CMOS圖像傳感器集成電路：原理、設計和應用

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(fā)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(tǒng)集成和數(shù)字圖像革命 13
1．4 CMOS圖像傳感器的應用 14
1．4．1 數(shù)字電視和視頻攝像 14
1．4．2 靜止圖像數(shù)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(shù)字電影攝像技術 17
第2章 CMOS圖像傳感器系統(tǒng) 20
2．1 CMOS圖像傳感器的基本結(jié)構(gòu) 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(zhuǎn)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(shù)據(jù)的字長 27
2．3 CMOS超大規(guī)模集成簡述 27
2．3．1 CMOS器件的基本結(jié)構(gòu)和原理 28
2．3．2 CMOS工藝和版圖 32
2．3．3 CMOS超大規(guī)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(shù) 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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu) 54
第4章 像素陣列和電子快門 55
4．1 像素陣列結(jié)構(gòu) 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(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)傳輸 93
6．1 圖像信號的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換 93
6．1．1 逐次逼近數(shù)模轉(zhuǎn)換電路原理 93
6．1．2 直接比較高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 96
6．1．3 高速逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 97
6．1．4 圖像高速模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的系統(tǒng)設計 100
6．2 圖像數(shù)據(jù)的高速傳輸 100
6．2．1 高速圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)設計 100
6．2．2 高速圖像數(shù)據(jù)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(jié)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(jié)束語 115
附錄A 術語索引 117
參考文獻 126