TW202240216A - 顯示裝置及其操作方法 - Google Patents

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大陸商業成光電（深圳）有限公司
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Abstract

一種顯示裝置包括光源、波導元件、液晶耦合器、第一全像光學元件以及第二全像光學元件。光源配置以發射光線。波導元件位於光源上方。液晶耦合器位於波導元件與光源之間。第一全像光學元件位於波導元件的頂面上，其中液晶耦合器配置以改變光線入射至第一全像光學元件的入射角度。第二全像光學元件位於波導元件的頂面上，且第二全像光學元件與第一全像光學元件在水平方向上間隔第一距離，其中第二全像光學元件配置以繞射光線至波導元件下方。

Description

顯示裝置及其操作方法
本揭露係關於一種顯示裝置及一種顯示裝置的操作方法。
一般而言，擴增實境(Augmented Reality, AR)眼鏡通常具有光源、透鏡及光學組合器，使光源發出的光線可藉由透鏡及光學組合器疊加至真實場景中，以達到提供使用者資訊之效果。然而，當光學組合器以波導元件與幾何光柵做為組合時，幾何光柵的環境光穿透度低，擴增實境眼鏡容易產生鬼影(Ghost Image)，造成擴增實境眼鏡的良率降低。並且，當光學組合器以波導元件與繞射光柵做為組合時，由於光源發出的光線於光學組合器中進行繞射，光線的能量會分散且不集中，造成光線的效率降低，並且繞射光柵的繞射效果與光線的波長相關，無法達到高共用性之效果。舉例來說，當光學組合器將三片體積全像光柵直接堆疊在波導元件上時，波形因數(Form Factor)小但光線顏色間會產生串擾(Crosstalk)。
本揭露之一技術態樣為一種顯示裝置。
根據本揭露一實施方式，一種顯示裝置包括光源、波導元件、液晶耦合器、第一全像光學元件以及第二全像光學元件。光源配置以發射光線。波導元件位於光源上方。液晶耦合器位於波導元件與光源之間。第一全像光學元件位於波導元件的頂面上，其中液晶耦合器配置以改變光線入射至第一全像光學元件的入射角度。第二全像光學元件位於波導元件的頂面上，且第二全像光學元件與第一全像光學元件在水平方向上間隔第一距離，其中第二全像光學元件配置以繞射光線至波導元件下方。
在本揭露一實施方式中，上述液晶耦合器為液晶透鏡組。液晶透鏡組包括第一透鏡、透明電極與第一液晶層。第一液晶層位於第一透鏡與透明電極之間。
在本揭露一實施方式中，上述液晶透鏡組配置以藉由調整第一液晶層的電場以改變第一透鏡的光軸方向。
在本揭露一實施方式中，上述液晶透鏡組更包括第二透鏡與第二液晶層。透明電極位於第一液晶層與第二液晶層之間。第二液晶層位於第二透鏡與透明電極之間。
在本揭露一實施方式中，上述第一液晶層的液晶長度方向與第二液晶層的液晶長度方向不同。
在本揭露一實施方式中，上述液晶耦合器為液晶稜鏡。液晶稜鏡包括基板、透明電極與液晶層。透明電極位於基板上。液晶層位於透明電極上。
在本揭露一實施方式中，上述液晶稜鏡配置以藉由改變透明電極的電壓，使液晶層的液晶往垂直方向旋轉以改變液晶稜鏡的折射率。
在本揭露一實施方式中，上述液晶稜鏡配置以藉由改變透明電極的電壓，使液晶層的液晶往水平方向旋轉以改變液晶稜鏡的折射率。
在本揭露一實施方式中，上述液晶耦合器為液晶光柵。液晶光柵包括基板、透明電極與液晶層。透明電極位於基板上。液晶層位於透明電極上。
在本揭露一實施方式中，上述液晶光柵的透明電極彼此間隔第二距離。
在本揭露一實施方式中，上述液晶光柵配置以藉由改變透明電極的電壓，使液晶層的一部分液晶往垂直方向旋轉。
在本揭露一實施方式中，上述光源配置以間隔發射紅光、綠光以及藍光至液晶耦合器中。
在本揭露一實施方式中，上述液晶耦合器配置以控制紅光、綠光與藍光以不同的入射角度入射至第一全像光學元件。
在本揭露一實施方式中，上述第二全像光學元件配置以繞射紅光、綠光以及藍光。經第二全像光學元件繞射後的紅光、綠光以及藍光皆具有相同的出射繞射角度。
