(57)【要約】システムは、電源、マルチレイヤデバイス及び電気的コントローラを含む。マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、２つの面、すなわち観察面及び観察面とは反対側の第２の面を有する。マルチレイヤデバイスは、光が第２の面から観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止する。マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有するカラーリングレイヤグループと、カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルシャッタを有するシャッタレイヤグループとを含む。電気的コントローラは、電源及びマルチレイヤデバイスに接続され、また、個々のサブピクセルシャッタを制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、かつ、サブピクセルシャッタ及び対応するカラーリングレイヤサブピクセルの個々の組合せを制御して、不透明な黒色のいずれであってもよいピクセルを観察面に生成するように適合される。
2018530006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムであって、
電源と、
前記電源に接続され、また、２つの面、すなわち観察面及び前記観察面とは反対側の第２の面、を有するマルチレイヤデバイスであって、それを通って、光が前記第２の面から前記観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止する、前記マルチレイヤデバイスであって、
前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループであって、
第１の偏光レイヤ、
電極、
液晶レイヤ、及び、
前記第１の偏光レイヤに対して直角に配置された第２の偏光レイヤ
を備える、前記シャッタレイヤグループと、
カラーリングレイヤグループであって、
複数のピクセルを有する受動カラーフィルタであって、個々のピクセルは異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有し、前記ピクセルの各々は、赤色の受動透明カラーリングフィルタサブピクセル、緑色の受動透明カラーリングフィルタサブピクセル及び青色の受動透明カラーリングフィルタサブピクセルを備える、前記受動カラーフィルタを備える、前記カラーリングレイヤグループと、
前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有する拡散レイヤグループであって、
電極、及び、
白色のポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）レイヤ
を備える、前記拡散レイヤグループと、
を含む、前記マルチレイヤデバイスと、
前記電源及び前記マルチレイヤデバイスに接続される電気的コントローラであって、
個々のシャッタレイヤグループサブピクセルを制御し、それを通して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成し、
個々の拡散レイヤグループサブピクセルを制御して、透明から十分に不透明な白色までの範囲にある画像を生成し、及び、
シャッタレイヤグループサブピクセル、対応するカラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応する拡散レイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御して、透明から、透明な色、透明な白色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成する
ように適合される、前記電気的コントローラと
を具備する、システム。
【請求項２】
前記拡散レイヤグループは、プリズムレイヤをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
受け取った光は、前記拡散レイヤグループを通過する前に前記カラーリングレイヤグループを通過する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
受け取った光は、前記カラーリングレイヤグループを通過する前に前記拡散レイヤグループを通過する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
システムであって、
電源と、
前記電源に接続され、また、２つの面、すなわち観察面及び前記観察面とは反対側の第２の面、を有するマルチレイヤデバイスであって、それを通って、光が前記第２の面から前記観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止し、
カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループであって、
第１の偏光レイヤ、
電極、
液晶レイヤ、及び、
前記第１の偏光レイヤに対して直角に配置された第２の偏光レイヤ
を備える、前記シャッタレイヤグループと、
カラーリングレイヤグループであって、
複数のピクセルを有するカラーリング拡散レイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有し、個々のピクセルが、赤色のポリマー分散液晶拡散サブピクセル、緑色のポリマー分散液晶拡散サブピクセル及び青色のポリマー分散液晶拡散サブピクセルを備えるカラーリング拡散レイヤグループ
を備える、前記カラーリングレイヤグループと
を含む、前記マルチレイヤデバイスと、
前記電源及び前記マルチレイヤデバイスに接続された電気的コントローラであって、
個々のシャッタレイヤグループサブピクセルを制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成し、
個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを制御して、透明から十分に不透明な色までの範囲にある画像を生成し、及び、
カラーリングレイヤサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御して、透明から、透明な色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色、及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成する
ように適合される、前記電気的コントローラと
を具備する、システム。
【請求項６】
前記カラーリングレイヤグループはプリズムレイヤをさらに備える、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
受け取った光は、前記カラーリングレイヤグループを通過する前に前記シャッタレイヤグループを通過する、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
システムであって、
電源と、
前記電源に接続され、また、２つの面、すなわち観察面及び前記観察面とは反対側の第２の面、を有するマルチレイヤデバイスであって、それを通って、光が前記第２の面から前記観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止し、
カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループであって、
第１の偏光レイヤ、
電極、
液晶レイヤ、及び、
前記第１の偏光レイヤに対して直角に配置された第２の偏光レイヤ
を備える、前記シャッタレイヤグループと、
カラーリングレイヤグループであって、
複数のピクセルを有するカラーリングエミッタレイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有し、個々のピクセルが、赤色の有機発光ダイオードサブピクセル、緑色の有機発光ダイオードサブピクセル及び青色の有機発光ダイオードサブピクセルを備える、前記カラーリングエミッタレイヤグループ
を備える、前記カラーリングレイヤグループと
を含む、前記マルチレイヤデバイスと、
前記電源及び前記マルチレイヤデバイスに接続された電気的コントローラであって、
個々のシャッタレイヤグループサブピクセルシャッタを制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成し、
個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを制御して、透明から透明な色までの範囲にある画像を生成し、及び、
カラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御して、透明から、透明な色、透明な白色、不透明な色、不透明な白色、及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成する
ように適合される、前記電気的コントローラと
を具備する、システム。
【請求項９】
前記カラーリングレイヤグループは、偏光子レイヤをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
受け取った光は、前記カラーリングレイヤグループを通過する前に前記シャッタレイヤグループを通過する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
システムであって、
電源と、
前記電源に接続され、また、２つの面、すなわち観察面及び前記観察面とは反対側の第２の面、を有するマルチレイヤデバイスであって、それを通って、光が前記第２の面から前記観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止し、
カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループであって、
第１の偏光レイヤ、
電極、
液晶レイヤ、及び、
前記第１の偏光レイヤに対して直角に配置された第２の偏光レイヤ
を備える、前記シャッタレイヤグループと、
カラーリングレイヤグループであって、
複数のピクセルを有するカラーリング拡散レイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有し、個々のピクセルが、赤色のポリマー分散液晶拡散サブピクセル、緑のポリマー分散液晶拡散サブピクセル及び青色のポリマー分散液晶拡散サブピクセルを備える、前記カラーリング拡散レイヤグループと、
複数のピクセルを有するカラーリングエミッタレイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有し、個々のピクセルが、赤色の有機発光ダイオードサブピクセル、緑色の有機発光ダイオードサブピクセル及び青色の有機発光ダイオードサブピクセルを備える、前記カラーリングエミッタレイヤグループと
を備える、前記カラーリングレイヤグループと
を含む、前記マルチレイヤデバイスと、
前記電源及び前記マルチレイヤデバイスに接続された電気的コントローラであって、
個々のシャッタレイヤグループサブピクセルを制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成し、
個々のカラーリング拡散レイヤグループサブピクセルを制御して、透明から十分に不透明な色までの範囲にある画像を生成し、
個々のカラーリングエミッタレイヤグループサブピクセルを制御して、透明から透明な色までの範囲にある画像を生成し、及び、
シャッタレイヤグループサブピクセル、対応するカラーリング拡散レイヤグループサブピクセル及び対応するカラーリングエミッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御して、透明から、透明な白色、少なくとも十分に不透明な白色、不透明な白色、透明な色、少なくとも十分に不透明な色、不透明な色及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成する
ように適合される、前記電気的コントローラと
を具備する、システム。
【請求項１２】
前記カラーリング拡散レイヤグループはプリズムレイヤをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記カラーリングエミッタレイヤグループは偏光子レイヤをさらに備える、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
