CN110007464B - 头戴式显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种头戴式显示设备包括：显示面板，包括平面部分和从平面部分延伸的弯曲部分；控制器，用于向显示面板提供代表待显示在平面部分和弯曲部分上的图像的数据信号；和壳体部件，显示面板安装在壳体部件上，其中，控制器被配置为向弯曲部分提供代表与平面部分相比以预定比率缩小的图像的数据信号。

Description

头戴式显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年1月5日提交的韩国专利申请第10-2018-0001449号的优先权和权益，其出于所有目的通过引用被并入本文，如同在此完全阐述一样。
技术领域
示例性实施例涉及一种头戴式显示设备，更具体地，涉及一种具有改善视角的头戴式显示设备。
背景技术
头戴式显示设备是一种佩戴在头上的设备，其可以包括显示面板或者可以联接至显示面板。头戴式显示设备可以用来实现增强现实或虚拟现实。用于实现增强现实的头戴式显示设备可以通过半透明显示器提供虚拟图形图像。在这种情况下，用户可以同时在视觉上识别虚拟图形图像和实际对象。用于实现虚拟现实的头戴式显示设备向用户的眼睛提供虚拟图形图像。用户可以通过虚拟内容体验虚拟现实。
在本背景部分中公开的以上信息仅用于理解发明构思的背景，因此，其可包含不构成现有技术的信息。
发明内容
根据本发明的示例性实施方式构成的设备能够提供改善的视角。
发明构思的附加特征将在下面的描述中阐述，并且将部分地从描述中变得明显，或者可以通过发明构思的实践而获知。
根据示例性实施例的头戴式显示设备包括：显示面板，包括平面部分和从平面部分延伸的弯曲部分；控制器，用于向显示面板提供代表待显示在平面部分和弯曲部分上的图像的数据信号；和壳体部件，显示面板安装在壳体部件上，其中，控制器被配置为向弯曲部分提供代表与平面部分相比以预定比率缩小的图像的数据信号。
头戴式显示设备可以进一步包括布置在壳体部件和佩戴者之间的衬垫部件，以及联接至壳体部件的带部件，其中，壳体部件、衬垫部件和带部件可以限定佩戴者相对于显示面板的视点。
头戴式显示设备可以进一步包括传感器，该传感器用于测量佩戴者相对于显示面板的视点。
弯曲部分可以包括布置在平面部分在第一方向上的相对侧上的第一弯曲部分，并且控制器可以向第一弯曲部分提供代表在第一方向上缩小的图像的数据信号。
控制器可以向第一弯曲部分提供代表在基本上垂直于第一方向的第二方向上缩小的图像的数据信号。
弯曲部分进一步可以包括布置在平面部分在基本上垂直于第一方向的第二方向上的相对侧上的第二弯曲部分，并且控制器可以向第二弯曲部分提供代表在第二方向上缩小的图像的数据信号。
控制器可以向第二弯曲部分提供代表在第一方向上缩小的图像的数据信号。
第一弯曲部分和第二弯曲部分可以在平面部分的拐角处彼此隔开。
平面部分的拐角可以不被佩戴者在视觉上识别。
第一弯曲部分和第二弯曲部分可以彼此连接。
控制器可以向弯曲部分的布置为更远离平面部分的一部分提供代表在更大程度上缩小的图像的数据信号。
整个弯曲部分的比率可为A/L，其中“A”为弯曲部分在第一方向上的长度，而“L”为弯曲部分在第一方向上的等效区域的长度，并且等效区域可以在从平面部分延伸的虚拟平面上，并且当从佩戴者的视点观看时，在第一方向上提供与弯曲部分的视角基本相同的视角。
当从佩戴者的视点观看时，所缩小的图像可以与从平面部分延伸的虚拟平面上的没有缩小的图像基本相同。
弯曲部分的一侧可以切向地接触平面部分。
整个弯曲部分的比率可为A/L，其表示为下面的等式，
[等式]
Figure BDA0001935918270000021
其中“R”为弯曲部分的曲率半径,“θ”为弯曲部分的圆心角，“D”为佩戴者的视点与平面部分之间的距离，并且“B”为通过视点的平面部分的法线与平面部分和弯曲部分交汇的点之间并在第一方向上的距离。
该比率在平面部分和弯曲部分之间的分界线处可约为1，并且随着布置得离平面部分更远以更大的比率减小。
弯曲部分的另一侧可以垂直于佩戴者的视线。
整个弯曲部分的比率可为A/L，其表示为下面的等式，
[等式]
Figure BDA0001935918270000031
其中“θ”为弯曲部分的圆心角。
头戴式显示设备可以进一步包括与显示面板以预定距离相隔的光学系统。
显示面板可以包括相对于佩戴者布置在左右方向上的左眼显示区域和右眼显示区域，并且左眼显示区域和右眼显示区域中的每一个可以包括平面部分和弯曲部分。
显示面板可以包括相对于佩戴者布置在左右方向上的左眼显示面板和右眼显示面板，并且左眼显示面板和右眼显示面板中的每一个可以包括平面部分和弯曲部分。
左眼显示面板和右眼显示面板可以通过布置在其间的突出物分离开。
左眼显示面板和右眼显示面板中的每一个弯曲部分可以包括布置在平面部分的左侧上的左弯曲部分和布置在平面部分的右侧上的右弯曲部分。
左弯曲部分和右弯曲部分在左右方向上可以具有基本相同的长度。
左弯曲部分和右弯曲部分在左右方向上可以具有不同的长度。
左眼显示面板的左弯曲部分可以在左右方向上比左眼显示面板的右弯曲部分更长，并且右眼显示面板的右弯曲部分可以在左右方向上比右眼显示面板的左弯曲部分更长。
左眼显示面板的右弯曲部分的等效区域和右眼显示面板的左弯曲部分的等效区域可以彼此接触，并且左眼显示面板和右眼显示面板的每一个的左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域可以在从平面部分延伸的虚拟平面上，并且当从佩戴者的视点观看时，左眼显示面板和右眼显示面板的每一个的弯曲部分和左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域可以在左右方向上提供基本相同的视角。
左眼显示面板的右弯曲部分的等效区域和右眼显示面板的左弯曲部分的等效区域可以彼此重叠，并且左眼显示面板和右眼显示面板的每一个的左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域可以在从平面部分延伸的虚拟平面上，并且当从佩戴者的视点观看时，左眼显示面板和右眼显示面板的每一个的弯曲部分和左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域可以在左右方向上提供基本相同的视角。
左眼显示面板和右眼显示面板的每一个弯曲部分可以包括布置在平面部分上侧的上弯曲部分和下侧上的下弯曲部分。
根据另一示例性实施例的头戴式显示设备包括：显示面板，包括平面部分和从平面部分延伸的弯曲部分；和壳体部件，显示面板位于该壳体部件上，其中弯曲部分被配置为显示与平面部分上显示的图像相比缩小的图像。
弯曲部分可以具有比平面部分的分辨率更高的分辨率。
显示面板可以包括多个栅线、与栅线相交的多个数据线，以及由栅线和数据线限定的多个像素，其中，弯曲部分中每单位面积的像素数量可以大于平面部分中每单位面积的像素数量。
弯曲部分中栅线之间的间隔可以随着布置得离平面部分更远而减小。
弯曲部分中数据线之间的间隔可以随着布置得离平面部分更远而减小。
布置在弯曲部分中的每个像素的面积可以随着其位置离平面部分更远而变得更小。
应当理解，上述一般描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
附图说明
所包含的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且并入且构成本说明书的一部分，所述附图示出本发明的示例性实施例，并连同描述一起用于解释发明构思。
图1是根据示例性实施例的头戴式显示设备的框图。
图2A是根据示例性实施例的头戴式显示设备的透视图。
图2B是示出根据示例性实施例的头戴式显示设备的使用的视图。
图3是根据示例性实施例的头戴式显示设备的一部分的分解透视图。
图4是根据示例性实施例的头戴式显示设备沿图3的线I-I’截取的示意性截面图。
图5A和图5B是根据示例性实施例的显示面板的示意性截面图。
图6A和图6B分别是根据示例性实施例的显示面板的主视图和侧视图。
图7A和图7B分别是示出根据示例性实施例的未缩小图像和缩小图像的视图。
图8是示出根据示例性实施例在弯曲部分上显示的图像的转换的说明性视图。
图9是根据示例性实施例的光学系统的示意性截面图。
图10是根据示例性实施例的分离式双目头戴式显示设备的示意性透视图。
图11是根据示例性实施例的分离式双目头戴式显示设备的示意性截面图。
图12是根据示例性实施例的分离式双目头戴式显示设备的示意性截面图。
图13A是根据示例性实施例的整体式双目显示面板的示意性透视图。
图13B和图13C分别是图13A的整体式双目显示面板沿线II-II’、III-III’截取的截面图。
图14是根据示例性实施例的分离式双目显示面板的示意性透视图。
图15A和图15B是示出根据示例性实施例的整体式双目显示面板的示意性展开视图。
