CN208384239U - 虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统。该虚拟现实显示系统包括虚拟现实显示光学模组和图像显示装置。该虚拟现实显示光学模组包括电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件。图像显示装置依次输出一待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线被第一反射放大元件和第二反射放大元件反射会聚形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为待显示图像。该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统具有大视场、高分辨率的特点，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统体积较小。

Description

虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实技术领域，具体而言，涉及一种虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统。

背景技术

目前虚拟现实显示系统普遍采用微型图像显示器作为图像源，并配合传统目视光学系统实现虚拟显示。受限于现有的技术和工艺水平，微型图像显示器的分辨率很难提高。并且，传统目视光学系统的显示视场与目视光学系统的体积密切相关。增大显示视场，目视光学系统的体积会随之剧增。因此，目前主流的虚拟现实显示系统具有分辨率低，以及视场小或体积大的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种大视场高分辨率的紧凑型的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统，以解决上述问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型较佳实施例提供一种虚拟现实显示光学模组，包括电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；

图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；

所述电控液晶偏振元件设置于图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；

所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于电控液晶偏振元件的出射光路上，为偏振敏感型反射会聚元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；

所述相位延迟片设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，以及将从反射元件反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为非第一线性偏振方向或非第二线性偏振方向；

所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在所述相位延迟片和反射元件之间的第一光学器件，所述第一光学器件的折射透射焦面与所述反射元件的反射平面共面。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间的在施加控制电压时对平行光束进行会聚的电控光学器件，并且设置所述反射元件的反射工作面具有对平行光束会聚的功能。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间的具有会聚功能的第二光学器件，且第一反射放大元件具有对入射的会聚光束进行反射会聚的功能及设置所述反射元件的反射工作面具有对平行光束会聚的功能。

可选地，反射元件的反射工作面是具有对平行光束会聚的功能，且第二反射放大元件具有椭球曲面的成像性质。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在第一反射放大元件和第二反射放大元件之间的偏振转换元件，且第二反射放大元件和第一反射放大元件的偏振敏感型不同。

可选地，该虚拟现实显示光学模组还包括设置在第一反射放大元件和第二反射放大元件的反射会聚方向的吸收型偏振元件。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组还包括光束扩束系统或光束缩束系统。

可选地，所述虚拟现实显示光学模组的元件间充填有具有折射率的介质。

本实用新型另一较佳实施例还提供一种虚拟现实显示系统，包括图像显示装置及上述的虚拟现实显示光学模组。

本实用新型实施例提供的虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统通过对电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件的巧妙集成与设计，依次通过第一反射放大元件在人眼形成第一待显示子图像和第二反射放大元件在人眼形成第二待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。因此，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统的视场角等于第一反射放大元件和第二反射放大元件的视场角之和。并且，第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组体积较小。同时，该虚拟现实显示光学模组及虚拟现实显示系统基于反射成像原理的成像方法使得反射会聚后的图像无色差，且基于细光束的放大成像使得放大后的图像的中心和边缘具有一致清晰度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种虚拟现实显示系统的结构示意图。

图2为图1所示的虚拟现实显示系统显示待显示图像的一种光路示意图。

图3为图1所示的虚拟现实显示系统显示待显示图像的另一种光路示意图。

图4为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图5为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图6为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图7为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图8为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图9为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图10为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图11为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图12为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图13为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图14为不具有光束扩束系统的虚拟现实显示系统的视场角的对比图。

图15为另一实施方式中虚拟现实显示系统的结构示意图。

图标:10-虚拟现实显示光学模组；1-虚拟现实显示系统；50-图像显示装置；11-电控液晶偏振元件；12-第一反射放大元件；13-第二反射放大元件；14-相位延迟片；15-反射元件；V1-第一实体；V2-第二实体；V3-第三实体；V4-第四实体；16-第一光学器件；17-电控光学器件；V5-第五实体；V6-第六实体；V7-第七实体；V8-第八实体；18-第二光学器件；19-偏振转换元件；21-吸收型偏振元件；22-光束扩束系统；23-光束缩束系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的一种虚拟现实显示系统1的结构示意图。该虚拟现实显示系统1可以应用于HMD(Head Mount Display，头戴式可视设备)等虚拟现实设备，在此不做限制。该虚拟现实显示系统1包括虚拟现实显示光学模组10和图像显示装置50。该虚拟现实显示光学模组10包括电控液晶偏振元件11、第一反射放大元件12、第二反射放大元件13、相位延迟片14和反射元件15。

