CN217279117U - 光学模组和近眼显示装置 - Google Patents

光学模组和近眼显示装置 Download PDF

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吴皓
王天寅
杨兴朋
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Abstract

本实用新型提供一种光学模组，依次包括第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，满足以下关系：α1＝‑α2＝45°或135°，α1为逆着所述光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着所述光路方向观察、偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。通过本实用新型实施例的光学模组，能够减少折叠光路中漏光的发生。

Description

光学模组和近眼显示装置
技术领域
本实用新型大致涉及光学领域，尤其涉及一种光学模组和近眼显示装置。
背景技术
在虚拟显示(VR)、增强显示(AR)、其他混合显示技术中，需要采用光学模组来向用户呈现图像。现有的光学模组一般体积较大，厚度往往在30mm 以上，随着科技的进步，用户越来越重视产品的体积以及重量，因此，需要研发一种体积小、重量轻的产品以满足市场的需求。其中，受限最大的因素为其中的光学模组。为了解决上述的体积和重量问题，许多公司推出基于pancake技术方案的VR或者AR方案，即基于折叠光路的光学模组。
在这种折叠光路的光学模组中，主要包括依序设置的具有半反半透功能的镜片、1/4相位延迟片以及反射式偏振片。图像源进入半反半透功能的镜片之后，光线在镜片、相位延迟片以及反射式偏振片之间多次折返的方式，最终从反射式偏振片射出。通过此种光学方案，极大的缩小了产品体积。
但在目前的pancake方案中，入射到用户眼中的光线，除了用户期望的光线之外，还有一些非期望的光线，影响用户体验。尤其是当光线的入射角较大时，入射光第一次经过反射式偏振片时，不一定会被完全反射，而是会产生较大比例的漏光现象，一部分光仍然会通过反射式偏振片进入用户的眼中，漏光的强度可能会达到沿着光轴的信号光强度的38％，从而影响用户的观看体验。
背景技术部分的内容仅仅是公开人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。
实用新型内容
有鉴于现有技术的至少一个问题，本实用新型提供一种光学模组，依次包括第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，
其中所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°或135°，
其中α1为逆着光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组沿着光路方向依次包括所述第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，
其中所述第一相位延迟单元配置成可将入射到其上的光束调制为圆偏光或椭圆偏光；
所述半透半反层位于所述第一相位延迟单元的光路下游，并接收所述圆偏光或椭圆偏光；
所述第二相位延迟单元位于所述半透半反层的光路下游；
所述偏振分光片设置在所述第二相位延迟单元的光路下游，所述偏振分光片具有透光轴。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组还包括位于所述第一相位延迟单元的光路上游的偏光片，所述偏光片接收入射光束，并将其调制成线偏光，所述第一相位延迟单元从所述偏光片接收线偏光。
根据本实用新型的一个方面，所述第一相位延迟单元配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4pi的相位延迟、或 n*pi+1/4pi的相位延迟；第二相位延迟单元配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4p的相位延迟、或n*pi+1/4pi的相位延迟，其中n为整数。
根据本实用新型的一个方面，被所述偏振分光片反射的光束透射通过所述第二相位延迟单元，被所述半透半反层部分反射，再次透射通过所述第二相位延迟单元，到达所述偏振分光片的折返光束的偏振方向与所述偏振分光片的透光轴平行。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组还包括位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内。
根据本实用新型的一个方面，所述第一相位补偿单元配置成使得：根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组还包括位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元，其中所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内。
根据本实用新型的一个方面，所述第二相位补偿单元配置成使得：根据入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布，对其进行调制，使得初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束透过所述第二相位补偿单元后的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组还包括位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元、以及位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内，所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内。
