（1）循序漸進地闡述智能CMOS圖像傳感器原理、結構和設計實現方法。
（2）針對像素模型、讀出電路結構進行詳細理論分析。
（3）通過大量文獻引用，全面綜述CIS領域的技術發展前沿。
（4）內容新穎，結合工程經驗介紹多種新型架構和多領域典型應用。
（5）適合作為CIS設計領域的教材和CIS技術研究人員的參考資料。

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繫列信息，包括智能材料、智能成像和應用的擴展。本書采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。

本書作為2007年出版的《智能CMOS圖像傳感器及其應用》一書的第2版，其編著目的和宗旨依舊遵照上一版。在此，我重申在第1版前言中闡述之目的： 

智能CMOS圖像傳感器是突出在圖像傳感器上實現智能的功能和繫統應用。人們提出了一些智能圖像傳感器的概念，並且其中的一些智能圖像傳感器已經商業化。智能CMOS圖像傳感器領域不僅發展迅速，還催生了更多的新型傳感器。盡管我在這本書中試圖窮盡關於智能CMOS圖像傳感器及其應用領域的相關文獻資料，但該領域涉及的內容不勝枚舉，有些部分難以盡述。此外，該領域的發展瞬息萬變，在成書的過程中難免已經出現新的熱點話題。不過，我相信本書已完整涵蓋了智能CMOS圖像傳感器領域的所有關鍵要素，它將幫助該領域的研究生和工程師展開新一階段的工作。

時光荏苒，距本書第1版出版已有12載，圖像傳感器領域發生了翻天覆地的變化。如今的智能手機不僅配置了前置和後置兩組攝像頭，還在像素數量、靈敏度和速度等性能參數方面取得了難以置信的進步。本書第1版中所提到的一些智能功能已經商業化。鋻於該領域的巨大變化，我們對第1版進行了修訂，追隨智能CMOS圖像傳感器及其應用的發展前沿，適配最新的技術。當然，正是由於這一領域12年來的蓬勃發展和技術進步，本人再著新版的部分章節時纔能心手相應。

本書秉承第1版的結構： 第1章介紹MOS成像和智能CMOS圖像傳感器。第2章描述CMOS圖像傳感器的基本原理，並詳細介紹光電器件物理的相關知識，同時分析典型的CMOS圖像傳感器如有源像素傳感器(APS)的結構。第3~5章構成本書的核心，在這些章節中深入剖析智能CMOS圖像傳感器。第3章介紹幾種用於智能CMOS圖像傳感器的智能結構與材料。第4章通過這些結構和材料描述智能成像的特征，如高靈敏度、高速成像、寬動態範圍圖像感應和三維(3D)測距。第5章給出智能CMOS圖像傳感器在信息和通信技術(ICT)、化學、生物學以及醫學等領域的應用實例。

這項工作受到此前眾多有關CMOS圖像傳感器技術書籍的啟發，特別是： A．Moini的Vision Chips［1］全面概述視覺芯片； J．Nakamura的Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras［2］詳細地介紹此領域近年來的最新成果； K．Yonemoto的Fundamentals and Applications of CCD/CMOS Image Sensors［3］完整地介紹CCD和CMOS圖像傳感器； 還有T．Kuroda 的Essential Principles of Image Sensors［4］。其中給我印像最深刻的是K． Yonemoto的著作，可惜該書隻有日語版。我由衷地希望現在的工作能有助於闡明這一領域的研究，對Yonemoto的著作內容進行補充。受相關領域許多其他日本高級研究人員的著作影響，本書最終纔得以出版，其中包括Y．Takemura［5］、Y．Kiuchi［6］、T．Ando和H．Komobuchi［7］、K．Aizawa和T．Hamamoto［8］等諸位專家，另外，本書的編纂也離不開A．J．P．Theuwissen關於CCD的論著。

衷心感謝所有對本書提供了直接和間接幫助的人。特別感謝奈良科技學院材料科學研究所光學器件實驗室的教授們，他們意義深遠的工作形成了第5章的內容。現任教師包括Kiyotaka Sasagawa、Hiroyuki Tashiro、Makito Haruta、Hironari Takehara，前任教師包括現在供職於東京工業大學的Takashi Tokuda、靜岡大學的Keiichiro Kagawa、豐橋技術科學大學的Toshihiko Noda和東京大學的Hiroaki Takehara。沒有他們的鼎力相助，本書難以問世。還要感謝Masahiro Nunoshita在實驗室工作初期給予的大力支持和鼓勵。同時，要向現任秘書Ryoko Fukuzawa和前任秘書Kazumi Matsumoto在眾多行政事務方面的工作致謝。此外，還要向實驗室曾經和現在工作的博士後研究員、技術人員和研究生道謝，正是他們全力以赴的工作，換來了本書的早日出版。

關於視網膜假體的研究課題，感謝視網膜假體項目的第一負責人，大阪大學的Yasuo Tano、Takashi fujikado和Tetsuya Yagi。同時感謝Nidek有限公司的人工視網膜項目組成員Motoki Ozawa、Kenzo Shodo、Yasuo Terasawa、Hiroyuki Kanda和Naoko Tsunematsu。此外，感謝體內成像傳感器的合作者，Sadao Shiosaka、Hideo Tamura、David C．Ng和Takuma Kobayashi，深深感謝Masamitsu Haruna在體內圖像傳感器研究上不斷地鼓勵我，感謝我的學士、碩士和博士論文導師Ryoichi Ito在我的整個研究過程中的持續鼓勵。

我首次踏入CMOS圖像傳感器研究領域是在1992—1993年，那時我還是科羅拉多大學博爾德分校Kristina M． Johnson的訪問研究員。這一段經歷使我受益匪淺，也啟發了我回到三菱電氣集團後的初步研究。感謝三菱電氣集團所有同事的幫助和支持，包括Hiforumi Kimata、Shuichi Tai、Kazumasa Mitsunaga、Yutaka Arima、Masahiro Takahashi、Yoshikazu Nitta、Eiichi Funatsu、Kazunari Miyake、Takashi Toyoda等。

由衷地感謝ChungYu Wu、Masatoshi Ishikawa、Jun Tanida、Mitumasa Koyanagi、Jun Tanida、Shoji Kawahito、Atsushi Ono和C． Tubert允許我在書中使用他們的觀點和數據。

我從日本圖像信息與電視工程師學會的委員們身上也學到了很多東西，尤其是Shigetoshi Sugawa、Kiyoharu Aizawa、Kazuaki Sawada、Takayuki Hamamoto、Junichi Akita、Rihito Kuroda，還有日本眾多圖像傳感器小組的研究人員，包括Yasuo Takemura、Takao Kuroda、Nobukazu Teranishi、Hirofumi Sumi和Junichi Nakamura； 另外，特別感謝讓我有機會出版這本書的Taisuke Soda，還有CRC Press的Mark Gutierrez，感謝他們出版本書時的耐心。沒有他們的不斷鼓勵，本書不可能再版。

就我個人而言，我要深切地感謝已故的Ichiro Murakami激發了我對圖像傳感器及相關課題的熱情，已故的Yasuo Tano同樣地給予了我在NAIST的初期研究工作中的大力支持，沒有他們就不可能有我今日的研究。

最後，特別感謝我的愛妻Yasumi Ohta，她作為我實驗室的博士後研究員，在著書過程中給了我堅定的支持與理解。在她的支持和努力拼搏下，體內成像這一項目纔得以順利完成。

Jun Ohta2020年3月於日本奈良