在进行虚拟显示时，虚拟现实显示光学模组10需要与图像显示装置50配合，构成虚拟现实显示系统1。图像显示装置50用于依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，且第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。其中，待显示图像为虚拟现实显示系统1显示的虚拟图像。每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像。为了提高显示效果，第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率可以相同。而第一待显示子图像和第二待显示子图像的大小可以相同也可以不同。所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，即所述图像显示装置50根据所述第一待显示子图像输出所述第一束子图像光线。所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应，即所述图像显示装置50根据所述第二待显示子图像输出所述第二束子图像光线。在实际实施时，该图像显示装置50可以是由透射式或反射式LOCS显示源和能够输出准直平行光照明的照明光源组件共同组成，还可以是由光纤扫描成像系统和准直系统共同组成。本实施例中，该图像显示装置50是由透射式LOCS显示源和能够输出准直平行光照明的照明光源组件共同组成。

电控液晶偏振元件11设置于图像显示装置50的出射光路上。电控液晶偏振元件11用于在施加控制电压后，对入射的偏振光束(第一束子图像光线或第二束子图像光线)的相位进行改变，将第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向。当电控液晶偏振元件11在施加控制电压后，对入射的偏振光束的相位改变π相位时，所述电控液晶偏振元件11等效于1/2玻片，则第一线性偏振方向和第二线性偏振方向正交。也就是说，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，第一束子图像光线或第二束子图像光线经过电控液晶偏振元件11进行相位改变后的子图像光线为具有第二线性偏振方向的准直平行光束。其中，第一线性偏振方向和第二线性偏振方向正交。

第一反射放大元件12和第二反射放大元件13依次设置于电控液晶偏振元件11的出射光路上。第一反射放大元件12和第二反射放大元件13为偏振敏感型反射会聚元件。第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向(或第二线性偏振方向)的子图像光线进行反射会聚，且对第二线性偏振方向(或第一线性偏振方向)的子图像光线进行透射。即，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射。或，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射。

相位延迟片14设置于第二反射放大元件13和反射元件15之间。相位延迟片14用于将第一线性偏振方向(或第二线性偏振方向)的子图像光线的偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，以及将从反射元件15反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的子图像光线转换为非第一线性偏振方向(或非第二线性偏振方向)。其中，非第一线性偏振方向包括第二线性偏振方向，非第二线性偏振方向包括第一线性偏振方向。当相位延迟片14为1/4玻片时，相位延迟片14用于将第一线性偏振方向(或第二线性偏振方向)的子图像光线的偏振方向转换为圆偏振方向，及将从反射元件15反射回来的圆偏振方向的子图像光线完全转换为第二线性偏振方向(或第一线性偏振方向)。

反射元件15用于将从相位延迟片14传来的具有椭圆偏振方向或圆偏振方向的子图像光线向着第二反射放大元件13的方向返回传输。可选地，本实施例中反射元件15的反射工作面为全反射平面。反射元件15的反射工作面可以是镀有金属膜或介质膜的全反射平面，只具有光路转折的功能，对从相位延迟片14传来的子图像光线的尺寸无放大或缩小的原路返回传输。

当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射时，本实施方式提供的虚拟现实显示系统1进行一次虚拟图像显示的过程如下：将一幅待显示图像在水平方向分为两幅待显示子图像，分别记为第一待显示子图像和第二待显示子图像。如图2所示，图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线透过电控液晶偏振元件11后被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线。由于第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射，则具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线透过第一反射放大元件12和第二反射放大元件13向相位延迟片14传输。传至相位延迟片14的具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向被相位延迟片14转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向后继续向反射元件15传输，被反射元件15反向后再次传输至相位延迟片14。从反射元件15反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线被相位延迟片14转换为非第二线性偏振方向的第二束子图像光线。非第二线性偏振方向的第二束子图像光线中的第一线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，在人眼形成第二待显示子图像。

当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射时，本实施方式提供的虚拟现实显示系统1进行一次虚拟图像显示的过程如下：将一幅待显示图像在水平方向分为两幅待显示子图像，分别记为第一待显示子图像和第二待显示子图像。如图3所示，图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线，该具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线透过第一反射放大元件12和第二反射放大元件13向相位延迟片14传输。传至相位延迟片14的具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向被相位延迟片14转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向后继续向反射元件15传输，被反射元件15反向后再次传输至相位延迟片14。从反射元件15反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线被相位延迟片14转换为非第一线性偏振方向的第二束子图像光线。非第一线性偏振方向的第二束子图像光线中的第二线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，在人眼形成第二待显示子图像。

