头戴式显示系统的制作方法

本申请要求于2017年6月22日提交的第10-2017-0079344号韩国专利申请的优先权以及由此获得的所有权益，所述韩国专利申请的内容通过引用以其整体并入本文。

本公开涉及头戴式显示系统，并且具体地，涉及包括彼此结合的显示设备和头戴式设备的系统。

背景技术：

头戴式设备通常配置成安装在用户的头部上并且可包括显示面板单元或可与显示面板单元结合。头戴式设备可用于实现增强现实或虚拟现实。在用于实现增强现实的头戴式设备中，半透明的显示设备可用于向用户提供虚拟的图形图像。在此情况下，虚拟的图形图像和真实物体两者均可由用户识别。在用于实现虚拟现实的头戴式设备中，虚拟的图形图像可被提供到用户的眼睛。在此情况下，用户可通过虚拟内容体验虚拟现实。

用于控制音量或屏幕亮度的操纵部通常设置在头戴式设备的外部上。操纵部通常以物理按钮或触摸传感器的形式设置。

技术实现要素：

本发明的实施方式提供了一种头戴式设备，该头戴式设备配置成在没有附加的输入设备的情况下进行控制。

根据本发明的实施方式，头戴式显示系统可包括显示设备和头戴式设备。在这种实施方式中，显示设备包括暴露于外部的触摸屏表面，并且触摸屏表面包括在触摸屏表面上显示图像并感测用户输入的有效区。在这种实施方式中，头戴式设备包括框和设置在框中的光学系统，其中，在框中限定有接收空间，接收空间允许显示设备安装在其中。在这种实施方式中，当显示设备与头戴式设备联接时，显示设备的有效区包括暴露于外部并接收用于控制头戴式设备的用户输入的第一有效区。

在实施方式中，有效区还可包括插入在接收空间中的第二有效区。在这种实施方式中，第二有效区可包括图像显示区域，该图像显示区域显示要提供给用户的图像。

在实施方式中，当显示设备与头戴式设备联接时，第一有效区可不显示图像，并且第二有效区可显示图像。

在实施方式中，当显示设备与头戴式设备联接时，第一有效区可感测用户输入，并且第二有效区可不感测用户输入。

在实施方式中，输入到第一有效区的用户输入可控制头戴式设备的音量、头戴式设备的屏幕亮度、头戴式设备的分辨率、光学系统的焦距、待在显示器上显示的图像以及与头戴式设备联结的辅助设备中的至少一个。

根据本发明的另一实施方式，头戴式显示系统可包括显示设备和头戴式设备。在这种实施方式中，显示设备显示图像并感测用户输入。在这种实施方式中，头戴式设备包括框和设置在框中的光学系统，其中，在框中限定有接收空间，接收空间允许显示设备安装在其中。在这种实施方式中，当显示设备与头戴式设备联接时，头戴式设备基于输入到显示设备的用户输入进行控制。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，本发明的以上及其他优点和特征将变得更显而易见，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施方式的头戴式设备的立体图；

图2是示出根据本发明的实施方式的使用中的头戴式设备和显示设备的结合结构的图；

图3是示出根据本发明的实施方式的显示设备的剖视图；

图4是示出显示面板的立体图；

图5是图4中示出的像素中的一个的等效电路图；

图6是示出图3的输入感测单元的平面图；

图7是示出根据本发明的实施方式的显示设备和头戴式设备的局部分解结构的分解立体图；

图8是示出显示设备的触摸屏表面的平面图；

图9是示出根据本发明的实施方式的使用中的头戴式设备和显示设备的结合结构的图；

图10a是示出根据本发明的替代实施方式的显示设备的立体图；

图10b是沿着图10a的线i-i'截取的剖视图；

图10c是沿着图10a的线ii-ii'截取的剖视图；

图11是示出与头戴式设备结合的图10a至图10c的显示设备的剖视图；

图12是示出显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图；

图13是示出使用中的图11中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图；

图14是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备的立体图；

图15是示出与头戴式设备结合的图14的显示设备的剖视图；

图16是示出根据本发明另一替代实施方式的显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图；

图17是示出与头戴式设备结合的图16的显示设备的剖视图；

图18是示出使用中的图17中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图；

图19是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备和头戴式设备的局部分解结构的分解立体图；

图20是示出显示设备的平面图；

图21是示出使用中的图19中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图；

图22a是示出根据本发明的其他实施方式的显示设备的立体图；

图22b是沿着图22a的线i-i'截取的剖视图；

图22c是沿着图22a的线ii-ii'截取的剖视图；

图23是示出图22a至图22c的显示设备和头戴式设备的结合结构的立体图；

图24是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备的立体图；

图25是示出图24的显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图；以及

图26是示出使用中的头戴式设备与图24中所示的显示设备的结合结构的图。

具体实施方式

现在，将参考其中示出有各种实施方式的附图在下文中更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式。更确切地说，提供这些实施方式使得本公开将是全面的和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在全文中，相同的附图标记指代相同的元件。

将理解，当元件被称为在另一元件“上”时，该元件可以直接在另一元件上，或可在它们之间存在中间元件。相反，当元件被称为“直接”在另一元件“上”时，不存在中间元件。

将理解，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用以描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分。因此，在不背离本文中的教导的情况下，以下讨论的“第一元件”、“第一组件”、“第一区域”、“第一层”或“第一部分”能够被称为第二元件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。

本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，并且不旨在限制。除非上下文清楚地另有指示，否则如本文中所使用的，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“the(该)”旨在包括复数形式(包括“至少一个”)。“或”意味着“和/或”。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何和所有组合。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包含”和/或“包含有”或“包括”和/或“包括有”表示所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组件、和/或它们的组合的存在或添加。

