一方、スマートフォンが薄型・軽量化の方向へ進むなか、消費電力の高さは熱管理上の課題を一層深刻化させ、コスト増を招いており、特に超薄型カメラモジュールでは発熱が顕著に表れています。したがって、消費電力を抑えながら画像処理性能を最適化することは、バッテリーの持続時間を延ばすだけでなく、ハイエンドなイメージング機能の潜在能力を最大限に引き出すことにもつながります。Aiwei社は、これらの課題に対処するための新たなソリューションを導入しました。
私は。VCM制御システムの消費電力に関する課題
モーターの構造および制御方式の違いという観点から、それらは大きく二つのカテゴリーに分類できる。すなわち、スプリングストリップ式モーターとボールベアリング式モーター（ガイドロッド型を含む）である。各タイプは、固有の消費電力に関する課題を抱えている。
1. スプリング式モーターにおける「保持電流」損失：
破片型VCMは、電磁力と破片の弾性力を平衡させることでレンズ位置の制御を実現する。レンズが目標位置に到達し、保持が必要な場合、システムはバネ板の復元力を打ち消すため、継続的に「保持電流」を供給しなければなりません。定電流駆動モード (市場で主流のアプローチ) では、従来の定電流ドライバ回路は固定された外部電源電圧で動作します。負荷電流I (i.E。、保持電流) は小さく、定電流制御ステージ全体の電圧低下により、駆動回路自体が不要な電力を放散します。この損失は、長時間のホールドステート動作で大幅に蓄積されます。
図1絶対値の損失電力Pと保持電流Iの関係
したがって、定電圧回路においては、定電流駆動によって必然的に不要な電力損失が生じ、その損失は維持される電流の二乗に反比例する関係にある。
2. ボールベアリング式モーターにおける「静止摩擦」の課題：
ボール型システムでは、ボールベアリングまたはベアリング機構を用いて、レンズの浮上支持を実現します。このようなモーターは、静止時には「静止摩擦」を示す。実用的なモーション制御においては、静止摩擦を克服してレンズの動きを開始するため、システムは一時的に高電流パルスを供給しなければなりません。ただし、カメラが目標位置に到達して「ホールド」状態に入ると、理論的には、位置を維持するために電流は必要ありません (自己ロックは摩擦または他の機械的な力によって達成されます)。しかし、従来の制御システムでは、「起動」と「保持」の状態を厳密に区別できないことが多く、さらにループの安定性を確保するため、静止摩擦力を常に克服できるよう、保持状態においては必ずしも必要ではない電流値を維持してしまう場合もある。この一見わずかに過ぎないものの常に存在する「保持電流」は、ドライブ回路においても損失を生じさせる。
二。AwinicのVCM向け低消費電力ソリューション
アイウェイ電子は長年にわたり、携帯電話向けの核心部品分野に取り組んできました。当社は業界の主要な課題を深く理解し、不断の技術革新を通じて、VCM駆動の効率向上において大きな飛躍を遂げました。当社のソリューションは、これらの根本原因に対処するよう精密に設計されています。
1. 動的電圧制御ソリューション：オンデマンド給電により、きめ細かな省エネルギーを実現します。
保持電流に起因する電力損失、とりわけスプリング接点モータ向けの定電流制御回路におけるそれを解消するため、Aiweiは動的な電圧調整ソリューションを先駆的に開発しました。それが、定電流型の動的電圧調整技術であるSmartDynaVoltです。
当ソリューションでは、ドライバICに統合されるか、外部のAPまたはMCUと連携して動作する予測アルゴリズムを用い、VCMに実際に必要となる駆動電流をリアルタイムで動的に監視します。高効率の電圧レギュレータチップ（たとえばバックブーストコンバータ）を組み込むことで、VCMドライバ回路への供給電圧を動的に調整し、オンデマンドの電力供給を実現します。負荷電流が減少すると (たとえば、ホールド状態で) 、システムは自動的に供給電圧を下げ、それによって駆動回路の電圧降下損失を大幅に最小限に抑えます。
図2：定電流駆動回路の回路図
実測収量：
