虚拟现实显示光学系统及虚拟现实设备的制作方法

[0001]
本申请涉及显示设备领域，特别是涉及一种虚拟现实显示光学系统及虚拟现实设备。


背景技术：

[0002]
vr即虚拟现实技术(英文名称：virtual reality，缩写为vr)，又称灵境技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
[0003]
当前，vr设备使用的是单眼对应单一显示模组的光学系统，在同一时刻，人眼只能接受一个虚像面上的信息。为形成3d效果，一般采用的是双目视差的方式，即给双眼呈现有一定视差的两幅画面，经过人脑处理，会形成有3d感的视觉效果，但此种方式存在“辐辏冲突”的问题，会给人带来不适感。
[0004]
所以针对上述的技术问题还需进一步解决。


技术实现要素：

[0005]
本发明的主要目的在于，提供一种虚拟现实显示光学系统及虚拟现实设备，使其能够解决当3d显示容易造成辐辏冲突的技术问题。
[0006]
为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案：
[0007]
一方面本申请提供一种虚拟现实显示光学系统，包括：并行设置的第一光路模组、对称多腰棱镜、第二光路模组；
[0008]
所述第一光路模组包括沿第一方向依次设置的第一显示部件、第一透镜以及第一三面棱镜，所述第一显示部件发出的光线依次通过所述第一透镜所述第一三面棱镜射出，用于供人眼观看并形成第一虚像面；
[0009]
所述第二光路模组包括沿所述第一方向依次设置的第二显示部件、第二透镜以及第二三面棱镜，所述第二显示部件发出的光线依次通过所述第二透镜所述第二三面棱镜射出，用于供人眼观看并形成第二虚像面；
[0010]
所述第一显示部件发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜上，经所述对称多腰棱镜的传输射入到所述第二三面棱镜上，并由所述第二三面棱镜沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第三虚像面；所述第二显示部件发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜上，经所述对称多腰棱镜的传输射入到所述第一三面棱镜上，并由所述第一三面棱镜沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第四虚像面；
[0011]
其中，所述第一虚像面和所述第三虚像面距离观看位置的虚像距离相同，所述第
二虚像面和所述第四虚像面距离观看位置的虚像距离相同，所述第一虚像面和所述第二虚像面具有预设距离的像距，使用户一只眼睛同时观看到所述第一虚像面和所述第四虚像面以形成3d图像，另一只眼睛同时观看所述第二虚像面和所述第三虚像面以形成3d图像。
[0012]
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0013]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一光路模组和所述第二光路模组以所述对称多腰棱镜的对称轴线为对称线相互对称的设置；
[0014]
其中，所述对称多腰棱镜的对称轴线与所述第一方向平行。
[0015]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一显示部件的显示出光面与所述第一方向呈45-90度夹角；
[0016]
所述第二显示部件的显示出光面与所述第一方向呈45-90度夹角。
[0017]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述对称多腰棱镜包括分别对应于所述第一光路模组的第一侧，和对应于所述第二光路模组的第二侧，所述对称多腰棱镜的第一侧沿所述第一方向设置有第一腰面和第二腰面，所述对称多腰棱镜的第二侧沿所述第一方向设置有第三腰面和第四腰面；
[0018]