在上述过程中，在人眼形成第一待显示子图像和第二待显示子图像的过程为视网膜成像，故在整个显示视场范围内可以清晰成像。可以通过调整所述图像显示装置50输出每束子图像光线的频率以及输出每幅待显示图像的时间间隔，并配合调整电控液晶偏振元件11的工作状态等，利用视觉残留原理，就可以使在人眼分别形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

本实用新型实施例提供的虚拟现实显示光学模组10通过对电控液晶偏振元件11、第一反射放大元件12、第二反射放大元件13、相位延迟片14和反射元件15的巧妙集成与设计，依次通过第一反射放大元件12在人眼形成第一待显示子图像和第二反射放大元件13在人眼形成第二待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。因此，该虚拟现实显示光学模组10的视场角等于第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的视场角之和。并且，第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该虚拟现实显示光学模组10具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组10体积较小。同时，该虚拟现实显示光学模组10基于反射成像原理的成像方法使得反射会聚后的图像无色差，且基于细光束的放大成像使得放大后的图像的中心和边缘具有一致清晰度。

基于上述实用新型构思，虚拟现实显示系统1的具体结构还可以是，但不限于如图4至图13、图15所示。由于图1所示的虚拟现实显示光学模组10包括图2和图3所示的两种工作原理，而图2和图3所示的工作原理类似，为了节约篇幅，在图5、图6、图8和图10的描述中，仅以图2所示的工作原理为例进行说明。即，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，电控液晶偏振元件11对第二束子图像光线的相位进行改变。应理解，为了便于描述，图1至图15所示的虚拟现实显示光学模组10均以单目的形式呈现。本领域技术人员可以根据图1至图15所示的结构推出虚拟现实显示光学模组10为双目时的结构。

如图4所示，图4为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：电控液晶偏振元件11、第一反射放大元件12、第二反射放大元件13、相位延迟片14和反射元件15两两之间充填有具有折射率的介质，使得电控液晶偏振元件11与第一反射放大元件12之间的空间构成第一实体V1，使得第一反射放大元件12与第二反射放大元件13之间的空间构成第二实体V2，使得第二反射放大元件13和相位延迟片14之间的空间构成第三实体V3，使得相位延迟片14和反射元件15之间的空间构成第四实体V4。此时，第一反射放大元件12可以是透明基板上刻蚀有反射衍射图案的元件，该透明基板与第一实体V1和/或第二实体V2胶合。或者，第一反射放大元件12还可以是第一实体V1靠近第二实体V2的面或第二实体V2靠近第一实体V1的面，其中第一实体V1靠近第二实体V2的面或第二实体V2靠近第一实体V1的面刻蚀有反射衍射图案。同理，第二反射放大元件13可以是透明基板上刻蚀有反射衍射图案的元件，该透明基板与第二实体V2和/或第三实体V3胶合。或者第二反射放大元件13还可以是第二实体V2靠近第三实体V3的面或第三实体V3靠近第二实体V2的面，其中第二实体V2靠近第三实体V3的面或第三实体V3靠近第二实体V2的面刻蚀有反射衍射图案。同理，反射元件15可以是反射工作面镀有金属膜或介质膜的全反射平面。或者反射元件15还可以是第四实体V4远离相位延迟片14的面，该第四实体V4远离相位延迟片14的面镀有金属膜或介质膜。

当第一反射放大元件12可以是第一实体V1靠近第二实体V2的面或第二实体V2靠近第一实体V1的面，第二反射放大元件13是第二实体V2靠近第三实体V3的面或第三实体V3靠近第二实体V2的面，反射元件15是第四实体V4远离相位延迟片14的面时，电控液晶偏振元件11与第一实体V1胶合在一起，第二实体V2分别和第一实体V1和第三实体V3胶合在一起，相位延迟片14与第三实体V3和第四实体V4胶合在一起，从而构成了一体式的虚拟现实显示光学模组10。

需要说明的是，第一实体V1、第二实体V2、第三实体V3和第四实体V4各自所具有的折射率可以相同也可以各不相同。显而易见，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13反射衍射出射空间的介质不再是空气而是具有一折射率的介质时，其反射衍射图案应该根据所设置的介质折射率进行相应的设计。