在本揭露一實施方式中，上述第二全像光學元件具有第一光柵、第二光柵以及第三光柵。第一光柵、第二光柵以及第三光柵沿水平方向相鄰設置。
在本揭露一實施方式中，上述第一光柵、第二光柵與第三光柵分別為紅色、綠色與藍色。
在本揭露一實施方式中，上述第一光柵較第三光柵靠近第一全像光學元件。第一光柵的折射率低於第三光柵的折射率。
在本揭露一實施方式中，上述第二光柵的折射率高於第一光柵的折射率且低於第三光柵的折射率。
本揭露之一技術態樣為一種顯示裝置的操作方法。
根據本揭露一實施方式，一種顯示裝置的操作方法包括：從光源發射光線至液晶耦合器中；使用液晶耦合器以改變光線入射至第一全像光學元件的入射角度，其中第一全像光學元件位於波導元件的頂面上；藉由第一全像光學元件繞射光線，使光線在波導元件中進行全反射；以及藉由在波導元件的頂面上的第二全像光學元件繞射光線，使光線傳遞至波導元件下方。
在本揭露一實施方式中，上述從光源發射光線至液晶耦合器中更包括間隔發射紅光、綠光與藍光至液晶耦合器中。
在本揭露上述實施方式中，顯示裝置的液晶耦合器可改變光線入射至第一全像光學元件的入射角度，並且第一全像光學元件具有鏡子功能，可將光線傳遞至波導元件中，使光線在波導元件中進行全反射以將光線傳遞至第二全像光學元件。第二全像光學元件對光線的初始繞射角度具有高敏感度。波導元件中的光線只在通過第二全像光學元件的特定位置(例如第一、第二或第三光柵)後進行解耦合(Decoupling)，以將光線傳遞至波導元件下方。如此一來，光線的能量較集中且不易分散，因此顯示裝置具有高光學效率、高視角(Field Of View, FOV)以及高視窗尺寸(Eye Box)之特徵。
以下揭示之實施方式內容提供了用於實施所提供的標的之不同特徵的許多不同實施方式，或實例。下文描述了元件和佈置之特定實例以簡化本案。當然，該等實例僅為實例且並不意欲作為限制。此外，本案可在各個實例中重複元件符號及/或字母。此重複係用於簡便和清晰的目的，且其本身不指定所論述的各個實施方式及/或配置之間的關係。
諸如「在……下方」、「在……之下」、「下部」、「在……之上」、「上部」等等空間相對術語可在本文中為了便於描述之目的而使用，以描述如附圖中所示之一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係。空間相對術語意欲涵蓋除了附圖中所示的定向之外的在使用或操作方法中的裝置的不同定向。裝置可經其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)並且本文所使用的空間相對描述詞可同樣相應地解釋。
第1A圖繪示根據本揭露一實施方式之配戴裝置200的立體圖。舉例來說，配戴裝置200可為擴增實境眼鏡，但並不以此為限。配戴裝置200包括顯示裝置100。顯示裝置100可為擴增實境眼鏡的一部分，因此當使用者配戴擴增實境眼鏡時，使用者可接收顯示裝置100所提供的資訊，並將顯示裝置100的資訊與環境光的資訊相結合。在以下敘述中，將說明顯示裝置100的結構。
第1B圖繪示第1A圖中之顯示裝置100沿線段1B-1B的剖面圖。顯示裝置100包括光源110、波導元件120、液晶耦合器130、第一全像光學元件140以及第二全像光學元件150。光源110配置以發射光線L。舉例來說，光源110可包括顯示器，而光線L可包括顯示器所顯示之圖像資訊，但並不以此為限。波導元件120位於光源110上方，且位於液晶耦合器130上方。波導元件120具有全反射功能，使光線L可在波導元件120中全反射地傳遞。液晶耦合器130位於波導元件120與光源110之間。第一全像光學元件140位於波導元件120的頂面122上，其中液晶耦合器130配置以改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1。
第一全像光學元件140可為耦合光柵。當光線L經過第一全像光學元件140後可具有初始繞射角度θ2並產生耦合效果，使光線L可在波導元件120中進行全反射。第二全像光學元件150位於波導元件120的頂面122上，且第二全像光學元件150與第一全像光學元件140在水平方向D1上間隔第一距離d1，也就是第一全像光學元件140與第二全像光學元件150分開。第二全像光學元件150配置以繞射光線L至波導元件120下方。第二全像光學元件150可為解耦合光柵，也就是說，當光線L經過第二全像光學元件150後可具有出射繞射角度θ3，使光線L可傳遞至波導元件120下方。
