JP2007048865A - 可変抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】非操作時における可変抵抗器の抵抗素子での消費電力を抑えること。
【解決手段】第１絶縁性基板３１の基板面に円環状をなす第１抵抗体１１、第２抵抗体１２を絶縁した状態で併設し、第１絶縁性基板３１に対して離間して対向配置する第２絶縁性基板３２には第１絶縁性基板３１との対向面に導電体１３を形成する。第１絶縁性基板３１又は第２絶縁性基板３２は第１抵抗体１１、第２抵抗体１２と導電体１３とを押圧接触可能な可撓性部材で構成する。第１抵抗体１１を二分する仮想線Ｌ１と第１抵抗体１１との交差部に電圧印加部１４を設け、該電圧印加部１４と第１抵抗体１１の中心部を挟んで対向する第２抵抗体１２との交差部に電圧印加部１６を設ける。電圧印加部１４、１６間に電圧出力部２１から電圧を印加し、待機状態となる非押圧状態では第１抵抗体１１、第２抵抗体１２を非導通とすることで消費電力を生じない構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子制御装置に対してアナログ情報をタッチ式で入力可能な情報入力装置に使用することのできる可変抵抗器に関する。

各種機器の電子制御装置に対して所望のアナログ情報をタッチ式で入力するために可変抵抗器を用いた情報入力装置がある（例えば、特許文献１参照）。かかる情報入力装置には押圧接触型の可変抵抗器が用いられている。

図１０は上記特許文献１に記載された押圧接触型の可変抵抗器の構成図である。同図に示すように、可変抵抗器１００は、所定長さの抵抗素子１０１と、該抵抗素子１０１に離間して対向配置された可撓性の短絡素子１０２とを備え、抵抗素子１０１の一端側の端子１０３に対して電池１０４の正極を接続し、抵抗素子１０１の他端側の端子１０５を接地した構成となっている。

図１０に示すように、短絡素子１０２を任意の位置で抵抗素子１０１に向かって押圧した場合、押圧位置に対応した接触点Ｐにて短絡素子１０２と抵抗素子１０１とが導通する。抵抗素子１０１の全抵抗値をＲとし、接触点Ｐの両側の抵抗値をＲ1、Ｒ2（Ｒ＝Ｒ1＋Ｒ2）、電池１０４の直流電圧をＶｓとすると、短絡素子１０２の出力電圧Ｖoutは、Ｖout＝（Ｖs／Ｒ）×Ｒ2となって、出力端子１０６に現れる。図１０に示す例では、出力電圧ＶoutをＡ／Ｄ変換器１０７でデジタル信号に変換し、入出力インターフェース１０８を介してＣＰＵ１０９に取り込んで各種制御に用いている。
特開平６−５３０１５号公報

しかしながら、上述した可変抵抗器１００は、抵抗素子１０１の両端間に常に電圧（Ｖｓ）を印加している構成であるので、非操作時においても抵抗素子１０１で電力が消費されてしまうという課題がある。例えば、携帯機器端末のように、電源としてバッテリを用いる機器では、可変抵抗器１００の待機電力が機器の使用時間を短縮させることになるので、携帯機器端末の使用可能時間を延ばすためにも可変抵抗器１００の待機電力を抑制することが望まれる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、非操作時における抵抗素子での消費電力を抑えることができる可変抵抗器を提供することを目的とする。

本発明の可変抵抗器は、一面が押圧操作される側の操作側面とされた可撓性を有する第１の基板と、この第１の基板の他面に対して一面が離間して対向配置された第２の基板と、前記第１の基板の他面と前記第２の基板の一面とのうち何れか一方に設けられた環状をなす第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体と同一基板面に設けられ前記第１の抵抗体の環内に該第１の抵抗体から絶縁された状態で配置された環状をなす第２の抵抗体と、前記第１の基板の他面と前記第２の基板の一面とのうち何れか他方に設けられ、前記第１の基板の操作側面への押圧操作に伴って、押圧位置に応じた前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の対応位置を導通させる導電体とを備え、前記第１の抵抗体の一部は第１の電圧印加部に、前記第２の抵抗体の一部は第２の電圧印加部にそれぞれ導通接続されており、前記第１の電圧印加部と前記第２の電圧印加部との間に電圧が印加されることを特徴とする。

以上の構成によれば、可変抵抗器の抵抗素子を構成する第１と第２の抵抗体は互いに絶縁されているので、第１の基板の操作側面が押圧されていない待機状態では第１、第２の抵抗体は非導通状態に保たれ、第１と第２の抵抗体での消費電力は生じないこととなる。一方、第１の基板の操作側面が押圧された使用状態では導電体により第１と第２の抵抗体が押圧位置に対応した位置で導通し、押圧位置に応じた出力電圧が得られる。