根据本实用新型的一个方面，所述第一相位补偿单元配置成根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，所述第二相位补偿单元配置成根据初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个方面，所述光学模组还包括透镜，所述透镜与所述半透半反层相邻设置，所述半透半反层贴附在所述透镜的表面上。
本实用新型还提供一种近眼显示装置，包括：
显示屏；和
如上所述的光学模组，设置在所述显示屏的光路下游。
本实用新型还提供一种光投射方法，包括：
S101：通过第一相位延迟单元接收入射光束并将其调制为圆偏光或椭圆偏光；
S102：通过半透半反层接收所述圆偏光或椭圆偏光，并允许所述圆偏光或椭圆偏光至少部分透射；
S103：通过第二相位延迟单元接收所述透射的圆偏光或椭圆偏光并调制后出射；和
S104：通过偏振分光片从所述第二相位延迟单元接收光束，所述偏振分光片设置在所述第二相位延迟单元的光路下游，所述偏振分光片具有透光轴，允许偏振方向与所述偏振分光片的透光轴平行的部分光束透射，并将其余部分光束反射回所述第二相位延迟单元，
其中所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°或135°，
其中α1为逆着所述光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着所述光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。
根据本实用新型的一个方面，所述光投射方法还包括：
通过位于所述第一相位延迟单元的光路上游的偏光片产生线偏光；
通过位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元从所述偏光片接收线偏光，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内，所述第一相位补偿单元配置成使得：根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个方面，所述光投射方法还包括：通过位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元对入射到第二相位补偿单元上的光束进行调制，其中所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内，所述第二相位补偿单元配置成使得：根据初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布，对其进行调制，使得初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束透过所述第二相位补偿单元后的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个方面，所述光投射方法还包括：被所述偏振分光片反射的光束经过所述第二相位延迟单元和半透半反层后折返，折返光束从所述偏振分光片出射。
根据本实用新型的一个方面，所述光投射方法通过如上所述的光学模组实施。
通过本实用新型实施例的光学模组，能够减少折叠光路中漏光的发生，尤其是一些优选实施例能够在大角度范围内减少或者消除折叠光路中的漏光，有助于提高用户的感受效果。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
图1示出了基于折叠光路的光学模组的示意图；
图2示出了根据本实用新型一个实施方式的光学模组的示意图；
图3A、图3B、图3C和图3D分别示出了根据本实用新型实施例的光学模组的光学参数的示意图；
图4示出了根据本实用新型另一个实施方式的光学模组的示意图；
图5示出了根据本实用新型另一个实施方式的光学模组的示意图；
图6示出了根据本实用新型另一个实施方式的光学模组的示意图；
图7示出了根据本实用新型实施例1的光学模组的示意图；
图8A、8B分别示出了根据本实用新型实施例1的光学模组的特定角度入射的光束的偏振状态变化；
8C和8D分别示出了根据本实用新型实施例1的光学模组的信号光、杂散光的强度随光线不同入射角度的分布；
图9A示出了根据本实用新型实施例2的光学模组的光束的偏振状态变化；
图9B示出了根据本实用新型实施例2的光学模组的信号光和杂散光的强度随光线不同入射角度的分布；
图10示出了根据本实用新型实施例3的光学模组的示意图；
图11A示出了根据本实用新型实施例3的光学模组的光束的偏振状态；
图11B示出了根据本实用新型实施例3的光学模组的信号光、杂散光的强度随光线不同入射角度的分布；
图12示出了根据本实用新型实施例4的光学模组的示意图；
图13A示出了根据本实用新型实施例4的光学模组的光束的偏振状态；
图13B示出了根据本实用新型实施例4的光学模组的信号光、杂散光的强度随光线不同入射角度的分布；
图14示出了根据本实用新型实施例5的光学模组的示意图；
图15A示出了根据本实用新型实施例5的光学模组的光束的偏振状态；
图15B示出了根据本实用新型实施例5的光学模组的信号光、杂散光的强度随光线不同入射角度的分布；以及
