CN113075793B - 显示装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置包括光源、波导元件、液晶耦合器、第一全像光学元件以及第二全像光学元件。光源配置以发射光线。波导元件位于光源上方。液晶耦合器位于波导元件与光源之间。第一全像光学元件位于波导元件的顶面上，其中液晶耦合器配置以改变光线入射至第一全像光学元件的入射角度。第二全像光学元件位于波导元件的顶面上，且第二全像光学元件与第一全像光学元件在水平方向上间隔第一距离，其中第二全像光学元件配置以绕射光线至波导元件下方。显示装置具有高光学效率、高视角以及高视窗尺寸之特征。

Description

显示装置及其操作方法
技术领域
本揭露系关于一种显示装置及一种显示装置的操作方法。
背景技术
一般而言，扩增实境(Augmented Reality,AR)眼镜通常具有光源、透镜及光学组合器，使光源发出的光线可藉由透镜及光学组合器迭加至真实场景中，以达到提供使用者资讯之效果。然而，当光学组合器以波导元件与几何光栅做为组合时，几何光栅的环境光穿透度低，扩增实境眼镜容易产生鬼影(Ghost Image)，造成扩增实境眼镜的良率降低。并且，当光学组合器以波导元件与绕射光栅做为组合时，由于光源发出的光线于光学组合器中进行绕射，光线的能量会分散且不集中，造成光线的效率降低，并且绕射光栅的绕射效果与光线的波长相关，无法达到高共用性之效果。举例来说，当光学组合器将三片体积全像光栅直接堆迭在波导元件上时，波形因数(Form Factor)小但光线颜色间会产生串扰(Crosstalk)。
发明内容
本揭露之一技术态样为一种显示装置。
根据本揭露一实施方式，一种显示装置包括光源、波导元件、液晶耦合器、第一全像光学元件以及第二全像光学元件。光源配置以发射光线。波导元件位于光源上方。液晶耦合器位于波导元件与光源之间。第一全像光学元件位于波导元件的顶面上，其中液晶耦合器配置以改变光线入射至第一全像光学元件的入射角度。第二全像光学元件位于波导元件的顶面上，且第二全像光学元件与第一全像光学元件在水平方向上间隔第一距离，其中第二全像光学元件配置以绕射光线至波导元件下方。
在本揭露一实施方式中，上述液晶耦合器为液晶透镜组。液晶透镜组包括第一透镜、透明电极与第一液晶层。第一液晶层位于第一透镜与透明电极之间。
在本揭露一实施方式中，上述液晶透镜组配置以藉由调整第一液晶层的电场以改变第一透镜的光轴方向。
在本揭露一实施方式中，上述液晶透镜组更包括第二透镜与第二液晶层。透明电极位于第一液晶层与第二液晶层之间。第二液晶层位于第二透镜与透明电极之间。
在本揭露一实施方式中，上述第一液晶层的液晶长度方向与第二液晶层的液晶长度方向不同。
在本揭露一实施方式中，上述液晶耦合器为液晶棱镜。液晶棱镜包括基板、透明电极与液晶层。透明电极位于基板上。液晶层位于透明电极上。
在本揭露一实施方式中，上述液晶棱镜配置以藉由改变透明电极的电压，使液晶层的液晶往垂直方向旋转以改变液晶棱镜的折射率。
在本揭露一实施方式中，上述液晶棱镜配置以藉由改变透明电极的电压，使液晶层的液晶往水平方向旋转以改变液晶棱镜的折射率。
在本揭露一实施方式中，上述液晶耦合器为液晶光栅。液晶光栅包括基板、透明电极与液晶层。透明电极位于基板上。液晶层位于透明电极上。
在本揭露一实施方式中，上述液晶光栅的透明电极彼此间隔第二距离。
在本揭露一实施方式中，上述液晶光栅配置以藉由改变透明电极的电压，使液晶层的一部分液晶往垂直方向旋转。
在本揭露一实施方式中，上述光源配置以间隔发射红光、绿光以及蓝光至液晶耦合器中。
在本揭露一实施方式中，上述液晶耦合器配置以控制红光、绿光与蓝光以不同的入射角度入射至第一全像光学元件。