受け取った光は、前記カラーリングエミッタレイヤグループを通過する前に前記カラーリング拡散レイヤグループを通過する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
受け取った光は、前記カラーリング拡散レイヤグループを通過する前に前記カラーリングエミッタレイヤグループを通過する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
受け取った光は、前記カラーリングレイヤグループを通過する前に前記シャッタレイヤグループを通過する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
システムであって、
電源と、
前記電源に接続され、また、２つの面、すなわち観察面及び前記観察面とは反対側の第２の面、を有するマルチレイヤデバイスであって、それを通って、光が前記第２の面から前記観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止し、
複数のピクセルを有するカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルが色に対応する少なくとも２つ以上のサブピクセルを有する、前記カラーリングレイヤグループと、
前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループと
を備えるマルチレイヤデバイスと、
前記電源及び前記マルチレイヤデバイスに接続された電気的コントローラであって、
個々のシャッタレイヤグループサブピクセルを制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止し、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成し、
カラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御して、透明から、透明な色、透明な白色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色、不透明な色、不透明な白色及び不透明な黒色のうちの１つ又は複数までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成する
ように適合される、前記電気的コントローラと
を具備する、システム。
【請求項１８】
前記カラーリングレイヤグループ内の前記サブピクセルの前記色は白色であり、
前記コントローラは、前記システムを制御して、透明から、透明な白色、少なくとも十分に不透明な白色、不透明な白色及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成するように適合される、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
ユーザによる前記電気的コントローラ及び光システムの制御を許容する手動システムコントローラをさらに備える、請求項１、５、８、１１又は１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記手動システムコントローラは容量性コントロールワンドを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記手動システムコントローラは、前記電気的コントローラと無線通信する電子デバイスを備える、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２２】
前記電源はＡＣ電力である、請求項１、５、８、１１及び１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
前記電源は、前記マルチレイヤ化デバイスの前記第２の面に隣接する透明光電池レイヤである、請求項１、５、８、１１及び１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記電源は非透明な光電池である、請求項１、５、８、１１及び１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記電源は１つ又は複数の蓄電池である、請求項１、５、８、１１及び１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記電源は充電式蓄電池を充電する、請求項１、５、８、１１及び１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
マルチレイヤデバイスの観察面に画像を生成する方法であって、前記マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、光が前記観察面に向かう方向に通過するのを許容する受光面を有し、前記マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有する受動カラーフィルタを備えるカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルは、異なる色に対応する少なくとも３つの受動透明カラーリングフィルタサブピクセルを有する前記カラーリングレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有する拡散レイヤグループとを含み、前記方法は、
電気的コントローラを使用して、複数のシャッタレイヤグループサブピクセルの各々を制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止するステップであって、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々の拡散レイヤグループサブピクセルを制御するステップであって、それにより透明から十分に不透明な白色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、カラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御するステップであって、それにより透明から、透明な色、透明な白色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色及び不透明な黒色までの範囲のいずれであってもよいピクセルを前記観察面に生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２８】
マルチレイヤデバイスの観察面に画像を生成する方法であって、前記マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、光が前記観察面に向かう方向に通過するのを許容する受光面を有し、前記マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリング拡散レイヤグループを備えるカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルは、異なる色に対応する少なくとも３つのポリマー分散液晶拡散サブピクセルを有する前記カラーリングレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有する拡散レイヤグループとを含み、前記方法は、
電気的コントローラを使用して、複数のシャッタレイヤグループサブピクセルの各々を制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止するステップであって、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを能動的に制御するステップであって、それにより透明から少なくとも十分に不透明な色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、カラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御するステップであって、それにより透明から、透明な色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２９】
マルチレイヤデバイスの観察面に画像を生成する方法であって、前記マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、光が前記観察面に向かう方向に通過するのを許容する受光面を有し、前記マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリングエミッタレイヤグループを備えるカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルは、異なる色に対応する少なくとも３つの有機発光ダイオードサブピクセルを有する前記カラーリングレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有する拡散レイヤグループとを含み、前記方法は、
電気的コントローラを使用して、複数のシャッタレイヤグループサブピクセルの各々を制御して一定の量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止するステップであって、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを能動的に制御するステップであって、それにより透明から透明な色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、シャッタレイヤグループサブピクセル、対応するカラーリング拡散レイヤグループサブピクセル及び対応するカラーリングエミッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御するステップであって、それにより透明から、透明な白色、透明な色、不透明な白色、不透明な色及び不透明な黒色までの範囲のいずれであってもよいピクセルを前記観察面に生成するステップと
を含む、方法。
【請求項３０】
マルチレイヤデバイスの観察面に画像を生成する方法であって、前記マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、光が前記観察面に向かう方向に通過するのを許容する受光面を有し、前記マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリング拡散レイヤグループを備えるカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルは、異なる色に対応する少なくとも３つのポリマー分散液晶拡散サブピクセルを有する前記カラーリングレイヤグループと、複数のピクセルを有するカラーリングエミッタレイヤグループであって、個々のピクセルは、異なる色に対応する少なくとも３つの有機発光ダイオードサブピクセルを有する前記カラーリングエミッタレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有する拡散レイヤグループとを含み、前記方法は、
電気的コントローラを使用して、複数のシャッタレイヤグループサブピクセルの各々を制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止するステップであって、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを能動的に制御するステップであって、それにより透明から少なくとも十分に不透明な色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを能動的に制御するステップであって、それにより透明から透明な色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、シャッタレイヤグループサブピクセル、対応するカラーリング拡散レイヤグループサブピクセル及び対応するカラーリングエミッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御するステップであって、それにより透明から、透明な白色、少なくとも十分に不透明な白色、不透明な白色、透明な色、少なくとも十分に不透明な色、不透明な色及び不透明な黒色までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成するステップと
を含む、方法。
【請求項３１】