图16示出了根据本实用新型一个实施例的光投射方法。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、 "长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、 "水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，" 多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，属于“片”，“膜”应做广义理解，例如，可以是独立光学元件，也可以是贴敷在透镜或透明基片上的带膜层。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之" 上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、" 下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
以下结合附图对本实用新型的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1示出了基于折叠光路的光学模组，图中右侧为物侧，例如放置显示屏，图中左侧为像侧(观察侧)，即用户的眼球所在的位置。如图1所示的光学模组中，沿着光路的方向(从物侧到像侧)依次包括四分之一波片11、半透半反层13(图1中贴附在透镜12上)、四分之一波片14、偏振分光片15。理论上，来自物侧的光束E1(线偏光)依次经过四分之一波片11、透镜12 和半透半反层13、四分之一波片14后入射到偏振分光片15上，首次入射到偏振分光片15上的光束E3为线偏光，偏振方向与偏振分光片15的透光轴垂直，因而理论上应当被偏振分光片15反射，然后透射通过四分之一波片14 后被半透半反层13反射，再次经过四分之一波片14并再次入射到偏振分光片15上，此时偏振光E6的偏振方向与偏振分光片15的透光轴平行，因此可透射通过偏振分光片15，如图1中的“信号”所示。但在实际的折叠光路中，首次入射到偏振分光片15上的光束，部分光束将透射通过偏振分光片15，形成图1所示的“噪声”，即产生漏光现象。尤其是当入射光束与光学组件的光轴OO(图1中水平方向)所成的入射角较大时，这种漏光现象更为严重，漏光的强度(噪声的强度)甚至可达到轴向信号光强度的38％，严重干扰用户的观看体验。
本申请的发明人发现，针对上述问题，可以通过精巧的设置光学模组中的一些参数来进行改善。本实用新型的光学模组中，依次包括第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，其中所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°或135°，其中α1为逆着所述光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着所述光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。
图2中示出了根据本实用新型一个实施例的光学模组20。并且为了便于描述，图2中还示出了xyz坐标系，其中垂直纸面向里为正x方向，竖直向下为正y方向，水平向左(从物侧到像侧)为正z方向(即沿着光路的方向)。下面参考附图详细描述。
如图2所示，光学模组20包括沿着光路依次设置的第一相位延迟单元 QWP1、半透半反层BS、第二相位延迟单元QWP2、以及偏振分光片PBS。其中第一相位延迟单元QWP1配置成可将入射到其上的光束调制为圆偏光或椭圆偏光。入射到第一相位延迟单元QWP1上的光束可以为线偏光，也可以为带有一定圆偏分量的线偏光。以线偏光为例，第一相位延迟单元QWP1对线偏光进行调制后成为圆偏光或者椭圆偏光。半透半反层BS位于所述第一相位延迟单元QWP1的光路下游，并接收所述圆偏光或椭圆偏光，允许所述圆偏光或者椭圆偏光至少部分透射，本实用新型不限制所述半透半反层BS的具体的透射率，可以为50％或其他比例。第二相位延迟单元QWP2位于所述半透半反层BS 的光路下游，并从所述半透半反层BS接收透射的圆偏光或椭圆偏光，进行调制后使其出射到偏振分光片PBS。偏振分光片PBS设置在所述第二相位延迟单元QWP2的光路下游，所述偏振分光片具有透光轴TPBS，允许偏振方向与透光轴平行的部分光束透射，并将其余部分光束反射回所述第二相位延迟单元 QWP2。
本实用新型中需要区分第一相位延迟单元QWP1和第二相位延迟单元 QWP2的“正”和“负”的类型。“正”和“负”定义如下：
正相位延迟单元：令入射光束沿光轴方向的偏振分量产生N*pi+1/4pi 的相位延迟，其中N为整数；
负相位延迟单元：令入射光束沿光轴方向的偏振分量产生M*pi+3/4pi 的相位延迟，其中M为整数。
根据本实用新型的实施例，当满足以下关系时，图1所示的漏光现象可以被极大地减轻：所述第一相位延迟单元QWP1和第二相位延迟单元QWP2同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°或135°，
其中α1为逆着所述光路方向观察(即在图2中从左向右观察)、入射到所述第一相位延迟单元QWP1上的线偏光正入射时的偏振方向D1逆时针旋转到第一相位延迟单元QWP1的光轴TQWP1所转过的角度，α2为逆着所述光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴TPBS逆时针旋转到第二相位延迟单元QWP2的光轴TQWP2所转过的角度。上面描述了角度α1和α2的关系，本领域技术人员容易理解，上述等式容许在工程可接受范围内的误差，例如当二者与目标角度之间的差异在正负5度的范围内时，均可认为满足上述等式。以目标角度α1＝α2＝45°为例，当实际中α1＝40°、α2＝50°时，可认为满足α1＝α2＝45°。
图3A示出了α1为45度的情形，图3B示出了α1为135度的情形，图3C 示出了α2为45度的情形，图3B示出了α2为135度的情形。当入射到第一相位延迟单元QWP1上的光束为线偏光时，该偏振方向D1即为该线偏光的偏振方向。或者当第一相位延迟单元QWP1的上游设置有偏光片时，该偏振方向即对应于偏光片的透光轴。