此外，可在本文中使用诸如“下部”或“底部”以及“上部”或“顶部”的相对术语以描述如附图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解的是，除了附图中描绘的定向之外，相对术语旨在包含设备的不同的定向。例如，如果附图中的一个中的设备被翻转，则描述为在其他元件“下部”侧的元件将随之被定向在其他元件的“上部”侧上。因此，根据附图的特定定向，示例性术语“下部”可以包含“上部”和“下部”两种定向。类似地，如果附图中的一个中的设备被翻转，则描述为在其他元件“下方”或“下面”的元件将随之被定向在其他元件的“上方”。因此，示例性术语“下方”或“下面”可以包含上方和下方两种定向。

除非另有限定，否则本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将理解的是，除非在本文中明确地如此限定，否则术语(诸如在常用词典中限定的术语)应该被解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过度形式化的含义进行解释。

图1是示出根据本发明的实施方式的头戴式设备的立体图，并且图2是示出根据本发明的实施方式的位于用户上的头戴式设备和显示设备的结合结构的图。

参考图1和图2，头戴式设备hmd的实施方式可为可安装在或佩戴在用户us的头部上的设备。头戴式设备hmd可配置成在显示设备dsp上显示将由用户us观看的图像，同时有效地防止用户us识别现实世界的周围区域的图像。在用户us佩戴头戴式设备hmd的状态下，用户us可更容易地沉浸在通过显示设备dsp实现的虚拟现实和/或增强现实中。

显示设备dsp可配置成显示图像以及感测触摸输入。显示设备dsp可包括例如智能电话、平板个人电脑(“pc”)、移动电话、电子书阅读器、笔记本、个人数字助理(“pda”)、便携式多媒体播放器(“pmp”)、mp3播放器、可移动医疗仪器、相机或可穿戴显示设备中的至少一种。

头戴式设备hmd可包括框100、支承构件200和垫构件300。

框100可配置成佩戴在用户us的头部上。框100可提供接收空间rcs，显示设备dsp可安装或插入在接收空间rcs中。在这种实施方式中，当显示设备dsp安装在框100中时，显示设备dsp的一部分可暴露于外部。显示设备dsp的暴露部分可允许用户us控制头戴式设备hmd。这将在下文进行更详细地描述。

头戴式设备hmd可配置成与显示设备dsp通信。在实施方式中，框100可包括设置在其中的连接器，并且当显示设备dsp安装在框100中时，连接器可物理连接到显示设备dsp的输入端。然而，本发明不限于此。在替代实施方式中，头戴式设备hmd和显示设备dsp可配置成使用近场通信来交换无线信号。在这种实施方式中，可在框100和显示设备dsp中的每个中设置通信模块。

可在框100中设置用于实现多种功能的组件或部分。在一个实施方式中，例如，可在框100中设置加速度传感器(未示出)。加速度传感器可配置成检测用户us的运动并将包括与用户us的运动有关的信息的信号传输到显示设备dsp，使得显示设备dsp被允许创建与用户us的视角变化对应的图像，并且图像可通过显示设备dsp有效地提供给用户us。在一个实施方式中，例如，可在框100中设置接近传感器(未示出)。接近传感器可配置成确定用户us是否佩戴头戴式设备hmd。

支承构件200可与框100结合以允许用户us容易地佩戴框100。在实施方式中，如图1和图2中所示，支承构件200可包括主带条210和上带条220。

当用户us佩戴头戴式设备hmd时，主带条210可配置成沿着用户us的头部的圆周设置。主带条210可配置成将框100固定到用户us或允许框100与用户us的头部紧密接触。上带条220可沿着用户us的头部的上部将框100连接到主带条210。上带条220可有效地防止框100在向下的方向上移动，并且上带条220可分配框100的重量，从而改善佩戴头戴式设备hmd的舒适度。

在实施方式中，如图1中所示，主带条210和上带条220可配置成具有可调节的长度，但是本发明不限于此。在一个替代实施方式中，例如，主带条210和上带条220中的至少一个可配置成具有弹性性质，并且在这种实施方式中，可从主带条210和上带条220中的至少一个中省略可调节长度的部分。

在使用支承构件200将框100固定到用户us的实施方式中，支承构件200的形状可与图1和图2中所示的形状不同地改变。在一个替代实施方式中，例如，可省略上带条220。在另一替代实施方式中，支承构件200可以以多种形式(诸如，与框100联接的头盔或眼镜腿)设置。

垫构件300可设置在框100与用户us的头部之间。垫构件300可包括形状可变形的材料或由其形成。在一个实施方式中，例如，垫构件300可包括聚合物树脂(例如，聚氨酯、聚碳酸酯、聚丙烯或聚乙烯)、橡胶、氨基甲酸乙酯材料和丙烯酸材料中的至少一种或由其形成，并且垫构件300可以以泡沫海绵的形式设置。然而，本发明不限于此。

垫构件300可配置成允许框100与用户us紧密接触以改善佩戴头戴式设备hmd的舒适度。垫构件300可配置成能够从框100拆卸。在替代实施方式中，可省略垫构件300。

图3是示出根据本发明的实施方式的显示设备的剖视图。

参考图3，显示设备dsp的实施方式可包括显示面板dp、输入感测单元ts、驱动设备结构del和壳体hs。

在实施方式中，显示设备dsp可包括触摸屏表面tcs。触摸屏表面tcs可限定显示设备dsp的暴露于外部的最外表面，并且因此，触摸屏表面tcs可用于向用户显示图像并接收来自用户的触摸输入或悬停输入。在实施方式中，如图3中所示，触摸屏表面tcs可由输入感测单元ts的顶表面限定，但是本发明不限于此。在一个替代实施方式中，例如，还可在输入感测单元ts上设置窗、光学膜等，并且在这种实施方式中，窗、光学膜等可限定触摸屏表面tcs。

当在平面图中观察时，触摸屏表面tcs可分成有效区ar和与有效区ar相邻的非有效区nar。触摸屏表面tcs的有效区ar可用于显示图像并感测用户输入。用户输入可为触摸输入(通过手指或手写笔的触摸)或悬停输入。为了方便描述，在下文中，将详细描述用户输入是触摸输入的实施方式。