所述第一显示部件发出的光由所述第一腰面入射，经所述对称多腰棱镜在所述第一方向的底面反射，再经所述第四腰面射出并射入所述第二三面棱镜，所述第二显示部件发出的光由所述第三腰面入射，经所述底面反射，再经所述第二腰面射出并射入所述第一三面棱镜；
[0019]
其中，所述第一腰面和所述第三腰面对称并均与所述第一方向成第一预设夹角，所述第二腰面和所述第四腰面对称并均与所述第一方向成第二预设夹角，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角。
[0020]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第二腰面与所述第一三面棱镜的一个曲面对应，所述第四腰面与所述第二三面棱镜的一个曲面对应。
[0021]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一预设夹角的角度为30-70度；
[0022]
所述第二预设夹角的角度为35-75度。
[0023]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述对称多腰棱镜在所述第一方向的所述底面为全反射面。
[0024]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一显示部件发出的光线入射所述对称多腰棱镜后，于所述底面所形成的入射光线的入射角大于arcsin(1/n
0
)，所述第二显示部件发出的光线入射所述对称多腰棱镜后，于所述底面所形成的入射光线的入射角大于arcsin(1/n
0
)；
[0025]
其中，所述n
0
为所述对称多腰棱镜的折射率。
[0026]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一虚像面和所述第三虚像面距离观看位置的虚像距离大于等于0.5m；
[0027]
所述第二虚像面和所述第四虚像面距离观看位置的虚像距离大于等于0.5m；
[0028]
所述第一虚像面和所述第二虚像面的预设距离的像距为0.5m。
[0029]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一透镜的两侧表面均为折射球面、非球面或者自由曲面；
[0030]
所述第二透镜的两侧表面均为折射球面、非球面或者自由曲面。
[0031]
可选地，前述的虚拟现实显示光学系统，其中所述第一三面棱镜的三个面均为折射自由曲面；
[0032]
所述第二三面棱镜的三个面均为折射自由曲面。
[0033]
另一方面，本申请提供一种虚拟现实设备，包括：
[0034]
虚拟现实显示光学系统；
[0035]
所述虚拟现实显示光学系统，包括：
[0036]
并行设置的第一光路模组、对称多腰棱镜、第二光路模组；
[0037]
所述第一光路模组包括沿第一方向依次设置的第一显示部件、第一透镜以及第一三面棱镜，所述第一显示部件发出的光线依次通过所述第一透镜所述第一三面棱镜射出，用于供人眼观看并形成第一虚像面；
[0038]
所述第二光路模组包括沿所述第一方向依次设置的第二显示部件、第二透镜以及第二三面棱镜，所述第二显示部件发出的光线依次通过所述第二透镜所述第二三面棱镜射出，用于供人眼观看并形成第二虚像面；
[0039]
所述第一显示部件发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜上，经所述对称多腰棱镜的传输射入到所述第二三面棱镜上，并由所述第二三面棱镜沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第三虚像面；所述第二显示部件发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜上，经所述对称多腰棱镜的传输射入到所述第一三面棱镜上，并由所述第一三面棱镜沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第四虚像面；
[0040]