根据本实用新型的一个优选实施例，所述第一相位延迟单元QWP1配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4pi的相位延迟、或n*pi+1/4pi的相位延迟；第二相位延迟单元QWP2配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4pi的相位延迟、或 n*pi+1/4pi的相位延迟，其中n为整数。根据本实用新型的一个优选实施例，所述第一相位延迟单元QWP1和第二相位延迟单元QWP2均为四分之一波片。
图4示出了根据本实用新型另一个实施例的光学模组20，其中还包括位于所述第一相位延迟单元QWP1的光路上游的偏光片Pol，所述偏光片Pol接收入射光束，并将其调制成线偏光，线偏光的方向平行于该偏光片Pol的透光轴。所述第一相位延迟单元QWP1从所述偏光片Pol接收线偏光。所述偏光片可以集成在所述光学模组20中，也可以集成在光学模组20上游的光源中，这些都在本实用新型的保护范围内。在图4的实施例中，角度α1为逆着所述光路方向观察(即在图2中从左向右观察)、偏光片Pol的透光轴逆时针旋转到第一相位延迟单元QWP1的光轴TQWP1所转过的角度。
在图2和图4的光路结构中，被所述偏振分光片PBS反射的光束透射通过所述第二相位延迟单元QWP2，被所述半透半反层BS部分反射，再次透射通过所述第二相位延迟单元QWP2，到达所述偏振分光片PBS的折返光束的偏振方向与所述偏振分光片PBS的透光轴TPBS平行。
在图2和图4的实施例中，通过设置第一相位延迟单元QWP1和第二相位延迟单元QWP2的类型以及光轴角度关系，能够使得初次入射到所述偏振分光片PBS上的各入射角的光束的偏振态符合或者尽可能符合被所述偏振分光片 PBS反射的条件，即偏振方向垂直于或者尽可能垂直于所述偏振分光片PBS 的透光轴TPBS，或平行于或者尽可能平行于所述偏振分光片PBS的反光轴。
另外，本实用新型中为了清楚起见，将区分初次(首次)入射到偏振分光片的光束以及二次入射到偏振分光片的光束。参考图1，光束E1经过四分之一波片11、半透半反层13、四分之一波片14后被调制为光束E3并入射到偏振分光片15上，光束E3称为初次(首次)入射到偏振分光片15上；光束 E6称为二次入射到偏振分光片上的光束，光束E4、E5和E6均可称为折返光束。对于图2和图4的光路结构也可做相同的理解，此处不再赘述。
相比于现有技术的折叠光路的方案，通过本实用新型的技术方案，能够使得初次入射到所述偏振分光片PBS上的光束透射通过偏振分光片PBS的比例更小，因此产生的噪声(杂散光)更小。绝大部分光束被反射并形成折返光束，二次入射到偏振分光片PBS上时，其偏振方向与所述偏振分光片PBS 的透光轴TPBS平行或尽可能平行，因而能够透射并形成信号(光)。
除了通过适当配置第一相位延迟单元和第二相位延迟单元的光学参数来减少漏光以外，发明人还发现，可以在第一相位延迟单元QWP1的光路上游(例如第一相位延迟单元QWP1和所述偏光片Pol之间)布置第一相位补偿单元、和/或在所述第二相位延迟单元QWP2和所述偏振分光片PBS之间布置第二相位补偿单元来减少漏光。下面参考附图详细描述。
图5示出了根据本实用新型的一个实施例的光学模组30，光学模组30 与图4所示的光学模组20基本相同，不同之处主要在于光学模组30还包括位于所述第一相位延迟单元QWP1和所述偏光片Pol之间的第一相位补偿单元 RA。其中所述第一相位补偿单元RA的光轴位于与所述偏光片Pol的透光轴 TPoll正交的平面内、或与所述偏光片Pol的吸光轴正交的平面内。根据本实用新型的一个实施例，所述第一相位补偿单元RA配置成使得：根据从所述偏光片Pol沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。本领域技术人员容易理解，本实用新型中，第一相位补偿单元RA使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件，并非必然使得初次入射到偏振分光片上的光束的偏振态完全符合被反射的条件，只要使得更大比例的光束的偏振态符合被反射的条件即可(与不设置相位补偿单元的情形相比较)。
另外，本实用新型的上下文中，“正交”或“垂直”，包括相互之间成90 度的情形，但不严格限制于此，例如在90°±5°的范围内，都可以认为是“正交”或“垂直”。
如图5所示，偏光片Pol接收入射的光束并出射线偏光E1，线偏光E1 经过第一相位补偿单元RA后，出射带有一定圆偏分量的线偏光E1’，然后经过第一相位延迟单元QWP1被调制为圆偏光或椭圆偏光E2，圆偏光或椭圆偏光E2部分透射通过半透半反层BS，经过第二相位延迟单元QWP2被调制为线偏光E3，线偏光E3的偏振方向与偏振分光片PBS的透光轴垂直，因而被偏振分光片PBS反射，然后折返光束透射通过第二相位延迟单元QWP2后(圆偏光或椭圆偏光E4)被半透半反层BS反射(圆偏光或椭圆偏光E5)，再次经过第二相位延迟单元QWP2(线偏光E6)并再次入射到偏振分光片PBS上，此时偏振光E6的偏振方向与偏振分光片PBS的透光轴平行，因此可透射通过偏振分光片PBS。在图5的实施例中，通过在第一相位延迟单元QWP1和所述偏光片Pol之间增设第一相位补偿单元RA，使得初次入射到所述偏振分光片PBS上的各入射角的光束E3的偏振态符合或者尽量符合被所述偏振分光片PBS反射的条件，极大地减小了漏光和杂散光的强度，杂散光的强度可被减小到信号光强度的5％，同时基本不会影响信号光。图5中用于表明光束的箭头上面的圆点或者箭头，表明了该光束对应的偏振态。