图16是示出根据示例性实施例的分离式双目显示面板的示意性展开视图。
图17是根据示例性实施例的显示面板的一部分的放大视图。
图18是沿着图17的线IV-IV'截取的截面图。
图19A和图19B是根据示例性实施例的显示面板的展开视图。
具体实施方式
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节，以便提供对本发明的各种示例性实施例的透彻理解或实施方式的实施。如本文中所使用的，“实施例”和“实施方式”是可互换的词，它们是采用本文公开的一个或多个发明构思的设备或方法的非限制性示例。然而，显然，可以在没有这些具体细节或使用一个或多个等效布置的情况下实施各种示例性实施例。在其它情况下，以框图的形式示出众所周知的结构和设备，以避免不必要地使各种示例性实施例模糊不清。此外，各种示例性实施例可以是不同的，但不必是排他的。例如，在不背离本发明构思的情况下，示例性实施例的特定形状、配置和特征可以在另一个示例性实施例中使用或实施。
除非另有说明，否则所示的示例性实施例应理解为提供可在实践中实施本发明构思的某些方式的不同细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则，在不背离发明构思的情况下，各种实施例的特征、部件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(下文单独或统称为“元件”)可以另外组合、分离、交换和/或重新排列。
在附图中通常使用交叉影线和/或阴影来使相邻元件之间的边界清楚。因此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在或不存在都不能表达或表明对特定材料、材料特性、尺寸、比例、图示元件之间的共性、和/或元件的任何其他特征、属性、特性等的任何偏好或要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述的目的，可以夸大元件的大小和相对大小。当可以以不同方式实施示例性实施方式时，可以以不同于所述顺序的方式执行特定过程顺序。例如，两个连续描述的过程可以基本上同时执行，或者以与所描述的顺序相反的顺序执行。同样，相同的附图标记表示相同的元件。
当元件或层被称为在另一元件或层“上”、“连接至”或“联接至”另一元件或层时，其可以直接在另一元件或层上、直接连接至或联接至另一元件或层，或者可存在中间元件或层。但是，当元件或层被称为“直接”在另一元件或层“上”、“直接连接至”或“直接联接至”另一元件或层时，没有中间元件或层存在。为此，术语“连接”可以指物理连接、电连接和/或流体连接，有或没有中间元件。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的三个轴，例如x、y和z轴，并且可以更广义地解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以彼此垂直，或者可以表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个”和“选自由X、Y和Z组成的组中的至少一个”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z，或者X、Y和Z中的两个或更多个的任意组合，诸如，例如，XYZ、XYY、YZ和ZZ。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任意和所有组合。
虽然术语“第一”、“第二”等可以在本文中用来描述不同类型的元件，但这些元件不应受这些术语所限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不背离本公开的教导的情况下，以下讨论的第一元件可以被称为第二元件。
空间相对术语，例如“下方”、“下面”、“之下”、“下”、“上方”、“上面”、“之上”、“更高”、“侧”(例如，如在“侧壁”中)等，可以在本文中为了描述目的从而用于描述附图中所示的一个元件与另一元件的关系。空间相对术语旨在包括除了附图中所描绘的方位之外的使用、操作和/或制造中的设备的不同方位。例如，如果翻转附图中的设备，则描述为在其他元件或特征“下面”或“下方”的元件将定向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下面”可以包括上面和下面两个方位。此外，设备可以另外定向(例如，旋转90度或处于其他方位)，因此，本文中所使用的空间相对描述符应被相应地解释。
本文使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不旨在限制。如本文中所使用的，除非上下文另外清楚地指明，否则单数形式“一种”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。此外，术语“包括”及其变形和/或“包含”及其变形在本说明书中使用时表明存在所叙述的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。还要注意，如本文中所使用的，术语“基本上”、“约”和其他类似术语用作近似的术语，而不用作程度的术语，因此，被用来说明本领域普通技术人员将意识到的测量、计算和/或提供的值的固有偏差。
本文参照作为理想化示例性实施例和/或中间结构的示意图的截面图示和/或分解图示来描述各种示例性实施例。因此，由于例如制造技术和/或公差的原因，预料图示的形状会有变化。因此，本文公开的示例性实施例不应被解释为限于特定的图示区域形状，而是包括由例如制造而产生的形状的偏差。如此，附图中示出的区域实际上可以是示意性的，并且这些区域的形状可能不反映设备的区域的实际形状，因此，不一定意在进行限制。
按本领域惯例，在附图中就功能块、单元和/或模块而言描述和示出一些示例性实施例。本领域技术人员应认识到，这些块、单元和/或模块在物理上由电子(或光)电路实现，例如逻辑电路、分立元件、微处理器、硬连线电路、存储器元件、接线连接等，这些电路可以使用基于半导体的制造技术或其他制造技术而形成。在由微处理器或其他类似硬件实现的块、单元和/或模块的情况下，可以使用软件(例如，微码)对它们进行编程和控制以执行本文讨论的各种功能，并且可以可选地由固件和/或软件驱动它们。还设想每个块、单元和/或模块可由专用硬件实现，或作为执行某些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个编程微处理器和相关电路)的组合。而且，在不偏离发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的每个块、单元和/或模块可以在物理上分离为两个或多个相互作用且分立的块、单元和/或模块。此外，在不偏离发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的块、单元和/或模块可以在物理上组合成更复杂的块、单元和/或模块。
除非另有定义，否则在本文中使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。除非在本文中明确定义，否则诸如在常用词典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义一致的含义，而不应在理想化或过于正式的意义上来解释。
图1是根据示例性实施例的头戴式显示设备的框图。根据示例性实施例的头戴式显示设备可以包括图像处理器10、显示单元20、控制器30、通信单元40、存储单元50和用户输入单元60。
图像处理器10可以执行各种图像处理过程，并且由图像处理器10执行的图像处理过程的类型没有特别限制。例如，图像处理器10可以执行用于将预定信号分配给每个特征信号的解复用、根据图像信号的图像格式解码、用于将隔行图像信号转换为渐进模式的去隔行、用于提高图像质量的降噪、细节增强、帧刷新速率的转换等。此外，图像处理器10可以包括：解码器，该解码器可以解码与编码源图像的图像格式相对应的源图像；以及帧缓存器，该帧缓存器可以在逐帧基础上存储解码源图像。
图像处理器10可以作为集成上述功能的片上系统(“SOC”)来实现，也可以作为图像处理板来实现，通过该图像处理板，能够独立地执行上述每一个处理的单独部件被安装在印刷电路板上。
图像处理器10可对广播信号(包括从通信单元40接收的图像信号)和源图像(包括从图像源接收的图像信号)执行各种预定的图像处理过程。图像处理器10可将处理后的图像信号输出到显示单元20，以使处理后的源图像可以显示在显示单元20上。图像处理器10(或下面描述的控制器30)可以执行处理，以便图像可被缩小从而显示在弯曲部分上，这将在下面更详细地描述。