显示面板dp可包括多种类型的显示面板(诸如，有机发光显示面板、液晶显示面板、等离子显示面板、电泳显示面板和电湿润显示面板)中的一种。为了方便描述，将详细描述显示面板dp是有机发光显示面板的实施方式，但是本发明不限于此。

显示面板dp可配置成在有效区ar上显示图像，而不是在非有效区nar上显示图像。

输入感测单元ts可设置在显示面板dp上。输入感测单元ts可配置成感测触摸输入并获得与触摸输入的位置有关的坐标信息。在实施方式中，输入感测单元ts和显示面板dp可通过连续过程整体地制作为单个面板或模块。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，输入感测单元ts可制造为独立的模块，并且然后可通过附加的粘合层附接到显示面板dp。

在输入感测单元ts中，有效区ar可用于感测用户输入，但是非有效区nar可不用于感测用户输入。然而，在显示面板dp中的像素的结构或布置以及输入感测单元ts中的电极的结构或布置被修改的替代实施方式中，非有效区nar的与有效区ar相邻的一部分也可用于感测触摸输入或外部输入。

在实施方式中，输入感测单元ts可以以电容方式实现。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，输入感测单元ts可以以电磁感应方式或压力感测方式实现。

壳体hs可配置成在其中容纳显示面板dp和输入感测单元ts。壳体hs可限定显示设备dsp的外观。壳体hs可提供其中可设置电子组件的空间。

驱动设备结构del可设置在壳体hs中并设置在显示面板dp下方。驱动设备结构del可包括多种组件(例如，主印刷电路板(“pcb”)、存储设备、电池等)，所述多种组件可被包括用于操作显示设备dsp。

图4是示出显示面板的立体图，并且图5是图4中示出的像素中的一个的等效电路图。

参考图4和图5，多个像素px可设置在显示面板dp的有效区ar中。像素px可不设置在显示面板dp的非有效区nar中。图4示出了多个像素px以矩阵形状布置的实施方式，但是本发明不限于此。在一个替代实施方式中，例如，像素px可以以非矩阵形状(例如，以pentile图案)布置。

显示面板dp可具有在第一方向dr1上延伸的短边和在第二方向dr2上延伸的长边。显示面板dp的厚度方向可限定为与第三方向dr3平行的方向。

根据本发明的实施方式，如图5中所示，像素px中的每个可包括多个晶体管t1-t7、存储电容器cst和有机发光器件oled。

像素px的薄膜晶体管t1-t7可包括驱动晶体管t1、开关晶体管t2、补偿晶体管t3、初始化晶体管t4、第一发光控制晶体管t5、第二发光控制晶体管t6和旁路晶体管t7。

像素px可包括第一扫描线17、第二扫描线24、第三扫描线34、发光线15、数据线16、电源线26和初始化线22。在实施方式中，第一扫描线17可将第n扫描信号sn传输到开关晶体管t2和补偿晶体管t3，第二扫描线24可将第(n-1)扫描信号sn-1传输到初始化晶体管t4，第三扫描线34可将第(n+1)扫描信号sn+1传输到旁路晶体管t7，发光线15可将发光控制信号en传输到第一发光控制晶体管t5和第二发光控制晶体管t6，数据线16可传输数据信号dm，电源线26可传输电源电压elvdd，并且初始化线22可传输用于初始化驱动晶体管t1的初始化电压vint。

在这种实施方式中，驱动晶体管t1的栅极电极g1可连接到存储电容器cst的第一电极c1。驱动晶体管t1的源极电极s1可通过第一发光控制晶体管t5连接到电源线26。驱动晶体管t1的漏极电极d1可通过第二发光控制晶体管t6电连接到有机发光器件oled的阳极。驱动晶体管t1可根据开关晶体管t2的开关操作接收数据信号dm，并且向有机发光器件oled提供驱动电流id。

开关晶体管t2的栅极电极g2可连接到第一扫描线17。开关晶体管t2的源极电极s2可连接到数据线16。开关晶体管t2的漏极电极d2可连接到驱动晶体管t1的源极电极s1，并且可通过第一发光控制晶体管t5连接到电源线26。当第n扫描信号sn通过第一扫描线17传输到开关晶体管t2时，开关晶体管t2可导通，从而执行将数据线16的数据信号dm传输到驱动晶体管t1的源极电极s1的开关操作。

补偿晶体管t3的栅极电极g3可连接到第一扫描线17。补偿晶体管t3的源极电极s3可连接到驱动晶体管t1的漏极电极d1并且可通过第二发光控制晶体管t6连接到有机发光器件oled的阳极。补偿晶体管t3的漏极电极d3可连接到存储电容器cst的第一电极c1、初始化晶体管t4的源极电极s4以及驱动晶体管t1的栅极电极g1。当第n扫描信号sn通过第一扫描线17传输到补偿晶体管t3时，补偿晶体管t3可导通以将驱动晶体管t1的栅极电极g1和漏极电极d1彼此电连接。因此，在这种实施方式中，驱动晶体管t1可用作二极管。

初始化晶体管t4的栅极电极g4可连接到第二扫描线24。初始化晶体管t4的漏极电极d4可连接到初始化线22。初始化晶体管t4的源极电极s4可连接到存储电容器cst的第一电极c1、补偿晶体管t3的漏极电极d3以及驱动晶体管t1的栅极电极g1。当第(n-1)扫描信号sn-1通过第二扫描线24传输到初始化晶体管t4时，初始化晶体管t4可导通以允许初始化电压vint传输到驱动晶体管t1的栅极电极g1，从而初始化驱动晶体管t1的栅极电极g1的电压。

