第2版前言

本书作为2007年出版的《智能CMOS图像传感器及其应用》一书的第2版，其编著目的和宗旨依旧遵照上一版。在此，我重申在第1版前言中阐述之目的： 

智能CMOS图像传感器是突出在图像传感器上实现智能的功能和系统应用。人们提出了一些智能图像传感器的概念，并且其中的一些智能图像传感器已经商业化。智能CMOS图像传感器领域不仅发展迅速，还催生了更多的新型传感器。尽管我在这本书中试图穷尽关于智能CMOS图像传感器及其应用领域的相关文献资料，但该领域涉及的内容不胜枚举，有些部分难以尽述。此外，该领域的发展瞬息万变，在成书的过程中难免已经出现新的热点话题。不过，我相信本书已完整涵盖了智能CMOS图像传感器领域的所有关键要素，它将帮助该领域的研究生和工程师展开新一阶段的工作。

时光荏苒，距本书第1版出版已有12载，图像传感器领域发生了翻天覆地的变化。如今的智能手机不仅配置了前置和后置两组摄像头，还在像素数量、灵敏度和速度等性能参数方面取得了难以置信的进步。本书第1版中所提到的一些智能功能已经商业化。鉴于该领域的巨大变化，我们对第1版进行了修订，追随智能CMOS图像传感器及其应用的发展前沿，适配最新的技术。当然，正是由于这一领域12年来的蓬勃发展和技术进步，本人再著新版的部分章节时才能心手相应。

本书秉承第1版的结构： 第1章介绍MOS成像和智能CMOS图像传感器。第2章描述CMOS图像传感器的基本原理，并详细介绍光电器件物理的相关知识，同时分析典型的CMOS图像传感器如有源像素传感器(APS)的结构。第3~5章构成本书的核心，在这些章节中深入剖析智能CMOS图像传感器。第3章介绍几种用于智能CMOS图像传感器的智能结构与材料。第4章通过这些结构和材料描述智能成像的特征，如高灵敏度、高速成像、宽动态范围图像感应和三维(3D)测距。第5章给出智能CMOS图像传感器在信息和通信技术(ICT)、化学、生物学以及医学等领域的应用实例。

这项工作受到此前众多有关CMOS图像传感器技术书籍的启发，特别是： A．Moini的Vision Chips［1］全面概述视觉芯片； J．Nakamura的Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras［2］详细地介绍此领域近年来的最新成果； K．Yonemoto的Fundamentals and Applications of CCD/CMOS Image Sensors［3］完整地介绍CCD和CMOS图像传感器； 还有T．Kuroda 的Essential Principles of Image Sensors［4］。其中给我印象最深刻的是K． Yonemoto的著作，可惜该书只有日语版。我由衷地希望现在的工作能有助于阐明这一领域的研究，对Yonemoto的著作内容进行补充。受相关领域许多其他日本高级研究人员的著作影响，本书最终才得以出版，其中包括Y．Takemura［5］、Y．Kiuchi［6］、T．Ando和H．Komobuchi［7］、K．Aizawa和T．Hamamoto［8］等诸位专家，另外，本书的编纂也离不开A．J．P．Theuwissen关于CCD的论著。

衷心感谢所有对本书提供了直接和间接帮助的人。特别感谢奈良科技学院材料科学研究所光学器件实验室的教授们，他们意义深远的工作形成了第5章的内容。现任教师包括Kiyotaka Sasagawa、Hiroyuki Tashiro、Makito Haruta、Hironari Takehara，前任教师包括现在供职于东京工业大学的Takashi Tokuda、静冈大学的Keiichiro Kagawa、丰桥技术科学大学的Toshihiko Noda和东京大学的Hiroaki Takehara。没有他们的鼎力相助，本书难以问世。还要感谢Masahiro Nunoshita在实验室工作初期给予的大力支持和鼓励。同时，要向现任秘书Ryoko Fukuzawa和前任秘书Kazumi Matsumoto在众多行政事务方面的工作致谢。此外，还要向实验室曾经和现在工作的博士后研究员、技术人员和研究生道谢，正是他们全力以赴的工作，换来了本书的早日出版。

关于视网膜假体的研究课题，感谢视网膜假体项目的第一负责人，大阪大学的Yasuo Tano、Takashi fujikado和Tetsuya Yagi。同时感谢Nidek有限公司的人工视网膜项目组成员Motoki Ozawa、Kenzo Shodo、Yasuo Terasawa、Hiroyuki Kanda和Naoko Tsunematsu。此外，感谢体内成像传感器的合作者，Sadao Shiosaka、Hideo Tamura、David C．Ng和Takuma Kobayashi，深深感谢Masamitsu Haruna在体内图像传感器研究上不断地鼓励我，感谢我的学士、硕士和博士论文导师Ryoichi Ito在我的整个研究过程中的持续鼓励。

我首次踏入CMOS图像传感器研究领域是在1992—1993年，那时我还是科罗拉多大学博尔德分校Kristina M． Johnson的访问研究员。这一段经历使我受益匪浅，也启发了我回到三菱电气集团后的初步研究。感谢三菱电气集团所有同事的帮助和支持，包括Hiforumi Kimata、Shuichi Tai、Kazumasa Mitsunaga、Yutaka Arima、Masahiro Takahashi、Yoshikazu Nitta、Eiichi Funatsu、Kazunari Miyake、Takashi Toyoda等。

由衷地感谢ChungYu Wu、Masatoshi Ishikawa、Jun Tanida、Mitumasa Koyanagi、Jun Tanida、Shoji Kawahito、Atsushi Ono和C． Tubert允许我在书中使用他们的观点和数据。

我从日本图像信息与电视工程师学会的委员们身上也学到了很多东西，尤其是Shigetoshi Sugawa、Kiyoharu Aizawa、Kazuaki Sawada、Takayuki Hamamoto、Junichi Akita、Rihito Kuroda，还有日本众多图像传感器小组的研究人员，包括Yasuo Takemura、Takao Kuroda、Nobukazu Teranishi、Hirofumi Sumi和Junichi Nakamura； 另外，特别感谢让我有机会出版这本书的Taisuke Soda，还有CRC Press的Mark Gutierrez，感谢他们出版本书时的耐心。没有他们的不断鼓励，本书不可能再版。

就我个人而言，我要深切地感谢已故的Ichiro Murakami激发了我对图像传感器及相关课题的热情，已故的Yasuo Tano同样地给予了我在NAIST的初期研究工作中的大力支持，没有他们就不可能有我今日的研究。

最后，特别感谢我的爱妻Yasumi Ohta，她作为我实验室的博士后研究员，在著书过程中给了我坚定的支持与理解。在她的支持和努力拼搏下，体内成像这一项目才得以顺利完成。

Jun Ohta2020年3月于日本奈良