また上記可変抵抗器において、前記第１の抵抗体は、当該第１の抵抗体を二分する第１の仮想線と交差する交差部にて前記第１の電圧印加部に導通接続され、前記第２の抵抗体は、前記第１の抵抗体と前記第１の電圧印加部との接続部に対し前記第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する前記第１の仮想線との交差部又はその近傍にて前記第２の電圧印加部に導通接続されたことを特徴とする。

これにより、第１の仮想線に沿った方向の位置検出が可能になる。また、第１の仮想線に沿った方向の位置検出において、第１の抵抗体と第１の電圧印加部との接続部から当該接続部から第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する第２の抵抗体と第２の電圧印加部との接続部に至る範囲がタッチ位置を検出可能な範囲となるので、長い操作範囲を確保することができ、押圧位置に応じて出力電圧を変化させることができる。

また、上記可変抵抗器において、前記第１の抵抗体は、当該第１の抵抗体を二分し前記第１の仮想線と交差する第２の仮想線との交差部にて第３の電圧印加部に導通接続され、前記第２の抵抗体は、前記第１の抵抗体と前記第３の電圧印加部との接続部に対し前記第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する前記第２の仮想線との交差部又はその近傍にて第４の電圧印加部に導通接続され、前記第３の電圧印加部と前記第４の電圧印加部との間に電圧が印加されることを特徴とする。

これにより、第１の仮想線に沿った方向の位置検出が可能になると共に、第２の仮想線に沿った方向の位置検出が可能になる。また、第２の仮想線に沿った方向の位置検出においても、第１の抵抗体と第３の電圧印加部との接続部から当該接続部から第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する第２の抵抗体と第４の電圧印加部との接続部に至る範囲がタッチ位置を検出可能な範囲となるので、長い操作範囲を確保することができる。

また、前記第１の仮想線と前記第２の仮想線とが直交関係にあることが望ましい。これにより、押圧位置に応じて現れる出力電圧を、第１の仮想線に沿った方向（Ｙ軸）と第２の仮想線に沿った方向（Ｘ軸）にて規定される平面上の座標情報として使用することができる。

また、上記可変抵抗器において、前記第１と第２の抵抗体と、前記導電体とが接離可能に対向配置されることが望ましい。これにより、第１、第２の抵抗体と導電体とが直接相対して対向配置されるので、可変抵抗器の小型化を図ることができる。

また、上記可変抵抗器において、前記導電体は、前記環状をなす第１と第２の抵抗体の何れの幅よりも幅広に設けられることが望ましい。これにより、押圧状態では幅広の導電体を第１と第２の抵抗体に対して確実に接触させることができ、第１と第２の抵抗体を確実に導通させることができる。

また本発明は、上記可変抵抗器において、前記第１、第２の抵抗体は、同一の印刷工程で形成されたことを特徴とする。

この構成により、第１、第２の抵抗体の抵抗率を揃えることができ、出力電圧のバラツキを抑えることができる。

本発明によれば、待機状態での消費電力の無駄を無くすことができ、携帯機器端末等に用いることによりその使用可能時間を延ばすことができる。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態にかかる可変抵抗器に対して電子制御部を接続した状態を示す構成説明図である。

可変抵抗器１は、タッチ位置に応じた出力電圧を得るための抵抗素子が、第１抵抗体１１と第２抵抗体１２とに分割されている。第１抵抗体１１と第２抵抗体１２は共に環状をなしている。第１抵抗体１１の環内側に第２抵抗体１２が第１抵抗体１１の内周縁部から離間して絶縁された状態で配置されている。これら第１抵抗体１１、第２抵抗体１２に対して環状の導電体１３が対向配置された構成となっている。第１抵抗体１１は略９０度ずれた２箇所に第１、第３の電圧印加部となる電圧印加部１４、１５が設けられている。第２抵抗体１２は略９０度ずれた２箇所であって第１抵抗体１１の電圧印加部１４、１５とはずれた位置に第２、第４の電圧印加部となる電圧印加部１６、１７が設けられている。本例では、電圧印加部１４〜１７を抵抗体１１，１２の一部に直接設けているが、電圧印加部１４〜１７を抵抗体１１，１２から離れた位置に設け、良導電性の導電パターンや導線を介して接続するように構成することも出来る。

図２（ａ）（ｂ）及び図３を参照して、可変抵抗器１の構成をさらに詳しく説明する。図２（ａ）は基板上に形成された第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２の平面図であり、図２（ｂ）は基板上に形成された導電体１３の平面図である。

