[发明专利]一种基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源

说明书

本发明公开一种基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源，其特征在于，该平行光源包括依次平行设置的发光光源、小孔光阑阵列和第一菲涅尔波带片阵列，发光光源发出的光向各个方向漫射，从所述的小孔光阑阵列的小孔出射，形成一个点光源阵列，该点光源阵列出射的光经过所述的菲涅尔波带片阵列衍射后形成平行光。相对现有双远心结构的平行光源，本发明的基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源的轴向距离小、重量轻、成本低，且易于装配大面积平行光源。

技术领域

本发明涉及平行光源，具体涉及一种基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源。

背景技术

平行光源可以应用在众多场合中，例如工业微结构检测、近眼显示设备的背光源等。现今市面上的平行光源，大都采用双远心等光学结构来制造平行光源，如图1所示，这样的结构在体积方面光轴的轴向距离较长，携带、装配都不方便。且存在光源面积做不大的问题，因为当光源面积变大，凸透镜的直径，曲率半径以及装配的轴向距离也要相应增大，这样大尺寸的透镜生产难度、生产成本、装校成本都会陡增。且这样轴向距离长的平行光源不能用于诸多对体积要求苛刻的场景中的应用，例如上述的近眼显示设备背光源等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源，该准直光源的光轴方向的厚度小，更易于实现扩大平行光源出光面积。具体技术方案如下：

一种基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源，其特征在于，该平行光源包括依次平行设置的发光光源、小孔光阑阵列和第一菲涅尔波带片阵列，

当所述的发光光源为点光源、漫射型面光源、MiniLED时，所述的小孔光阑阵列的每个小孔都位于第一菲涅尔波带片阵列的其中一个菲涅尔波带片的焦点上；

当所述的发光光源为MicroLED时，分为以下两种情况：

(1)当小孔光阑阵列的小孔的孔径大于MicroLED的发光点的尺寸时，小孔光阑阵列的小孔孔径不应大于MicroLED每个发光点间距的1/4，且MicroLED的每个发光点都位于其中一个菲涅尔波带片的焦点上；

(2)当小孔光阑阵列的小孔孔径不大于MicroLED的发光点的尺寸时，所述的小孔光阑阵列的每个小孔的几何中心都位于其中一个菲涅尔波带片的焦点上；

当所述的发光光源为侧入射光源和导光板的组合时，所述的导光板和所述的小孔光阑阵列平行，所述的小孔光阑阵列的每个小孔都位于第一菲涅尔波带片阵列中的一个菲涅尔波带片的焦点上；

发光光源发出的光向各个方向漫射，从所述的小孔光阑阵列的小孔出射，形成一个点光源阵列，出射光经过所述的菲涅尔波带片阵列衍射后形成平行光。

进一步地，所述的第一菲涅尔波带片阵列中的菲涅尔波带片为振幅型菲涅尔波带片、相位型菲涅尔波带片或阶梯型菲涅尔波带片。

进一步地，还包括第二菲涅尔波带片阵列，设置在所述的和发光光源之间，所述的第二菲涅尔波带片阵列和第一菲涅尔波带片阵列结构完全相同。

进一步地，当所述的发光光源为点光源、漫射型面光源、MiniLED以及侧入射光源和导光板的组合时，所述的小孔光阑阵列的小孔的口径范围为50um-300um。

本发明的有益效果如下：

相对现有双远心结构的平行光源，本发明的基于菲涅尔波带片阵列的超薄平行光源的轴向距离小，体积小、重量轻、成本低，且易于装配大面积平行光源。

附图说明

图1为现有的双远心结构平行光源的结构示意图；

图2为本发明的基于振幅型菲涅尔波带片的超薄平行光源的结构示意图；

图3为本发明的基于相位型菲涅尔波带片的超薄平行光源的结构示意图；