显示单元20可以基于从图像处理器10输出的图像信号来显示图像。显示单元20可以包括：在其上显示图像的显示面板200(参见图3)，以及用于处理输入图像信号以在显示面板上显示图像的面板驱动器。然而，发明构思并不限于此，并且可应用实现图像的各种方法。通过接口从外部输入源接收的图像信号可以通过诸如解码、去隔行、缩放等图像处理过程显示在显示单元20上。
控制器30可以控制头戴式显示设备内的总体配置。控制器30可以与图像处理器10分离或集成。
通信单元40可以接收外部输入的信号并将信号发送到图像处理器10或控制器30。通信单元40可以连接到各种外部输入电缆，以通过有线或根据预定的无线通信标准的无线方式从相应的外部输入接收信号。
通信单元40可以包括多个连接器，相应的电缆分别连接至多个连接器。通信单元40可以从连接的外部输入接收信号，例如，HDMI信号、USB信号、根据部件规范的广播信号、图像信号、数据信号等，或者可以通过通信网络接收通信数据。
除了从外部输入接收信号/数据的配置之外，通信单元40可以包括各种额外配置，例如用于无线通信的无线通信模块或用于调谐广播信号的调谐器。通信单元40还可以将头戴式显示设备的信息/数据/信号发送到外部设备。也就是说，通信单元40可以不限于用于从外部设备接收信号的配置，而是可以实现为能够双向通信的接口。通信单元40可以接收用于从多个控制设备中选择用户界面(UI)的控制信号。通信单元40可以包括用于众所周知的短距离无线通信的通信模块，例如蓝牙、红外线(“IR”)、超宽带(“UWB”)、
Figure BDA0001935918270000081
等，或者可以包括众所周知的用于有线通信的通信端口。除了用于选择UI的控制信号之外，通信单元40可以用于各种目的，例如接收用于操作显示器的命令、发送/接收数据等。
存储单元50可以被提供为可写非易失性存储器(例如，可写ROM)，这样即使电源关闭，数据也可以留在头戴式显示设备上，并且可以反映用户的变化。例如，存储单元50可以包括闪速存储器、EPROM和EEPROM中的一个。
用户输入单元60可以根据用户的操作和输入向控制器30发送各种预置控制命令或信息。用户输入单元60可以通过头戴式显示设备外部提供的菜单键或输入面板来实现，或者通过与头戴式显示设备分离的远程控制器来实现。
用户输入单元60可以接收用户的动作和语音。用户的动作可以包括触摸输入。用户输入单元60可以直接接收用户的动作和声音，或者可以从外部设备接收用户的动作和语音的信息。
此外，用户输入单元60可以包括显示面板200(参见图3)、光学系统400(参见图3)以及能够调整用户视点的距离的调节器。该调节器可以根据用户的操作将显示面板200和/或光学系统400的位置从用户的视点在向前或向后的方向(图3中的Z轴方向)上移动。
此外，用户输入单元60可以包括能够测量用户视点的传感器。显示在将在下面描述的显示面板200的弯曲部分220(参见图4)上的图像的压缩比可根据所测量的用户的视点和显示面板200的距离而改变。
图2A是根据示例性实施例的头戴式显示设备的透视图，并且图2B是示出根据示例性实施例的头戴式显示设备的使用的视图。
参照图2A和图2B，头戴式显示设备HMD是佩戴在用户500头上的设备。头戴式显示设备HMD可以提供图像，而用户500的实际周围视觉可被阻挡或基本上被阻挡。佩戴着头戴式显示设备HMD的用户500可以更容易地沉浸在虚拟现实中。
头戴式显示设备HMD可以包括壳体部件100、衬垫部件300和带部件350。
壳体部件100可以佩戴在用户500的头上。用于显示图像的显示面板200(参见图3)、加速传感器等可以容纳在壳体部件100中。加速传感器感知用户500的动作，并且可以向显示面板200发送预定信号。因此，显示面板200可以提供与用户500的视野变化相对应的图像。因此，用户500可以体验与实际现实类似的虚拟现实。
在壳体部件100中，可以容纳具有除了上述功能以外的各种功能的部件。例如，可以在其中容纳以上所描述的图像处理器10、显示单元20、控制器30、通信单元40、存储单元50和用户输入单元60。
衬垫部件300可以布置在壳体部件100和用户500的头之间。衬垫部件300可以包括形状可变形的材料。例如，衬垫部件300可以包括聚合物树脂(例如，聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯和聚乙烯)、液体橡胶、氨基甲酸乙酯类材料或由丙烯酸类材料泡沫成型而形成的海绵。然而，发明构思并不限于此，并且衬垫部件300可以包括各种其他材料。
衬垫部件300可以允许壳体部件100与用户500紧密接触并提高用户500的舒适度。衬垫部件300可从壳体部件100拆卸。在示例性实施例中，可以省略衬垫部件300。
带部件350可以与壳体部件100结合，以便壳体部件100可以容易地被用户500佩戴。带部件350可以包括主带351和上带352。
主带351可以沿着用户500的头的圆周佩戴。主带351可以将壳体部件100固定到用户500，以使壳体部件100可以与用户500的头紧密接触。上带352可以沿着用户500的头的上部将壳体部件100连接至主带351。上带352可以将壳体部件100基本上固定到用户500。此外，上带352可以分散壳体部件100的负载以提高用户500的佩戴舒适度。
在图2A中，主带351和上带352的形状被显示为长度可调，但发明构思并不限于此。例如，在另一示例性实施例中，主带351和上带352可以具有弹性，并且可以省略长度可调部分。
带部件350可以从图2A和图2B中所示的那些进行不同的修改，只要壳体部件100牢固地固定到用户500即可。例如，在另一示例性实施例中，可以省略上带352。此外，在另一示例性实施例中，带部件350可以转换成各种形式，例如与壳体部件100组合在一起的头盔，或与壳体部件100联接的一对眼镜。
图3是根据示例性实施例的头戴式显示设备的一部分的分解透视图。在图3中，为了便于描述，带部件350(参见图2A和图2B)未示出。
参照图3，壳体部件100可分为主体101和盖102。显示面板200布置在主体101和盖102之间，并且盖102可以覆盖显示面板200所在的空间。图3显示主体101和盖102彼此分开，但发明构思并不限于此。例如，如图4所示，主体101和盖102可以整体提供，并且不能彼此分开。
显示面板200可以布置在主体101和盖102之间。显示面板200可以整体嵌入头戴式显示设备中以提供图像，但发明构思并不限于此。例如，包括显示面板200的显示设备(例如，便携式终端)可以与头戴式显示设备结合以提供图像。
在图3中，作为示例，左眼图像和右眼图像通过单个显示面板200(例如，双目整体型)来显示。显示面板200可分为显示左眼图像的左眼图像显示区域201和显示右眼图像的右眼图像显示区域202。左眼图像显示区域201和右眼图像显示区域202可以分别由分离的面板驱动器驱动。然而，发明构思并不限于此，左眼图像显示区域201和右眼图像显示区域202都可以由单个面板驱动器驱动。左眼图像显示区域201和右眼图像显示区域202可通过位于其间的中间区域203而分开。此外，如图10所示，根据另一示例性实施例，显示面板240可以包括彼此分离的左眼显示面板241和右眼显示面板242。以下将描述显示面板200的具体形状。
显示面板200产生与输入图像数据相对应的图像。显示面板200可以包括各种类型的显示面板中的任何一种，例如有机发光二极管(“OLED”)显示面板、液晶显示器(“LCD”)面板、等离子体显示面板、电泳显示面板和电润湿显示面板。下文中，例如，将描述作为OLED显示面板的显示面板200，但发明构思并不限于此。下面将参照图17和图18描述OLED显示面板的详细结构。
光学系统400可以布置在壳体部件100的主体101内。光学系统400可以是非球面凸透镜。另外，光学系统400可以是菲涅耳透镜，该菲涅耳透镜分为数个圆形带状透镜以减小透镜的厚度。光学系统400可以放大从显示面板200提供的图像。光学系统400可以在第一方向(Z轴方向)上与显示面板200隔开。光学系统400可以布置在显示面板200和用户的眼睛510之间(参见图4)。
光学系统400可以包括左眼光学系统401和右眼光学系统402。左眼光学系统401放大图像以将图像提供给用户500的左瞳孔511(参见图4)，右眼光学系统402放大图像以将图像提供给用户500的右瞳孔512(参见图4)。左眼光学系统401和右眼光学系统402可在左右方向(X轴方向)上彼此隔开。左眼光学系统401与右眼光学系统402之间的距离可对应于用户500(见图2B)的两眼之间的距离进行调整。
图4是根据示例性实施例的头戴式显示设备沿着图3的线I-I'截取的示意性截面图。在图4中，没有示出除了壳体部件100、显示面板200、用户眼睛510和用户脸线520以外的部件。下文中，针对处于佩戴显示设备的状态的用户500(下称“佩戴者”)的视线定义了左右方向(X轴方向)、上下方向(Y轴方向)和前后方向(Z轴方向)。