本实施方式提供的虚拟现实显示光学模组10具有降低安装装配难度、简化所述虚拟现实显示光学模组10的外部支撑结构、利于批量生产等有益效果。

请参阅图5，图5为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括设置在相位延迟片14和反射元件15之间的第一光学器件16。该第一光学器件16的折射透射焦面与反射元件15的反射平面共面。该第一光学器件16可以是单个光学透镜或多光学透镜组。从相位延迟片14传来的具有椭圆或圆偏振方向的第二束子图像光线被第一光学器件16会聚后经反射元件15反射，反射后会聚形式的第二束子图像光线再次被第一光学器件16准直为平行形式的第二束子图像光线，该准直的第二束子图像光线与从图像显示装置50输出的第二束子图像光线在尺寸上是一致的。通过设置第一光学器件16可以使第二反射放大元件13的反射会聚能力较低时也能达到所需的会聚能力。

请参阅图6，图6为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括设置在电控液晶偏振元件11和第一反射放大元件12之间的电控光学器件17，并且设置反射元件15的反射工作面具有对平行光束会聚的功能。具体实施时，反射元件15的反射工作面可以为凹面反射曲面或设置为具有凹面反射等效功能的反射衍射平面。可选地，在本实施方式中，反射元件15的反射工作面为凹面反射曲面。当对电控光学器件17施加控制电压时，电控光学器件17具有对平行光束的会聚功能。设置电控光学器件17的折射透射焦面与反射元件15的反射工作面的反射焦面实质上重合，使得从电控液晶偏振元件11传来的具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线经过电控光学器件17会聚后能够被反射元件15反射并准直为具有与之同尺寸的子图像光线。电控光学器件17可以选用公知技术中的液晶透镜或液体透镜，在此不做限制。具体地，本实施方式提供的虚拟现实显示光学模组10进行一次虚拟图像显示的过程如下：图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11和电控光学器件17不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线透过电控液晶偏振元件11后被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线。对电控光学器件17施加控制电压，该具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线被电控光学器件17会聚，会聚后的第二束子图像光线依次透过第一反射放大元件12和第二反射放大元件13，经相位延迟片14后其偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，该具有椭圆偏振方向或圆偏振方向的会聚后的第二束子图像光线被反射元件15反射并准直为从图像显示装置50输出的第二束子图像光线在尺寸一致的子图像光线，该准直后的具有椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线再次经相位延迟片14后其偏振方向转换为非第二线性偏振方向，非第二线性偏振方向的第二束子图像光线中的第一线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，在人眼形成第二待显示子图像。

设置电控光学器件17的折射透射焦面与反射元件15的反射工作面的反射焦面实质上重合，使得从电控液晶偏振元件11传来的具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线经过电控光学器件17会聚成像的面位于反射元件15的反射焦面。当反射元件15的反射工作面的反射焦距F5与电控光学器件17的折射透射焦距F7一致时，经反射元件15反射转换后的第二束子图像光线与图像显示装置50输出的第二束子图像光线具有同等的图像分辨率。在实际实施中，还可以设置反射元件15的反射工作面的反射焦距F5与电控光学器件17的折射透射焦距F7不一致，此种情况下经反射元件15反射转换后的第二束子图像光线的分辨率相比于图像显示装置50输出的第二束子图像光线的分辨率会有一定的增大或缩小。

同理，与图4类似，可以在电控光学器件17、第一反射放大元件12、第二反射放大元件13、相位延迟片14和反射元件15两两之间充填有具有折射率的介质，如图7所示。使得电控光学器件17与第一反射放大元件12之间的空间构成第五实体V5，使得第一反射放大元件12与第二反射放大元件13之间的空间构成第六实体V6，使得第二反射放大元件13和相位延迟片14之间的空间构成第七实体V7，使得相位延迟片14和反射元件15之间的空间构成第八实体V8。此时，第一反射放大元件12可以是透明基板上刻蚀有反射衍射图案的元件，该透明基板与第五实体V5和/或第六实体V6胶合。或者，第一反射放大元件12还可以是第五实体V5靠近第六实体V6的面或第六实体V6靠近第五实体V5的面，其中第五实体V5靠近第六实体V6的面或第六实体V6靠近第五实体V5的面刻蚀有反射衍射图案。同理，第二反射放大元件13可以是透明基板上刻蚀有反射衍射图案的元件，该透明基板与第六实体V6和/或第七实体V7胶合。或者第二反射放大元件13还可以是第六实体V6靠近第七实体V7的面或第七实体V7靠近第六实体V6的面，其中第六实体V6靠近第七实体V7的面或第七实体V7靠近第六实体V6的面刻蚀有反射衍射图案。同理，反射元件15可以是反射工作面镀有全反射膜的凹面。或者反射元件15还可以是第八实体V8远离相位延迟片14的面，该第八实体V8远离相位延迟片14的面朝向相位延迟片14一侧内凹且镀有全反射膜。

