(57)【要約】  エネルギー効率の良い透過ディスプレーシステムを公開する。一実施様態において、システムは反射シートと透明なバックライトシートが反射シートの前に置かれる。ディスプレーパネルは透明なバックライトシートの前に置かれ、ディスプレーパネルは光弁を設けている。
2009538453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射シートと；
反射シートの前に設置された透明なバックライトシートと；
透明なバックライトシートの前に設置されたディスプレーパネルとを有し、ディスプレーパネルには光弁がある、装置。
【請求項２】
さらに色フィルターを有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
光弁が、偏光子シートの間に設置された液晶シートを有する請求項１記載の装置。
【請求項４】
反射シートが、金属表面、分散型ブラッグリフレクター、ハイブリッドリフレクター、全反射リフレクターや単一指向リフレクターおよび拡散リフレクターの１つ又はそれ以上を含む請求項１記載の装置。
【請求項５】
さらに、ディスプレーパネルと透明なバックライトシートとの間に設置されている半鏡シートを有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
さらにバックライトの強さを調整する手動調節を含む請求項１記載の装置。
【請求項７】
反射シートと、
反射シートの前に設置された多色照明シートと、
多色照明シートの前に設置されたディスプレーパネルとを有し、ディスプレーパネルには光弁がある、装置。
【請求項８】
さらに色フィルターを含む請求項７記載の装置。
【請求項９】
光弁が偏光子シートの間に設置されている液晶シートを有する請求項７記載の装置。
【請求項１０】
反射シートが、金属表面、分散型ブラッグリフレクター、ハイブリッドリフレクター、全反射リフレクター、単一指向リフレクターおよび拡散リフレクターの１つ又はそれ以上を含む請求項７記載の装置。
【請求項１１】
さらにディスプレーパネルと透明なバックライトシートの間に設置されている半鏡シートを有する請求項７記載の装置。
【請求項１２】
さらにバックライトの強さを調整する手動調節を含む請求項７記載の装置。
【請求項１３】
周囲の光強度を感知すること、および
周囲の光強度の関数としてバックライトの強さを調節すること、を有する方法。
【請求項１４】
周囲の光強度、バックライトの光強度および光弁での望ましい照明の関数として光弁の伝達値を計算すること、および
その値に基づいて光弁の伝達値を変化させること、を有する方法。
【請求項１５】
伝達値の計算を電子回路で行う請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
伝達値の計算をコンピューターのソフトウェアで行う請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
光弁の伝達値を変化させることが、光弁に存在する液晶の励磁電圧変える事を含む請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はディスプレーに関するものである。特に、エネルギー効率の良い透過ディスプレーシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
透過ディスプレーは伝達モードと反射モード両方のモードで使用できるディスプレーである。伝達モードではバックライトをつけてディスプレーを照明する。反射モードでは周囲の光を使ってディスプレーを照明する。これらの組み合わせで、照明が暗いときには伝達モードを使用し、十分な光がある場合は反射モードが使用でき、エネルギー消費を減らす手助けをする。
【０００３】
図１は従来の技術透過ディスプレーシステム199の断面図を示す。偏光子103と106は、お互いの伝達軸が90度に交差するように置かれている。したがって偏光子103と106は交差偏光子とも呼ばれていて、液晶105は光弁を設けている。光弁は光調節器で伝達を調整する。ディスプレーは下偏光子103とバックライト101の間に半鏡102を使用する。色フィルター104は偏光子103と液晶105の間に置かれる。鏡109がバックライト101の後ろに置かれる、このディスプレーは伝達モードと反射モードの両方で作動する。
【０００４】