如图4所示，显示面板200的左右两侧相对于佩戴者500的视线凹入地弯曲。更具体地说，显示面板200包括中心平面部分210和左右弯曲部分220。平面部分210基本上是平坦的。也就是说，平面部分210具有约为零或基本上为零的曲率。弯曲部分220在左右方向上从平面部分210延伸。在截面图中，左弯曲部分221和右弯曲部分222相对于通过显示面板200中心、垂直于显示面板200的对称线263是对称的。
如本文中所使用的，除非另有说明，否则平面部分210和弯曲部分220可以指显示图像的区域。
弯曲部分220在左右方向(X方向)上具有预定宽度，并且在上下方向(Y方向)上具有预定长度。宽度方向(Z方向)具有非零的预定曲率(其被定义为曲率半径的倒数)。纵向方向可以具有零的曲率。
壳体部件100支撑显示面板200，使得显示面板200可以保持弯曲状态。平面部分210由盖102支撑，并且弯曲部分220可以由主体101支撑，主体101在前后方向(Z方向)上延伸。
图5A是用于解释根据示例性实施例在左右方向上显示在弯曲部分220上的图像的压缩比的截面图，并且对应于图4的右侧。如图5A所示，根据示例性实施例，可以利用更小的显示面板200提供更宽的视角。
图5A示出平面部分210的右侧的一部分、右弯曲部分222和用户的右眼(或瞳孔)512。如本文中使用的，参照截面图描述的点或线可分别指通过该点或线且垂直于截面图的线或平面。
参照图5A，虚拟平面230是从平面部分210延伸的平面。如本文中使用的，“D”表示用户500的右眼512的视点420与虚拟平面230或平面部分210之间的距离(或“D”表示正交于虚拟平面230的线)。距离D可以具有根据显示面板200在壳体部件100中的布置、衬垫部件300的结构、光学系统400的折射率等确定的预定值。或者，距离D可以是用户设定的值。又或者，距离D可以是由上述传感器测量的值。
如本文中使用的，“R”是弯曲部分222的曲率半径。弯曲部分222的中心位于平面部分210和弯曲部分222交汇的点，即，在正交于显示面板200的线上，位于弯曲部分222的起点422。更具体地说，弯曲部分222接触虚拟平面230。如本文中使用的，“θ”表示弯曲部分222的圆心角。如本文中使用的，“A”表示弯曲部分222在左右方向上的宽度，即，弯曲部分222在图5A的横截面中的弧长。
如本文中使用的，“B”表示虚拟平面230的通过视点420的法线D与虚拟平面230的通过弯曲部分222的起点422的法线之间的距离。
虚线410和411是表明从用户500的视点420的视线的直线。虚线410是通过视点420和弯曲部分222的终点421的直线，而虚线411是通过视点420和弯曲部分222(或虚拟平面230)的起点422的直线。虚拟平面230上的终点423是虚拟平面230与虚线410相交的点。
如本文中使用的，“L”表示通过虚拟平面230上的起点422和虚拟平面230上的终点423的法线之间的距离。在虚拟平面230上的起点422和虚拟平面230上的终点423之间的平面被定义为弯曲部分222的等效区域231。
[等式1]
y:D＝x:R(1-cosθ)
[等式2]
y-x＝R sinθ+B
[等式3]
L＝x+R sinθ
等效区域231的长度L来自上述等式1、2和3，如下面等式4所示。
[等式4]
Figure BDA0001935918270000121
在示例性实施例中，弯曲部分222的长度A由下面等式5表示。
[等式5]
A＝Rθ(θ弧度)
因此，弯曲部分222相对于平面部分210的左右图像压缩比A/L由下面等式6表示。
[等式6]
Figure BDA0001935918270000131
图5B是用于解释根据示例性实施例显示在弯曲部分220上的图像的压缩比的截面图，并且示出具有与图5A的那些不同的R和θ的弯曲部分。
如图5B所示，弯曲部分222的中心点位于通过用户500的视点420和弯曲部分222的终点421的视线410上。因此，视线410在终点421处基本上垂直地穿过弯曲部分222。其他条件与上文参照图5A描述的那些基本相同。根据图示的示例性实施例，由于L＝Rtanθ，因此弯曲部分222相对于平面部分210的左右图像压缩比A/L由下面等式7表示。
[等式7]
Figure BDA0001935918270000132
在示例性实施例中，弯曲部分222相对于平面部分210的图像压缩比A/L被定义为显示在弯曲部分222上的与显示在平面部分210上的基本相同图像的大小之比。例如，当将显示在平面部分210上的图像大小假设为L1，并且如果在等效区域230中显示同一图像时，则其大小也将是L1。然而，当同一图像显示在弯曲部分222上时，大小被缩小为L2。因此，图像压缩比为L2/L1。
在示例性实施例中，在弯曲部分222的每个点上的弯曲部分的左右图像压缩比都可以与A/L相同，或者可以根据它们在弯曲部分222上各自的位置而有所不同。例如，位于弯曲部分222的起点422处的左右图像压缩比可以是1。也就是说，图像按照与平面部分210相同的比率缩小，并且当点移动到离起点422更远时，图像可以以更大的比率缩小。具体地，显示在弯曲部分222上的图像随着它与平面部分210的距离增大可以在更大程度上缩小。如本文中使用的，图像进一步缩小意味着弯曲部分222的图像与平面部分210的图像的比率(例如，图像压缩比)更小。虽然图像压缩比根据其在弯曲部分222上位置而有所不同，但弯曲部分的整个图像的压缩比可为A/L。
例如，在图5B中所示的图示示例性实施例中，在任意点(圆心角θ)处的图像压缩比dA/dL由以下等式表示。
[等式8]
Figure BDA0001935918270000141
因此，当θ＝0时，即，在平面部分210和弯曲部分222之间的分界点422处，图像压缩比约为1。随着θ增加，即，随着与平面部分210的距离增大，图像压缩比以更大的比率减小。
图6A是示出根据示例性实施例的显示面板的一部分的主视图，图6B是示出根据示例性实施例的显示面板的一部分的侧视图。上下压缩比将参照图6A和图6B来描述。如上面参照图5A和图5B所描述的，显示在弯曲部分220(布置在平面部分210的右侧和左侧)上的图像可以在左右方向上缩小。此外，根据示例性实施例，显示在弯曲部分220上的图像可以在上下方向上缩小，如图6A和图6B所示。虚线414、415分别是通过视点420、弯曲部分222在上下方向上的两个端点以及等效区域231在上下方向上的两个端点的直线。
例如，在图6A和图6B中所示的示例性实施例中，在任意点(圆心角θ)处的上下图像压缩比W2/W1可以由以下等式9得到。
[等式9]
D:D-R(1-cosθ)＝W1:W2
在等式9中，“W2”是弯曲部分222在上下方向上的长度，“W1”是对应于弯曲部分222的等效区域231在上下方向上的长度，“R(1-cosθ)”是任意点(圆心角θ)与等效区域231之间的距离，并且“D”是平面部分210和视点420之间的距离。
因此，基于等式9，上下图像压缩比W2/W1可以由以下等式10得到。
[等式10]
Figure BDA0001935918270000142
因此，当θ＝0时，即，在平面部分210和弯曲部分222之间的分界点422处，上下图像压缩比约为1。随着θ增加，即，随着与平面部分210的距离增大，图像压缩比以更大的比率减小。
图7A是示出根据示例性实施例的未缩小图像的视图，并且图7B是示出根据示例性实施例的缩小图像的视图。
根据示例性实施例，通信单元40或存储单元50将图7A中所示的图像的数据提供到控制器30或图像处理器10(下文中，可以统称为“控制器30”)。控制器30可以将图7A中所示图像的数据转换成图7B中所示的缩小图像的数据。然而，发明构思并不限于此，并且通信单元40或存储单元50可以提供图像的数据，该图像已经如在图7B中一样提前缩小，并且控制器30可以将图7B中所示的缩小图像的数据提供到显示单元20。
如图7A所示，通常，图像被配置成显示在平坦的显示面板上，并且显示面板的每个部分，例如，显示面板的中心部分和外围部分可以以相同的比率显示图像。因此，如果如图7A中所示的平坦表面的图像(下称“平面图像”)显示在如图4所示的显示面板200的弯曲部分220上，则图像可能变形。因此，根据示例性实施例的头戴式显示设备显示在弯曲部分220上的左右方向和/或上下方向上缩小的图像，如上文参照图5A至图6B所描述的。
图7A中所示的平面图像Im包括局部图像Im(i,j)，每个都具有基本相同的大小。所有局部图像Im(1,1)...Im(i,j)...Im(16,8)都可以以相同的比率显示在显示面板上。平面图像Im可以是原始图像。或者，原始图像可以是根据平面部分210和等效区域231的大小由控制器30对每个局部图像Im(i,j)以相同的比率整体缩放的图像。
控制器30可以确定待显示在平面部分210上的局部图像Im(i,j)和待显示在等效区域231(弯曲部分220)上的局部图像Im(i,j)。控制器30在左右方向和/或上下方向上部分地缩小等效区域231的局部图像Im(i,j)。