第一发光控制晶体管t5的栅极电极g5可连接到发光线15。第一发光控制晶体管t5可连接在电源线26与驱动晶体管t1之间。第一发光控制晶体管t5的源极电极s5可连接到电源线26。第一发光控制晶体管t5的漏极电极d5可连接到驱动晶体管t1的源极电极s1和开关晶体管t2的漏极电极d2。当发光控制信号en施加到第一发光控制晶体管t5的栅极电极g5时，第一发光控制晶体管t5可导通以允许驱动电流id流过有机发光器件oled。因此，在这种实施方式中，第一发光控制晶体管t5可基于发光控制信号en确定驱动电流id流过有机发光器件oled的时间。

第二发光控制晶体管t6的栅极电极g6可连接到发光线15。第二发光控制晶体管t6可连接在驱动晶体管t1与有机发光器件oled之间。第二发光控制晶体管t6的源极电极s6可连接到驱动晶体管t1的漏极电极d1和补偿晶体管t3的源极电极s3。第二发光控制晶体管t6的漏极电极d6可电连接到有机发光器件oled的阳极。第一发光控制晶体管t5和第二发光控制晶体管t6可由通过发光线15传输的发光控制信号en导通。当发光控制信号en施加到第二发光控制晶体管t6的栅极电极g6时，第二发光控制晶体管t6可导通以允许驱动电流id流过有机发光器件oled。因此，在这种实施方式中，第二发光控制晶体管t6基于发光控制信号en确定驱动电流id流过有机发光器件oled的时间。

旁路晶体管t7的栅极电极g7可连接到第三扫描线34。旁路晶体管t7的源极电极s7可连接到有机发光器件oled的阳极。旁路晶体管t7的漏极电极d7可连接到初始化线22。旁路晶体管t7可由通过第三扫描线34传输的第(n+1)扫描信号sn+1导通以初始化有机发光器件oled的阳极。

存储电容器cst的第二电极c2可连接到电源线26。存储电容器cst的第一电极c1可连接到驱动晶体管t1的栅极电极g1、补偿晶体管t3的漏极电极d3以及初始化晶体管t4的源极电极s4。

有机发光器件oled的阴极可接收参考电压elvss。有机发光器件oled可使用从驱动晶体管t1提供的驱动电流id来发光。

在替代实施方式中，构成像素px的晶体管的数目和连接结构可被不同地修改。

图6是示出图3的输入感测单元的平面图。

在下文中，为了方便描述，将详细描述输入感测单元ts配置成以互电容方式(即，使用彼此电断开的两个或更多个导电层)来感测用户的触摸输入或外部输入的实施方式。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，输入感测单元ts可配置成以自电容方式(即，使用单个导电层)来感测用户的触摸输入或外部输入。

在实施方式中，输入感测单元ts可包括第一触摸线tx和第二触摸线rx，第一触摸线tx和第二触摸线rx设置成彼此交叉且彼此绝缘。

第一触摸线tx和第二触摸线rx可设置在有效区ar中。第一触摸线tx可在第一方向dr1上延伸并且可在第二方向dr2上彼此间隔开。第二触摸线rx可在第二方向dr2上延伸并且可在第一方向dr1上彼此间隔开。

第一触摸线tx和第二触摸线rx可基于它们之间的电容变化来感测用户的触摸输入。

第一触摸线tx可包括第一触摸电极te1和第一连接电极ce1。第一连接电极ce1可连接在第一方向dr1上彼此相邻布置的第一触摸电极te1。

第二触摸线rx可包括第二触摸电极te2和第二连接电极ce2。第二连接电极ce2可连接在第二方向dr2上彼此相邻布置的第二触摸电极te2。

在实施方式中，如图6中所示，第一触摸电极te1和第二触摸电极te2中的每个可具有网格形状。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，第一触摸电极te1和第二触摸电极te2可为透明电极。在另一替代实施方式中，第一触摸线tx和第二触摸线rx中的每个可具有线性形状。

输入感测单元ts还可包括触摸板tpd、第一追踪线tcl1和第二追踪线tcl2。

触摸板tpd可设置在非有效区nar中。

第一追踪线tcl1可将第一触摸线tx连接到触摸板tpd，并且第二追踪线tcl2可将第二触摸线rx连接到触摸板tpd。

触摸板tpd可通过第一追踪线tcl1向第一触摸线tx提供第一触摸信号或从第一触摸线tx接收第一触摸信号。触摸板tpd可通过第二追踪线tcl2向第二触摸线rx提供第二触摸信号或从第二触摸线rx接收第二触摸信号。

图7是示出根据本发明的实施方式的显示设备和头戴式设备的局部分解结构的分解立体图，并且图8是示出显示设备的触摸屏表面的平面图。为了方便示出和描述，图7中省略了图1的支承构件200。

参考图7，在实施方式中，框100可包括主框100_1和覆盖部分100_2。

接收空间rcs可限定在主框100_1与覆盖部分100_2之间，并且显示设备dsp可设置在或安装在接收空间rcs中。在实施方式中，显示设备dsp的一部分可安装在接收空间rcs中。

在实施方式中，如图7中所示，覆盖部分100_2可配置成覆盖显示设备dsp的后表面的至少一部分。覆盖部分100_2可通过诸如挂钩的机械手段或使用例如磁体或电磁体来联接到主框100_1。覆盖部分100_2可配置成防止显示设备dsp脱离主框100_1、构成头戴式设备hmd的外观以及改善头戴式设备hmd的外观上的美感。在实施方式中，如图7中所示，主框100_1和覆盖部分100_2可彼此分离，但是本发明不限于此。在一个替代实施方式中，例如，主框100_1和覆盖部分100_2可彼此连接以整体地形成单个整体或不可分割的单元。

头戴式设备hmd还可包括光学系统ol。

光学系统ol可设置在主框100_1中。光学系统ol可配置成放大从显示设备dsp提供的图像。

光学系统ol可在第三方向dr3上与显示设备dsp间隔开。在实施方式中，如图2中所示，光学系统ol可设置在显示设备dsp与用户us之间。

光学系统ol可包括右眼光学系统ol_r和左眼光学系统ol_l。左眼光学系统ol_l可配置成将放大的图像提供到用户us的左瞳孔，并且右眼光学系统ol_r可配置成将放大的图像提供到用户us的右瞳孔。