当第一反射放大元件12是第五实体V5靠近第六实体V6的面或第六实体V6靠近第五实体V5的面，第二反射放大元件13是第六实体V6靠近第七实体V7的面或第七实体V7靠近第六实体V6的面，反射元件15是第八实体V8远离相位延迟片14的面时，电控液晶偏振元件11、电控光学器件17与第五实体V5胶合在一起，第六实体V6分别和第五实体V5和第七实体V7胶合在一起，相位延迟片14与第七实体V7和第八实体V8胶合在一起，从而构成了一体式的虚拟现实显示光学模组10。

需要说明的是，第五实体V5、第六实体V6、第七实体V7和第八实体V8各自所具有的折射率可以相同也可以各不相同。显而易见，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13反射衍射出射空间的介质不再是空气而是具有一折射率的介质时，其反射衍射图案应该根据所设置的介质折射率进行相应的设计。

本实施方式提供的虚拟现实显示光学模组10具有降低安装装配难度、简化所述虚拟现实显示光学模组10的外部支撑结构、利于批量生产等有益效果。

如图8所示，图8为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图6类似，不同的是：用具有固定会聚能力的第二光学器件18来代替电控光学器件17，且第一反射放大元件12具有对入射的会聚光束进行反射会聚的功能。例如，第一反射放大元件12的反射衍射图案的反射衍射特性为离轴凸面反射镜的成像性质。在光学设计软件zemax设计参数中，离轴凸面反射镜的各项参数可以是，顶点曲率半径为60mm，非球面的二次项常数、第四阶系数、第六阶系数分别为-0.0710，-4.2e^-6、1.15e^-9，垂直方向的离轴量为24.9。

同理，与图4和图7类似，也可以将图8所示虚拟现实显示光学模组10的各元件间充填具有折射率的介质，从而形成一体式的虚拟现实显示光学模组10，以降低安装装配难度、简化所述虚拟现实显示光学模组10的外部支撑结构、利于批量生产等，如图9所示。为了节约篇幅，在此不作赘述。

如图10所示，图10为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：反射元件15的反射工作面是具有对平行光束会聚的功能，且第二反射放大元件13被设置为对入射的发散光束进行反射会聚的功能。例如，可以设置第二反射放大元件13具有椭球曲面的成像性质，椭球曲面具有两个焦点，从其中一个焦点发出的任何一条光线经过椭球曲面的反射后会经过另一个焦点。故从焦点F1处发出的任何一条光束经过第二反射放大元件13后将被反射衍射至焦点F2处。具体实施过程中，图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线透过电控液晶偏振元件11后被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线。该具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线依次透射第一反射放大元件12、第二反射放大元件13和相位延迟片14后，其偏振方向转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向，该具有椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线被反射元件15反射再次透过相位延迟片14后会聚于焦点F1处，会聚于焦点F1处的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射衍射到焦点F2处，形成第二待显示子图像。

同理，与图4、图7和图9类似，也可以将图10所示虚拟现实显示光学模组10的各元件间充填具有折射率的介质，从而形成一体式的虚拟现实显示光学模组10，以降低安装装配难度、简化所述虚拟现实显示光学模组10的外部支撑结构、利于批量生产等，在此不作赘述。

如图11所示，图11为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括设置在第一反射放大元件12和第二反射放大元件13之间的偏振转换元件19，且第二反射放大元件13和第一反射放大元件12的偏振敏感型不同。若，第一反射放大元件12被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射，则第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射。若，第一反射放大元件12被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射，则第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射。具有线性偏振方向的子图像光线每经过偏振转换元件19能够增加π相位延迟，从而能够使得子图像光线的偏振方向转换为与之正交的偏振方向。

当第一反射放大元件12被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射，则第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射，进行一次虚拟图像显示的过程如下：图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线透过电控液晶偏振元件11后被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线。该具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线透过第一反射放大元件12，经偏振转换元件19其偏振方向转换为第一线性偏振方向后透过第二反射放大元件13向相位延迟片14传输。传至相位延迟片14的具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向被相位延迟片14转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向后继续向反射元件15传输，被反射元件15反向后再次传输至相位延迟片14。从反射元件15反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线被相位延迟片14转换为非第一线性偏振方向的第二束子图像光线。非第一线性偏振方向的第二束子图像光线中的第二线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，在人眼形成第二待显示子图像。

