一种4K高清LCD投影镜头的制作方法

本技术涉及物镜成像镜头，具体涉及一种4k高清lcd投影镜头，是一种适应于成像系统上使用的一种4k高清lcd投影镜头。

背景技术：

1、lcd(liquid crystal display，液晶显示)，即液晶显示技术，利用液晶分子的光电效应改变液晶单元的透光率或反射率来实现画面显示。

2、近年来，随着半导体产业链的供应紧张，以及在疫情宅经济、欧美宽松货币政策带来的“全球需求增量”影响下，投影机光阀市场格局正在经历一场“结构性”巨变！单片式lcd家用投影仪以价格低廉得以迅猛发展。

3、单片式lcd光学系统由一块液晶板组成。光源发出的白光通过第一菲涅尔透镜变成规整的平行光，然后经过偏光片形成偏振光，并通过中间的lcd面板后，透射出不同颜色的图像光，被第二菲涅尔透镜聚焦增强，最终通过全反射镜投射出投影显示画面。投影镜头作为lcd投影产品的重要部件，其性能优劣直接影响着投影产品的显示效果。

4、现有的lcd投影镜头，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，亟待开发一款性能优越的4k高清lcd投影镜头。

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画面成像效果好的4k高清lcd投影镜头，以满足人们对投影仪产品性能的要求。

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lcd投影镜头，是由6组7片透镜组合的光学系统透镜组，该光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为: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、向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜与向左弯曲的弯月形负光焦度第六透镜组成的胶合透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲涅尔透镜及lcd液晶显示屏，其中，光阑位于第四透镜与胶合透镜之间。

3、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，第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜焦距定义为f’56，第七透镜的焦距定义为f’7，则：

4、焦距f’与后焦距lf’满足关系式∣lf’/f’∣＜0.05；

5、第一透镜的焦距f’1与镜头的焦距f’满足关系式

6、0.5＜∣f’1/f’∣＜0.82；

7、第二透镜的焦距f’2与镜头的焦距f’满足关系式

8、0＜∣f’2/f’∣＜0.4；

9、第三透镜的焦距f’3与镜头的焦距f’满足关系式

10、0.5＜∣f’3/f’∣＜0.55；

11、第四透镜的焦距f’4与镜头的焦距f’满足关系式

12、1＜∣f’4/f’∣＜1.2；

13、第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜的焦距f’56与镜头的焦距f’满足关系式1＜∣f’56/f’∣＜1.22；

14、第七透镜的焦距f’7与镜头的焦距f’满足关系式

15、0.7＜∣f’7/f’∣＜0.87。

16、所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜、第七透镜均采用玻璃球面镜片，其中第一透镜采用钡冕玻璃，第二透镜与第七透镜采用重镧火石玻璃，第三透镜采用重火石玻璃，第四透镜采用冕玻璃，第五透镜采用重冕玻璃，第六透镜采用重钡火石玻璃。

17、所述7片透镜的弯曲半径定义为向左弯曲符号为“-”，向右弯曲符号为“+”，透镜厚度t，折射率n，空气间隙d，则：

18、

19、进一步地，所述第一透镜折射率为1.568第二透镜与第七透镜折射率为1.804，第三透镜折射率为1.717，第四透镜折射率为1.516，第五透镜折射率为1.589，第六透镜折射率为1.701。

20、本实用新型采用上述技术方案所设计的一种4k高清lcd投影镜头，通过光学玻璃材料的选型及不同曲率半径的搭配组合，使得5inchlcd镜头设计，实现系统有效焦距f′＝137.36mm，相对孔径数f/#＝3.0，投射比1.2，光学系统总长小于90mm,投影尺寸范围40-150寸投影画面，3840*2160像素分辨率，达到4k高清成像效果。

技术特征：

1.一种4k高清lcd投影镜头，其特征是由6组7片透镜组合的光学系统透镜组，该光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为: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、向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜与向左弯曲的弯月形负光焦度第六透镜组成的胶合透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲涅尔透镜及lcd液晶显示屏，其中，光阑位于第四透镜与胶合透镜之间。

2.根据权利要求1所述的一种4k高清lcd投影镜头，其特征是所述4k高清lcd投影镜头的焦距定义为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，第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜焦距定义为f’56，第七透镜的焦距定义为f’7，则：

3.根据权利要求1所述的一种4k高清lcd投影镜头，其特征是所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜与第六透镜组成的胶合透镜、第七透镜均采用玻璃球面镜片，其中第一透镜采用钡冕玻璃，第二透镜与第七透镜采用重镧火石玻璃，第三透镜采用重火石玻璃，第四透镜采用冕玻璃，第五透镜采用重冕玻璃，第六透镜采用重钡火石玻璃。

4.根据权利要求1所述的一种4k高清lcd投影镜头，其特征是所述7片透镜的弯曲半径定义为向左弯曲符号为“-”，向右弯曲符号为“+”，透镜厚度t，折射率n，空气间隙d，则：

5.根据权利要求4所述的一种4k高清lcd投影镜头，其特征是所述第一透镜折射率为1.568第二透镜与第七透镜折射率为1.804，第三透镜折射率为1.717，第四透镜折射率为1.516，第五透镜折射率为1.589，第六透镜折射率为1.701。

技术总结
本技术公开了一种4K高清LCD投影镜头，其光学系统透镜组沿光线自左向右入射方向依次为: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、向左弯曲的弯月形正光焦度第五透镜与向左弯曲的弯月形负光焦度第六透镜组成的胶合透镜、向左弯曲的弯月形正光焦度第七透镜、菲涅尔透镜及LCD液晶显示屏，光阑位于第四透镜与胶合透镜之间。本技术有效焦距f′＝137.36mm，相对孔径数F/#＝3.0，投射比1.2，光学系统总长小于90mm,投影尺寸范围40‑150寸投影画面，3840*2160像素分辨率，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,牛岩卫,王天成,黄海棠
受保护的技术使用者：南阳利达光电有限公司
技术研发日：20230728
技术公布日：2024/2/21