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特表2022-505364表示装置エネルギー消費を低減するための方法及びエネルギー消費が低減される装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-14

(54)【発明の名称】表示装置エネルギー消費を低減するための方法及びエネルギー消費が低減される装置

(51)【国際特許分類】

H04N 5/58 20060101AFI20220106BHJP

【ＦＩ】

H04N5/58

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021521358

(86)(22)【出願日】2019-10-09

(85)【翻訳文提出日】2021-06-18

(86)【国際出願番号】 US2019055287

(87)【国際公開番号】W WO2020081305

(87)【国際公開日】2020-04-23

(31)【優先権主張番号】62/746,811

(32)【優先日】2018-10-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニングインコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田征史

(74)【代理人】

【識別番号】100123652

【弁理士】

【氏名又は名称】坂野博行

(74)【代理人】

【識別番号】100175042

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋秀明

(72)【発明者】

【氏名】アミン，ジェイミン

(72)【発明者】

【氏名】ハート，シャンドンディー

(72)【発明者】

【氏名】ハサウェイ，ブルックアンバー

(72)【発明者】

【氏名】コッホ，カールウィリアムザサード

(72)【発明者】

【氏名】コシクウィリアムズ，カルロアンソニー

(72)【発明者】

【氏名】マヨレット，アレクサンドルミシェル

【テーマコード（参考）】

5C026

【Ｆターム（参考）】

5C026CA08

(57)【要約】

表示装置エネルギー消費を低減する方法であって、（ａ）表示装置の周囲の照明条件を特定するステップと、（ｂ）前記表示装置でユ－ザーが見ることを選択する内容を特定するステップと、（ｃ）表示品質の前記ユ－ザーの知覚を画像見た目モデルを使用して計算するステップと、（ｄ）前記知覚された表示品質が目標表示品質より高い時は、前記知覚された表示品質が前記目標表示品質と一致するように表示装置条件を調整してエネルギー消費を低減するステップとを含む方法。この方法を利用して、美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供しながらエネルギー消費を低減する装置。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エネルギー消費が低減される表示装置であって、
前面、裏面、及び側面を有するハウジングと、
少なくとも部分的に前記ハウジング内にあり、コントローラ、メモリ、及び前記ハウジングの前記前面にあるか又は隣接した表示器を含む複数の電気部品と
を備え、
前記コントローラは
ａ．表示装置の周囲の照明条件を特定するステップと、
ｂ．前記表示装置でユ－ザーが見ることを選択する内容を特定するステップと、
ｃ．表示品質の前記ユ－ザーの知覚を画像見た目モデルを使用して計算するステップと、
ｄ．前記知覚された表示品質が目標表示品質より高い時は、前記知覚された表示品質が前記目標表示品質と一致するように表示装置条件を調整してエネルギー消費を低減するステップと
を実行するようにプログラムされている、表示装置。

【請求項2】

前記周囲照明条件は輝度又は色を含み、前記周囲照明条件は前記表示装置によって能動的に検出される、請求項１記載の表示装置。

【請求項3】

前記内容は映像、映画、絵、図形、テキスト、電子メールのうち１つ以上を含む、請求項１又は２記載の表示装置。

【請求項4】

前記目標表示品質は前記画像見た目モデルを使用して決定される、請求項１～３のいずれかに記載の表示装置。

【請求項5】

前記画像見た目モデルは前記ユ－ザーにより知覚される前記内容の明るさ、コントラスト、又は彩度を近似し、前記画像見た目モデルは前記表示装置の反射率、前記周囲照明条件、及び前記内容の関数である、請求項１～４のいずれかに記載の表示装置。

【請求項6】

前記表示装置動作条件は輝度出力又は色域を含む、請求項１～５のいずれかに記載の表示装置。

【請求項7】

前記表示装置動作条件を調整することは表示装置反射率の関数である、請求項１～６のいずれかに記載の表示装置。

【請求項8】

前記表示装置は３％以下の総反射率を有する、請求項１～７のいずれかに記載の表示装置。

【請求項9】

前記表示装置は１％以下の第１表面反射率を有するカバー基板（８１２）を備える、請求項１～８のいずれかに記載の表示装置。

【請求項10】

表示装置エネルギー消費を低減する方法であって、
ａ．表示装置（１０、８１０）の周囲の照明条件を特定するステップと、
ｂ．前記表示装置でユ－ザーが見ることを選択する内容を特定するステップと、
ｃ．表示品質の前記ユ－ザーの知覚を画像見た目モデルを使用して計算するステップと、
ｄ．前記知覚された表示品質が目標表示品質より高い時は、前記知覚された表示品質が前記目標表示品質と一致するように表示装置条件を調整してエネルギー消費を低減するステップと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願】

【0001】

本出願は、２０１８年１０月１７日に出願された米国仮特許出願第６２／７４６８１１号の米国特許法第１１９条の下の優先権の利益を主張するものであり、その内容全体を本明細書に援用する。

【技術分野】

【0002】

本開示は、概ね表示装置に関し、特にエネルギー消費を低減する方法及びエネルギー消費が低減される表示装置に関する。

【背景技術】

【0003】

電子装置、例えばスマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、及びラップトップコンピュータはエネルギーを消費する表示装置を有する。通常これらの表示装置は携帯エネルギー源、例えばバッテリーで動作する。携帯エネルギー源電量を急速に消費し頻繁な充電を通常固定した外部エネルギー源、例えばユーザーの家の電源コンセントにおいて行う時がユーザーのイライラの種である。また、充電にかかる時間はユーザーが電子装置を利用できる時間及び／又はユーザーが固定した外部エネルギー源から離れて電子装置を利用できる時間を減らす。従って、携帯エネルギー源で電子装置を使用できる時間を延ばすために、エネルギー消費が低減される表示装置を有する電子装置が必要とされる。表示の明るさを低減しエネルギー消費を低減する方法があるが、そのような方法は明るさを低減することで表示画像品質を犠牲にする。しかし、ユーザーはエネルギー源持続時間を延ばすのに通常、表示画像品質も装置機能も犠牲にしたくない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従って、表示画像品質が低下することなくエネルギー消費が低減される表示装置を有する電子装置が必要とされる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示はエネルギー消費を低減しながら美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供する表示装置を実現する方法及びその表示装置を有する電子装置を記述する。その表示装置は低反射特性を有する。反射防止被膜は当分野で既知であり、電子装置に適用されてきた。しかし、これらの装置は、反射防止被膜を有する装置でさえ、バッテリー持続時間を最大化し、及び／又は表示装置のエネルギー消費を最小化しながら様々な周囲照明条件下でユーザーにより知覚される表示画像品質を維持するように機能してこなかった。従って、美的に楽しませるユーザーの見る経験及び低減されるエネルギー消費及び／又は延びたバッテリー持続時間の複合目的を達成する方法が必要とされる。