当第一反射放大元件12被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射，则第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射，进行一次虚拟图像显示的过程如下：图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线，该具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线被第一反射放大元件12反射会聚，在人眼形成第一待显示子图像。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线透过第一反射放大元件12，经偏振转换元件19其偏振方向转换为第二线性偏振方向后透过第二反射放大元件13向相位延迟片14传输。传至相位延迟片14的具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向被相位延迟片14转换为椭圆偏振方向或圆偏振方向后继续向反射元件15传输，被反射元件15反向后再次传输至相位延迟片14。从反射元件15反射回来的椭圆偏振方向或圆偏振方向的第二束子图像光线被相位延迟片14转换为非第二线性偏振方向的第二束子图像光线。非第二线性偏振方向的第二束子图像光线中的第一线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，在人眼形成第二待显示子图像。

如图12所示，图12为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括吸收型偏振元件21，第一反射放大元件12和第二反射放大元件13为具有连续曲面的凹面反射会聚元件。该吸收型偏振元件21设置在第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的反射会聚方向，用于对第二线性偏振方向(或第一线性偏振方向)的子图像光线进行吸收，对第一线性偏振方向(或第二线性偏振方向)的子图像光线进行透过，从而消除背景干扰，提高第一待显示子图像和第二待显示子图像的对比度。当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射时，吸收型偏振元件21用于对第二线性偏振方向的子图像光线进行吸收，对第一线性偏振方向的子图像光线进行透过。当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射时，吸收型偏振元件21用于对第一线性偏振方向的子图像光线进行吸收，对第二线性偏振方向的子图像光线进行透过。

当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第一线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第二线性偏振方向的子图像光线进行透射时，吸收型偏振元件21用于对第二线性偏振方向的子图像光线进行吸收。在进行一次虚拟图像显示时，图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线透过电控液晶偏振元件11后，大部分被第一反射放大元件12反射会聚，并透过吸收型偏振元件21，在人眼形成第一待显示子图像；小部分透过第一反射放大元件12、第二反射放大元件13和相位延迟片14后被反射元件15反射再次经过相位延迟片14，偏振方向由第一线性偏振方向转换为第二线性偏振方向，该具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线中的小部分被第二反射放大元件13反射后被吸收型偏振元件21吸收(而其中的大部分透过第二反射放大元件13)。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线。该具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线大部分透过第一反射放大元件12、第二反射放大元件13和相位延迟片14后被反射元件15反射再次经过相位延迟片14，被相位延迟片14转换为非第二线性偏振方向的第二束子图像光线，非第二线性偏振方向的第二束子图像光线中的第一线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，透过吸收型偏振元件21，在人眼形成第二待显示子图像。该具有第二线性偏振方向的第二束子图像光线中小部分被第一反射放大元件12反射后被吸收型偏振元件21吸收。

当第一反射放大元件12和第二反射放大元件13被设置为对第二线性偏振方向的子图像光线进行反射会聚和对第一线性偏振方向的子图像光线进行透射时，吸收型偏振元件21用于对第一线性偏振方向的子图像光线进行吸收。在进行一次虚拟图像显示时，图像显示装置50根据第一待显示子图像输出第一束子图像光线，第一束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线被电控液晶偏振元件11转换为具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线，该具有第二线性偏振方向的第一束子图像光线大部分被第一反射放大元件12反射会聚，透过吸收型偏振元件21，在人眼形成第一待显示子图像；小部分透过第一反射放大元件12、第二反射放大元件13和相位延迟片14后被反射元件15反射再次经过相位延迟片14，偏振方向由第二线性偏振方向转换为第一线性偏振方向，该具有第一线性偏振方向的第一束子图像光线中的小部分被第二反射放大元件13反射后被吸收型偏振元件21吸收(而其中的大部分透过第二反射放大元件13)。图像显示装置50根据第二待显示子图像输出第二束子图像光线，第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束。对电控液晶偏振元件11不施加控制电压，具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线大部分透过第一反射放大元件12和第二反射放大元件13向相位延迟片14传输。该具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线大部分透过第一反射放大元件12、第二反射放大元件13和相位延迟片14后被反射元件15反射再次经过相位延迟片14，被相位延迟片14转换为非第一线性偏振方向的第二束子图像光线，非第一线性偏振方向的第二束子图像光线中的第二线性偏振方向的第二束子图像光线被第二反射放大元件13反射会聚，透过吸收型偏振元件21，在人眼形成第二待显示子图像。该具有第一线性偏振方向的第二束子图像光线中小部分被第一反射放大元件12反射后被吸收型偏振元件21吸收。

