KR102425652B1 - 다색 발광 특성을 갖는 ７세그먼트 디스플레이 - Google Patents
다색 발광 특성을 갖는 ７세그먼트 디스플레이 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 7세그먼트 디스플레이 모듈은, 7 세그먼트로 분할되어 복수의 LED 및 복수의 LED에 연결된 단자부를 포함하는 기판; 기판의 상부에 결합되어 LED로부터 발광된 빛을 기판의 상부측으로 유도하는 도광판; 도광판 및 기판을 그 내부에 수용하도록 수용부를 구비한 케이스; 및 케이스의 상부에 부착되어 도광판을 통과한 빛을 확산시키기 위한 확산필름을 포함하는 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈이 제공된다.
Description
본 발명은 7세그먼트 디스플레이에 관한 것으로 보다 구체적으로는 다색 컬러 발광 특성을 가지는 7세그먼트 디스플레이에 관한 것이다.
종래 7세그먼트 디스플레이는 숫자 정보 표시에 특화된 디지털 디스플레이 모듈이다. 7세그먼트 디스플레이는 표시하는 숫자의 형상부에 발광 다이오드 (LED)를 배치하여, 시인성이 우수하며 "LED 숫자 표시기" 또는 "7세그 LED"로 불리기도 한다.
LED로 구현된 7세그먼트 디스플레이는 각 획 별로 하나의 핀이 배당되어 각 획을 끄거나 켤 수 있도록 되어 있다. 각 획 별로 필요한 다른 하나의 핀은 장치에 따라 공용 (+)극이나 공용 (-)극으로 배당되어 있기 때문에 소숫점을 포함한 7세그먼트 디스플레이는 9개의 핀만으로 구현이 가능하다. 7세그먼트 디스플레이는 숫자 뿐만 아니라 제한적으로 로마자와 그리스 문자를 표시할 수 있다. 하지만 동시에 모호함 없이 표시할 수 있는 문자에는 제한이 있으며 그 모습 또한 실제 문자의 모습과 동떨어지는 경우가 많기 때문에 고정되어 있는 낱말이나 문장을 나타낼 때만 쓰는 경우가 많다. 7세그먼트 디스플레이는 특히 한 획이 직사각형으로 만들어지는 경우가 많은 LED에서 널리 쓰이며, 획의 제한이 없는 LCD에서도 대비가 높고 인식하기 쉽기 때문에 계산기 등에서 자주 쓰인다.
이와 같은 엘이디를 이용한 7세그먼트 디스플레이는 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 저면이 개방된 박스형상의 케이스(2)에 상부면은 문자 혹은 숫자를 형성한 다수개의 관통홀(4)이 형성한 구조로 이루어지고 저면으로는 대칭구조를 이루는 돌출된 복수개의 결합돌기(미도시)를 형성하고, 인쇄회로기판(5)에는 다수개의 칩LED(3)를 본딩하여 구비하고 칩LED(3)를 전기적으로 연결하는 단자(6)를 구비하여 상기 관통홀(2)에 광확산이 이루어지도록 에폭시수지(7)를 충진한 구성으로 이루어진다.
이와 같은 구성으로 이루어진 종래의 7세그먼트 디스플레이는 광확산이 이루어지도록 에폭시수지(7)를 충진하여야 함으로써 본딩으로 칩엘이디(3)를 인쇄회로기판에 장착하고, 그 위에 박스형상의 케이스(2)를 붙착한 후에 에폭시수지(7)를 관통홀(4)에 주입하여 광확산이 이루어져 사용자가 확인할 수 있게 된다. 그러나 상기와 같은 종래의 칩엘이디를 이용한 7세그먼트 디스플레이 구조는 관통홀(4)에 광확산이 이루어지도록 에폭시수지(7)를 충진할때에 열 경화중의 작업손실, 이물질의 혼입, 에폭시수지의 경화조건 변경등으로 인한 문제점이 있었다.