在本揭露一实施方式中，上述第二全像光学元件配置以绕射红光、绿光以及蓝光。经第二全像光学元件绕射后的红光、绿光以及蓝光皆具有相同的出射绕射角度。
在本揭露一实施方式中，上述第二全像光学元件具有第一光栅、第二光栅以及第三光栅。第一光栅、第二光栅以及第三光栅沿水平方向相邻设置。
在本揭露一实施方式中，上述第一光栅、第二光栅与第三光栅分别为红色、绿色与蓝色。
在本揭露一实施方式中，上述第一光栅较第三光栅靠近第一全像光学元件。第一光栅的折射率低于第三光栅的折射率。
在本揭露一实施方式中，上述第二光栅的折射率高于第一光栅的折射率且低于第三光栅的折射率。
本揭露之一技术态样为一种显示装置的操作方法。
根据本揭露一实施方式，一种显示装置的操作方法包括：从光源发射光线至液晶耦合器中；使用液晶耦合器以改变光线入射至第一全像光学元件的入射角度，其中第一全像光学元件位于波导元件的顶面上；藉由第一全像光学元件绕射光线，使光线在波导元件中进行全反射；以及藉由在波导元件的顶面上的第二全像光学元件绕射光线，使光线传递至波导元件下方。
在本揭露一实施方式中，上述从光源发射光线至液晶耦合器中更包括间隔发射红光、绿光与蓝光至液晶耦合器中。
在本揭露上述实施方式中，显示装置的液晶耦合器可改变光线入射至第一全像光学元件的入射角度，并且第一全像光学元件具有镜子功能，可将光线传递至波导元件中，使光线在波导元件中进行全反射以将光线传递至第二全像光学元件。第二全像光学元件对光线的初始绕射角度具有高敏感度。波导元件中的光线只在通过第二全像光学元件的特定位置(例如第一、第二或第三光栅)后进行解耦合(Decoupling)，以将光线传递至波导元件下方。如此一来，光线的能量较集中且不易分散，因此显示装置具有高光学效率、高视角(Field Of View,FOV)以及高视窗尺寸(Eye Box)之特征。
附图说明
当结合随附诸图阅读时，得自以下详细描述最佳地理解本揭露之一实施方式。应强调，根据工业上之标准实务，各种特征并未按比例绘制且仅用于说明目的。事实上，为了论述清楚，可任意地增大或减小各种特征之尺寸。
图1绘示根据本揭露一实施方式之配戴装置的立体图。
图2绘示图1中之显示装置沿线段1B-1B的剖面图。
图3绘示根据本揭露另一实施方式之显示装置的剖面图。
图4A绘示根据本揭露一实施方式之液晶透镜组的立体图。
图4B绘示根据本揭露一实施方式之液晶透镜组的电压与角度关系图。
图5绘示根据本揭露另一实施方式之液晶棱镜的立体图。
图6绘示根据本揭露另一实施方式之液晶棱镜的示意图。
图7绘示根据本揭露另一实施方式之液晶光栅的立体图。
图8绘示根据本揭露一实施方式之显示装置的操作方法的流程图。
附图标记：
100:显示装置 110:光源
120:波导元件 122:顶面
130:液晶耦合器 130a:液晶透镜组
130b:液晶棱镜 130c:液晶棱镜
130d:液晶光栅 131:第一透镜
132:第二透镜 132b:基板
132c:基板 132d:基板
133:第一液晶层 134:第二液晶层
134b:透明电极 134c:透明电极
134d:透明电极 135:透明电极
136b:液晶层 136c:液晶层
136d:液晶层 140:第一全像光学元件
150:第二全像光学元件 152:第一光栅
154:第二光栅 156:第三光栅
200:配戴装置 1B-1B:线段
D1:水平方向 D2:垂直方向
E:视窗尺寸 F:视角范围
L:光线 S1:步骤
S2:步骤 S3:步骤
S4:步骤 V:电压
d1:第一距离 d2:第二距离
θ1:入射角度 θ2:初始绕射角度
θ3:出射绕射角度 θa:角度
θb:角度
具体实施方式
