JPS6036112B2

JPS6036112B2 - 可変抵抗器

Info

Publication number: JPS6036112B2
Application number: JP51158388A
Authority: JP
Inventors: 万寿治佐藤; 貴夫古海
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1985-08-19
Also published as: JPS5381937A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、非直線出力を得ることができ、かつ光量分布
が一様な非援触型の光学的可変抵抗器に関するものであ
る。

可変抵抗器の非接触化を図ることは、抵抗器の信頼性向
上、接触雑音や摺動雑音がなくなることによる低雑音化
およびシャフト移動速度のより高速化が可能となる等の
種々の利点がある。

可変抵抗器の非後触化を図る方法として、抵抗膜と光導
電膜を紙合せた構造の抵抗器（例えば、ホトポット等）
がよく知られている。

普通は、直線型の可変抵抗器（ＪＩＳ規格のＢ型）であ
るが、ＪＩＳ規格のＡおよびＣ型のような非直線性の可
変抵抗器を構成するために、第１図ａに示すような構造
のものが本発明者等により提案されている。第１図ａに
おいては、長さＬの抵抗膜１を挟んで両側に光導電膜２
を接着したものを２個縦続接続する。そして、接続され
た抵抗膜１の一端に規定の電圧Ｖｏ、他様にアース電位
ＧＮＤを印加し、抵抗膜１に電流しを流して、両抵抗膜
１の接続点から、出力電圧Ｖｅを取出す。次に、第１図
ｂに示すように、長さＬの範囲に段差を有する光量分布
Ａを得て、出力端子（Ｖｅ端子）を中心にして±Ｌだけ
矢印方向に移動させれば、非直線性の出力電圧Ｖｅを得
る。

第１図ｂにおいては、０〜ｍの範囲だけに大きな光量、
ｍ−１の範囲に小さな光量の分布であるが、光量の比と
ｍの位置を変化させることにより、種々の非直線性出力
を得ることができる。しかしながら、この方法において
は、光量に所望の場所的分布をもたせるために、発光源
への入力電力を変化させたり、同一入力電力でも発光量
の異なる光源を使用したり、光源側に手のこんだ工夫が
必要であって、これがきわめて面倒な問題となっている
。

本発明の目的は、上記の欠点を解消するため、場所的に
均一な光量で可変抵抗器を構成することができ、かつ所
望の非直線性出力を得ることにある。

上記の目的は、抵抗膜をはさむ様に光導電膜を形成して
成る抵抗素子を直列に接続し、移動可能で且つ全体の抵
抗膜の半分の長さを有する光源により該光導電膜に光を
照射し、中点より出力を取り出す様にした可変抵抗器に
おいて、前記抵抗膜は場所的に抵抗値が異なり、前記光
源は光量が場所的に一定であることによって達成される
。

以下、本発明の実施例を図面により説明する。第２図は
、可変抵抗器を構成する抵抗組子の横成図である。第２
図に示すように、抵抗膜１の途中に幅の違いを設け、そ
の両側に同一の幅の光導電膜２および電極３を設けた光
電変換素子において、均一な光量でこの素子を照射し、
照射位置Ｓを動かしていったときの素子入力抵抗Ｒｉ（
＝Ｖ。

／１。）を求める。なお、点線Ｂ内は光遮断部、１の範
囲が光照射部である。この場合、抵抗膜１として、Ｎｉ
−Ｃｒ、ＳｉＱ−Ｃｒ等を用い、光導電膜２として、Ｃ
ｄＳ、ＣｄＳｅ等を用いる。

いま、抵抗膜１の抵抗率をＰｓ、厚さをｔ，、幅をＷａ
，Ｗｂ、光導電膜２の暗抵抗率をＰｄ、厚さをｔ２、幅
をＷ２、明抵抗率をＰａ、光照射時と無照射時の抵抗変
化率をＫとすると、抵抗膜１のうち幅Ｗａの部分の抵抗
値Ｓｓ，、幅Ｗｂの部分の抵抗値ＲＳ２、光導電膜２の
晴抵抗Ｒｄ、明抵抗Ｒａはそれぞれ次式で表わされる。

ＲＳ，＝ｐＳ布＝ｐＳ流ＦｉＲ洲・・・・・・‘ｉ）
Ｌ−ＩＬＲ＊＝ｐＳ前席＝ｐＳ内応‐（１−三）ニＲＳｂ（１一ｍ） ……‘ｉｉ｝Ｒ
ｄｐ洋、Ｒａ＝ｐ器−廉（Ｋ２》１）
…・・・【ｉｉｉ’ＬＬただし、Ｒ蛇＝
ｐＳ市内・ＲＳｂ＝ＰＳｔ前薄・Ｑ・＝ノＲ蛇／Ｒｄ、
Ｑ２コノＲＳｂ／Ｒｄとする。

