バッテリー機器対応の光学式回転・位置検出センサー：“中分解能”領域を狙う

新日本無線は2018年12月19日、バッテリー駆動機器でも動作する低消費電力性能を備えたデジタル2相出力タイプの反射型回転・位置検出用センサー「NJL5820R」を発表した。小型モーターのエンコーダー用途やカメラのフォーカスリングの回転検出用途などに向ける。

[竹本達哉，EE Times Japan]

　新日本無線は2018年12月19日、バッテリー駆動機器でも動作する低消費電力性能を備えたデジタル2相出力タイプの反射型回転・位置検出用センサー「NJL5820R」を発表した。2018年10月から量産を開始しており、価格は150円（参考価格）になっている。小型モーターのエンコーダー用途やカメラのフォーカスリングの回転検出用途などに向ける。

　光学式の回転・位置検出用センサーは、高精度、高分解能を実現しやすいという特長からサーボモーターのエンコーダーなどで使用されるケースが多い。一方で「高精度、高分解能を追求するために回路規模が大きく、高価格であったり、消費電力が大きかったりし、バッテリー駆動機器に搭載されるような小型モーターでは、オーバースペックになっている」（新日本無線）という。低分解能の領域では、磁気式の回転・位置検出用センサーが使用されるが「分解能が足りなかったり、モーターであればモーターの磁界影響により設置の制約があったりという課題があった」（同）

磁気式と従来光学式の中間を狙いつつ、使いやすさ追求

デジタル2相出力タイプの反射型回転・位置検出用センサー「NJL5820R」と推奨反射板（ストライプミラー） （クリックで拡大）

　今回、新日本無線が開発したNJL5820Rは、従来の光学式の回転・位置検出用センサーと、磁気式の回転・位置検出用センサーの中間を埋める“中分解能”領域をターゲットにした製品。光学式の検出方式を採用しながらも、必要最小限の機能に絞って搭載し、従来光学式回転・位置検出用センサーに比べ、5分の1程度の駆動電流（推奨駆動電流範囲2mA〜10mA）で駆動させることが可能。「バッテリー駆動する機器でも十分に使用できるセンサーになっている」という。

　搭載機能を絞ったことで、低消費電力を実現したNJL5820Rだが、使いやすさを実現するため、回路の工夫を盛り込んだ。光学式回転・位置検出用センサーは、センサーと反射板（ストライプミラー）との距離を一定に保つことが求められる他、センサーと反射板の位置合わせを高い精度で行わなければならない。これに対し、NJL5820Rは、センサーと反射板の距離や位置が多少、変動しても、安定して回転・位置を検出できるように回路の工夫を実施。具体的には、反射板からの反射光を受光素子で検出し、発生した光電流を次段のコンパレーターの基準電圧にする回路を適用。距離変動に合わせて、検出基準を変更することにより、デューティーや位相差の変動がほとんどない。対応するセンサーと反射板の距離は、2mA駆動時で0.5〜1.5mm。±15度程度の傾き変動にも対応でき、高精度の位置合わせや固定を行う必要がない。

「NJL5820R」の動作デモ。ハンドスピナーに円形の反射板を取り付けてあり、ハンドスピナーの回転を検出している。固定されておらず、ハンドスピナーがバタつくにもかかわらず、安定して回転を検出している様子が分かる

　推奨反射板は、反射面幅0.25mm（反射率70％超）、非反射面幅0.25mm（反射率20％未満）で、分解能は50.8ライン/インチ（LPI）。パッケージサイズは、2.6×2.5×0.8mm。動作電圧範囲は2.8V〜5.5V、動作温度範囲は−30〜85℃になっている。