半鏡102は多数の穴が開いている鏡でも良い。他にも半鏡102は反射きでも良い。トランスフレクターは片方の面に当たった光を出来るだけ多く反射し、もう片方の面に当たった光を出来るだけ反対側に伝達するように設計された光学シートである。トランスフレクターは、均一な照明を補助するように、分散の性質を持っていても良い。
【０００５】
従来の技術透過システムは伝達モードと反射モードでの効率が悪かった。システム199では、伝達モードにおいて、バックライト101が光108を放射する。光108の一部は半鏡102を通過しディスプレーを照明する。残りの一部は半鏡に反射される。半鏡に反射した光は効率的に再利用されていない。したがってディスプレーは伝達モードにおいての効率が悪い。反射モードにおいて、周囲の光107が半鏡102によって反射されディスプレーを照明する。しかし一部の周囲の光107は半鏡を通過して行く。半鏡を通過した光は効率的に再利用されていない。したがってディスプレーは反射モードにおいての効率が悪い。
【発明の概要】
【０００６】
エネルギー効率の良い透過ディスプレーシステムを公開する。一実施様態において、システムは反射シートと、反射シートの前に設置されている透明なバックライトシートで構成されている。ディスプレーパネルが透明なバックライトの前に設置され、ディスプレーパネルには光弁が設置されている。
【０００７】
上記とその他に主張する特徴、実装と要素の組み合わせの様々な内容を含む上記や他に示している主張などの特徴は、添付図面により詳細に記述されている。ここで説明するのはイラストによる説明であり、特定の方法とシステムの制限ではない。またこの分野で活動する熟練している人も、発明の範囲から逸脱すること無い様々な原理や機能が採用されている多くの実施例があることを理解する。
【０００８】
現在の仕様の一部として含まれている添付図面は、現在の好ましい実施様態を表し、上記に挙げた一般的な説明と下記に記す詳細な好ましい実施様態の両方を合わせて本発明の原則を教え、説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図1は従来の半鏡を使用する技術透過ディスプレーシステムを示す図；
【００１０】
【図２】図2Aは一実施様態において模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１１】
図2Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１２】
図2Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１３】
【図３】図3Aは一実施様態において模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステムの図；。
【００１４】
図3Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１５】
図3Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１６】
【図４】図4Aは一実施様態において模範的な多色照明を持つ透過ディスプレーシステムの図；
【００１７】
図4Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な多色照明を持つ透過ディスプレーの図；
【００１８】
図4Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な多色照明を持つ透過ディスプレーの図；
【００１９】
【図５】図5Aは一実施様態において模範的な透明な光源のブロック図；
【００２０】
図5Bは一実施様態において模範的な透明な光源を横から見たブロック図；
【００２１】
【図６】図6は一実施様態において模範的な面の形をした光源の模範的なコアエレメントのブロック図；
【００２２】
【図７】図7は一実施様態において異なる濃度の拡散粒子を持つ模範的な面の形をした光源の図；
【００２３】
【図８】図8は一実施様態において二つの光源を持つ模範的な面の形をした光源の図；
【００２４】
【図９】図9は一実施様態において鏡構造のコアを持つ模範的な面の形をした光源の図；
【００２５】
【図１０】図10は一実施様態において多色バックライトシステムの図；
【００２６】
【図１１】図11Aは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱を上から見たブロック図；
【００２７】
