KR20080021815A - 가변 저항기 - Google Patents

Abstract

(과제)

비조작시에 있어서의 가변 저항기의 저항 소자에서의 소비 전력을 억제하는 것이다.

(해결 수단)

제 2 절연성 기판 (17) 의 기판면에 제 1 저항체 (11), 제 2 저항체 (12) 를 절연시킨 상태에서 병설하고, 제 2 절연성 기판 (17) 에 대해 이간하여 대향 배치하는 제 1 절연성 기판 (18) 에는 제 2 절연성 기판 (17) 과의 대향면에 도전체 (13) 를 형성한다. 제 2 절연성 기판 (17) 또는 제 1 절연성 기판 (18) 은 제 1 저항체 (11), 제 2 저항체 (12) 와 도전체 (13) 를 가압 접촉 가능한 가요성 기판으로 구성한다. 전압 출력부 (21) 로부터 제 1 저항체 (11) 의 제 1 전압 인가부 (14) 와 제 2 저항체 (12) 의 전압 인가부 (15) 사이에 전압을 인가하고, 대기 상태가 되는 비가압 상태에서는 제 1 저항체 (11), 제 2 저항체 (12) 를 비도통으로 함으로써 소비 전력이 발생하지 않는 구성으로 하였다.

가변 저항기, 소비 전력.

Description

가변 저항기{VARIABLE RESISTOR}

본 발명은, 전자 제어 장치에 대해 아날로그 정보를 터치식으로 입력 가능한 정보 입력 장치에 사용할 수 있는 가변 저항기에 관한 것이다.

각종 기기의 전자 제어 장치에 대해 소망하는 아날로그 정보를 터치식으로 입력하기 위해 가변 저항기를 이용한 정보 입력 장치가 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이러한 정보 입력 장치에는 가압 접촉형의 가변 저항기가 이용되고 있다.

도 9 는 하기 특허문헌 1 에 기재된 가압 접촉형 가변 저항기의 구성도이다. 동 도면에 나타내는 것과 같이, 가변 저항기 (100) 는, 소정 길이의 저항 소자 (101) 와, 그 저항 소자 (101) 에 이간하여 대향 배치된 가요성의 단락 소자 (102) 를 구비하고, 저항 소자 (101) 의 일단측의 단자 (103) 에 대해 전지 (104) 의 정극을 접속하고, 저항 소자 (101) 의 타단측의 단자 (105) 를 접지한 구성으로 되어 있다.

도 9 에 나타내는 것과 같이, 단락 소자 (102) 를 임의의 위치에서 저항 소자 (101) 를 향해 가압한 경우, 가압 위치에 대응한 접촉점 (P) 에서 단락 소자 (102) 와 저항 소자 (101) 가 도통(導通)한다. 저항 소자 (101) 의 전체 저항 값을 R 로 하고, 접촉점 (P) 의 양측의 저항값을 R1, R2 (R = R1 + R2), 전지 (104) 의 직류 전압을 Vs 로 하면, 단락 소자 (102) 의 출력 전압 (Vout) 은, Vout = (Vs/R) × R2 가 되어, 출력 단자 (106) 에 나타난다. 도 9 에 나타내는 예에서는, 출력 전압 (Vout) 을 A/D 변환기 (107) 에서 디지털 신호로 변환하고, 입출력 인터페이스 (108) 를 통하여 CPU (109) 에 주입하여 각종 제어에 이용하고 있다.

특허문헌 1 : 일본 공개특허공보 평6-53015호

해결하고자 하는 과제

그러나, 상기 서술한 가변 저항기 (100) 는, 저항 소자 (101) 의 양단 사이에 항상 전압 (Vs) 을 인가하고 있는 구성이므로, 비조작시에도 저항 소자 (101) 에 의해 전력이 소비되어 버린다는 과제가 있다. 예를 들어, 휴대 기기 단말과 같이, 전원으로서 배터리를 이용하는 기기에서는, 가변 저항기 (100) 의 대기 전력이 기기의 사용 시간을 단축시키게 되므로, 휴대 기기 단말의 사용 가능 시간을 연장시키기 위해서도 가변 저항기 (100) 의 대기 전력을 억제하는 것이 요망된다.

