CMOS圖像傳感器集成電路——原理、設計和應用 ( 簡體 字) |
| 作者：羅昕 | 類別：1. -> 電子工程 -> 電子電氣 |
| 譯者： |
| 出版社：電子工業出版社 |  3dWoo書號： 39591
詢問書籍請說出此書號！【缺書】
【不接受訂購】 |
| 出版日：9/1/2014 |
| 頁數：136 |
| 光碟數：0 |
|
站長推薦：   |
| 印刷：黑白印刷 | 語系： ( 簡體 版 ) |
| |
【不接受訂購】 |
| ISBN：9787121243110 |
| 作者序 | 譯者序 | 前言 | 內容簡介 | 目錄 | 序 |
| (簡體書上所述之下載連結耗時費功, 恕不適用在台灣, 若讀者需要請自行嘗試, 恕不保證) |
| 作者序： |
| 譯者序： |
前言：在當今的圖像技術領域中，先進的CMOS圖像傳感器已經毫無疑義地成為數字圖像信息采集的主流技術。其中的原因不僅僅是其優秀的直接物理性能—靈敏度、光譜、分辨率和動態范圍等，更重要的是因為它們是用CMOS工藝集成制造的。正是由于這個原因，CMOS圖像傳感器才能與各種相關的模擬-數字電路和功能集成在一個單硅片上，從引腳上直接輸出數字圖像信息；可以直接利用飛速發展的CMOS工藝超大規模集成最先進技術成果，實現高清晰度成像和高速圖像刷新；可以在眾多的晶元廠商試制和生產；還可以利用優秀的CMOS超大規模集成電路設計自動化工具和模型，快速和低成本地不斷設計出新產品。
正是由于CMOS圖像傳感器的各項優秀特點，數以億計無處不在的“智能”通信設備才能以拍照和攝像作為必備的功能；而當今世界上凡是重要的事件場合、浮華絢麗的景觀或者景色優美的自然風光勝地，到處都充斥著DSLR數碼相機的閃光和快門?嚓聲。也許在許多數字影院里，被高清畫面所震撼的觀眾中，并沒有幾個人留意到片尾顯示的高清晰度數字電影技術的標志，而那些“震撼”正是采用CMOS圖像傳感器技術帶來的結果。你甚至都不會留意到，從什么時候起你的牙醫在用X光檢查你的牙齒時，不再給你覆蓋沉重的鉛防護馬甲，然后等待牙醫助理處理完X光膠片—可能還需要重拍；而是直接在計算機屏幕上顯示和討論你的牙齒問題和治療方案，等等。更不用說在尖端的空間、武器和科研領域，近十年來人類的視覺能力正在迅速地向更高清晰度和更寬廣的視域延伸著。
大多數CMOS圖像傳感器集成電路芯片，都是一個單硅片系統（System on a Chip，SoC），而且是模擬-數字混合設計和工藝的范例。從系統、電路到版圖設計，直到工藝完成后的硅片，都是電子科學、工程和藝術的完美結合。每一個功能正確、性能優秀的成品芯片，都是一件精美的藝術品。CMOS圖像傳感器的設計，牽涉許多類型的電子電路，從低噪聲的、寬帶的到高速的，從模擬的、數字的到傳感器的，都涉及很寬的電子電路知識領域。從系統設計、電路設計到CMOS半導體工藝，需要設計團隊、晶元廠商密切合作和設計工具軟件的支持。CMOS圖像傳感器集成電路芯片的設計過程，是現代電子設計的完美典范。
因為CMOS圖像傳感器可以設計成超大規模的系統集成，所以整機和系統的設計師可以考慮在系統中集成圖像傳感器功能，使其成為與系統緊密結合的一部分，提高系統的電性能、減小體積-重量和獲得獨立的知識產權。因此CMOS圖像傳感器的工作原理和設計方法不僅僅是集成電路芯片設計師所應學習和探討的，而且也應該引起有潛在數字攝像功能的項目、系統和整機產品的領導者和系統設計師的關注和興趣。以便他們在設計新的產品時，從項目和系統的規劃伊始，就考慮加入集成CMOS圖像傳感器的元素，使新設計占據更高的起點。
本書是一本電子電路和系統專業的工程技術專著，試圖包含2010年以前作者所了解的CMOS圖像傳感器工程技術成果，希望能對有關的電子工程技術人員有所幫助。有關半導體物理和圖像科學的原理知識，請閱讀2004年由奧利雅迪-派克特和拉爾夫艾蒂安-卡明斯編著的《CMOS成像器：從光電導到圖像處理》 （CMOS Imagers: From Phototransduction to Image Processing，Orly Yadid-Pecht and Ralph Etienne-Cummings，2004）一書，那是一本CMOS圖像傳感器技術在第一個十年的優秀論文匯編，是這個領域的經典著作。 |