其中，所述第一虚像面和所述第三虚像面距离观看位置的虚像距离相同，所述第二虚像面和所述第四虚像面距离观看位置的虚像距离相同，所述第一虚像面和所述第二虚像面具有预设距离的像距，使用户一只眼睛同时观看到所述第一虚像面和所述第四虚像面以形成3d图像，另一只眼睛同时观看所述第二虚像面和所述第三虚像面以形成3d图像。
[0041]
借由上述技术方案，本发明虚拟现实显示光学系统及虚拟现实设备至少具有下列优点：
[0042]
本发明实施例提供的虚拟现实显示光学系统，其设置有两个光路模组，由于每个光路模组均由一个显示部件和两个光学透镜组成，这样两个显示部件可以分别将要显示的信息显示到用户的两个眼睛上，因为两个光路模组的光线路径不同，不同来源的光线到达瞳孔后，其反向延长线决定的虚像面也不同，即第一虚像面和第二虚像面可以是不同的，二者的虚像距也可以是不同的；再配合的设置了对称多腰棱镜，可以将第一显示部件显示的信息折射至第二光路模组中，并通过第二三面棱镜呈现给用户，以及将第二显示部件显示的信息折射至第一光路模组中，并通过第一三面棱镜呈现给用户，这样用户的每个眼睛均可以看到两个显示部件的显示信息，且两个显示的画面处于两个焦深处，可以分别形成光场3d效果，即用户的两个眼睛均能够看到3d的显示画面。上述的使用户的两个眼睛均看到3d的显示画面是通过光路的调整，以及虚像画面的叠加形成，两个眼睛看到的是相同的3d画面，并不是如现有技术采用具有视差的两幅画面再通过人脑处理形成3d画面，有效的解决了“辐辏冲突”的问题，使用户观看3d图像时更加舒服。
[0043]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
[0044]
通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0045]
图1示意性地示出了一种虚拟现实显示光学系统的结构示意图；
[0046]
图2示意性地示出了一种虚拟现实显示光学系统的第一光路模组的光路图；
[0047]
图3示意性地示出了一种虚拟现实显示光学系统的第二光路模组的光路图。
[0048]
图1-图3中各标号为：
[0049]
第一光路模组1、第一显示部件11、第一透镜12、第一三面棱镜13、对称多腰棱镜2、第二光路模组3、第二显示部件31、第二透镜32、第二三面棱镜33、第一虚像面4、第二虚像面5、第三虚像面6、第四虚像面7、第一腰面s01、第二腰面s02、第三腰面s03、第四腰面s04。
具体实施方式
[0050]
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0051]
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0052]
实施例一
[0053]
如图1-图3所示，本发明的实施例一提出的一种虚拟现实显示光学系统，包括：并行设置的第一光路模组1、对称多腰棱镜2、第二光路模组3；
[0054]
所述第一光路模组1包括沿第一方向依次设置的第一显示部件11、第一透镜12以及第一三面棱镜13，所述第一显示部件11发出的光线依次通过所述第一透镜12所述第一三面棱镜13射出，用于供人眼观看并形成第一虚像面4；
[0055]
所述第二光路模组3包括沿所述第一方向依次设置的第二显示部件31、第二透镜32以及第二三面棱镜33，所述第二显示部件31发出的光线依次通过所述第二透镜32所述第二三面棱镜33射出，用于供人眼观看并形成第二虚像面5；
[0056]
所述第一显示部件11发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜2上，经所述对称多腰棱镜2的传输射入到所述第二三面棱镜33上，并由所述第二三面棱镜33沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第三虚像面6；所述第二显示部件31发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜2上，经所述对称多腰棱镜2的传输射入到所述第一三面棱镜13上，并由所述第一三面棱镜13沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第四虚像面7；