본 발명은, 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 비조작시에 있어서 저항 소자에서의 소비 전력을 억제할 수 있는 가변 저항기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제 해결 수단

본 발명의 가변 저항기는, 일면이 가압 조작되는 측의 조작 측면으로 이루어진 가요성을 갖는 제 1 기판과, 이 제 1 기판의 타면에 대해 일면이 이간하여 대향 배치된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판의 타면과 상기 제 2 기판의 일면 중 어느 일방에 형성되어 서로 절연된 제 1 과 제 2 저항체와, 상기 제 1 기판의 타면과 상기 제 2 기판의 일면 중 어느 타방에 형성되고, 상기 제 1 기판의 조작 측면으로의 가압 조작에 수반하여, 가압 위치에 따른 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체의 대응 위치를 도통시키는 도전체를 구비하고, 상기 제 1 저항체의 일부는 제 1 전압 인가부에, 상기 제 2 저항체의 일부는 제 2 전압 인가부에 각각 도통 접속되어 있어, 상기 제 1 전압 인가부와 제 2 전압 인가부 사이에 전압을 인가 가능하게 구성한 것을 특징으로 한다.

이상의 구성에 의하면, 가변 저항기의 저항 소자를 구성하는 제 1 과 제 2 저항체는 서로 절연되어 있으므로, 제 1 기판의 조작 측면이 가압되어 있지 않은 대기 상태에서는 제 1, 제 2 저항체는 비도통 상태로 유지되고, 제 1 과 제 2 저항체에서의 소비 전력은 발생되지 않게 된다. 한편, 제 1 기판의 조작 측면이 가압된 사용 상태에서는 도전체에 의해 제 1 과 제 2 저항체가 가압 위치에 대응한 위치에서 도통하여 가압 위치에 따른 출력 전압이 얻어진다.

또 본 발명은, 상기 가변 저항기에 있어서, 상기 제 1 기판의 조작 측면의 가압 영역이 일단과 타단을 갖고 연재되어 있고, 상기 제 1 전압 인가부는, 상기 가압 영역의 일단측에 대응한 위치에서 상기 제 1 저항체와 도통 접속되고, 상기 제 2 전압 인가부는, 상기 가압 영역의 타단측에 대응한 위치에서 상기 제 2 저항체와 도통 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의해, 제 1 전압 인가부가 가압 영역의 일단측에 대응한 위치에서 제 1 저항체와 접속되고, 제 2 전압 인가부가 가압 영역의 타단측에 대응한 위치에서 제 2 저항체와 접속되므로, 가압 영역의 일단측으로부터 타단측에 걸쳐 가압 위치에 따라 출력 전압을 변화시킬 수 있다.

또 본 발명은, 상기 가변 저항기에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체와, 상기 도전체가 접리 가능하게 대향 배치되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 소형화된 가변 저항기를 실현할 수 있다.

또 본 발명은, 상기 가변 저항기에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체는, 각각 띠 형상으로 형성되고, 상기 도전체는, 상기 제 1 과 제 2 저항체 중 어느 폭보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 이로 인해, 가압 상태에서는 폭이 넓은 도전체를 제 1 과 제 2 저항체에 대해 확실하게 접촉시킬 수 있고, 제 1 과 제 2 저항체를 확실하게 도통시킬 수 있다.

또 본 발명은, 상기 가변 저항기에 있어서, 상기 제 1 기판의 타면 또는 상기 제 2 기판의 일면 중 상기 제 1 과 제 2 저항체가 형성된 어느 일방의 면에, 적어도 상기 조작 측면이 가압 조작된 상태에 있어서, 상기 도전체와 도통하는 출력용 도전 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의해, 제 1 과 제 2 저항체가 형성된 제 1 또는 제 2 기판과 동일한 기판으로부터 출력용 도전 패턴을 통하여 출력 전압을 취출할 수 있어, 인출선이나 인출용 패턴의 처리가 용이해진다.

또 본 발명은, 상기 가변 저항기에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체는, 동일한 인쇄 공정으로 형성된 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의해, 제 1 과 제 2 저항체의 저항률을 일정하게 할 수 있어 출력 전압의 편차를 억제할 수 있다.

발명의 효과

본 발명에 의하면, 대기 상태에서의 소비 전력의 낭비를 없앨 수 있어, 휴대 기기 단말 등에 이용함으로써 그 사용 가능 시간을 연장시킬 수 있다.

도 1 은 일 실시형태에 관련된 정보 입력 장치의 구성도.

도 2 의 (a) 는 도 1 에 나타내는 가변 저항기의 저항 소자 형성측의 절연성 기판의 평면도, 도 2 의 (b) 는 도 1 에 나타내는 가변 저항기의 도전체 형성측의 절연성 기판의 평면도.

도 3 은 도 1 에 나타내는 가변 저항기의 단면 구조를 나타내는 도면.