舉例來說，當使用者的眼睛位於視角範圍F正下方(例如第一光柵152正下方)時，顯示裝置100的液晶耦合器130可改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1，使光線L在經過第一全像光學元件140後可產生耦合效果並具有初始繞射角度θ2，讓光線L可在波導元件120中進行全反射。接著，第二全像光學元件150對光線L的初始繞射角度θ2具有高敏感度，也就是說，當光線L經過第二全像光學元件150後可解耦合，並將光線L傳遞至視角範圍F正下方，使光源110發出的光線L可與環境光結合，並讓使用者接收以達到提供使用者資訊之效果。
具體而言，顯示裝置100的液晶耦合器130可改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1，並且第一全像光學元件140具有鏡子功能，可將光線L傳遞至波導元件120中，使光線L在波導元件120中進行全反射，以傳遞光線L至第二全像光學元件150。第二全像光學元件150對光線L的初始繞射角度θ2具有高敏感度，也就是說，光線L只在經過第二全像光學元件150的特定位置(例如第一光柵152、第二光柵154或第三光柵156)後，才進行解耦合(Decoupling)並傳遞至波導元件120下方。如此一來，光線L的能量較集中且不易分散，因此顯示裝置100具有高光學效率、高視角範圍F以及高視窗尺寸E之特徵。
第2圖繪示根據本揭露另一實施方式之顯示裝置100的剖面圖。請參照第2圖，當使用者的眼睛位於視角範圍F正下方(例如第三光柵156正下方)時，顯示裝置100的液晶耦合器130可改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1，使光線L在經過第一全像光學元件140後，可在波導元件120中進行全反射。接著，當光線L經過第二全像光學元件150後，可傳遞至視角範圍F正下方，使光源110發出的光線L可與環境光結合並讓使用者接收。詳細來說，使用者的眼睛無論位於第三光柵156正下方(如第2圖所示)或第一光柵152正下方(如第1B圖所示)，皆可接收到光源110發出的光線L。因此，顯示裝置100具有高共用性與高視窗尺寸E之特徵。
在本實施方式中，顯示裝置100的光源110配置以間隔發射紅光、綠光以及藍光至液晶耦合器130中。舉例來說，光源110發射的光線L可為光源110間隔發射的紅光、綠光以及藍光，例如光源110首先發射紅光，在3毫秒後光源110更改為發射綠光，在又3毫秒後光源110更改為發射藍光，並依此循環發射紅光、綠光以及藍光。接著，顯示裝置100的液晶耦合器130配置以控制紅光、綠光與藍光以不同的入射角度θ1入射至第一全像光學元件140，使紅光、綠光以及藍光具有不同的初始繞射角度θ2。接著，顯示裝置100的第二全像光學元件150配置以繞射紅光、綠光以及藍光，如此一來，經第二全像光學元件150繞射後的紅光、綠光以及藍光便可具有相同的出射繞射角度θ3，使紅光、綠光以及藍光可間隔傳遞至波導元件120下方，以供人眼接收。
此外，在本實施方式中，第二全像光學元件150可具有第一光柵152、第二光柵154以及第三光柵156。第一光柵152、第二光柵154以及第三光柵156可沿水平方向D1相鄰設置，有利於減小顯示裝置100的厚度。第一光柵152、第二光柵154以及第三光柵156可分別為紅色、綠色與藍色。第一光柵152較第三光柵156靠近第一全像光學元件140，並且第一光柵152與第一全像光學元件140間隔第一距離d1。第一光柵152的折射率低於第三光柵156的折射率，而第二光柵154的折射率高於第一光柵152的折射率但低於第三光柵156的折射率。
在以下敘述中，將說明液晶耦合器130的各種型式。液晶耦合器130可選擇性地為第3A圖之液晶透鏡組130a、第4圖的液晶稜鏡130b、第5圖的液晶稜鏡130c及第6圖的液晶光柵130d。