【0006】

本開示は反射防止被膜が被覆された表示器を有する電子装置を使用し、及び／又はプログラムする方法、及びその表示器を有する電子装置を記述する。反射防止被膜は高硬度、低反射率、及び角度による低色シフトを有するのが好ましい。反射防止被膜は、エネルギー消費を低減しながら美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供するように表示器の動作を可能にする。高硬度はその装置に耐久性を与える。即ち、反射防止被膜はかき傷が付けられるか又は他の仕方で損傷すると、見る経験が劣化し、その反射率は増加して、エネルギー消費を低減する本開示の技術の有効性を減じることがある。本書に記述された方法は、周囲照明（例えば、照度及び／又は色域を含む）の１つ以上の特性、表示反射率、表示輝度、表示器で見られている内容の種類（例えば、映像、映画、絵、図形、テキスト、及び／又は電子メールを含む）、及び／又は表示品質のユ－ザーの知覚を計算するための画像見た目モデル（ユ－ザーにより知覚される内容の明るさ、コントラスト、及び／又は彩度の点で、例えば表示器反射率、周囲照明条件、及び／又は内容種類の関数として）を利用して、美的に楽しませる内容を見る経験を依然としてユーザーに提供しながら表示器のエネルギー消費を最小化する。従って、この方法及びこの方法を使用する装置は低減されたエネルギー消費及び／又はより長いバッテリー持続時間を、ユーザーの見る経験を犠牲にすることなく提供する（周囲照明、表示内容、表示器反射率、表示器輝度、ユ－ザーにより知覚される内容の明るさ、コントラスト、彩度、及び／又は内容種類を考慮して）。本方法は表示装置コントローラにプログラムされるか又はにより実行されてよい。

【0007】

添付図面は記載された原理の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ一部をなしている。図面は１つ以上の実施形態を例示し、記述と共にそれらの実施形態の原理と動作を例により説明する働きをする。本明細書及び図面で開示された様々な特徴は、どんな、また全ての組合せで使用できることは理解されるべきである。非限定の例として、それら様々な特徴は以下の実施形態に明記されるように互いに組合せられてもよい。

【0008】

実施形態１
表示装置エネルギー消費を低減する方法であって、
ａ．表示装置の周囲の照明条件を特定するステップと、
ｂ．前記表示装置でユ－ザーが見ることを選択する内容を特定するステップと、
ｃ．表示品質の前記ユ－ザーの知覚を画像見た目モデルを使用して計算するステップと、
ｄ．前記知覚された表示品質が目標表示品質より高い時は、前記知覚された表示品質が前記目標表示品質と一致するように表示装置動作条件を調整してエネルギー消費を低減するステップと
を含む方法。

【0009】

実施形態２
前記周囲照明条件は輝度を含む、実施形態１記載の方法。

【0010】

実施形態３
前記周囲照明条件は色を含む、実施形態１又は２記載の方法。

【0011】

実施形態４
前記周囲照明条件は前記表示装置によって能動的に検出される、実施形態１～３のいずれかに記載の方法。

【0012】

実施形態５
前記内容は映像、映画、絵、図形、テキスト、電子メールのうち１つ以上を含む、実施形態１～４のいずれかに記載の方法。

【0013】

実施形態６
前記目標表示品質は前記画像見た目モデルを使用して決定される、実施形態１～５のいずれかに記載の方法。

【0014】

実施形態７
前記画像見た目モデルは前記ユ－ザーにより知覚される前記内容の明るさ、コントラスト、又は彩度を近似する、実施形態１～６のいずれかに記載の方法。

【0015】

実施形態８
前記画像見た目モデルは前記表示装置の反射率、前記周囲照明条件、及び前記内容の関数である、実施形態１～７のいずれかに記載の方法。

【0016】

実施形態９
前記表示装置動作条件は輝度出力を含む、実施形態１～８のいずれかに記載の方法。

【0017】

実施形態１０
前記表示装置動作条件は色域を含む、実施形態１～９のいずれかに記載の方法。

【0018】

実施形態１１
前記表示装置動作条件を調整することは表示装置反射率の関数である、実施形態１～１０のいずれかに記載の方法。

【0019】

実施形態１２
前記表示装置反射率は前記表示装置によって能動的に検出される、実施形態１１記載の方法。

【0020】

実施形態１３
前記表示装置は３％以下の総反射率を有する、実施形態１～１２のいずれかに記載の方法。

【0021】

実施形態１４
前記表示装置は１％以下の第１表面反射率を有するカバー基板を備える、実施形態１～１３のいずれかに記載の方法。

【0022】

実施形態１５
前記カバー基板は１００～５００ｎｍの押し込み深さに亘って１０ＧＰａ以上の最大硬度を有する表面を有する、実施形態１４記載の方法。

【0023】

実施形態１６
前記カバー基板は１００～５００ｎｍの押し込み深さに亘って１２ＧＰａ以上の最大硬度を有する表面を有する、実施形態１４記載の方法。

【0024】

実施形態１７
エネルギー消費が低減される表示装置であって、
前面、裏面、及び側面を有するハウジングと、
少なくとも部分的に前記ハウジング内にあり、コントローラ、メモリ、及び前記ハウジングの前記前面にあるか又は隣接した表示器を含む複数の電気部品と
を備え、
前記コントローラは
ａ．表示装置の周囲の照明条件を特定するステップと、
ｂ．前記表示装置でユ－ザーが見ることを選択する内容を特定するステップと、
ｃ．表示品質の前記ユ－ザーの知覚を画像見た目モデルを使用して計算するステップと、
ｄ．前記知覚された表示品質が目標表示品質より高い時は、前記知覚された表示品質が前記目標表示品質と一致するように表示装置動作条件を調整してエネルギー消費を低減するステップと
を実行するようにプログラムされている、表示装置。

【0025】

実施形態１８
前記周囲照明条件は輝度を含む、実施形態１７記載の表示装置。

【0026】

実施形態１９
前記周囲照明条件は色を含む、実施形態１７又は１８記載の表示装置。

【0027】

実施形態２０
前記周囲照明条件は前記表示装置によって能動的に検出される、実施形態１７～１９のいずれかに記載の表示装置。

【0028】

実施形態２１
前記内容は映像、映画、絵、図形、テキスト、電子メールのうち１つ以上を含む、実施形態１７～２０のいずれかに記載の表示装置。

【0029】

実施形態２２
前記目標表示品質は前記画像見た目モデルを使用して決定される、実施形態１７～２１のいずれかに記載の表示装置。

【0030】

実施形態２３
前記画像見た目モデルは前記ユ－ザーにより知覚される前記内容の明るさ、コントラスト、又は彩度を近似する、実施形態１７～２２のいずれかに記載の表示装置。

【0031】

実施形態２４
前記画像見た目モデルは前記表示装置の反射率、前記周囲照明条件、及び前記内容の関数である、実施形態１７～２３のいずれかに記載の表示装置。

【0032】

実施形態２５
前記表示装置動作条件は輝度出力を含む、実施形態１７～２４のいずれかに記載の表示装置。

【0033】

実施形態２６
前記表示装置動作条件は色域を含む、実施形態１７～２５のいずれかに記載の表示装置。

【0034】

実施形態２７
前記表示装置動作条件を調整することは表示装置反射率の関数である、実施形態１７～２６のいずれかに記載の表示装置。

【0035】

実施形態２８
前記表示装置反射率は前記表示装置によって能動的に検出される、実施形態２７記載の表示装置。

【0036】

実施形態２９
前記表示装置は３％以下の総反射率を有する、実施形態１７～２８のいずれかに記載の表示装置。

【0037】

実施形態３０
前記表示装置は１％以下の第１表面反射率を有するカバー基板を備える、実施形態１７～２９のいずれかに記載の表示装置。

【0038】

実施形態３１
前記カバー基板は１００～５００ｎｍの押し込み深さに亘って１０ＧＰａ以上の最大硬度を有する表面を有する、実施形態３０記載の表示装置。

【0039】

実施形態３２
前記カバー基板は１００～５００ｎｍの押し込み深さに亘って１２ＧＰａ以上の最大硬度を有する表面を有する、実施形態３０記載の表示装置。

【0040】

本書に記載された実施形態及びそれら実施形態の特徴は代表的であり、単独で又は記載した他の実施形態の１つ以上のどんな特徴とも任意の組み合わせで本開示の範囲から逸脱することなく提供されうる。また、上記概要説明と下記の詳細な説明の両方とも、本開示の実施形態を提示し、それらの実施形態の特質及び特性を記述され請求されたように理解するための概観又は枠組みを提供するよう意図されていることは理解されるべきである。添付図面はそれらの実施形態の更なる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ一部をなしている。図面は本開示の様々な実施形態を例示し、記述と共にそれらの原理と動作を説明する働きをする。

