本实用新型提供一种微型化头戴显示器的光学系统，其在光学模块后、显示屏前，摆放至少一相位延迟元件、部分穿透部分反射元件及反射式偏振元件进行排列，使显示屏射出的光线入射后经过多次偏振、反射、再偏振，得到可穿透最后一层反射式偏振元件的偏振光，穿过该反射式偏振元件后入射光学模块再被导入人眼中，当光学模块中的至少一光学镜片为N个时，1≤N≤3，其中V_dj及n_j分别为光学镜片的阿贝数及折射率，1≤j≤3。本实用新型中所有光学元件皆在同轴上，通过多次偏振及反射使光线在近似的光程情况下，得到显示屏和最终光学模块之间的最短距离，达到头戴显示器的微型化目的。