如图7B所示，等效区域231的局部图像Im(i,j)随着它们进一步远离平面部分210而在左右方向和上下方向上进一步缩小。部分缩小的图像Im'的数据被提供给显示单元20的面板驱动器，并且面板驱动器将图7B中所示的图像Im'显示在显示面板200上。
根据示例性实施例，显示在弯曲部分220上的图像Im'(如图7B所示)可以被视为与显示在从平面部分210延伸的虚拟平面230或等效区域231上的图像Im(如图7A所示)基本相同。照此，本发明的示例性实施例可以在使用相对较小的显示面板的同时向用户提供更宽的视角。此外，图7A的图像的变形可以被显著抑制，因为图像显示在大致平坦的显示面板上。
图8是示出根据示例性实施例在弯曲部分上显示的图像的转换的说明性视图。
如上所述，根据示例性实施例在弯曲部分220上显示的弯曲表面图像Im'(下文中称“弯曲图像”)可以被视为与在从平面部分210延伸的等效区域231上显示的平面图像Im基本相同。
参照图8，一条直线从视点420通过弯曲部分220的一个点和等效区域231的一个点彼此对应，并且基本相同的图像可以显示在彼此对应的这两个点上。因此，与等效区域231的一个点处的局部图像Im(i,j)对应的局部图像Im'(i,j)显示在弯曲部分220的相应的一点处。此外，如上所述，弯曲局部图像Im'(i,j)可以在左右方向和上下方向上缩小。
虽然图8示出弯曲部分具有部分圆柱形，但发明构思并不限于此。参照图8描述的图像转换方法可应用于具有任意形状的弯曲部分。
此外，虽然图4至图8示出弯曲部分220布置在平面部分210的右侧和左侧，但发明构思并不限于此。参照图4至图8描述的示例性实施例可以同样应用于布置在平面部分210的上侧和下侧的弯曲部分。
图9是根据示例性实施例的光学系统的示意性截面图，并且示出通过光学系统400视线的折射。虽然图9是针对右眼光学系统402描述的，但其可以类似地应用于左眼光学系统401(参见图3)。
如图9所示，来自用户的实际视点430的视线412和413在通过光学系统400时被折射。因此，在参照图5A和图5B的描述中，观看弯曲部分222和等效区域230的视线410和411不能与用户500的实际视点430形成直线。
在示例性实施例中，光学系统400的折射率n由以下等式11表示。
[等式11]
Figure BDA0001935918270000161
其中θ1、θ2分别为右眼光学系统402与视线410和视线412之间的夹角。
在图9中，“OL”是平面部分210与右眼光学系统402之间的距离，“D'”是平面部分210与用户500的实际视点430之间的距离，“D”是平面部分210与通过弯曲部分222的视线410和411的虚拟视点420之间的距离。
因此，当根据示例性实施例的头戴式显示设备包括光学系统400时，上述视点420指的是虚拟视点420，而不是用户的实际视点430，并且等式1至7中使用的“D”指的是到虚拟视点420的距离D，而不是到用户的实际视点430的距离D'。
到虚拟视点420的距离D可以根据到用户500的实际视点430的距离D'和右眼光学系统402的折射率来确定。
图10是根据示例性实施例的分离式双目头戴式显示面板240的示意性透视图。图11是图10的截面图。将省略上述基本相同元件的详细说明以避免冗余。
如图10所示，据示例性实施例的显示面板240包括左眼显示面板241和右眼显示面板242。
如图10和图11所示，显示面板241和242相对于用户500的视线在左侧和右侧弯曲，更具体地，左眼显示面板241包括：在中心部分的平面部分251L，以及在平面部分251L的左右侧上的弯曲部分262L和261L。平面部分251L基本上是平坦的。也就是说，平面部分251L具有约为零或基本上为零的曲率。弯曲部分260L在左右方向上从平面部分251L延伸。弯曲部分260L在左右方向上具有预定宽度，并且在上下方向上具有预定长度。宽度方向具有非零的预定曲率(其被定义为曲率半径的倒数)。纵向方向可以具有零的曲率。右眼显示面板242包括：在中心部分的平面部分251R，以及在平面部分251R的左右侧上的弯曲部分262R和261R。平面部分251R基本上是平坦的。也就是说，平面部分251R具有约为零或基本上为零的曲率。弯曲部分260R在左右方向上从平面部分251R延伸。弯曲部分260R在左右方向上具有预定宽度，并且在上下方向上具有预定长度。
在根据示例性实施例的左眼显示面板241的截面图中，左侧的弯曲部分262L和右侧的弯曲部分261L相对于通过左眼显示面板241中心的对称线是对称的，该对称线与左眼显示面板241垂直。左眼显示面板241和右眼显示面板242相对于穿过其间的中心的对称平面263是对称的，该对称平面263与左眼显示面板241垂直。
壳体部件100支撑显示面板240，使得显示面板240可以保持弯曲状态。此外，壳体部件100可以进一步包括突出物103，该突出物103使两个显示面板241和242分开，并且支撑左眼显示面板241的右弯曲部分261L和右眼显示面板242的左弯曲部分262R。突出物103可以阻挡每只眼睛的视野，这样左眼显示面板241就不能从右眼512观看，而右眼显示面板242就不能从左眼511观看。下面，描述将侧重于左眼显示面板241，但同样也可应用于右眼显示面板242。在示例性实施例中，左眼显示面板241和右眼显示面板242中的每一个的左弯曲部分和右弯曲部分在左右方向上具有相同的长度。在示例性实施例中，左眼显示面板241和右眼显示面板242中的每一个的左弯曲部分和右弯曲部分在左右方向上具有不同的长度。在示例性实施例中，左眼显示面板241的左弯曲部分262L在左右方向上比左眼显示面板241的右弯曲部分261L更长，并且右眼显示面板242的右弯曲部分261R在左右方向上比右眼显示面板242的左弯曲部分262R更长。
图12是根据示例性实施例的分离式双目头戴式显示设备的示意性截面图。
上文参照图5A和图5B所述的弯曲部分相对于平面部分的图像压缩比可以应用于所示的示例性实施例，因此，将省略对其的重复描述以避免冗余。
左眼显示面板241的左弯曲部分262L和右弯曲部分261L具有相同的曲率半径R。然而，发明构思并不限于此，并且左弯曲部分262L和右弯曲部分261L可以具有不同的曲率半径。
此外，左弯曲部分262L和右弯曲部分261L分别具有圆心角θ3和θ1。圆心角θ3和θ1可以基本上彼此相等，或者可以彼此不同。例如，圆心角θ3可以大于圆心角θ1以确保左眼511的左视角大于右视角。B1、B2分别为通过左眼511的视点的平面部分210的法线与平面部分210和右弯曲部分261L、左弯曲部分262L交汇的点之间在第一方向上的距离，L3为左眼显示面板241的左弯曲部分262L在第一方向上的等效区域的长度。
在示例性实施例中，可以改变右弯曲部分261L中显示图像的区域，例如，图像可以在具有圆心角θ1的整个弯曲部分261L上显示。或者，根据示例性实施例，图像仅在右弯曲部分261L的一部分上显示，即，仅在圆心角θ小于圆心角θ1的弯曲部分上。
例如，可以根据用户500的输入以及根据待显示的图像的类型(例如，2D或3D图像)来确定显示图像的区域的圆心角θ。因此，与在弯曲部分上显示的图像对应的等效区域的长度L2可以改变。虽然本示例是参照右弯曲部分261L描述的，但发明构思不限于此，并且它也可以应用于左弯曲部分262L。
例如，可以确定圆心角θ2，使得通过具有圆心角θ2的弯曲部分的终点的视线可以在虚拟平面230上与对称线263交汇。因此，左眼显示面板241的右弯曲部分261L的等效区域L2与右眼显示面板242的左弯曲部分262R的等效区域(与L2对称的区域)可以彼此接触。
在示例性实施例中，图像可以显示到大于圆心角θ2的圆心角θ1。因此，左眼显示面板241的右弯曲部分261L的等效区域L1和右眼显示面板242的左弯曲部分262R的等效区域(与L1对称的区域)可以彼此重叠，因此，根据图示的示例性实施例的分离式双目显示面板可以提供优于上述整体式双目显示面板200的视角。
图13A是根据示例性实施例的整体式双目显示面板的示意性透视图。图13B和图13C分别是图13A的整体式双目显示面板沿线II-II’、III-III’截取的截面图。
图13A至图13C所示的显示面板270包括左眼和右眼显示区域。
此外，显示面板270具有穹顶形状。更具体地，显示面板270包括平面部分271以及在平面部分271的左右两侧和上下两侧上的弯曲部分272至275。左右弯曲部分272和273的曲率半径和圆心角可以与上下弯曲部分274和275的曲率半径和圆心角基本上相同或不同。弯曲部分的具体形状以及弯曲部分与平面部分的图像压缩比已经在上面描述过，因此，将省略对其的重复描述以避免冗余。
