[发明专利]显示装置及其操作方法

说明书

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。

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。