图6示出了根据本实用新型的一个实施例的光学模组40，光学模组40 与图4所示的光学模组20基本相同，不同之处主要在于光学模组40还包括位于所述第二相位延迟单元QWP2和所述偏振分光片PBS之间的第二相位补偿单元RB。其中所述第二相位补偿单元RB的光轴位于与所述偏振分光片PBS 的透光轴正交的平面内、或与所述偏振分光片PBS的反光轴正交的平面内。根据本实用新型的一个实施例，所述第二相位补偿单元配置成使得：根据入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布，对其进行调制，使得初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束透过所述第二相位补偿单元后的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。同样的，第二相位补偿单元RB使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件，并非必然使得初次入射到偏振分光片上的光束的偏振态完全符合被反射的条件，只要使得更大比例的光束的偏振态符合被反射的条件即可(与不设置相位补偿单元的情形相比较)。
如6所示，偏光片Pol接收入射的光束并出射线偏光E1，然后经过第一相位延迟单元QWP1被调制为圆偏光或椭圆偏光E2，圆偏光或椭圆偏光E2部分透射通过半透半反层BS，经过第二相位延迟单元QWP2被调制为线偏光E3，线偏光E3经过第二相位补偿单元RB后，出射线偏光E3’,线偏光E3’的偏振方向与偏振分光片PBS的透光轴垂直，因而被偏振分光片PBS反射，然后透射通过第二相位延迟单元QWP2后(圆偏光或椭圆偏光E4)被半透半反层 BS反射(圆偏光或椭圆偏光E5)，再次经过第二相位延迟单元QWP2(线偏光 E6)和第二相位补偿单元RB后(线偏光E6’)并再次入射到偏振分光片PBS 上，此时偏振光E6’的偏振方向与偏振分光片PBS的透光轴平行，因此可透射通过偏振分光片PBS。
本领域技术人员容易理解，第一相位补偿单元RA、第二相位补偿单元RB 的相位补偿量不限于具体的数值，只要能够有助于提高光束初次入射到偏振分光片PBS时被反射的比例即可。另外，第一相位补偿单元RA和第二相位补偿单元可以均由单个相位补偿片构成，也可以包括多个相位补偿片，本实用新型不限制其具体数量。在进行具体的光路设计时，在给定了波长、偏光片 Pol、第一相位延迟单元QWP1、第二相位延迟单元QWP2、PBS的光学参数和器件方位参数之后，可进行第一相位补偿单元RA、第二相位补偿单元RB的设计，只要相比于未增加第一相位补偿单元RA、第二相位补偿单元RB时能够提高光束初次入射到偏振分光片PBS时被反射的比例即可。具体计算方法此处不再赘述。
图5和图6中分别示出了增设第一相位补偿单元RA和第二相位补偿单元 RB的实施例，本实用新型不限于此，也可以同时增设第一相位补偿单元RA 和第二相位补偿单元RB，即包括位于所述第一相位延迟单元QWP1和所述偏光片Pol之间的第一相位补偿单元RA、以及位于所述第二相位延迟单元QWP2 和所述偏振分光片PBS之间的第二相位补偿单元RB，其中所述第一相位补偿单元RA的光轴位于与所述偏光片Pol的透光轴正交的平面内或与所述偏光片 Pol的吸光轴正交的平面内，所述第二相位补偿单元RB的光轴位于与所述偏振分光片PBS的透光轴正交的平面内或与所述偏振分光片PBS的反光轴正交的平面内。其中所述第一相位补偿单元RA配置成根据从所述偏光片Pol沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，所述第二相位补偿单元RB配置成根据初次入射到第二相位补偿单元RB上的各入射角的光束的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片PBS上的光束的偏振态符合被所述偏振分光片PBS反射的条件。
发明人通过如下具体实施例测试了本实用新型的效果。
实施例1
实施例1的光路结构如图7所示，其中在吸收式偏振片Pol的光路上游具有发光的屏幕。实施例1的光路结构的具体参数如下：
吸收性偏振片Pol的透光轴平行于x轴；第一相位延迟单元QWP1为正相位延迟单元，它由no＜ne且光轴满足α1＝45°的四分之一波片构成；半透半反层BS的透射率为50％，反射率为50％；第二相位延迟单元QWP2为正相位延迟单元，它由no＜ne且光轴满足α2＝α1＝45°的四分之一波片构成；偏振分光片PBS的透光轴平行于y轴。
为方便说明，将光在传播时的偏振态用Pioncare球进行表示。光线的入射角θ和方位角
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000161
的定义如下：θ为光线与z轴正方向的夹角，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000162
为光线在xy 平面内投影与x轴正方向夹角。
信号光、杂散光的强度随光线不同入射角度分布如图8C、图8D所示。由图可知，光线在θ小于30°时,信号光的强度远大于杂散光强度，该区域漏光现象并不明显。
图8A表示在实施例1中，以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000163
入射的入射光线在依次首次通过吸收型偏振片Pol、第一相位延迟单元QWP1、第二相位延迟单元QWP2、偏振分光片PBS后的偏振状态，分别用绿点M、品红点N、红点O、黑色点P表示；在光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000164
入射时：由第一相位延迟单元QWP1的快轴和慢轴组成的旋转轴为品红色直线FOSO，由QWP2的快轴和慢轴组成的旋转轴为红色直线FNSN，如图8A所示；当光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000165
入射时，它首次经过第一相位延迟单元QWP1和首次经过第二相位延迟单元QWP2后偏振被调制的过程在 Poincare球上表示为：QWP1调制过程——将M点绕着品红色直线FNSN顺时针旋转90°到点N；QWP2调制过程——将N点绕着红色直线FOSO顺时针旋转90°到点O。(顺时针旋转指对于直线FS从F端向S端看去时顺时针旋转)