由于第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的反射工作面为连续凹面曲面，其凹面所镀有的偏振反射膜层理论上和实际镀制工艺中并不能完全做到具有百分之百的第一线性偏振方向反射会聚及第二线性偏振方向的透过或第二线性偏振方向反射会聚及第一线性偏振方向的透过，因此该吸收型偏振元件21设置在第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的反射会聚方向，可以对第二线性偏振方向(或第一线性偏振方向)的子图像光线进行吸收，从而消除背景干扰，提高第一待显示子图像和第二待显示子图像的对比度。

同理，对于本实用新型其它实施方式提供的虚拟现实显示系统1，也可以在第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的反射会聚方向设置吸收型偏振元件21或各设置一种吸收型偏振元件，以消除背景干扰，提高第一待显示子图像和第二待显示子图像的对比度，在此不作赘述。

请参阅图13，图13为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括光束扩束系统22，所述光束扩束系统22设置于电控液晶偏振元件11远离所述第一反射放大元件12的一侧。所述光束扩束系统22用于将具有小尺寸光斑的光束转换为具有大尺寸光斑的光束。该光束扩束系统22不仅可以应用于图1所示的虚拟现实显示光学模组10以形成图13所示的结构，其还可以应用于图2至图12所示的虚拟现实显示光学模组10中以形成新的结构。当光束扩束系统22应用于图1至图5、图10、图11、图12和图13所示的虚拟现实显示光学模组10时，此处所述的小尺寸光斑是指光束的光斑尺寸比预设置的第一反射放大元件12或第二反射放大元件13所需要的有效光学口径小，所述的大尺寸光斑是指光束的光斑尺寸与预设置的第一反射放大元件12或第二反射放大元件13所需的有效光学口径一致。当光束扩束系统22应用于图6、图7、图8和图9所示的虚拟现实显示光学模组10时，此处所述的小尺寸光斑是指光束的光斑尺寸比预设置的第二光学器件18或电控光学器件17所需的有效光学口径小，所述的大尺寸光斑是指光束的光斑尺寸与预设置的第二光学器件18或电控光学器件17所需的有效光学口径一致。

光束扩束系统22通常可以是倒置的望远系统，望远系统一般由物镜和目镜构成，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点重合，具有开普勒和伽利略两种结构形式。望远系统倒置使用时，具有小尺寸光斑的光束首先经过目镜被会聚或发散，再被物镜准直为具有大尺寸光斑的光束。本实施例中通过使用光束扩束系统22，使得具有小尺寸光斑光束的图像显示装置50能够获得大的光束会聚角度，从而能够实现大的显示视场角。如图13和图14所示，具有小尺寸光斑光束的图像显示装置50被第一反射放大元件12反射放大后的视场角afa2小于经过光束扩束系统22扩束后的具有大尺寸光斑光束的图像显示装置50被第一反射放大元件12反射放大后的视场角afa1。

如图15所示，图15为另一实施方式中虚拟现实显示系统1的结构图。与图1类似，不同的是：该虚拟现实显示光学模组10还包括光束缩束系统23，所述光束缩束系统23设置于电控液晶偏振元件11远离所述第一反射放大元件12的一侧。所述光束扩束系统22用于将具有大尺寸光斑的光束转换为具有小尺寸光斑的光束。该光束缩束系统23不仅可以应用于图1所示的虚拟现实显示光学模组10以形成图13所示的结构，其还可以应用于图2至图12所示的虚拟现实显示光学模组10中以形成新的结构。当光束缩束系统23应用于图1至图5、图10、图11、图12和图13所示的虚拟现实显示光学模组10时，此处所述的大尺寸光斑是指光束的光斑尺寸比预设置的第一反射放大元件12或第二反射放大元件13所需要的有效光学口径大，所述的小尺寸光斑是指光束的光斑尺寸与预设置的第一反射放大元件12或第二反射放大元件13所需的有效光学口径一致。当光束缩束系统23应用于图6、图7、图8和图9所述的虚拟现实显示光学模组10时，此处所述的小尺寸光斑是指光束的光斑尺寸比预设置的第二光学器件18或电控光学器件17所需的有效光学口径小，所述的大尺寸光斑是指光束的光斑尺寸与预设置的第二光学器件18或电控光学器件17所需的有效光学口径一致。

光束缩束系统23通常可以是一望远系统，望远系统使用时，具有大尺寸光斑的光束首先经过物镜被会聚或发散，再被目镜准直为具有小尺寸光斑的光束。本实施例中通过使用光束缩束系统23，使得具有大尺寸光斑光束的图像显示装置50能够完全被第一反射放大元件12或第二反射放大元件13反射放大，本实施例中通过使用光束缩束系统23使得大尺寸图像显示装置50能够用于所述虚拟现实显示光学模组10且能够获得最优的能量利用。