以下揭示之实施方式内容提供了用于实施所提供的标的之不同特征的许多不同实施方式，或实例。下文描述了元件和布置之特定实例以简化本案。当然，该等实例仅为实例且并不意欲作为限制。此外，本案可在各个实例中重复元件符号及/或字母。此重复系用于简便和清晰的目的，且其本身不指定所论述的各个实施方式及/或配置之间的关系。
诸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空间相对术语可在本文中为了便于描述之目的而使用，以描述如附图中所示之一个元件或特征与另一元件或特征之关系。空间相对术语意欲涵盖除了附图中所示的定向之外的在使用或操作方法中的装置的不同定向。装置可经其他方式定向(旋转90度或以其他定向)并且本文所使用的空间相对描述词可同样相应地解释。
图1绘示根据本揭露一实施方式之配戴装置200的立体图。举例来说，配戴装置200可为扩增实境眼镜，但并不以此为限。配戴装置200包括显示装置100。显示装置100可为扩增实境眼镜的一部分，因此当使用者配戴扩增实境眼镜时，使用者可接收显示装置100所提供的资讯，并将显示装置100的资讯与环境光的资讯相结合。在以下叙述中，将说明显示装置100的结构。
图2绘示图1中之显示装置100沿线段1B-1B的剖面图。显示装置100包括光源110、波导元件120、液晶耦合器130、第一全像光学元件140以及第二全像光学元件150。光源110配置以发射光线L。举例来说，光源110可包括显示器，而光线L可包括显示器所显示之图像资讯，但并不以此为限。波导元件120位于光源110上方，且位于液晶耦合器130上方。波导元件120具有全反射功能，使光线L可在波导元件120中全反射地传递。液晶耦合器130位于波导元件120与光源110之间。第一全像光学元件140位于波导元件120的顶面122上，其中液晶耦合器130配置以改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1。
第一全像光学元件140可为耦合光栅。当光线L经过第一全像光学元件140后可具有初始绕射角度θ2并产生耦合效果，使光线L可在波导元件120中进行全反射。第二全像光学元件150位于波导元件120的顶面122上，且第二全像光学元件150与第一全像光学元件140在水平方向D1上间隔第一距离d1，也就是第一全像光学元件140与第二全像光学元件150分开。第二全像光学元件150配置以绕射光线L至波导元件120下方。第二全像光学元件150可为解耦合光栅，也就是说，当光线L经过第二全像光学元件150后可具有出射绕射角度θ3，使光线L可传递至波导元件120下方。
举例来说，当使用者的眼睛位于视角范围F正下方(例如第一光栅152正下方)时，显示装置100的液晶耦合器130可改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1，使光线L在经过第一全像光学元件140后可产生耦合效果并具有初始绕射角度θ2，让光线L可在波导元件120中进行全反射。接着，第二全像光学元件150对光线L的初始绕射角度θ2具有高敏感度，也就是说，当光线L经过第二全像光学元件150后可解耦合，并将光线L传递至视角范围F正下方，使光源110发出的光线L可与环境光结合，并让使用者接收以达到提供使用者资讯之效果。
具体而言，显示装置100的液晶耦合器130可改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1，并且第一全像光学元件140具有镜子功能，可将光线L传递至波导元件120中，使光线L在波导元件120中进行全反射，以传递光线L至第二全像光学元件150。第二全像光学元件150对光线L的初始绕射角度θ2具有高敏感度，也就是说，光线L只在经过第二全像光学元件150的特定位置(例如第一光栅152、第二光栅154或第三光栅156)后，才进行解耦合(Decoupling)并传递至波导元件120下方。如此一来，光线L的能量较集中且不易分散，因此显示装置100具有高光学效率、高视角范围F以及高视窗尺寸E之特征。