当光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000166
入射时，符合被偏振分光片PBS反射的偏振态在 Pioncare球上为黑点P关于球心对称的点(此时与绿点M重合)，而由图8A 可以看到以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000167
入射的光在依次首次经过吸收型偏振片Pol、第一相位延迟单元QWP1、第二相位延迟单元QWP2后偏振态(红点O)与绿点M并不重合，且两点处半径构成的夹角较大，因此首先到达偏振分光片PBS的光不会被全部吸收，会产生一定程度的漏光；
图8B表示在实施例1中，以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000168
入射的入射光线在依次首次通过吸收型偏振片Pol、第一相位延迟单元QWP1、第二相位延迟单元QWP2、偏振分光片PBS后的偏振状态，分别用绿点M、品红点N、红点O、黑色点P表示。光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000169
入射时，符合被PBS反射偏振态在Pioncare球上为黑点P关于球心对称的点，而由图8B可以看到以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000171
入射的光在依次首次经过偏光片、第一相位延迟单元QWP1、第二相位延迟单元QWP2后偏振态与P点关于球心的对称点并不重合，且两点处半径构成的夹角很大，因此首次到达偏振分光片PBS的光会有一部分直接通过偏振分光片PBS，而不是被完全反射，会有一定程度的漏光产生。
根据实施例1的方案，当θ较大时，杂散光的强度和信号光强度可比拟，特别是在θ＝65°、
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000172
附近，此时具有一定的漏光现象。
需要说明的是，虽然实施例1的方案具有一定程度的漏光，但其在一定角度范围内(例如30度以内)还是能够在一定程度上抑制漏光现象，信号光的强度远大于杂散光强度，因此同样在本实用新型的保护范围内。在使用实施例1的技术方案时，可以尽量将光源发出的光线的角度限制在30度以内，以减少漏光。
实施例2
实施例2与实施例1的光路结构相同，但是其中第一相位延迟单元为正相位延迟单元，第二相位延迟单元为负相位延迟单元，第二相位延迟单元由 no＞ne且光轴满足α2＝-α1＝-45°(即135°)的四分之一波片构成。
与实施例1不同，在实施例2中，在光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000173
入射时，由第二相位延迟单元QWP2的快轴和慢轴组成的旋转轴，即红色直线FNSN与FOSO重合(点FN与点SN重合，点FO与点SO重合，对比图9A和8A)。
因此在光以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000174
入射时，在经过偏光片Pol后被第一相位延迟单元QWP1和第二相位延迟单元QWP2调制到的点O与点M重合，而该点与点P正好关于球心对称，即符合被PBS反射的条件，漏光不会产生。
杂散光的强度随光线不同入射角度分布如图9B所示。与8D相比，实施例2可基本完全消除
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000175
附近的漏光，同时漏光严重的区域的杂散光强度也减小到原来的30％。
实施例3
相比于实施例1，实施例3的光路结构中具有如下区别：添加第一相位补偿单元RA。实施例3的光路结构如图10所示。
第二相位延迟单元为负相位延迟单元，它由no＞ne且光轴满足α2＝-α1＝-45°的四分之一波片构成。第一相位延迟单元为正相位延迟单元。
第一相位补偿RA可以有多种构型。本实施例中选定的第一相位补偿单元 RA的参数如下表所示，其包括沿着光路方向叠加的相位延迟片A1和相位延迟片A2。其中相位延迟片A1的参数如下：no＜ne，光轴方向平行于x轴、相位延迟量为100nm。相位延迟片A2的参数如下：no＞ne，光轴方向平行于 y轴、相位延迟量为101nm。
相位延迟片A1 相位延迟片A2
光轴方向 与x轴平行 与y轴平行
Retardance(相位延迟量) 100nm 101nm
类型 n<sub>o</sub>＜n<sub>e</sub> n<sub>o</sub>＞n<sub>e</sub>
仍然以θ＝60°，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000181
入射的光线为例进行说明，在实施例3结构中的偏振态变化如图11A所示，可以看到光第一次经过第二相位延迟单元QWP2的偏振态点O与P点关于球心的对称点相距很近，因此该光线在第一次进入偏振分光片PBS时大部分被反射，漏光被减少。
杂散光的强度随光线不同入射角度分布如图11B所示。与图8D相比，本实施例极大降低折叠光路中的漏光，漏光强度减小到原来的12％。
实施例4
图12示出了实施例4的光路结构。相比于实施例1，实施例4的光路结构中具有如下区别：添加第二相位补偿单元RB。
第二相位延迟单元为负相位延迟单元，它由no＞ne且光轴满足α2＝-α1＝-45°的四分之一波片构成。第一相位延迟单元为正相位延迟单元。
第二相位补偿单元RB可以有多种构型。本实施例中选定的第二相位补偿单元RB的参数如下表所示，其包括沿着光路方向叠加的相位延迟片B1和相位延迟片B2。其中相位延迟片B1的参数如下：no＜ne，光轴方向平行于x 轴、相位延迟量为133nm。相位延迟片B2的参数如下：no＜ne，光轴方向平行于z轴、相位延迟量为104nm。