또한 종래 또는 현재 시장에서 유통중인 7세그먼트 디스플레이는 단일색(주로 적색)으로 발광만을 지원하고 있기 때문에 7세그먼트 디스플레이를 이용하는 장치에 이용하는 경우 7세그먼트 디스플레이의 컬러만을 통해 현재 장치의 상태 또는 현재 장치의 동작 모드 등을 판별할 수 없으며, 7세그먼트 디스플레이를 사용하는 장치가 어떤 동작 모드에 있는지를 확인하기 위해서는 장치에서 제공하는 별도의 설정 모드로 진입하여 장치의 현재 동작 모드를 확인해야 하는 번거로움이 있었다.
따라서 장치의 동작 모드에 따라 또는 장치의 특정 상태에 따라 컬러가 변경될 수 있는 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이가 필요로 한다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 발명으로서 7세그먼트의 LED 소자로부터의 광이 점 발광 형태가 아닌 라인 발광 형태로 이루어질 수 있도록 하는 7세그먼트 디스플레이의 구조를 제공할 뿐만 아니라 장치의 동작 모드에 따라 또는 장치의 특정 상태에 따라 컬러가 변경되는 것을 지원할 수 있는 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈을 제공하고, 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈은,
7 세그먼트로 분할되어 복수의 LED 및 복수의 LED에 연결되는 단자부를 포함하는 기판 - 상기 단자부는 12개의 단자로 이루어짐 - ;
기판의 상부에 결합되어 LED로부터 발광된 빛을 기판의 상부측으로 유도하는 도광판;
도광판 및 기판을 그 내부에 수용하도록 수용부를 구비한 케이스; 및
케이스의 상부에 부착되어 도광판을 통과한 빛을 확산시키기 위한 확산필름;을 포함하고,
상기 복수의 LED 각각은 R 발광소자, G 발광 소자, B 발광 소자를 포함하는 RGB LED로 이루어지고,
상기 12개의 단자부는 Vcc 전압이 인가되는 3개의 공통 신호 라인에 연결되는 3개의 공통 단자(COM_R, COM_G, COM_B); 7개의 세그먼트를 구성하는 복수의 LED에 각각 연결되는 7개의 신호 단자(a,b,c,d,e,f,g); 도트 세그먼트를 구성하는 LED에 연결되는 도트 단자(DP) 및 1개의 블랭크 단자로 이루어지고,
상기 복수의 LED 각각의 R 발광소자들의 애노드측은 제1 공통 단자(COM_R)를 통해 제1 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 G 발광소자들의 애노드측은 제2 공통 단자(COM_G)를 통해 제2 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 B 발광소자들의 애노드측은 제3 공통 단자(COM_B)를 통해 제3 공통 신호 라인 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 캐소드측은 7개의 신호단자에 각각 하나씩 연결되어 그라운드 신호 라인에 연결되어 있고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터의 빛이 관통하는 개구를 포함하고, 도광판의 외주부는 개구의 저면보다 기판측을 향해 돌출되어 형성되고, 도광판이 기판의 상면에 결합될 때 개구의 저면이 기판으로부터 상측으로 이격되어 위치되고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터 생성된 빛이 도광판의 개구을 지나도록 형성되고, 개부 주변에는 차광벽이 형성되어 개구를 통과한 빛이 다른 세그먼트의 주변으로 유출되는 것을 방지하도록 구성된다.