マルチレイヤデバイスの観察面に画像を生成する方法であって、前記マルチレイヤデバイスは電源に接続され、そして、また、それを通って、光が前記観察面に向かう方向に通過するのを許容する受光面をまた有し、前記マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルは、色に対応する少なくとも２つ以上のサブピクセルを有する前記カラーリングレイヤグループと、前記カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルを有するシャッタレイヤグループとを含み、前記方法は、
電気的コントローラを使用して、複数のシャッタレイヤグループサブピクセルの各々を制御して、ある量の光が通過するのを選択的に許容又は阻止するステップであって、それにより透明から不透明な黒色までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、個々のカラーリングレイヤグループサブピクセルを能動的に制御するステップであって、それにより透明から、少なくとも十分に不透明な色及び透明な色のうちの１つ又は複数までの範囲にある画像を生成するステップと、
前記電気的コントローラを使用して、カラーリングレイヤグループサブピクセル及び対応するシャッタレイヤグループサブピクセルの個々の組合せを制御するステップであって、それにより透明から、透明な色、透明な白色、少なくとも十分に不透明な色、少なくとも十分に不透明な白色、不透明な色、不透明な白色及び不透明な黒色のうちの１つ又は複数までの範囲のいずれかでありうるピクセルを前記観察面に生成するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光システムに関し、より詳細には、光の通過を選択的に許容及び阻止する光システムに関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下に、それぞれ２０１５年７月６日及び２０１５年９月２５日に出願した米国特許仮出願第６２／１８９２０２号明細書及び第６２／２３３０２６号明細書の優先権を主張するものであり、それらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている。
【背景技術】
【０００３】
ブラインド及びウィンドウカバリングは、人々の家に入射する太陽の光及び熱の量の制御を補助し、その一方でプライバシー及び装飾を提供する。従来の解決法は、多くの可動部品を有しており、壊れやすく、また、いくらかの時間、光の一部のみを遮断する。自動解決法は、かさばり、のろく、うるさく、また、高価でありうるし、また、依然として完全に有効というわけではない。より新しい透明なＬＣＤスマートウィンドウの設置は、ウィンドウ全体の置換えを必要とし、また、このようなＬＣＤスマートウィンドウは、限られた色の可能性を有する。ウィンドウを覆うための、又は他の位置におけるデバイスを通じた光の通過を選択的に許容し及び阻止するための、より良好な解決法が望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の態様は、電源、マルチレイヤデバイス及び電気的コントローラを含むシステムを提供することによって達成される。マルチレイヤデバイスは電源に接続され、また、２つの面、又は観察面及び観察面とは反対側の第２の面を有する。マルチレイヤデバイスは、光が第２の面から観察面に向かう方向に通過するのを許容又は阻止する。マルチレイヤデバイスは、複数のピクセルを有するカラーリングレイヤグループであって、個々のピクセルが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有するカラーリングレイヤグループと、カラーリングレイヤグループの個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルシャッタを有するシャッタレイヤグループとを含む。電気的コントローラは、電源及びマルチレイヤデバイスに接続され、また、個々のサブピクセルシャッタを制御して、ある量の光の通過を選択的に許容又は阻止し、また、サブピクセルシャッタと対応するカラーリングレイヤサブピクセルとの個々の組合せを制御して、不透明な黒色、少なくとも十分に不透明な白色、少なくとも十分に不透明な色、透明、透明な白色及び透明な色のうちのいずれでもありうる、観察面上のピクセルを生成する、ように適合される。
【０００５】
本発明の追加的及び／又は他の態様ならびに利点は、以下の説明の中で示されるか、又は説明から明らかになるか、又は本発明の実践によって学習されうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本発明の実施形態の上記及び／又は他の態様ならびに利点は、添付の図面に関連してなされる以下の詳細な説明からより容易に認識されよう。
【図１】黒白図面を使用して矛盾なく色及び要素を図示するために本出願に使用されるクロスハッチングを識別するための凡例である。
【図２】黒白図面を使用して矛盾なく色及び要素を図示するために本出願に使用されるクロスハッチングを識別するための凡例である。
【図３】加色カラーリングシステムを示す図である。
【図４】スクリーン上の３つのサブピクセルを示す図である。
【図５】網膜上で図４のサブピクセルを混合するピクセルを示す図である。
【図６】図５のピクセルからの白色の知覚を示す図である。
【図７】サブピクセルレベルでの液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）アセンブリの分解断面図である。
【図８】不透明な白色のピクセルを生成するＬＣＤアセンブリの図である。
【図９】不透明な色のピクセルを生成するＬＣＤアセンブリの図である。
【図１０】不透明な黒色のピクセルを生成するＬＣＤアセンブリの図である。
【図１１】例示的な画像を表示するＬＣＤアセンブリの図である。
【図１２】サブピクセルレベルでのシースルーＬＣＤアセンブリの分解断面図である。
【図１３】透明な白色のピクセルを生成するシースルーＬＣＤアセンブリの図である。
【図１４】透明な色のピクセルを生成するシースルーＬＣＤアセンブリの図である。
【図１５】不透明な黒色のピクセルを生成するシースルーＬＣＤアセンブリの図である。
【図１６】例示的な画像を表示しているシースルーＬＣＤアセンブリの図である。
【図１７】サブピクセルレベルでの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）アセンブリの分解断面図である。
【図１８】不透明な白色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図１９】不透明な色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２０】不透明な黒色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２１】例示的な画像を表示しているＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２２】サブピクセルレベルでのシースルーＯＬＥＤアセンブリの分解断面図である。
【図２３】透明な白色のピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２４】透明な色のピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２５】黒色の半透明ピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２６】例示的な画像を表示しているシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。
【図２７】本発明の実施形態によるシステムのブロック図である。
【図２８】本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステムの分解断面図である。
【図２９】透明な白色のピクセルを生成する図２８のシステムの図である。
【図３０】透明な色のピクセルを生成する図２８のシステムの図である。
【図３１】不透明な黒色のピクセルを生成する図２８のシステムの図である。
【図３２】十分に不透明な白色のピクセルを生成する図２８のシステムの図である。
【図３３】十分に不透明な色のピクセルを生成する図２８のシステムの図である。
【図３４】不透明な黒色のピクセルを生成する図２８のシステムの別の図である。
【図３５】例示的な画像を表示している図２８のシステムの図である。
【図３６】本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステムの分解断面図である。
【図３７】十分に不透明な白色のピクセルを生成する図３６のシステムの図である。
【図３８】十分に不透明な色のピクセルを生成する図３６のシステムの図である。
【図３９】不透明な黒色のピクセルを生成する図３６のシステムの図である。
【図４０】透明なピクセルを生成する図３６のシステムの図である。
【図４１】透明な色のピクセルを生成する図３６のシステムの図である。
【図４２】例示的な画像を表示する図３６のシステムの図である。
【図４３】本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステムの分解断面図である。
【図４４】透明なピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図４５】透明な色のピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図４６】透明な白色のピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図４７】不透明な白色のピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図４８】不透明な色のピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図４９】不透明な黒色のピクセルを生成する図４３のシステムの図である。
【図５０】例示的な画像を表示している図４３のシステムの図である。
【図５１】本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステムの分解断面図である。
【図５２】透明なピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５３】透明な色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５４】透明な色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５５】十分に不透明な白色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５６】不透明な色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５７】不透明な黒色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５８】透明な白色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図５９】十分に不透明な白色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図６０】不透明な白色のピクセルを生成する図５１のシステムの図である。
【図６１】例示的な画像を表示している図５１のシステムの図である。
【図６２】本発明の他の実施形態の図示である。
【図６３】本発明の他の実施形態の図示である。
【図６４】本発明の他の実施形態の図示である。
【図６５】本発明の他の実施形態の図示である。
【図６６】本発明の他の実施形態の図示である。
【図６７】本発明の他の実施形態の図示である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ここでは、添付の図面に図示されている本発明の実施形態が詳細に参照され、同様の参照番号が、全体を通して同様の要素を表す。ここで説明される実施形態は、本発明を制限するものではなく、図面を参照することによって本発明を例証するものである。
【０００８】