图3绘示根据本揭露另一实施方式之显示装置100的剖面图。请参照图3，当使用者的眼睛位于视角范围F正下方(例如第三光栅156正下方)时，显示装置100的液晶耦合器130可改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1，使光线L在经过第一全像光学元件140后，可在波导元件120中进行全反射。接着，当光线L经过第二全像光学元件150后，可传递至视角范围F正下方，使光源110发出的光线L可与环境光结合并让使用者接收。详细来说，使用者的眼睛无论位于第三光栅156正下方(如图3所示)或第一光栅152正下方(如图2所示)，皆可接收到光源110发出的光线L。因此，显示装置100具有高共用性与高视窗尺寸E之特征。
在本实施方式中，显示装置100的光源110配置以间隔发射红光、绿光以及蓝光至液晶耦合器130中。举例来说，光源110发射的光线L可为光源110间隔发射的红光、绿光以及蓝光，例如光源110首先发射红光，在3毫秒后光源110更改为发射绿光，在又3毫秒后光源110更改为发射蓝光，并依此循环发射红光、绿光以及蓝光。接着，显示装置100的液晶耦合器130配置以控制红光、绿光与蓝光以不同的入射角度θ1入射至第一全像光学元件140，使红光、绿光以及蓝光具有不同的初始绕射角度θ2。接着，显示装置100的第二全像光学元件150配置以绕射红光、绿光以及蓝光，如此一来，经第二全像光学元件150绕射后的红光、绿光以及蓝光便可具有相同的出射绕射角度θ3，使红光、绿光以及蓝光可间隔传递至波导元件120下方，以供人眼接收。
此外，在本实施方式中，第二全像光学元件150可具有第一光栅152、第二光栅154以及第三光栅156。第一光栅152、第二光栅154以及第三光栅156可沿水平方向D1相邻设置，有利于减小显示装置100的厚度。第一光栅152、第二光栅154以及第三光栅156可分别为红色、绿色与蓝色。第一光栅152较第三光栅156靠近第一全像光学元件140，并且第一光栅152与第一全像光学元件140间隔第一距离d1。第一光栅152的折射率低于第三光栅156的折射率，而第二光栅154的折射率高于第一光栅152的折射率但低于第三光栅156的折射率。
在以下叙述中，将说明液晶耦合器130的各种型式。液晶耦合器130可选择性地为图4A之液晶透镜组130a、图5的液晶棱镜130b、图6的液晶棱镜130c及图7的液晶光栅130d。
图4A绘示根据本揭露一实施方式之液晶透镜组130a的立体图。图4B绘示根据本揭露一实施方式之液晶透镜组130a的电压V与角度θa、θb关系图。同时参照图4A与图4B，液晶透镜组130a作为图2与图3的液晶耦合器130。液晶透镜组130a包括第一透镜131、第一液晶层133以及透明电极135。第一液晶层133位于第一透镜131与透明电极135之间。此外，液晶透镜组130a还包括第二透镜132与第二液晶层134。透明电极135位于第一液晶层133与第二液晶层134之间。第二液晶层134位于第二透镜132与透明电极135之间。并且，第一液晶层133的液晶长度方向与第二液晶层134的液晶长度方向不同。
在本实施方式中，可调整第一液晶层133与第二液晶层134的电场以改变液晶透镜组130a的光轴方向。详细来说，透明电极135的电压V决定第一液晶层133与第二液晶层134的电场，而第一液晶层133与第二液晶层134的电场决定角度θa、θb，而角度θa、θb决定了液晶透镜组130a的光轴方向，也就是光线L(见图2)经过液晶透镜组130a后的行进方向。