7 세그먼트로 분할되어 복수의 LED 및 복수의 LED에 연결되는 단자부를 포함하는 기판 - 상기 단자부는 12개의 단자로 이루어짐 - ;
기판의 상부에 결합되어 LED로부터 발광된 빛을 기판의 상부측으로 유도하는 도광판;
도광판 및 기판을 그 내부에 수용하도록 수용부를 구비한 케이스; 및
케이스의 상부에 부착되어 도광판을 통과한 빛을 확산시키기 위한 확산필름;을 포함하고,
상기 복수의 LED 각각은 R 발광소자, G 발광 소자, B 발광 소자를 포함하는 RGB LED로 이루어지고,
상기 12개의 단자부는 Vcc 전압이 인가되는 3개의 공통 신호 라인에 연결되는 3개의 공통 단자(COM_R, COM_G, COM_B); 7개의 세그먼트를 구성하는 복수의 LED에 각각 연결되는 7개의 신호 단자(a,b,c,d,e,f,g); 도트 세그먼트를 구성하는 LED에 연결되는 도트 단자(DP) 및 1개의 블랭크 단자로 이루어지고,
상기 복수의 LED 각각의 R 발광소자들의 애노드측은 제1 공통 단자(COM_R)를 통해 제1 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 G 발광소자들의 애노드측은 제2 공통 단자(COM_G)를 통해 제2 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 B 발광소자들의 애노드측은 제3 공통 단자(COM_B)를 통해 제3 공통 신호 라인 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 캐소드측은 7개의 신호단자에 각각 하나씩 연결되어 그라운드 신호 라인에 연결되어 있고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터의 빛이 관통하는 개구를 포함하고, 도광판의 외주부는 개구의 저면보다 기판측을 향해 돌출되어 형성되고, 도광판이 기판의 상면에 결합될 때 개구의 저면이 기판으로부터 상측으로 이격되어 위치되고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터 생성된 빛이 도광판의 개구을 지나도록 형성되고, 개부 주변에는 차광벽이 형성되어 개구를 통과한 빛이 다른 세그먼트의 주변으로 유출되는 것을 방지하도록 구성된다.
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본 발명에 따르면 7세그먼트의 LED 소자로부터의 빛이 도광판을 지나 점 발광 형태가 아닌 라인 발광 형태로 이루어질 수 있으며 장치의 동작 모드에 따라 또는 장치의 특정 상태에 따라 컬러가 변경되는 것을 지원할 수 있는 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이를 제공할 수 있다.
도 1은 종래 7세그먼트 디스플레이의 구조를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 외관을 나타내는 도면;
도 3은 7 세그먼트 디스플레이에서 세그먼트별 LED의 단자 연결 구성을 나타내는 도면;
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 내부 구성을 나타내는 분해 사시도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 내부 구조를 나타내는 측방향 단면도;
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 공통 애노드 타입의 7세그먼트 디스플레이의 내부 회로 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 외관을 나타내는 도면;
도 3은 7 세그먼트 디스플레이에서 세그먼트별 LED의 단자 연결 구성을 나타내는 도면;
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 내부 구성을 나타내는 분해 사시도;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 내부 구조를 나타내는 측방향 단면도;
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 공통 애노드 타입의 7세그먼트 디스플레이의 내부 회로 구조를 나타내는 도면이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이의 외관 구조를 나타낸 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이 7세그먼트 디스플레이는 LED 기판을 수용하도록 구성된 케이스(30); 케이스(30)의 외부에 노출되는 발광부(210); 및 외부 장치의 제어회로에 연결되는 단자부(12)를 포함한다.
발광부(210)는 도트(D)를 포함하여 총 8개의 세그먼트로 이루어져 있으며 각각의 세그먼트들은 단자부(12)로 입력되는 점등 신호에 의해 독립적으로 점등되어 원하는 패턴의 숫자 또는 문자가 표시될 수 있다.
7세그먼트 디스플레이는 도 3에 도시된 바와 같이 7개의 선분(획)(A~G)으로 구성되어 있으며, 위와 아래에 사각형 모양으로 두 개의 가로 획과 두 개의 세로 획이 배치되어 있고, 위쪽 사각형의 아래 획과 아래쪽 사각형의 위쪽 획이 합쳐진 모양이다. 가독성을 위해 종종 사각형을 기울여서 표시하기도 한다. 7개의 획은 각각 꺼지거나 켜질 수 있으며 이를 통해 아라비아 숫자를 표시할 수 있다. 몇몇 숫자(0, 6, 7, 9)는 둘 이상의 다른 방법으로 표시가 가능하다.
7세그먼트 디스플레이의 각 획은 맨 위쪽 가로 획부터 시계 방향으로, 그리고 마지막 가운데 가로 획까지 각각 A부터 G까지의 이름으로 불린다. 소수를 나타내기 위해서 숫자의 오른쪽 아래에 소숫점(DP)이 붙는 경우도 있다.
