Ams : introduces world’s smallest 1D time-of-flight sensor for accurate proximity sensing and distance measurement in smartphones

Premstaetten, Austria (08 January, 2019) -- ams (SIX: AMS), a leading worldwide supplier of high performance sensor solutions, introduces the world's smallest integrated 1D time-of-flight distance measurement and proximity sensing module.

The sensor is ideal for implementing presence detection, for example to trigger the operation of a facial recognition system when the user's face is in range. Supplied in a 2.2mm x 3.6mm x 1.0mm package, the new TMF8701 sensor fits in a narrow bezel, helping smartphone manufacturers to realize widescreen phone designs that have a high display screen to body ratio.

'Smartphone manufacturers have been clear about the drawbacks of today's 1D time-of-flight sensors: they are too large, and their performance degrades noticeably in adverse lighting conditions and when the display screen is dirty,' said Dave Moon, Senior Product Marketing Manager in the Integrated Optical Sensors business line of ams. 'The TMF8701 addresses all of these concerns, providing customers with a device in a smaller footprint which also offers exceptional rejection of contamination and interference.'

The TMF8701 integrates a VCSEL infrared emitter, multiple SPAD (single photon avalanche photodiode) light detectors, time-to-digital converter, and a histogram processing core. The device implements all histogram-based presence detection, distance measurement and proximity sensing algorithms on-chip.

The TMF8701 separately identifies reflections from fingerprint smudge contaminations on the display screen and optical reflections from objects beyond the cover glass, such as the user's face, maintaining reliable performance even when the sensor's aperture is dirty.

The Class 1 Eye Safe VCSEL emitter has excellent immunity to interference from ambient light and produces accurate distance measurement in all lighting conditions: the module achieves accuracy of ±5% when measuring distance in the range 20-60cm in normal lighting conditions. Even in bright sunlight (100klux), ±5% accuracy is maintained at a range of up to 35cm.

The low-power operation of the TMF8701 - it draws only 940µA in proximity sensing mode when sampling at 10Hz - makes it the ideal companion to a smartphone's face recognition system. Always on, it triggers the higher-power face recognition system to start up when the ToF sensor detects the presence of an object up to 60cm from the display screen.

The proximity sensing capability of the device can also be used to trigger the display and face recognition system to switch off when detecting a reflective surface at a distance of 0-10cm from the screen.

The accuracy of the TMF8701's distance measurements also supports the selfie camera's LDAF (laser detect auto-focus) function, especially in low-light conditions.

The TMF8701 time-of-flight sensor is in mass production now. Unit pricing is $2.60 in an order quantity of 5,000 units.

An evaluation kit for the TMF8701 is available. For sample requests and more technical information, go to www.ams.com/TMF8701.

Premstätten, Österreich (8. Januar 2019) -- ams (SIX: AMS), ein weltweit führender Anbieter von Hochleistungssensorlösungen, stellt das weltweit kleinste integrierte 1D-Laufzeitdistanzmess- und Näherungssensormodul vor.

Der Sensor ist ideal für die Implementierung einer Anwesenheitserkennung, z. B. um ein Gesichtserkennungssystems auszulösen, wenn sich das Gesicht des Benutzers in Reichweite befindet. Der neue TMF8701-Sensor wird in einem 2,2 x 3,6 x 1,0 mm großen Gehäuse geliefert und passt in einen schmalen Rahmen. So können Smartphone-Hersteller Breitbild-Displayflächen mit einem hohen Display-zu-Gehäuse-Verhältnis realisieren.

'Die Smartphone-Hersteller haben die Nachteile der heutigen 1D-Laufzeitsensoren erkannt: Sie sind zu groß und ihre Leistung verschlechtert sich bei ungünstigen Lichtverhältnissen und bei verschmutztem Bildschirm deutlich', sagt Dave Moon, Senior Product Marketing Manager im Geschäftsbereich Integrated Optical Sensors von ams. 'Der TMF8701 spricht alle diese Probleme an und bietet Kunden ein Bauelement mit geringerem Platzbedarf, das zudem eine außergewöhnliche Unterdrückung von Verschmutzungen und Störeinflüssen bietet.'

Der TMF8701 enthält einen VCSEL-Infrarotsender, mehrere SPAD-Lichtdetektoren (Single Photon Avalanche Photodiode), einen Zeit-Digital-Wandler und einen Histogramm-Verarbeitungskern. Das Bauelement implementiert alle histogrammbasierten Algorithmen zur Anwesenheitserkennung, Entfernungsmessung und Näherungserkennung auf einem Chip.

Der TMF8701 erkennt separat Reflexionen durch Fingerabdruckverunreinigungen auf dem Bildschirm und optische Reflexionen durch Objekte außerhalb des Deckglases, wie z. B. das Gesicht des Benutzers. Dadurch wird eine zuverlässige Funktion selbst bei verschmutzter Sensoröffnung gewährleistet.

Der augensichere VCSEL-Emitter (Laserklasse 1) ist sehr störfest gegen Umgebungslicht und liefert unter allen Lichtverhältnissen eine genaue Abstandsmessung: Das Modul erreicht eine Genauigkeit von ±5 % bei Entfernungsmessungen im Bereich von 20-60 cm bei normalen Lichtverhältnissen. Selbst bei starker Sonneneinstrahlung (100klux) wird eine Genauigkeit von ±5 % bei einer Distanz von bis zu 35 cm erreicht.

Der stromsparende Betrieb des TMF8701 - bei 10 Hz Abtastung beträgt die Stromaufnahme lediglich 940 µA im Näherungssensormodus - macht ihn zur idealen Ergänzung für die Gesichtserkennung eines Smartphones. Immer eingeschaltet: Das Gesichtserkennungssystem mit höherer Leistung wird gestartet, sobald der ToF-Sensor erkennt, dass sich ein Objekt in einer Entfernung von bis zu 60 cm vor dem Bildschirm befindet.

Die Näherungssensorfunktion des Moduls kann auch dazu verwendet werden, das Gesichtserkennungssystem auszuschalten, wenn eine reflektierende Oberfläche in einem Abstand von 0 bis 10 cm vom Bildschirm erkannt wird.

Die Genauigkeit der Entfernungsmessungen des TMF8701 unterstützt zudem die LDAF-Funktion (Laser Detect Auto-Focus) der Selfie-Kamera, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen.

Der Laufzeitsensor TMF8701 wird bereits in Serie hergestellt. Der Preis pro Einheit beträgt 2,60 USD bei einer Bestellmenge von 5.000 Stück.

Ein Evaluationskit für den TMF8701 ist ab sofort erhältlich. Für Musteranfragen und weitere technische Informationen, gehen Sie bitte auf www.ams.com/TMF8701.