如图4B所示，当透明电极135的电压V变化时，角度θa、θb也跟着变化。因此，当角度θa、θb变化时，液晶透镜组130a的光轴方向也跟着改变，也就是说，光线L经过液晶透镜组130a后的行进方向也跟着改变。如此一来，液晶透镜组130a便可藉由调整透明电极135的电压V，使第一液晶层133与第二液晶层134的电场发生改变，以带动角度θa、θb改变，使得液晶透镜组130可改变改变光线L入射至第一全像光学元件140(见图2)的入射角度θ1(见图2)。
应理解到，已叙述的元件连接关系与功效将不重复赘述，合先叙明。在以下叙述中，将说明其他形式的液晶耦合器。
图5绘示根据本揭露另一实施方式之液晶棱镜130b的立体图。同时参照图2与图5，在本实施方式中，液晶棱镜130b作为图2与图3的液晶耦合器130。液晶棱镜130b包括基板132b、透明电极134b与液晶层136b。透明电极134b位于基板132b上。液晶层136b位于透明电极134b上。液晶棱镜130b配置以藉由改变透明电极134b的电压，使液晶层136b的液晶往垂直方向D2旋转以改变液晶棱镜130b的折射率。详细来说，虚线的液晶为透明电极134b的电压改变后的状态。举例来说，当透明电极134b的电压为0时，液晶层136b的液晶为水平状态，而当透明电极134b的电压持续增加时，液晶层136b的电场发生改变，使液晶层136b的液晶由水平状态往垂直方向D2旋转。接着，当透明电极134b的电压增加至饱和值时，液晶层136b的液晶的长度方向与垂直方向D2平行，如液晶层136b最右侧之液晶。
进一步来说，当液晶层136b的液晶往垂直方向D2旋转时，液晶棱镜130b的折射率便跟着改变，使得光线L经过液晶棱镜130b后的行进方向也跟着改变。因此，液晶棱镜130b可藉由改变液晶棱镜130b的折射率，以改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1。当光线L经过第一全像光学元件140后可具有初始绕射角度θ2并产生耦合效果，使光线L可在波导元件120中进行全反射。当光线L经过第二全像光学元件150后可具有出射绕射角度θ3，使光线L可传递至波导元件120下方。
图6绘示根据本揭露另一实施方式之液晶棱镜130c的示意图。同时参照图2与图6，在本实施方式中，液晶棱镜130c作为图2与图3的液晶耦合器130。液晶棱镜130c包括基板132c、透明电极134c与液晶层136c。透明电极134c位于基板132c上，而液晶层136c位于透明电极134c上。液晶棱镜130c配置以改变透明电极134c的电压。与图5之实施方式不同地方在于，液晶层136c的液晶往水平方向D1旋转以改变液晶棱镜130c的折射率。详细来说，虚线的液晶为透明电极134c的电压改变后的状态。例如，当透明电极134c的电压为0时，液晶层136c的液晶为实线状态。当透明电极134c的电压持续增加时，液晶层136c的电场发生改变，使液晶层136c的液晶往水平方向D1旋转。
进一步来说，当液晶层136c的液晶往水平方向D1(例如往垂直纸面方向)旋转时，液晶棱镜130c的折射率便跟着改变，使得光线L经过液晶棱镜130c后的行进方向也跟着改变。因此，液晶棱镜130c可藉由改变液晶棱镜130c的折射率，以改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1。当光线L经过第一全像光学元件140后可具有初始绕射角度θ2并产生耦合效果，使光线L可在波导元件120中进行全反射。当光线L经过第二全像光学元件150后可具有出射绕射角度θ3，使光线L可传递至波导元件120下方。