本開示は、そのアプリケーションが、以下の説明の中で示されるか、又は図面に図示されている構成要素の構造及び配置の詳細に制限されないことは当業者には理解されよう。ここでの実施形態は他の実施形態となる余地があり、また、様々な方法で実践又は実施されうる。また、ここで使用される表現法及び専門用語は、説明を目的としたものであり、制限するものとして見なされるべきではないことも理解されよう。「含む」、「備える」又は「有する」、及びそれらのバリエーションの使用は、ここでは、その後に列記されるアイテム及びそれらの均等物、ならびに追加アイテムを包含することを意味する。特に制限されていない限り、「接続された」、「結合された」及び「取り付けられた」という用語、ならびにそれらのバリエーションはここでは広範囲にわたって使用され、また、直接的及び間接的な接続、結合及び取付けを包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」という用語ならびにそれらのバリエーションは、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されない。さらに、上、下、最下部、最上部などの用語は相対的なものであり、図示を補助するために採用され、制限するものではない。
【０００９】
図１及び図２は、黒白図面を使用して矛盾なく色及び要素を図示するために本出願に使用されるクロスハッチングを識別するためのキー又は凡例である。
【００１０】
色の作成に関して、最もよく知られている方法は、通常の白色光の中にある光のスペクトルの一部を減色する（吸収する）ことによって色を作る減色カラーリングである。これは、例えば、塗料、インク、及びフィルム上の典型的なカラー写真中の３つの染料レイヤ中のもののようなカラーリングされた顔料又は染料によって達成される。
【００１１】
一方、加色は、多くの異なる光の色と、加色システムに使用される最も一般的な原色である赤、緑及び青の陰影とを混合することによって作成される色である。これらの標準の３つの加色する原色のうちの２つを同じ比率で組み合わせることにより、加色二次原色、又はシアン、マゼンタ又は黄色が得られる。より詳細には、図３に示されるように、赤色光２の領域と緑色光４の領域とが部分的に重なると、重畳した領域は黄色光６の領域をもたらす。同様に、緑色光４の領域と青色光８の領域が部分的に重なると、重畳した領域はシアンの光１０の領域をもたらし、また、青色光８の領域と赤色光２の領域が重なると、重畳した領域はマゼンタの光１２の領域をもたらす。
【００１２】
さらに、赤色光２、緑色光４及び青色光８の領域が重なると、重畳した領域は白色光１４の領域をもたらす。
【００１３】
加色の一例は、演劇、コンサート、サーカスショー及びナイトクラブのための劇場照明にしばしば使用される、重畳した投影カラーリング光に見られうる。コンピュータモニタ及びテレビジョンは、恐らく加色カラーリングの最も一般的な例であろう。十分に強力な拡大レンズを使用して観察すると、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びほとんどの他のタイプのカラービデオディスプレイ中の個々のピクセルは、赤色、緑色及び青色のサブピクセル１６、１８、２０（図４を参照）から構成されており、そこからの光は、様々な比率で結合してあらゆる他の色、ならびに白色及び灰色の影を生成する。カラーリングされたサブピクセルはスクリーン上では重畳しないが、通常の距離から観察すると、それらは、図５に示されるように眼の網膜上で重畳し、かつ、混ざり合い、外部重畳と同じ結果をもたらす。このケース（図６）では、図５における人間の網膜上で見た、図４の赤色、緑色及び青色のサブピクセルの結果であるピクセル２２は、人間の脳では白色のピクセル２４として知覚される。
【００１４】
加色を混合すると、その結果は、減色システム（例えば、顔料、染料、インク、及び、放出ではなく反射によって眼に色を提示する他の物質）に慣れたものには、しばしば反直観的なものになる。例えば、減色システムでは、緑色は黄色とシアンの組合せである。図３に関連して既に言及したように、加色カラーリングでは、赤色と緑色の組合せは黄色をもたらす。加色は、眼が色を検出する方法の結果であり、光自体の特性ではない。約５８０ｎｍの波長を持つ純粋なスペクトル黄色光と、赤色光及び緑色光の混合との間には重大な相違が存在している。しかしながらいずれも同様の方法で人間の眼を刺激し、したがって相違は検出されず、いずれも黄色光として知覚される。
【００１５】
今日の市場には、概ね２つのカテゴリの利用可能スクリーン、又は不透明スクリーン及びシースルースクリーンが存在している。不透明なスクリーンは、ほとんどの人がＴＶとして、その家庭に有しているものであり、又はコンピュータモニタあるいは携帯電話として日々使用しているものである。しばしばそれらは、鮮明な画像を生成するためにバックライトを使用している。シースルースクリーンは、それほど一般的ではないが、ストアディスプレイに見られうる。それらのシースルーの性質のため、観察者は、背景中の対象及び光に対して、シースルースクリーン上に描写されているカラーリングされた画像を通して見ることができる。
【００１６】
不透明なスクリーンの一例は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はＬＣＤアセンブリである。ＬＣＤの設計、構造及び動作は当業者によく知られている。例えば"Liquid-crystal display", http://en.wikipedia.org/wiki/Liquid-crystal_display (retrieved on July 6, 2016)及びその中で引用された参考文献を参照されたい、そのすべては参照により本明細書に組み込まれる。ＬＣＤは、その光学システムで一様な白色光を作成し、かつ、サブピクセル「シャッタ様」機構を使用して受動色をフィルタリングするように、その光の特定の量（又は輝度）を制御する。これらのサブピクセルシャッタは、カラーリングされたサブピクセルの輝度値を制御し、それらが相俟って単色値をピクセル毎に生成する。図７は、サブピクセルレベルでのＬＣＤアセンブリの分解図である。より詳細には、図７に示されるように、バックライト２６は、一様な白色光２８を生成し、偏光フィルタ３０に入射して光２８をフィルタリングする。
【００１７】
偏光フィルタ３０の例は、第１の偏光レイヤ３２、液晶レイヤ３６を駆動する電極３４、及び第１の偏光レイヤ３２に対して直角になるように配向される第２の偏光レイヤ３８を含む。動作中、液体レイヤの電力供給が絶たれると（図７に示されるように）、液晶４０は、ヘリックスを形成して光２８を９０度回転させる。この回転は、光を第２の偏光レイヤ３８と整列させ、また、光２８は、光２８をカラーリングするサブピクセル受動カラーフィルタ４２へ、それを通じた通過が許容される。カラーリングされた光２８は、次に観察面基板４４を通過する。典型的には、サブピクセル受動カラーフィルタは、赤色、緑色又は青色であり、また、３つのグループ（赤色、緑色及び青色）は、一緒に混ざり合ってピクセルを形成するだろう。
【００１８】
電極３４が液晶レイヤ３６に電力を供給すると、液晶が直線的に整列し、もはや光を回転させない。非回転光は第２の偏光レイヤ３８を通過することができず、その結果、サブピクセルは、観察面基板４４を通して不透明な黒色のように見えるだろう。
【００１９】
言い換えると、ＬＣＤは単一の光源（２６）を一様な白色の長方形の輝く白色の表面のように見えるものに変換する。光学システムは、ＬＣＤのために２つの事を実施し、つまりそれは光の源を提供し、また、それは白色の値を提供する。しかしながらそれは画像を何も描写せず、それは単にそれを照明するだけである。同様に、ＬＣＤ光学システムは、画像が作成される白色の紙片のように考えられうる。この方法において色は純粋である。
【００２０】
配向が互いに９０度である２つの偏光膜の間にはさまれた、電子的に制御される液晶（ＬＣ）でできたサブピクセルサイズシャッタを使用すれば、正確な量の光が通過を許容されうる。光の量は、ＬＣに印加されるエネルギーの量に比例する。典型的には赤色、緑色及び青色であるサブピクセルカラーフィルタは透明であり、また、それぞれ最終偏光子を通過する光によって照明される。それらの組み合わされた値が相俟って、ピクセル毎に単色値を生成する。
【００２１】
バックライトは極めて正確な白色であり、また、極めて正確な明るさであるため、ＬＣＤは、輝度及び白色の値に対する多くの制御を有している。しかしながら不透明度に対する制御はない。ＬＣＤは常に不透明である。太陽からの光は、ディスプレイの背面へ通過することができない。
【００２２】
図８は、不透明な白色のピクセルを生成するＬＣＤの図である。図８では、バックライト２６は、背景４６の前にあるものとして図示されており、また、バックライト２６（したがってＬＣＤ）は不透明であることを示している。この状態では、３つのサブピクセル偏光フィルタ３０のグループに電力が供給されず、したがって光は、赤色、緑色及び青色の受動フィルタ４２のグループへ通過し、それらが相俟って赤色、緑色及び青色のピクセル４８を形成し、それが、人間の眼の中で混合して、不透明な白色色のピクセル４８として知覚される。背景４６は、特定の状態においてこれらの要素が不透明であるか否かを図示するための例示目的のために、サブピクセル偏光フィルタ及びサブピクセル受動フィルタ４２の後に示される。
【００２３】
図９は、不透明な色のピクセルを生成するＬＣＤの図である。この状態では、赤色及び青色の受動サブピクセルフィルタ４２に対応するサブピクセル偏光フィルタ３０に電力が供給されており、したがって光がそこを通過するのを遮断している。しかしながら緑色の受動サブピクセルフィルタ４２に対応するサブピクセル偏光フィルタ３０には電力が供給されておらず、したがって緑色の受動サブピクセルフィルタ４２への光の到達及び通過を許容し、不透明な緑色のピクセル４８を形成する。
【００２４】
図１０は、不透明な黒色のピクセルを形成するＬＣＤの図である。この状態では、３つのサブピクセル偏光フィルタ３０のすべてに電力が供給され、したがって光を遮断し、それにより不透明な黒色のピクセル４８を生成する。
【００２５】
図１１は、例示的な画像を表示しているＬＣＤの図である。この例示的な画像は、より明るい赤色の上部部分５０、より暗い赤色の下部部分５２、影領域５４、及び影５４を投げかけている光の反射を表す白色の強調領域５６を有する赤色のボールを形成している画像ピクセルを示している。例示的な画像は、また、非画像ピクセル領域５８を示している。例示的な画像は、引き続いて、異なる画像生成システムによって生成される画像同士を比較し、かつ、対照するために用いられ、背景４６の前に示される。
【００２６】
ＬＣＤの場合、すべてのピクセルが不透明である。したがって非画像ピクセル領域５８及び白色の強調領域５６は不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００２７】
シースルーＬＣＤ又はＬＣＤアセンブリでは、一様な白色のバックライトは存在せず、その代わりにそれは、自然光又は周辺光を使用する。結果として、サブピクセルシャッタが開いてカラーフィルタへの光の到達を許容すると、光の源が純粋な白色のバックライトではないため、それらのすぐ後ろにあるものによって色がひずまされうる。例えば、松の木が見えるウィンドウにシースルーが置かれると、観察者の視点から松の木と整列される画像ピクセルに対して、これらの画像ピクセルは、松の木から反射した光を受け取り、それによりこれらの画像ピクセルの色がひずむだろう。
【００２８】
シースルーＬＣＤは、それらが光源に対するそれらの環境に頼っているため、輝度に対する制御が少ない。さらに、それらは、不透明度に対する部分的な制御を有しているだけである。より暗い色は、より明るい色より不透明であり、また、白色は完全に透明であるか、又はクリアである。これは、偏光子が光を遮断し、白色カラーフィルタが、通り抜ける光を単純カラーリングするためである。したがって色が暗いとき、より明るい色をそれが表示しているときに、人は、ディスプレイを通してより容易に見ることができるだろう。
【００２９】
図１２は、サブピクセルレベルでのシースルーＬＣＤアセンブリの分解断面図である。シースルーＬＣＤアセンブリは、受光面基板又は背面基板６０を通して自然又は周辺の光２８を受け取る。光は、次に、図７のサブピクセル偏光フィルタ３０と同様に機能するサブピクセル偏光フィルタ３０に入射する。言い換えると、サブピクセル偏光フィルタ３０の電力供給が絶たれているときに光２８が通過し、また、それに電力が供給されているときに光２８は通過しない。サブピクセル偏光フィルタ３０を通過する光２８は、受動サブピクセルフィルタ４２を通過し、そして観察面基板４４を通過する。
【００３０】
図１３は、透明な白色のピクセル（これは、シースルーＬＣＤでの試行における結果は、完全に透明、又はクリアである）を生成するシースルーＬＣＤの図である。この状態では、３つのサブピクセル偏光フィルタ３０のグループには電力が供給されず、したがって、受け取られた光は、それを通って赤色、緑色及び青色の受動フィルタ４２のグループへ通過し、それらが相俟って赤色、緑色及び青色のピクセル４８を形成し、それらが、人間の眼の中で混合して、完全に透明なピクセル４８として知覚される。
