Brevet FR2386111A1 — publié le 19781027

la présente invention concerne un potentiomètre à curseur optique. Diverses résistances variables à commande optique sont actuellement commercialisées. Une telle résistance variable à commande optique est représentée en figure 1, Elle comprend une piste résistive annulaire 1 déposée entre des bornes A et B, une piste annulaire concentrique 2 en une matière photosensible, et un disque central conducteur 3 relié à une borne C. Quand un spot lumineux 4 de forme sensiblement radiale éclaire une partie de la zone photosensible 2, ceci revient à mettre en contact, à l'emplacement du spot 4, la piste résistive 1 et la borne C, la résistance de la couche photosensible 2 diminuant de façon très importante quand elle est éclairée. La résistance entre les bornes A et C est donc fonction de la position du spot lumineux radial 4. Un exemple détaillé de réalisation d'unetelle résistance variable à commande optique est donné dans la demande de brevet français n0 77/09558 déposée le 30 mars 1977. A la connaissance de la demanderesse, de telles résistances variables à commande optique n'ont pas été utilisées Jus qu a présent comme potentiomètre au sens classique de ce terme, ctest-à-dire un appareil permettant de faire varier un rapport de tension en fonction de la position ou de l'orientation d'un curseur ou d'un axe. Ces résistances variables ont plutt été utilisées pour fournir un signal électrique indicatif de la position d'un spot lumineux et permettre des détections de position. En conséquence, un obJet principal de la présente invention est de réaliser un potentiomètre à curseur optique. Un obJet plus particulier de la présente invention est de prévoir un potentiomètre à curseur optique ne comprenant aucun contact électrique mobile. Pour atteindre ces obJets, la présente invention prévoit un-potentiomètre à curseur optique comprenant deux bornes principales entre lesquelles se présente une résistance fixe et une borne intermédiaire, la valeur de la résistance entre l'une des bornes principales et la borne intermédiaire dépendant de la position à laquelle un spot lumineux frappe une couronne photosensible. Ce potentiomètre comprend un bottier opaque et un axe monté de façon à pouvoir tourner, centré sur ladite couronne photosensible, et faisant saillie d'un côté du bottier ; une source lumineuse fixe disposée selon ledit axe du côté opposé à celui d'où celui-ci sort du bottier ; et un moyen de déflexion optique solidaire dudit axe pour proJeter la lumière en provevance de la source vers une partie sélectionnée de-#la couronne photosensible. Un avantage principal d'un tel potentiomètre à curseur optique par rapport aux potentiomètres classiques de l'art antérieur réside dans la suppression du curseur frottant sur une piste résistive d'où il résulte nécessairement une durée de vie réduite des potentiomètres par rapport aux autres composants d'un circuit électrique ou électronique telles que des résistances, des capacités et autres dispositifs à état solide. Il résulte également de la suppression du frottement entre le curseur et la piste résistive qu'un tel potentiomètre nécessite une énergie beaucoup plus faible pour être entraîné en rotation ce qui permet dans des dispositifs asservis d'utiliser des moteurs de commande de très petites dimensions. Un autre avantage de la présente invention qui ressortira de la description ci-après résulte dans la suppression de tout contact électrique mobile dans le potentiomètre. En effet, dans les potentiomètres de l'art antérieur, outre le contact du curseur, il faut prévoir un contact pour ramener la tension apparaissant au niveau de l'axe solidaire du curseur vers une borne fixe. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers de la présente invention dans laquelle La figure 1 représente une résistance variable à com mande optique de l'art antérieur décrite précédemment ; La figure 2 représente un premier mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 représente un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; et Les figures 4A, B et C, illustrent un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un potentiomètre 20 selon la présente invention. Ce potentiomètre comprend un bottier opaque 21 de forme générale cylindrique. Selon l'axe du cylindre est disposée la tige d'entratnement 22 du potentiomètre. Cette tige (ou axe) est par exemple montée sur des roulements à billes 23 et 24 solidaires du bottier. A l'intérieur de ce bottier, de façon concentrique à l'axe et orthogonalement à cet axe, est disposée une plaquette support 25 sur laquelle est disposée une résistance variable à commande optique sous forme de disque, du type re#présenté en figure 1, comprenant des zones 1, 2 et 3, telles que celles représentées en figure 1. La partie centrale de cette plaquette à résistance variable est perçée pour laisser un passage à l'axe 22. On appellera dans ce qui suit partie inférieure du bot- tier, le cSté~d'od sort la tige ou axe de commande d'orientation du potentiomètre et partie supérieure de ce bottier#c8té opposé, comme cela est représenté dans les figures. La partie supérieure de la tige ou axe 22 est évidée et déborde légèrement de la partie supérieure du bottier.Au-dessus de cette partie supérieure du bottier est disposé un caput opaque 26 sur la partie supérieure duquel est fixée une ampoule 27, la tête de cette ampoule pénétrant dans la partie évidée de l'axe. Cette ampoule ou lampe 27 est reliée à des bornes d'alimentation 28 également fixées sur le capôt 26 Le rayonnement lumineux en provenance de l'ampoule 27 pénètre dans l'axe et, par l'intermédiaire d'un moyen de guidage optique 29, solidaire de l'axe, maintenu notamment par une pièce support 30, envoie un spot lumineux sous forme de fente vers la partie photoconductrice 2 de la résistance variable à commande optique. Le moyen de guidage de lumière est représenté en figure 2 sous forme d'un guide de lumière ou faisceau de fibres optiques alors qu'il est représenté en figure 3 sous forme d'un