图7绘示根据本揭露另一实施方式之液晶光栅130d的立体图。同时参照图2与图7，在本实施方式中，液晶光栅130d作为图2与图3的液晶耦合器130。液晶光栅130d包括基板132d、透明电极134d与液晶层136d。透明电极134d位于基板132d上，而液晶层136d位于透明电极134d上。其中，液晶光栅130d的透明电极134d彼此相互间隔第二距离d2。在本实施方式中，由于液晶光栅130d的透明电极134d彼此相互间隔第二距离d2，因此可对透明电极134d提供不同的电压。举例来说，当液晶光栅130d的透明电极134d的电压为关闭(OFF)时，液晶层136d的液晶的长度方向平行于水平方向D1(如图7第一行的液晶层136d)。
然而，当液晶光栅130d的一部分的透明电极134d的电压为开启(ON)时，液晶层136d的一部分的液晶往垂直方向D2旋转，使得液晶层136d的一部分的液晶长度方向平行于垂直方向D2(如图7第二行的液晶层136d)。因此，液晶光栅130d可藉由改变透明电极134d的电压，使液晶层136d的一部分液晶往垂直方向D2旋转，以改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1。当光线L经过第一全像光学元件140后可具有初始绕射角度θ2并产生耦合效果，使光线L可在波导元件120中进行全反射。当光线L经过第二全像光学元件150后可具有出射绕射角度θ3，使光线L可传递至波导元件120下方。
在以下叙述中，将说明显示装置的操作方法。
图8绘示根据本揭露一实施方式之显示装置的操作方法的流程图。显示装置的操作方法包括下列步骤。首先在步骤S1中，从光源发射光线至液晶耦合器中。接着在步骤S2中，使用液晶耦合器以改变光线入射至第一全像光学元件的入射角度，其中第一全像光学元件位于波导元件的顶面上。之后在步骤S3中，藉由第一全像光学元件绕射光线，使光线在波导元件中进行全反射。后续在步骤S4中，藉由在波导元件的顶面上的第二全像光学元件绕射光线，使光线传递至波导元件下方。在以下叙述中，将详细说明上述各步骤。
同时参照图2与图8，在步骤S1中，从光源110发射光线L至液晶耦合器130中。在步骤S2中，使用液晶耦合器130以改变光线L入射至第一全像光学元件140的入射角度θ1，其中第一全像光学元件140位于波导元件120的顶面122上。在步骤S3中，藉由第一全像光学元件140绕射光线L，使光线L在经过第一全像光学元件140后可具有初始绕射角度θ2并产生耦合效果，以在波导元件120中进行全反射。在步骤S4中，藉由在波导元件120的顶面122上的第二全像光学元件150绕射光线L，当光线L经过第二全像光学元件150后可具有出射绕射角度θ3，使光线L可传递至波导元件120下方。
此外，第二全像光学元件150对光线L的初始绕射角度θ2具有高敏感度，也就是说，光线L只在经过第二全像光学元件150的特定位置(例如第一光栅152、第二光栅154或第三光栅156)后，才进行解耦合(Decoupling)并传递至波导元件120下方。如此一来，光线L的能量较集中且不易分散，因此显示装置100具有高光学效率、高视角范围F以及高视窗尺寸E之特征。
在本实施方式中，从光源110发射光线L至液晶耦合器130中还包括间隔发射红光、绿光与蓝光至液晶耦合器130中。举例来说，间隔发射红光、绿光以及蓝光可为光源110首先发射红光，在3毫秒后光源110更改为发射绿光，在又3毫秒后光源110更改为发射蓝光，并依此循环发射红光、绿光以及蓝光。