図11Bは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱を前から見たブロック図；
【００２８】
図11Cは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱を横から見たブロック図；
【００２９】
【図１２】図12は一実施様態において照明柱の模範的なエレメントのブロック図；
【００３０】
【図１３】図13は一実施様態において異なる粒子濃度を持つ照明柱の図；
【００３１】
【図１４】図14は一実施様態において二つの光源を持つ模範的な照明柱の図；
【００３２】
【図１５】図15は一実施様態において模範的な鏡構造を持つ照明柱の図；
【発明を実施するための形態】
【００３３】
効率の良い透過ディスプレーシステムを公開する。一実施様態において、システムは反射シートと、反射シートの前に設置されている透明なバックライトシートで構成されている。ディスプレーパネルが透明なバックライトの前に設置され、ディスプレーパネルには光弁が設置されている。
【００３４】
図2Aは一実施様態において模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステム299の断面図である。透明なバックライト202は面の形をした透明な光源である。透明なバックライトの後ろには鏡201が設置される。鏡201は金属表面、分散型ブラッグリフレクター、ハイブリッドリフレクター、全反射リフレクターや単一指向リフレクターなどのどのような反射面でも良い。偏光子203と205はお互いの伝達軸が90度に交差するように置かれている。したがって偏光子203と206は交差偏光子とも呼ばれていて、それと液晶204で光弁206を構成する。光弁206は明るい状態か暗い状態かと設定できる。明るい状態の光弁では、透明なバックライトの光と周囲の光がピクセルを照明する。光弁の暗い状態では、透明なバックライトからの光は遮断されている。これは以下に説明される。
【００３５】
図2Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステム299の断面図である。バックライト202から放射された光209は偏光子203を通過する時に偏光される。液晶204が光209の偏光角度を90度曲げる。偏光子205と203は交差しているため、光209は偏光子205を通り抜ける。したがってバックライト202の光がピクセルを照らす。周囲の光210は偏光子205を通過する時に偏光される。液晶204が光210の偏光角度を90度曲げる。偏光子205と203は交差しているため、光は偏光子203を通過して透明なバックライトに入射する。バックライト202が透明なため、光はそれを通過し反射器201に反射される。反射された光211は伝達に適切な偏光のため偏光子203を通過する。液晶204が光211の偏光角度を90度曲げる。偏光子205と203は交差しているため、光211は偏光子205を通り抜けピクセルから現れる。したがってピクセルの明るい状態の時は、バックライト202と周囲の光の両方がピクセルを照らす。
【００３６】
透過ディスプレーシステム299はバックライト202を消して光を放っていなくも使用できる。周囲にある光がピクセルを照明する。透過ディスプレーシステム299は周囲の光が無くても使用できる。この場合、バックライト202がピクセルを照明する。
【００３７】
図2Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な透明なバックライトを持つ透過ディスプレーシステム299の断面図である。透明なバックライトから放射された光207は偏光子203によって偏光される。液晶204は光207の偏光に影響を与えない。偏光子は交差しているため、光207は偏光子205によって遮断される。周囲の光208が偏光子205を通過することで偏光される。液晶204は光208の偏光に影響を与えない。偏光子205と203は交差しているため、光208は偏光子203によって遮断される。したがってピクセルが暗い状態の時は、バックライトと周囲の光の両方が遮断される。
【００３８】
他の実施様態において、屋外環境や周囲の光が十分にある所では、ディスプレーは基本的に反射モードで使われる。周囲の光とバックライト202の光両方がディスプレーを同時に照明するため、周囲に十分な光があればバックライト202の光を低減することが出来る。これはバックライト202が消費する電力を節約することが出来る。
【００３９】
