[发明专利]一种棱镜、虚拟现实以及增强现实光学显示装置

权利要求书

1.一种棱镜，所述棱镜用于设置在像源和观看者之间，所述像源发出的光线经由所述棱镜进入到所述观看者眼中，其特征在于，所述棱镜包括：

第一表面、第二表面及第三表面，所述第一、第二、第三表面两两相交；

所述第一表面设置在靠近所述观看者的一侧，所述第三表面设置在靠近所述像源的一侧；

所述像源发出的光线入射至所述第三表面，由所述第三表面透射至所述第一表面，经过所述第一表面全反射后，入射至所述第二表面，经过所述第二表面的反射后，再次入射至所述第一表面，并由所述第一表面透射出去，进入到所述观看者眼中，其中：

所述第一表面透射出去的光线对应的第一视角度数的绝对值与第二视角度数的绝对值不相等；

其中，所述第一视角为所述第一表面透射出去的光线中的上边缘光线与第一方向的夹角，所述第二视角为所述第一表面透射出去的光线中的下边缘光线与第一方向的夹角，所述第一方向为所述观看者人眼瞳孔的正前垂直方向。

2.如权利要求1所述的棱镜，其特征在于：所述第二视角度数的绝对值大于所述第一视角度数的绝对值。

3.如权利要求2所述的棱镜，其特征在于：所述第一视角度数的绝对值和所述第二视角度数的绝对值的差值为5～20度。

4.如权利要求3所述的棱镜，其特征在于：所述第一表面与所述第二表面的第一夹角小于等于40度。

5.如权利要求4所述的棱镜，其特征在于：所述第一表面与所述第二表面的第一夹角为25～40度。

6.如权利要求4所述的棱镜，其特征在于：所述第一表面的第一切平面与竖直方向的第二夹角为-15度～15度，其中，所述第一切平面经过所述第一表面和第二表面的交线在第一坐标平面内的交点，所述第一坐标平面为垂直于水平方向和竖直方向的平面。

7.如权利要求1所述的棱镜，其特征在于：所述棱镜在预设空间频率内的极限MTF值大于等于0.1。

8.如权利要求1-7任一项所述的棱镜，其特征在于：所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面为自由曲面、非球面或球面。

9.如权利要求8所述的棱镜，其特征在于：所述第二表面的内表面镀设有全反射膜。

10.如权利要求8所述的棱镜，其特征在于：所述第二表面的内表面镀设有透射光学膜和反射光学膜中的至少一种。

11.一种虚拟现实光学显示装置，其特征在于，包括：显示屏和设置在所述显示屏上的棱镜，其中：所述棱镜为如权利要求1-10任一项所述的棱镜。

12.一种增强现实光学显示装置，其特征在于，包括:显示屏和设置在所述显示屏上的棱镜，其中：所述棱镜为如权利要求1-10任一项所述的棱镜。

13.一种权利要求包括1至10任一项所述的棱镜的设计方法，其特征在于，包括：

设定所述棱镜的属性参数，其中，所述属性参数包括所述第一视角和所述第二视角，所设定的所述第一视角度数的绝对值与所设定的所述第二视角度数的绝对值不相等；

根据所述属性参数，获取所述棱镜的数学模型。

14.如权利要求13所述的设计方法，其特征在于，所述属性参数还包括入瞳直径、像源显示屏尺寸、出瞳最小距离。