도 4 의 (a) 는 상기 실시형태에 있어서 가변 저항기의 조작면에 터치 전의 사용하지 않는 상태를 나타내는 도면, 도 4 의 (b) 는 상기 실시형태에 있어서 가변 저항기의 조작면에 터치한 사용 상태를 나타내는 도면, 도 4 의 (c) 는 상기 실시형태에 있어서 가변 저항기의 조작면의 터치 위치를 슬라이드한 사용 상태를 나타내는 도면.

도 5 의 (a) 는 도 4 의 (a) 에 대응한 사용하지 않는 상태에 있어서의 가변 저항기의 등가 회로도, 도 5 의 (b) 는 도 4 의 (b) 에 대응한 사용 상태에 있어서의 가변 저항기의 등가 회로도.

도 6 의 (a) 는 출력 전압의 취출구를 변경한 변형예에 있어서의 저항 소자 형성측의 절연성 기판의 평면도, 도 6 의 (b) 는 동 변형예에 있어서의 도전체 형성측의 절연성 기판의 평면도.

도 7 은 저항체와 도전체의 배치 관계를 변경한 변형예에 있어서의 저항 소자 형성측의 절연성 기판의 평면도.

도 8 의 (a) 는 제 1 저항체를 U 자형 형상으로 변경한 변형예에 있어서의 저항 소자 형성측의 절연성 기판의 평면도, 도 8 의 (b) 는 동 변형예에 있어서의 도전체 형성측의 절연성 기판의 평면도.

도 9 는 종래의 가압 접촉형의 가변 저항기의 구성도.

부호의 설명

1 가변 저항기 2 전자 제어부

11, 41, 51 제 1 저항체

12, 42, 52 제 2 저항체

13, 33, 45 도전체

14, 15 전압 인가부

16, 32 전압 취출부

17 제 2 절연성 기판 (제 2 기판)

18 제 1 절연성 기판 (제 1 기판)

19 스페이서 21 전압 출력부

22 A/D 변환부 23 CPU 부

31 출력용 도전부

이하, 본 발명의 일 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1 은, 본 실시형태에 관련된 가변 저항기에 대해 전자 제어부를 접속한 상태를 나타내는 구성 설명도이다. 또한, 이 도 1 에서는 제 1 및 제 2 기판을 생략하고 있다.

가변 저항기 (1) 는, 저항 소자가 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 로 분할되어 있고, 이들 제 1 저항체 (11), 제 2 저항체 (12) 에 대해 도전체 (13) 가 대향 배치된 구성으로 되어 있다. 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 는 모두 한 방향으로 직선적으로 연장되는 띠 형상을 이루고 있고, 절연된 상태에서 서로 소정 폭을 두고 배치되어 있다. 제 1 저항체 (11) 의 일단에 전극부가 되는 제 1 전압 인가부 (14) 가 도통 접속되고, 제 2 저항체 (12) 의 일단으로서 상기 제 1 전압 인가부 (14) 를 형성한 단부와는 반대측에 전극부가 되는 제 2 전압 인가부 (15) 가 도통 접속되어 있다. 본 예에서는, 제 1, 제 2 전압 인가부 (14, 15) 를 저항체 (11, 12) 의 일부에 직접 형성하고 있는데, 제 1, 제 2 전압 인가부 (14, 15) 를 저항체 (11, 12) 로부터 떨어진 위치에 형성하고, 양도전성의 도전 패턴이나 도선을 통하여 접속하도록 구성할 수도 있다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 제 1 저항체 (11) 의 제 1 전압 인가부 (14) 는 제 1 전위가 되는 소정 전위 (Vin) 가 인가되고, 제 2 저항체 (12) 의 제 2 전압 인가부 (15) 에 제 1 전 위와는 상이한 제 2 전위인 접지 전위 (GROUND) 가 인가된다. 또한, 도면 중의 P1 은 가압 위치에서의 가압 범위를 나타내고 있다. 가압 범위 (P1) 는 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 대해 도전체 (13) 가 동시에 접촉하는 면적으로 되어 있다.

도 2 의 (a), (b) 및 도 3 을 참조하고, 가변 저항기 (1) 의 구성을 더욱 상세히 설명한다. 도 2 의 (a) 는 기판 상에 형성된 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 의 평면도이며, 도 2 의 (b) 는 기판 상에 형성된 도전체 (13) 의 평면도이다.