【図面の簡単な説明】

【0041】

【図1】幾つかの実施形態に係るユーザーが見る周囲条件内の表示装置の概略図である。

【図2】幾つかの実施形態に係る異なる反射率を有する表示装置表示器１及び２についてのコントラスト比（ｙ軸）対表示輝度（ｘ軸）のグラフである。

【図3A】幾つかの実施形態に係る異なる周囲照明条件下での表示装置表示器１及び２についての色域描写である。

【図3B】幾つかの実施形態に係る異なる周囲照明条件下での表示装置表示器１及び２についての色域描写である。

【図4】幾つかの実施形態に係るバッテリー持続時間（ｙ軸上に％で）対時間（ｘ軸上に分で）のグラフである。

【図5】幾つかの実施形態に係るバッテリー持続時間（ｙ軸上に時間で）対表示輝度（ｘ軸上にｃｄ／ｍ^２で）のグラフである。

【図6A】異なる周囲条件下での表示装置表示器１及び２についてのＰＣＬ（ｙ軸上）対表示輝度（ｘ軸上にｃｄ／ｍ^２で）のグラフである。

【図6B】異なる周囲条件下での表示装置表示器１及び２についてのＰＣＬ（ｙ軸上）対表示輝度（ｘ軸上にｃｄ／ｍ^２で）のグラフである。

【図7】幾つかの実施形態に係るＰＣＬ比（ｙ軸上）対表示器２輝度（ｘ軸上にｃｄ／ｍ^２で）である。

【図8A】幾つかの実施形態に係る本書に開示した表示装置及び／又は被覆積層体構成のいずれかを取り込んだ代表的な電子装置の平面図である。

【図8B】図８Ａの代表的な電子装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0042】

下記の詳細な説明において、限定ではなく説明の目的のために具体的詳細を開示する実施形態が様々な原理と態様の完全な理解を提供するために明記される。しかし、請求項の主題は本書に開示された具体的詳細から逸脱した他の実施形態で実施されうることは、本開示から当業者には明らかであろう。また、周知の装置、方法、及び材料の説明は、本書に明記される様々な原理の説明を不明瞭にしないように省略される場合がある。最後に、該当する所はどこでも、類似の符号は類似の部品を指す。

【0043】

本開示は反射防止被膜が被覆されたカバー基板を有する表示装置を有する電子装置を使用及び／又はプログラムする方法を明記する。反射防止被膜は、好ましくは高い最大硬度、例えば、本書に説明するバーコビッチ硬度試験を使用して測定した１０ＧＰａ以上、又は１２ＧＰａ以上、明所視可視平均として１％以下（例えば、０．９％以下、０．８％以下、０．７％以下、又は０．６％以下）の単一表面反射率を含む低反射率、及び／又はａ^＊とｂ^＊色メトリック両方について法線（表示装置の表面に垂直）から０～６０度の全視野角について角度による低色シフト（例えば、１０以下、５以下、又は３以下）を有する。本書で使用されるように、「法線」は法線視野角と、法線から１０度までと定義される「ほぼ法線」視野角とを含む。本書で使用されるように、「反射率」は、そうでないと明示されない限り明所視平均反射率を指す。「反射率」は正反射率か又は正反射＋拡散反射率を指すことがある。表示器からの正反射率を低減する表示器表面、例えば粗い又は光を散乱する防眩表面が、本書で詳細に説明される概ね非散乱反射防止表面に加えて本開示の方法で利用されてもよい。「第１表面反射率」はユーザーに最も近い表示器表面からの反射光を指す。この第１表面は、詳細な光学モデルの観点から多重反射があると記述されうる何か微細構造で覆われるか又はを有するが、実際のユーザー及び測定の観点から前面は空気と物品の間の単一界面として通常測定される。「全反射率」は物品又は表示装置の前面と裏面両方又は埋め込まれた面からの反射光を指す。

【0044】

本方法は、周囲光、表示器反射率、表示器に表示されている内容、及びユーザーが知覚する明るさ、コントラスト、及び／又は色の各ファクターを考慮し表示器のエネルギー使用量及び電力消費を、満足できる美的に楽しませる内容を見る経験をユーザーに依然届けながら調整する。具体的な目標表示品質は、用途に特有でありうる明るさ、コントラスト、及び色のレベル（例えば、スマートウォッチ、スマートフォン、タブレット、ラップトップコンピュータで異なりうる）に依存する。この一般的な方法は、ユーザー、人ファクター研究、用途、及び／又は表示器設計者の経験により設定されることがある具体的な目標表示品質レベルに拘らず適用される。

【0045】

本開示の代表的な実施形態を示す添付図面を参照しながら方法及び装置が下記でより完全に説明される。可能ならいつでも、同じ又は類似の部品を指すために同じ符号を全図面に亘って使用する。しかし、本開示は多くの異なる形態で具現化されてよく、本書に明記された実施形態に限定されると解釈されるべきでない。

【0046】

表示輝度、コントラスト、及び色域は表示器自体から発せられている画像及び光を表す一方、周囲照明は外部源（例えば、部屋照明又は太陽）から表示器を照らす光（この光は表示器から反射され表示の見える又は測定可能な光学的働きを生じさせる）を表す。

【0047】

図１は光源１４を持つ周囲環境１２内の表示装置１０の概略図である。光源１４は表示表面で特定の輝度値を生成する光（光線１６で示す）を放出する。放出光１６は輝度ＲＬを有する光線１７で示されるように表示装置１０からユーザーの眼２０に向かって反射される。表示器もオンの時、特定の輝度値ＤＬを有する光（光線１１で示す）を放出する。ユーザーの眼２０は表示器を光１６及び反射光１７により影響される輝度を有すると知覚する。

【0048】

表示コントラスト比（ＣＲ）は従来より完全オン「白」状態の表示輝度Ｌｗと完全オフ「黒」状態の表示輝度Ｌｂの比、即ち、ＣＲ＝Ｌｗ／Ｌｂとして定義される。より具体的には、表示器がオフされると、黒になる。しかし、表示器が黒くなっても、その黒をユーザーの眼２０は反射光１７（ＲＬ）からの輝度Ｌｂを有すると知覚する。表示器が「オン」され「白」になると、その白をユーザーの眼２０は輝度ＤＬに反射光１７からの輝度ＲＬを加えた輝度Ｌｗを有すると知覚する。「白」表示状態の輝度Ｌｗと「黒」表示状態の輝度Ｌｂの比は絶対コントラスト比（ＣＲ）と呼ばれる。式（１）として表すと、
ＣＲ＝Ｌｗ／Ｌｂ（１）
ＬｗとＬｂの値を式（１）に代入すると、式（２）が得られる。