[0057]
其中，所述第一虚像面4和所述第三虚像面6距离观看位置的虚像距离d1相同，所述第二虚像面5和所述第四虚像面7距离观看位置的虚像距离d2相同，所述第一虚像面4和所述第二虚像面5具有预设距离的像距，使用户一只眼睛同时观看到所述第一虚像面4和所述第四虚像面7以形成3d图像，另一只眼睛同时观看所述第二虚像面5和所述第三虚像面6以形成3d图像。
[0058]
具体地，上述的第一方向即第一显示部件11和第二显示部件31的出光方向，也可
以用户眼睛接收显示图像信息的方向，所以第一光路模组1和第二光路模组3的并行设置，即二者显示部件发光至显示给用户的光路是并行的，且二者并行的方向是垂直于第一方向的，而对称多腰棱镜2则位于第一光路模组1和第二光路模组3之间。
[0059]
第一光路模组1中的第一显示部件11可以是任何能够用于显示画面信息的部件，例如液晶显示器(lcd)、有机发光显示器(oled)、发光二极管显示器(led)等，第一透镜12是用于将第一显示部件11发出的光线汇聚并照射至第一三面棱镜13上的透镜，第一三面棱镜13具有三个折射面，能够将接收到的光线折射并最终沿第一方向射出，以使位于第一方向的正对第一三面棱镜13的用户眼睛接收到显示画面的光线，这样用户就可以根据接收的光线经人脑处理而获得沿光线反向延伸线的第一虚像面4，即第一显示部件11显示给用户的图像。同样，第二光路模组3与第一光路模组1的结构相同，工作原理与第一光路模组1相同，此处不再赘述，第二光路模组3可以给用户的眼睛显示出第二虚像面5。
[0060]
对称多腰棱镜2是相背的两侧分别设置有多个腰面(即折射面)的棱镜，其相背的两侧分别对应第一光路模组1和第二光路模组3，以通过其自身将第一光路模组1中的第一显示部件11的光线折射至第二光路模组3中，并通过第二三面棱镜33呈现给用户的眼睛，以及通过自身将第二光路模组3中的第二显示部件31的光线折射至第一光路模组1中，并通过第一三面棱镜13呈现给用户的眼睛。进而使两个光路模组中的显示部件的显示信息可以同时呈现给用户的一个眼睛。
[0061]
其中，虚像距离是用户眼睛获得三面棱镜的图像光线之后，光线反向延长线决定的虚像面距离眼睛的距离，即虚像面距离观看位置的距离。而为了使用户的每个眼睛均能够看到3d的效果图像，可以使第一显示部件11和第二显示部件31显示相同或者不同的画面，或者需要显示的3d物体的不同位置的画面，同时通过对第一光路模组1和第二光路模组3的光路的设置，使第一显示部件11呈现给用户的第一虚像面4和第二显示部件31呈现给用户的第二虚像面5的虚像距离是不同的，而通过折射获得的第三虚像面6与第一虚像面4的画面相同且虚像距也相同，第四虚像面7与第二虚像面5的画面相同且虚像距也相同。这样第一虚像面4和第四虚像面7就可以叠加形成3d的显示效果，这样第二虚像面5和第三虚像面6就也可以叠加形成3d的显示效果，这样用户的两个眼睛都可以看到相同的3d画面。
[0062]
本发明实施例提供的虚拟现实显示光学系统，其设置有两个光路模组，由于每个光路模组均由一个显示部件和两个光学透镜组成，这样两个显示部件可以分别将要显示的信息显示到用户的两个眼睛上，因为两个光路模组的光线路径不同，不同来源的光线到达瞳孔后，其反向延长线决定的虚像面也不同，即第一虚像面4和第二虚像面5可以是不同的，二者的虚像距也可以是不同的；再配合的设置了对称多腰棱镜2，可以将第一显示部件11显示的信息折射至第二光路模组3中，并通过第二三面棱镜33呈现给用户，以及将第二显示部件31显示的信息折射至第一光路模组1中，并通过第一三面棱镜13呈现给用户，这样用户的每个眼睛均可以看到两个显示部件的显示信息，且两个显示的画面处于两个焦深处，可以分别形成光场3d效果，即用户的两个眼睛均能够看到3d的显示画面。上述的使用户的两个眼睛均看到3d的显示画面是通过光路的调整，以及虚像画面的叠加形成，两个眼睛看到的是相同的3d画面，并不是如现有技术采用具有视差的两幅画面再通过人脑处理形成3d画面，有效的解决了“辐辏冲突”的问题，使用户观看3d图像时更加舒服。
[0063]
在具体实施中，其中所述第一光路模组1和所述第二光路模组3以所述对称多腰棱