도 2 의 (a) 에 나타내는 것과 같이, 제 2 기판으로서의 제 2 절연성 기판 (17) 의 기판면 상에 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 가 형성되어 있다. 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 는 도면 중 좌우 방향으로 연장된 직사각형 형상을 이루고, 서로 소정 폭만큼 이간하여 절연되어 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 의 이간 폭은 가압 조작시 이외에는 단락하지 않는 정도까지 근접시키는 것으로 한다. 후술하는 가압 영역의 일단에 대응한 제 1 저항체 (11) 의 우단부에 소정 전위 (Vin) 가 인가되는 제 1 전압 인가부 (14) 가 형성되고, 가압 영역의 타단에 대응한 제 2 저항체 (12) 의 좌단부에 접지 전위가 인가되는 제 2 전압 인가부 (15) 가 형성되어 있다.

도 2 의 (b) 에 나타내는 것과 같이, 제 1 기판으로서의 제 1 절연성 기판 (18) 의 기판면 상에 양도전성 재료 (예를 들어, 은 패턴) 로 이루어지는 직사각형 형상의 도전체 (13) 가 형성되어 있다. 제 1 절연성 기판 (18) 의 일방의 면으 로서 도전체 (13) 가 형성된 면과는 반대측의 면이 조작 측면이 된다. 제 1 절연성 기판 (18) 은 가요성을 갖고 있다. 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면에 가압력을 가한 가압 상태에서는, 도전체 (13) 가 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 충분히 접하는 정도까지 변형된다. 또, 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면에 대한 가압력을 해제한 비가압 상태에서는, 도전체 (13) 를 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 로부터 이간시켜 원래의 상태로 복귀한다. 제 1 절연성 기판 (18) 으로서 플렉시블 기판을 이용할 수 있다. 도전체 (13) 의 단부에는 출력 전압 (Vout) 을 외부로 취출하기 위한 도전성 패턴의 전압 취출부 (16) 가 도통 접속되어 있다.

도 2 의 (a) 및 (b) 에 나타내는 것과 같이, 직사각형 형상의 도전체 (13) 와 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 형성 영역은 거의 동일 형상을 이루고 있다. 조작 측면측으로부터 도전체 (13) 의 형성 영역 중 어느 장소를 가압해도, 가압 위치에 따른 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 대응 위치에 도전체 (13) 가 거의 동시에 접하여 도통될 수 있도록 도전체 (13) 의 폭이나 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 이간 폭을 설정한다. 본 실시형태에서는, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 폭보다 도전체 (13) 를 크게 함으로써, 가압 상태에서는 폭이 넓은 도전체 (13) 를 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 대해 확실하게 접촉시켜, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 를 확실히 도통시킬 수 있도록 하고 있다.

도 3 은 가변 저항기 (1) 의 측단면 구조를 모식적으로 나타내는 도면이다. 제 2 절연성 기판 (17) 의 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 형성면과 제 1 절연성 기판 (18) 의 도전체 (13) 형성면이 마주보도록, 제 2 절연성 기판 (17) 에 대해 제 1 절연성 기판 (18) 이 이간하여 대향 배치되어 있다. 제 2 절연성 기판 (17) 과 제 1 절연성 기판 (18) 사이에 개재시킨 스페이서 (19) 가, 제 1 절연성 기판 (18) 의 가압 변형에 의해 도전체 (13) 가 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 접리하는데 적합한 스페이스 (이간 폭) 를 형성하고 있다. 제 2 절연성 기판 (17) 및 제 1 절연성 기판 (18) 의 외주부는 유지 부재 (20) 로 유지되어 있다. 여기에서, 제 1 및 제 2 저항체 (11, 12) 와 도전체 (13) 가 접리 가능하게 대향 배치되어 있는 영역이 가압 영역이며, 본 실시형태에 있어서는 도전체 (13) 와 거의 동일 형상을 한 직사각형 형상을 하고 있다. 그리고, 이 가압 영역은, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 길이 방향으로 일단과 타단을 갖는 것으로 되어 있다.

또한, 도 3 에는 나타나지 않는데, 조작 영역 (가압 영역) 을 비롯한 각종 표시를 인쇄한 가요성을 갖는 인쇄 시트를, 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면 상에 탑재 또는 점착하는 것으로 한다.

여기에서, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 제조 공정에 대해 설명한다. 제 2 절연성 기판 (17) 의 저항체 형성면에 대해 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 형상 및 이간 폭에 대응한 패턴이 형성된 스크린 (인쇄 마스크) 을 배치하고, 그 스크린 상으로부터 저항체 재료 (예를 들어, 카본 잉크) 를 스크린 인쇄하여 저항체 재료를 가열시킨다. 이로 인해, 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 는 동일 성분의 저항체 재료에 의해 형성되는 것이 되므로, 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 의 저항률 등의 전기적 특성을 동일하게 할 수 있어, 출력 전압 (Vout) 의 편차를 억제할 수 있다.