図２（ａ）に示すように、第２の基板となる第１絶縁性基板３１の基板面上に第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２を形成している。第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２は共に内径の異なる円環状をなしており、双方をショートしない程度まで近接させて絶縁した状態で同心円状に配置している。

第１抵抗体１１は、当該第１抵抗体１１を二分する仮想線Ｌ１との一方の交差部に電圧印加部１４が導通接続されている。第１抵抗体１１は、さらに当該第１抵抗体１１を二分し上記仮想線Ｌ１と直交する仮想線Ｌ２との一方の交差部に電圧印加部１５が導通接続されている。電圧印加部１４には所定電圧Ｙ-Ｖinが印加可能とされ、電圧印加部１５には所定電圧Ｘ-Ｖinが印加可能とされている。

第２抵抗体１２は、上記仮想線Ｌ１と交差する交差部であって上記電圧印加部１４に対して第１抵抗体１１の中央部（仮想線Ｌ１とＬ２の交差部）を挟んで対向する側の交差部に電圧印加部１６が導通接続されている。第２抵抗体１２は、さらに上記仮想線Ｌ２と交差する交差部であって上記電圧印加部１５に対して第１抵抗体１１の中央部を挟んで対向する側の交差部に電圧印加部１７が導通接続されている。電圧印加部１６および電圧印加部１７は接地電圧（GROUND）が印加可能とされている。ここで、図示していないが、第１絶縁性基板３１の各電圧印加部１４〜１７には、それぞれスルーホール電極が形成されており、第１絶縁性基板３１の他面（抵抗体１１，１２が形成されていない面）に設けられた複数の導電パターンに各電圧印加部１４〜１７がそれぞれ導通されている。なお、本実施の形態においては、上記仮想線Ｌ１，Ｌ２はいずれも第１、第２抵抗体１１，１２を二等分する直径上に位置しており、仮想線Ｌ１と仮想線Ｌ２との交点が円環状をなす第１、第２抵抗体１１，１２の中心に位置するものとなっている。

図２（ｂ）に示すように、第１の基板となる第２絶縁性基板３２の基板面上に円環状の導電体１３が形成されている。第２絶縁性基板３２の一方の面であって導電体１３が形成された面とは反対側の面が操作側面となる。第２絶縁性基板３２は、可撓性を有している。第２絶縁性基板３２の操作側面に押圧力を加えた押圧状態では、導電体１３が第１、第２抵抗体１１，１２に十分に接する程度まで変形する。また、第２絶縁性基板３２の操作側面に対する押圧力を解除した非押圧状態では、導電体１３を第１、第２抵抗体１１，１２から離間させて元の状態に復帰する。第２絶縁性基板３２としてフレキシブル基板を用いることができる。導電体１３の端部には出力電圧Ｖoutを外部へ取り出すための導電性パターンの電圧取出し部１８が導通接続されている。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、円環状をなす導電体１３の外径を第１抵抗体１１の外径と略同一径とし、導電体１３の内径を第２抵抗体１２の内径と略同一径として、同心状に配置された第１、第２抵抗体１１，１２の形成領域と対向する領域に導電体１３が配置されるようにした。操作側面から円環状をなす導電体１３の形成領域のいずれの場所を押圧しても、押圧位置に応じた第１、第２抵抗体１１，１２の対応位置に導電体１３がほぼ同時に接して導通し得るように導電体１３の幅や第１、第２抵抗体１１，１２の離間幅を設定する。本実施の形態では、第１、第２抵抗体１１，１２の幅よりも導電体１３を幅広にすることにより、押圧状態では幅広の導電体１３を第１、第２抵抗体１１，１２に対して確実に接触させ、第１、第２抵抗体１１，１２を確実に導通させることができるようにしている。

なお、図３には示されていないが、押圧領域を初めとした各種表示を印刷した可撓性を有する印刷シートを、第２絶縁性基板３２の操作側面上に載置又は貼着することとする。

図３は可変抵抗器１の側断面構造を模式的に示す図である。第１絶縁性基板３１の第１、第２抵抗体１１，１２形成面と第２絶縁性基板３２の導電体１３形成面とが向き合うように、第１絶縁性基板３１に対して第２絶縁性基板３２が離間して対向配置されている。第１絶縁性基板３１と第２絶縁性基板３２との間に介在したスペーサ３３が、第２絶縁性基板３２の押圧変形により導電体１３が第１、第２抵抗体１１，１２に接離するのに好適なスペース（離間幅）を形成している。第１絶縁性基板３１及び第２絶縁性基板３２の外周部は保持部材３４にて保持されている。