도 4는 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 7세그먼트 디스플레이의 분해 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 7세그먼트 디스플레이는 7세그먼트의 형태로 제공된 복수의 LED(15) 및 복수의 LED에 연결된 단자부(12)를 포함하는 기판(10); 기판(10)의 상부에 결합되어 LED로부터 발광된 빛을 기판의 상부측으로 유도하는 도광부(22)를 포함하는 도광판(20); 도광판(20) 및 기판(10)을 그 내부에 수용하도록 수용부를 구비한 케이스(30) 및 케이스(30)의 상부에 부착되어 도광판(22)을 통과한 빛을 확산시키기 위한 확산필름(40)을 포함한다.
기판(10)에는 복수의 LED(15)가 다양한 숫자나 문자가 표시되도록 납땜에 의해 고정되어 형성되고, 각각의 LED는 세그먼트별로 복수의 단자들에 연결되어 단자로부터 입력되는 전류의 유무에 의해 복수의 LED가 세그먼트별로 점등 또는 소등될 수 있다. 복수의 LED(15)를 상이한 컬로로 동작시키기 위해 본 발명에 따른 7 세그먼트 디스플레이 모듈은 종래의 10개의 단자부가 아닌 12개의 단자부를 가진다.
예를 들면 종래의 공통 애노드 타입의 7 세그먼트의 경우 Vcc(또는 Com) 단자에 Vcc 전압을 인가하는 경우 각각의 핀(a~g)을 그라운드로 연결시키면 LED가 점등된다. 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 공통 단자로서 3개의 단자, 즉 COM_R, COM_G, COM_B 단자를 포함한다. 공통 애노드 타입으로 형성될 때 7 세그먼트의 경우 7 세그먼트에 배치된 모든 LED의 애노드측을 COM 중 하나에 공통으로 연결한 후 점등을 원하는 LED의 캐소드측을 그라운드측으로 연결시킴으로써 특정 컬러로 점등 동작을 수행할 수 있게 된다.
도 5는 전술한 바와 같은 7세그먼트 디스플레이의 측방향 단면도이다. 도시된 바와 같이 도광판(20)은 LED(15)로부터 생성된 빛이 도광판(20)의 개구(22)을 지나도록 형성되고, 개부(22) 주변에는 차광벽(26)이 형성되어 개구를 통과한 빛이 다른 세그먼트의 주변으로 유출되는 것을 방지하도록 구성된다. 도 5에 도시된 도면에서 차광벽(26)은 기판(10)에 대해 경사진 각도를 갖는 것으로 형성되어 있지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 기판(10)에 대해 수직한 각도로 형성될 수도 있다.
또한 도광판(20)의 외주부(24)는 개구(22)의 저면보다 기판측을 향해 돌출되어 형성되고 따라서 도광판(20)이 기판(10)의 상면에 결합될 때 개구(22)의 저면은 기판으로부터 상측으로 거리 d 만큼 이격되어 위치되고 이는 점광원인 LED로부터의 빛의 확산성을 증가시켜 빛이 확산 필름을 통해 사용자에게 비춰질 때 마치 면발광과 같이 발광되는 효과를 더욱 증가시킬 수 있게 된다.
도 6은 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 공통 애노드 타입의 7세그먼트 디스플레이의 회로를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 7세그먼트 디스플레이에 이용되는 복수의 LED 각각은 RGB 발광 LED가 이용된다.
다색 발광 특성 또는 3색 발광 특성을 제공하기 위해 복수의 RGB LED 각각은 컬러별로 COM_R, COM_G, COM_B에 연결된다. 예를 들면 도시된 실시예에서 복수의 RGB LED 각각에 있어서 R 발광소자는 애노드를 공통으로 하여 COM_R 단자에 연결되고, 복수의 RGB LED 각각에 있어서 G 발광소자는 애노드를 공통으로 하여 COM_G 단자에 연결되고, 복수의 RGB LED 각각에 있어서 B 발광소자는 애노드를 공통으로 하여 COM_B 단자에 연결되어 있다. 또한 복수의 RGB LED의 각각은 RGB 발광소자들의 각각의 캐소드가 신호 라인 단자(a~p)에 각각 연결되어 있다.