一実施様態において、ユーザーが必要に応じてディスプレー照度を周りの光に適するよう、手動のバックライト強度調整が設けられている。手動調整は電子機械調整である。他の実施様態において、手動調整はディスプレーに接続されたプログラム可能な機器のソフトウェアもしくはファームウェアに導入されている。また他の実施様態において、バックライト照度はディスプレーに接続されたプログラム可能な機器のソフトウェアもしくはファームウェアが自動的に行っている。
【００４０】
他の実施様態において、周囲の光強度はセンサーにより検出され、周囲の光強度に対して自動的にバックライトの強さが調整される。バックライトの強さは必要な照明強度を提供するようにも設定できる。
【００４１】
周囲の光210はピクセルを二度通過した後にピクセルを照明する。しかし、バックライトからの光はピクセルをたった一度通過した後にピクセルを照明する。液晶光弁では、周囲の光210がシステム299で反射される割合は、おおよそ光弁206の伝達の二乗の半分である。システム299から放射されるバックライト202からの光207は光弁206の伝達の半分である。これは計算的に方程式L=0.5Af^2+0.5Bfで、
^はべき乗を表す
Lはピクセルの照明強度。
Aは周囲の光の強度
Bはバックライト202からの光の強度、そして
fは光弁206の伝達である。
【００４２】
実施様態において照明強度Lは光弁206の伝達を(-B+sqrt(B^2+8AL))/2Aの値に設定して得られている。（「sqrt」は二乗の役目）光弁206の伝達は液晶セルの励磁電圧を調整することで設定されている。
【００４３】
一実施様態において、バックライト照明Bは最小でも(2Lmax-A)に調整される。Lmaxは全てのピクセルにおいての最大の照明強度である。他にもバックライト照明Bは最小でも(2Lwhite-A)に調整される。Lwhiteは完全に白いピクセルの予想される照明強度である。
【００４４】
一実施様態において、光弁と透明なバックライトの間に着色フィルターが設置されている。光弁の特定の設定で着色された映像が伝達モードと反射モードで映し出される。
【００４５】
図3Aは一実施様態において模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステム399の断面図である。鏡301が透明なバックライトの後に設置される。鏡301は図2Aで説明したような、どのような反射面でも良い。偏光子304、306と液晶305が光弁307を構成する。半鏡303が偏光子304と透明なバックライト302の間に設置される。このディスプレー399は以下に説明するように、伝達モードと反射モードの両方で作動する。光弁307は明るい状態と暗い状態を設定することが出来る。光弁の明るい状態では、バックライト302と周囲の光の両方がピクセルを照明する。光弁307の暗い状態では、周囲の光とバックライトからの光の両方が遮断される。
【００４６】
図3Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステム399の断面図である。バックライト302からの偏光されていない光308は部分的に伝達され、部分的に半鏡303によって反射される。部分的に伝達された光315は偏光子304を通過して偏光される。液晶305が光315の偏光角度を90度曲げる。偏光子は交差しているため、光315は偏光子306を通過して光弁307から出てくる。部分的に反射された光317は効率的に透明なバックライト302によって次のように再利用される。バックライト302が透明なため、反射された光317は透明なバックライト302を通過して鏡301に反射される。反射された光317は光308のように動く。光317の一部は半鏡303によって伝達され、一部は反射される。伝達された部分は光315のように光弁から出てくる。反射された部分は光317のように動く。数回反射した後、全てに近い光が光弁307から出てくる。周囲の光312が光弁307に偏光子306を通過して入り偏光される。液晶305が光312の偏光角度を90度曲げる。偏光子304と306は交差しているため、光312は偏光子304を通過する。光312の一部は半鏡303によって反射される。この反射された光313は偏光子304と同じ偏光方向の伝達軸を持っているので偏光子304を通過する。液晶305が光313の偏光を90度曲げる。偏光子は交差しているので、光313は偏光子306から出てくる。残った部分の光312は半鏡303を通して伝達される。バックライト302が透明なため、この反射された光は鏡301に反射され、光308のように光弁307から出てくる。したがってピクセルの明るい状態の時は、バックライト302と周囲の光の両方がピクセルを照らす。