이상과 같이 구성된 가변 저항기 (1) 는, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 로 구성되는 저항 소자에 대해, 제 1, 제 2 의 제 1 전압 인가부 (14, 15) 를 통하여 소정 전압 (Vin-GROUND) 이 인가되게 되는데, 분할되어 이간한 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 로부터 도전체 (13) 가 이간한 상태 (비가압 상태) 에서는, 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 가 비도통 상태인 채이므로, 저항 소자 (제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12)) 에 있어서의 전력 소비는 발생하지 않는다.

다음으로, 상기 가변 저항기 (1) 에 대해 접속되는 정보 입력 장치측의 전자 제어부 (2) 에 대해 설명한다. 전자 제어부 (2) 는, 가변 저항기 (1) 의 제 1 저항체 (11) 에 접속한 제 1 전압 인가부 (14) 와 제 2 저항체 (12) 에 접속한 제 2 전압 인가부 (15) 사이에 소정 전압을 인가하는 전압 출력부 (21) 를 구비한다. 본 실시형태에서는, 제 1 저항체 (11) 에 접속한 제 1 전압 인가부 (14) 에 대한 인가 전위를 Vin 으로 하고, 제 2 저항체 (12) 에 접속한 제 2 전압 인가부 (15) 에 대한 인가 전위를 접지 전위 (GROUND) 로 하고 있다. 도전체 (13) 에 접속한 전압 취출부 (16) 에 나타나는 출력 전압 (Vout) 은 A/D 변환부 (22) 의 아날로그 입력 단자에 입력되어 있다. A/D 변환부 (22) 는 출력 전압 (Vout) 을 디지털값으로 변환시켜 CPU 부 (23) 에 입력한다. CPU 부 (23) 는 출력 전압 (Vout) 의 값으로부터 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면 상에서의 터치 위치를 산출하는 연산 기능을 구비한다.

다음으로, 도 4 의 (a) ~ (c) 및 도 5 의 (a), (b) 를 참조하여 가변 저항기 (1) 를 조작한 경우의 동작예를 설명한다.

도 4 의 (a) 는, 사용하지 않는 상태 (대기 상태) 를 나타내고, 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면을 가압하기 전 상태를 나타내고 있다. 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면이 가압되어 있지 않기 때문에, 도전체 (13) 가 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 로부터 이간된 상태가 유지되고 있다. 도 5 의 (a) 는 가변 저항기 (1) 의 대기 상태에 있어서의 회로 모식도이다. 대기 상태에서는, 도전체 (13) 가 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 의 쌍방으로 접촉하지 않는 상태가 되어 있다. 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 는 이간하여 절연되어 있으므로, 비도통 상태로 되어 있다. 따라서, 전압 출력부 (21) 로부터 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 사이에 전압이 인가되어 있는데, 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 의 쌍방에는 전류가 흐르지 않기 때문에 제 1 저항체 (11) 및 제 2 저항체 (12) 에 있어서의 전력 소비는 발생하지 않는다.

도 4 의 (b) 는, 사용 상태를 나타내고, 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면이 가압되어 있는 상태를 나타내고 있다. 제 1 절연성 기판 (18) 이 조작 측면의 가압 위치에 있어서 제 2 절연성 기판 (17) 측에 변형되고, 그 제 1 절연성 기판 (18) 에 형성된 도전체 (13) 가 가압 위치에서 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 접촉된다.

도 5 의 (b) 는, 가변 저항기 (1) 가 사용 상태로 되어 있는 가압시의 회로 모식도이다. 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 는 가압 위치에 따른 위치에서 도전체 (13) 를 통하여 도통하고 있다. 제 1 저항체 (11) 의 전압 인가 단부 ( 제 1 전압 인가부 (14)) 로부터 가압 위치까지의 거리 및 제 2 저항체 (12) 의 가압 인가 단부 (제 2 전압 인가부 (15)) 로부터 가압 위치까지의 거리에 따른 출력 전압 (Vout) 이, 도전체 (13) 에 접속된 전압 취출부 (16) 에 나타난다.