【0049】

ＣＲ＝（ＲＬ＋ＤＬ）／（ＲＬ）（２）
式（２）を展開すると式（３）が得られる。

【0050】

ＣＲ＝１＋（ＤＬ／ＲＬ）（３）
式（３）からＲＬが増加するとＣＲが減少し及び／又はＤＬが増加するとＣＲが増加すると分かる。しかし、ＤＬを増加させるとより多くのエネルギーを使用することになり電源持続時間がより短くなる。他方、ＲＬを減少させることは電源からより多くのエネルギーを消費することはない。従って、図２に関して下記に明記するように、表示装置上に反射防止被膜を使用すること（又は他のやり方で表示装置の反射率を低減して低反射率表示器を作製すること）を表示装置のエネルギー消費を低減するために利用できる。

【0051】

周囲照明の下、低反射率表示器のＣＲは、主に表示器が周囲光のうちより少ない光を反射しＬｂをより小さくする（表示の黒がより黒く見える）のでより高くなる。第２に低反射率表示器はより多くの光を通過させＬｗを若干増加させる。この場合、ＬｂはＣＲにより大きな影響を持つ傾向がある。

【0052】

図２は１０００ルクス輝度の周囲照明下での２つの異なる表示器についてのコントラスト比（ＣＲ）対平方メートル当りのカンデラ（ｃｄ／ｍ^２）の単位の表示輝度のグラフである。線２０１はその上に被膜のないＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスのカバー基板を有する第１表示器（表示器１）についての関係を描く。表示器１は約４％の第１表面明所視平均反射率を有する。他方、線２０２はその上に光学被膜を持つＣｏｒｎｉｎｇ（登録商標）Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスのカバー基板を有する第２表示器（表示器２）についての関係を描く。表示器２は約０．７％の第１表面明所視平均反射率を有する。２つの表示器は前面反射率以外は同一である。図２から分かるように、表示器２は表示器１と同じＣＲを達成しうるが、より少ない輝度を使用する。より具体的には、約５のＣＲの場合、表示器１は約４００ｃｄ／ｍ^２の輝度を使用し一方、表示器２は２００ｃｄ／ｍ^２未満の輝度を使用する。この理解を使用して、概念的に表示画像品質はエネルギー、電力、及びバッテリー持続時間節約に関係しうる。ＣＲは単純な比Ｌｗ／Ｌｂであるので、低反射率表示器で達成できるようにＬｂを低減すると、ＬｗはＬｂを低減するのと同様の率で低減されることができ、実現されるＣＲは同じになる。従って、より低い反射率により周囲照明下のＬｂを半分に減少させうるなら、Ｌｗ（表示器の輝度出力）も同様に半分に、例えば４００ｃｄ／ｍ^２から２００ｃｄ／ｍ^２に、同様のＣＲを保ちつつ減少させうる。

【0053】

ＣＲ改善に加えて、図３Ａ及び３Ｂに示すように周囲照明下の表示器の色域も低反射率第２表示器により改善する。これは、周囲照明は表示器で表示されている画像の彩度を「洗い流す」傾向があるためである。従って、周囲光の反射率を下げることは（低反射率表示装置を提供することで）この洗い流し効果を低減し、特定の周囲照明レベルに対して色域を増加させ、それにより表示の美的見た目を良くする。彩度を洗い流す効果が図３Ａ及び３Ｂに示されている。

【0054】

図３Ａ及び３Ｂは、異なる周囲照明レベル下での表示器１及び２の（通常その略称ＣＩＥＬＵＶで知られる国際照明委員会（ＣＩＥ）１９７６Ｌ^＊,ｕ^＊,ｖ^＊色空間における）色域描写を示す。より具体的には、図３Ａは１０００ルクスの周囲照度に対する色域描写を示し一方、図３Ｂは１０,０００ルクスの周囲照度に対する同じ色域描写を示す。ここで、２０～５０ルクスはおおよそ薄暗い屋内照明に相当し、３２０～５００ルクスはおおよそ明るい事務室照明に相当し、１０００ルクスはおおよそ曇りの日の屋外に相当し、１０,０００～２５,０００ルクスはおおよそ晴れた日の白昼の屋外（しかし直射日光でない）に相当し、３２,０００～１００,０００ルクスはおおよそ直射日光の屋外に相当する。領域３００は「暗い」を表し、「暗い」は周囲照明なしを意味し、及び／又は周囲照度は０ルクスに設定される。従って、暗い状態では表示器から光は反射されず、各場合（表示器１又は表示器２）で、周囲照明がない時、表示は洗い流されないので、暗い状態は基準及び／又は基線及び／又は比較のための対照状態である。従って、図３Ａにおいて、領域３０１は１０００ルクスの周囲照度下での表示器１（６２０ｃｄ／ｍ^２の輝度に設定された）の色域をユーザーが知覚する仕方を表し一方、領域３０２は１０００ルクスの同じ周囲照度下での表示器２（６４０ｃｄ／ｍ^２の輝度に設定された）の色域をユーザーが知覚する仕方を表す。領域３０１及び３０２を比較すると、表示器２の色域は表示器１の色域より広いと知覚されることが分かる。同様に、図３Ｂにおいて、領域３１１は１０,０００ルクスの周囲照度下での表示器１（６２０ｃｄ／ｍ^２の輝度に設定された）の色域をユーザーが知覚する仕方を表し一方、領域３１２は１０,０００ルクスの同じ周囲照度下での表示器２（６４０ｃｄ／ｍ^２の輝度に設定された）の色域をユーザーが知覚する仕方を表す。領域３１１及び３１２を比較すると、表示器２の色域は表示器１の色域より広いと知覚されることが分かる。同じ周囲照明条件下で表示器１の彩度を表示器２に比べて増加させるために、表示器１の輝度を増加させることができるが、そうするとバッテリー持続時間を減少させる。或いは、表示器１の彩度が特定のユーザーに適切であれば、表示器２の輝度は減らすことができ表示器２の彩度は表示器１の彩度に向かう。それによりバッテリー持続時間は増加し、及び／又は表示器２のエネルギー消費を低減できる。従って、低反射率表示器（例えば、表示器２）の使用は表示の見た目を良くして美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供し、及び／又はエネルギー消費を低減できる。

【0055】

周囲条件に対応するＣＲ及び色域変化に合わせて調整するように表示輝度を変えることのバッテリー持続時間への効果が図４及び５に描かれている。具体的には、図４は、４００ｃｄ／ｍ^２（線４０１）、２１１ｃｄ／ｍ^２（線４０２）、及び１６７ｃｄ／ｍ^２（線４０３）の表示輝度についてサムソンＧａｌａｘｙＳ８スマートフォンのバッテリーレベル（ｙ軸上に％で）対時間（ｘ軸上に分で）のプロットである。表示輝度の効果を分離するためにスマートフォンを飛行機モードで動作させた。表示輝度が４００ｃｄ／ｍ^２に設定された時、バッテリーレベルは約３６０分（約６時間）後に０％、即ち、線４０１がｘ軸と交わる点に到達した。同様に、表示輝度が２１１ｃｄ／ｍ^２に設定された時、バッテリーレベルは約６６０分（約１１時間）後に０％、即ち、線４０２がｘ軸と交わる点に到達した。そして、表示輝度が１６７ｃｄ／ｍ^２に設定された時、バッテリーレベルは約８００分（１３時間超）後に０％、即ち、線４０３がｘ軸と交わる点に到達した。表示電力消費はスマートフォンなどの複雑な装置のバッテリー持続時間に関係する１つの要素であるが、表示器はバッテリー持続時間に影響する重要な要素である。４００ｃｄ／ｍ^２から２１１ｃｄ／ｍ^２への表示輝度の低減は、バッテリー持続時間を約６時間（約３６０分）から約１１時間（約６６０分）に増加させることが示されている。表示器が適切に反射防止であれば、ユーザーは２１１ｃｄ／ｍ^２の輝度の表示器のＣＲは４００ｃｄ／ｍ^２の輝度の高反射率表示器と同じか若干良いＣＲを有すると知覚することを図２及びその説明から思い出して頂きたい。従って、バッテリー持続時間を増加させ及び／又はエネルギー消費を低減するために、反射防止被膜が反射率を低減するように表示器のカバー基板上又は表示器内の別の適切な位置に配置されてよい。別の言い方をすれば、低反射率を持つ表示器を、美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供しながらバッテリー持続時間を延ばすために、あるやり方で（例えば、輝度を低減することで）使用することができる。図５は図４で示されたのと同じ概念を見る別のやり方を示す。より具体的には、図５は図４と同じデータの１／ｘ適合、即ち、ｙ軸上に時間単位のバッテリー持続期間対ｘ軸上に表示輝度（ｃｄ／ｍ^２）のプロットである。図５は４００ｃｄ／ｍ^２の表示輝度の場合、バッテリー持続時間は約６時間、２００ｃｄ／ｍ^２より若干大きい表示輝度の場合、バッテリー持続時間は約１１時間、約１６０ｃｄ／ｍ^２の表示輝度の場合、バッテリー持続時間は約１２．５時間より長いことを示す。１／ｘ依存は輝度の任意の低減に対してバッテリー節約量を人が予想するのを許す。例えば、輝度が２０％だけ（即ち、本書に説明した概念を使うことで元の値の８０％に）低減されると、持続時間は１／０．８＝１．２５だけ増加する（２５％増加）。これは４又は５％の増加がかなり重要と考えられている現在の標準によればかなり大きな増加である。