左眼光学系统ol_l和右眼光学系统ol_r可在第二方向dr2上彼此间隔开。在实施方式中，右眼光学系统ol_r与左眼光学系统ol_l之间的距离可基于用户us的两个眼睛之间的距离进行调整。在这种实施方式中，光学系统ol与显示设备dsp之间的距离可基于用户us的视敏度进行调整。

光学系统ol可为凸的非球面透镜。在实施方式中，如图7中所示，左眼光学系统ol_l和右眼光学系统ol_r中的每个可仅由一个透镜限定，但是本发明不限于此。在一个替代实施方式中，例如，左眼光学系统ol_l和右眼光学系统ol_r中的每个可配置成包括多个透镜。

参考图7和图8，在实施方式中，显示设备dsp的触摸屏表面tcs可为平坦的。显示设备dsp的触摸屏表面tcs可具有短边11和12，短边11和12在第一方向dr1上延伸并且在与第一方向dr1交叉的第二方向dr2上彼此间隔开。在这种实施方式中，显示设备dsp的触摸屏表面tcs可具有长边13和14，长边13和14在第二方向dr2上延伸并且在第一方向dr1上彼此间隔开。触摸屏表面tcs的短边11和12可比接收空间rcs的在第一方向dr1上的深度长。在显示设备dsp安装在框100中的状态下，显示设备dsp可在与第一方向dr1和第二方向dr2两者交叉的第三方向dr3上设置在主框100_1与覆盖部分100_2之间。

在实施方式中，当显示设备dsp与头戴式设备hmd联接时，触摸屏表面tcs可包括暴露部分exp，暴露部分exp由触摸屏表面tcs的三个边(例如，长边13以及短边11和12的连接到长边13的部分)限制并且暴露于外部。触摸屏表面tcs的由触摸屏表面tcs的三个边(例如，长边14以及短边11和12的剩余部分)限制且将被称为安装部分mtp的剩余部分可插入到框100的接收空间rcs中并且可不暴露于外部。暴露部分exp和安装部分mtp可基于在第二方向dr2上延伸的虚线彼此区分。

在显示设备dsp与头戴式设备hmd联接的状态下，有效区ar可分成分别与暴露部分exp和安装部分mtp重叠的第一有效区ar1和第二有效区ar2。

当显示设备dsp安装在头戴式设备hmd中时，图像显示区域da可限定在第二有效区ar2中。图像显示区域da可限定成具有比第二有效区ar2的面积小的面积。图像显示区域da可包括其上显示有左眼图像的左眼图像显示区域l_da以及其上显示有右眼图像的右眼图像显示区域r_da。

在实施方式中，左眼图像显示区域l_da和右眼图像显示区域r_da可通过分开的驱动部驱动。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，左眼图像显示区域l_da和右眼图像显示区域r_da中的全部可由单个驱动部驱动。

图9是示出根据本发明的实施方式的使用中的头戴式设备和显示设备的结合结构的图。

参考图7至图9，在实施方式中，第一有效区ar1可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd。

在这种实施方式中，第一有效区ar1可配置成感测来自用户us的触摸输入。显示设备dsp可通过有线通信和/或无线通信向头戴式设备hmd传输与感测的触摸输入对应的输入感测信号。头戴式设备hmd可基于输入感测信号进行控制。在一个实施方式中，例如，通过第一有效区ar1输入的触摸输入可用于控制与头戴式设备hmd的音量、光学系统ol(参见图7)的焦距、屏幕亮度、分辨率、透镜宽度、待在显示设备dsp上显示的图像以及与头戴式设备hmd联结的辅助设备的控制、以及例如图形内容的搜索相关的多种功能。

然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，可基于输入感测信号直接控制显示设备dsp。可不使用显示设备dsp与头戴式设备hmd之间的联结操作的一些功能可由显示设备dsp直接控制，而不需要与头戴式设备hmd进行有线通信和/或无线通信。在一个实施方式中，例如，显示设备dsp的屏幕亮度可基于通过第一有效区ar1感测的用户us的触摸输入进行控制，而无需与头戴式设备hmd进行信号交换。

在实施方式中，用作用于控制头戴式设备hmd的输入设备的第一有效区ar1和向用户us显示图像的图像显示区域da可为不同的区域并且可彼此不重叠。

在根据本发明的头戴式显示系统的实施方式中，当显示设备dsp安装在头戴式设备hmd中时，显示设备dsp的暴露的第一有效区ar1可用作用于控制头戴式设备hmd的输入设备。因此，头戴式设备hmd可在不使用附加的输入设备的情况下进行有效地操作，从而可降低头戴式设备hmd的重量和制造成本，并且可增加在设计头戴式设备hmd时的自由度。

将参考图5、图6、图7和图8详细描述与头戴式设备hmd联接的显示设备dsp的操作。

即使当显示设备dsp和头戴式设备hmd彼此结合时，用户仍可无法通过头戴式设备hmd看到第一有效区ar1，并且因此，图像可不在第一有效区ar1上显示。因此，在这种实施方式中，显示面板dp(如图4所示)可不在第一有效区ar1上显示图像，并且数据信号dm和/或发光控制信号en可不施加到第一有效区ar1中的像素px。

由于图像显示区域da用于向用户示出图像，因此当显示设备dsp与头戴式设备hmd彼此结合时，包括图像显示区域da的第二有效区ar2也可用于显示图像。第二有效区ar2中的像素px可以以正常方式驱动。

根据本发明的实施方式，显示设备dsp可配置成不在第一有效区ar1上显示图像，从而可降低显示设备dsp的功耗。在这种实施方式中，由于图像显示在触摸屏表面tcs的一部分上，使得在保持帧时间的同时增加与单个线对应的像素的充电时间，并且从而改善显示设备dsp的图像质量。