【００４７】
図3Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な透明なバックライトと半鏡を持つ透過ディスプレーシステム399の断面図である。周囲の光309が偏光子306を通過することで偏光され光弁307に入る。液晶305は光309の偏光に影響を与えない。偏光子は交差しているため、光309は偏光子304によって遮断される。バックライト302から放射された光308は半鏡304によって部分的に反射される。光308の一部は偏光子304を通過し偏光される。液晶305は光311の偏光方向に影響を与えない。偏光子は交差しているため、光311は偏光子306によって遮断される。したがってピクセルが暗い状態の時は、バックライトと周囲の光の両方が遮断される。
【００４８】
図4Aは一実施様態において模範的な多色照明を持つ透過ディスプレーシステム499の断面図である。多色照明は透明な柱体の光源で一つ以上の異なった光スペクトルを放射する。模範的な柱402が表されている。特定の色を持った柱402は、その特定の色の色フィルター403がその上にある。鏡401が柱体源の後に設置される。鏡401は図2Aで説明したような、どのような反射面でも良い。交差している偏光子404、406と液晶405が光弁407を構成する。光弁307は明るい状態と暗い状態を設定することが出来る。光弁の明るい状態では、バックライト302と周囲の光の両方がピクセルを照明する。光弁307の暗い状態では、周囲の光とバックライトからの光の両方が遮断される。
【００４９】
図4Bは一実施様態においてピクセルが明るい時の模範的な多色照明を持つ透過ディスプレー499の断面図である。多色バックライトから放射された光409は色フィルター403を通過し、偏光子404を通過する時に偏光される。色フィルター403は柱源と同じ色なので、色フィルター403でエネルギーは無駄にされていない。液晶405が光409の偏光角度を90度曲げる。偏光子406と404は交差しているため、光409は偏光子406を通り抜ける。したがってバックライト柱の光がピクセルを照らす。周囲の光408は偏光子406を通過する時に偏光される。液晶405が光408の偏光角度を90度曲げる。偏光子406と404は交差しているため、光は透明な柱源402に色フィルター403を通過して入る。柱体源は透明なので、光は通過して鏡401で反射される。光410は適切な偏光を持っているので偏光子404を通過する。液晶405が光410の偏光角度を90度曲げる。偏光子406と404は交差しているため、光410は偏光子406を通りピクセルを適切な色に照明する。したがってピクセルの明るい状態の時は、バックライト402と周囲の光の両方がピクセルを照らす。
【００５０】
図4Cは一実施様態においてピクセルが暗い時の模範的な多色照明を持つ透過ディスプレーの断面図である。柱体源から放射された光409は光フィルター403を通過し偏光子404によって偏光される。液晶405は光409の偏光に影響を与えない。偏光子は交差しているため、光409は偏光子406によって遮断される。周囲の光408が偏光子406を通過することで偏光される。液晶405は光408の偏光に影響を与えない。偏光子406と404は交差しているため、光408は偏光子404によって遮断される。したがってピクセルが暗い状態の時は、バックライト402と周囲の光の両方が遮断される。
【００５１】
他の実施様態において、色フィルター403は液晶405と偏光子404の間に設置されている。他の実施様態において、色フィルター403は液晶405と偏光子406の間に置かれている。また他の実施様態において、色フィルター403は偏光子406の後に設置されている。
【００５２】
他の実施様態において色フィルター403は柱体源の色と完全に一致していない。基本的に柱体源の色を通す広スペクトル色フィルターが使用されている。色フィルターが広スペクトルなので、反射モード時での色フィルターでの損失が軽減される。したがって反射モードでのディスプレーの効率が良くなる。
【００５３】
他の実施様態において、色フィルター403は提供されていない。光弁407の特定の設定で着色された映像が伝達モードで、グレー・スケールの映像が反射モードで映し出される。周囲の光が色フィルター403で無駄にされていない。
透明なバックライト
