JP2019009077A - 電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】キートップの操作押圧に対し高耐久性を有しその自照性を低コストで実現する電子機器を提供する。【解決手段】画像表示パネル(15)と、それを支持し照明光を誘導するライトガイド(13)と、ライトガイドに反射シート(12)を挟み配置された基板(11)と、基板に実装された第1及び第2LED(7a1)(7b)と、基板に対しライトガイドを挟み固定された支持フレーム(17)と、第1及び第2のスイッチパターン(18a1,18b)を有し支持フレームに固定されたスイッチ基板(18)と、第1及び第2のスイッチパターンを押圧する第1及び第2キートップ(3a1,3b)とを備え、第1LEDの中心出光方向に出射した光はライトガイドに入射し外れた方向に出射した光は第1キートップに入射する。第2LEDの中心出光方向に出射した光は第2キートップに入射し外れた方向に出射した光はライトガイドに入射する。【選択図】図2

Description

本発明は、電子機器に係り、特に、透過型の画像表示パネルとスイッチを操作するキートップとを備えた電子機器に関する。
バックライトからの光の透過率を制御して画像を表示するいわゆる透過型の画像表示パネルと、その画像表示パネルに近接配置された操作用キーと、を備えた電子機器の一例が特許文献1に記載されている。
特許文献1に記載された電子機器は、回路基板にバックライトを挟んで実装された画像表示パネルを有する。回路基板は、画像表示パネルの外形から張り出した張り出し部を有しており、この張り出し部にプッシュキーを実装することで、画像表示パネルに対する近接位置に操作用キーが高密度に配置されている。
特開平8−096656号公報
特に、画像表示パネルの画像に操作キーの機能を表示する場合等、画像表示パネルと操作用キーとを近接して配置することが望ましい。特許文献1に記載された電子機器では、操作のためプッシュキーのキートップを押した力が直接回路基板に伝達される。そのため、プッシュキーの繰り返し操作に伴う負荷に回路基板が耐えられなくなる場合が想定され、耐久性向上の改善が望まれていた。
また、電子機器が特に車載用のオーディオ機器や無線機などの場合、プッシュキーのキートップが自照すると、操作性及び意匠性の観点で好ましい。
特許文献1に記載されている電子機器において、キートップを自照させようとすると、LEDなどの実装光源を各プッシュキーと共に張り出し部に実装させるなどの工夫が必要となり、かつコスト高になるため、何らかの工夫が望まれていた。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、透過性画像表示パネルとプッシュキーとを近接配置可能でありながら、キートップの操作押圧に対する高い耐久性を有すると共にキートップの自照性を低コストで実現できる電子機器を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明は次の1)、2)の構成を有する。
1)画像表示パネル体と、一面側に前記画像表示パネル体を支持すると共に前記画像表示パネル体へ照明光を誘導するライトガイドと、前記ライトガイドの他面側に反射シートを挟んで配置された回路基板と、前記回路基板に実装された第1のLED及び第2のLEDと、前記回路基板に対し前記ライトガイドを挟んで取り付けられた支持フレームと、メンブレンスイッチとなる第1及び第2のスイッチパターンを有して前記支持フレームに取り付けられたスイッチ基板と、前記第1及び第2のスイッチパターンをそれぞれ押圧する第1及び第2のキートップと、を備え、
前記第1のLEDの、中心出光方向に出射した光を直接前記ライトガイドに入射させると共に中心出光方向から外れた方向に出射した光を前記第1のキートップに直接入射させ、前記第2のLEDの、中心出光方向に出射した光を前記第2のキートップに直接入射させると共に中心出光方向から外れた方向に出射した光を前記ライトガイドに直接入射させることを特徴とする電子機器である。
2) 画像表示パネル体と、
一面側に前記画像表示パネル体を支持するガイドと、
