JP2009199816A - Electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子機器、特に外部入出力インターフェースを有する電子機器における電磁波ノイズ対策のための構造に関するものである。 The present invention relates to a structure for countermeasures against electromagnetic wave noise in an electronic device, particularly an electronic device having an external input / output interface.
USB(Universal Serial Bus)、その他の外部入出力インターフェースを有する電子機器、例えば、カメラのような小型携帯電子機器においては、パーソナルコンピュータ、プリンタなどの外部機器との間で高速信号処理を行なうため、電子回路基板や回路基板に実装されている回路部品から電磁波ノイズが発生し、この電磁波ノイズが、USBなどのコネクタ、あるいはこのコネクタに接続されたケーブルから放射されるという問題がある。 In an electronic device having an external input / output interface such as USB (Universal Serial Bus), for example, a small portable electronic device such as a camera, in order to perform high-speed signal processing with an external device such as a personal computer or a printer, There is a problem in that electromagnetic noise is generated from an electronic circuit board or circuit components mounted on the circuit board, and this electromagnetic noise is radiated from a connector such as a USB or a cable connected to the connector.
図5、図6はUSBコネクタを備えた従来の電子機器の例を示している。ここでは電子機器として小型携帯電子機器であるカメラを想定しており、図5は電子機器を正立させた状態、図6は伏せた状態を示している。図5、図6において、電子機器1は側面にUSBコネクタ2を備えている。このUSBコネクタ2にはUSBケーブル3の一端に設けられたコネクタが差し込まれ、ケーブル3を介してプリンタなどの外部機器と接続されて、外部機器と電子機器1との間で信号が授受されるようになっている。
5 and 6 show examples of conventional electronic devices having a USB connector. Here, a camera which is a small portable electronic device is assumed as the electronic device, FIG. 5 shows a state in which the electronic device is upright, and FIG. 5 and 6, the
図7に示すように、電子機器1は、後ケース6と前ケース7が互いに腹合わせ状に接合されることにより内部空間が形成され、この内部空間に電子回路基板4が配置され適宜の固定手段でケースに固定されている。電子回路基板4は硬質の材料からなり、一端部にUSBコネクタ2の基部が固定され、ケーブル3のコネクタを差し込むべきUSBコネクタ2の導電部が後ケース6または前ケース7の側面に露呈している。電子回路基板4には適宜数の電子回路部品5が実装され、電子回路基板4に形成された回路パターンなどを介して、USBコネクタ2と電子回路部品5の一部とが電気的に接続されている。
As shown in FIG. 7, the
前述のとおり、電子回路基板4やこれに実装されている電子回路部品5において電磁波ノイズが発生する。この電磁波ノイズが電子回路基板4や電子回路部品5から他の電子部品、電子回路などに伝播しないように、一般的には、回路基板4とアース(GND)に接続されたシールド形の板金で回路部品5を含む回路基板4をシールドすることが知られている。上記シールド形の板金は体積が大きく、これを小型携帯機器のような小さな機器に設けようとすると、機器が大嵩化し、商品性が低下する。
As described above, electromagnetic wave noise is generated in the
そこで、USBコネクタの金属シェルすなわち外殻に、弾力性と導電性のある素材、例えば導電性スポンジを設け、上記コネクタのシェルを、導電性スポンジを介して、電子機器の筐体を構成するフレームに接続し、もって、上記シェルをグランドに落とすことが行われている。しかし、かかるシールド構造によれば、USBコネクタの金属シェルと電子機器の金属ケース(筐体)との接触抵抗を小さくすることが難しく、USBケーブルに電磁波ノイズが伝わってしまうという難点がある。 Therefore, an elastic and conductive material, such as a conductive sponge, is provided on the metal shell of the USB connector, that is, the outer shell, and the connector shell is connected to the frame constituting the housing of the electronic device via the conductive sponge. And the shell is dropped to the ground. However, according to such a shield structure, it is difficult to reduce the contact resistance between the metal shell of the USB connector and the metal case (housing) of the electronic device, and electromagnetic wave noise is transmitted to the USB cable.
