[发明专利]定向显示设备

权利要求书

1.一种定向显示设备，包括：

显示装置，所述显示装置包括：

透射式空间光调制器，所述透射式空间光调制器包括像素阵列，所述像素阵列被布置用于调制从所述像素阵列中通过的光；

波导，所述波导具有输入端和用于沿所述波导引导光的相对的第一引导表面和第二引导表面，所述相对的第一引导表面和第二引导表面从所述输入端跨所述空间光调制器延伸；以及

光源阵列，所述光源阵列在跨所述波导的输入端的横向方向上的不同输入位置处，所述波导可被布置用于将来自跨所述输入端的所述不同输入位置处的光源的输入光作为输出光导向穿过所述第一引导表面，以供通过所述空间光调制器在分布在所述横向方向中的输出方向上进入各自的光学窗，所述输出方向取决于所述输入位置，

所述定向显示设备还包括：

传感器系统，所述传感器系统被布置用于检测观察者相对于所述显示装置的位置；以及

控制系统，所述控制系统被布置用于操作所述光源以基于被检测到的观察者的位置将光导向进入一个或多个观察窗，所述一个或多个观察窗包括至少一个光学窗，

其中所述控制系统被布置用于基于所述传感器系统的输出来更改所述一个或多个观察窗的光学窗数量。

2.根据权利要求1所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于在所述横向方向上被检测到的观察者的位置来更改所述一个或多个观察窗的光学窗数量。

3.根据权利要求2所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于被检测到的观察者的位置而增加所述一个或多个观察窗的光学窗数量，所述观察者处于在所述横向方向上以预先确定的量远离所述显示装置的法线移位的位置中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于沿所述显示装置的法线的被检测到的观察者的位置来更改所述一个或多个观察窗的光学窗数量。

5.根据权利要求4所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于被检测到的观察者的位置来增加所述一个或多个观察窗的光学窗数量，所述观察者处于沿所述显示装置的法线以预先确定的量远离标称窗平面朝向所述显示装置的移位的位置中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于所述观察者在所述横向方向上离开所述显示装置的法线的速度或加速度来更改所述一个或多个观察窗的光学窗数量。

7.根据权利要求6所述的定向显示设备，其中所述控制系统被布置用于响应于所述观察者在所述横向方向上离开所述显示装置的法线的超过预先确定的量的速度或加速度来增加所述一个或多个观察窗的光学窗数量。

8.根据前述权利要求中任一项所述的定向显示设备，其中所述第一引导表面被布置用于通过全内反射引导光，并且所述第二引导表面包括多个光提取结构特征，所述光提取结构特征被取向为在多个方向上反射被引导穿过所述波导的光，从而允许作为所述输出光穿过所述第一引导表面离开。

9.根据权利要求8所述的定向显示设备，其中所述第二引导表面具有介于所述光提取结构特征之间的中间区域，所述中间区域被布置用于引导光穿过所述波导，而不对光进行提取。

10.根据权利要求9所述的定向显示设备，其中所述第二引导表面具有阶梯式形状，所述阶梯式形状包括构成所述光提取结构特征的小平面和所述中间区域。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的定向显示设备，其中所述第一引导表面被布置用于通过全内反射引导光，并且所述第二引导表面为基本上平面的并且以一定的角度倾斜，以在破坏所述全内反射的多个方向上反射光，以便穿过所述第一引导表面输出光，

所述显示装置还包括偏转元件，所述偏转元件跨所述波导的第一引导表面延伸，以便使光朝所述空间光调制器的法线偏转。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的定向显示设备，其中所述波导具有面向所述输入端的反射端，以便将来自所述输入光的光穿过所述波导反射回，所述波导被布置用于在从所述反射端反射之后穿过所述第一引导表面输出光。

13.根据权利要求12所述的定向显示设备，其中所述反射端在所述横向方向上具有正光焦度。