前記ガイドの他面側に配置された回路基板と、
前記回路基板に対し、前記ガイドを間に挟んで取り付けられた支持フレームと、
複数のスイッチ部を備え、前記支持フレームに取り付けられたスイッチ基板と、
前記スイッチ部をそれぞれ押圧するキートップと、
を備え
前記ガイドは、一面側に、前記画像表示パネル体に搭載した駆動部を覆う下壁を有し、
前記スイッチ部の少なくとも1つは、前記下壁の1面側に配置されること、
を特徴とする電子機器である。
本発明によれば、透過性画像表示パネルとプッシュキーとを近接配置可能でありながら、キートップの操作押圧に対して高い強度を有すると共にキートップの自照性を低コストで実現できる、という効果を奏する。
図1は、本発明の実施の形態に係る電子機器の実施例である無線機51を説明するための外観斜視図である。 図2は、無線機51の前パネル体PTの構成を説明するための斜視的組み立て図である。 図3は、前パネル体PTの構成を説明するための図1におけるS3−S3位置での断面図である。 図4は、前パネル体PTの構成を説明するための図1におけるS4−S4位置での断面図である。 図5は、前パネル体PTの構成を説明するための図1におけるS5−S5位置での断面図である。 図6は、前パネル体PTが有する回路基板11を説明するための前面図である。 図7は、回路基板11を説明するための下面図である。 図8は、前パネル体PTが有するライトガイド13を説明するための斜視図である。 図9は、前パネル体PTが有する支持フレーム17を説明するための斜視図である。 図10は、前パネル体PTの照光構造を説明するための図1のS3−S3位置での断面図である。 図11は、前パネル体PTの照光構造を説明するための図1のS4−S4位置での断面図である。
本発明の実施の形態に係る電子機器を、実施例である無線機51により説明する。
無線機51は、図1に示されるように、車のダッシュボードなどに装着されて使用される、いわゆる1DINタイプの箱型を呈する。
図1には、以下の説明で用いる上下左右前後の各方向が矢印で示されている。各方向は、説明の便宜のため規定したものであって、無線機51の使用姿勢等を限定するものではない。
無線機51は、外観上、ダッシュボードへの装着時に露出する前パネル1を有する。前パネル1には、概ね中央上部に配置された画像表示部2と、画像表示部2の左右及び下方を囲むようにコ字状に配置された複数のキートップ3を含む操作部SBと、を有する。この例において、操作部SBは、複数のキートップ3として、画像表示部2の左側に縦に2個配置された操作ボタンのキートップ3a1と、右側に縦に2個配置された操作ボタンのキートップ3a2と、画像表示部2の下に左右横一列に配置された6個の操作ボタンのキートップ3bと、を含んでいる。
また、前パネル1における左上の部分には電源ボタン4が配置され、電源ボタン4の下にはマイクロフォンやヘッドホンを接続するためのコネクタ5が配置されている。
また、前パネル1における右端部には、内蔵されたスピーカユニット(不図示)からの音を放出するスリット状の開口部である放音部6が設けられている。
前パネル1には、組み立て図である図2に示されるように、複数の部品が前後方向に積層されるように組み付けられて前パネル体PTが構成されている。
具体的には、後方側から、回路基板11,反射シート12,ライトガイド13,拡散シート14,画像表示パネル体15,スペーサ16,支持フレーム17,スイッチ基板18,及びキートップシート19である。
これらを組み付けて一体化した前パネル体PTにおける、図1のS3−S3位置での断面図を図3に、S4−S4位置での断面図を図4に、S5−S5位置での断面図を図5に示す。
S3−S3位置は、下側のキートップ3a1,3a2を通る位置であり、S4−S4位置及びS5−S5位置は、キートップ3bを通る位置である。
以下、図2〜図5も参照して説明する。
まず、回路基板11について、図2,図6,及び図7を参照して説明する。図6及び図7は、それぞれ回路基板11を前方及び下方から見た図である。