左右弯曲部分272和273显示左右方向上缩小的图像，而上下弯曲部分274和275显示上下方向上缩小的图像。然而，发明构思并不限于此，并且左右弯曲部分272和273可以显示进一步在上下方向上缩小的图像，而上下弯曲部分274和275可以显示进一步在左右方向上缩小的图像。
虽然图13A中的显示面板270被图示为具有在显示面板270的拐角处彼此连接的弯曲部分272至275，但发明构思并不限于此。例如，弯曲部分272至275在显示面板270的拐角处可以不彼此连接，并且可以是敞开的。
此外，在示例性实施例中，平面部分271可以具有大致为四边形的形状。然而，发明构思并不限于此，并且平面部分271可以具有各种多边形形状，例如椭圆、圆环和六边形。
图14是根据示例性实施例的分离式双目显示面板的示意性透视图。将省略与上述参照图13A至图13C所描述的那些基本相同的元件的详细描述以避免冗余。
图14中所示的显示面板280包括左眼显示面板281和右眼显示面板282，并且显示面板281和282可以彼此分开。
此外，显示面板281和282中的每一个都具有穹顶形状。也就是说，显示面板281和282各自包括平面部分以及在平面部分的左右两侧和上下两侧的弯曲部分。除了在左右方向上的长度之外，显示面板281和282中的每一个都可以与图13A至图13B所示的显示面板270基本相同。此外，显示面板281和282中的每一个的左右弯曲部分具有与上面参照图7A至图8描述的弯曲部分基本相同或相似的结构。
此外，在示例性实施例中，显示面板281的平面部分具有大致为四边形的形状，然而，发明构思并不限于此，显示面板281的平面部分可以具有各种多边形形状，例如椭圆、圆环和六边形。
图15A和图15B是示出根据示例性实施例的整体式双目显示面板的示意性展开视图。图15A和图15B中所示的显示面板270包括左眼和右眼显示区域。
显示面板270可以通过使图15A所示的平坦显示面板弯曲而形成。更具体地，弯曲部分272至275可以通过使从平面部分271在上下方向和左右方向上延伸的区域弯曲而形成，以具有预定的曲率。每个弯曲部分之间的拐角276可以被切槽，从而弯曲部分272至275可以分别弯曲。因此，具有图15A所示的展开视图的显示面板270其拐角是敞开的。
另一方面，图15B中所示的展开视图的每个拐角276可以以曲线被切割。因此，弯曲的显示面板270在拐角处没有敞开，并且显示面板270的每个弯曲部分272至275可以彼此连接。但是，发明构思并不限于此，并且显示面板的形状可以改变。例如，显示面板可以以各种方法具有不同类型的穹顶形状。
在示例性实施例中，左眼511和右眼512的观看区域277和278可以指用户在佩戴头戴式显示设备时由用户视觉识别的区域。每个观看区域277和278都可以具有大致的椭圆形或圆形形状。根据示例性实施例，观看区域277和278与平面部分271和弯曲部分272至275的一部分重叠，并且不与拐角276重叠。也就是说，用户不能观看到弯曲部分272至275之间的拐角。此外，各自的观看区域277和278互不重叠。
图16是根据示例性实施例的分离式双目显示面板的示意性展开视图。图16中所示的显示面板280包括左眼显示面板281和右眼显示面板282，并且显示面板281和282可以彼此分离。
除了左右方向上的长度之外，显示面板281和282中的每一个都可以与图15A所示的显示面板270基本相同。此外，显示面板281和282中的每一个的左右弯曲部分具有与参照图10和图11所描述的弯曲部分基本相同或类似的结构。
如上面参照图15A所述，每个弯曲部分之间的拐角以四边形的形式被切割，并且具有图16所示的展开视图的显示面板280的拐角是敞开的。此外，敞开的拐角可以不包含在左眼511和右眼512的观看区域283内。
根据示例性实施例，显示面板281和282的每一个中的每个弯曲部分之间的拐角都可以类似于在图中15B那样被切割，因此，弯曲部分可以彼此连接。
在示例性实施例中，如图16所示，显示面板281和282中的每一个可以包括显示图像的显示区域286以及不显示图像的外围非显示区域285。在非显示区域285中，可以布置用于驱动显示面板281和282的各种接线。非显示区域285可以包含在上面描述的所有显示面板200中。
图17是根据示例性实施例的显示面板的一部分的放大视图。图18是沿着图17的线IV-IV'截取的截面图。
参照图17和图18，根据示例性实施例的显示面板包括多个像素，每个像素包括开关薄膜晶体管、驱动薄膜晶体管、电容器和OLED 810。OLED 810可以主要应用于柔性显示设备，因为它可以在相对较低的温度下沉积，并且具有低功耗、高亮度等。如本文中所使用的，像素可以指用于显示图像的最小单元，并且显示面板可以通过多个像素来显示图像。
虽然图17示出一个像素包括两个薄膜晶体管和一个电容器，但发明构思不限于此。例如，一个像素可以包括三个或更多个薄膜晶体管和两个或更多个电容器，并且可以具有包括附加接线的各种结构。
显示面板可以包括基板710、布置在基板710上的栅线751以及与栅线751绝缘且相交的数据线771和公共电源线772。一个像素通常可以由栅线751、数据线771和公共电源线772限定，其中它们成为边界，但是发明构思并不限于此。像素可以由像素定义层或黑矩阵限定。
基板710可以包括柔性塑料材料。例如，基板710可以包括下列中的至少一种：
Figure BDA0001935918270000211
聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯酸酯(PAR)、纤维增强塑料(FRP)等。
基板710的厚度可以在约5μm至约200μm的范围内。当基板710具有小于约5μm的厚度时，基板710很难稳定地支撑OLED 810。另一方面，当基板710具有大于约200μm的厚度时，基板710的柔性特性可能会恶化。
缓冲层720布置在基板710上。缓冲层720可以通过包含用于平坦化和/或防止渗透的合适材料来防止不良元素的渗透以及使其下面的表面平坦化。例如，缓冲层720可以包括氮化硅(Sinx)层、氧化硅(SiO2)层和氮氧化硅(SiOxNy)层中的一种。然而，可以根据基板710的种类及其处理条件可省略缓冲层720。
开关半导体层731和驱动半导体层732布置在缓冲层720上。开关半导体层731和驱动半导体层732可以包括多晶硅层、非晶硅层和例如氧化铟镓锌(IGZO)和氧化铟锌锡(IZTO)的氧化物半导体中的至少一种。例如，当驱动半导体层732包括多晶硅层时，驱动半导体层732包括不掺杂杂质的沟道区、以及在沟道区的相反侧上形成的p+掺杂源区和漏区。在这样的示例性实施例中，p型杂质(例如硼B)可用作掺杂离子，通常使用B2H6。这些杂质可以因薄膜晶体管的类型而不同。根据示例性实施例的驱动薄膜晶体管可以采用包括p型杂质的p沟道金属氧化物半导体(“PMOS”)薄膜晶体管，但发明构思并不限于此。例如，驱动薄膜晶体管可以采用n沟道金属氧化物半导体(“NMOS”)薄膜晶体管或互补金属氧化物半导体(“CMOS”)薄膜晶体管。
栅绝缘层740布置在开关半导体层731和驱动半导体层732上。栅绝缘层740可以包括正硅酸乙酯(TEOS)、氮化硅(SiNx)和二氧化硅(SiO2)中的至少一种。例如，栅绝缘层740可以具有双层结构，其中厚度为约40nm的SiNx层和厚度为约80nm的TEOS层依次堆叠。
包括栅电极752和755的栅接线布置在栅绝缘层740上。栅接线进一步包括栅线751、第一电容器板758和其他信号线。此外，栅电极752和755被设置为与相应的半导体层731和732的至少一部分(例如，其沟道区)重叠。当杂质分别掺杂到半导体层731和732的源区和漏区时，栅电极752和755可以基本上防止杂质被掺杂到相应的半导体层731和732的沟道区。
栅电极752和755以及第一电容器板758布置在基本相同的层上，并且包括基本相同的金属材料。栅电极752和755以及第一电容器板758可以包括钼(Mo)、铬(Cr)和钨(W)中的至少一种。
绝缘夹层760布置在栅绝缘层740上以覆盖栅电极752和755。与栅绝缘层740类似，绝缘夹层760可包括氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiOx)、四乙氧基硅烷(TEOS)等或由这些形成，但发明构思并不限于此。
包括源电极773和776以及漏电极774和777的数据接线布置在绝缘夹层760上。数据接线进一步包括数据线771、公共电源线772、第二电容器板778和其他接线。此外，源电极773和776以及漏电极774和777通过限定在栅绝缘层740和绝缘夹层760上的接触孔分别连接到相应的半导体层731和732的源区和漏区。
因此，开关薄膜晶体管包括开关半导体层731、开关栅电极752、开关源电极773和开关漏电极774，并且驱动薄膜晶体管包括驱动半导体层732、驱动栅电极755、驱动源电极776和驱动漏电极777。然而，发明构思并不限于此，并且薄膜晶体管的配置可以修改成各种结构。