以上説明したもののほか、電子機器に適用可能なシールド構造に関する各種の発明が特許文献に記載されている。特許文献1記載の発明はその一つで、ノイズを発生しやすい回路装置と、ノイズを嫌う回路装置とを、シールドされた状態で、しかも、スペース効率のよい状態で配設することができるカメラにおける電装品の組み込み構造が記載されている。より具体的には、一部が接地されていて、上記ノイズを発生しやすい回路装置と、ノイズを嫌う回路装置との隙間を縫うように、クランク状に折り曲げた板状のシールド部材を配置して、上記両回路装置間を遮断するものである。そして、上記シールド部材をフレキシブル基板で形成し、上記両回路装置間を遮断して覆う範囲にシールドパターンを設けた構成も開示されている。
In addition to what has been described above, various inventions relating to shield structures applicable to electronic devices are described in the patent literature. The invention described in
特許文献2には、屋外に設置される電子機器において、ケース本体を構成している壁の一部にLAN接続用プラグ(例えば、商品名「イーサネット」プラグ)差込用開口を形成し、イーサネットコネクタは半田付け部でプリント回路基板に実装し、イーサネットコネクタと上記壁との間にガスケットを挟みこんだ構成が開示されている。この特許文献2記載の発明は、ケーブル中継接続用部屋内に外部の湿気等が侵入することを防止するためのシール構造に関する。
In
特許文献3には、電気基板に配置された基板側コネクタとシールドケーブル側コネクタの接続構造が記載されている。シールドケーブル側コネクタは、シールド材に直接接触する金属製の外殻部材と、外殻部材の内側に外殻部材と電気的に接続されて取り付けられ、基板側コネクタと電気的に接続される内側金属部材とを備えた構成が開示されている。上記外殻部材には、電気基板のグランドパターンに直接接触するように延長された延長構造部が設けられており、延長構造部は基板側コネクタを覆っている。
特許文献1記載の発明は、シールド部材をフレキシブル基板で形成し、両回路装置間を上記シールド部材で覆う点に特徴がある。しかし、基本的には従来一般のシールド構造に近いものであり、十分なシールド効果を得ることができない。特に、外部機器と接続するコネクタ部分でのシールド効果に関しては考慮されていない。
The invention described in
特許文献2記載の発明は、屋外と屋内の機器を接続するためのケーブル中継器に関するもので、ケーブル中継接続用部屋内に外部の湿気等が侵入することを防止するためのシール構造を特徴としている。したがって、本願発明のように、外部入出力インターフェースを有する電子機器における電磁波ノイズを遮蔽するためのシールド構造とは直接的な関係はない。
The invention described in
特許文献3記載の発明は、電子機器と外部機器とを電気的に接続するコネクタ部におけるシールド構造に関するもので、シールドケーブル側コネクタは、シールド材に直接接触する金属製の外殻部材が、電気基板のグランドパターンに直接接触するように延長された延長構造部を備えている。延長構造部は基板側コネクタを覆っているため、コネクタ部におけるシールド効果は高いものと考えられる。しかしながら、上記外殻部材に設けられている延長構造部が存在することによって、コネクタ接続時の操作性を極めて悪いものにしている。上記外殻部材を備えたコネクタを相手側のコネクタに接続しようとするとき、上記延長構造部が相手側のコネクタと干渉しないようにその弾力に抗し反曲させた状態で双方のコネクタを結合する必要があり、面倒な操作を必要とするからである。
The invention described in
本発明は、以上説明した各特許文献記載の発明のほか、従来一般の電子機器の外部とのコネクタ部分におけるシールド構造の問題点を解消することを目的とする。具体的には、接地すべきコネクタ部品を機器の筺体のフレームなどに接地するに当たり、接続抵抗を小さくすることを可能にしてシールド効果を高めることができること、そして、上記接地すべきコネクタ部品と機器の筺体のフレームなどとの間に介在する導電部材をコンパクトにまとめることを可能にして、小型を図ることができる電子機器を提供することを目的とする。 In addition to the inventions described in the patent documents described above, an object of the present invention is to solve the problem of the shield structure in the connector portion with the outside of a conventional general electronic device. Specifically, when the connector part to be grounded is grounded to the frame of the housing of the device, the connection resistance can be reduced to enhance the shielding effect, and the connector component and the device to be grounded It is an object of the present invention to provide an electronic device that can be made compact by making it possible to compactly combine conductive members interposed between the frame of the housing and the like.