各図に示されるように、回路基板11には、コネクタ5が実装されると共に、複数のキートップ3a1及び3a2に対応した位置に、光源としてそれぞれLED7a1及びLED7a2が実装され、複数のキートップ3bそれぞれに対応した位置に、光源としてLED7bが実装されている。
LED7a1,7a2は、いわゆる側面発光タイプのチップLEDであって、実装された回路基板11の表面11aに沿い、出光量が最大となる中心出光方向が、LED7a1は右方向(矢印DRa1)、LED7a2は左方向(矢印DRa2)となる向きで実装されている。
LED7bは、いわゆる上面発光タイプのチップLEDであって、出光量が最大となる中心出光方向が、実装された回路基板11の表面11aと直交する前方向(矢印DRb)となっている。
LED7a1,7a2,7bは、いずれも光量半減角度が、中心出光方向から例えば60°程度となる広指向角タイプである。
回路基板11の表面11aにおけるLED7a1とLED7a2との間の矩形スペースには、反射シート12が貼付される。
図8は、ライトガイド13を説明するための、右前斜め上方から見た斜視図である。図8には、図3〜図5の切断位置に対応する位置が理解容易のため記載してある。
ライトガイド13は、画像表示パネル体15を支持するガイドであり、光透過性を有する樹脂(例えば透明のアクリル樹脂)で形成されており、いずれかの面から内部に入射した光を他の面に誘導して出光又は内部反射させるものである。
ライトガイド13は、その左下部に形成された、回路基板11に実装されたコネクタ5を逃げる切り込み部13aと、画像表示パネル体15を収容するために前方側から抉れた凹部として形成された収容部13bと、を有し、全体の外観形状として前後に薄い直方体を呈する。
ライトガイド13は、前方視形状において、収容部13bを含め、4つの領域に分類される。
すなわち、中央上部の抉れた収容部13b,収容部13bに対する左側の領域である左スイッチ対応部13d1,右側の領域である右スイッチ対応部13d2,及び収容部13bの下側の領域である下スイッチ対応部13d3である。
収容部13bの底となる底壁13b1は、薄く平坦で均一厚さに形成されている。底壁13b1の左右端から前方に立ち上がる側壁13c1,13c2は、底壁13b1に対し直立する壁として形成されている。
また、図3に示されるように、左スイッチ対応部13d1は、後方側から抉れた凹部13e1を有する。右スイッチ対応部13d2は、後方側から抉れた凹部13e2を有する。
また、図5に示されるように、下スイッチ対応部13d3は、後方側から抉れた凹部13e3を有する。
左スイッチ対応部13d1及び右スイッチ対応部13d2には、それぞれ前方に上下に長い長方形状で突出し、後述する支持フレームに係合する凸部13f1及び凸部13f2が形成されている。
また、下スイッチ対応部13d3は、底として平板状の下壁13jを有する
図2に示されるように、収容部13bにおける底壁13b1の前面には、光透過性を有すると共に厚さ方向に出入りする光を拡散する拡散シート14が、その周縁に貼られた両面テープ(不図示)によって貼着されている。
さらに、拡散シート14の前面には画像表示パネル体15が、これも周縁に貼られた表面テープ(不図示)によって貼着されている。
画像表示パネル体15は、パネル基板15aと、パネル基板15aに取り付けられた液晶の画像表示パネル15b及び画像表示パネル15bを駆動するドライバICとしての駆動部15cを有する。
パネル基板15aは、画像表示パネル15bに対し下方に張り出した張り出し部15a1を有し、駆動部15cはこの張り出し部15a1に実装されている。
また、張り出し部15a1からは、回路基板11への電気接続のためのフレキシブルな接続基板15dが下方から後方へと引き出されている。
図9は、支持フレーム17を説明するための、右前斜め上方から見た斜視図である。
支持フレーム17は、薄板の金属板材をプレス加工して形成されている。
支持フレーム17は、ライトガイド13の前面視外形形状に概ねに対応した外形形状を有する平板状の基部17aと、基部17aの上−右−下の各縁部から後方に直角曲げされた側壁部17b1,17b2,17b3と、を有する。
側壁部17b1〜17b3の先端位置は、基部17aから所定距離の取付基準位置Paとして位置統一されている。
