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艾为推出基于线性Hall+步进马达驱动自适应IPD瞳距调节方案

2023-08-18

随着AI智能化时代的来临,终端设备厂商也在不断尝试多维度地投入智能化产品开发设计,原本只是概念的产品,如今也变成了现实,并逐步应用于各大领域。自从Pico4、Apple Vision Pro的上市,让电驱IPD瞳距调节逐步成为行业“标配”,这种新功能也得到越来越多消费者的认可。为此,今天我们就详细跟大家聊聊,上海艾为电子技术股份有限公司推出的基于线性Hall+Stepper Motor Driver实现的全自动电驱IPD瞳距调节方案。


什么是IPD?为什么需要考虑IPD?

IPD是英文Inter-Pupillary Distance的简写,单位为毫米,中文意思是瞳孔间距离,瞳距又分为双目瞳距和单目瞳距。

图一:双目瞳距间距


很多人都忽视了瞳距的重要性,其实瞳距对视力的影响是至关重要,如果VR眼镜的间距与用户瞳距不匹配,会导致看到的图像边缘被切断以及视觉模糊,进而带来视觉疲劳和眩晕等问题,因此导入自动IPD调节便十分重要。


如何实现电驱式自动IPD调节


艾为自适应IPD调节系统解决方案

基于这两种实现方式,艾为电子推出了基于线性Hall+微步控制的步进电机驱动自适应IPD调节系统解决方案。该方案集成了1/32微步控制步进电机驱动、高精度低噪声线性Hall作为闭环检测、MCU脉冲控制和数据采集三大核心单元。


图二:艾为IPD系统解决方案架构图


该系统方案为闭环控制系统,通过AW8646QNR驱动步进马达,机械联动带动丝杆机构和滑块磁铁运动,通过滑块磁铁与位置传感器线性霍尔AW8656XDNR的距离改变,进而改变位置传感器线性Hall AW8656X输出端电压的变化,通过采集不同的电压,反馈出机械结构的变化量,根据线性霍尔反馈的值与目标值进行比较,进一步推动pancake模组运动调节到对准用户瞳距从而实现双目画面的同步调节。
AW8646QNR是一款支持一线步进脉冲控制和自适应Decay放电模式,32微步细分控制步进电机驱动,为高精度低噪声设备提供最佳的解决方案。

图三 AW8646QNR典型应用电路


AW8646QNR典型特性


AW8646QNR采用Adaptive Decay控制模式,可以有效抑制反向电动势和电流纹波,有效提升步进电机平滑,高效低噪声运行。


AW8656X系列产品作为闭环检测的反馈回路,该产品涵盖了高、中、低灵敏度,1.25mV/G、2.5mV/G、5.0mV/G、10mV/G满足不同磁场范围下的应用场景的位置精确检测。另外该系列产品支持-40℃~125℃的工作环境,宽电压2.5~5.5V供电,20KHZ采样带宽和Sleep Mode等功能。

图四 AW8656XDNR典型应用电路

AW8656XDNR系列典型特性

           AW86560DNR:1.25mV/G
           AW86561DNR:2.50mV/G
           AW86562DNR:5.00mV/G
           AW86563DNR:10.0mV/G


AW8656XDNR产品特性实测


线性Hall AW8656XDNR系列优越的线性度、宽温度响应和微安培级待机功耗,极大提升了产品的应用范围和精度检测控制要求。



IPD 瞳距模组位置检测结构堆叠参考

图五 结构参考示意图

总结


2022年自动电驱式IPD调节方案首次进入消费级市场,随着苹果的Apple Vision Pro的上市,电驱IPD瞳距调节将逐步会成为行业的标配,上海艾为电子充分发挥马达驱动和传感器两大产品线的协同效应,已为多家终端客户制定了该方案并实现量产,为客户提供了完善的软硬件系统级解决方案,并帮助终端实现了智能升级。