【0056】

基本コントラスト比は表示性能の１つの測定値である。ユーザーのために美的に楽しませる見る経験を維持する要望がある。従って、表示輝度を低減しそれによりバッテリー持続時間を増加させるのに基本コントラスト比を利用しながら、ユーザーのために美的に楽しませる見る経験を維持するために輝度調整を緩和するようにメトリックが使用される。このメトリックはユーザーの表示性能及び品質の知覚に影響する様々な要素、例えば知覚されるコントラスト比、知覚される明るさ、及び知覚される色域を、周囲環境及び表示内容により引き起こされうるユーザーの眼及び知覚の変化を含めて組み合わせる。開発された１つのそのようなメトリックは、ＣＩＥ技術委員会８‐０１により２００２年に公表された色見た目モデルＣＩＥＣＡＭ０２の下で定義された知覚コントラスト長ＰＣＬである。より高いＰＣＬ値は、実際の世界ユーザーの視点からより高い知覚される画像品質に相当する。別の画像見た目モデルは、論文「ｉＣＡＭ０６：ＨＤＲ画像描画のための洗練された画像見た目モデル」、Ｋｕａｎｇ他、ジャーナルＶｉｓｉｏｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＩｍａｇｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ、第１８巻（２００７）ページ４０６～４１４に記載されたｉＣＡＭ０６である。バッテリー持続時間を増加させる本技術は使用される特定の画像見た目モデル（特定の用途、設計者及びユーザーの好みに依存しうる）に依存しない。また、モデルは新しいデータ及び理解が取り込まれながら時間とともに更新されうる。これらのモデルのいずれも又は類似のモデルは、様々な周囲光条件下での表示画像品質、見易さ、又は読み易さのユーザー知覚を計算するために、説明した実施形態において使用されうる。幾つかの実施形態では、使用されるモデルは次の目標、即ち、表示の明るさのユーザーの知覚、コントラストのユーザーの知覚、及び／又はユーザーにより知覚される内容の彩度を取り込む。幾つかの実施形態では、モデルは周囲光レベル、周囲照明の色、表示器反射率、及び表示器に示されている内容の種類も、又は代わりに入力として含んでもよい。

【0057】

図６Ａ及び６Ｂは、２つの異なる表示器、即ち、約４％の前面反射率を持つ上記表示器１と約０．７％の第１表面反射率を持つ上記表示器２についての計算された知覚コントラスト長ＰＣＬのデータに放物線適合を使用して描かれている。点は色見た目モデルＣＩＥＣＡＭ０２を通り明るさＱを生成する測定値を表す。白の場合の明るさＱと黒の場合の明るさＱの差がＰＣＬであり、これらの図にプロットされている。表示輝度においてデータが非線形なので放物線適合を使用した。図６Ａ及び６Ｂに示したように、１０００～１０,０００ルクスの明るい周囲照明条件下でＰＣＬは表示器１より低い反射率の表示器２では増加する。より具体的には図６Ａは、１０００ルクスの周囲照度の場合の表示器１のＰＣＬ（線６０１）と表示器２のＰＣＬ（線６０２）を示す。図６Ａで分かるように、約２００から６００ｃｄ／ｍ^２を超えるまでの表示輝度に亘って線６０２は線６０１より高い。従って、表示器２（表示器１より低い反射率を持つ）は表示器１（表示器２より高い反射率を持つ）より高いＰＣＬを有する。同様に、図６Ｂは、１０,０００ルクスの周囲照度の場合の表示器１のＰＣＬ（線６１１）と表示器２のＰＣＬ（線６１２）を示す。図６Ｂで分かるように、約２００から６００ｃｄ／ｍ^２を超えるまでの表示輝度に亘って線６１２は線６１１より高い。従って、表示器２（表示器１より低い反射率を持つ）は表示器１（表示器２より高い反射率を持つ）より高いＰＣＬを有する。また、表示輝度が増加すると特定の表示輝度についてのＰＣＬの差（即ち、線６０１と６０２及び／又は６１１と６１２のｙ方向の距離）は増加することが図６Ａ及び６Ｂ両方で分かる。

【0058】

図７は、低反射率の表示器２の正規化されたＰＣＬと標準反射率の表示器１のＰＣＬの比をプロットすることで、図６Ａ及び６Ｂに示された傾向をまとめる。より具体的には図７はｙ軸上の表示器１のＰＣＬで割った表示器２のＰＣＬの比（表示器１が４００ｃｄ／ｍ^２輝度に設定された時）対ｘ軸上の表示器２の輝度を示す。図７のＰＣＬ比が１又は約１である時、２つの表示器のＰＣＬは同じであり、図７の比が１より高いと、表示器２は表示器１より高いＰＣＬ及び／又はより高い知覚される画像品質を有する。図７は更に１０００ルクス（線７１０）～１０,０００ルクス（線７２０）の周囲照明範囲の場合、表示器２の輝度は２２０～２８０ｃｄ／ｍ^２の範囲（破線長円７３０で示す）に下げられ４００ｃｄ／ｍ^２に設定された標準表示器１に匹敵するＰＣＬを与えうることを示す。即ち、破線長円７３０で指定された表示器２輝度レベル内では、ＰＣＬ比は約１に留まる。従って、低減された表示輝度によるエネルギー使用量の低減及び表示器２を使用するシステムの対応するバッテリー持続時間増加は標準表示器１を使用するシステムに比べて大幅でありうる。

【0059】

上述した方法は装置製造業者によって表示装置動作条件をプログラムするために使用され、表示装置自体にプログラムされ、及び／又は、表示装置動作条件を、例えばプログラミングアルゴリズムで修正するのに最終消費者により使用され、より長いバッテリー持続時間（本方法を使用しない装置に比べて）の装置を実現し、美的に楽しませる見る経験を表示装置のユーザーに提供しうる。