側壁部17b1,17b3には、部分的には、複数の折り曲げ爪部17cが形成されている。
図2に示されるスペーサ16は、画像表示パネル15bの画像表示領域を囲む矩形の枠体である。スペーサ16は、厚さ方向に弾性を有するように、例えばエラストマ又はゴムなどによって形成されている。
そして、まず、反射シート12が、回路基板11の前側に貼り付けられる。そして、拡散シート14がライトガイド13に貼り付けられて、そのライとガイド13が回路基板11に重ねられる。
画像表示パネル体15が、ライトガイド13の収容部13bに装着されるにあたり、画像表示パネル体15の駆動部15cの位置は、ライトガイド13の底壁13b1と下壁13jとの間に納まり、駆動部15は、前面からは下壁13jに覆われる。
次に、ライトガイド13とスペーサ16とを重ね、その前方から支持フレーム17を宛がいって回路基板11に押し付ける。ライトガイド13が回路基板11に当接しさらにスペーサ16がわずかに圧縮されると、側壁部17b1〜17b3の先端が回路基板11に当接する。
この状態で、支持フレーム17の折り曲げ爪部17cを、回路基板11の反対側に折り込む。
これにより、前後方向である厚さ方向において、支持フレーム17の基部17a,スペーサ16,画像表示パネル体15,拡散シート14,ライトガイド13の底壁13b1,反射シート12,及び回路基板11が、厚さ方向に隙間なく密着して実質的に一体物となる。
図2及び図9などに示されるように、支持フレーム17の基部17aには、ライトガイド13の凸部13f1,13f2が係合して位置決めとなる位置決め孔17a1,17a2が形成されている。
また、基部17aには、位置決め孔17a1,17a2の他に、画像表示パネル15bの画像表示領域を露出させる矩形の表示領域開口部17a3と、回路基板11に実装された複数のLED7bそれぞれに対応した位置に形成された貫通孔である光通過孔17a4と、が形成されている。
図2に示されるように、支持フレーム17の前面には、キートップ3a1,3a2,3bの配置位置を含む概ねコ字状に形成されたスイッチ基板18が、貼り付けられている。スイッチ基板18は、フレキシブル基板であってもよい。
スイッチ基板18には、キートップ3a1,3a2,3bそれぞれに対応した位置に、それらの押し込み力によってON/OFFを切り換えるメンブレンスイッチとしてのスイッチパターン18a1,18a2,18bが形成されている。
スイッチ基板18は、各スイッチパターン18a1,18a2,18bの中央となる、支持フレーム17に取り付けられた状態で光通過孔17a4に対応する位置に、貫通孔18cが形成されている。
キートップシート19は、キートップ3a1,3a2,3bを一体成形してなるシートであり、シリコーンゴムなどによって少なくともキートップ3a1,3a2,3bが光透過性を有するように形成される。
キートップシート19は、スイッチ基板18が取り付けられた支持フレーム17と前パネル1との間に挟まれ、キートップ3a1,3a2,3bが指などで押し込み可能、かつ弾性復帰可能に支持されている。
次に、以上の構成を有する前パネル体PTのキートップ押圧力の受け止め構造について、説明する。
(キートップ押圧力の受けとめ構造について)
以上説明した積層構造を有する前パネル体PTは、キートップ3a1,3a2,3bを指などで押すと、それぞれスイッチ基板18のスイッチパターン18a1,18a2,18bを押圧してON/OFFの切り換えが行われる。
その際、図3に示されるキートップ3a1,3a2の押し込み力Faと図4及び図5に示されるキートップ3bによる押し込み力Fbとは、パネル基板15aではなく、スイッチ基板18を介して、それが貼着されている支持フレーム17及びライトガイド13により受けとめられる。
このように、前パネル体PTでは、画像表示パネル体15に近接配置されたキートップ3a1,3a2,3bのうち、画像表示パネル体15のパネル基板15aの前面に配置されているキートップ3bを押しても、その押し込み力Fbが、下壁13jにより画像表示パネル15bのパネル基板15aに付与されないようになっている。