第3A圖繪示根據本揭露一實施方式之液晶透鏡組130a的立體圖。第3B圖繪示根據本揭露一實施方式之液晶透鏡組130a的電壓V與角度θa、θb關係圖。同時參照第3A圖與第3B圖，液晶透鏡組130a作為第1B圖與第2圖的液晶耦合器130。液晶透鏡組130a包括第一透鏡131、第一液晶層133以及透明電極135。第一液晶層133位於第一透鏡131與透明電極135之間。此外，液晶透鏡組130a還包括第二透鏡132與第二液晶層134。透明電極135位於第一液晶層133與第二液晶層134之間。第二液晶層134位於第二透鏡132與透明電極135之間。並且，第一液晶層133的液晶長度方向與第二液晶層134的液晶長度方向不同。
在本實施方式中，可調整第一液晶層133與第二液晶層134的電場以改變液晶透鏡組130a的光軸方向。詳細來說，透明電極135的電壓V決定第一液晶層133與第二液晶層134的電場，而第一液晶層133與第二液晶層134的電場決定角度θa、θb，而角度θa、θb決定了液晶透鏡組130a的光軸方向，也就是光線L(見第1B圖)經過液晶透鏡組130a後的行進方向。
如第3B圖所示，當透明電極135的電壓V變化時，角度θa、θb也跟著變化。因此，當角度θa、θb變化時，液晶透鏡組130a的光軸方向也跟著改變，也就是說，光線L經過液晶透鏡組130a後的行進方向也跟著改變。如此一來，液晶透鏡組130a便可藉由調整透明電極135的電壓V，使第一液晶層133與第二液晶層134的電場發生改變，以帶動角度θa、θb改變，使得液晶透鏡組130可改變改變光線L入射至第一全像光學元件140(見第1B圖)的入射角度θ1(見第1B圖)。
應理解到，已敘述的元件連接關係與功效將不重覆贅述，合先敘明。在以下敘述中，將說明其他形式的液晶耦合器。
第4圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶稜鏡130b的立體圖。同時參照第1B圖與第4圖，在本實施方式中，液晶稜鏡130b作為第1B圖與第2圖的液晶耦合器130。液晶稜鏡130b包括基板132b、透明電極134b與液晶層136b。透明電極134b位於基板132b上。液晶層136b位於透明電極134b上。液晶稜鏡130b配置以藉由改變透明電極134b的電壓，使液晶層136b的液晶往垂直方向D2旋轉以改變液晶稜鏡130b的折射率。詳細來說，虛線的液晶為透明電極134b的電壓改變後的狀態。舉例來說，當透明電極134b的電壓為0時，液晶層136b的液晶為水平狀態，而當透明電極134b的電壓持續增加時，液晶層136b的電場發生改變，使液晶層136b的液晶由水平狀態往垂直方向D2旋轉。接著，當透明電極134b的電壓增加至飽和值時，液晶層136b的液晶的長度方向與垂直方向D2平行，如液晶層136b最右側之液晶。
進一步來說，當液晶層136b的液晶往垂直方向D2旋轉時，液晶稜鏡130b的折射率便跟著改變，使得光線L經過液晶稜鏡130b後的行進方向也跟著改變。因此，液晶稜鏡130b可藉由改變液晶稜鏡130b的折射率，以改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1。當光線L經過第一全像光學元件140後可具有初始繞射角度θ2並產生耦合效果，使光線L可在波導元件120中進行全反射。當光線L經過第二全像光學元件150後可具有出射繞射角度θ3，使光線L可傳遞至波導元件120下方。
第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶稜鏡130c的示意圖。同時參照第1B圖與第5圖，在本實施方式中，液晶稜鏡130c作為第1B圖與第2圖的液晶耦合器130。液晶稜鏡130c包括基板132c、透明電極134c與液晶層136c。透明電極134c位於基板132c上，而液晶層136c位於透明電極134c上。液晶稜鏡130c配置以改變透明電極134c的電壓。與第4圖之實施方式不同地方在於，液晶層136c的液晶往水平方向D1旋轉以改變液晶稜鏡130c的折射率。詳細來說，虛線的液晶為透明電極134c的電壓改變後的狀態。例如，當透明電極134c的電壓為0時，液晶層136c的液晶為實線狀態。當透明電極134c的電壓持續增加時，液晶層136c的電場發生改變，使液晶層136c的液晶往水平方向D1旋轉。