【0060】

まとめると、方法、プロセス、プログラミングアルゴリズム、及び／又はプログラムされた表示装置は次のステップ又は要素を組み込んでもよい。

【0061】

（１）表示装置及び／又はカバー基板反射率値を得ること。反射率値は能動的に検出されても、又は装置製造構成に基づく固定パラメータであってもよい。好ましくは、表示装置は、１％以下の第１表面反射率、３％以下の総反射率（埋め込まれた界面を含む）を持つ又は有し、１０ＧＰａ以上、例えば１２ＧＰａ以上、又は１３ＧＰａ以上、又は１４ＧＰａ以上、又は１５ＧＰａ以上、又は１６ＧＰａ以上、又は１７ＧＰａ以上、又は１８ＧＰａ以上、又は１９ＧＰａ以上、５０ＧＰａまでの最大硬度を１００～５００ｎｍの押し込み深さに亘って有する低反射率被覆タッチスクリーンを備える。

【0062】

（２）周囲照明レベル及び／又は周囲照明色を得ること。これらの周囲条件は表示装置自体内のセンサーによって能動的に検出されても、又は表示装置に外部センサーから提供されてもよい。

【0063】

（３）ユーザーが表示器で見ることを選択する内容を特定すること。内容は、例えば映像、映画、絵、図形、テキスト、及び／又は電子メールを含んでよい。異なる内容は、表示装置明るさ、色レベル、コントローラ使用時間に関して異なる量のエネルギーを消費する。

【0064】

（４）表示品質のユーザーの知覚を画像見た目モデルを使って計算すること。このモデルは表示された画像のユーザーにより知覚される明るさ、ユーザーにより知覚されるコントラスト、又はユーザーにより知覚される彩度を計算、近似、又は出力する。知覚される表示品質は明るさ、コントラスト、及び色の目標レベルと比較されてよい。画像見た目モデルはステップ１～３で評価した上記表示反射率、周囲照明、及び表示内容のうち１つ以上を取り込んでもよい。

【0065】

（５）知覚される表示品質が目標表示品質より高い時、知覚される表示品質が目標表示品質と一致しエネルギー消費を減らすように表示装置条件を調整すること。表示装置条件は、例えば画像見た目モデルに従って許容できる目標ユーザー体験を維持しながら、表示輝度出力及び／又は色を含んでもよい。

【0066】

本書に開示した表示装置は表示器を有する物品（又は表示装置）（例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム、装着可能装置（例えば、腕時計）などを含む消費者家電）、建築物、輸送体（例えば、自動車、列車、航空機、船など）、電気製品、又は改善された表示見易さ、耐傷性、耐摩耗性、又はこれらの組み合わせから恩恵を受ける任意の物品などの別の物品に組み込まれてよい。本書に開示した表示装置及び／又は反射防止被膜のいずれかを組み込んだ代表的な物品が図８Ａ及び８Ｂに示されている。具体的には、図８Ａ及び８Ｂは前面８０４、裏面８０６、及び側面８０８を有するハウジング８０２と、少なくとも部分的に又は完全にハウジング内にあり、少なくとも１つのコントローラ、メモリ、及びハウジングの前面にあるか又はそれに隣接した表示装置８１０を含む複数の電気部品（不図示）と、表示器を覆うようにハウジングの前面にあるか又はそれを覆うカバー基板８１２とを備える消費者電子装置８００を示す。幾つかの実施形態では、カバー基板８１２は表示器に低反射率を与える低反射率基板であり、本書に記載の原理に従って使用されバッテリー持続時間を増加させ及び／又は美的に楽しませる見る経験をユーザーに提供しうる。

【0067】

表示器は様々なやり方で低反射率にされてよい。ここで低反射率のカバーガラス積層体の４つの実施例が説明される。

【0068】

実施例１
実施例１の製造されたままのサンプル（「実施例１」）は、６７モル％ＳｉＯ_２、４モル％Ｂ_２Ｏ_３、１３モル％Ａｌ_２Ｏ_３、１４モル％Ｎａ_２Ｏ、及び２モル％ＭｇＯの公称組成を持つガラス基板を準備し、ガラス基板上に下記の表１に示す１３層を有する反射防止被膜を配置することで形成された。この実施例の製造されたままのサンプルのそれぞれの反射防止被膜（例えば、本開示に概説した反射防止被膜と一致する）は反応性スパッタリングプロセスを使用して蒸着された。

【0069】

【表1】

【0070】

実施例２
実施例２の製造されたままのサンプル（「実施例２」）は、６７モル％ＳｉＯ_２、４モル％Ｂ_２Ｏ_３、１３モル％Ａｌ_２Ｏ_３、１４モル％Ｎａ_２Ｏ、及び２モル％ＭｇＯの公称組成を持つガラス基板を準備し、ガラス基板上に下記の表２に示す１３層を有する反射防止被膜を配置することで形成された。この実施例の製造されたままのサンプルのそれぞれの反射防止被膜（例えば、本開示に概説した反射防止被膜と一致する）は反応性スパッタリングプロセスを使用して蒸着された。

【0071】

【表2】

【0072】

実施例３
実施例３の製造されたままのサンプル（「実施例３」）は、６９モル％ＳｉＯ_２、１０モル％Ａｌ_２Ｏ_３、１５モル％Ｎａ_２Ｏ、及び５モル％ＭｇＯの公称組成を持つガラス基板を準備し、ガラス基板上に下記の表３に示す５層を有する反射防止被膜を配置することで形成された。この実施例の製造されたままのサンプルのそれぞれの反射防止被膜（例えば、本開示に概説した反射防止被膜と一致する）は反応性スパッタリングプロセスを使用して蒸着された。

【0073】

実施例３のサンプルモデル（「実施例３‐Ｍ」）は、この実施例の製造されたままのサンプルで使用するガラス基板と同じ組成を有するガラス基板を使用すると仮定した。また、サンプルモデルのそれぞれの反射防止被膜は下記の表３に示す層材料及び物理的厚みを有すると仮定した。

【0074】

【表3】

【0075】

実施例４
実施例４の製造されたままのサンプル（「実施例４」）は、６９モル％ＳｉＯ_２、１０モル％Ａｌ_２Ｏ_３、１５モル％Ｎａ_２Ｏ、及び５モル％ＭｇＯの公称組成を持つガラス基板を準備し、ガラス基板上に図２Ａ及び下記の表４に示す７層を有する反射防止被膜を配置することで形成された。この実施例の製造されたままのサンプルのそれぞれの反射防止被膜（例えば、本開示に概説した反射防止被膜と一致する）は反応性スパッタリングプロセスを使用して蒸着された。

【0076】

実施例４のサンプルモデル（「実施例４‐Ｍ」）は、この実施例の製造されたままのサンプルで使用するガラス基板と同じ組成を有するガラス基板を使用すると仮定した。また、サンプルモデルのそれぞれの反射防止被膜は下記の表４に示す層材料及び物理的厚みを有すると仮定した。

【0077】

【表4】

【0078】

カバー基板８１２は上記実施例１～４のいずれであっても、又は低反射率及び高硬度に関して類似の属性を達成する他の実施例であってもよい。低反射率は可視波長領域に亘る１％以下、例えば０．９％以下、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２５％以下、又は０．２％以下の第１表面明所視平均光反射率であってもよい。或いは又は加えて、低反射率は可視波長領域に亘る４％以下、例えば３．５％以下、３．０％以下、２．５％以下、又は２％以下の総明所視平均光反射率であってもよい。高硬度は１０ＧＰａ以上、例えば１１ＧＰａ以上、又は１２ＧＰａ以上、又は１３ＧＰａ以上、又は１４ＧＰａ以上、又は１５ＧＰａ以上、又は１６ＧＰａ以上、又は１７ＧＰａ以上、又は１８ＧＰａ以上、又は１９ＧＰａ以上、又は２０ＧＰａ以上、幾つかの実施形態では、５０ＧＰａまでの最大硬度を含んでもよい。