【００３１】
図１４は、透明な色のピクセルを生成するシースルーＬＣＤの図である。この状態では、赤色及び青色の受動サブピクセルフィルタ４２に対応するサブピクセル偏光フィルタ３０に電力が供給されており、したがって受け取られた光が通過するのを遮断している。しかしながら緑色の受動サブピクセルフィルタ４２に対応するサブピクセル偏光フィルタ３０には電力が供給されておらず、したがって緑色の受動サブピクセルフィルタ４２への受け取られた光の到達及び通過を許容し、透明な緑色のピクセル４８を形成する。
【００３２】
図１５は、不透明な黒色のピクセルを生成するシースルーＬＣＤの図である。この状態では、３つのサブピクセル偏光フィルタ３０のすべてに電力が供給され、したがって光を遮断し、それにより不透明な黒色のピクセル４８を生成する。
【００３３】
図１６は、例示的な画像を表示しているシースルーＬＣＤの図である。シースルーＬＣＤの場合、黒色のピクセルを除くすべてのピクセルが透明である。したがって非画像ピクセル領域５８及び白色の強調領域５６は透明な白色（これは完全に透明、又はクリアである）であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００３４】
有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）又はＯＬＥＤアセンブリでは、カラーリングされたサブピクセル自体が発光し、照明のためのバックライトに頼ることはない。さらに、カラーリングされたサブピクセルは、より暗い色又は黒色を達成するためのサブピクセルシャッタを必要とせず、カラーリングされたサブピクセルの強度が電気的コントローラによって単に低減されるか、又は完全にオフにされる。レイヤにおけるこの低減は、ＯＬＥＤアセンブリを典型的なＬＣＤアセンブリより深さ方向に薄くする。ＯＬＥＤアセンブリは、赤色、緑色及び青色（ＲＧＢ）のサブピクセルの輝度値をピクセル毎に変調することによって画像を生成する。通常、ＯＬＥＤは、黒色の背景又はバックプレートのすぐ前に位置する。ＬＣＤアセンブリと同様、ＯＬＥＤアセンブリは完全に不透明であり、前方の観察者は、バックプレートを通して見ることができない。ＯＬＥＤアセンブリの設計、構造及び動作は当業者によく知られている。例えば、"OLED", https://en.wikipedia.org/wiki/OLED (retrieved on July 6, 2016)及びその中で引用されている参考文献を参照されたい、そのすべては参照により本明細書に組み込まれる。
【００３５】
図１７は、サブピクセルレベルでの有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）アセンブリの分解断面図である。図１７に示されるように、発光部分６２は、観察者に向かう方向及び観察者から遠ざかる方向の両方に光６４を放出する。観察者から遠ざかる方向に放出された光６４は、黒色のバックプレート６６によって吸収される。発光部分６２は、能動カラーリングエミッタ７０を駆動する電極及びシングルレイヤ偏光子７２を含む。能動カラーリングエミッタ７０から観察者に向かう方向に放出された光６４は、シングルレイヤ偏光子７２を通過し、次に、観察者に向かう方向に観察面基板７４を通過する。
【００３６】
図１８は、不透明な白色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。図１８では、バックプレート６６は、背景４６の前にあるものとして図示されており、また、バックプレート６６（したがってＯＬＥＤアセンブリ）は不透明であることを示している。この状態では、３つのサブピクセル能動色エミッタ７０のグループは電極６８によって駆動され、それぞれ赤色、緑色及び青色のサブピクセル光を放出し、これらはシングルレイヤ偏光子７２を通過して不透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００３７】
図１９は、不透明な色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。この状態では、赤色及び青色のサブピクセル能動エミッタ７０は、電極６８によって駆動されず、したがってそれぞれ赤色及び青色の光を生成しない。しかしながら電極６８は、緑色のサブピクセル能動エミッタ７０を駆動して緑色光を生成し、これはシングルレイヤ偏光子７２を通過して不透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００３８】
図２０は、不透明な黒色のピクセルを生成するＯＬＥＤアセンブリの図である。この状態では、どの能動カラーリングエミッタ７０も電極６８によって駆動されず、したがって光を生成せず、不透明なピクセル４８をもたらす。
【００３９】
図２１は、例示的な画像を表示しているＯＬＥＤアセンブリの図である。ＬＣＤアセンブリと同様、黒白及び色は不透明である。しかしながらＬＣＤアセンブリとは対照的に、非画像ピクセルは不透明な黒色である。ＯＬＥＤアセンブリの場合、すべてのピクセルが不透明である。したがって非画像ピクセル領域５８は不透明な黒色であり、白色の強調領域５６は不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００４０】
シースルーＯＬＥＤでは、色自体が明るくなり、照明のためのバックライトに頼ることはない。ＯＬＥＤは、ＲＧＢサブピクセルの輝度値をピクセル毎に変調することによって画像を生成する。シースルーＯＬＥＤは、半透明レイヤ又はハーフミラーレイヤを使用して部分的に不透明度を制御する。半透明レイヤは画像を描写しない。しかしながらシースルーＯＬＥＤアセンブリは、他の面にあるものが照明されたピクセル自体より明るいならば、望まない透過の原因になる。シースルーＯＬＥＤアセンブリは光を全く遮断しない。
【００４１】
シースルーＯＬＥＤでは、すべての色が光を放出し、また、それらの性質によって数パーセント透明である。透明度は、ＯＬＥＤ自体と同等又はもっと強い強度の光源が半透明基板の反対側にある場合、より顕著になる。言い換えると、シースルーＯＬＥＤ技術は、輝度に対するより多くの制御を有しているが、不透明度に対する制御は少ない。典型的なシースルーＯＬＥＤは、色値及び輝度（ピクセル毎の）が黒色に近くなるにつれて実際にますます透き通る。
【００４２】
図２２は、サブピクセルレベルでのシースルーＯＬＥＤアセンブリの分解断面図である。図２２に示されるように、発光部分７６は、観察者に向かう方向及び観察者から遠ざかる方向の両方に光を放出し、自然光又は周辺光が半透明レイヤ８０を通って入射し、それは、また、発光部分７６から放出される光を反射する。したがって半透明レイヤ８０と発光部分７６との間の光８２、そして観察者に送られるものは、自然又は周辺の光７８と放出される光との混合である。
【００４３】
発光部分７６は、ＯＬＥＤアセンブリにおけるものと実質的に同じであり、また、能動カラーリングエミッタ８６を駆動する電極８４及びシングルレイヤ偏光子８８を含む。混合された光８２はシングルレイヤ偏光子８８を通過し、次に、観察者に向かう方向に観察面基板８８を通過する。
【００４４】
図２３は、透明な白色のピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。この状態では、この状態では、３つのサブピクセル能動色エミッタ８６のグループは電極８４によって駆動され、それぞれ赤色、緑色及び青色のサブピクセル光を放出し、それらは自然光又は周辺光と混合し、シングルレイヤ偏光子８８を通過して透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００４５】
図２４は、透明な色のピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。この状態では、赤色及び青色のサブピクセル能動エミッタ８６は、電極８４によって駆動されず、したがってそれぞれ赤色及び青色の光を生成しない。しかしながら電極８４は、緑色のサブピクセル能動エミッタ８６を駆動して緑色光を生成し、それがシングルレイヤ偏光子８８を通過する自然光又は周辺光と混合して透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００４６】
図２５は、「黒色の」半透明ピクセルを生成するシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。この状態では、どの能動カラーリングエミッタ８６も電極８４によって駆動されず、したがって光を生成しないが、自然光又は周辺光が半透明レイヤ及び単一の偏光レイヤ８８を通過して、透明な半透明「黒色」ピクセル４８をもたらす。
【００４７】
図２６は、例示的な画像を表示しているシースルーＯＬＥＤアセンブリの図である。どのピクセルも不透明ではなく、非画像ピクセル領域５８は、影領域５４と同様、非放出の半透明ピクセルで構成される。白色の強調領域は透明な白色であり、半透明であるより明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は、それぞれより明るい及びより暗い透明な赤色である。
【００４８】
以下の表は、ＬＣＤ、シースルーＬＣＤ、ＯＬＥＤ及びシースルーＯＬＥＤの特性をまとめたものである。
【００４９】
【表１】
2018530006.tif 000003
【００５０】
図２７は、本発明の実施形態によるシステム１００のブロック図である。図２７に示されるように、システム１００は、電源１０２、電気的コントローラ１０４及びマルチレイヤデバイス１０６を含む。好ましくは、電気的コントローラ１０４は、当業者に知られているような、適切なソフトウェアプログラムを有する、マイクロプロセッサベースのコントローラシステムの形態を取る。
【００５１】
好ましくは、電源１０２は、蓄電池貯蔵と組み合わせ、太陽エネルギーを取り入れてデバイスに電力を供給する透明な光電池レイヤである。他の実施形態によれば、本発明の範囲を逸脱することなく、透明な光電池レイヤ単独、非透明な光電池、１つ又は複数の蓄電池又はＡＣ電源が使用されうる。さらに、本発明の範囲を逸脱することなく、これらの電源の組合せが用いられうる。
【００５２】
マルチレイヤデバイス１０６は、観察面及び観察面とは反対側の第２の面を有する。マルチレイヤデバイス１０６は、光が第２の面から観察面に向かう方向に、それを通過するのを許容又は阻止し、また、少なくともカラーリングレイヤグループ１０８及びシャッタレイヤグループ１１０を含む。
【００５３】
一実施形態によれば、カラーリングレイヤグループ１０８は、それぞれが異なる色に対応する少なくとも３つのサブピクセルを有する複数のピクセルを有し、また、シャッタレイヤグループ１１０は、カラーリングレイヤグループ１０８の個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルシャッタを有する。この実施形態では、電源１０２及びマルチレイヤデバイス１０６に接続される電気的コントローラ１０４は、個々のサブピクセルシャッタを制御して、そこを通る、ある量の光の通過を選択的に許容又は阻止する。また、電気的コントローラ１０４は、サブピクセルシャッタと、対応するカラーリングレイヤサブピクセルとの個々の組合せを制御し、不透明な黒色、少なくとも十分に不透明な白色（引き続いてより詳細に説明される）、少なくとも十分に不透明な色（引き続いてより詳細に説明される）、透明、透明な白色及び透明な色のいずれかでありうるピクセルを観察面に生成する。
【００５４】
別の実施形態によれば、カラーリングレイヤグループ１０８は、それぞれが色に対応する少なくとも１つのサブピクセルを有する複数のピクセルを有し、また、シャッタレイヤグループ１１０は、カラーリングレイヤグループ１０８の個々のサブピクセルに対応するユニークなサブピクセルシャッタを有する。この実施形態では、電気的コントローラ１０４は、個々のサブピクセルシャッタを制御して、そこを通る、ある量の光の通過を選択的に許容又は阻止する。また、電気的コントローラ１０４は、サブピクセルシャッタと、対応するカラーリングレイヤサブピクセルとの個々の組合せを制御して、不透明な黒色、少なくとも十分に不透明な色及び透明のいずれかでありうるピクセルを観察面に生成する。
【００５５】
別の実施形態によれば、マルチレイヤデバイスは、また、拡散レイヤグループ（引き続いてより詳細に説明される）１１２を含む。
【００５６】
図２８は、本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステム１１４の分解断面図である。この実施形態ではバックライトは存在しない。システム１１４は、自然光又は周辺光を使用する。サブピクセルシャッタ及び受動カラーフィルタを通過することに加えて、光は、また、ピクセル化された拡散レイヤグループを通過する。ピクセル化された拡散レイヤグループは、影響なく光が通過するか（ピクセルがクリアのように見える）、又は散乱されて十分に不透明な白色のように見えるかどうかを制御する。