【００５４】
図5Aは一実施様態において模範的な透明な光源599のブロック図である。光源599は基本的に透明で、コア504がある光ガイド506が低い係数被覆シート503と505に囲まれている場合もある。コア504は希薄な濃度の光拡散粒子の拡散体を有する。コア504の拡散体は金属、有機物、他の粉又は色素で構成されそれに当たった光を反射する。他にもコア504の拡散体は小さい透明な粒子もしくは泡で構成され、光を拡散、境界での反射、粒子内での拡散又は完全反射にて拡散させる。線形光源502が光ガイド506の端から照明する。反射器501が線形光源502の光を光ガイド506に収束する。主光源502の光は光ガイド506の全面に拡散され、広い面から出て行く。したがって光ガイド506は基本的に透明で、その一つの面から見たときには透明である。
【００５５】
図5Bは一実施様態において模範的な透明な光源599を横から見たブロック図である。コア504は被覆シート503と505に囲まれている。線形光源502が光ガイド506の端から照明する。反射器501が線形光源502の光を光ガイド506に収束する。
【００５６】
図6は一実施様態において模範的な面の形をした光源599の模範的なコア504のコアエレメント699のブロック図である。コアエレメント699はコア504と同じ幅と厚さを持つが、非常に低い高さである。光600がエレメント699に入射する。一部の光は拡散され照明光602となり光ガイドを出てゆき、残った光604は次のコアエレメントへと移動する。入射する光600の強さは拡散された光602と次のコアエレメント604に移動する光の強度の和と同じである。コアエレメント699に入射する光600と拡散された光602の割合がコアエレメント699の光分散度である。コアエレメント699の光分散度はエレメント699の高さと正比例している。コアエレメント699の光分散度とコアエレメント699の高さの比率がエレメント699の分散密度である。コアエレメント699の高さが減れば、分散密度は一定に近づく。コアエレメント699の分散密度はコアエレメント699の拡散体密度と一定の関係がある。この関係は近似しておりある程度正比例している。この関係を用いてエレメントの拡散体濃度からコアエレメント699の分散密度を評価ことが出来、反対も同じことが言える。
【００５７】
コアエレメント699の高さが減らされると、それから放射される光602の強さも比例して弱まる。光602の放射される強さとエレメント699の高さの比率はエレメントの高さが減ると一定に近づき、それがエレメント699での放射密度である。エレメント699の放射密度は光の分散度と入って来る光の強度（すなわちエレメントの中にある光の強度）の積である。エレメント699の中を通る光の強さの変化度は放射密度のマイナスである。この二つの関係から微分方程式を導き出せる。この方程式は「dP/dh=-qP=-K」と表すことが出来、それぞれ：
hはエレメントと主光源端507の距離；
Pはエレメント内に送られている光の強さ；
qはエレメントの光の分散度；そして
Kはエレメントにおける放射密度である。
【００５８】
各エレメントにおいての光の分散度があれば、この方程式を使って放射密度を求められる。また各エレメントの放射密度があれば、この方程式を使い光の分散密度を求められる。特定の面の形をした光源で特定の放射密度を設計する際に、上記の微分方程式を用いて光源599のような光源の各エレメントの光の分散密度を求める。それによって各コアにあるコアエレメントの拡散体濃度が設定される。このような線形光源は光ガイドとして使われ、光源に必要な放射密度を与える。
【００５９】
もし均一の密度の分散体がコアに使用されていると、放射密度は高さと共に急激に減る。光源の端（端507など）から反対側の端508まで強さの減りが小さい分散体の密度を使用することにより均一の放射密度に近づけることが出来る。強さのロスを無くし、均一な放射力を得るために、反対側の端は光をコアに反射して返す。他の実施様態では、他の光源が反対の端に備えられている。
【００６０】
均一な照明を得るため、光の分散密度、よって分散体の密度はコアの全長で変化させないといけない。これは上記の方法を使って行える。必要な光の分散密度はq=K/(A-hK)でAは線形光源604に供給される強さでKは各エレメントの放射密度で、均一な照明のため一定の数字とする。もしHを線形光源の全高とすると、HとKの積はAより小さいはずで、すなわち、もし上記の解が実行可能であれば、放射した全ての力の強さは光ガイドに供給されるよりも小さくなる。もし光ガイドに供給される全ての強さが照明のために使われているのなら、HとKの積はAとなる。実施様態では少しの力だけが無駄になり、かつ光の拡散密度を有限にするためにHとKの積はAより少し小さく設定されている。