【0079】

幾つかの実施形態では、反射防止被膜を有する物品は、可視波長領域に亘る１％以下、例えば０．９％以下、０．８％以下、０．７％以下、０．６％以下、０．５％以下、０．４％以下、０．３％以下、０．２５％以下、又は０．２％以下の第１表面明所視平均光反射率を示す。本書において、「可視波長領域」は反射防止表面で測定した時（例えば、物品の被覆されていない裏面からの反射を、例えば吸収体に結合された裏面に屈折率整合油を使用することで又は他の既知の方法で取り除いた時の第１表面反射率）、約３８０ｎｍから約７２０ｎｍ、例えば約４００ｎｍから約８００ｎｍ、より正確には約４５０ｎｍから約６５０ｎｍの波長範囲を含む。そうでないと指定されない限り、平均反射率は０度の垂直入射照射角で測定される（しかし、そのような測定値はほぼ垂直入射照射角、即ち、垂直から１０度まででとられてもよい）。

【0080】

本書で使用されるように、「明所視平均反射率」は、反射率対波長スペクトルを人の眼の感度に応じて重み付けすることで人の眼の応答を真似る。明所視平均反射率は、既知の規定、例えばＣＩＥ色空間規定に従って反射光の輝度又は三刺激Ｙ値として定義されてもよい。明所視平均反射率は式（４）において、光源スペクトルＩ(λ)と眼のスペクトル感度に関係するＣＩＥ色マッチング関数ｙ^－(λ)とを乗じられたスペクトル反射率Ｒ(λ)として定義される。

【0081】

【数1】

【0082】

幾つかの実施形態では、反射防止被膜を有する物品は、可視波長領域に亘って４％以下、例えば３．５％以下、３．０％以下、２．５％以下、又は２％以下の総明所視平均光反射率を示す。

【0083】

幾つかの実施形態では、反射防止被膜を有する物品は、１０ＧＰａ以上、例えば１１ＧＰａ以上、又は１２ＧＰａ以上、又は１３ＧＰａ以上、又は１４ＧＰａ以上、又は１５ＧＰａ以上、又は１６ＧＰａ以上、又は１７ＧＰａ以上、又は１８ＧＰａ以上、又は１９ＧＰａ以上、又は２０ＧＰａ以上、幾つかの実施形態では、５０ＧＰａまでの最大硬度を示す。

【0084】

本書で使用されるように、最大硬度はバーコビッチ圧子硬度試験により測定される。本書で使用されるように、「バーコビッチ圧子硬度試験」は材料の表面での硬度をその表面をダイヤモンド・バーコビッチ圧子で押し込むことで測定することを含む。バーコビッチ圧子硬度試験は物品の反射防止表面又は反射防止被膜の表面をダイヤモンド・バーコビッチ圧子で押し込み約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲内の押し込み深さ（又は反射防止被膜又は層の全厚み、どちらか小さい方）まで押し込みを形成し、この押し込みから全押し込み深さ範囲に沿って、又は押し込み深さの特定の部分（例えば、約１００ｎｍから約５００ｎｍの深さ範囲内の）に沿って様々な点において、又は特定の押し込み深さ（例えば、１００ｎｍの深さ、５００ｎｍの深さなど）において硬度を測定することを含む。硬度は通常、Ｏｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．；Ｐｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ．Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｔｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｈａｒｄｎｅｓｓａｎｄｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｕｓｉｎｇｌｏａｄａｎｄｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｅｎｓｉｎｇｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，１９９２，１５６４－１５８３；及びＯｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．ａｎｄＰｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ， “ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＨａｒｄｎｅｓｓａｎｄＥｌａｓｔｉｃＭｏｄｕｌｕｓｂｙＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＩｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ：ＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＵｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇａｎｄＲｅｆｉｎｅｍｅｎｔｓｔｏＭｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ”，Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１，２００４，３－２０に明記された方法を使用して測定される。また、硬度が押し込み深さ範囲（例えば、約１００ｎｍから約５００ｎｍの深さ範囲で）に亘って測定される時、結果は特定の範囲内の最大硬度として報告され、最大値はその範囲内の各深さで取った測定値から選択されうる。本書で使用されるように、「硬度」及び「最大硬度」は両方とも硬度値の平均ではなく測定されたままの硬度値を指す。同様に、硬度が押し込み深さにおいて測定される時、バーコビッチ圧子硬度試験から得られた硬度値はその特定の押し込み深さについて与えられる。

【0085】

通常、下にある基板より硬い被膜のナノ押し込み測定方法（例えば、バーコビッチ圧子を使用する）では、測定された硬度は浅い押し込み深さにおいて可塑性領域の発生によって初めは増加するように見えることがあり、より深い押し込み深さにおいて増加し最大値又は横ばいに達する。その後、硬度は更により深い押し込み深さにおいて下にある基板の効果によって減少し始める。被膜に比べてより大きな硬度を有する基板が利用される場合、同じ効果が見られうるが、硬度は下にある基板の効果によってより深い押し込み深さにおいて増加する。

【0086】

押し込み深さ範囲及びある押し込み深さ範囲における硬度値は、下にある基板の効果なしに本書に記載された光学膜構造体及びその層の特定の硬さ応答を特定するために選択されうる。バーコビッチ圧子で基板上に配置された光学膜構造体の硬度を測定する時、材料の永久変形領域（可塑性領域）はその材料の硬度と関連する。押し込みの間、弾性応力場が永久変形領域を超えて広がる。押し込み深さが増加すると、見かけの硬度及び係数は下にある基板との応力場相互作用により影響される。硬度への基板の影響はより深い押し込み深さにおいて発生する（例えば、通常光学膜構造体又は層厚みの約１０％超の深さ）。また、更なる複雑さは、硬さ応答はある最小負荷を押し込みプロセスの間、全塑性を発達させるのに利用することである。その最小負荷の前に、硬度は概ね増加傾向を示す。

【0087】

小さい押し込み深さ（小さい負荷とも特徴付けられうる）（例えば、５０ｎｍまで）において、材料の見かけの硬度は押し込み深さに対して著しく増加するように見える。この小さい押し込み深さ領域は硬度の真のメトリックを表わさず、圧子の曲率の有限半径に関係する上記可塑性領域の発達を反映する。中間の押し込み深さでは、見かけの硬度は最大レベルに近づく。より深い押し込み深さでは、押し込み深さが増加すると基板の影響がより顕著になる。押し込み深さが光学膜構造体厚み又は層厚みの約３０％を超えると硬度は著しく減少し始めることがある。

【0088】

上述したように、当業者は、例えば基板により過度に影響されることなくバーコビッチ圧子硬度試験から得た被膜及び／又は物品の硬度及び最大硬度値がこれらの要素を示すことを保証するのに様々な試験関連考慮（押し込み深さを含む）を考えうる。

【0089】

本書に記載された実施形態及び機能動作は、デジタル電子回路、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、又はハードウェア（本明細書に開示した構造体及びその構造等価物を含む）、又はそれらの１つ以上の組合せにおいて実施されうる。本書に記載された実施形態は１つ以上のコンピュータプログラム製品、例えばデータ処理装置による又はその動作を制御する実行のための有形のプログラム担体上に符号化されたコンピュータプログラム命令群の１つ以上のモジュールとして実施されうる。有形のプログラム担体はコンピュータ読取可能媒体でありうる。コンピュータ読取可能媒体はマシン読取可能記憶装置、マシン読取可能記憶基板、メモリ装置、又はそれらの１つ以上の組合せであってよい。

