智能CMOS圖像傳感器與應用（第2版）

本書是智能CMOS圖像傳感器入門經典，深入淺出地介紹固態圖像傳感器的原理和像素結構，詳細闡述各種新型智能CMOS圖像傳感器的架構和設計方法，簡要介紹在信息通信技術（ICT）、化學、生物學以及醫學等領域的智能應用實例。附錄提供有關常數、照度、MOSFET特性和光學分辨率的一系列信息，包括智能材料、智能成像和應用的擴展。本書採用循序漸進的敘述方式，力求為讀者帶來對智能CMOS圖像傳感器關鍵技術的全面解讀。 本書可作為高校集成電路、微電子、電子科學與技術等專業的本科生、研究生教材，也可供相關領域的科研人員、工程技術人員參考。

 

目錄

 

 

 

第1章緒論

 

1．1綜述

 

1．2CMOS圖像傳感器簡史

 

1．2．1MOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器的對比

 

1．2．2像素內置放大器型固態傳感器

 

1．2．3如今的CMOS圖像傳感器

 

1．3智能CMOS圖像傳感器簡史

 

1．3．1視覺芯片

 

1．3．2CMOS工藝和智能CMOS圖像傳感器的發展

 

1．3．3高性能的智能CMOS圖像傳感器

 

1．4本書的內容安排

 

第2章CMOS圖像傳感器基礎

 

2．1簡介

 

2．2光電探測器的基本原理

 

2．2．1吸收系數

 

2．2．2少數載流子的運動

 

2．2．3靈敏度和量子效率

 

2．3智能CMOS圖像傳感器中的光電探測器

 

2．3．1PN結光電二極管

 

2．3．2柵極感光傳感器

 

2．3．3光電晶體管

 

2．3．4雪崩光電二極管

 

2．3．5光電導探測器

 

2．4光電二極管的累積模式

 

2．4．1累積模式下的電勢變化

 

2．4．2電勢分佈

 

2．4．3光電二極管中光生載流子的運動

 

2．5基本像素結構

 

2．5．1無源像素傳感器

 

2．5．23T有源像素傳感器

 

2．5．34T有源像素傳感器

 

2．6傳感器的外設

 

2．6．1尋址

 

2．6．2讀出電路

 

2．6．3模數轉換器

 

2．7傳感器的基本特性

 

2．7．1噪聲

 

2．7．2動態範圍

 

2．7．3速度

 

2．8色彩

 

2．8．1片上彩色濾光片型

 

2．8．2三成像傳感器型

 

2．8．3三色組合光源型

 

2．9像素結構比較

 

2．10CMOS圖像傳感器與CCD圖像傳感器的比較

 

 

 

 

 

第3章智能結構和材料

 

3．1簡介

 

3．2智能像素

 

3．2．1模擬型像素

 

3．2．2脈沖調制型像素

 

3．2．3數字型像素

 

3．3智能材料和結構

 

3．3．1絕緣體上硅

 

3．3．2擴展到近紅外區

 

3．3．3背照式CMOS圖像傳感器

 

3．3．4三維集成

 

3．3．5用於顏色識別的智能結構

 

3．4智能CIS的專用像素陣列和光學元件

 

3．4．1相位差檢測自動對焦

 

3．4．2全景成像

 

3．4．3受生物學啟發的圖像傳感器

 

3．4．4光場相機

 

3．4．5偏振成像

 

3．4．6無透鏡成像

 

第4章智能成像

 

4．1簡介

 

4．2高靈敏度

 

4．2．1降低暗電流

 

4．2．2差分APS

 

4．2．3高轉換增益像素

 

4．2．4單光子雪崩二極管

 

4．2．5列並行處理

 

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並行處理

 

4．3．4超高速

 

4．4寬動態範圍

 

4．4．1概述

 

4．4．2非線性響應

 

4．4．3線性響應

 

4．5解調

 

4．5．1概述

 

4．5．2相關法

 

4．5．3雙電荷積累區法

 

4．6三維測距

 

4．6．1概述

 

4．6．2飛行時間

 

4．6．3三角測距

 

第5章應用

 

5．1簡介

 

5．2信息與通信技術方面的應用

 

5．2．1無線光通信

 

5．2．2光學識別標簽

 

5．3化學工程方面的應用

 

5．3．1旋光性成像

 

5．3．2pH成像傳感器

 

5．4生物科學與生物技術方面的應用

 

5．4．1附著型

 

5．4．2片上型

 

5．4．3植入型

 

5．5醫學方面的應用

 

5．5．1膠囊型內窺鏡

 

5．5．2視網膜假體

 

參考文獻

 

附錄A常量表

 

附錄B光照度

 

附錄C人眼和CMOS圖像傳感器

 

附錄D可見光和紅外光的波長區域

 

附錄EMOS電容的基本特性

 

附錄FMOSFET的基本特徵

 

附錄G光學格式和分辨率

 

附錄H本徵光信號和體內窗口