本発明は、プリント配線パターンを有し電子部品が搭載されている回路基板と、外部機器と信号を授受するコネクタを有する電子機器であって、上記回路基板および電子部品を覆うことにより上記回路基板および電子部品から出る電磁波ノイズを遮断するシールド用のフレキシブル基板を有していることを最も主要な特徴とする。 The present invention relates to a circuit board having a printed wiring pattern on which an electronic component is mounted, and an electronic apparatus having a connector that exchanges signals with an external device, and the circuit board covers the circuit board and the electronic component. The most important feature is that it has a flexible substrate for shielding that shields electromagnetic noise from electronic components.
フレキシブル基板は、折り返されることにより回路基板および電子部品を両面から覆う構成にするとよい。
上記フレキシブル基板と上記コネクタの金属シェルおよび電子機器の金属ケースとを電気的に接続する導電性弾性体を付加してもよい。
The flexible substrate may be configured to cover the circuit board and the electronic component from both sides by being folded.
A conductive elastic body that electrically connects the flexible substrate to the metal shell of the connector and the metal case of the electronic device may be added.
回路基板および電子部品を覆ってシールド用のフレキシブル基板を備えているため、内部空間に余裕のない電子機器であっても、シールド用のフレキシブル基板の配置によって回路基板および電子部品から放出される電磁波ノイズを効果的に遮蔽することができ、シールド効果を高めながら電子機器のコンパクト化を図ることができる。 Since the flexible board for shielding is provided to cover the circuit board and the electronic component, even if the electronic device has no room in the internal space, the electromagnetic wave emitted from the circuit board and the electronic component by the arrangement of the flexible board for shielding Noise can be effectively shielded, and the electronic device can be made compact while enhancing the shielding effect.
フレキシブル基板を折り返して回路基板および電子部品を両面から覆う構成にすれば、回路基板や電子部品から放出される電磁波ノイズが外部に放射されることを効果的に遮断することができる。
フレキシブル基板と、コネクタの金属シェルおよび電子機器の金属ケースとを電気的に接続する導電性弾性体を付加すれば、フレキシブル基板のシールドパターンと、コネクタの金属シェルおよび電子機器の金属ケースを、小さな接触抵抗で電子機器の金属ケースに接続することができ、フレキシブル基板によるシールド効果を一層高めることができる。
If the circuit board and the electronic component are covered from both sides by folding the flexible substrate, electromagnetic wave noise emitted from the circuit board and the electronic component can be effectively blocked from being radiated to the outside.
By adding a conductive elastic body that electrically connects the flexible board to the metal shell of the connector and the metal case of the electronic device, the shield pattern of the flexible board, the metal shell of the connector, and the metal case of the electronic device can be made small. The contact resistance can connect to the metal case of the electronic device, and the shielding effect by the flexible substrate can be further enhanced.
以下、本発明にかかる電子機器の実施例について図1乃至図4を参照しながら説明する。図1乃至図4はいずれも小型携帯電子機器であるカメラの例であって、伏せた状態すなわち前面を下に向けた状態で示している。図5乃至図7に示す従来例の構成と実質的に同じ構成部分乃至は構成部品には同じ符号を付した。 Embodiments of an electronic apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 are examples of a camera which is a small portable electronic device, and shows a face down state, that is, a state in which the front face is directed downward. Components and components that are substantially the same as those of the conventional example shown in FIGS. 5 to 7 are denoted by the same reference numerals.