여기에서, 설명을 간략화하기 위해, 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 는 동일 사이즈이며, 전체 저항값을 각각 동일한 값 R 로 하고, 제 1 저항체 (11) 의 제 1 전압 인가부 (14) 로부터 가압 위치까지의 저항값을 R1, 제 2 저항체 (12) 의 제 2 전압 인가부 (15) 로부터 가압 위치까지의 저항값을 R2 로 하여, 쌍방의 저항률이 동일한 것으로 한다. 이 경우, R = R1 + R2 가 되고, Vout = (Vin/R) × R2 가 된다. 즉, 제 1 저항체 (11) 의 전압 인가 단부 및 제 2 저항체 (12) 의 전압 인가 단부로부터 가압 위치까지의 각각의 거리를 저항값으로서 취급할 수 있어, 출력 전압 (Vout) 으로부터 가압 위치를 검출할 수 있게 된다. 출력 전압 (Vout) 을 A/D 변환부 (22) 에서 디지털 신호로 변환하여 CPU (23) 에 주입하고, 가압 위치를 계산한다.

도 4 의 (c) 에 나타내는 것과 같이, 그대로 손가락을 슬라이드시킴으로써, 가압 위치가 변화됨에 따라 제 1 저항체 (11) 와 제 2 저항체 (12) 의 도전체 (13) 의 접촉 위치 (도통 위치) 가 변화한다. 즉, 손가락의 슬라이드에 따라 R1, R2 의 값이 변화되어, 출력 가압 (Vout) 이 변화된다. 여기에서, 도 2 에 나타내는 것과 같이, 제 1 저항체 (11) 의 전압 인가단 (제 1 전압 인가부 (14)) 과 제 2 저항체 (12) 의 전압 인가단 (제 2 전압 인가부 (15)) 을 저항체 (가압 영역) 길이 방향으로서 가압 영역의 일단측과 타단측에 위치하는 각 대향단에 형성함으로써, 출력 전압이 변화하는 슬라이드 범위를 가장 길게 할 수 있다. 슬라이드 범위를 길게 하여 출력 전압의 변화량이 클수록 정확한 정보 입력이 가능해진다.

이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 가변 저항기 (1) 에 있어서 터치 위치를 출력 전압 (Vout) 으로 변환하는 저항 소자를, 복수의 저항체에 분할하여 소정 폭을 두고 병설하고, 그 분할된 저항체를 조작시에만 도통시켜 출력 전압 (Vout) 을 검출할 수 있도록 구성하였으므로, 대기 상태에 있어서의 저항 소자에서의 소비 전력을 없앨 수 있다. 따라서, 이러한 가변 저항기 (1) 를 이용한 정보 입력 장치를 휴대 기기 단말에 이용하면, 휴대 기기 단말의 사용 시간을 연장시킬 수 있다.

또, 본 실시형태에 의하면, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 이간폭을 단락하지 않는 정도까지 근접시킴과 함께, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 에 대해 직접 대면하도록 도전체 (13) 를 대향 배치하였으므로, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 와 도전체 (13) 를 수평 방향으로 어긋나게 한 배치에 비해, 가변 저항기 (1) 의 면적을 작게 할 수 있어 소형화를 도모할 수 있다.

본 발명은, 상기 일 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 변형 실시가 가능하다.

예를 들어, 상기 실시형태에서는, 가요성을 갖는 제 1 절연성 기판 (18) 에 도전체 (13) 를 형성하고 있는데, 제 1 절연성 기판 (18) 에 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 를 형성하고, 제 2 절연성 기판 (17) 에 도전체 (13) 를 형성하는 구성으로 해도 된다. 이러한 구성을 채용한 경우, 가압 상태에서는 제 1, 제 2 저항 체 (11, 12) 가 도전체 (13) 측으로 변위하여 도전체 (13) 에 대해 접촉하게 되는데, 그 이외의 작용 효과는 상기 실시형태와 동일하다.

또, 상기 실시형태에서는, 가변 저항기 (1) 로의 전압 인가는 제 2 절연성 기판 (17) 에 형성된 제 1, 제 2 전압 인가부 (14, 15) 에 대해 실시하고, 가변 저항기 (1) 의 출력 전압 (Vout) 은 제 1 절연성 기판 (18) 에 형성된 전압 취출부 (16) 로부터 취출하였다. 즉, 제 2 절연성 기판 (17) 의 제 1, 제 2 전압 인가부 (14, 15) 로부터 도선 또는 도전 패턴 (도시하지 않음) 이 인출되고, 제 1 절연성 기판 (18) 의 전압 취출부 (16) 로부터 도선 또는 도전 패턴 (도시하지 않음) 이 인출되었다. 이것을 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 가 형성된 절연성 기판측만으로부터 도선 또는 도전 패턴 (도시하지 않음) 이 인출되도록 구성하는 것도 가능하다.