따라서 사용자는 복수의 RGB LED의 공통 단자에 구동 전압(5V 또는 3.3V)을 제공하고 신호 라인 단자(a~p) 중 하나 이상을 선택적으로 그라운드에 연결시킴으로써 적색, 녹색, 청색 중 원하는 컬러로 원하는 세그먼트 내의 LED를 발광시킬 수 있게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
10: 기판 12: 단자부
15: LED 20: 도광판
22: 개구 30: 케이스
40: 확산필름
15: LED 20: 도광판
22: 개구 30: 케이스
40: 확산필름
Claims (5)
- 다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈에 있어서,
7 세그먼트로 분할되어 복수의 LED 및 복수의 LED에 연결되는 단자부를 포함하는 기판 - 상기 단자부는 12개의 단자로 이루어짐 - ;
기판의 상부에 결합되어 LED로부터 발광된 빛을 기판의 상부측으로 유도하는 도광판;
도광판 및 기판을 그 내부에 수용하도록 수용부를 구비한 케이스; 및
케이스의 상부에 부착되어 도광판을 통과한 빛을 확산시키기 위한 확산필름;을 포함하고,
상기 복수의 LED 각각은 R 발광소자, G 발광 소자, B 발광 소자를 포함하는 RGB LED로 이루어지고,
상기 12개의 단자부는 Vcc 전압이 인가되는 3개의 공통 신호 라인에 연결되는 3개의 공통 단자(COM_R, COM_G, COM_B); 7개의 세그먼트를 구성하는 복수의 LED에 각각 연결되는 7개의 신호 단자(a,b,c,d,e,f,g); 도트 세그먼트를 구성하는 LED에 연결되는 도트 단자(DP) 및 1개의 블랭크 단자로 이루어지고,
상기 복수의 LED 각각의 R 발광소자들의 애노드측은 제1 공통 단자(COM_R)를 통해 제1 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 G 발광소자들의 애노드측은 제2 공통 단자(COM_G)를 통해 제2 공통 신호 라인에 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 B 발광소자들의 애노드측은 제3 공통 단자(COM_B)를 통해 제3 공통 신호 라인 연결되고, 상기 복수의 LED 각각의 캐소드측은 7개의 신호단자에 각각 하나씩 연결되어 그라운드 신호 라인에 연결되어 있고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터의 빛이 관통하는 개구를 포함하고, 도광판의 외주부는 개구의 저면보다 기판측을 향해 돌출되어 형성되고, 도광판이 기판의 상면에 결합될 때 개구의 저면이 기판으로부터 상측으로 이격되어 위치되고,
상기 도광판은 기판의 LED로부터 생성된 빛이 도광판의 개구을 지나도록 형성되고, 개부 주변에는 차광벽이 형성되어 개구를 통과한 빛이 다른 세그먼트의 주변으로 유출되는 것을 방지하도록 구성되고, 차광벽은 기판에 대해 경사진 각도를 갖고 형성된 것을 특징으로 하는
다색 발광 특성을 갖는 7세그먼트 디스플레이 모듈.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210167141A KR102425652B1 (ko) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 다색 발광 특성을 갖는 ７세그먼트 디스플레이 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210167141A KR102425652B1 (ko) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 다색 발광 특성을 갖는 ７세그먼트 디스플레이 |
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| KR102425652B1 true KR102425652B1 (ko) | 2022-07-27 |
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ID=82701252
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| KR1020210167141A KR102425652B1 (ko) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 다색 발광 특성을 갖는 ７세그먼트 디스플레이 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19990018582U (ko) * | 1997-11-12 | 1999-06-05 | 이정훈 | 숫자 표시형 발광 다이오드 장치 |
| JP2009082401A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Sammy Corp | 遊技機 |
| JP2021092629A (ja) * | 2019-12-09 | 2021-06-17 | フコクインダストリー株式会社 | 表示装置 |
-
2021
- 2021-11-29 KR KR1020210167141A patent/KR102425652B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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