【００６１】
図7は一実施様態においてコアが異なる濃度の拡散粒子を持つ模範的な面の形をした光源799の図である。拡散体702の密度は線形光源柱704の光源端から反対側のコア704にかけて希薄から濃密に変化している。
【００６２】
図8は一実施様態において二つの光源を持つ模範的な面の形をした光源899の図である。二つの光源808と809を使用することによりコアにおいての拡散体802の大きい変動が必要ではなくなる。上記にある微分方程式で光源808と809それぞれの放射密度を導き出す。二つの放射密度の和が特定のコアエレメントでの合計放射密度となる。
【００６３】
光源899の均一な照明は光の分散密度q=1/sqrt((h-H/2)^2+C/K^2)で導き出すことが出来、sqrtは平方根、^はべき乗、Kは各光源の平均放射密度（数字的には各エレメントにおいての全放射密度の半分）とC=A(A-HK)となる。
【００６４】
図9は一実施様態において鏡構造のコア904を持つ模範的な面の形をした光源999の図である。鏡構造のコア904を使うことによりコア904において拡散体902の大きい変動が必要ではなくなる。コア910の上端は鏡面処理され、光をコア904に反射して返す。均一な照明を得るために必要な光源999の光の拡散密度は：
q=1/sqrt((h-H2)^2+D/K^2)
但し、D=4A(A-HK)である。
【００６５】
どの様な照明システムでも（例えば面の形をした光源799、899と999）光源の強さが変わっても同じパターンの放射を維持できる。例として、もし主光源799が半分の定格の強さを供給すれば、各エレメントは半分の定格の強さで放射する。特に光ガイドコアは均一な光源として設計されており、全ての強さにおいて光源や源の強さを変えて均一な光源となろうとする。もし二つの光源があれば、両方の強さが変えられてこの結果を得る。
多色照明
【００６６】
図10は一実施様態において多色バックライトシステム1099の図である。多色照明システムは、バックライトシステムの各ピクセル柱は特定の光で照明するバックライトによって構成されている。柱体光源1002がディスプレーの照明を提供する。鏡1003は柱体源1002の後に設置されている。液晶基盤は柱体源1002の前に設置されている。
【００６７】
図11Aは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱1199を上から見たブロック図である。偏光子1106、液晶1105と偏光子1104を合わせて、通過する光の強度を調節する光弁を構成する。照明柱1102と被覆シート1103で波ガイドを構成し、照明柱1102は被覆シート1103よりも高い屈折係数を持っている。色フィルター1108は被覆シート1103の前に設置されている。照明1102は少ない濃度の光拡散粒子を含んでいる。波ガイドの光は連続的な完全反射を繰り返す。後鏡1101は背面からの光を反射する。横鏡1107は横からの光を反射する。横鏡1107は隣接する柱に光が漏れる事を防いでいる。鏡1101と1107は金属表面、分散型ブラッグリフレクター、ハイブリッドリフレクター、全反射リフレクターや単一指向リフレクターなどのどのような反射面でも良い。
【００６８】
図11Bは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱1199を前から見たブロック図である。偏光子1106、液晶1105と偏光子1104を合わせて、通過する光の強度を調節する光弁を構成する。照明柱1102と被覆シート1103で波ガイドを構成し、照明柱1102は被覆シート1103よりも高い屈折係数を持っている。色フィルター1108は被覆シート1103の前に設置されている。照明1102は少ない濃度の光拡散粒子を含んでいる。波ガイドの光は連続的な完全反射を繰り返す。後鏡1101は背面からの光を反射する。横鏡1107は横からの光を反射する。横鏡1107は隣接する柱に光が漏れる事を防いでいる。
【００６９】
図11Cは一実施様態において模範的な多色バックライトシステムの模範的な柱1199を横から見たブロック図である。横鏡1107は隣接する柱に光が漏れる事を防いでいる。
【００７０】