ここで、第１、第２抵抗体１１，１２の製造工程について説明する。第１絶縁性基板３１の基板面上に第１、第２抵抗体１１，１２の形状及び離間幅に対応したパターンが形成されたスクリーン（印刷マスク）を配置し、該スクリーンの上から抵抗体材料（例えば、カーボンインク）をスクリーン印刷して、抵抗体材料を加熱する。これにより、第１抵抗体１１と第２抵抗体１２とは同一成分の抵抗体材料によって形成されることになるので、第１抵抗体１１と第２抵抗体１２の抵抗率等の電気的特性を揃えることができ、出力電圧Ｖoutのバラツキを抑えることができる。

次に、上記可変抵抗器１に対して接続される情報入力装置側の電子制御部２について説明する。電子制御部２は、可変抵抗器１の第１抵抗体１１の一部に接続した電圧印加部１４と第２抵抗体１２の一部に接続した電圧印加部１６との間に所定電圧を印加する一方、それとは異なるタイミングで第１抵抗体１１の一部に接続した電圧印加部１５と第２抵抗体１２の一部に接続した電圧印加部１７との間に所定電圧を印加する電圧出力部２１を備える。導電体１３に接続した電圧取出し部１８に現れる出力電圧（Ｖout）はＡ／Ｄ変換部２２のアナログ入力端子に入力されている。Ａ／Ｄ変換部２２は出力電圧（Ｖout）をデジタル値に変換してＣＰＵ部２３に入力する。ＣＰＵ部２３は出力電圧（Ｖout）の値から第２絶縁性基板３２の操作側面上でのタッチ位置を算出する演算機能を備える。ＣＰＵ部２３は、さらに仮想線Ｌ１に沿った方向となるＹ軸方向の位置検出と仮想線Ｌ２に沿った方向となるＸ軸方向の位置検出とを行うために、電圧出力部２１を制御して次のような電圧印加切り替え制御を行う機能を有する。

Ｙ軸方向の位置検出では、Ｘ軸方向の位置検出に用いる電圧印加部１５，１７が絶縁状態となるように制御すると共に、Ｙ軸方向の位置検出に用いる電圧印加部１４，１６間に電圧が印加されるように制御する。具体的には、仮想線Ｌ１上で第１抵抗体１１と接続された電圧印加部１４に所定電圧Ｙ-Ｖinを印加すると共に仮想線Ｌ１上で第２抵抗体１２と接続された電圧印加部１６を接地して接地電圧（GROUND）となるように制御する。

Ｘ軸方向の位置検出では、Ｙ軸方向の位置検出に用いる電圧印加部１４，１６が絶縁状態となるように制御すると共に、Ｘ軸方向の位置検出に用いる電圧印加部１５，１７間に電圧が印加されるように制御する。具体的には、仮想線Ｌ２上で第１抵抗体１１と接続された電圧印加部１５に所定電圧Ｘ-Ｖinを印加すると共に仮想線Ｌ２上で第２抵抗体１２と接続された電圧印加部１７を接地して接地電圧（GROUND）となるように制御する。

次に、図４〜図６を参照して可変抵抗器１を操作した場合の動作例を説明する。

図４（ａ）は、不使用状態（待機状態を含む）を示しており、第２絶縁性基板３２の操作側面を押圧する前の状態を示している。第２絶縁性基板３２の操作側面が押圧されていないために、導電体１３が第１、第２抵抗体１１，１２から離間した状態が保たれている。

図５（ａ）は可変抵抗器１の不使用状態における回路模式図である。この回路模式図は、図２（ａ）に示す仮想線Ｌ１に沿ったＹ軸方向の位置検出に対応した電圧印加状態での模式図である。第１抵抗体１１の抵抗成分を表した外側リング抵抗と、第２抵抗体１２の抵抗成分を表した内側リング抵抗と、双方のリング抵抗を押圧位置に対応した位置で導通させる導電体１３を表した可動接点部とを備えた回路構成となっており、第１抵抗体１１に電圧印加部１４が導通接続する導通接続部と第２抵抗体１２に電圧印加部１６が導通接続する導通接続部との間に所定電圧（Ｙ-Ｖin−GROUND）が印加されている。このとき、Ｘ軸方向の位置検出用の電圧印加部１５、１７は電圧印加しないで電気的に絶縁した状態となっている。