そして、光導電腰２の抵抗変化率Ｋが非常に大きい場合
（ＫＱ》１例えばＫＱ＞１５０）、素子の入力抵抗Ｒは
次のようになる。‘ａ｝照射位置ｓがｍより小のとき
（ｍ≧ｓ）Ｒｉ（ｓ）３Ｒａ（ｍ−ｓ）＋ＲＳｂ（１十
ｍ）．・・．・・【ｉｖ｝‘ｂ｝照射位置ｓがｍより
大のとき（１≧ｓ≧ｍ）Ｒｉ（ｓ）３ＲＳｂ（１−Ｓ）
……Ｍ上記ｔｉｖ｝、Ｍ式を図式化すると、第３
図に示すように折線となる。

すなわち、光照射されている部分は、抵抗Ｒｉがほぼ０
であり、光照射されていない部分の抵抗値だけが入力抵
抗Ｒｉに影響してくることが明らかとなる。

したがって、これを発展させると、この光電型可変抵抗
素子において均一な光量のもとでその光照射部を動かし
た場合、上記肋、Ｍ式の抵抗値変化と第２図の構成を対
比させると、パターン設計により所望の抵抗値変化が得
られることがわかった。第４図は、第２図の素子を用い
た非直線型可変抵抗器の構成図である。

第２図の可変抵抗素子の性質を使えば、光量が均一の場
合でも非直線型可変抵抗器を構成することが可能であり
、その一例を第４図に示す。

すなわち、ＲａｍとＲｂ（１−ｍ）の部分抵抗からなる
抵抗器を二段に縦続接続し、その接続点より出力端子を
取出す。そして、均一光量の光照射部Ａを設け、その中
央にスリット部移動表示用マーカＭを取付けて、このマ
ーカＭが出力端子（Ｖｅ端子）を中心にして上下にＬの
距離だけ移動できるようにする。なお、照射部Ａは抵抗
器の真上に配置され、照射部Ａの上端位置をｘとすると
、ｘは０〜１の間移動する。したがって、第４図の素子
構成においては、半分だけ常に照射されているから、入
力抵抗Ｒｉは次式ですように、スリットの位置に関係な
く一定である。

ＲｉこＲｓａｍ十ＲＳｂ（１−ｍ）＝一定・・・・
・Ｗーそして、出力電圧比Ｖｅ／Ｖｉは、次式で表わさ
れる。

‘ａ｝０＜ｘＺｍの範囲では、ＶｅＲ協（ｍ−Ｘ）＋ＲＳｂ（１−ｍ）
，．，〜風Ｖｉ− ＲＳａｍ＋ＲＳｂ（１−ｍ）｛ｂ
｝ｍミｘＳＩの範囲では、ＶｅＲＳｂ（１−Ｘ） ‐・‐・
・‐剛Ｖｉ−Ｒ紬ｍ＋ＲＳｂ（１−ｍ）すなわち、ｘ（
または光スリット表示用マーカ）が０より１まで変化す
る間に、素子入力抵抗Ｒｉは一定であるが、出力電圧Ｖ
ｅは入力電圧Ｖｉより最小出力の０まで変化し、その変
化量は上記凧、胸式で表示され、ｘ＝ｍで曲線が折れ曲
る。

これにより、非接触非直線の可変抵抗器が実現される。
実施例においては、抵抗膜１の幅に２つの段差が設けら
れているが、多数の段差を設けた場合にも同じように適
用できる。

抵抗値に違いをつけるために、素子作製時に厚みｔ．で
違いを設けたり、抵抗率ｐｓで違いを作ったりしても、
やはり同じように適用することができる。以上説明した
ように、本発明によれば、抵抗膜と光導電膜の組合せか
らなる可変抵抗器において、光量分布が一様な照射部を
用いて所望の非直線出力を得ることが可能であり、かつ
非接触のため低雑音で信頼性は高く、高速動作が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の非直線可変抵抗器の構成図、第２
図は本発明の−実施例を示す可変抵抗素子の構成図、第
３図は第２図の照射位置に対する入力抵抗値の特性曲線
図、第４図は本発明の一実施例を示す非直線可変抵抗器
の構成図である。１：抵抗膜、２：光導電膜、３：電極、Ａ：光照射部、
Ｂ：光遮断部、Ｌ：可変抵抗素子の長さ、ｍ：Ｌに対す
る段差が設けられた位置までの比率、Ｓ：スロット位置
、Ｌ：入力電流、Ｒｉ：入力抵抗、Ｖｏ：入力電圧、１
：照射部分の距離、Ｖｅ：出力電圧、Ｍ：スリット部移
動表示用マーカ、ＧＮＤ：アース電位、Ｗａ，Ｗｂ：抵
抗膜の幅、ｐｓ：抵抗膜の晴抵抗率、ｐｄ：光導電膜の
日吉抵抗率、ｐａ：光導電膜の明抵抗率、ｔ．：抵抗膜
の厚み、ら：光導電膜の厚み。オ１図才２図オ３図オ４図

Claims

【特許請求の範囲】

１抵抗膜をはさむ様に光導電膜を形成して成る抵抗素
子を直列に接続し、移動可能で且つ全体の抵抗膜の長さ
を有する光源により該光導電膜に光を照射し、中点より
出力を取り出す様にした可変抵抗器において、前記抵抗
膜は場所的に抵抗値が異なり、前記光源は光量が場所的
に一定であることを特徴とする可変抵抗器。