進一步來說，當液晶層136c的液晶往水平方向D1(例如往垂直紙面方向)旋轉時，液晶稜鏡130c的折射率便跟著改變，使得光線L經過液晶稜鏡130c後的行進方向也跟著改變。因此，液晶稜鏡130c可藉由改變液晶稜鏡130c的折射率，以改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1。當光線L經過第一全像光學元件140後可具有初始繞射角度θ2並產生耦合效果，使光線L可在波導元件120中進行全反射。當光線L經過第二全像光學元件150後可具有出射繞射角度θ3，使光線L可傳遞至波導元件120下方。
第6圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶光柵130d的立體圖。同時參照第1B圖與第6圖，在本實施方式中，液晶光柵130d作為第1B圖與第2圖的液晶耦合器130。液晶光柵130d包括基板132d、透明電極134d與液晶層136d。透明電極134d位於基板132d上，而液晶層136d位於透明電極134d上。其中，液晶光柵130d的透明電極134d彼此相互間隔第二距離d2。在本實施方式中，由於液晶光柵130d的透明電極134d彼此相互間隔第二距離d2，因此可對透明電極134d提供不同的電壓。舉例來說，當液晶光柵130d的透明電極134d的電壓為關閉(OFF)時，液晶層136d的液晶的長度方向平行於水平方向D1(如第6圖第一行的液晶層136d)。
然而，當液晶光柵130d的一部分的透明電極134d的電壓為開啟(ON)時，液晶層136d的一部分的液晶往垂直方向D2旋轉，使得液晶層136d的一部分的液晶長度方向平行於垂直方向D2(如第6圖第二行的液晶層136d)。因此，液晶光柵130d可藉由改變透明電極134d的電壓，使液晶層136d的一部分液晶往垂直方向D2旋轉，以改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1。當光線L經過第一全像光學元件140後可具有初始繞射角度θ2並產生耦合效果，使光線L可在波導元件120中進行全反射。當光線L經過第二全像光學元件150後可具有出射繞射角度θ3，使光線L可傳遞至波導元件120下方。
在以下敘述中，將說明顯示裝置的操作方法。
第7圖繪示根據本揭露一實施方式之顯示裝置的操作方法的流程圖。顯示裝置的操作方法包括下列步驟。首先在步驟S1中，從光源發射光線至液晶耦合器中。接著在步驟S2中，使用液晶耦合器以改變光線入射至第一全像光學元件的入射角度，其中第一全像光學元件位於波導元件的頂面上。之後在步驟S3中，藉由第一全像光學元件繞射光線，使光線在波導元件中進行全反射。後續在步驟S4中，藉由在波導元件的頂面上的第二全像光學元件繞射光線，使光線傳遞至波導元件下方。在以下敘述中，將詳細說明上述各步驟。
同時參照第1B圖與第7圖，在步驟S1中，從光源110發射光線L至液晶耦合器130中。在步驟S2中，使用液晶耦合器130以改變光線L入射至第一全像光學元件140的入射角度θ1，其中第一全像光學元件140位於波導元件120的頂面122上。在步驟S3中，藉由第一全像光學元件140繞射光線L，使光線L在經過第一全像光學元件140後可具有初始繞射角度θ2並產生耦合效果，以在波導元件120中進行全反射。在步驟S4中，藉由在波導元件120的頂面122上的第二全像光學元件150繞射光線L，當光線L經過第二全像光學元件150後可具有出射繞射角度θ3，使光線L可傳遞至波導元件120下方。
此外，第二全像光學元件150對光線L的初始繞射角度θ2具有高敏感度，也就是說，光線L只在經過第二全像光學元件150的特定位置(例如第一光柵152、第二光柵154或第三光柵156)後，才進行解耦合(Decoupling)並傳遞至波導元件120下方。如此一來，光線L的能量較集中且不易分散，因此顯示裝置100具有高光學效率、高視角範圍F以及高視窗尺寸E之特徵。