【００５７】
この実施形態は、シースルーＬＣＤのように、それが、その環境における光に頼っているため、輝度に対する制御がＬＣＤより少ない。しかしながらこの実施形態は、その不透明度に対する多くの制御を有しており、不透明な黒色の、十分に不透明な白色の、又は十分に不透明な色のピクセルが透明なピクセルの隣に存在しうる。
【００５８】
ウィンドウを通る光を遮断するために使用されるとき、この実施形態は、ＬＣＤの光学システムにおけるバックライトの代わりに、太陽をその一次光源として使用する。しかしながら、この実施形態は、他の光源を遮断するためにもまた使用されうる。例えば、２、３の名前を挙げると、プロジェクタからの光、レーザ光又はＬＥＤライトバーである。言い換えると、この実施形態は、必ずしもウィンドウを併せて適用されなくてもよい。
【００５９】
より詳細には、図２８に示されるように、システムは、拡散レイヤグループ１１６、偏光フィルタ１１８、カラーリングレイヤグループ及び観察面基板１２２を含む。
【００６０】
拡散レイヤグループ１１６は、システム１１４の不透明度及び白色の値の制御を補助する。拡散レイヤグループ１１６は、白色をサブピクセル単位で拡散させるために、完全な透明からの不透明度値を達成する。一実施形態では、拡散レイヤグループ１１６は、電気的コントローラ１０４及びポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）を使用してこれを達成する。
【００６１】
「プライバシーガラス」は、ウィンドウを透明から十分に不透明（通常は白色）に変化させ、かつ、再び元に戻すためにＰＤＬＣ及び電気的コントローラを使用するウィンドウを記述するために業界で使用されている語句である。業界では、第２の状態は「不透明」と呼ばれているが、実際には、十分に不透明であるか、又は真に不透明ではなく、半透明と見なされうるものである。これは、電力が供給されている状態では、ＰＤＬＣにおける電界が液晶分子を配向させて光の通過を許容するが、電力が供給されていない状態では、結晶がそのようには配向されず、その代わりに光を散乱させ、したがってクリアなＰＤＬＣがもはやクリアのようには見えなくなることによる。散乱した光の一部は、観察方向にＰＤＬＣを通過することができ、したがってＰＤＬＣは、そこを通る、光の通過を完全に遮断しない。言い換えると、光はＰＤＬＣを通過するが、ＰＤＬＣの観察面は透明ではない。本出願では、これは「十分に不透明」として参照する。同様に、本出願で使用されているように、「少なくとも十分に不透明」という語句は、十分に不透明から、光が遮断される完全な不透明までの範囲を意味している。
【００６２】
白色のＰＤＬＣが他のレイヤグループと組み合わせて使用されるとき、ピクセル化された拡散体レイヤは、結果として得られる画像に実質的に白色の値をもたらすように機能する。色に関しては、このレイヤは画像に色合いを付ける。
【００６３】
図２８に示されるように、拡散レイヤグループ１１６は、少なくとも背面又は受光面基板１２４、及び白色のポリマー分散液晶（ＰＤＬＣ）１２８を駆動するために電気的コントローラ１０４によって制御される電極１２６を含む。ＰＤＬＣ１２８は、ポリマー１３２中に分散した液晶分子を持つポリマー１３０を含む。一実施形態によれば、拡散レイヤグループ１１６は、また、白色のＰＤＬＣの下流側にプリズムレイヤ１３４を含む。
【００６４】
別の実施形態では、ＰＤＬＣよりむしろ、拡散レイヤグループが、基板の上に配置された浮遊粒子デバイス（ＳＰＤ）を含む。ＳＰＤは、液体中に浮遊したロッド様ナノスケール粒子の薄膜積層物であり、２つのガラス片又はプラスチック片の間に置かれるか、又は１つのレイヤに付着される。電圧が印加されないとき、浮遊した粒子はランダムに組まれ、したがって光を遮断し、かつ、吸収する。電圧が印加されると、浮遊した粒子が整列して光が通過する。膜の電圧の変化は、浮遊した粒子の配向を変化させ、それによりグレージングの色合い、及び伝達される光の量を調整する。例えば、"Smart Glass", https://en.wikipedia.org/wiki/Smart_glass (retrieved on July 6, 2016)及びその中で引用された参考文献を参照されたい、そのすべては参照により本明細書に組み込まれる。
【００６５】
一実施形態によれば、偏光フィルタ１１８は、第１の偏光レイヤ１３６、液晶レイヤ１４０を駆動するために電気的コントローラ１０４によって制御される電極１３８、及び第１の偏光レイヤ１３６に対して直角になるように配向される第２の偏光レイヤ１４２を含むシャッタレイヤグループ１１８を含む。動作中、液晶レイヤの電力供給が絶たれるとき（図２８に示されるように）、液晶は、ヘリックスを形成して光を９０度回転させる。この回転は、光を第２の偏光レイヤ１４２と整列させ、また、光は、そこを通って、光をカラーリングする受動サブピクセルカラーフィルタ１２０（カラーリングレイヤグループ１２０）へと通過することを許容される。カラーリングされた光は、次に観察面基板１２２を通過する。好ましくは、サブピクセル受動カラーフィルタは、赤色、緑色又は青色であり、また、３つのグループ（赤色、緑色及び青色）は、一緒に混ざり合ってピクセルを形成する。
【００６６】
図２９は、透明な白色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給され、したがって、そこを通っての通過を許容する。偏光フィルタ１１８内では、３つのサブピクセルシャッタ１１８の各々に電力が供給されず、それにより、そこを通っての光の通過を許容し、光は、それぞれ受動サブピクセルカラーフィルタ１２０を通過して透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００６７】
図３０は、透明な色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給され、したがって、そこを通っての通過を許容する。偏光フィルタ１１８内では、赤色及び青色のサブピクセルシャッタ１１８に電力が供給され、それにより光を遮断するが、緑色のサブピクセルシャッタ１１８には電力が供給されず、それにより、そこを通っての光の通過を許容し、光は、緑色の受動サブピクセルカラーフィルタ１２０を通過して透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００６８】
図３１は、不透明な黒色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給され、したがって、そこを通っての通過を許容する。しかしながら３つのサブピクセルシャッタ１１８の各々に電力が供給され、それにより、そこを通っての光の通過を遮断する。したがって光はサブピクセルカラーフィルタ１２０に到達せず、不透明な黒色のピクセル４８が生成される。
【００６９】
図３２は、十分に不透明な白色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給されず、したがって受け取った光を散乱させる。偏光フィルタ１１８内では、３つのサブピクセルシャッタ１１８の各々に電力が供給されず、それにより、それに到達する、そこを通っての光の通過、そして、その光が、それぞれ３つの受動サブピクセルカラーフィルタ１２０を通過して十分に不透明な白色のピクセル４８を生成することを許容する。
【００７０】
図３３は、十分に不透明な色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給されず、したがって受け取った光を散乱させる。偏光フィルタ１１８内では、赤色及び青色のサブピクセルシャッタ１１８に電力が供給され、それにより光を遮断するが、緑色のサブピクセルシャッタ１１８には電力が供給されず、それにより光の通過を許容し、また、光は、緑色の受動サブピクセルカラーフィルタ１２０を通過して十分に不透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００７１】
図３４は、不透明な黒色のピクセルを生成する図２８のシステム１１４の別の図である。この状態では、拡散レイヤグループ１１６の３つのサブピクセルＰＤＬＣの各々に電力が供給されず、したがって受け取った光を散乱させる。しかしながら３つのサブピクセルシャッタ１１８の各々に電力が供給され、それにより光の通過を遮断する。したがって光はサブピクセルカラーフィルタ１２０に到達せず、不透明な黒色のピクセル４８が生成される。
【００７２】
図３５は、例示的な画像を表示している図２８のシステム１１４の図である。非画像ピクセル５８は透明であり、白色の強調領域５６は十分に不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は、それぞれより明るい及びより暗い十分に不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００７３】
図３６は、背面又は受光面基板１４６、偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１４８、カラーリングレイヤグループ１５０及び観察面基板１５２を含むシステム１４４を図示したものである。偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１４８は、システム１１４の偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１４８と実質的に同じであり、したがって簡潔にするためにさらなる説明は省略される。
【００７４】
ほとんどのＰＤＬＣは白色のＰＤＬＣであるが、カラーリングされたＰＤＬＣが用いられることが可能であり、また、拡散した、又は十分に不透明な色を生成することができる。好ましくは、この実施形態では、カラーリングレイヤグループ１５０は、カラーリング拡散レイヤグループ１５０であり、また、ＰＤＬＣ１５０がカラーリングされて、白色ではないことを除き、システム１１４のＰＤＬＣ１２８と実質的に同じであるカラーリングされたＰＤＬＣ１５０を含む。したがってＰＤＬＣ１５０のさらなる説明は、簡潔にするために省略される。
【００７５】
図３７では、サブピクセルシャッタ１４８の各々に電力が供給されず、それにより、そこを通っての光の通過を許容し、また、サブピクセルカラーリングされたＰＤＬＣ（好ましくは赤色、緑色及び青色）１５０の各々に電力が供給されず、したがって受け取った光を散乱させ、また、そこを通って通過する光をカラーリングして十分に不透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００７６】
図３８では、赤色及び青色のサブピクセルシャッタ１４８に電力が供給され、したがって光を遮断するが、緑色のサブピクセルシャッタ１４８には電力が供給されず、したがって、そこを通っての光の通過を許容する。カラーリングレイヤグループ１５０内では、赤色及び青色のＰＤＬＣ１５０に電力が供給され、それにより、そこを通っての光の通過を許容するが、緑のＰＤＬＣ１５０には電力が供給されず、それにより受け取った光を散乱させ、また、そこを通って通過する光を緑色にカラーリングして十分に不透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００７７】
図３９では、３つのすべてのサブピクセルシャッタに電力が供給され、したがって光を遮断し、したがって３つの電力が供給されたＰＤＬＣ１５０に光が到達せず、不透明な黒色のピクセル４８を生成する。
【００７８】
図４０では、サブピクセルシャッタ１４８の各々に電力が供給されず、それにより、そこを通っての光の通過を許容し、また、サブピクセルカラーリング済みＰＤＬＣ１５０の各々に電力が供給され、それにより、そこを通っての光の通過を許容して透明なピクセル４８を生成する。
【００７９】
図４１では、サブピクセルシャッタ１４８の各々に電力が供給されず、それにより、そこを通っての光の通過を許容し、また、赤色及び青色のサブピクセルシャッタに電力が供給され、それにより、そこを通っての光の通過を許容する。しかしながら緑色のＰＤＬＣ１５０には電力が供給されず、それにより受け取った光を散乱させ、また、通過する光を緑色にカラーリングして透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００８０】
図４２は、例示的な画像を表示している図３６のシステム１４４の図である。非画像ピクセル５８は透明であり、白色の強調領域５６は十分に不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は、それぞれより明るい及びより暗い十分に不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００８１】