この不使用状態では、導電体１３が第１抵抗体１１と第２抵抗体１２の双方に接触していない状態となっている。第１抵抗体１１と第２抵抗体１２とは離間して絶縁されているので、非導通状態となっている。したがって、第１抵抗体１１のＹ軸方向の一端部となる電圧印加部１４との導通接続部と第２抵抗体１２のＹ軸方向の他端部となる電圧印加部１６との導通接続部との間に電圧が印加されても、不使用状態では第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２の双方には電流が流れない状態となり、第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２における電力消費は生じない。

図４（ｂ）は、可変抵抗器１の使用状態を示しており、第２絶縁性基板３２の操作側面が押圧されている状態を示している。第２絶縁性基板３２が操作側面の押圧位置において第１絶縁性基板３１側に変形し、該第２絶縁性基板３２に形成された導電体１３が押圧位置にて第１、第２抵抗体１１，１２に接触する。

図５（ｂ）は、可変抵抗器１の使用状態であって、押圧領域が押圧された押圧状態における回路模式図である。第１抵抗体１１である外側リング抵抗と第２抵抗体１２である内側リング抵抗とが押圧位置に対応した位置で導電体１３である可動接点部を介して導通している。第１抵抗体１１の電圧印加部１４から時計回りで押圧位置までの抵抗値をＲ１、第１抵抗体１１の当該押圧位置から時計回りで電圧印加部１４までの抵抗値をＲ２とする。また第２抵抗体１２の押圧位置から時計回りで電圧印加部１６までの抵抗値をＲ３、第２抵抗体１２の電圧印加部１６から時計回りで押圧位置までの抵抗値をＲ４とする。図６は図５（ｂ）に示す押圧状態にある可変抵抗器１の等価回路図である。図６に示すように、第１抵抗体１１（外側リング抵抗）が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とからなる第１並列回路を形成し、第２抵抗体１２（内側リング抵抗）が抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とからなる第２並列回路を形成し、さらに第１並列回路と第２並列回路とを直列接続した直列回路を形成している。導電体１３の電圧取出し部１８となる第１並列回路と第２並列回路との接続点に出力電圧Ｖoutが現れる。図６に示す等価回路では、出力電圧Ｖoutの値は印加電圧である所定電圧（Ｙ-Ｖin−GROUND）及び抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４によって決まる値であり、抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４は押圧位置に応じて変化する。すなわち、円環状をなす押圧領域の何れかの場所が押圧されると、当該押圧位置に応じた電圧値を示す出力電圧Ｖoutが検出される。出力電圧ＶoutはＡ／Ｄ変換部２２でデジタル信号に変換されてＣＰＵ２３に取り込まれる。

図４（ｃ）に示すように、そのまま指を操作領域に沿って円弧状にスライドさせて押圧位置を変化させるのに伴い、第１抵抗体１１と第２抵抗体１２の導電体１３との導通位置が変化する。すなわち、指のスライドによる押圧位置の変化に応じて、図５（ｂ）に示す可動接点部（１３）が移動する。可動接点部（１３）による導通位置の移動に伴って抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４が変化し、抵抗値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４によって決まる出力電圧Ｖoutが変化する。押圧位置を、第１抵抗体１１のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１４）から１８０度離れた第２抵抗体１２のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１６）に掛けてスライドさせれば、出力電圧Ｖoutは所定電圧Ｙ-ＶinからGROUND電圧（０ボルト）まで連続的に変化する。

本実施の形態では、第１抵抗体１１における電圧印加部１４との接続点と第２抵抗体１２における電圧印加部１６との接続点とを第１抵抗体１１の中心部を挟んで対向配置したので、Ｙ軸方向の位置検出のための操作範囲を最も長くとることができる。

以上の説明は、電圧印加部１４，１６を介して第１抵抗体１１のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１４）と第２抵抗体１２のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１６）との間に所定電圧（Ｙ-Ｖin−GROUND）を印加した場合の作用である。このように、可変抵抗器１の抵抗素子（第１抵抗体１１、第２抵抗体１２）のＹ軸方向の両端部に導通接続された電圧印加部１４，１６間に所定電圧（Ｙ-Ｖin−GROUND）を印加することにより、出力電圧Ｖoutから仮想線Ｌ1に沿ったＹ軸方向の押圧位置（Ｙ座標）を検出することができる。

電圧出力部２１は、Ｙ軸方向の位置検出を行った後、位置検出方向をＹ軸方向からＸ軸方向へ切り替える。そのために、第１抵抗体１１のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１４）と第２抵抗体１２のＹ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１６）との間への電圧印加を停止し、Ｙ軸方向の位置検出用の電圧印加部１４，１６を電源側及び接地側から切り離し、電気的に絶縁した状態に制御する。次に、Ｘ軸方向の位置検出用の電圧印加部１５，１７間に所定電圧（Ｘ-Ｖin−GROUND）を印加する。電圧印加部１５，１７を介して第１抵抗体１１のＸ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１５）と第２抵抗体１２のＸ軸方向の電圧印加端部（電圧印加部１７）との間に所定電圧（Ｘ-Ｖin−GROUND）が印加される。