此外，电容器包括第一电容器板758和第二电容器板778，其中绝缘夹层760在两者之间。
开关薄膜晶体管可用作选择像素以执行光发射的开关元件。开关栅电极752连接到栅线751。开关源电极773连接到数据线771。开关漏电极774与开关源电极773隔开，并连接到第一电容器板758。
驱动薄膜晶体管应用于像素电极811，其为允许所选像素中OLED 810的发光层812发光的驱动电源。驱动栅电极755连接到第一电容器板758。驱动源电极776和第二电容器板778中的每一个都连接到公共电源线772。驱动漏电极777通过接触孔连接到OLED 810的像素电极811。
采用上述结构，开关薄膜晶体管由施加至栅线751的栅电压驱动，并用于将施加至数据线771的数据电压传送给驱动薄膜晶体管。等效于从公共电源线772施加到驱动薄膜晶体管的公共电压与从开关薄膜晶体管发送的数据电压之间的差的电压存储在电容器中，并且对应于存储在电容器中的电压的电流通过驱动薄膜晶体管流向OLED 810，因此OLED 810可以发光。
布置平坦化层765以覆盖数据接线，例如，数据线771、公共电源线772、源电极773和776、漏电极774和777以及第二电容器板778，它们在绝缘夹层760上被图案化为基本相同的层。
平坦化层765可基本消除其下方结构的阶梯差，并使其下方的表面平坦，这可以提高要在其上形成的OLED 810的发光效率。平坦化层765可包括下列中的至少一种：聚丙烯酸酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、不饱和聚酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂和苯并环丁烯(BCB)。
OLED 810的像素电极811布置在平坦化层765上。像素电极811通过限定在平坦化层765的接触孔连接到漏电极777。
暴露像素电极811的至少一部分以限定像素区域的像素定义层790布置在平坦化层765上。像素电极811被布置为对应于由像素定义层790定义的像素区域。像素定义层790可以包括基于例如聚丙烯酸酯和聚酰亚胺的树脂。
发光层812在像素区域中布置在像素电极811上，并且公共电极813布置在像素定义层790和发光层812上。发光层812包括低分子有机材料或高分子有机材料。可以在像素电极811和发光层812之间进一步布置空穴注入层HIL和空穴传输层HTL中的至少一个，并且可以在发光层812和公共电极813之间进一步布置电子传输层ETL和电子注入层EIL中的至少一个。
像素电极811和公共电极813可形成为透射电极、透反射电极和反射电极中的一种。
透明导电氧化物(“TCO”)可用于形成透射电极。TCO可包括氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟(In2O3)等。
金属，例如镁(Mg)、银(Ag)、金(Au)、钙(Ca)、锂(Li)、铬(Cr)、铝(Al)和铜(Cu)或其合金，可用来形成透反射电极和反射电极。在这样的示例性实施例中，电极是透反射型还是反射型取决于电极的厚度。通常，透反射电极具有约200nm或更小的厚度，而反射电极具有约300nm或更大的厚度。随着透反射电极的厚度减小，透光率和电阻可能增大。相反，随着透反射电极的厚度增大，透光率可能降低。
此外，透反射电极和反射电极可具有多层结构，其包括包含金属或其合金的金属层以及堆叠在金属层上的TCO层。
封装层850布置在公共电极813上。封装层850包括一个或多个无机层851和853以及一个或多个有机层852。此外，封装层850具有其中无机层851和853与有机层852彼此交替地层压的结构。在这样的示例性实施例中，无机层851布置在最底部分。也就是说，无机层851最接近OLED 810布置。
在图18中，根据示例性实施例的封装层850被图示为包括两个无机层851和853以及一个有机层852，但发明构思并不限于此。
无机层851和853包括Al2O3、TiO2、ZrO、SiO2、AlON、AlN、SiON、Si3N4、ZnO和Ta2O5中的一种或多种无机材料。无机层851和853可以通过诸如化学气相沉积法(CVD)或原子层沉积法(ALD)的方法形成。然而，发明构思并不限于此，并且无机层851和853可以通过本领域中通常已知的各种方法形成。
有机层852可以包括聚合物材料或由聚合物材料形成。聚合物材料的实例可以包括例如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚酰亚胺和聚乙烯。有机层852可以通过热沉积过程形成。用于形成有机层852的热沉积过程可以在不损害OLED 810的温度范围内进行。然而，发明构思并不限于此，并且有机层852可以通过本领域中通常已知的各种方法形成。
具有高薄膜密度的无机层851和853可基本上防止或有效地降低大部分水分或氧气的渗透。无机层851和853可以很大程度上防止水分和氧气渗透到OLED 810中。
封装层850可以具有约10μm或更小的厚度。因此，显示面板的总厚度可能会显著变小。通过应用这样的封装层850，显示面板可以具有优化的柔性特性。
保护膜400布置在基板710下面。保护膜400可通过粘合剂附接到基板710的下部。保护膜400可提高显示面板的强度，并基本上防止显示面板被损坏。
保护膜400可以包括柔性塑料材料。此外，保护膜400可以根据杨氏模量具有不同厚度。根据示例性实施例的保护膜400可以具有与基板710基本相同的形状。
图19A和图19B是示出根据示例性实施例的显示面板的展开视图。
参照图19A，根据示例性实施例的显示面板200可以包括平面部分210和布置在平面部分210的相对侧的弯曲部分220，例如，在左侧或右侧上或在上侧和下侧上。参照图19B，根据示例性实施例的显示面板200可以包括平面部分210和布置在左右两侧和上下两侧上的弯曲部分220。
如图19A所示，在根据示例性实施例的显示面板200中，弯曲部分220的分辨率高于平面部分210的分辨率。如本文中使用的，分辨率可指每单位面积或单位长度的像素PX的数量。因此，像素在弯曲部分220中被布置得更加密集。
根据示例性实施例，弯曲部分220在左右方向上的分辨率(在左右方向上单位长度的像素PX的数量)高于平面部分210的分辨率。此外，根据本发明的示例性实施例，弯曲部分220在上下方向上的分辨率(在上下方向上单位长度的像素PX的数量)高于平面部分210的分辨率。
弯曲部分220的分辨率R2与平面部分210的分辨率R1的比率R2/R1相当于上面参照图4至图8所描述的图像压缩比的倒数。也就是说，随着分辨率提高，所显示的图像可能会在更大程度上缩小。因此，将省略对分辨率R2/R1的详细描述。
在示例性实施例中，如上文参照图17和图18所述，显示面板200可以包括例如在左右方向上延伸的栅线751和例如在上下方向上延伸的数据线771。一个像素可以由栅线751中的一个和数据线771中的一个限定，并且可以由这些线751和771限定。
在示例性实施例中，图19A中所示的显示面板200的左右弯曲部分220中的数据线771(其在上下方向上基本平行地延伸)之间的间隔可以随着其被布置得离平面部分210更远而减小。因此，显示在弯曲部分220上的图像可以随着它位于离平面部分210更远而在左右方向上被缩小更多。
在示例性实施例中，图19A中所示的显示面板200的左右弯曲部分220中的栅线751(其在左右方向上基本平行地延伸)之间的间隔可以随着其被布置得离平面部分210更远而减小。因此，通过平面部分210的中心(与视点420最相邻的点)的栅线751甚至在弯曲部分220中以直线延伸，但通过平面部分210的上下两侧的栅线751可以随着其被布置得离平面部分210更远而在弯曲部分220中更多地朝向通过中心的栅线751弯曲。因此，显示在弯曲部分220上的图像可以随着它位于离平面部分210更远而在上下右方向上被缩小更多。
在示例性实施例中，在图19B中，布置在平面部分的上下两侧的弯曲部分中的栅线751和数据线771与布置在平面部分210的左右两侧的弯曲部分中的数据线771和栅线751类似地进行布置。
也就是说，在上下弯曲部分220中的栅线751(其在左右方向上基本平行地延伸)之间的间隔可以随着其被布置得离平面部分210更远而减小。此外，在上下弯曲部分220中的数据线771(其在上下方向上基本平行地延伸)之间的间隔可以随着其被布置得离平面部分210更远而减小。因此，通过平面部分210的中心(与视点420最相邻的点)的数据线771甚至在弯曲部分220中以直线延伸，但是通过平面部分210的左右两侧的数据线771可以随着其位于离平面部分210更远而在弯曲部分220中更多地朝向通过中心的数据线771弯曲。
此外，如上所述，当栅线751之间的间隔和数据线771之间的间隔减小时，像素PX的平面面积可以减小。也就是说，布置在弯曲部分220处的像素PX的平面面积可以随着其被布置得离平面部分210更远而减小。