これにより、前パネル体PTを有する無線機51は、キートップ3a1,3a2,3bが押し下げられても、その押圧力に起因してパネル基板15aに加わる負荷はほとんどなく、多数回の押し下げに対して高い耐久性が得られる。
(照光構造について)
次に、前パネル体PTの照光構造について、図10及び図11も参照して説明する。図10及び図11は、それぞれ図3及び図4に対応した断面図である。
まず、図10において、前パネル体PTは、既述のように、画像表示パネル15bのバックライトとなる主光源として、側面出光タイプであるが広指向角を有するLED7a1,7a2を用いている。
具体的には、LED7a1,7a2から側方出力した光La1,La2を、ライトガイド13の凹部13e1,13e2に回路基板11の表面11aに対して直交する面としてそれぞれ形成された入光面13g1,13g2から入射させて、画像表示パネル15bのバックライトとしての照明に供している。
このLED7a1,7a2は、広指向角の出光特性を有することから、図10に示されるように、回路基板11の表面11aに対し直交する方向にもある程度の光量の光La3,La4(破線矢印)が出光する。
この光La3,La4も利用すべく、ライトガイド13には、凹部13e1,13e2の底面として、LED7a1,7a2と対向する位置に、表面11aと平行な入光面13g3,13g4が形成されている。
これにより、光La3,La4は、入光面13g3,13g4から入光し、入光面13g3,13g4に対向する凸部13f1,13f2から外部に出光してスイッチ基板18に形成された貫通孔18cを通り、キートップ3a1,3a2に入光してそれらを自照させる。
また、図11に示されるように、前パネル体PTは、キートップ3bの自照光源として、上面発光タイプで広指向角の出光特性を有するLED7bを用いている。
そして、LED7bの上面(前方となる面)から出力した光Lb1は、回路基板11の表面11aに対し平行延在しているライトガイド13の下壁13jと、支持フレーム17の光通過孔17a4と、スイッチ基板18の貫通孔18cと、を通り、キートップ3bに入光してそれを自照させる。
また、LED7bは、広指向角の出光特性を有することから、図11に示されるように、回路基板11の表面11aに沿う方向にもある程度の光量の光Lb2(破線矢印)が出光する。
ライトガイド13の収容部13bにおける底壁13b1の下方端面13b2は、回路基板11の表面11aに対して直交する平面となっているので、光Lb2は、下方端面13b2において反射することなく底壁13b1の内部に入光し、画像表示パネル15bのバックライト照明の一部として供される。
光Lb2は、中心出光方向から大きく外れた方向に出射した光であるから、比較して強い光ではないものの、LED7bが左右方向に複数離隔配置されていることから、画像表示パネル15bの照度むら(特に長手方向の)を低減する補助光として有効に作用する。
このように、前パネル体PTを有する無線機51は、LED7a,7bを、画像表示パネル15bの照明光源と画像表示パネル15bに近接配置されたキートップ3a1,3a2,3bの自照光源との両方に用いている。
詳しくは、一つのLEDについて、その中心出光方向に出射した光を、照明光源及び自照光源の一方に用い、中心出光方向から離隔した方向に出射した光を、他方に用いるよう構成している。
換言するならば、無線機51の前パネル体PTは、一つのLEDから一方向に出射した光を分岐することなく、出射方向に応じて二つの照明体(画像表示パネル及びキートップ)に直接入光するよう誘導する照光構造を有している。
従って、分岐素子が不要であり、出射方向に応じた異なる光量の複数の光を、それぞれの光量に適した照明体に供給することができ、絞りなどの光量制御具も不要で、簡単で低コストの照光構造となっている。
ここで、中心出光方向から離隔した方向とは、例えば、中心出光方向に対し光量が半分以下となる方向である。
これにより、LEDの使用個数が少なくて済みコスト高が抑制される。
以上詳述した実施例は、上述の構成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において変形した変形例としてもよい。
