JP6858803B2 - キーボード装置製造方法、および電子機器製造方法 - Google Patents

キーボード装置製造方法、および電子機器製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、上面体に発光体を備えるキーボード装置を製造するキーボード装置製造方法、および電子機器製造方法に関する。
パーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器は入力装置としてキーボード装置を備えている。キーボード装置の構成は、例えば複数のキートップと、該キートップの下側に設けられたベースプレートと、該ベースプレート上に重ねられて配設されてキートップの押圧操作により接点の離接を行うメンブレンシートとを備えている。キーはキートップと、該キートップに対応したメンブレンシートの接点部とによって構成されている。
キーボード装置では、限られた数のキーでより多くの文字を入力することができるように、1つのキーで複数の文字入力が可能となっているものがある。例えば、アルファベットに対応したキーは、標準時には小文字入力に対応しているがシフトキーの操作に基づいて大文字入力に切り替えることができる。そして、シフトキーを押下していないときに大文字入力とすることができるようにCapsLock機能が設けられている。CapsLock機能が作用しているときには、それを示すインジケータをキーボード装置上のいずれかの場所で点灯させることが一般的である(例えば、特許文献1参照)。NumLock機能(テンキーの用途の切り替え機能)およびScrollLock機能(表計算ソフトなどでのスクロール方法の切り替え機能)についても同様である。
これらのインジケータは、対応するキートップ(例えばCapsLockキー)やキーボード装置の上面板のいずれかの箇所に設けられる。これらのインジケータは、例えばキーボード装置が接続されるマザーボード上のキーボードコントローラによって点灯と消灯との切り替えが行われる。インジケータは例えばLED(Light Emitting Diode)であって、適正電流が流れるようにマザーボード上には調整抵抗が設けられている。
特開平5−303460号公報
キーボード装置はユーザの好みに応じて多くの色が用意されており、例えば黒色系や、クリーム色を含む白色系や、その中間のグレー系などがある。黒色系と白色系とでは明度が大きく異なる。
ところが、上記のインジケータはキーボード装置の色に明度の違いがあってもインジケータで同じ輝度で点灯させている。一般的にキーボード装置の色の違いに拘わらずマザーボードは共通化されており、インジケータの輝度調整のための調整抵抗が同一抵抗値であるためである。
白色系のキーボード装置では周囲の色も明るいことから点灯時のコントラストが小さくインジケータが点灯しているのか消灯しているのかがユーザにとって識別しにくい。仮に白色系のキーボード装置でも点灯が明確に認識できるような高輝度でインジケータを点灯させると、今度は黒色系のキーボード装置では過度に明るく感じられて違和感が生じる。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、キーボード装置が接続される制御基板の共通化を維持しながらキーボード装置の種類によって発光体の輝度を調整することができ、特にキーボード装置の色に明度の違いがある場合でもユーザが点灯と消灯とを識別しやすいキーボード装置を製造するキーボード装置製造方法および電子機器製造方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様に係るキーボード装置製造方法で製造するキーボード装置は、キートップと、該キートップの下側においてベースプレート上に重ねられて配設され、キートップの押圧操作により接点の離接を行うメンブレンシートと、前記キートップを含む上面体の所定箇所に設けられた発光体と、前記発光体に電力を供給する発光体電力線と、前記発光体電力線の途中に設けられた抵抗部と、を備え、前記抵抗部は、前記メンブレンシートにおけるプリントパターンによって形成されている。これにより、発光体に供給する電力がメンブレンシートの抵抗部で調整され、キーボード装置に接続される制御基板などの他の装置については共通化を図ることができる。
前記抵抗部は、蛇行するプリントパターンによって形成されていてもよい。蛇行するプリントパターンによれば抵抗部を小さい領域に形成することができる。
本発明の態様に係るキーボード装置の製造方法は、前記発光体の周囲が異なる明度の複数種類の前記上面体のうちの1つに対して、前記抵抗部の抵抗値が異なる複数種類の前記メンブレンシートのうちいずれか1つを装着する装着工程を有し、前記上面体に対して、前記装着工程では前記発光体の周囲の明度が高いほど前記抵抗部の抵抗値が小さい前記メンブレンシートを装着する。このように、装着工程では発光体の周囲の明度が高いほど抵抗部の抵抗値が小さいメンブレンシートを装着することにより、上面体の明度が高いほど発光体の点灯時の輝度が高く、周囲に対するコントラストが適度に大きくなり、ユーザが発光体の点灯と消灯とを識別しやすくなる。