図1、図2において、電子機器1は、側面に外部機器との入出力インターフースとしてUSBコネクタ2を備えている。このUSBコネクタ2にはUSBケーブル3の一端に設けられたコネクタが差し込まれ、ケーブル3を介してプリンタなどの外部機器と接続されて、外部機器と電子機器1との間で信号が授受されるようになっている。
1 and 2, the
電子機器1は、後ケース6と前ケース7が互いに腹合わせ状に接合されることにより内部空間が形成され、この内部空間に電子回路基板4が配置され適宜の固定手段でケースに固定されている。回路基板4は硬質の合成樹脂材料などからなり、回路基板4の一端部にUSBコネクタ2の基部が固定され、ケーブル3のコネクタを差し込むべきUSBコネクタ2の導電部が後ケース6または前ケース7の側面に露呈している。USBコネクタ2の上記基部は金属製の外殻すなわち金属シェルとなっている。回路基板4には適宜数の電子回路部品5が実装され、回路基板4に形成された回路パターンなどを介して、USBコネクタ2と回路部品5の一部とが電気的に接続されている。ここまで説明してきた構成は前記従来例の構成と実質的に同じである。
In the
後ケース6と前ケース7で形成されている電子機器1の内部空間内には、回路基板4および電子部品5から出る電磁波ノイズを遮断するシールド用のフレキシブル基板8が配置されている。フレキシブル基板8は、シールド用の導電パターンを有していて、U字状に折り返されることにより、コネクタ2金属シェルの部分を含み、回路基板4を上下方向の両面から覆っている。したがって、フレキシブル基板8は回路基板4を上下方向両面から覆うに必要な面積を有している。フレキシブル基板8は、適宜数の接続用パッド81,82の部分を除き両面が絶縁層で覆われている。回路基板4にも適宜数の接続用パッド41,42が形成されている。フレキシブル基板8の接続用パッド81,82は、回路基板4の接続用パッド41,42と対向する位置および回路基板4に固定されているUSBコネクタ2の金属シェルと対向する位置に形成されている。
In the internal space of the
フレキシブル基板8と、コネクタ2の金属シェルおよび電子機器の金属ケースすなわち後ケース6、前ケース7が電気的に接続され、フレキシブル基板8とコネクタ2の金属シェルが金属ケースに接地されている。これらの電気的接続の具体的構造は以下のとおりである。図2、図3に示すように、折り返されることにより上下に重なり合っているフレキシブル基板8の上側部分の上面に形成されている一つの接続用パッドと、後ケース6の内面との間には導電性弾性体10が介在し、フレキシブル基板8と金属ケースが電気的に接続されている。また、上記フレキシブル基板8の上側部分の下面に、コネクタ2の金属シェルと対向して形成されている接続用パッドと、上記コネクタ2の金属シェルとの間には導電性弾性体9が介在し、フレキシブル基板8とコネクタ2の金属シェルが電気的に接続されている。これらの導電性弾性体10、9は、例えば導電性スポンジからなる。図示の例では導電性スポンジが直方体状に形成されている。
The flexible substrate 8, the metal shell of the
図1乃至図3では、後ケース6、フレキシブル基板8の上側部分および下側部分、回路基板4、前ケース7が互いに離間し、導電性弾性体10、9がそれぞれ後ケース6、コネクタ2の金属シェルから離間している状態を示している。図4は、後ケース6と前ケース7が腹合わせ状に結合され、これらのケース6,7で形成される内部空間に、フレキシブル基板8、回路基板4などが組み込まれている状態を示している。図4に示す態様では、後ケース6の内面とフレキシブル基板8の接続用パッドの一つとの間で導電性弾性体10が圧縮され、後ケース6とフレキシブル基板8のシールドパターンが電気的に接続されている。また、フレキシブル基板8の接続用パッドの別の一つとコネクタ2の金属シェルとの間で導電性弾性体9が圧縮され、フレキシブル基板8のシールドパターンがコネクタ2の金属シェルに電気的に接続されている。
