旋光性成像
5.3.2 pH成像传感器
5.4 生物科学与生物技术方面的应用
5.4.1 附着型
5.4.2 片上型
5.4.3 植入型
5.5 医学方面的应用
5.5.1 胶囊型内窥镜
5.5.2 视网膜假体
参考文献
附录A 常量表
附录B 光照度
附录C 人眼和CMOS图像传感器
附录D 可见光和红外光的波长区域
附录E MOS电容的基本特性
附录F MOSFET的基本特征
附录G 光学格式和分辨率
附录H 本征光信号和体内窗口