【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

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。

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。

方案1：单目独立式IPD

瞳距调节

 

方案2：一体式IPD

瞳距调节

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

• 3V至12V输入工作电压

• MAX Current=1.4A

• Step/DIR控制接口

• 1/2;1/4;1/8;1/16;1/32 Micro Stepping Control

• Adaptive decay Mode

• 支持OCP/OTP/堵转保护

• 支持温度-40℃~105℃

• Package:WBQFN4*4-24L

Slow Decay Mode

 

Adaptive Decay Mode

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

• 2.5V至5.5V输入工作电压

• Sleep Mode Current <1uA

• 输出静态工作点Vout=(VREF/2)

• Sensitivity Selection 

    AW86560DNR:1.25mV/G

    AW86561DNR:2.50mV/G

    AW86562DNR:5.00mV/G

    AW86563DNR:10.0mV/G

• 输出线性度<±1.3%

• 支持温度-40℃~125℃

• Package:DFN2*3*0.75-6L

   

（a） Sleep Current VS Temperature

(c) VOUT Range VS Magnetic File

 

(b) IQ Current VS Temperature

(d) VOUT Linearity VS Temperature

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。

图五 结构参考示意图

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。