然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，当显示设备dsp和头戴式设备hmd彼此结合时，第一有效区ar1和第二有效区ar2两者均可用于显示图像。在一个实施方式中，例如，第二有效区ar2可用于向用户示出图像，并且第一有效区ar1可用于显示诸如用于指导用户输入的图标的图形用户界面(“gui”)。

当显示设备dsp和头戴式设备hmd彼此结合时，第一有效区ar1可用于感测用户输入。因此，输入感测单元ts可在与第一有效区ar1重叠的区域处激活。输入感测单元ts可向布置在第一有效区ar1中的第一触摸线tx提供第一触摸信号或从布置在第一有效区ar1中的第一触摸线tx接收第一触摸信号。输入感测单元ts可向布置在第一有效区ar1中的第二触摸线rx提供第二触摸信号或从布置在第一有效区ar1中的第二触摸线rx接收第二触摸信号。

当显示设备dsp和头戴式设备hmd彼此结合时，第二有效区ar2可不暴露于外部，并且因此，第二有效区ar2可不用于感测用户输入。因此，输入感测单元ts可不在与第二有效区ar2重叠的区域处激活。输入感测单元ts可不向布置在第二有效区ar2中的第一触摸线tx提供第一触摸信号或不从布置在第二有效区ar2中的第一触摸线tx接收第一触摸信号。输入感测单元ts可不向布置在第二有效区ar2中的第二触摸线rx提供第二触摸信号或不从布置在第二有效区ar2中的第二触摸线rx接收第二触摸信号。

显示设备dsp在第一有效区ar1和第二有效区ar2中的上述操作可与待参考图10a至图26描述的其他实施方式中的显示设备的操作基本上相同。

根据本发明的实施方式，由于显示设备dsp不在第二有效区ar2上感测用户输入，因此可显著降低显示设备dsp中的功耗。

图10a是示出根据本发明的替代实施方式的显示设备的立体图，图10b是沿着图10a的线i-i'截取的剖视图，并且图10c是沿着图10a的线ii-ii'截取的剖视图。图11是示出与头戴式设备结合的图10a至图10c的显示设备的剖视图。

参考图10a至图10c和图11，显示设备dsp1的实施方式可包括显示面板dp1、输入感测单元ts1、驱动设备结构del1和壳体hs1。显示设备dsp1的显示面板dp1、输入感测单元ts1、驱动设备结构del1和壳体hs1可与参考图3描述的显示设备dsp的相应组件基本上相同，并且将省略这些组件的任何重复的详细描述。

在这种实施方式中，显示设备dsp1的触摸屏表面tcs1可具有弯曲形状。

触摸屏表面tcs1可包括前表面fs、第一侧表面ls1和第二侧表面ls2。前表面fs、第一侧表面ls1和第二侧表面ls2可基于与第二方向dr2平行的虚线(参考图12)彼此区分。在第一方向dr1上，前表面fs可在第一侧表面ls1与第二侧表面ls2之间。第一侧表面ls1可从前表面fs的在第一方向dr1上的一个端部弯曲，并且第二侧表面ls2可从前表面fs的在第一方向dr1上的相对的端部弯曲。

前表面fs、第一侧表面ls1和第二侧表面ls2中的每个可为平坦的。前表面fs和第一侧表面ls1可相交以形成直角或钝角。前表面fs和第二侧表面ls2可相交以形成直角或钝角。

在实施方式中，当显示设备dsp1安装在头戴式设备hmd中时，第一侧表面ls1和第二侧表面ls2中的至少一个可通过接收空间rcs暴露于外部。图11示出了其中第一侧表面ls1暴露于外部的实施方式。

图11示出了其中显示设备dsp1的整个部分插入到接收空间rcs中且触摸屏表面tcs1的前表面fs不暴露于外部的实施方式，但是本发明不限于此。在替代实施方式中，显示设备dsp1的一部分可从头戴式设备hmd向外突出，并且触摸屏表面tcs1的前表面fs的一部分可暴露于外部。

图12是示出显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图，并且图13是示出使用中的图11中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图。

当显示设备dsp1与头戴式设备hmd联接时，由于第一侧表面ls1暴露于外部，因此，有效区ar可分成与第一侧表面ls1重叠的第一有效区ar11以及与前表面fs和第二侧表面ls2重叠的第二有效区ar21。

第一有效区ar11(例如，第一侧表面ls1的一部分)可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd。由于已经参考图9描述了控制目标，并且因此，将省略控制目标的任何重复的详细描述。

在根据本发明的头戴式显示系统的实施方式中，触摸屏表面tcs1的侧表面的一部分可用作用于控制头戴式设备hmd的输入设备。因此，头戴式设备hmd可在不使用附加的输入设备的情况下进行有效地操作，并且因此可降低头戴式设备hmd的重量和制造成本，并且可增加在设计头戴式设备hmd时的自由度。

图14是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备的立体图，并且图15是示出与头戴式设备结合的图14的显示设备的剖视图。

除了显示设备dsp2的第一侧表面ls11和第二侧表面ls21是弯曲表面而不是平坦表面之外，图14的显示设备dsp2可与图10a至图10c的显示设备dsp1基本上相同。

参考图14和图15，显示设备dsp2的实施方式可包括显示面板dp2、输入感测单元ts2、驱动设备结构del2和壳体hs2。显示面板dp2、输入感测单元ts2、驱动设备结构del2和壳体hs2可配置成具有与上文参考图3描述的显示设备dsp的相应组件的特征基本上相同的特征，并且将省略这些组件的任何重复的详细描述。

触摸屏表面tcs2可包括前表面fs1、第一侧表面ls11和第二侧表面ls21。前表面fs1、第一侧表面ls11和第二侧表面ls21可基于与第二方向dr2平行的虚线彼此区分。在第一方向dr1上，前表面fs1可放置在第一侧表面ls11与第二侧表面ls21之间。

