이 논문은 깊이 노이즈를 억제하기 위해 신호 레벨에 따라 샘플링 횟수를 조절하는 적응형 다중 샘플링 방식을 갖춘 CMOS 간접 비행시간(indirect time-of-flight, iToF) 센서를 제시한다. 신호 품질을 디지털 영역에서 향상시키기 위해 픽셀 전압을 다회 샘플링하는 5개의 접힌(folded) 램프를 갖춘 10-b 컬럼 병렬 단일 기울기 아날로그-디지털 변환기(single-slope analog-to-digital converter, SS-ADC)를 제안한다. 적절한 램프는 신호 레벨에 따라 선택되며, 최적의 샘플링 횟수는 그에 따라 진행되어 전체 효율이 향상된다. 또한 연속되는 순서에서 램프의 접힘 개수가 2배로 증가하는 한편, 이후 램프의 범위는 직전 램프의 절반이 되도록 설계되어, 제안된 SS-ADC의 변환 시간은 램프 선택과 무관하게 일정하다. 더불어 센서는 다중 램프 간 불일치로부터 기인하는 비선형성을 완화하기 위해 온칩 전경(foreground) 캘리브레이션을 포함한다. 캘리브레이션은 램프 제너레이터의 정전용량을 수정함으로써 수행된다. 110 nm BSI 공정으로 제작된 시제품 iToF 센서는 0.6 m에서 6.0 m까지의 깊이 영상을 구현하며, 25 MHz 변조 주파수에서 0.72%의 높은 깊이 정밀도를 달성하고 60 fps에서도 프레임 레이트 저하 없이 동작한다. 전경 캘리브레이션은 ±0.7 LSB 미만의 DNL 오차를 개선함으로써 성공적으로 시연되었다.
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