前述概述了几个实施方式的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本揭露的态样。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地将本揭露用作设计或修改其他过程和结构的基础，以实现与本文介绍的实施方式相同的目的和/或实现相同的优点。本领域技术人员还应该认识到，这样的等效构造不脱离本揭露的精神和范围，并且在不脱离本揭露的精神和范围的情况下，它们可以在这里进行各种改变，替换和变更。

Claims (8)

1.一种显示装置，其特征在于，包含：
光源，配置以发射相隔一时间间隔的红光、蓝光与绿光；
波导元件，位于所述光源上方；
液晶耦合器，位于所述波导元件与所述光源之间，所述液晶耦合器为液晶透镜组，所述液晶透镜组包含第一透镜、透明电极与第一液晶层，所述第一液晶层位于所述第一透镜与所述透明电极之间；
第一全像光学元件，位于所述波导元件的顶面上，其中所述液晶耦合器配置以改变所述红光、所述绿光与所述蓝光入射至所述第一全像光学元件的入射角度；
第二全像光学元件，位于所述波导元件的所述顶面上，且所述第二全像光学元件与所述第一全像光学元件在水平方向上间隔第一距离，其中所述第二全像光学元件配置以绕射所述红光、所述绿光与所述蓝光至所述波导元件下方，所述第二全像光学元件具有沿所述水平方向相邻设置的第一光栅、第二光栅以及第三光栅，且所述第一光栅配置以绕射所述红光，所述第二光栅配置以绕射所述绿光，所述第三光栅配置以绕射所述蓝光；以及
所述液晶透镜组配置以藉由调整所述第一液晶层的电场以所述时间间隔改变所述第一透镜的光轴方向，使得所述第一光栅接收所述红光，所述第二光栅接收所述绿光，所述第三光栅接收所述蓝光；
所述液晶透镜组更包含第二透镜与第二液晶层，所述透明电极位于所述第一液晶层与所述第二液晶层之间，且所述第二液晶层位于所述第二透镜与所述透明电极之间。
2.如权利要求1所述之显示装置，其中所述第一液晶层的液晶长度方向与所述第二液晶层的液晶长度方向不同。
3.如权利要求1所述之显示装置，其中所述光源配置以间隔发射所述红光、所述绿光以及所述蓝光至所述液晶耦合器中。
4.如权利要求3所述之显示装置，其中所述液晶耦合器配置以控制所述红光、所述绿光与所述蓝光以不同的入射角度入射至所述第一全像光学元件。
5.如权利要求3所述之显示装置，其中所述第二全像光学元件配置以绕射所述红光、所述绿光以及所述蓝光，且经所述第二全像光学元件绕射后的所述红光、所述绿光以及所述蓝光皆具有相同的出射绕射角度。
6.如权利要求1所述之显示装置，其中所述第一光栅较所述第三光栅靠近所述第一全像光学元件，且所述第一光栅的折射率低于所述第三光栅的折射率。
7.如权利要求1所述之显示装置，其中所述第二光栅的折射率高于所述第一光栅的折射率且低于所述第三光栅的折射率。
8.一种显示装置的操作方法，其特征在于，包含：
从光源以一时间间隔依序发射红光、绿光与蓝光至液晶耦合器中，其中所述液晶耦合器为液晶透镜组，所述液晶透镜组包含第一透镜、透明电极与第一液晶层，所述第一液晶层位于所述第一透镜与所述透明电极之间；
藉由调整所述第一液晶层的电场，使所述液晶耦合器以所述时间间隔改变所述红光、所述绿光与所述蓝光入射至第一全像光学元件的入射角度，其中所述第一全像光学元件位于波导元件的顶面上；
藉由所述第一全像光学元件绕射所述红光、所述绿光与所述蓝光，使所述红光、所述绿光与所述蓝光在所述波导元件中进行全反射；以及
藉由在所述波导元件的所述顶面上的第二全像光学元件绕射所述红光、所述绿光与所述蓝光，使所述红光、所述绿光与所述蓝光传递至所述波导元件下方，其中所述第二全像光学元件具有沿水平方向相邻设置的第一光栅、第二光栅以及第三光栅，且所述第一光栅配置以绕射所述红光，所述第二光栅配置以绕射所述绿光，所述第三光栅配置以绕射所述蓝光。
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