在本實施方式中，從光源110發射光線L至液晶耦合器130中還包括間隔發射紅光、綠光與藍光至液晶耦合器130中。舉例來說，間隔發射紅光、綠光以及藍光可為光源110首先發射紅光，在3毫秒後光源110更改為發射綠光，在又3毫秒後光源110更改為發射藍光，並依此循環發射紅光、綠光以及藍光。
前述概述了幾個實施方式的特徵，使得本領域技術人員可以更好地理解本揭露的態樣。本領域技術人員應當理解，他們可以容易地將本揭露用作設計或修改其他過程和結構的基礎，以實現與本文介紹的實施方式相同的目的和/或實現相同的優點。本領域技術人員還應該認識到，這樣的等效構造不脫離本揭露的精神和範圍，並且在不脫離本揭露的精神和範圍的情況下，它們可以在這裡進行各種改變，替換和變更。
100:顯示裝置 110:光源 120:波導元件 122:頂面 130:液晶耦合器 130a:液晶透鏡組 130b:液晶稜鏡 130c:液晶稜鏡 130d:液晶光柵 131:第一透鏡 132:第二透鏡 132b:基板 132c:基板 132d:基板 133:第一液晶層 134:第二液晶層 134b:透明電極 134c:透明電極 134d:透明電極 135:透明電極 136b:液晶層 136c:液晶層 136d:液晶層 140:第一全像光學元件 150:第二全像光學元件 152:第一光柵 154:第二光柵 156:第三光柵 200:配戴裝置 1B-1B:線段 D1:水平方向 D2:垂直方向 E:視窗尺寸 F:視角範圍 L:光線 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 V:電壓 d1:第一距離 d2:第二距離 θ1:入射角度 θ2:初始繞射角度 θ3:出射繞射角度 θa:角度 θb:角度
當結合隨附諸圖閱讀時，得自以下詳細描述最佳地理解本揭露之一實施方式。應強調，根據工業上之標準實務，各種特徵並未按比例繪製且僅用於說明目的。事實上，為了論述清楚，可任意地增大或減小各種特徵之尺寸。 第1A圖繪示根據本揭露一實施方式之配戴裝置的立體圖。 第1B圖繪示第1A圖中之顯示裝置沿線段1B-1B的剖面圖。 第2圖繪示根據本揭露另一實施方式之顯示裝置的剖面圖。 第3A圖繪示根據本揭露一實施方式之液晶透鏡組的立體圖。 第3B圖繪示根據本揭露一實施方式之液晶透鏡組的電壓與角度關係圖。 第4圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶稜鏡的立體圖。 第5圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶稜鏡的示意圖。 第6圖繪示根據本揭露另一實施方式之液晶光柵的立體圖。 第7圖繪示根據本揭露一實施方式之顯示裝置的操作方法的流程圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100:顯示裝置
110:光源
120:波導元件
122:頂面
130:液晶耦合器
140:第一全像元件
150:第二全像元件
152:第一光柵
154:第二光柵
156:第三光柵
D1:水平方向
E:視窗尺寸
F:視角範圍
L:光線
d1:距離
θ1:入射角度
θ2:初始繞射角度
θ3:出射繞射角度

Claims (20)

  1. 一種顯示裝置，包含： 一光源，配置以發射一光線； 一波導元件，位於該光源上方； 一液晶耦合器，位於該波導元件與該光源之間； 一第一全像光學元件，位於該波導元件的一頂面上，其中該液晶耦合器配置以改變該光線入射至該第一全像光學元件的一入射角度；以及 一第二全像光學元件，位於該波導元件的該頂面上，且該第二全像光學元件與該第一全像光學元件在一水平方向上間隔一第一距離，其中該第二全像光學元件配置以繞射該光線至該波導元件下方。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該液晶耦合器為一液晶透鏡組，該液晶透鏡組包含一第一透鏡、一透明電極與一第一液晶層，該第一液晶層位於該第一透鏡與該透明電極之間。