因此，在图示的示例性实施例中，可以在弯曲部分220上显示缩小的图像而不用通过控制器30进行图像转换(部分缩小)。
在图19A和图19B中，虽然头戴式显示设备被描述为分离式双目显示面板，但上述示例性实施例可以应用于整体式双目显示面板的左眼显示区域和右眼显示区域。
根据一个或多个示例性实施例，头戴式显示设备可以提供改善的视角。此外，根据示例性实施例的头戴式显示设备可以减少用户观看的图像的变形。
虽然本文已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但从本说明中其他实施例和修改将是显而易见的。因此，发明构思不限于这些实施例，而是限于将对本领域普通技术人员显而易见的所附加权利要求和各种明显的修改和等同设置的更广泛的范围。

Claims (34)

1.一种头戴式显示设备，包括：
显示面板，包括平面部分和从所述平面部分延伸的弯曲部分；
控制器，用于向所述显示面板提供代表待显示在所述平面部分和所述弯曲部分上的图像的数据信号，
其中，所述控制器被配置为向所述弯曲部分提供代表与所述平面部分相比以预定比率在尺寸上缩小的图像的数据信号，并且
其中，当从佩戴者的视点观看时，所缩小的图像与从所述平面部分延伸的虚拟平面上的没有缩小的图像相同。
2.如权利要求1所述的头戴式显示设备，进一步包括：
壳体部件，所述显示面板安装在所述壳体部件上；布置在所述壳体部件和佩戴者之间的衬垫部件；和
联接至所述壳体部件的带部件，
其中，所述壳体部件、所述衬垫部件和所述带部件限定所述佩戴者相对于所述显示面板的视点。
3.如权利要求1所述的头戴式显示设备，进一步包括传感器，所述传感器用于测量佩戴者相对于所述显示面板的视点。
4.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其中：
所述弯曲部分包括布置在所述平面部分在第一方向上的相对侧上的第一弯曲部分；并且
所述控制器被配置为向所述第一弯曲部分提供代表在所述第一方向上缩小的图像的数据信号。
5.如权利要求4所述的头戴式显示设备，其中所述控制器被配置为向所述第一弯曲部分提供代表在垂直于所述第一方向的第二方向上缩小的图像的数据信号。
6.如权利要求4所述的头戴式显示设备，其中：
所述弯曲部分进一步包括布置在所述平面部分在垂直于所述第一方向的第二方向上的相对侧上的第二弯曲部分，并且
所述控制器被配置为向所述第二弯曲部分提供代表在所述第二方向上缩小的图像的数据信号。
7.如权利要求6所述的头戴式显示设备，其中所述控制器被配置为向所述第二弯曲部分提供代表在所述第一方向上缩小的图像的数据信号。
8.如权利要求6所述的头戴式显示设备，其中所述第一弯曲部分和所述第二弯曲部分在所述平面部分的拐角处彼此隔开。
9.如权利要求8所述的头戴式显示设备，其中所述平面部分的所述拐角不被佩戴者在视觉上识别。
10.如权利要求6所述的头戴式显示设备，其中所述第一弯曲部分和所述第二弯曲部分彼此连接。
11.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其中所述控制器被配置为向所述弯曲部分的被布置为更远离所述平面部分的一部分提供代表在更大程度上缩小的图像的数据信号。
12.如权利要求4所述的头戴式显示设备，其中：
整个弯曲部分的比率为A/L，其中“A”为所述弯曲部分在所述第一方向上的长度，并且“L”为所述弯曲部分在所述第一方向上的等效区域的长度；并且
所述等效区域在从所述平面部分延伸的所述虚拟平面上，并且当从佩戴者的视点观看时，在所述第一方向上提供与所述弯曲部分的视角相同的视角。
13.如权利要求12所述的头戴式显示设备，其中所述弯曲部分的一侧切向地接触所述平面部分。
14.如权利要求13所述的头戴式显示设备，其中整个弯曲部分的比率为A/L，其表示为下面的等式，
[等式]
Figure FDA0003907137180000021
其中，“R”为所述弯曲部分的曲率半径,
“θ”为所述弯曲部分的圆心角，
“D”为佩戴者的视点与所述平面部分之间的距离，并且
“B”为通过所述视点的所述平面部分的法线与所述平面部分和所述弯曲部分交汇的点之间并在第一方向上的距离。
15.如权利要求13所述的头戴式显示设备，其中所述比率在所述平面部分和所述弯曲部分之间的分界线处为1，并且随着布置得离所述平面部分更远以更大的比率减小。
16.如权利要求13所述的头戴式显示设备，其中所述弯曲部分的另一侧垂直于佩戴者的视线。
17.如权利要求16所述的头戴式显示设备，其中整个弯曲部分的比率为A/L，该比率被表示为下面的等式，
[等式]
Figure FDA0003907137180000031
其中，“θ”为所述弯曲部分的圆心角。
18.如权利要求1所述的头戴式显示设备，进一步包括与所述显示面板以预定距离相隔的光学系统。
19.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其中：
所述显示面板包括相对于佩戴者布置在左右方向上的左眼显示区域和右眼显示区域；并且
所述左眼显示区域和所述右眼显示区域中的每一个包括平面部分和弯曲部分。
20.如权利要求1所述的头戴式显示设备，其中：
所述显示面板包括相对于佩戴者布置在左右方向上的左眼显示面板和右眼显示面板；并且
所述左眼显示面板和所述右眼显示面板中的每一个包括平面部分和弯曲部分。
21.如权利要求20所述的头戴式显示设备，其中所述左眼显示面板和所述右眼显示面板通过布置在其间的突出物分离开。
22.如权利要求20所述的头戴式显示设备，其中所述左眼显示面板和所述右眼显示面板中的每一个所述弯曲部分包括布置在所述平面部分的左侧上的左弯曲部分和布置在所述平面部分的右侧上的右弯曲部分。
23.如权利要求22所述的头戴式显示设备，其中所述左弯曲部分和所述右弯曲部分在所述左右方向上具有相同的长度。
24.如权利要求22所述的头戴式显示设备，其中所述左弯曲部分和所述右弯曲部分在所述左右方向上具有不同的长度。
25.如权利要求24所述的头戴式显示设备，其中：
所述左眼显示面板的所述左弯曲部分在所述左右方向上比所述左眼显示面板的所述右弯曲部分更长；并且
所述右眼显示面板的所述右弯曲部分在所述左右方向上比所述右眼显示面板的所述左弯曲部分更长。
26.如权利要求22所述的头戴式显示设备，其中：
所述左眼显示面板的所述右弯曲部分的等效区域和所述右眼显示面板的所述左弯曲部分的等效区域彼此接触；并且
所述左眼显示面板和所述右眼显示面板的每一个的所述左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域在从所述平面部分延伸的所述虚拟平面上，并且当从所述佩戴者的视点观看时，所述左眼显示面板和所述右眼显示面板的每一个的所述弯曲部分和所述左弯曲部分或右弯曲部分的所述等效区域被配置为在所述左右方向上提供相同的视角。
27.如权利要求22所述的头戴式显示设备，其中：
所述左眼显示面板的所述右弯曲部分的等效区域和所述右眼显示面板的所述左弯曲部分的等效区域彼此重叠，并且
所述左眼显示面板和所述右眼显示面板的每一个的所述左弯曲部分或右弯曲部分的等效区域在从所述平面部分延伸的所述虚拟平面上，并且当从所述佩戴者的视点观看时，所述左眼显示面板和所述右眼显示面板的每一个的所述弯曲部分和所述左弯曲部分或右弯曲部分的所述等效区域被配置为在所述左右方向上提供相同的视角。
28.如权利要求20所述的头戴式显示设备，其中所述左眼显示面板和所述右眼显示面板的每一个所述弯曲部分包括布置在所述平面部分上侧的上弯曲部分和下侧上的下弯曲部分。
29.一种头戴式显示设备，包括：
显示面板，包括平面部分和从所述平面部分延伸的弯曲部分，
其中所述弯曲部分被配置为显示与所述平面部分上显示的图像相比在尺寸上缩小的图像，
其中，所述弯曲部分具有比所述平面部分的分辨率更高的分辨率，并且
其中，当从佩戴者的视点观看时，所缩小的图像与从所述平面部分延伸的虚拟平面上的没有缩小的图像相同。
30.如权利要求29所述的头戴式显示设备，其中：
所述显示面板包括：
多个栅线；
与所述栅线相交的多个数据线；和
由所述栅线和所述数据线限定的多个像素；并且
所述弯曲部分中每单位面积的像素数量大于所述平面部分中每单位面积的像素数量。
31.如权利要求30所述的头戴式显示设备，其中所述弯曲部分中所述栅线之间的间隔随着布置得离所述平面部分更远而减小。
32.如权利要求30所述的头戴式显示设备，其中所述弯曲部分中所述数据线之间的间隔随着布置得离所述平面部分更远而减小。
33.如权利要求30所述的头戴式显示设备，其中，布置在所述弯曲部分中的每个像素的面积随着其位置离平面部分更远而变得更小。
34.如权利要求29所述的头戴式显示设备，进一步包括壳体部件，所述显示面板位于所述壳体部件上。
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