図４３は、本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステム１５２の分解断面図である。システム１５２は、背面又は受光面基板１５４、偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１５６、カラーリングレイヤグループ１５８及び観察面基板１６０を含む。偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１５６は、システム１１４の偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１４８と実質的に同じであり、したがって簡潔にするためにさらなる説明は省略される。
【００８２】
カラーリングレイヤグループ１５８は、好ましくは、電気的コントローラ１０４によって制御される電極１６０を含む。電極１６０は能動カラーリングエミッタ１６２を駆動し、そして、カラーリングレイヤグループ１５８は、好ましくは、また、能動カラーリングエミッタ１６２の観察面に配置されたシングルレイヤ偏光子１６４を含む。最も好ましくは、カラーリングレイヤグループ１５８は、ＯＬＥＤを含む。
【００８３】
図４４に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給されず、それにより受け取った光の、そこを通っての通過を許容し、また、能動カラーリングレイヤグループ１５８のサブピクセルエミッタ１５８の各々にも電力が供給されず、それによりカラーリングされた光を生成しない。この構成は透明なピクセル４８をもたらす。
【００８４】
図４５に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給されず、それにより受け取った光の通過を許容する。赤色及び青色のサブピクセルエミッタ１５８に電力が供給されず、それにより光を全く生成しない。しかしながら緑色のサブピクセルエミッタ１５８には電力が供給されて緑色光を放出し、それにより透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００８５】
図４６に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給されず、それにより受け取った光の通過を許容し、また、サブピクセルエミッタ１５８の各々に電力が供給され、それによりそれぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出して透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００８６】
図４７に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給され、それにより受け取った光を遮断し、また、サブピクセルエミッタ１５８の各々に電力が供給され、それによりそれぞれ赤色、緑色及び青色の光を放出して不透明な白色のピクセル４８を生成する。
【００８７】
図４８に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給され、それにより受け取った光を遮断し、また、赤色及び青色のサブピクセルエミッタ１５８に電力が供給されず、それにより光を全く生成しない。しかしながら緑色のサブピクセルエミッタ１５８には電力が供給されて緑色光を放出し、それにより不透明な緑色のピクセル４８を生成する。
【００８８】
図４９に描写されている状態では、シャッタレイヤグループ１５６のサブピクセルシャッタ１５６の各々に電力が供給され、それにより受け取った光を遮断し、また、サブピクセルエミッタ１５８の各々に電力が供給されず、それにより光を全く生成しない。この組合せは不透明な黒色のピクセル４８を生成する。
【００８９】
図５０は、例示的な画像を表示している図４３のシステム１５２の図である。好適に望まれるように、非画像ピクセル５８は透明であり、白色の強調領域５６は不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は、それぞれより明るい及びより暗い不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００９０】
図５１は、本発明の別の実施形態による、サブピクセルレベルでのシステム１６６の分解断面図である。システム１６６は、背面又は受光面基板１６８、偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１７０、能動カラーリングレイヤグループ１７２及び観察面基板１７８を含む。偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１７０は、システム１１４の偏光フィルタ又はシャッタレイヤグループ１４８と実質的に同じであり、したがって簡潔にするためにさらなる説明は省略される。
【００９１】
カラーリングレイヤグループ１７２は、好ましくは、カラーリング拡散レイヤグループ１７４及び能動色放出レイヤグループ１７６の両方を含む。カラーリング拡散レイヤグループ１７４は、既に説明したカラーリング拡散レイヤグループ１５０と実質的に同様であり、簡潔にするためにさらなる説明は省略される。同様に、能動色放出レイヤグループ１７６は、既に説明したカラーリングレイヤグループ１５８と実質的に同様であり、簡潔にするためにさらなる説明は省略される。
【００９２】
図５２では、電力が供給されていないサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されていないサブピクセルエミッタ１７６の構成は、透明なピクセル４８をもたらす。図５３では、電力が供給されていないサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されていない緑のＰＤＬＣ、及び電力が供給されていないサブピクセルエミッタ１７６の構成は、透明な緑色のピクセル４８をもたらす。図５４では、電力が供給されていない緑色のサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されている青色及び赤色のサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されていない赤色及び青色のサブピクセルエミッタ１７６を有する電力が供給されている緑色のサブピクセルエミッタの構成は、また透明な緑色のピクセル４８をもたらす。
【００９３】
図５５では、電力が供給されていない緑色のサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されている青色及び赤色のサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されていない緑色のＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されていないサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、十分に不透明な緑色のピクセル４８をもたらす。図５６では、電力が供給されているサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されている緑色のサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、不透明な緑色のピクセル４８をもたらす。図５７では、電力が供給されているサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されていないサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、不透明な黒色のピクセル４８をもたらす。
【００９４】
図５８では、電力が供給されていないサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されているサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、透明な白色のピクセル４８をもたらす。図５９では、電力が供給されていないサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されていないＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されていないサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、十分に不透明な白色のピクセル４８をもたらす。図６０では、電力が供給されているサブピクセルシャッタ１７０、電力が供給されているＰＤＬＣ１７４、及び電力が供給されているサブピクセルエミッタ１７６の組合せは、不透明な白色のピクセル４８をもたらす。
【００９５】
図６１は、例示的な画像を表示している図５１のシステムの図である。好適に望まれるように、非画像ピクセル５８は透明であり、白色の強調領域５６は不透明な白色であり、より明るい及びより暗い赤色の領域５０及び５２は、それぞれより明るい及びより暗い不透明な赤色であり、また、影領域５４は不透明な黒色である。
【００９６】
本出願において説明されている情報が与えられた当業者には理解されるように、シャッタ遮断レイヤグループにおいて、エレクトロクロミック技術、ＳＰＤ、マイクロブラインド、ナノ結晶などの他の方法が使用されうる。
【００９７】
本発明の他の実施形態は図６２〜図６７に示される。図６２に示される一実施形態によれば、本発明によるウィンドウカバリングシステム３００は、一緒に動作するように３つの主要構成要素、すなわちスマートハウジング３０２、マルチレイヤ化された自己粘着ウィンドウマルチレイヤ化デバイス３０４、及び直観的コントロールワンド３０６を含む。
【００９８】
一実施形態によれば、ハウジング３０２は押出しアルミニウムでできているが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく他の材料が使用されうることを理解するであろう。ハウジング３０２は、マルチレイヤ化デバイスをユーザに繋げるシステムのブレインを含む。一実施形態によれば、ハウジング３０２は、メモリ、プロセッサ、及び入力及び出力コントローラを含む。好ましくは、システム３００は、Ｗｉ−Ｆｉを使用して、スマートフォン、タブレット及び他の計算デバイスなどの他のデバイスに接続する。しかしながら当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく他の通信手段が用いられうることを認識するであろう。例えば配線式接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又は他の無線通信手段が用いられうる。システムは複数のデバイスと通信することができるため、この通信は、遠隔的であっても、マルチレイヤ化デバイスの外観及び設定に対するより多くの制御を提供する。
【００９９】
一実施形態では、ハウジング３０２は、夜にシステム３００に電力を供給するために、マルチレイヤ化デバイス３０４によって取り込まれる太陽エネルギーを貯蔵する充電式蓄電池３０８のアレイを含む。一実施形態では、システムは建物電力グリッドに接続されることが可能であり、そして、蓄電池３０８は、また、日々の電力消費の補助に使用されうる。一実施形態によれば、ハウジング３０２は、あらゆる任意のスタイル環境へシームレスに溶け込めるようにする最小設計美学を有している。
【０１００】
好ましくは、マルチレイヤ化デバイス３０４は、いくつかの薄膜レイヤを含む。透明な光電池レイヤ３１０は、ウィンドウに対して配置され、太陽のエネルギーを取り込んで蓄電池３０８を充電する。マルチレイヤ化デバイス３０４の２つの内部レイヤは、２つの異なる液晶技術、すなわち透明なＬＣＤ３１２及びピクセルで構成されたＬＣ拡散体３１４を利用する。これらの２つのレイヤ３１２及び３１４が相俟って、システム３００が、完全に透明な状態からブラックアウトへ、グレースケール及びフルカラーを介して移行できるようにし、それによりウィンドウの外観に対する制約なき制御を許容する。さらに、マルチレイヤ化デバイスのレイヤのうちの１つ、例えば、透明な光電池レイヤ３１０は、マルチレイヤ化デバイス３０４をウィンドウに付着させるための接着剤を含むことが好ましい。
【０１０１】