1 to 3, the
図3、図4には示されていないが、フレキシブル基板8の上側部分の上下面に形成されている別の接続用パッドと、後ケース6および回路基板4の上面側の接続用パッドとの間にそれぞれ導電性弾性体を圧縮した状態で介在させてもよい。同様に、フレキシブル基板8の下側部分の上下面に形成されている別の接続用パッドと、前ケース7および回路基板4の下面側の接続用パッドとの間にそれぞれ導電性弾性体を圧縮した状態で介在させてもよい。こうすることによって、金属ケースとシールド用のフレキシブル基板8とをより小さな接触抵抗で接続することができ、フレキシブル基板8によるシールド効果をより一層高めることができる。
Although not shown in FIGS. 3 and 4, another connection pad formed on the upper and lower surfaces of the upper portion of the flexible substrate 8 and a connection pad on the upper surface side of the
以上説明した実施例によれば、回路基板4およびこれに搭載されている回路部品から放出される電磁波ノイズが、回路基板4を両面から覆うようにして配置されているシールド用のフレキシブル基板8によって遮蔽され、電磁波ノイズが外部に放射されることが防止される。また、USBコネクタ2の金属シェルが、導電性弾性体を介してフレキシブル基板に、さらにフレキシブル基板から金属ケースに接地されているため、上記回路基板4および回路部品から放出される電磁波ノイズがUSBコネクタ2から外部に放出されることが防止される。逆に、外部から侵入しようとする電磁波ノイズはUSBコネクタ2で遮断される。
According to the embodiment described above, the electromagnetic wave noise emitted from the
上記実施例によれば、上記の効果以外に、以下のような効果を得ることができる。
1.スペースの少ない小型形態機器の内部でも、フレキシブル基板8をシールド材として用いることができ、これにより、回路基板4と電子部品5からの電磁波ノイズを効果的に遮断することができる。
2.上記フレキシブル基板8と併せて導電性弾性体9,10を使用し、これらを重ね合わせることによりフレキシブル基板8を金属ケースに接地し、かつ、コネクタ2の金属シェルを接地して、回路基板4電子部品5からの電磁波ノイズを遮蔽する構成をとっているため、導電性弾性体を圧縮させることで、導電性弾性体とフレキシブル基板8および金属ケースとの接触面積を増大させ、また、コネクタ2と金属ケースを最短経路で接続することができる。その結果、フレキシブル基板8と金属ケースとの接触抵抗およびフレキシブル基板8とコネクタ2の金属シェルとの接触抵抗を低くすることができ、コネクタ2に接続するUSBケーブル3(図1、図2参照)に電磁波ノイズが伝わることを防止することができる。これにより、回路基板4と電子部品5により生じる電磁波ノイズのシールドと、高速通信を行っているUSBケーブルおよびUSBコネクタを介した電磁波ノイズの出入りの抑制を同時に行うことができる。
According to the said Example, the following effects other than said effect can be acquired.