도 6 의 (a) 및 (b) 는, 가변 저항기의 저항 소자에 대한 전압 인가용의 전압 인가부와 출력 전압 (Vout) 을 취출하는 전압 취출부를 동일 기판에 형성한 구성을 나타내는 도면이다. 도 6 의 (a) 에 나타내는 것과 같이, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 가 형성된 기판면에 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 형성 방향을 따라 출력용 도전부 (31) 를 형성하고, 출력용 도전부 (31) 의 일단부에 전압 취출부 (32) 를 형성하고 있다. 출력용 도전부 (31) 는 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 와 거의 동일한 높이가 되도록 설정한다. 또, 도 6 의 (b) 에 나타내는 것과 같이, 도전체 (33) 로부터 전압 취출부는 삭제되어 있다. 예를 들어, 도전체 (33) 가 형성된 제 1 절연성 기판 (18) 의 조작 측면을 가압한 경우, 가압 위치에 있어서 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 및 출력용 도전부 (31) 가 도전체 (33) 에 접한다. 이로 인해, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 가 도전체 (33) 와의 접촉점에서 도통함과 함께 당해 접촉점에 따른 출력 전압이 출력용 도전부 (31) 의 전압 취출부 (32) 에 나타난다.

이와 같이, 가변 저항기 (1) 의 저항 소자 (l1, 12) 에 대한 전압 인가용의 전압 인가부 (14, 15) 와 출력 전압 (Vout) 을 취출하는 전압 취출부 (32) 를 동일 기판에 형성함으로써, 가변 저항기 (1) 에 대한 인출선 또는 인출용 패턴을 동일 기판에 정리할 수 있어 인출선이나 인출용 패턴의 처리가 용이해져, 작업 효율을 개선할 수도 있다. 또한, 인출용 패턴을 형성하는 경우에는, 전압 취출부 (32) 에 연결되는 도전 패턴을, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 의 형성된 예를 들어, 제 2 절연성 기판 (17) 에 인쇄에 의해 형성된다. 이 경우, 제 1, 제 2 전압 인가부 (14, 15) 에 접속되는 도전 패턴을 동일하게 인쇄 형성하는 것이 바람직하다.

또, 상기 실시형태에서는, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 와 도전체 (13) 를 직접 대면시키고 있었는데, 반드시 쌍방을 대면시키지 않아도 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 를 가압 위치에서 도통시킬 수 있다.

도 7 은, 제 1, 제 2 저항체와 도전체를 대면시키지 않는 배치예를 나타내는 도면이다. 예를 들어, 제 2 절연성 기판 (17) 의 기판면 상에 도전성의 빗살 (43) 을 갖는 제 1 저항체 (41) 와 도전성의 빗살 (44) 을 갖는 제 2 저항체 (42) 를, 서로의 빗살 (43, 44) 을 접촉시키지 않도록 맞물리게 한 배치로 한다. 도전체 (45) 는, 서로 맞물린 빗살 (43, 44) 로 대면하도록 대향 배치한다. 도전 체 (45) 는, 도시되지 않은 제 1 절연성 기판 (18) 의 기판면에 형성되어 있다. 이로 인해, 가압 위치에 있는 제 2 절연성 기판 (17) 의 빗살 (43) 과 제 2 저항체 (42) 의 빗살 (44) 이 가압에 의해 변위된 도전체 (45) 에 접하여 도통한다. 제 1 저항체 (41) 와 제 2 저항체 (42) 는 도통하고 있는 빗살 (43, 44) 위치가 단락점이 된다. 단락점에 따른 출력 전압 (Vout) 은 도전체 (45) 의 전압 취출부 (16) 로부터 취출된다. 이 경우에는, 서로 맞물린 빗살 (43, 44) 과 접리 가능하게 대향 배치된 도전체 (45) 의 형성 영역이 가압 영역이 된다.

이와 같이, 제 1, 제 2 저항체와 도전체가 대면하지 않도록 배치한 경우이더라도, 가압 위치에 따른 출력 전압 (Vout) 을 얻을 수 있고, 쌍방을 대향 배치할 수 없는 또는 대향 배치하지 않는 편이 바람직하다는 제약이 있는 경우이더라도 대응하는 것이 가능하다.

또, 이상의 설명에서는, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 등은 장척인 직사각형형상을 하고 있는데 본 발명은 그러한 직선 형상의 형상으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 가 사행하는 형상, 원호 형상으로 구부러진 형상, U 자 형상으로 구부러진 형상 등으로 이루어지는 비직선적으로 연장되는 띠 형상이어도 된다. 또, 띠 형상을 이루지 않은 예를 들어 반원 형상의 제 1, 제 2 저항체 (11, 12) 가 서로의 직선부를 근접하여 이간 배치되도록 해도 된다.