部屋の内側に面している第４のレイヤ３１６は、マルチレイヤ化デバイス３０４を所与のウィンドウにぴったりと適合させるカットセーフゾーン３１８を有する保護レイヤであり、ユーザ又は設置者（以下、簡潔にするためにユーザと称する）がマルチレイヤ化デバイス３０４を切断することを許容する。一実施形態によれば、カットセーフゾーン３１８は、マルチレイヤ化デバイス３０４の周囲にのみ配置される。さらに別の実施形態では、マルチレイヤ化デバイス１０４の周囲の一部のみがカットセーフゾーン３１８を含む。別の実施形態によれば、１つ又は複数のカットセーフゾーンがマルチレイヤ化デバイス３０４の中央部分内に配置されうる。
【０１０２】
システム３００は、設置が容易になるように設計される。リバーシブルマウントが、ねじ、釘又は接着剤など、任意の締付け技術によって壁又は天井のいずれか、又はウィンドウ枠に付着されうる。好ましくは、ハウジング３０２は、マウントに関してはセルフロック式であり、引き続いてマウントを固着して、ユーザにハウジング３０２をマウントに押し込んでハウジング３０２を固着することだけを求める。
【０１０３】
カットセーフゾーン３１８は、光が全く漏れることなく、ガラスパン上に、端から端まで、自己粘着マルチレイヤ化デバイス３０４が設置されることを許容する。マルチレイヤ化デバイス３０４及びハウジング３０２が設置されると、リボンケーブル３２０がマルチレイヤ化デバイス３０４上のポート３２２に直接接続され、マルチレイヤ化デバイス３０４とハウジング３０２とを接続する。例えば、頂部が静止ウィンドウ及び下側が開くウィンドウを持つ開くウィンドウについては、一実施形態によれば、リボンケーブル３２０は、ハウジング３０２のボディ内における自動後退及び巻取りが可能であり、接続が破壊されないことを保証する。さらに、複数のシステム３００は、それぞれのハウジングをまとめてリンクしてグループ化でき、シングルコントロールワンド３０６又は他のデバイス（上で言及したスマートフォン、タブレット、コンピュータなど）から、それらが制御されることを許容する。一実施形態によれば、それぞれのハウジングはまとめて配線されるが、当業者は、また、ハウジングを接続するために、本発明の範囲を逸脱することなく、Ｗｉ−Ｆｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど無線技術が使用されうることを認識するであろう。
【０１０４】
親しみのあるように設計されたコントロールワンド３０６が、従来の水平方向のブラインドの回転を制御するロッド（ワンドと呼ばれることもある）の配置と同様、ハウジング３０２の端部付近でハウジング３０２に接続される。好ましくは、コントロールワンド３０６は、ファセット化されたグリップを含む。
【０１０５】
また、コントロールワンドの機能は、親しみのあるように設計される。一実施形態によれば、コントロールワンド３０６は、コントロールワンド３０６をねじることがマルチレイヤ化デバイスの画像の不透明度を制御することになるようにハウジング３０２に接続される。不透明度は、完全なブラックアウトから、部分的に透明、透明まで変化しうる。
【０１０６】
さらに、一実施形態によれば、コントロールワンド３０６は接触感応性である。好ましくは、コントロールワンドは容量性である。例えば、コントロールワンドは、ユーザが彼らの一本又は複数本の指を容量性ワンド３０６上で上下にスライドさせて、マルチレイヤ化デバイス３０４上に表示される画像の垂直方向の位置を変化させることができるようにハウジング３０２に接続される。より具体的な例として、マルチレイヤ化デバイス３０４のある部分は不透明な画像を表示することができ、一方、マルチレイヤ化デバイス３０４の別の部分は、透明又は半透明の画像を表示する。ユーザが彼らの指をコントロールワンド３０６上で上にスライドさせると、不透明な画像を表示しているマルチレイヤ化デバイス３０４の部分が減少し、また、ユーザがそれらの指をコントロールワンド１０６上で下にスライドさせると、不透明な画像を表示しているマルチレイヤ化デバイス３０４の部分が増加する。
【０１０７】
さらに多くの制御に対して、システム３００は、努力を必要とすることなくＷｉ−Ｆｉ又は他の遠隔制御デバイスに接続して、個別化された設定を提供する。このような個別化された設定は、それらに限定されないが、自動目覚まし、可変ムード及びバケーションモードを含むことができる。例えばタブレットコンピュータ、スマートフォン、コンピュータ等のインタフェースは、マルチレイヤ化デバイス３０４上に表示されるパターン及び色を調整するために利用でき、それにより自然の太陽光の色を変えることによって完全なムードを設定する、個別化され、かつ、インスパイアされた空間が作成される。
【０１０８】
さらに、システム３００は、ユーザが離れていること、また、所定の自動プログラムを起動して、異なる時間にマルチレイヤ化デバイスの表示を変更することを知るように設定されうる。また、システム３００は、日の出及び日没ルーチンを使用して、朝はユーザを起こし、また、夜はユーザをリラックスさせるようにまた設定されうる。さらに、システム３００がユーザのデバイスに接続されると、システム３００は、ユーザにミーティング及び約束、電話、電子メール及び他の重要な注意事項を知らせることができる。また、好ましくは、システムは、例えばセキュリティシステムを介してユーザの家庭に接続されうること、及び、ドアが開いていること、オーブンがオンであるかどうか、また、食器洗浄機サイクルが完了したかどうかをユーザに知らせることができる。
【０１０９】
夏にはシステム３００のマルチレイヤ化デバイス３０４は、より不透明に見えるようにして、入射する光及び熱を遮断することができ、また、冬にはマルチレイヤ化デバイス３０４は、より透明に見えるようにして、利用可能な光及び熱を使用し、空間を自然に照明して、暖める。
【０１１０】
一実施形態によれば、システム３００は、その厳密な位置のために現在の気象データに接続されることが可能であり、また、マルチレイヤ化デバイスを絶えず調整するように設定でき、太陽からの自然な光及び熱に比して多い又は少ない中で、所望の温度の維持を補助することを可能にし、それにより建物のＨＶＡＣ（加熱、換気、空気調和）システムの使用をオフセットする。
【０１１１】
太陽エネルギーを取り入れ、かつ、貯蔵して、それ自体に電力を供給することにより、システムは、ユーザの家庭の電力ニーズを低減してユーザ時間及び金を効果的に節約する。システムの費用効果設計は、常にユーザのために働く。材料及び構成要素についてのそれらシステムの最小使用は、それが軽量であり、また、低出荷費用を有することを意味する。システム３００はエネルギーに無関係であるため、それは、速やかに元を取る。
【０１１２】
作業空間では、システムは、重役用会議室を上演劇場に変え、人を情報に通じた有能な状態に維持するために警報を使用し、また、最適作業状態のために照明を最大にすることができる。
【０１１３】
小売り環境では、システムは、ウィンドウ表示を個別化し、かつ、速やかに交換し、閉店の際にブラックアウトセキュリティを提供し、また、広告キャンペーンを複数の店にわたって同時に合理化し、かつ、最適化することができる。
【０１１４】
イベント空間では、システムは、任意の特別な集会、移り変わりのための精選されたカスタム画像を提供することによって空間を一変させ、光を昼から夜へ制御し、また、それが可能なゲストに対し、タブレット及び電話など、彼らのパーソナルデバイスを介して設定を制御することに従事させる。
【０１１５】
住宅設定では、システムは、表現及び設計のためにウィンドウをカスタムキャンバスに一変させ、空間の光及び熱を直観的に制御し、また、より多くの制御及び能力のためにパーソナル及びホームスマートデバイスに接続することができる。
【０１１６】
レストラン及びバーでは、システムは、日中のサービスを通して装飾を移り変わらせ、異なるメニューのための異なるムードを作り出し、最適食事経験のために自然光を制御し、また、設立のテーマを魅力のある能動環境に拡張することができる。
【０１１７】
健康管理環境では、システムは、患者のための最適化された太陽光状態を提供し、患者が彼らの部屋を個別化できるようにし、個人宛のメッセージ及び画像を通して暖かみの感覚を作り出し、また、病院又は施設全体を通して個別の円滑なパターン及び歓迎する周囲の環境を作り出すことができる。
【０１１８】
ホテルなどの歓待環境では、システムは、時差ぼけの旅行者が効果的に睡眠をとるための完全なブラックアウト能力を提供し、個々の部屋に独自の個性を付与し、又はゲストがそれらの選択、及びホテルの装飾の１年全体を通した季節ごとの移り変わりをカスタマイズできるようにすることが可能になる。
【０１１９】
教育環境では、システムは、集中及び学習のための最適太陽光状態を提供し、没頭するパターンを持つ学生を授業計画に結びつけるように促し、また、ウィンドウ上に情報を提示して、全く新しい方法でクラスに参加させる能力を提供できる。
【０１２０】
娯楽会場又は環境では、システムは、ショー、映画テレビ及びスポーツを投影し、演劇又はライブショーのための背景幕を提供し、また、ヨーガから料理教室まで、あらゆるアクティビティを付与することができる。
【０１２１】
拡散レイヤを生成するために使用されうる別の技術は、サブピクセル能動マトリックスと組み合わせた浮遊粒子デバイス技術である。ＳＰＤは、液体中に浮遊したロッド様ナノスケール粒子の、基板に付着される薄膜積層物を利用する。電圧が印加されない場合、粒子はランダムに配向され、光を遮断して、吸収する傾向を示す。電圧が印加されると、粒子が整列して光の通過を許容する。電圧の変化は、粒子の配向を変化させ、どれくらいの光の量が送られるかの制御をユーザに付与する。
【０１２２】
ナノスケール粒子は、多くの特定の結果を達成するために、それらが光にどのくらいの影響を及ぼすかを制御するべく較正されるだろう。これは、２つの方法、すなわち１．浮遊される粒子の量を変えることによって基本状態（電力が印加されない）の透明度に影響を及ぼすことになろう、２．粒子自体の色を較正することによって達成されうる。
【０１２３】
拡散粒子は、ゼロ電力が印加されて粒子がランダムに配向されると、それらが十分に不透明な白色のように見えるものを生成するように較正されることになろう。さらに、電力が印加されて粒子が実際に整列すると、レイヤの透明度が得られる。
【０１２４】
シャッタレイヤとして使用されるとき、ＳＰＤは、サブピクセルレベルでの能動マトリックスによって駆動されると、十分に不透明な黒色から透明までの範囲を生成する光を遮断し、かつ、吸収するように較正されるだろう。
【０１２５】
カラーリングレイヤグループとして使用されるとき、ＳＰＤは、その基本状態において透明な色を生成するように較正されるだろう。サブピクセルレベルでの能動マトリックスと組み合わせて使用されるとき、個々のピクセルは、赤色のＳＰＤ透明サブピクセル、緑のＳＰＤ透明サブピクセル及び青色のＳＰＤ透明サブピクセルを構成する。この場合、ＳＰＤは、能動マトリックスカラーフィルタレイヤグループを作るように使用されうる。
【０１２６】
さらに、カラーリング拡散レイヤグループは、特別に較正されたＳＰＤを利用することができよう。個々のピクセルにおける場所には、赤色のＳＰＤ拡散サブピクセル、緑色のＳＰＤ拡散サブピクセル及び青色のＳＰＤ拡散サブピクセルが含まれる。
【０１２７】
本発明のいくつかの実施形態のみが示され、かつ、説明されたが、本発明は、説明された実施形態に制限されず、その代わりに、当業者には、本発明の原理及び精神を逸脱することなくこれらの実施形態に変更が加えられうることが認識されよう。とりわけ、当業者は、上で説明された様々な例示的実施形態の様々な要素の様々な技術的態様を多くの他の方法で容易に組み合わせることができ、これらのすべては、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって定義される本発明の範囲内と見なされることに留意されたい。 
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２３】
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【図２９】
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【図３０】
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【図４１】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５６】
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【図５７】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【国際調査報告】
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