また、本発明の態様に係る電子機器製造方法で製造する電子機器は、上記のキーボード装置と、前記キーボード装置に接続される制御基板と、を備え、前記制御基板は、前記発光体電力線を離脱するスイッチ部を有し、前記発光体電力線と前記スイッチ部とは前記制御基板内で直接に導通している。発光体の電力の調整はキーボード装置の抵抗部で行われるため、制御基板では発光体電力線と電力部またはグランド部とを直接に接続すればよく、別途の抵抗体が不要となる。
本発明の上記態様によれば、発光体に供給する電力がメンブレンシートの抵抗部で調整され、キーボード装置に接続される制御基板などの他の装置については共通化を図ることができる。また、上面体にメンブレンシートを装着する装着工程では発光体の周囲の明度が高いほど抵抗部の抵抗値が小さいメンブレンシートを装着することにより、上面体の明度が高いほど発光体の点灯時の輝度が高く、周囲に対するコントラストが適度に大きくなり、キーボード装置の色に明度の違いがある場合でもユーザが点灯と消灯とを識別しやすい。
図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器の斜視図である。 図2は、複数のキーボード装置から選ばれた1つを電子機器に装着する様子を示した図である。 図3は、キーボード装置の構成を模式的に示した側面断面図である。 図4は、キーボード装置のうちの1つを電子機器に装着した状態のブロック図である。 図5は、メンブレンシートにおける輝度調整抵抗およびその周辺の平面図である。 図6は、キーボード装置の製造方法のフローチャートである。
以下に、本発明にかかるキーボード装置とその製造方法、および電子機器の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態に係る電子機器10の斜視図である。この電子機器10はノート型PCである。図1は、ヒンジ装置12によってディスプレイ筐体14を本体筐体16から開いて電子機器10をノート型PCの使用形態とした状態を示している。
図1に示すように、電子機器10は、ディスプレイ筐体14の後端部と本体筐体16の後端部とを左右一対のヒンジ装置12,12によって回動可能に連結したものである。
ディスプレイ筐体14は、本体筐体16よりも薄い平板形状に構成され、その内面14aにディスプレイ装置18が設けられている。ディスプレイ筐体14は、ヒンジ装置12を通過したケーブルにより本体筐体16と電気的に接続されている。ディスプレイ装置18は、例えばタッチパネル式の液晶表示装置によって構成される。
本体筐体16は、平板形状に構成された箱体であり、その内面16aにキーボード装置22やタッチパッド24が設けられている。本体筐体16は、その内部に制御基板26(図4参照)、演算装置及びメモリ等の各種電子部品が収納されている。
なお、キーボード装置22には3種類のキーボード装置22a,22b,22cがあるが、代表的にはキーボード装置22と呼ぶ。図4に示すように、キーボード装置22aは輝度調整抵抗34aを備えるメンブレンシート58aを有する。キーボード装置22bは輝度調整抵抗34bを備えるメンブレンシート58bを有する。キーボード装置22cは輝度調整抵抗34cを備えるメンブレンシート58cを有する。輝度調整抵抗34a〜34cは、代表的に輝度調整抵抗34とも呼ぶ。メンブレンシート58a〜58cは代表的にはメンレブンレシート58とも呼ぶ。
図1に戻り、キーボード装置22には、CapsLock機能が有効状態であることを示すインジケータ(発光体)50と、NumLock機能が有効状態であることを示すインジケータ(発光体)52と、ScrollLock機能が有効状態であることを示すインジケータ(発光体)54とが設けられている。インジケータ50はCapsLockキー56のキートップに設けられている。インジケータ50は上面板23に設けられていてもよい。インジケータ52,54はキーボード装置22の上面板23の右上部に設けられている。インジケータ52はNumLocKキーのキートップに設けられていてもよい。インジケータ54はScrollLockキーのキートップに設けられていてもよい。インジケータ50,52,54にはレンズが設けられていてもよい。
インジケータ50,52,54は、例えばLEDであり、後述するようにその周囲の色の明度に応じた輝度で点灯する。以下、説明の便宜上代表的にインジケータ50にかかる回路について説明するが、インジケータ52およびインジケータ54についても同様の回路が適用可能である。
図2は、複数のキーボード装置22a,22b,22cから選ばれた1つを電子機器10に装着する様子を示した図である。図2に示すように、電子機器10の本体筐体16には、例えば色の異なる3種類のキーボード装置22a〜22cのうち選ばれた1つが装着可能となっている。キーボード装置22は上面に複数のキーを備え、ユーザによる該キーの操作を制御基板26に伝達するものである。