かかる電圧印加状態において、可変抵抗器１の押圧領域の何れかの位置が押圧された場合、第２絶縁性基板３２は押圧位置において第１絶縁性基板３１側に変形して、導電体１３が第１、第２抵抗体１１，１２に接触し、第１抵抗体１１と第２抵抗体１２とが押圧位置に応じた位置で導通する。この結果、Ｘ軸方向の電圧印加状態においても図５（ｂ）、図６に示す回路模式図及び等価回路と同様に、第１抵抗体１１の電圧印加部１５から時計回りで押圧位置までの抵抗値をＲ１、第１抵抗体１１の当該押圧位置から時計回りで電圧印加部１５までの抵抗値をＲ２、第２抵抗体１２の押圧位置から時計回りで電圧印加部１７までの抵抗値をＲ３、第２抵抗体１２の電圧印加部１７から時計回りで押圧位置までの抵抗値をＲ４によって決まる出力電圧Ｖoutが導電体１３の電圧取出し部１８に現れる。ＣＰＵ部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２を介して出力電圧Ｖoutを取り込むことにより仮想線Ｌ２に沿ったＸ軸方向の押圧位置（Ｘ座標）を検出することができる。

本実施の形態では、ＣＰＵ部２３から電圧出力部２１にタイミング信号を入力して所定周期で上記したＹ軸方向の電圧印加状態とＸ軸方向の電圧印加状態とを交互に切り替える。ＣＰＵ部２３はＹ軸方向の電圧印加タイミングでは出力電圧ＶoutをＹ座標として取得し、Ｘ軸方向の電圧印加タイミングでは出力電圧ＶoutをＸ座標として取得する。そして（Ｘ，Ｙ）座標からＸＹ平面での押圧位置を特定する。円環状の押圧領域に沿って円弧状の軌跡となる操作入力が行われた場合、（Ｘ，Ｙ）座標から円弧状のアナログ操作量および操作方向を検出することができる。

このように、本実施の形態によれば、可変抵抗器１においてタッチ位置を出力電圧に変換する抵抗素子を、複数の抵抗体に分割して所定幅を隔てて併設し、該分割された抵抗体を操作時にだけ導通させて出力電圧が現れるように構成したので、待機状態における抵抗素子での消費電力を無くすことができる。したがって、このような可変抵抗器１を用いた情報入力装置を携帯機器端末に用いれば、携帯機器端末の使用時間を延ばすことができる。

また、本実施の形態によれば、第１抵抗体１１の内周縁に対して第２抵抗体１２を短絡しない程度まで近接させると共に第１、第２抵抗体１１，１２に対して直接対面するように導電体１３を対向配置したので、第１、第２抵抗体１１，１２と導電体１３とが対向しない配置に比べて可変抵抗器１を小型化することができる。

また、本実施の形態によれば、互いに直交した仮想線Ｌ１、仮想線Ｌ２上に電圧印加部１４〜１７との接続点を設けているので、出力電圧ＶoutがそのままＸＹ平面上での（Ｘ,Ｙ）座標を表すこととなり、ＣＰＵ部２３での処理を容易にすることができる。

本発明は、上記一実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

例えば、上記実施の形態では、可撓性を有する第１の基板となる第２絶縁性基板３２に導電体１３を形成しているが、第２絶縁性基板３２に第１、第２抵抗体１１，１２を形成し、第１絶縁性基板３１に導電体１３を形成する構成としてもよい。このような構成を採用した場合、押圧状態では第１、第２抵抗体１１，１２が導電体１３側へ変位して導電体１３に対して接触することとなるが、それ以外の作用効果は上記実施の形態と同様である。

また、上記実施の形態では、互いに直交した仮想線Ｌ１、仮想線Ｌ２上に電圧印加部１４〜１７と導通接続する接続点を設けているが、一方の電圧印加部との接続点を仮想線以外の場所に設けたとしてもＹ軸方向およびＸ軸方向の位置検出は可能である。

Ｙ軸方向の位置検出だけであればＸ軸方向の位置検出用の電圧印加部１５、１７は不要であり、Ｘ軸方向の位置検出だけであればＹ軸方向の位置検出用の電圧印加部１４、１６は不要である。

また、上記実施の形態では、第１、第２抵抗体１１，１２と導電体１３とを直接対面させていたが、必ずしも双方を対面させなくても第１、第２抵抗体１１，１２を押圧位置で導通させることができる。