1. The flexible substrate 8 can be used as a shielding material even in a small form device with little space, and thus electromagnetic wave noise from the
2. The conductive elastic bodies 9 and 10 are used in combination with the flexible substrate 8 and are overlapped to ground the flexible substrate 8 to the metal case and to ground the metal shell of the
上記実施例につき、所定の規格であるEMI試験によりノイズマージン(dBuV)を測定した。EMI試験は、被検体である電子機器から10m離れた場所にアンテナを立て、電子機器を動作させている状態で上記アンテナに入る電磁波を測定することによって行う。規格としては、30MHzから230MHzまでは30dB以下、230MHzから1000MHzまでは37dB以下の電磁波強度でなければならない。測定するに当たっては、電子機器を360度回転するターンテーブルの高さ80cmの位置に置き、電子機器を動作させながらターンテーブルを回転させ、バイコニカルアンテナの向きが水平(HOR)または垂直(VER)のときの最も電磁波の強い場所を探し、そのときの電磁波強度を記録する。適合規格は、国際無線障害特別委員会が定めた情報処理規格(CISPR22)をベースとしたVCCI(日本)、FCC(米国)、EN55022(欧州)などがある。 For the above example, the noise margin (dBuV) was measured by an EMI test which is a predetermined standard. The EMI test is performed by standing an antenna at a location 10 m away from the electronic device that is the subject and measuring the electromagnetic wave entering the antenna while the electronic device is in operation. As a standard, the electromagnetic wave intensity must be 30 dB or less from 30 MHz to 230 MHz and 37 dB or less from 230 MHz to 1000 MHz. In measuring, the electronic device is placed at a position of 80 cm height of the turntable that rotates 360 degrees, the turntable is rotated while operating the electronic device, and the orientation of the biconical antenna is horizontal (HOR) or vertical (VER) Find the location with the strongest electromagnetic wave and record the intensity of the electromagnetic wave. Conforming standards include VCCI (Japan), FCC (US), EN55022 (Europe) based on the information processing standard (CISPR22) defined by the International Special Committee on Radio Interference.
表1は、前記実施例のEMI試験の結果を示す。比較のために、シールド用フレキシブル基板なしの場合、シールド用フレキシブル基板のみを備えている場合、図4に示すようにシールド用フレキシブル基板と導電性弾性体としての導電性スポンジ2個を用いた場合の測定値を示す。数値は規格に対してのマージン値(dBuV)である。「−」はノイズピークがないことを示している。 Table 1 shows the results of the EMI test of the example. For comparison, when there is no shield flexible substrate, when only a shield flexible substrate is provided, when a shield flexible substrate and two conductive sponges as a conductive elastic body are used as shown in FIG. The measured value is shown. The numerical value is a margin value (dBuV) with respect to the standard. “−” Indicates that there is no noise peak.
表1
Table 1
表1から明らかなように、本発明のように、シールド用フレキシブル基板を用いることによってノイズマージンが高まることがわかる。さらに、シールド用フレキシブル基板と導電性弾性体としての導電性スポンジ2個を用いれば、ノイズマージンがさらに高まることがわかる。 As is apparent from Table 1, it can be seen that the noise margin is increased by using the shield flexible substrate as in the present invention. Furthermore, it can be seen that the noise margin is further increased by using a flexible substrate for shielding and two conductive sponges as conductive elastic bodies.
1 電子機器
2 コネクタ
3 ケーブル
4 回路基板
41 接続用パッド
42 接続用パッド
5 電子部品
6 後ケース
7 前ケース
8 フレキシブル基板
81 接続用パッド
82 接続用パッド
9 導電性弾性体
10 導電性弾性体
DESCRIPTION OF
Claims (8)
上記回路基板および電子部品を覆うことにより上記回路基板および電子部品から出る電磁波ノイズを遮断するシールド用のフレキシブル基板を有している電子機器。 A circuit board having a printed wiring pattern on which electronic components are mounted, and an electronic device having a connector for exchanging signals with an external device,
An electronic device having a flexible substrate for shielding that shields electromagnetic wave noise from the circuit board and the electronic component by covering the circuit board and the electronic component.
上記回路基板および電子部品を覆うことにより上記回路基板および電子部品から出る電磁波ノイズを遮断するフレキシブル基板と、
上記フレキシブル基板と上記コネクタの金属シェルおよび電子機器の金属ケースとを電気的に接続する導電性弾性体と、
を有している電子機器。 A circuit board having a printed wiring pattern on which electronic components are mounted, and an electronic device having a connector for exchanging signals with an external device,
A flexible substrate that blocks electromagnetic wave noise from the circuit board and the electronic component by covering the circuit board and the electronic component;
A conductive elastic body for electrically connecting the flexible substrate and the metal shell of the connector and the metal case of the electronic device;
Having electronic equipment.
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JP2015023699A (en) * | 2013-07-19 | 2015-02-02 | シャープ株式会社 | Electronic apparatus |
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