キーボード装置22a〜22cはそれぞれ明度が異なる色である。キーボード装置22aにおける各キーのキートップおよび上面板23は黒色系である。キーボード装置22bにおける各キーのキートップおよび上面板23はグレー系である。キーボード装置22cにおける各キーのキートップおよび上面板23は白色系である。図2では、キーボード装置22a〜22cにおける明度の違いを白地、薄いドット地、濃いドット地で示している。キーボード装置22a〜22cは交換が可能である。なお、図2ではキーボード装置22が本体筐体16の上方から着脱するように示しているが、裏蓋を外した本体筐体16の下方から着脱するようにしてもよい。
図3は、キーボード装置22の構成を模式的に示した側面断面図である。図3に示すように、キーボード装置22はベースプレート57がベースとなっており、その上面に積層されたメンブレンシート58と、複数のキートップ25と、各キートップ25を支持するリンク部材61とを備える。
ベースプレート57は、薄いステンレスやアルミニウム板等の金属板に切り起こし成形や打ち抜き成形を施したものであり、キートップ25の取付板となるものである。全てのキートップ25は、1枚のベースプレート57を共用している。メンブレンシート58は、キートップ25の下側においてベースプレート57上に重ねられて配設され、キートップ25の押圧操作により接点の離接を行う。メンブレンシート58は、例えば押圧された場合に接点が閉じる三層構造のスイッチシートである。メンブレンシート58は、固定接点及び可動接点が重なる位置が押圧された場合に、固定接点と可動接点とが密着することで接点を閉じるものである。メンブレンシート58は、三層構造であるが、三層構造以外にも例えばゴム製の導電部が回路を短絡させる接触スイッチを用いた構造等でもよい。メンブレンシート58は各所に貫通孔を有し、この貫通孔を通してリンク部材61の一部がベースプレート57の上面に着地する。メンブレンシート58は、ベースプレート57の下面側に積層されてもよい。
図4は、キーボード装置22a〜22cのうちの1つを電子機器10に装着した状態のブロック図である。キーボード装置22は本体27と、該本体27につながったケーブル28とを備えている。ケーブル28の先端にはコネクタ30が設けられている。コネクタ30は、制御基板26のコネクタ49に接続される。本体27はコントロールチップ32と、輝度調整抵抗34とを備えている。コントロールチップ32に相当するものはキーボード装置22以外の本体筺体16(例えば制御基板26)に設けられていてもよい。また、上記の通り本体27はインジケータ50と、メンブレンシート58とを備えている。ケーブル28は電源線28a、グランド線28b、発光体電力線28c、キーデータ線28dおよびタイミング信号線28eを含む。
電源線28aは制御基板26の電源部44につながる。グランド線28bは制御基板26のグランド部42につながる。コントロールチップ32は電源線28aおよびグランド線28bから供給される電力によって動作する。キーデータ線28dは押されたキーにかかる信号をシリアル通信によって制御基板26に伝達する線である。このシリアル通信の信号は、例えば11bitである。タイミング信号線28eはキーデータ線28dのシリアル通信のためのタイミングをとる線である。エンベデッドコントローラ36はキーデータ線28dによる双方向通信が可能である。
コントロールチップ32は所定のスキャンを行い、ユーザによって押圧されたキーを検出し、キーデータ線28dによるタイミングにしたがって該キーのデータをキーデータ線28dに送信する。
インジケータ50のアノードは電源線28aにつながっている。輝度調整抵抗34は一端がインジケータ50のカソードにつながっており、他端が発光体電力線28cにつながっている。
制御基板26はエンベデッドコントローラ(キーボードコントローラ)36と、主制御部38と、グランド部42と、電源部44と、スイッチ部60とを備える。スイッチ部60はエンベデッドコントローラ36に内蔵されていてもよい。制御基板26はいわゆるマザーボードであり、電子機器10の統括的な制御を行う。エンベデッドコントローラ36、主制御部38およびスイッチ部60は制御基板26に対して、例えば表面実装されている。主制御部38はCPU(Central Processing Unit)であるが、ここではCPUの作用下に実行されるソフトウェア(例えばOS)を含むものとする。
グランド部42はグランド線28bにつながっており、その電位は0Vである。電源部44は電源線28aにつながっており、その電位は例えば3.3Vである。エンベデッドコントローラ36および主制御部38は電源部44およびグランド部42から供給される電力によって動作する。