図７は、第１、第２抵抗体と導電体とが対面しないように構成した変形例を示す図である。図７（ａ）に示すように、第１絶縁性基板３１の基板面上に円環状の第１抵抗体４１を形成し、その内側に所定幅だけ離間させて円環状の第２抵抗体４２を形成する。図７（ｂ）に示す円環状の導電体４３を第１絶縁性基板３１の基板面に対向配置するが、第１抵抗体４１の内径と第２抵抗体４２の外径との差よりも、円環状の導電体４３の幅が小さくなるように設定する。すなわち、導電体４３が第１抵抗体４１と第２抵抗体４２の間に配置されるようにする。図７（ａ）に示すように、第１抵抗体４１の内周縁部から第２抵抗体４２に向けて伸びる導電性の櫛歯４４を形成し、第２抵抗体４２の外周縁部から第１抵抗体４１に向けて伸びる導電性の櫛歯４５を形成する。双方の櫛歯４４，４５をかみ合わせるように、第１抵抗体４１、第２抵抗体４２を配置する。導電体４３は、互いにかみ合わされた櫛歯４４，４５の形成領域と接離可能に対向配置され、導電体４３の形成領域に対応した領域が押圧領域となる。これにより、第１抵抗体４１の櫛歯４４と第２抵抗体４２の櫛歯４５とが導電体４３を介して押圧位置に対応した位置で導通し、当該導通状態の櫛歯４４，４５を介して第１抵抗体４１と第２抵抗体４２とが導通する。第１抵抗体４１は導通状態の櫛歯４４との接続部が、図５（ｂ）に示す可動接点部（１３）との導通位置となり、第２抵抗体４２は導通状態の櫛歯４５との接続部が、図５（ｂ）に示す可動接点部（１３）との導通位置となる。第１、第２抵抗体４１，４２の導通位置に応じた出力電圧Ｖoutは導電体４３の電圧取出し部１８から取り出される。

このように、第１、第２抵抗体４１，４２と導電体４３と直接対向しない配置であっても、押圧位置に応じた出力電圧Ｖoutを得ることができ、双方を対向配置できない又は対向配置しないほうが好ましいといった制約が在る場合であっても対応することが可能である。

また、導電体１３の形状は、第１、第２抵抗体１１，１２が円環状であっても環状にする必要はない。押圧領域が押圧された場合、第１、第２抵抗体１１，１２の押圧位置に応じた位置を導通させることができれば、導電体１３の形状は何れの形状であっても良い。図８（ａ）（ｂ）に示す変形例では、図２（ａ）と同一形状の第１抵抗体１１、第２抵抗体１２に対して、環状ではなく円形の導電体５１を配置している。この場合、第１抵抗体１１及び第２抵抗体１２の形成領域に対応した領域が押圧領域となる。導電体５１を円形状にした場合、導電体５１の形成領域のうち第１抵抗体１１、第２抵抗体１２と対向しない領域を含むが、操作側面上に載置する上記印刷シート（表示シート）に押圧領域を印刷することにより、操作者に押圧領域を認識させることができる。

また、以上の説明では、無端状の抵抗体の一例として円環状の第１、第２抵抗体１１，１２を用いているが、本発明は円環状以外にも無端状の環状体であればその他の形状も含むものとする。

図９（ａ）（ｂ）は第１抵抗体、第２抵抗体の形状を矩形形状に変形した変形例を示す図である。なお、図９（ａ）（ｂ）においては、電圧印加部や電圧取出し部を省略している。第２の基板となる第１絶縁性基板６１の基板面上に無端帯状で全体が矩形形状をなす第１抵抗体６２が形成され、該第１抵抗体６２の内周縁部から所定幅だけ離間して無端帯状で全体が矩形形状をなす第２抵抗体６３が形成されている。また、可撓性を有する第１の基板となる第２絶縁性基板６４の基板面上に第１抵抗体６２及び第２抵抗体６３の形成領域に対応した矩形形状をなす導電体６５を形成している。この場合も、第１及び第２抵抗体６２，６３と接離可能に対向配置された導電体６５の形成領域が押圧領域となる。

また、第１絶縁性基板３１と第２絶縁性基板３２とは必ずしも分離された別々の基板である必要はなく、例えば１枚のポリエステルフィルム等からなる可撓性基板を二つ折りにしたものでも良い。この場合、押圧される側の基板に対向配置される下側の基板を鋼板等の硬い支持板で支持する構成とすることが望ましい。