相位延迟片B1 相位延迟片B2
光轴方向 与x轴平行 与z轴平行
Retardance(相位延迟量) 133nm 104nm
类型 n<sub>o</sub>＜n<sub>e</sub> n<sub>o</sub>＜n<sub>e</sub>
以θ＝60，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000191
入射的光线在实施例4结构中的偏振态变化如图图 13A所示，可以看到光第一次经过第二相位补偿单元的偏振态点V与P点关于球心的对称点几乎重合，因此该光线在第一次进入偏振分光片PBS时几乎全被反射，不产生漏光。
杂散光的强度随光线不同入射角度分布如图13B所示。与8D相比，本实施例极大降低折叠光路中的漏光，漏光强度减小到原来的10％。
实施例5
图14示出了实施例5的光路结构。相比于实施例1，实施例5的光路结构中具有如下区别：添加第一相位补偿单元RA和第二相位补偿单元RB。
第二相位延迟单元为负相位延迟单元，它由no＞ne且光轴满足α2＝-α1＝-45°的四分之一波片构成。第一相位延迟单元为正相位补偿单元。
第一相位补偿单元RA可以有多种构型。本实施例中选定的第一相位补偿单元RA的参数如下：其包括沿着光路方向叠加的相位延迟片A1和相位延迟片A2。其中相位延迟片A1的参数如下：no＜ne，光轴方向平行于x轴、相位延迟量为206nm。相位延迟片A2的参数如下：no＜ne，光轴方向平行于y 轴、相位延迟量为85nm。
相位延迟片A1 相位延迟片A2
光轴方向 与x轴平行 与y轴平行
Retardance(相位延迟量) 206nm 85nm
类型 n<sub>o</sub>＜n<sub>e</sub> n<sub>o</sub>＞n<sub>e</sub>
第二相位补偿单元RB可以有多种构型。本实施中选定的第二相位补偿单元RB的参数如下：其包括沿着光路方向叠加的相位延迟片B1和相位延迟片 B2。其中相位延迟片B1的参数如下：no＞ne，光轴方向平行于x轴、相位延迟量为85nm。相位延迟片B2的参数如下：no＞ne，光轴方向平行于y轴、相位延迟量为206nm。
相位延迟片B1 相位延迟片B2
光轴方向 与x轴平行 与y轴平行
Retardance(相位延迟量) 85nm 206nm
类型 n<sub>o</sub>＞n<sub>e</sub> n<sub>o</sub>＞n<sub>e</sub>
以θ＝60，
Figure DEST_PATH_GDA0003138137880000201
入射的光线在实施例5结构中的偏振态变化如图15A 所示，可以看到光第一次经过第二相位补偿单元的偏振态点V与P点关于球心的对称点几乎重合，因此该光线在第一次进入偏振分光片PBS时几乎全被反射，不产生漏光。
杂散光的强度随光线不同入射角度分布如图15B所示。与图8D相比，本实施例极大降低折叠光路中的漏光，漏光强度减小到原来的7％。
通过上述实施例1-5可以看出，根据本实用新型实施例的光学模组，能够减少折叠光路中漏光的发生，尤其是实施例2-5，能够在大角度范围内减少或者消除折叠光路中的漏光。
本实用新型还涉及一种近眼显示装置，包括：显示屏；和如上所述的光学模组20、30或40，光学模组20、30或40设置在所述显示屏的光路下游。所述近眼显示装置诸如增强现实AR装置、虚拟现实VR装置或其他类型的混合现实MR装置。
图16示出了根据本实用新型一个实施例的光投射方法100,下面参考图 16详细描述。
在步骤S101：通过第一相位延迟单元接收入射光束并将其调制为圆偏光或椭圆偏光。
在步骤S102：通过半透半反层接收所述圆偏光或椭圆偏光，并允许所述圆偏光或椭圆偏光至少部分透射。
在步骤S103：通过第二相位延迟单元接收所述透射的圆偏光或椭圆偏光并调制后出射。
在步骤S104：通过偏振分光片从所述第二相位延迟单元接收光束，所述偏振分光片设置在所述第二相位延迟单元的光路下游，所述偏振分光片具有透光轴，允许偏振方向与所述偏振分光片的透光轴平行的部分光束透射，并将其余部分光束反射回所述第二相位延迟单元，
其中所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°±5°或135°±5°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°±5°或135°±5°，
其中α1为逆着所述光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着所述光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。
根据本实用新型的一个优选实施例，所述的光投射方法，还包括：
通过位于所述第一相位延迟单元的光路上游的偏光片产生线偏光；
通过位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元从所述偏光片接收线偏光，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内，所述第一相位补偿单元配置成使得：根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个优选实施例，所述的光投射方法还包括：通过位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元对入射到第二相位补偿单元上的光束进行调制，其中所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内，所述第二相位补偿单元配置成使得：根据初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布，对其进行调制，使得初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束透过所述第二相位补偿单元后的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
