使用视觉假体来修复人的视觉功能是目前一种较为有效的帮助盲人恢复一定视觉功能的方法,视觉假体的基本机理是：通过摄像头采集外界的图像信号转化为电信号然后对相应的视觉神经细胞进行刺激,把电信号转化为生物电信号被人的视觉细胞获取,使人“看到”外界的图像信号。视觉假体根据刺激部位不同,可分为视网膜假体、视神经假体、视皮层假体.本文在对视觉假体进行研究的基础上,给出用于视觉假体的图像传感器基本参数,并对图像传感器进行了设计,主要工作如下：首先对视觉假体中图像采集系统的研究,分析了视觉假体的内置式图像采集系统的基本结构,讨论了内置式图像采集系统的图像采集、传输及能量供应,并总结出用于视觉假体的图像传感器的基本参数。接着分析了CMOS图像传感器的分类及各种结构的工作原理,对光电二极管的spectre模型进行了修正,分析了提高动态范围的基本方法。根据视觉假体的应用要求,设计了一种高动态范围的图像传感器芯片。在像素单元的设计中,首次采用了条件溢出电容技术,并采用了多次积分技术,提高了图像传感器的动态范围,并维持了低光照时图像传感器的灵敏度和信噪比。并对读出电路及可编程放大电路PGA进行了研究,在读出电路中采用了双采样技术,以降低图像的固定模式噪声,输出结果经缓冲器送可编程放大器中进行处理,可编程放大电路中采用了电容结构开环增益放大器。使用cadence软件对电路进行了仿真,仿真时采用了先进半导体公司的chrt0.35um的工艺参数。仿真结果表明,新设计的电路比普通四管有源图像传感器的动态范围提高了约59dB,并维持了其低光照时的信噪比和灵敏度。