本発明は、アナログ情報をタッチ式で入力可能な情報入力装置に適用可能である。

一実施の形態にかかる可変抵抗器に電子制御部を接続した構成図 （ａ）図１に示す可変抵抗器の抵抗素子形成側の絶縁性基板の平面図、（ｂ）図１に示す可変抵抗器の導電体形成側の絶縁性基板の平面図 図１に示す可変抵抗器の断面構造を示す図 （ａ）上記実施の形態において可変抵抗器の操作面にタッチ前の不使用状態を示す図、（ｂ）上記実施の形態において可変抵抗器の操作面にタッチした使用状態を示す図、（ｃ）上記実施の形態において可変抵抗器の操作面のタッチ位置をスライドした使用状態を示す図 （ａ）図４（ａ）に対応した不使用状態における可変抵抗器の回路模式図、（ｂ）図４（ｂ）に対応した使用状態における可変抵抗器の回路模式図 図５（ｂ）に示す回路模式図の等価回路図 （ａ）抵抗体と導電体との配置関係を変更した変形例における抵抗素子形成側の絶縁性基板の平面図、（ｂ）同変形例における導電体の平面図 （ａ）導電体形状を変形した変形例における可変抵抗器の抵抗素子形成側の絶縁性基板の平面図、（ｂ）同変形例における導電体形成側の絶縁性基板の平面図 （ａ）抵抗体を矩形形状にした変形例における抵抗素子形成側の絶縁性基板の平面図、（ｂ）同変形例における導電体形成側の絶縁性基板の平面図 従来の押圧接触型の可変抵抗器の構成図

符号の説明

１ 可変抵抗器
２ 電子制御部
１１、４１、６２ 第１抵抗体
１２、４２、６３ 第２抵抗体
１３、４３、５１、６５ 導電体
１４、１５、１６、１７ 電圧印加部
１８ 電圧取出し部
３１、６１ 第１絶縁性基板（第２の基板）
３２、６４ 第２絶縁性基板（第１の基板）
３３ スペーサ
２１ 電圧出力部
２２ Ａ／Ｄ変換部
２３ ＣＰＵ部
Ｌ１，Ｌ２ 仮想線

Claims (7)

1. 一面が押圧操作される側の操作側面とされた可撓性を有する第１の基板と、この第１の基板の他面に対して一面が離間して対向配置された第２の基板と、前記第１の基板の他面と前記第２の基板の一面とのうち何れか一方に設けられた環状をなす第１の抵抗体と、前記第１の抵抗体と同一基板面に設けられ前記第１の抵抗体の環内に該第１の抵抗体から絶縁された状態で配置された環状をなす第２の抵抗体と、前記第１の基板の他面と前記第２の基板の一面とのうち何れか他方に設けられ、前記第１の基板の操作側面への押圧操作に伴って、押圧位置に応じた前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体の対応位置を導通させる導電体とを備え、前記第１の抵抗体の一部は第１の電圧印加部に、前記第２の抵抗体の一部は第２の電圧印加部にそれぞれ導通接続されており、前記第１の電圧印加部と前記第２の電圧印加部との間に電圧が印加されることを特徴とする可変抵抗器。
2. 前記第１の抵抗体は、当該第１の抵抗体を二分する第１の仮想線と交差する交差部にて前記第１の電圧印加部に導通接続され、前記第２の抵抗体は、前記第１の抵抗体と前記第１の電圧印加部との接続部に対し前記第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する前記第１の仮想線との交差部又はその近傍にて前記第２の電圧印加部に導通接続されたことを特徴とする請求項１記載の可変抵抗器。
3. 前記第１の抵抗体は、当該第１の抵抗体を二分し前記第１の仮想線と交差する第２の仮想線との交差部にて第３の電圧印加部に導通接続され、前記第２の抵抗体は、前記第１の抵抗体と前記第３の電圧印加部との接続部に対し前記第１の抵抗体の中央部を挟んで対向する前記第２の仮想線との交差部又はその近傍にて第４の電圧印加部に導通接続され、前記第３の電圧印加部と前記第４の電圧印加部との間に電圧が印加されることを特徴とする請求項２記載の可変抵抗器。
4. 前記第１の仮想線と前記第２の仮想線とが直交関係にあることを特徴とする請求項３記載の可変抵抗器。
5. 前記第１と第２の抵抗体と、前記導電体とが接離可能に対向配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の可変抵抗器。
6. 前記導電体は、前記環状をなす第１と第２の抵抗体の何れの幅よりも幅広に設けられたことを特徴とする請求項５記載の可変抵抗器。
7. 前記第１、第２の抵抗体は、同一の印刷工程で形成されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の可変抵抗器。

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