SR値などのOIS性能を維持しつつ、本技術は各種のOISサブシステムにおける消費電力を30％から50％削減し、安定性を保ちながらエネルギー消費を大幅に低減します。連続的な電流保持が求められるスプリング式のAF/OIS制御システムに特に適しています。
Awinicの動的電圧制御に対応するVCMチップには、次のものがあります：
AW86033ACSR:
動的な電圧スケーリング範囲が1の、第2世代の高精度スプリットタイプのOIS制御チップ。8Vから3.6Vで、Avinicの第2世代のクローズドループ制御アルゴリズムを備えています。
AW86066CSR、AW86068CSR:
動的な電圧スケーリング範囲が1の、第2世代の高精度2〜3軸統合OIS制御チップ。5Vから3.6 V。Avinicの最新のアルゴリズムと、顧客固有のアルゴリズムの二次開発と統合をサポートします。
AW86008CSR:
高精度4軸統合OIS制御チップ、1.8Vから3の動的な電圧スケーリング範囲。6 V、Awinicの最新のアルゴリズム、および顧客固有のアルゴリズムの二次開発と統合をサポートします。
AW86022CSR:
ダイナミック電圧調整範囲が1の第2世代の高精度閉ループ制御チップ。7Vから3.6Vで、Avinicの第2世代閉ループ制御アルゴリズムを備えています。
AW86026CSR:
ダイナミック電圧調整範囲が1の第2世代の高精度、ロングストローク閉ループ制御チップ。7Vから3.6Vで、Avinicの第2閉ループ制御アルゴリズムを備えています。
AW86026HCSR:
ダイナミック電圧調整範囲が1の第2世代の高精度、ロングストローク、高電流閉ループ制御チップ。7Vから5.25Vで、300mAの電流設定をサポートし、Awinicの第2世代の閉ループ制御アルゴリズムを統合します。
図3：OIS動的圧力調整システムの枠組み
Awinic社の動的電圧調整ソリューションに適合するよう、当社は専用の動的電圧調整DC‑DCコンバータIC「AWP37702CSR」を新たに発売しました。
図4：AWP37702CSRの典型的なアプリケーション回路図
インテリジェントなアルゴリズムで駆動：シーン最適化、ディープスリープモード
（特にボール型モーターの保持状態に関して）
特定のシナリオにおける課題点：
ボールモータのアプリケーションにおいて、不要な静止摩擦を打ち消すために保持電流を維持することによって生じる損失を低減するため、AiweiはSmartHoldingという知能アルゴリズムを開発しました。本アルゴリズムは、静止摩擦を克服するために必要な駆動電流を大幅に低減し、ひいては消費電力を著しく削減する革新的な制御ループ機構を採用している。
実測収量：
テスト結果は、SmartHoldingアルゴリズムを使用すると、ボールタイプモーターのホールド状態の電流を大幅に削減でき、「ディープスリープ」に似た超低電力状態を実現できることを示しています。」これは、静摩擦への懸念によって引き起こされるボールタイプモーターの保持電流の浪費の問題に直接対処します。
表1 SmartHoldingアルゴリズムの実測性能
前述の動圧制御VCM制御およびSmartHoldingアルゴリズムをサポートするチップには、次が含まれます。
AW86066CSR、AW86068CSR、AW86008CSR、AW86022CSR、
AW86026CSR、AW86026HCSR、その他
三。AwinicのVCM向け低消費電力ソリューション――長期にわたる取り組み
今後も、AwinicはVCM低消費電力制御技術においてさらなる高度なソリューションの探索を継続し、モータ制御性能を最適化するとともに、消費電力を最大限に抑制してまいります。本稿で説明した動的電圧制御およびインテリジェントアルゴリズムに加え、Awinicは引き続きPWM制御や先進のプロセス技術を活用して静止電流を低減するソリューションへの投資を継続し、市場に投入してまいります。業界に、より低消費電力なVCM制御ソリューションを提供するため。
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