前表面fs1可为平坦的。第一侧表面ls11和第二侧表面ls21中的每个可具有弯曲形状。当显示设备dsp2安装在头戴式设备hmd中时，第一侧表面ls11和第二侧表面ls21中的至少一个可通过接收空间rcs暴露于外部。图15示出了第一侧表面ls11暴露于外部的实施方式。

如图12和图13中所示，第一侧表面ls11的暴露部分(例如，第一有效区ar11)可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd。

图16是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图，并且图17是示出与头戴式设备结合的图16的显示设备的剖视图。

在实施方式中，显示设备dsp3可包括显示面板dp3、输入感测单元ts3、驱动设备结构del3和壳体hs3。在这种实施方式中，显示面板dp3、输入感测单元ts3、驱动设备结构del3和壳体hs3可与参考图3描述的显示设备dsp的相应组件基本上相同，并且将省略这些组件的任何重复的详细描述。

显示设备dsp3可关于平行于第二方向dr2的参考轴线ax折叠或可折叠。显示面板dp3可为有机发光显示面板，并且壳体hs3可具有用于折叠显示设备dsp3的铰接结构或可包括柔性材料或由柔性材料形成。

在这种实施方式中，如图17中所示，当显示设备dsp3与头戴式设备hmd联接时，触摸屏表面tcs3可包括暴露部分exp，暴露部分exp由触摸屏表面tcs3的三个边(例如，长边13以及短边11和12的连接到长边13的部分)限制且暴露于外部。触摸屏表面tcs3的由触摸屏表面tcs3的三个边(例如，长边14以及短边11和12的剩余部分)限制的安装部分mtp可插入到框100的接收空间rcs中并且可不暴露于外部。暴露部分exp可从安装部分mtp的长边端延伸。暴露部分exp可分成平坦表面fls和弯曲表面crs。弯曲表面crs可在第一方向dr1上位于平坦表面fls与安装部分mtp之间。

在处于折叠状态中的显示设备dsp3与头戴式设备hmd联接的情况下，平坦表面fls和安装部分mtp可彼此面对，其中，覆盖部分100_2(参考图7)插置在平坦表面fls与安装部分mtp之间。

在处于折叠状态中的显示设备dsp3与头戴式设备hmd联接的情况下，有效区ar可分成与暴露部分exp重叠的第一有效区ar12以及与安装部分mtp重叠的第二有效区ar22。

图18是示出使用中的图17中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图。

参考图16和图18，第一有效区ar12(即，暴露部分exp的一部分)可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd。

在根据本发明的头戴式显示系统的实施方式中，当向触摸屏表面tcs3的一部分提供来自用户us的触摸输入时，用户us可具有面向用户us的手掌，并且因此，用户us可更方便地控制头戴式设备hmd。在这种实施方式中，头戴式设备hmd可在不使用附加的输入设备的情况下操作，并且可降低头戴式设备hmd的重量和制作成本，并且可增加在设计头戴式设备hmd时的自由度。

图19是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备和头戴式设备的局部分解结构的分解立体图，并且图20是示出显示设备的平面图。

在实施方式中，如图19中所示，头戴式设备hmd1的框1001还可包括突出部分prd。突出部分prd可从主框100_1突出并且可设置在显示设备dsp4与主框100_1之间。

突出部分prd可具有中空的管状形状。突出部分prd可配置成通过光学系统ol向用户提供从显示设备dsp4的区域提供的图像。当在第二方向dr2上测量时，突出部分prd可比显示设备dsp4短。

参考图19，触摸屏表面tcs4可为平坦的，并且突出部分prd可设置成暴露显示设备dsp4的触摸屏表面tcs4的在第二方向dr2上的边缘的一部分。

在这种实施方式中，当显示设备dsp4与头戴式设备hmd1联接时，触摸屏表面tcs4可包括第一暴露部分exp1，第一暴露部分exp1由触摸屏表面tcs4的三个边(例如，短边11以及长边13和14的连接到短边11的部分)限制且暴露于外部。在这种实施方式中，触摸屏表面tcs4可包括第二暴露部分exp2，第二暴露部分exp2由触摸屏表面tcs4的三个边(例如，短边12以及长边13和14的连接到短边12的部分)限制且暴露于外部。触摸屏表面tcs4可包括限定在第一暴露部分exp1与第二暴露部分exp2之间且由触摸屏表面tcs4的长边13和14的部分限制的安装部分mtp1，并且安装部分mtp1可用突出部分prd覆盖，并且可不暴露于外部。第一暴露部分exp1、第二暴露部分exp2和安装部分mtp1可基于在第一方向dr1上延伸的虚线粗略地划分。

在显示设备dsp4与头戴式设备hmd1联接的情况下，有效区ar可分成分别与第一暴露部分exp1和第二暴露部分exp2重叠的第一有效区ar13a和ar13b以及与安装部分mtp1重叠的第二有效区ar23。

图21是示出使用中的图19中所示的头戴式设备和显示设备的结合结构的图。

在实施方式中，第一有效区ar13a和ar13b(即，显示设备dsp4的触摸屏表面tcs4的在第二方向dr2上的侧部区域的部分)可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd1。

图22a是示出根据本发明的另一替代实施方式的显示设备的立体图，图22b是沿着图22a的线i-i'截取的剖视图，并且图22c是沿着图22a的线ii-ii'截取的剖视图。图23是示出图22a至图22c的显示设备与头戴式设备的结合结构的立体图。

将参考图22a至图22c描述的显示设备dsp5可在显示图像的侧表面的数目方面与参考图10a描述的显示设备dsp1不同。在这种实施方式中，如图10a至图10c中所示，显示设备dsp1可配置成通过前表面fs以及两个侧表面ls1和ls2显示图像，并且图22a至图22c的显示设备dsp5可配置成通过前表面fs2以及第一侧表面ls12至第四侧表面ls42显示图像。