镜2的对称轴线为对称线相互对称的设置；其中，所述对称多腰棱镜2的对称轴线与所述第一方向平行。
[0064]
具体地，对称多腰棱镜2具有相对称的两侧，一侧对应第一光路模组1，另一侧对应第二光路模组3，这样对称多腰棱镜2具有位于中部的对称线，且对称线是沿所述第一方向的。为了保证经对称多腰棱镜2折射并经过两个三面棱镜显示的图像能够与分别与第一虚像面4和第二虚像面5叠放，需要保证对称多腰棱镜2位于第一光路模组1和第二光路模组3的中间位置。
[0065]
在具体实施中，由于第一光路模组1和第二光路模组3是对称设置的，所以每个光路模组中的部件设置位置以及设置方式是相同的或者对称的；其中第一显示部件11可以与第一透镜12正对，即第一显示部件11的显示出光面可以是与第一方向成90度的，也可以适当的调整第一显示部件11对应第一透镜12的角度，同样第二显示部件31与第二透镜32之间也可以是正对或具有一定夹角。而为了便于描述，则以第一方向与显示出光面的夹角进行表述，即所述第一显示部件11的显示出光面与所述第一方向呈45-90度夹角；所述第二显示部件31的显示出光面与所述第一方向呈45-90度夹角；且需要注意的是，当两个显示部件与第一方向是非垂直状态时，需要两个显示部件的显示出光面朝向于对称多腰棱镜2，并按照上述的倾斜角度进行设置。
[0066]
在具体实施中，其中所述对称多腰棱镜2包括分别对应于所述第一光路模组1的第一侧，和对应于所述第二光路模组3的第二侧，所述对称多腰棱镜2的第一侧沿所述第一方向设置有第一腰面s01和第二腰面s02，所述对称多腰棱镜2的第二侧沿所述第一方向设置有第三腰面s03和第四腰面s04；
[0067]
所述第一显示部件11发出的光由所述第一腰面s01入射，经所述对称多腰棱镜2在所述第一方向的底面s05反射，再经所述第四腰面s04射出并射入所述第二三面棱镜33，所述第二显示部件31发出的光由所述第三腰面s03入射，经所述底面s05反射，再经所述第二腰面s02射出并射入所述第一三面棱镜13；
[0068]
其中，所述第一腰面s01和所述第三腰面s03对称并均与所述第一方向成第一预设夹角，所述第二腰面s02和所述第四腰面s04对称并均与所述第一方向成第二预设夹角，所述第一预设夹角小于所述第二预设夹角。
[0069]
具体地，第一腰面s01、第二腰面s02、第三腰面s03以及第四腰面s04均可以是平面，也可以是一定光焦度的曲面，如球面、非球面、自由曲面等，具体地曲面的参数可以通过满足上述的光路传播光线的条件下，通过光学仿真模拟软件(zemax，codev等)，并设置合适的边界条件获得，本发明实施例不做赘述。对称多腰棱镜2出去相对的两侧，之外的各个侧面可以设置为平面，以便简化对称多腰棱镜2的加工。
[0070]
其中，第一预设夹角需要满足第一显示部件11和第二显示部件31发出的部分光线能够照射在第一腰面s01和第三腰面s03后，光线以透射或折射的方式进入对称多腰棱镜2；第二预设夹角能够使进入对称多腰棱镜2的光线经第二腰面s02或者第四腰面s04射出，并照射在两个三面棱镜上。
[0071]
进一步地，其中所述第二腰面s02与所述第一三面棱镜13的一个曲面对应，所述第四腰面s04与所述第二三面棱镜33的一个曲面对应；所述第一预设夹角的角度为30-70度；所述第二预设夹角的角度为35-75度。
[0072]
具体地，第一预设夹角和第二预设夹角可以在满足上述光线传输的条件下，通过使用光学仿真模拟软件(zemax，codev等)，并设置合适的边界条件获得，本发明实施例不做赘述。
[0073]
在具体实施中，其中所述对称多腰棱镜2在所述第一方向的所述底面s05为全反射面。
[0074]
具体地，全反射的形成方式可以是在底面s05设置反射涂层来实现，例如底面s05的外表面镀金属离子反射膜或贴膜。
[0075]
在具体实施中，其中所述第一显示部件11发出的光线入射所述对称多腰棱镜2后，于所述底面所形成的入射光线的入射角大于arcsin(1/n
0
)，所述第二显示部件31发出的光线入射所述对称多腰棱镜2后，于所述底面所形成的入射光线的入射角大于arcsin(1/n
0
)；其中，所述n
0
为所述对称多腰棱镜2的折射率。