本实用新型实施例提供的虚拟现实显示光学模组10及虚拟现实显示系统1通过对电控液晶偏振元件11、第一反射放大元件12、第二反射放大元件13、相位延迟片14和反射元件15的巧妙集成与设计，依次通过第一反射放大元件12在人眼形成第一待显示子图像和第二反射放大元件13在人眼形成第二待显示子图像，利用视觉残留效应，使在人眼形成的第一待显示子图像和第二待显示子图像在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。因此，该虚拟现实显示光学模组10及虚拟现实显示系统1的视场角等于第一反射放大元件12和第二反射放大元件13的视场角之和。并且，第一待显示子图像和第二待显示子图像的分辨率可以相同且等于待显示图像的分辨率。故，该虚拟现实显示光学模组10及虚拟现实显示系统1具有大视场图像显示的同时具有高分辨率，且相对于具有传统目视光学系统的虚拟现实显示光学模组10及虚拟现实显示系统1体积较小。同时，该虚拟现实显示光学模组10及虚拟现实显示系统1基于反射成像原理的成像方法使得反射会聚后的图像无色差，且基于细光束的放大成像使得放大后的图像的中心和边缘具有一致清晰度。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种虚拟现实显示光学模组，其特征在于，包括电控液晶偏振元件、第一反射放大元件、第二反射放大元件、相位延迟片和反射元件；

图像显示装置依次输出待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线，其中，第一束子图像光线和第二束子图像光线为具有第一线性偏振方向的准直平行光束，每幅待显示图像包括第一待显示子图像和第二待显示子图像，所述第一束子图像光线与第一待显示子图像对应，所述第二束子图像光线与第二待显示子图像对应；

所述电控液晶偏振元件设置于图像显示装置的出射光路上，用于在施加控制电压后，将入射的第一束子图像光线或第二束子图像光线的偏振方向改为第二线性偏振方向，所述第二线性偏振方向和第一线性偏振方向正交；

所述第一反射放大元件和第二反射放大元件依次设置于电控液晶偏振元件的出射光路上，为偏振敏感型反射会聚元件，分别用于使第一束子图像光线在人眼形成所述第一待显示子图像和使第二束子图像光线在人眼形成所述第二待显示子图像；

所述相位延迟片为1/4玻片，设置于第二反射放大元件和反射元件之间，用于将第二束子图像光线的偏振方向转换为圆偏振方向，以及将从反射元件反射回来的圆偏振方向的第二束子图像光线的偏振方向转换为第二线性偏振方向或第一线性偏振方向；

所述图像显示装置输出完待显示图像的第一束子图像光线和第二束子图像光线后，在人眼形成的所述第一待显示子图像和第二待显示子图像能在用户视觉上被拼接为所述待显示图像。

2.根据权利要求1所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在所述相位延迟片和反射元件之间的第一光学器件，所述第一光学器件的折射透射焦面与所述反射元件的反射平面共面。

3.根据权利要求1所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间的在施加控制电压时对平行光束进行会聚的电控光学器件，并且设置所述反射元件的反射工作面具有对平行光束会聚的功能；

设置电控光学器件的折射透射焦面与反射元件的反射工作面的反射焦面实质上重合，反射元件的反射工作面的反射焦距F5与电控光学器件的折射透射焦距F7一致。

4.根据权利要求1所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在电控液晶偏振元件和第一反射放大元件之间的具有会聚功能的第二光学器件，且第一反射放大元件具有对入射的会聚光束进行反射会聚的功能及设置所述反射元件的反射工作面具有对平行光束会聚的功能。

5.根据权利要求1所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，反射元件的反射工作面是具有对平行光束会聚的功能，且第二反射放大元件具有椭球曲面的成像性质。

6.根据权利要求1-5任一项所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组还包括设置在第一反射放大元件和第二反射放大元件之间的偏振转换元件，且第二反射放大元件和第一反射放大元件的偏振敏感型不同。

7.根据权利要求1-5任一项所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，该虚拟现实显示光学模组还包括设置在第一反射放大元件和第二反射放大元件的反射会聚方向的吸收型偏振元件。

8.根据权利要求1-5任一项所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组还包括光束扩束系统或光束缩束系统。

9.根据权利要求1-5任一项所述的虚拟现实显示光学模组，其特征在于，所述虚拟现实显示光学模组的元件间充填有具有折射率的介质。

10.一种虚拟现实显示系统，其特征在于，包括图像显示装置及权利要求1-9任一项所述的虚拟现实显示光学模组。