在这种实施方式中，显示设备dsp5可包括显示面板dp5、输入感测单元ts5、驱动设备结构del5和壳体hs5。显示面板dp5、输入感测单元ts5、驱动设备结构del5和壳体hs5可与参考图3描述的显示设备dsp的相应组件基本上相同，并且将省略这些组件的任何重复的详细描述。

触摸屏表面tcs5可包括前表面fs2以及第一侧表面ls12至第四侧表面ls42。第一侧表面ls12至第四侧表面ls42可连接到前表面fs2的四个边。第一侧表面ls12和第二侧表面ls22可从前表面fs2的两个长边延伸。第三侧表面ls32和第四侧表面ls42可从前表面fs2的两个短边延伸。第一侧表面ls12和第二侧表面ls22可在第一方向dr1上彼此面对。第三侧表面ls32和第四侧表面ls42可在第二方向dr2上彼此面对。

前表面fs2以及第一侧表面ls12至第四侧表面ls42中的每个可为平坦的。前表面fs2和第一侧表面ls12至第四侧表面ls42可相交以形成直角或钝角。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，第一侧表面ls12至第四侧表面ls42可以以变化的角度从前表面fs2延伸。

在实施方式中，当显示设备dsp5安装在头戴式设备中时，第一侧表面ls12至第四侧表面ls42中的至少一个可暴露于外部。在一个实施方式中，例如，连接到显示设备dsp5的短边的第三侧表面ls32和第四侧表面ls42可暴露于外部。图23示出了第一侧表面ls12至第四侧表面ls42中的全部均暴露于外部的实施方式。

图23示出了显示设备dsp5的整个部分插入到框100中且触摸屏表面tcs5的前表面fs2不暴露于外部的实施方式，但是本发明不限于此。在替代实施方式中，显示设备dsp5的一部分可从头戴式设备hmd5向外突出，并且触摸屏表面tcs5的前表面fs2的一部分可暴露于外部。

在这种实施方式中，当显示设备dsp5安装到头戴式设备hmd5中时，由于第一侧表面ls12至第四侧表面ls42暴露于外部，因此第一侧表面ls12至第四侧表面ls42中的全部或至少一部分可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd5。在一个实施方式中，例如，第三侧表面ls32和第四侧表面ls42可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd5。

在根据本发明的头戴式显示系统的实施方式中，触摸屏表面tcs5的侧表面的一部分可用作用于控制头戴式设备hmd5的输入设备。因此，头戴式设备hmd5可在没有附加的输入设备的情况下进行有效地操作，并且可降低头戴式设备hmd5的重量和制作成本，并且可增加设计头戴式设备hmd5时的自由度。

图24是示出根据本发明的另一实施方式的显示设备的立体图，图25是示出图24的显示设备的触摸屏表面的投影图像的平面图，并且图26是示出使用中的头戴式设备和图24中所示的显示设备的结合结构的图。

在实施方式中，显示设备dsp6可包括与上文描述的显示面板、输入感测单元、驱动设备结构和壳体基本上相同的显示面板、输入感测单元、驱动设备结构和壳体，并且将省略这些组件的任何重复的详细描述。

在这种实施方式中，显示设备dsp6可关于平行于第一方向dr1的轴线弯曲。在这里，显示设备dsp6可以以使得其上显示有图像的有效区ar面朝外的方式弯曲。显示设备dsp6的显示面板可为有机发光显示面板，并且壳体可设置成具有用于折叠显示设备dsp6的铰接结构，或可包括柔性材料或由柔性材料形成。

触摸屏表面tcs6可包括第一暴露部分exp11和第二暴露部分exp21以及安装部分mtp11。安装部分mtp11可插入到框100的接收空间rcs中并且可不暴露于外部。第一暴露部分exp11和第二暴露部分exp21可在第二方向dr2上连接到安装部分mtp11的短边。当显示设备dsp6与头戴式设备hmd3联接时，第一暴露部分exp11和第二暴露部分exp21可从安装部分mtp11弯曲并且可暴露于外部。

第一暴露部分exp11可为由触摸屏表面tcs6的三个边(例如，短边11以及长边13和14的连接到短边11的部分)限制的区域。第二暴露部分exp21可为由触摸屏表面tcs6的三个边(例如，短边12以及长边13和14的连接到短边12的部分)限制或限定的区域。第一暴露部分exp11和第二暴露部分exp21以及安装部分mtp11可基于在第一方向dr1上延伸的虚线来彼此区分。

如图25和图26中所示，在显示设备dsp6与头戴式设备hmd3联接的情况下，有效区ar可分成分别与第一暴露部分exp11和第二暴露部分exp21重叠的第一有效区ar14a和ar14b以及与安装部分mtp11重叠的第二有效区ar24。

第一有效区ar14a和ar14b(例如，显示设备dsp6的触摸屏表面tcs6的两个弯曲的侧部区域的部分)可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd3。

在实施方式中，如以上参考图24至图26所描述的，当具有弯曲的相对的侧部部分的显示设备dsp6与头戴式设备hmd3联接时，显示设备dsp6的侧部部分暴露于外部。然而，本发明不限于此，并且在替代实施方式中，显示设备dsp6可具有弯曲的侧部部分，并且当显示设备dsp6与头戴式设备hmd3联接时，显示设备dsp6的弯曲的侧部部分可暴露于外部，并且显示设备dsp6的相对的侧部部分可插入到壳体的接收空间中并且可不暴露于外部。在这种实施方式中，显示设备dsp6的暴露的侧部部分可用于接收来自用户us的触摸输入以控制头戴式设备hmd3。

虽然已经参考本发明的示例性实施方式具体地示出和描述了本发明，但是将由本领域的普通技术人员理解的是，在不背离所附权利要求的精神和范围的情况下，可在本发明中做出形式和细节上的改变。