韓國三星電子開發出了可同時獲得距離圖像和普通RGB圖像的CMOS傳感器。用一個CMOS傳感器同時獲得這兩種圖像尚屬全球首次。三星在2012年2月20日開始于美國舉行的“ISSCC 2012”上進行了發表（論文序號：22.7）。

　　距離圖像的測量方式一般采用ToF（time-of-flight）方式。此前，三星的尖端技術研究所（Advanced Institute of Technology，AIT）發布過在一個圖象傳感器上集成用來獲得距離圖像的像素（Z像素）和RGB像素的技術，但由于近紅外光濾波器等的限制，并不是嚴格地同時獲得圖像，而只是分時輸出。

　　距離圖像傳感器隨著美國微軟公司的手勢輸入控制器“Kinect”的熱賣而受到了極大關注。不過，Kinect采用的是結構光（Structured Light）方式的距離圖像傳感器，除距離圖像傳感器外，還要另外使用圖像傳感器獲得RGB圖像。另外，立體（stereo）方式要想獲得視差需要兩個攝像頭。

　　如果采用三星此次的技術，用一個圖像傳感器即可同時獲得普通RGB圖像和距離圖像，因此可實現手勢輸入裝置的小型化等。另外，還有望使數碼相機和攝像機等實現用于手勢識別的距離圖像測量功能。

　　
新開發的CMOS傳感器的構成

　　RGB部分為138萬像素

　　新的圖像傳感器的RGB圖像的像素為1920×720，距離圖像的像素為480×360。開口率為48％。RGB部分的像素間距為2.25μm，采用普通的RGBG排列。

　　Z像素的大小為2.25μm×9.0μm，相當于四個RGB單個像素的面積。Z像素與RGB像素相鄰，位于下側。在像素區域的上下方分別設置了用于RGB像素和用于Z像素的列線（Column）CDS電路。另外，由于有Z像素而缺失的RGB像素信息可以通過圖像處理算法進行插值補償。

　　
芯片照片

　　ToF的驅動頻率為20MHz，Z像素的積分時間方面，4相內的每相為10ms。距離測量誤差方面，ToF用LED的輸出功率為0.92W時，在1～5m的距離內為1m以下，LED的輸出功率為1.35W時，在可測量的整體范圍內確保在1％以下。

　　在RGB像素下層嵌入Z像素

　　此次的CMOS傳感器設法使Z像素的有效尺寸達到了實際像素的3倍。在RGB像素的下層設置了勢壘（Potential barrier），使ToF用近紅外光產生的光電子不朝向RGB像素。Z像素的PD一直延伸到比該勢壘還要深的區域。另外，為獲得量子效率，采用了異質外延層。

獲得的距離圖像示例

　　該傳感器利用0.13μm工藝CMOS圖象傳感器技術制造。此次采用的是FSI（前照式）工藝，今后如果能利用BSI（背面照射）技術，可將量子效率提高至2倍。這是因為，BSI能更容易地防止ToF用近紅外光對RGB像素造成混色（串擾）。