エンベデッドコントローラ36はキーボード装置22の制御を行う機能と電子機器10の電源管理の機能とを有している。エンベデッドコントローラ36は、ファームウェアとしてのキーボードドライバ48によって動作する。キーボードドライバ48は書き替え可能となっている。
エンベデッドコントローラ36は、コネクタ49およびコネクタ30を介して発光体電力線28c、キーデータ線28dおよびタイミング信号線28eと接続されている。
スイッチ部60はトランジスタ62と、ベース抵抗64とを備えるスイッチ回路である。トランジスタ62は、例えばNPN型であるがFET(Field Effect Transistor)や機械的接点スイッチなどで置き換えてもよい。トランジスタ62のコレクタはコネクタ49,30を介して発光体電力線28cとつながっている。トランジスタ62のコレクタは制御基板26上でコネクタ49まで直接的に導通しており、この間に抵抗は設けられていない。エンベデッドコントローラ36のキーボードドライバ48は、出力端子66からベース抵抗64を介してトランジスタ62を駆動することによりインジケータ50を点灯・消灯させることができる。
上記の通り、キーボード装置22aは輝度調整抵抗34aを備えるメンブレンシート58aを有し、キーボード装置22bは輝度調整抵抗34bを備えるメンブレンシート58bを有し、キーボード装置22cは輝度調整抵抗34cを備えるメンブレンシート58cを有する。メンブレンシート58a〜58cは、輝度調整抵抗34a〜34c以外の要素については共通構成である。
輝度調整抵抗34aの抵抗値は大きく、輝度調整抵抗34cの抵抗値は小さく、輝度調整抵抗34bの抵抗値はその中間程度である。これにより、黒色系のキーボード装置22aではインジケータ50の輝度が低く、白色系のキーボード装置22cではインジケータ50の輝度が高く、グレー系のキーボード装置22cではインジケータ50の輝度がその中間程度となる。
すなわち、周囲(例えばCapsLockキー56)の色の明度が高い場合(例えば白色系の場合)にはインジケータ50もそれに応じた高い輝度で点灯して、適度なコントラストが得られるため、ユーザは該インジケータ50が点灯しているのか消灯しているのかが識別しやすい。また、周囲の色の明度が低い場合(例えば黒色系の場合)にはインジケータ50もそれに応じた低い輝度で点灯するため、ユーザは過度に明るく感じることがなく違和感がない。
図5は、メンブレンシート58における輝度調整抵抗34およびその周辺の平面図である。図5に示すように、輝度調整抵抗34はメンブレンシート58上に設けられたプリントパターンであって、多段の平行線を含む蛇行パターンとなっている。蛇行するプリントパターンによれば輝度調整抵抗34を小さい領域に形成することができる。輝度調整抵抗34はプリントパターンの長さおよび幅の少なくとも一方はキーボード装置22の種類によって異なるように設定すればよい。このようにプリントパターンの長さや幅によって輝度調整抵抗34を形成すると、部品点数を増加させることがない。
図5に示す輝度調整抵抗34は、キーボード装置22aにおける抵抗値の大きい輝度調整抵抗34aであるが、抵抗値の異なる輝度調整抵抗34b,34cは、仮想線で示すジャンパー線68,70の有無により形成してもよい。輝度調整抵抗34は、単体ではなく直列または並列の複数の抵抗によって形成してもよい。
図1に示すように、輝度調整抵抗34はCapsLock機能の状態を示すインジケータ50の輝度調整用であり、キーボード装置22におけるキートップが存在しないスペースに設けることによりデッドスペースを有効利用することができる。NumLock機能の状態を示すインジケータ52の輝度調整用である輝度調整抵抗72、およびScrollLock機能の状態を示すインジケータ54の輝度調整用である輝度調整抵抗74についても同様にキーボード装置22におけるキートップが存在しないスペースに設けもよい。
次に、キーボード装置22の製造方法について説明する。図6は、キーボード装置22の製造方法のフローチャートである。
図6のステップS1において黒色系のキーボード装置22aの上面体を製造する。ステップS2において高抵抗値の輝度調整抵抗34aを備えるメンブレンシート58aを製造する。ステップS3(装着工程)においてキーボード装置22aの上面体に対してメンブレンシート58aを装着する。
ステップS4においてグレー系のキーボード装置22bの上面体を製造する。ステップS5において中間抵抗値の輝度調整抵抗34bを備えるメンブレンシート58bを製造する。ステップS6(装着工程)においてキーボード装置22bの上面体に対してメンブレンシート58bを装着する。
ステップS7において白色系のキーボード装置22cの上面体を製造する。ステップS8において低抵抗値の輝度調整抵抗34cを備えるメンブレンシート58cを製造する。ステップS9(装着工程)においてキーボード装置22cの上面体に対してメンブレンシート58cを装着する。