  3. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該液晶透鏡組配置以藉由調整該第一液晶層的電場以改變該第一透鏡的光軸方向。
  4. 如請求項2所述之顯示裝置，其中該液晶透鏡組更包含一第二透鏡與一第二液晶層，該透明電極位於該第一液晶層與該第二液晶層之間，且該第二液晶層位於該第二透鏡與該透明電極之間。
  5. 如請求項4所述之顯示裝置，其中該第一液晶層的液晶長度方向與該第二液晶層的液晶長度方向不同。
  6. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該液晶耦合器為一液晶稜鏡，該液晶稜鏡包含一基板、一透明電極與一液晶層，且該透明電極位於該基板上，該液晶層位於該透明電極上。
  7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該液晶稜鏡配置以藉由改變該透明電極的電壓，使該液晶層的液晶往垂直方向旋轉以改變該液晶稜鏡的折射率。
  8. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該液晶稜鏡配置以藉由改變該透明電極的電壓，使該液晶層的液晶往該水平方向旋轉以改變該液晶稜鏡的折射率。
  9. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該液晶耦合器為一液晶光柵，該液晶光柵包含一基板、複數個透明電極與一液晶層，該些透明電極位於該基板上，且該液晶層位於該些透明電極上。
  10. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該液晶光柵的該些透明電極彼此間隔一第二距離。
  11. 如請求項9所述之顯示裝置，其中該液晶光柵配置以藉由改變該些透明電極的電壓，使該液晶層的一部分液晶往垂直方向旋轉。
  12. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該光源配置以間隔發射一紅光、一綠光以及一藍光至該液晶耦合器中。
  13. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該液晶耦合器配置以控制該紅光、該綠光與該藍光以不同的入射角度入射至該第一全像光學元件。
  14. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該第二全像光學元件配置以繞射該紅光、該綠光以及該藍光，且經該第二全像光學元件繞射後的該紅光、該綠光以及該藍光皆具有相同的出射繞射角度。
  15. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第二全像光學元件具有一第一光柵、一第二光柵以及一第三光柵，且該第一光柵、該第二光柵以及該第三光柵沿該水平方向相鄰設置。
  16. 如請求項15所述之顯示裝置，其中該第一光柵、該第二光柵與該第三光柵分別為紅色、綠色與藍色。
  17. 如請求項15所述之顯示裝置，其中該第一光柵較該第三光柵靠近該第一全像光學元件，且該第一光柵的折射率低於該第三光柵的折射率。
  18. 如請求項15所述之顯示裝置，其中該第二光柵的折射率高於該第一光柵的折射率且低於該第三光柵的折射率。
  19. 一種顯示裝置的操作方法，包含： 從一光源發射一光線至一液晶耦合器中； 使用該液晶耦合器以改變該光線入射至一第一全像光學元件的入射角度，其中該第一全像光學元件位於一波導元件的一頂面上； 藉由該第一全像光學元件繞射該光線，使該光線在該波導元件中進行全反射；以及 藉由在該波導元件的該頂面上的一第二全像光學元件繞射該光線，使該光線傳遞至該波導元件下方。
  20. 如請求項19所述之方法，其中從該光源發射該光線至該液晶耦合器中更包含間隔發射紅光、綠光與藍光至該液晶耦合器中。
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