內容簡介：本書盡量全面地敘述CMOS圖像傳感器集成電路芯片的原理、結構、應用、設計方法和流程。第1章講述有關技術背景和發展歷程、CMOS圖像傳感器的特點和應用。第2章講述CMOS圖像傳感器集成電路的基本結構和主要技術指標，簡述CMOS工藝技術和VLSI設計方法和流程。第3章描述有源像素傳感器APS。第4章講述CMOS圖像傳感器的像素陣列結構和原理，以及陣列的各種曝光操作模式。第5、6兩章講述像素陣列的讀出、曝光控制、圖像信號的高速模數轉換和圖像數據傳輸的子系統方案和電路原理。第7章講述CMOS圖像傳感器版圖設計的一些特點，以及一個全芯片版圖布局案例。結束語敘述圖像傳感器芯片的超大規模集成及其發展前景。 |
目錄：第1章 概述 1
1.1 圖像傳感器的一般概念 1
1.2 圖像傳感器技術的發展歷程 3
1.2.1 電子管時代和圖像掃描技術 3
1.2.2 CCD圖像傳感器和像素概念 6
1.2.3 CMOS圖像傳感器 10
1.3 CMOS圖像傳感器的特點 11
1.3.1 有源像素傳感器 11
1.3.2 CMOS圖像傳感器的集成 12
1.3.3 CMOS系統集成和數字圖像革命 13
1.4 CMOS圖像傳感器的應用 14
1.4.1 數字電視和視頻攝像 14
1.4.2 靜止圖像數碼照相機 15
1.4.3 移動通信和便攜設備的攝像功能 17
1.4.4 高清晰度數字電影攝像技術 17
第2章 CMOS圖像傳感器系統 20
2.1 CMOS圖像傳感器的基本結構 20
2.1.1 CMOS圖像傳感器的框圖 20
2.1.2 CMOS圖像傳感器芯片的封裝 22
2.2 CMOS圖像傳感器的性能 23
2.2.1 光電轉換的原理和性能 23
2.2.2 圖像清晰度 25
2.2.3 圖像刷新速率和高速攝影 26
2.2.4 圖像數據的字長 27
2.3 CMOS超大規模集成簡述 27
2.3.1 CMOS器件的基本結構和原理 28
2.3.2 CMOS工藝和版圖 32
2.3.3 CMOS超大規模集成的設計方法學 35
第3章 有源像素傳感器 41
3.1 基本有源像素傳感器 41
3.1.1 3T-APS電路原理 41
3.1.2 3T-APS版圖 43
3.1.3 像素的填充系數 44
3.2 4T-APS像素 46
3.2.1 埋入型光電二極管 46
3.2.2 3T-APS的輸出電壓問題 46
3.2.3 4T-APS原理 47
3.2.4 4T-APS電路和版圖 49
3.3 5T-APS像素 50
3.4 像素的光學結構 52
3.4.1 光遮蔽和濾光層 52
3.4.2 微透鏡 53
3.4.3 背光微像素結構 54
第4章 像素陣列和電子快門 55
4.1 像素陣列結構 55
4.1.1 像素排列和圖像分辨率 55
4.1.2 陣列中像素的互連 57
4.2 陣列的電子快門曝光 59
4.2.1 滾動快門曝光 59
4.2.2 全局快門曝光 62
4.3 圖像陣列信號的讀出 66
4.3.1 像素陣列的列讀出 66
4.3.2 像素和陣列讀出速率 68
4.3.3 并行列讀出 69
4.4 陣列的選擇曝光讀出 71
4.5 彩色圖像的獲得 74
4.5.1 拜爾彩色陣列 74
4.5.2 弗翁彩色圖像傳感器 75
第5章 像素陣列曝光讀出電路 78
5.1 像素陣列讀出電路 78
5.1.1 固定圖案噪聲 78
5.1.2 相關雙取樣原理 80
5.1.3 CDS讀出電路原理 81
5.1.4 4T-APS像素陣列的CDS讀出電路 84
5.2 像素陣列曝光讀出控制 86
5.2.1 像素陣列曝光讀出時序 86
5.2.2 譯碼型掃描電路 87
第6章 圖像信號的模數轉換和數據傳輸 93
6.1 圖像信號的高速模數轉換 93
6.1.1 逐次逼近數模轉換電路原理 93
6.1.2 直接比較高速模數轉換電路 96
6.1.3 高速逐次逼近模數轉換電路 97
6.1.4 圖像高速模數轉換電路的系統設計 100
6.2 圖像數據的高速傳輸 100
6.2.1 高速圖像數據傳輸的系統設計 100
6.2.2 高速圖像數據差分傳輸 102
第7章 CMOS圖像傳感器芯片版圖設計 106
7.1 混合CMOS芯片版圖 106
7.2 隔離 107
7.2.1 PN結隔離 107
7.2.2 深阱隔離 108
7.3 集成電容器 109
7.3.1 MOS電容器 110
7.3.2 MiM電容器 111
7.4 CMOS圖像傳感器芯片版圖布局 112
結束語 115
附錄A 術語索引 117
參考文獻 126 |
| 序： |