ステップS10において、上記のステップS3,S6,S9で得られた中間製品に対してそれぞれ共通部品(例えばケーブル28)を取り付けてキーボード装置22が完成する。このステップS10は共通的に行う必要はなく、ステップS3,S6,S9の後に個別に行ってもよい。
上述したように、本実施の形態にかかるキーボード装置22とその製造方法および電子機器10によれば、インジケータ50に供給する電力を調整する輝度調整抵抗34は、メンブレンシート58におけるプリントパターンによって形成されており、キーボード装置22に接続される制御基板26などの他の装置については共通化を図ることができる。
また、上面体(キートップ25および上面板23)に対して、ステップS3,S6,S9ではインジケータ50の周囲の明度が高いほど輝度調整抵抗34の抵抗値が小さいメンブレンシート58を装着する。これにより、上面体の明度が高いほどインジケータ50の点灯時の輝度が高く、周囲に対するコントラストが適度に大きくなり、ユーザが発光体の点灯と消灯とを識別しやすくなる。
さらに、インジケータ50の電力の調整はキーボード装置22の輝度調整抵抗34で行われ、発光体電力線28cはコネクタ49とスイッチ部60との間で直接に導通しており、制御基板26では輝度調整用の別途の抵抗体が不要となり、スペース上の余裕ができ、または制御基板26の小型化を図ることができる。ただし、条件によってはコネクタ49とスイッチ部60との間に抵抗を挿入してもよい。上記の電子機器10はノート型PCを例にしているが他の形式、例えばデスクトップ型でも適用可能であることは勿論である。
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
10 電子機器
16 本体筐体
22,22a,22b,22c キーボード装置
23 上面板(上面体)
25 キートップ(上面体)
26 制御基板
27 本体
28c 発光体電力線
28 ケーブル
30,49 コネクタ
34,34a,34b,34c,72,74 輝度調整抵抗
36 エンベデッドコントローラ(キーボードコントローラ)
38 主制御部
42 グランド部
44 電源部
48 キーボードドライバ
50,52,54 インジケータ(発光体)
56 CapsLockキー(上面体)
58,58a,58b,58c メンブレンシート
60 スイッチ部

Claims (4)

  1. キートップと、
    該キートップの下側においてベースプレート上に重ねられて配設され、キートップの押圧操作により接点の離接を行うメンブレンシートと、
    前記キートップを含む上面体の所定箇所に設けられた発光体と、
    前記発光体に電力を供給する発光体電力線と、
    前記発光体電力線の途中に設けられた抵抗部と、
    を備え、
    前記抵抗部は、前記メンブレンシートにおけるプリントパターンによって形成されているキーボード装置を製造するキーボード装置製造方法であって、
    前記発光体の周囲が異なる明度の複数種類の前記上面体のうちの1つに対して、前記抵抗部の抵抗値が異なる複数種類の前記メンブレンシートのうちいずれか1つを装着する装着工程を有し、
    前記上面体に対して、前記装着工程では前記発光体の周囲の明度が高いほど前記抵抗部の抵抗値が小さい前記メンブレンシートを装着することを特徴とするキーボード装置製造方法。
  2. 請求項1に記載のキーボード装置製造方法において、
    前記抵抗部は、蛇行するプリントパターンによって形成されていることを特徴とするキーボード装置製造方法
  3. キーボード装置および前記キーボード装置に接続される制御基板を備える電子機器を製造する電子機器製造方法であって、
    前記キーボード装置は、
    キートップと、
    該キートップの下側においてベースプレート上に重ねられて配設され、キートップの押圧操作により接点の離接を行うメンブレンシートと、
    前記キートップを含む上面体の所定箇所に設けられた発光体と、
    前記発光体に電力を供給する発光体電力線と、
    前記発光体電力線の途中に設けられた抵抗部と、
    を備え、
    前記抵抗部は、前記メンブレンシートにおけるプリントパターンによって形成されており、
    前記制御基板は、前記発光体電力線を離接するスイッチ部を有し、
    前記発光体電力線と前記スイッチ部とは前記制御基板内で直接に導通しており、
    前記発光体の周囲が異なる明度の複数種類の前記上面体のうちの1つに対して、前記抵抗部の抵抗値が異なる複数種類の前記メンブレンシートのうちいずれか1つを装着する装着工程を有し、
    前記上面体に対して、前記装着工程では前記発光体の周囲の明度が高いほど前記抵抗部の抵抗値が小さい前記メンブレンシートを装着することを特徴とする電子機器製造方法。
  4. 請求項3に記載の電子機器製造方法において、
    前記抵抗部は、蛇行するプリントパターンによって形成されていることを特徴とする電子機器製造方法。
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