【0090】

用語「プロセッサ」又は「コントローラ」はデータを処理するための全ての装置、デバイス、及びマシン（例としてプログラマブルプロセッサ、コンピュータ、又はマルチ・プロセッサ又はコンピュータを含む）を含みうる。プロセッサはハードウェアに加えて対象のコンピュータプログラムのための実行環境を生成するコード、例えばプロセッサファームウェア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、又はそれらの１つ以上の組合せを構成するコードを含みうる。

【0091】

コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、スクリプト、又はコードとしても知られる）は任意の形態のプログラミング言語（コンパイルされた又は実行時解釈される言語、又は宣言又は手続き形言語を含む）で記述され、任意の形態（独立プログラム、モジュール、部品、サブルーチン、又は計算機環境での使用に適した他のユニットとして）で配布されうる。コンピュータプログラムはファイルシステム内のファイルに必ずしも一致しない。プログラムは、他のプログラム又はデータ（例えば、マーク付け言語文書内に記憶された１つ以上のスクリプト）を保持するファイルの一部に、又はその対象のプログラム専用の単一ファイルに、又は複数の連係されたファイル（例えば、１つ以上のモジュール、サブプログラム、又はコード部分を記憶するファイル）内に記憶されうる。コンピュータプログラムは１つのコンピュータ上又は１つの場所に位置するか複数の場所に分散され通信ネットワークにより相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように配布されうる。

【0092】

本書に記載された処理は、入力データを処理し、出力を生成することによって機能する１つ以上のコンピュータプログラムを実行する１つ以上のプログラマブルプロセッサによって実行されうる。また、処理及び論理フローは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用論理回路によって実行されてもよく、装置はそのような専用論理回路として実現されてもよい。

【0093】

コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として、汎用及び専用マイクロプロセッサ、及び任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサを含む。通常、プロセッサは、読出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、又はそれら両方から命令群及びデータを受け取る。コンピュータの必須要素は、命令群を実行するためのプロセッサ、及び命令群及びデータを記憶するための１つ以上のデータメモリ装置である。通常、コンピュータは、データを記憶するための１つ以上の大容量記憶装置、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は光ディスクも含むか、又はそれらからデータを受信するか、それらへデータを転送するか、又は両方のために動作可能に接続される。しかし、コンピュータがそのような装置を有する必要はない。また、コンピュータは、別の装置、例えば携帯電話、携帯端末（ＰＤＡ）に埋め込まれうる。

【0094】

コンピュータプログラム命令群及びデータを記憶するのに適したコンピュータ読取可能媒体は、不揮発性メモリ、媒体、及びメモリ装置を含む全ての形態のデータメモリを含み、例として半導体メモリ装置、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュメモリ装置、磁気ディスク、例えば内部ハードディスク又は取り外し可能ディスク、光磁気ディスク、及びＣＤ－ＲＯＭ及びＤＶＤ－ＲＯＭディスクを含む。プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補足されても、又は組み込まれてもよい。

【0095】

本書に記載された実施形態は、ユーザーとの対話を可能にするために、ユーザーに情報を表示するための表示装置、例えば、ＣＲＴ（陰極線管）又はＬＣＤ（液晶ディスプレー）モニタなどと、ユーザーがコンピュータに入力を提供できるキーボード及びポインティングデバイス、例えば、マウス又はトラックボール、又はタッチスクリーンとを有するコンピュータ上で実施されうる。ユーザーとの対話を可能にするために、他の種類の装置も使用できる。例えば、ユーザーからの入力は、音響、音声、又は触覚入力を含む任意の形態で受け取られうる。

【0096】

本書に記載された実施形態は、例えばデータサーバとしてバックエンド部品を含むか、又はミドルウェア部品、例えばアプリケーションサーバを含むか、又はフロントエンド部品、例えばユーザーが本書に記載された主題の実施形態とそれを通して対話できるグラフィカルユーザーインターフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータを含むか、又は１つ以上のそのようなバックエンド部品、ミドルウェア部品、又はフロントエンド部品の任意の組合せを含む計算機システムにおいて実施されうる。そのシステムの部品群は、デジタルデータ通信の任意の形態又は媒体、例えば通信ネットワークによって相互接続されうる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）、例えば、インターネットを含む。

【0097】

計算機システムは、クライアント及びサーバを含みうる。クライアント及びサーバは、一般的に互いから離れており、通常通信ネットワークを介して対話する。クライアントとサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され互いとクライアント・サーバ関係を有するコンピュータプログラムによって生じる。

【0098】

本書において使用されるように、用語「約」は量、サイズ、配合、パラメータ、及び他の数量及び特性が正確でなく正確である必要もないが、おおよそ及び／又はより大きいかより小さく、望まれるように、許容範囲、換算率、丸め、測定誤差など、及び当業者に既知の他の因子を反映する場合があることを意味する。用語「約」が値又は範囲の端点を記述するのに使用される時、その開示はその特定の値又は端点を含むと理解されるべきである。本明細書において数値又は範囲の端点に「約」が付いていてもいなくても、その数値又は範囲の端点は２つの実施形態、「約」により修飾されたものと修飾されていないものを含むよう意図されている。各範囲の端点は他方の端点と関係して、また他方の端点とは独立して意味があることも理解されよう。

【0099】

本書で使用される用語「実質的な」、「概ね」、及びそれらのバリエーションは記述された特徴が、ある値又は記述に等しい又はほぼ等しいことを表すよう意図されている。例えば、「概ね平面の」表面は、平面又はほぼ平面である表面を表すよう意図されている。また、「概ね」は２つの値が等しい又はほぼ等しいことを示すよう意図されている。幾つかの実施形態では、「概ね」は互いから約１０％以内の値、例えば互いから約５％以内、又は互いから約２％以内の値を示す場合がある。

【0100】

本書で使用される方向の用語、例えば上へ、下へ、右へ、左へ、前、後、上部、底部、内方へ、外方へは描かれた図を参照してのみ使用され、絶対的な方向を意味するように意図されていない。

【0101】

本書で使用されるように、英語の「the」、「a」、又は「an」は「少なくとも１つの」を意味し、そうでないと明示的に示されない限り、「ただ１つの」に限定されるべきでない。従って、例えば、１つの構成要素への言及は、文脈からそうでないと明らかに示されない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する実施形態を含む。

【0102】

本書で使用されるように、用語「comprising」及び「including」、及びそれらのバリエーションは、そうでないと示されない限り、同義でオープンエンドであると解釈されるべきである。移行句comprising又はincludingに続く要素のリストは非排他的リストであり、リストに具体的に記述されたそれらの他に要素が存在することがある。

【0103】

本開示の要旨と範囲から逸脱することなく、様々な部分変更及び変形が本開示にされうることは当業者には明らかであろう。従って、本開示は、そのような部分変更及び変形が添付の請求項及びそれらの等価物の範囲内に入る場合、それらを含むことが意図されている。

【0104】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0105】

【0106】

実施形態２
前記周囲照明条件は輝度を含む、実施形態１記載の方法。

【0107】

実施形態３
前記周囲照明条件は色を含む、実施形態１又は２記載の方法。

【0108】

実施形態４
前記周囲照明条件は前記表示装置によって能動的に検出される、実施形態１～３のいずれかに記載の方法。

【0109】