[0076]
具体地，为了保证两个显示部件的光线能够入射到对称多腰棱镜2中，两个显示部件的发光角度需要设置在0-60度范围内，同时为了使进入对称多腰棱镜2的光线能够尽可能多的从第二腰面以或者第四腰面射出，以射在第一三面棱镜13或者第二三面棱镜33上，优选的使入射对称多腰棱镜2的光线于所述底面所形成的入射光线的入射角大于arcsin(1/n
0
)。具体如何保证入射光线的入射角度，可以通过使用光学仿真模拟软件(zemax，codev等)，并设置上述的透镜、三面棱镜、对称多腰棱镜2以及显示部件的相关边界条件，获得透镜的表面形态和尺寸等的信息、三面棱镜的各个面的形态和尺寸等的信息，以及获得对称多腰棱镜2各个腰面的角度的信息。
[0077]
在具体实施中，其中所述第一虚像面4和所述第三虚像面6距离观看位置的虚像距离d1大于等于0.5m，或根据场景需求的其他优选数值；所述第二虚像面5和所述第四虚像面7距离观看位置的虚像距离d2大于等于0.5m，或根据场景需求的其他优选数值；所述第一虚像面4和所述第二虚像面5的预设距离的像距为0.5m，即二者差的绝对值为0.5m，或根据场景需求的其他优选数值。
[0078]
具体地，通过上述的虚像距离的设定，可以使用户清晰的看到3d的画面，满足用户的观看需要。
[0079]
在具体实施中，其中所述第一透镜12的两侧表面均为折射球面、非球面或者自由曲面；所述第二透镜32的两侧表面均为折射球面、非球面或者自由曲面；所述第一三面棱镜13的三个面均为折射自由曲面；所述第二三面棱镜33的三个面均为折射自由曲面。
[0080]
具体地，第一透镜12的两侧表面的形态参数、第二透镜32的两侧表面的形态参数、第一三面棱镜13的三个面的形态参数以及第二三面棱镜33的三个面的形态参数，均可以在满足上述的光线传输的情况下，通过使用光学仿真模拟软件(zemax，codev等)，设置相关边界条件，例如透镜与棱镜的距离等的距离条件，光传输透射率、折射率等，模拟获得。
[0081]
综上，为了便于了解光线的传输过程，以及上述虚像面的呈现原理，如图1-图3所示，本发明实施例提供一种光路解说：
[0082]
第一显示部件11发出的光线照射在第一透镜12的s11面上，然后经第一透镜12的汇集从第一透镜12的s12面射出，并射在第一三面棱镜13的s21面上，经第一三面棱镜13的折射从第一三面棱镜13的s22面射出，并将画面呈现在用户的一个眼睛上，本示意图中呈现在用户的左眼，用户可以根据接收的光线经人脑处理得到反向延长线决定的虚像面，即第
一虚像面4；同时，第一显示部件11的一部分光线照射在对称多腰棱镜2的第一腰面s01上，进而射在对称多腰棱镜2的底面s05上，之后经底面s05的全反射，将光线射在第四腰面s04上，经第四腰面s04的折射将光线射在第二三面棱镜33的s43面上，最后光线经过第二三面棱镜33的s41面反射，以及s42面的折射，将画面呈现在用户的另一个眼中，用户可以根据接收的光线经人脑处理得到反向延长线决定的虚像面，即第三虚像面6。上述即第一显示部件11发出的光线最终呈现给用户两个眼睛的虚像面，这两个虚像面是处于相同的虚像距离的。
[0083]
同理，第二显示部件31发出的光线呈现虚像面的原理如下，第二显示部件31发出的光线照射在第二透镜32的s31面上，然后经第二透镜32的汇集从第二透镜32的s32面射出，并射在第二三面棱镜33的s41面上，经第二三面棱镜33的折射从第二三面棱镜33的s42面射出，并将画面呈现在用户的一个眼睛上，本示意图中呈现在用户的右眼，用户可以根据接收的光线经人脑处理得到反向延长线决定的虚像面，即第二虚像面5；同时，第二显示部件31的一部分光线照射在对称多腰棱镜2的第三腰面s03上，进而射在对称多腰棱镜2的底面s05上，之后经底面s05的全反射，将光线射在第二腰面s02上，经第二腰面s02的折射将光线射在第一三面棱镜13的s23面上，最后光线经过第一三面棱镜13的s21面反射，以及s22面的折射，将画面呈现在用户的另一个眼中，用户可以根据接收的光线经人脑处理得到反向延长线决定的虚像面，即第四虚像面7。
[0084]