図12は一実施様態において照明柱1102の模範的なエレメント1299のブロック図である。コアエレメントは非常に低い高さである。光1200がコアエレメント1299に入射する。一部の光は拡散され照明光1202となり光ガイドを出てゆき、残った光1204は次のコアエレメントへと移動する。図6のコアエレメント699で説明したように、柱体源がエレメントに送り込む光の強さ（P）、エレメントの高さ(h)とエレメントの光の分散密度(q)の微分方程式は「dP/dh=-qP=-K」と表すことが出来、Kはエレメントにおける放射密度である。
【００７１】
もし均一の密度の分散体がコアに使用されていると、放射密度は高さと共に急激に減る。光源の端（端118など）から反対側の端120まで強さの減りが小さい分散体の密度を使用することにより均一の放射密度に近づけることが出来る。強さのロスを無くし、均一な放射力を得るために、反対側の端は光をコアに反射して返す。他の実施様態では、他の光源が反対の端に備えられている。
【００７２】
均一な照明を得るため、光の分散密度、よって分散体の密度はコアの全長で変化させないといけない。これは上記の方法を使って行える。必要な光の分散密度はq=K/(A-hK)でAは照明柱1102供給される強さでKは各エレメントの放射密度で、均一な照明のため一定の数字とする。もしHを線形光源の全長とすると、HとKの積はAより小さいはずで、すなわち、もし上記の解が実行可能であれば、放射した全ての力の強さは光ガイドに供給されるよりも小さくなる。もし光ガイドに供給される全ての強さが照明のために使われているのなら、HとKの積はAとなる。実施様態では少しの力だけが無駄になり、かつ光の拡散密度を有限にするためにHとKの積はAより少し小さく設定されている。
【００７３】
図13は一実施様態において異なる粒子濃度を持つ照明柱1399の図である。拡散体1302の密度は線形光源柱1304の光源端から反対側のコア1304にかけて希薄から濃密に変化している。一実施様態において光源1308が1408と1409に光を供給している。
【００７４】
図14は一実施様態において二つの光源を持つ模範的な照明柱1499の図である。二つの光源1408と1409を使用することによりコアにおいての拡散体1402の大きい変動が必要ではなくなる。上記にある微分方程式で光源1408と1409それぞれの放射密度を導き出す。二つの放射密度の和が特定のコアエレメントでの合計放射密度となる。
【００７５】
光源1499の均一な照明は光の分散密度q=1/sqrt((h-H/2)^2+C/K^2)で導き出すことが出来、sqrtは平方根、^はべき乗、Kは各光源の平均放射密度（数字的には各エレメントにおいての全放射密度の半分）とC=A(A-HK)となる。
【００７６】
図15は一実施様態において模範的な鏡構造を持つ照明柱1599の図である。鏡構造のコア1504を使うことによりコア1504において拡散体1502の大きい変動が必要ではなくなる。コア1510の上端は鏡面処理され、光をコア1504に反射して返す。均一な照明を得るために必要な光源1599の光の拡散密度は：
q=1/sqrt((h-H2)^2+D/K^2)
但し、D=4A(A-HK)である。
【００７７】
どの様な照明システムでも（例えば面の形をした光源1399、1499と1599）光源の強さが変わっても同じパターンの放射を維持できる。例として、もし照明柱1199の光源が半分の定格の強さを供給すれば、各エレメントは半分の定格の強さで放射する。特に光ガイドコアは均一な光源として設計されており、全ての強さにおいて光源や源の強さを変えて均一な光源となろうとする。もし二つの光源があれば、両方の強さが変えられてこの結果を得る。
【００７８】
他の実施様態において、次のように構成される光弁がある。液晶シートが偏光子の間に置かれ、二つの偏光子はお互いの偏光する伝達軸が平行になっている。エレクトロ・ウェティング光調整器のような現在のディスプレー技術を液晶光弁の代用として使用しても良い。
【００７９】
エネルギー効率の良い透過ディスプレーシステムを公開する。これら先の実施様態は説明するためのものであり、この特許の主題を制限するものでは無い。様々な改造、使用、置き換え、再配合、改善、や生産方法など本発明の範囲もしくは精神から逸脱しないことはこの分野で活動している熟練の人には明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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