根据本实用新型的一个优选实施例，所述的光投射方法还包括：被所述偏振分光片反射的光束经过所述第二相位延迟单元和半透半反层后折返，折返光束从所述偏振分光片出射。
根据本实用新型的一个优选实施例，所述光投射方法通过如上所述的光学模组20、30、40实施。
最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (13)

1.一种光学模组，其特征在于，所述光学模组依次包括第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，
其中所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元同为正相位延迟单元或同为负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝α2＝45°或135°；或者所述第一相位延迟单元和第二相位延迟单元为类型相反的正相位延迟单元或负相位延迟单元，并且满足以下关系：α1＝-α2＝45°或135°，
其中α1为逆着光路方向观察、入射到所述第一相位延迟单元上的线偏光正入射时的偏振方向逆时针旋转到第一相位延迟单元的光轴所转过的角度，α2为逆着光路方向观察、所述偏振分光片的透光轴逆时针旋转到第二相位延迟单元的光轴所转过的角度。
2.如权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述光学模组沿着光路方向依次包括所述第一相位延迟单元、半透半反层、第二相位延迟单元和偏振分光片，
其中所述第一相位延迟单元配置成可将入射到其上的光束调制为圆偏光或椭圆偏光；
所述半透半反层位于所述第一相位延迟单元的光路下游，并接收所述圆偏光或椭圆偏光；
所述第二相位延迟单元位于所述半透半反层的光路下游；
所述偏振分光片设置在所述第二相位延迟单元的光路下游，所述偏振分光片具有透光轴。
3.如权利要求2所述的光学模组，其特征在于，还包括位于所述第一相位延迟单元的光路上游的偏光片，所述偏光片接收入射光束，并将其调制成线偏光，所述第一相位延迟单元从所述偏光片接收线偏光。
4.如权利要求1-3中任一项所述的光学模组，其特征在于，所述第一相位延迟单元配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4pi的相位延迟、或n*pi+1/4pi的相位延迟；第二相位延迟单元配置成可令入射到其上的线偏光沿光轴方向的偏振分量产生n*pi+3/4pi的相位延迟、或n*pi+1/4pi的相位延迟，其中n为整数。
5.如权利要求1-3中任一项所述的光学模组，其特征在于，被所述偏振分光片反射的光束透射通过所述第二相位延迟单元，被所述半透半反层部分反射，再次透射通过所述第二相位延迟单元，到达所述偏振分光片的折返光束的偏振方向与所述偏振分光片的透光轴平行。
6.如权利要求3所述的光学模组，其特征在于，还包括位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内。
7.如权利要求6所述的光学模组，其特征在于，所述第一相位补偿单元配置成使得：根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的各入射角的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
8.如权利要求1-3中任一项所述的光学模组，其特征在于，还包括位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元，其中所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内、或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内。
9.如权利要求8所述的光学模组，其特征在于，所述第二相位补偿单元配置成使得：根据入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布，对其进行调制，使得初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束透过所述第二相位补偿单元后的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
10.如权利要求3所述的光学模组，其特征在于，还包括位于所述第一相位延迟单元和所述偏光片之间的第一相位补偿单元、以及位于所述第二相位延迟单元和所述偏振分光片之间的第二相位补偿单元，其中所述第一相位补偿单元的光轴位于与所述偏光片的透光轴正交的平面内或与所述偏光片的吸光轴正交的平面内，所述第二相位补偿单元的光轴位于与所述偏振分光片的透光轴正交的平面内或与所述偏振分光片的反光轴正交的平面内。
11.如权利要求10所述的光学模组，其特征在于，所述第一相位补偿单元配置成根据从所述偏光片沿各个方向入射到其上的线偏光的偏振态分布对其进行调制，所述第二相位补偿单元配置成根据初次入射到第二相位补偿单元上的各入射角的光束的偏振态分布对其进行调制，使得初次入射到所述偏振分光片上的光束的偏振态符合被所述偏振分光片反射的条件。
12.如权利要求1-3中任一项所述的光学模组，其特征在于，还包括透镜，所述透镜与所述半透半反层相邻设置，所述半透半反层贴附在所述透镜的表面上。
13.一种近眼显示装置，其特征在于，包括：
显示屏；和
如权利要求1-12中任一项所述的光学模组，设置在所述显示屏的光路下游。
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