[发明专利]一种用于实现偏振准直面光源的导光结构

权利要求书

1.一种用于实现偏振准直面光源的导光结构，其特征在于：包括导光结构主体、入射偏振光源及微透镜阵列组；所述入射偏振光源位于导光结构主体侧面；

微透镜阵列组包括抛物面反射型准直微透镜、四分之一波片、凹形调光网点及反射偏振器；

凹形调光网点位于导光结构主体的出光面处；所述反射偏振器填充于凹形调光网点中，反射偏振器的偏振光透过方向与入射偏振光源的偏振方向相垂直；所述四分之一波片内侧紧贴于导光结构主体中与凹形调光网点相对的一侧；所述抛物面反射型准直微透镜设置在四分之一波片的外侧；抛物面反射型准直微透镜位于凹形调光网点的正下方，且凹形调光网点位于抛物面反射型准直微透镜的焦点上，形成唯一的对应关系；

入射线偏振光由侧边入射，光振动沿着单一方向，入射光进入导光结构主体后将满足全反射条件在导光结构主体中传播，当光线遇到凹形调光网点和反射偏振器时，将在导光结构主体中改变传播方向，即向底面射去，再经由四分之一波片和抛物面反射型准直微透镜的共同作用，使出射线偏振光变为振动方向垂直于原线偏振光的准直光，最终形成了具有较高偏振度的准直面光源；入射偏振光源包括起偏器件及普通入射光源，起偏器件放置于普通入射光源和导光结构主体之间的入光处。

2.对于导光结构而言，入射光源为线光源形式或点光源按线状排列的集合；入射偏振光源为直接出射偏振光的LED光源，该LED光源的集合按直线排列，形成侧入式线光源的形式；四分之一波片和抛物面反射型准直微透镜采用先成型后胶合、丝网印刷或增材制造的方式依次附着在导光结构主体上；导光主体的折射率范围在1.4~1.9之间，导光结构主体材料的折射率大于四分之一波片的折射率；四分之一波片的折射率大于抛物面反射型准直微透镜的折射率；抛物面反射型准直微透镜的实际焦点位于所述凹形调光网点处，且抛物面反射型准直微透镜与空气接触的抛物型界面上镀有一层反射膜，使从调光网点入射至抛物面的光线经反射后平行地由出光侧出射，而不由抛物面直接射出导光主体。

3.根据权利要求1所述的用于实现偏振准直面光源的导光结构，其特征在于：所述四分之一波片的快轴与入射偏振光方向呈45°夹角，原偏振光将经过四分之一波片两次，转换为垂直于原偏振光振动方向的出射线偏振光。

4.根据权利要求1所述的用于实现偏振准直面光源的导光结构，其特征在于：所述的抛物面反射型准直微透镜的形状为抛物面型，每个组合的口径相同，每一抛物面反射型准直微透镜都对应着唯一的凹形调光网点，且凹形调光网点位于抛物面反射型准直微透镜的焦点上；

抛物面反射型准直微透镜的焦距f、抛物面方程由以下公式得到：

其中，点(x，y，z)是抛物曲面上任意一点，坐标系的确定是以各抛物面反射型准直微透镜的顶点为原点，沿导光板长边方向为x方向，沿导光板短边方向为y方向，原点指向调光网点面的方向定义为z轴正方向，x、y、z三轴的正方向呈右手螺旋定则；θ₁、θ₂分别是导光板介质层入射光线夹角、抛物面反射型准直微透镜介质层出射光线夹角，h₁、h₃分别是导光主体的厚度、抛物面反射型准直微透镜的厚度；

抛物面反射型准直微透镜的有效作用口径根据以下公式确定：

其中，θ即调光网点与相应抛物面反射型准直微透镜边缘连线和法线之间的夹角。