電子機器は上述の無線機51に限定されない。実施例の構成は、画像表示部に近接してキートップが配置された電子機器に適用できる。
1 前パネル
2 画像表示部
3,3a1,3a2,3b キートップ
4 電源ボタン
5 コネクタ
6 放音部
7a1,7a2,7b LED
11 回路基板、 11a 表面
12 反射シート
13 ライトガイド
13a 切り込み部、 13b 収容部、 13b1 底壁
13b2 下方端面、 13c1,13c2 側壁
13d1 左スイッチ対応部、 13d2 右スイッチ対応部
13d3 下スイッチ対応部、 13e1〜13e3 凹部
13f1,13f2 凸部、 13g1〜13g4 入光面
13j 下壁、
14 拡散シート
15 画像表示パネル体
15a パネル基板、 15a1 張り出し部、 15b 画像表示パネル
15c 駆動部、 15d 接続基板
16 スペーサ
17 支持フレーム
17a 基部、 17a1,17a2 位置決め孔
17a3 表示領域開口部、 17a4 光通過孔
17b1〜17b3 側壁部 17c 折り曲げ爪部
18 スイッチ基板、 18a1,18a2,18b スイッチパターン
18c 貫通孔
19 キートップシート
51 無線機(電子機器)
Fa,Fb 押し込み力
La1〜La4,Lb1 光
Pa 取付基準位置、 PT 前パネル体
SB 操作部

Claims (3)

  1. 画像表示パネル体と、
    一面側に前記画像表示パネル体を支持すると共に前記画像表示パネル体へ照明光を誘導するライトガイドと、
    前記ライトガイドの他面側に反射シートを挟んで配置された回路基板と、
    前記回路基板に実装された第1のLED及び第2のLEDと、
    前記回路基板に対し、前記ライトガイドを間に挟んで取り付けられた支持フレームと、
    メンブレンスイッチとなる第1及び第2のスイッチパターンを有して前記支持フレームに取り付けられたスイッチ基板と、
    前記第1及び第2のスイッチパターンをそれぞれ押圧する第1及び第2のキートップと、
    を備え、
    前記第1のLEDの、中心出光方向に出射した光を直接前記ライトガイドに入射させると共に、中心出光方向から外れた方向に出射した光を前記第1のキートップに直接入射させ、
    前記第2のLEDの、中心出光方向に出射した光を前記第2のキートップに直接入射させると共に中心出光方向から外れた方向に出射した光を前記ライトガイドに直接入射させることを特徴とする電子機器。
  2. 前記第1のLEDは、側面出光タイプであって前記第1のキートップに対応した位置に実装され、前記第2のLEDは、上面出光タイプであって前記第2のキートップに対応した位置に実装されていることを特徴とする請求項1記載の電子機器。
  3. 画像表示パネル体と、
    一面側に前記画像表示パネル体を支持するガイドと、
    前記ガイドの他面側に配置された回路基板と、
    前記回路基板に対し、前記ガイドを間に挟んで取り付けられた支持フレームと、
    複数のスイッチ部を備え、前記支持フレームに取り付けられたスイッチ基板と、
    前記スイッチ部をそれぞれ押圧するキートップと、
    を備え
    前記ガイドは、一面側に、前記画像表示パネル体に搭載した駆動部を覆う下壁を有し、
    前記スイッチ部の少なくとも1つは、前記下壁の1面側に配置されること、
    を特徴とする電子機器。
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WO2020183784A1 (ja) * 2019-03-08 2020-09-17 株式会社Jvcケンウッド 電子機器

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WO2020183784A1 (ja) * 2019-03-08 2020-09-17 株式会社Jvcケンウッド 電子機器

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