système prismatique. Dans les deux cas, on obtiendra un spot ayant sensiblement la forme du spot 4 représenté en figure 1 et dont la position sur la couronne photosensible 2 dépend de l'orientation de l'axe 22 du potentiomètre. Les figures 2 et 3 représentent également une borne de raccordement 31 qui comprend en fait trois bornes correspondant aux bornes A, B et C de la figure 1. On notera donc que le potentiomètre selon la présente invention ne comprend aucun contact électrique mobile, étant donné que la lampe 27 est fixe ainsi que la résistance variable à comnande optique disposée sur le support 25. Il en résulte une augmentation de la durée de vie du potentiomètre par rapport aux potentiomètres classiques. L'un des points les plus faibles de ce nouveau potentiomètre réside dans la lampe 27, des lampes à filaments étant sensibles aux variations et ayant éventuellement une durée de vie relativement courte. Pour pallier cet incànvé- nient, on pourra prévoir comme lampe 27 une diode photo-émettrice. D'autre part, une partie de la lumière émise par la lampe ou la diode 27 peut être renvoyée à la partie supérieure ou à une partie latérale du boîtier pour servir de témoin de fonctionnement. Les figures 4A, 4B et 4C illustrent un troisième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce troisième mode de réalisation, on utilise une résistance variable à commande optique de forme rectangulaire et non plus en forme de disque. Une telle résistance variable à commande optique 40 est représentée en figure A4. Elle comprend une piste résistive 41, une piste photoconductrice 42 et une piste conductrice 43. Les bornes A et B sont reliées aux deux extrémités de la piste résistive 41 et une borne C est solidaire de la piste conductrice 43. Un spot lumineux 44 vient frapper la piste photosensible 42 et la position du spot 44 détermine la valeur de la résistance entre les bornes A et C. Des résistances variables à commande optique telles que celles représentées en ligure 4A sont notamment dé orbites dans la demande de brevet français n0 77/09558. Comme cela est notamment exposé dans la demande de brevet précitée, le substrat sur lequel sont formées les cou ches 41, 42 et 43 de la figure 4A peut entre un substrat souple qui peut en conséquence eAtre enroulé en un cylindre comme cela est représenté en figure 4B. Un tel cylindre 40 peut être inséré dans un bottier du même genre que celui représenté en figures 2 et 3, comme le montre la figure 4c. Dans cette figure 4C, seuls les éléments distincts de ceux des figures 2 et 3 sont munis de références, les autres éléments étant identiques à ceux des figures 2 et 3. On voit donc dans cette figure 4C le cylindre 40 lié par tout moyen approprié aux parois internes du boîtier cylindrique 21.On a représenté à l'intérieur de la partie creuse de l'axe du potentiomètre un système de convergence optique 45 et un miroir de renvoi 46 solidaire de cet axe du potentiomètre. Bien entendu, le miroir 46 peut être remplacé par un système prismatique ou par un système de guide d'onde optique. On obtient ainsi un spot 44 dont la position sur la couronne cylindrique 40 dépend de l'orientation de li axe du potentiomètre. La présente invention est susceptible de nombreuses variantes et modifications qui apparattront à l'homme de ltart. Notamment, un potentiomètre à curseur optique particulièrement simple peut être réalisé en utilisant une résistance variable ayant la forme représentée en figure 4A disposée entre deux rails sur lesquels peut se déplacer une ampoule électrique ou tout autre moyen d'envoi d'un spot lumineux 44. On peut également prévoir une ampoule fixe et un miroir de renvoi solidaire des deux rails. La piste résistive 41 de la figure 4A ou 1 de la figure 1 n t a pas été décrite en détail précédemment. Il a seulement été indiqué que la valeur de la résistance entre les bornes A et C dépend de la position du spot lumineux. L'homme de l'art notera que la relation entre le déplacement du spot et la valeur de la résistance peut être une relation linéaire ou toute autre relation fonctionnelle choisie telle qu'une relation sinusoTdale ou logarithmique comme cela est connu dans la technique des potentiomètres. REVENDICATIONS 1 - Potentiomètre à curseur optique comprenant deux bornes principales entre lesquelles se présente une résistance fixe, et une borne intermédiaire, la valeur de la résistance entre 1 Tune des bornes principale et la borne intermédiaire dépendant de la position à laquelle un spot lumineux frappe une couronne photosensible, ce potentiomètre comprenant un bottier opaque et un axe monté de façon à pouvoir tourner centré sur ladite couronne photosensible etfkisant saillie d'un côté du bottier, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : - une source lumineuse fixe disposée selon ledit axe du côté opposé à celui d'où cet axe sort du bottier ; et - un moyen de déflexion opti#que solidaire dudit axe pour projeter la lumière en provenance de la source vers une partie sélectionnée de la couronne photosensible. 2 - Potentiomètre à curseur optique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie dudit axe, du côté de la source lumineuse est creuse. 3 - Potentiomètre à curseur optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de déflexion optique est un système prismatique. 4 - Potentiomètre à curseur optique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moyen de déflexion optique est constitué d'un moyen de guidage de lumière tel que des fibres optiques. 5 - Potenttomètre sel-on 1' une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couronne photosensible est disposée sur un disque plan dont l'axe est confondu avec celui du potentiomètre. 6 - Potentiomètre soon 1 'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couronne photosensible est disposée sur un support cylindrique dont l'axe est confondu avec celui du potentiomètre. 7 - Potentiomètre à curseur optique selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce que la source lumineuse est une diode photo-émettrice.