进而通过上述光线的传输，使用户的左眼接收到具有一定像距的第一虚像面4和第四虚像面7，使用户的右眼接收到具有一定像距的第二虚像面5和第三虚像面6，这样用户可以观看到第一虚像面4和第四虚像面7形成的3d图像，以及第二虚像面5和第三虚像面6形成的3d图像，使两个眼睛观看到的图像是相同的，进而有效解决“辐辏冲突”的问题。
[0085]
其中，第一三面棱镜13的s21面和第二三面棱镜33的s41面需存在一定的r/t比，即反射/透过率＝n：1，一般取n＝1；在此光线传播路径中，其作用为将在棱镜内部传播的光线，经反射后向下方传播。
[0086]
实施例二
[0087]
本发明的实施例二提出的一种虚拟现实设备，包括虚拟现实显示光学系统，如图1-3所示，所述虚拟现实显示光学系统包括：并行设置的第一光路模组1、对称多腰棱镜2、第二光路模组3；
[0088]
所述第一光路模组1包括沿第一方向依次设置的第一显示部件11、第一透镜12以及第一三面棱镜13，所述第一显示部件11发出的光线依次通过所述第一透镜12所述第一三面棱镜13射出，用于供人眼观看并形成第一虚像面4；
[0089]
所述第二光路模组3包括沿所述第一方向依次设置的第二显示部件31、第二透镜32以及第二三面棱镜33，所述第二显示部件31发出的光线依次通过所述第二透镜32所述第二三面棱镜33射出，用于供人眼观看并形成第二虚像面5；
[0090]
所述第一显示部件11发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜2上，经所述对称多腰棱镜2的传输射入到所述第二三面棱镜33上，并由所述第二三面棱镜33沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第三虚像面6；所述第二显示部件31发出的部分光线照射在所述对称多腰棱镜2上，经所述对称多腰棱镜2的传输射入到所述第一三面棱镜13上，并由所述第一三面棱镜13沿所述第一方向射出，用于供人眼观看并形成第四虚像面7；
[0091]
其中，所述第一虚像面4和所述第三虚像面6距离观看位置的虚像距离相同，所述第二虚像面5和所述第四虚像面7距离观看位置的虚像距离相同，所述第一虚像面4和所述第二虚像面5具有预设距离的像距，使用户一只眼睛同时观看到所述第一虚像面4和所述第四虚像面7以形成3d图像，另一只眼睛同时观看所述第二虚像面5和所述第三虚像面6以形成3d图像。
[0092]
具体地，本实施例二中所述的虚拟现实显示光学系统可直接使用上述实施例一提供的虚拟现实显示光学系统，具体的实现结构可参见上述实施例一中描述的相关内容，此处不再赘述。
[0093]
本发明实施例提供的虚拟现实设备，其使用的虚拟现实显示光学系统其设置有两个光路模组，由于每个光路模组均由一个显示部件和两个光学透镜组成，这样两个显示部件可以分别将要显示的信息显示到用户的两个眼睛上，因为两个光路模组的光线路径不同，不同来源的光线到达瞳孔后，其反向延长线决定的虚像面也不同，即第一虚像面4和第二虚像面5可以是不同的，二者的虚像距也可以是不同的；再配合的设置了对称多腰棱镜2，可以将第一显示部件11显示的信息折射至第二光路模组3中，并通过第二三面棱镜33呈现给用户，以及将第二显示部件31显示的信息折射至第一光路模组1中，并通过第一三面棱镜13呈现给用户，这样用户的每个眼睛均可以看到两个显示部件的显示信息，且两个显示的画面处于两个焦深处，可以分别形成光场3d效果，即用户的两个眼睛均能够看到3d的显示画面。上述的使用户的两个眼睛均看到3d的显示画面是通过光路的调整，以及虚像画面的叠加形成，两个眼睛看到的是相同的3d画面，并不是如现有技术采用具有视差的两幅画面再通过人脑处理形成3d画面，有效的解决了“辐辏冲突”的问题，使用户观看3d图像时更加舒服。
[0094]
可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
[0095]
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0096]
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。