一种4K高清成像系统的制作方法

本技术涉及光电显示的物镜成像系统，具体涉及一种4k高清成像系统。

背景技术：

1、随着1lcd投影技术的进一步成熟，产品质量和性能得到进一步提升。同时，芯片危机叠加当下持续不断的国际摩擦，dlp等其他技术线暗含供应隐患和专利壁垒，使得1lcd成为近年来智能投影市场规模扩大的主要增量技术线。

2、现有的lcd投影系统，分辨率普遍为720p至1080p，画面成像效果不佳，随着人们对投影仪产品性能要求的提升，促使智能投影产业向高端化方向发展，主要体现在提升画面显示效果和消费者视觉体验方面， 4k成像系统以其优越的显示效果备受关注。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种4k高清成像系统，该系统能够达到4k高清成像效果。

2、为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种4k高清成像系统，具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组为6组8片或7组8片透镜按照不同组合形式排列配置组成，该光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设为：向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜、双凹形负光焦度第五透镜、双凸形正光焦度第六透镜、双凹形负光焦度第七透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第八透镜、菲镜及lcd液晶显示屏，其中，光阑位于第三透镜与第四透镜之间。

3、所述第四透镜、第五透镜、第六透镜采用三胶合的形式，或采用单片加一个胶合镜片的形式。

4、所述lcd镜头的焦距定义为f’，后焦距定义为lf’，第一透镜的焦距定义为f’1，第二透镜的焦距定义为f’2，第三透镜的焦距定义为f’3，第四透镜的焦距定义为f’4，第五透镜和第六透镜组成的胶合透镜焦距定义为f’56，第四透镜、第五透镜和第六透镜组成的三胶合透镜焦距定义为f’456，第七透镜的焦距定义为f’7，第八透镜的焦距依次定义为f’8，则：

5、∣lf’/f’∣＜0.06；

6、1＜∣f’1/f’∣＜1.6；

7、0＜∣f’2/f’∣＜0.5；

8、0.5＜∣f’3/f’∣＜1.5；

9、0.5＜∣f’4/f’∣＜1；

10、0＜∣f’456/f’∣＜0.5；

11、1＜∣f’56/f’∣＜1.8；

12、0.5＜∣f’7/f’∣＜1；

13、1.8＜∣f’8/f’∣＜2.3。

14、所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜及第六透镜组成的三胶合透镜或第四透镜、第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜，第七透镜、第八透镜均采用玻璃球面镜片。

15、所述第一透镜、第三透镜与第七透镜采用折射率介于1.61-1.68之间的重火石玻璃，第一透镜采用弯月形负透镜，实现了降低畸变及压缩视场角的效果；第二透镜、第四透镜、第五透镜与第八透镜采用折射率介于1.8-2.1之间的重镧火石玻璃，利用重镧火石玻璃抗析晶性能优异、折射率温度系数低（2.4x10-6/℃以下），能有效减小温差导致的热像差。正光焦度第五透镜l5与负光焦度第六透镜l6组成的胶合透镜l56，分别采用折射率介于1.8-2.1之间的重镧火石玻璃与折射率介于1.68-1.7之间的镧冕玻璃或折射率介于1.51-1.52之间的冕玻璃结合，有利于消除系统球差及色差，减少系统光能损失，增加成像质量及亮度。

16、本实用新型采用上述技术方案所设计的一种4k高清成像系统，通过8g光学玻璃材料的选型及不同曲率半径的搭配组合，实现降低像差、提升mtf值及减小弥散斑的效果，采用三胶合或双胶合镜片，有效的校正了视场色差，提升像质；同时采用全玻璃结构形式，较非球面结构，不仅省去了开模费用，且降低了温漂风险，增加了产品的整体透过率；使得成像系统可适用于5inch&r63.5显示屏，实现系统有效焦距f´=136.09mm-137.03mm，相对孔径数f/#=3.0-3.2，投射比1.4@80inch，或1.2@90inch，偏轴50%，支持物高r72.5，出瞳距离＞2m，镜片口径＜∮70mm，镜头聚焦转动行程±6mm，镜头总长＜90mm，镜头中心透过率rave＜0.5%，系统ri相对照度＞75%，mtf>0.5 @80inch，系统倍率色差＜9.6μm，光学系统最后一面至菲镜距离为135mm，光学系统总长221mm,投影尺寸范围40-150寸投影画面，系统分辨率3840x2160，达到4k高清成像效果。

技术特征：

1.一种4k高清成像系统，其特征是具有光学系统透镜组，所述光学系统透镜组为6组8片或7组8片透镜按照不同组合形式排列配置组成，该光学系统中沿光线自左向右入射方向依次设为：向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜、双凹形负光焦度第五透镜、双凸形正光焦度第六透镜、双凹形负光焦度第七透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第八透镜、菲镜及lcd液晶显示屏，其中，光阑位于第三透镜与第四透镜之间。

2.根据权利要求1所述的一种4k高清成像系统，其特征是所述第四透镜、第五透镜、第六透镜采用三胶合的形式，或采用单片加一个胶合镜片的形式。

3.根据权利要求1或2所述的一种4k高清成像系统，其特征是所述高清成像系统镜头的焦距定义为f’，后焦距定义为lf’，第一透镜的焦距定义为f’1，第二透镜的焦距定义为f’2，第三透镜的焦距定义为f’3，第四透镜的焦距定义为f’4，第五透镜和第六透镜组成的胶合透镜焦距定义为f’56，第四透镜、第五透镜和第六透镜组成的三胶合透镜焦距定义为f’456，第七透镜的焦距定义为f’7，第八透镜的焦距依次定义为f’8，则：

4.根据权利要求1或2所述的一种4k高清成像系统，其特征是所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜与第五透镜及第六透镜组成的三胶合透镜或第四透镜、第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜，第七透镜、第八透镜均采用玻璃球面镜片。

5.根据权利要求4所述的一种4k高清成像系统，其特征是所述第一透镜、第三透镜与第七透镜采用折射率介于1.61-1.68之间的重火石玻璃，第二透镜、第四透镜、第五透镜与第八透镜采用折射率介于1.8-2.1之间的重镧火石玻璃，第六透镜采用折射率介于1.68-1.7之间的镧冕玻璃或折射率介于1.51-1.52之间的冕玻璃。

技术总结本技术一种4K高清成像系统，其光学系统沿光线自左向右入射依次为向右弯曲的弯月形负光焦度第一透镜、向右弯曲的弯月形正光焦度第二透镜、向右弯曲的弯月形负光焦度第三透镜、双凸形正光焦度第四透镜、双凹形负光焦度第五透镜、双凸形正光焦度第六透镜、双凹形负光焦度第七透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第八透镜、菲镜及LCD液晶显示屏，光阑位于第三透镜与第四透镜之间。本技术通过8G光学玻璃材料的选型及不同曲率半径的搭配组合，可适用于5inch&R63.5显示屏，系统有效焦距f´=136.09mm‑137.03mm，相对孔径数F/#=3.0‑3.2，投射比1.2@90英寸，偏轴50%，出瞳距离＞2m，投影尺寸范围40‑150寸，分辨率3840x2160，达到4K高清成像效果。技术研发人员：黄晓光,高亚丽,刘维娜,马百光,王高杰,刘海军,黄海棠,王天成受保护的技术使用者：南阳利达光电有限公司技术研发日：20231117技术公布日：2024/5/29