도 8 의 (a) 및 (b) 는 제 1 저항체의 형상을 개략 U 자형 형상으로 변형한 변형예를 나타내는 도면이다. 제 1 저항체 (51) 가 대략 U 자형 형상으로 2 갈 래로 나누어져 있고, 그 제 1 저항체 (51) 의 사이에 들어가도록 장척인 직사각형 형상의 제 2 저항체 (52) 가 배치되어 있다. 제 1 절연성 기판 (18) 에 형성된 도전체 (13) 는, 제 1 저항체 (51) 와 제 2 저항체 (52) 의 이간 영역 (대략 U 자형 형상) 을 커버하는 사이즈로 설정되어 있다. 이 경우에 있어서도, 제 1 저항체 (51) 및 제 2 저항체 (52) 와 접리 가능하게 대향 배치된 부분에 있어서의 도전체 (13) 의 영역이 가압 영역이 되고, 본 실시형태에 있어서도, 가압 영역은 도 8 의 좌우 방향으로 긴 대략 직사각형 형상을 하고 있다.

이와 같이 제 1 저항체 (51) 의 대략 U 자형 형상으로 2 갈래로 나누어진 사이에 제 2 저항체 (52) 를 배치함으로써, 도통 가능 영역을 조작면의 전역에 크게 분포시키는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어, 도 8 의 (a) 에 나타내는 바와 같이, 조작 측면의 단부에 가까운 위치 (P1 또는 P2) 를 가압한 경우이더라도, 제 1 저항체 (51) 와 제 2 저항체 (52) 를 확실히 도통시킬 수 있어, 안정된 아날로그 입력이 가능해진다.

또, 제 2 절연성 기판 (17) 과 제 1 절연성 기판 (18) 은 반드시 분리된 별도의 기판일 필요는 없고, 예를 들어 1 장의 폴리에스테르 필름 등으로 이루어지는 가교성 기판을 2 개 접이로 한 것이어도 된다. 이 경우, 가압되는 측의 기판에 대향 배치되는 하측의 기판을 강판 등의 단단한 지지판으로 지지하는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 아날로그 정보를 터치식으로 입력 가능한 정보 입력 장치에 적용 가능하다.

Claims (7)

1. 일면이 가압 조작되는 측의 조작 측면으로 된 가요성을 갖는 제 1 기판과, 이 제 1 기판의 타면에 대해 일면이 이간하여 대향 배치된 제 2 기판과, 상기 제 1 기판의 타면과 상기 제 2 기판의 일면 중 어느 일방에 형성되어 서로 절연된 제 1과 제 2 저항체와, 상기 제 1 기판의 타면과 상기 제 2 기판의 일면 중 어느 타방에 형성되고, 상기 제 1 기판의 조작 측면으로의 가압 조작에 수반하고, 가압 위치에 따른 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체의 대응 위치를 도통(導通)시키는 도전체를 구비하고, 상기 제 1 저항체의 일부는 제 1 전압 인가부에, 상기 제 2 저항체의 일부는 제 2 전압 인가부에 각각 도통 접속되어, 상기 제 1 전압 인가부와 상기 제 2 전압 인가부 사이에 전압을 인가 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판의 조작 측면의 가압 영역이 일단과 타단을 갖고 연재되어 있고, 상기 제 1 전압 인가부는, 상기 가압 영역의 일단측에 대응한 위치에서 상기 제 1 저항체와 도통 접속되고, 상기 제 2 전압 인가부는, 상기 가압 영역의 타단측에 대응한 위치에서 상기 제 2 저항체와 도통 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체와, 상기 도전체 가 접리 가능하게 대향 배치되어 있고, 상기 제 1 기판의 조작 측면으로의 상기 가압 조작이 되어 있지 않은 사용하지 않는 상태에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체와, 상기 도전체가 이간하고 있는 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체는, 각각 띠 형상으로 형성되고, 상기 도전체는, 상기 제 1 과 제 2 저항체 중 어느 폭보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 기판의 타면 또는 상기 제 2 기판의 일면 중 상기 제 1 과 제 2 저항체가 형성된 어느 일방의 면에, 적어도 상기 조작 측면이 가압 조작된 상태에 있어서, 상기 도전체와 도통하는 출력용 도전 패턴이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체는, 동일한 인쇄 공정으로 형성된 것을 특징으로 하는 가변 저항기.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 과 제 2 저항체는, 저항률이 동일한 것을 특징으로 하는 가변 저항기.

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