一种4K成像装置的制作方法

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一种4k成像装置
技术领域
1.本实用新型涉及投影机技术领域，尤其涉及一种具有原生4k显示指标的4k成像装置。

背景技术：

2.在广大同业和供应链的努力下，国产投影机经过了20几年的发展，取得了显著的市场成就。今年京东方(boe)率先为国产投影机行业研发出了世界第一款原生4k(分辨率)的单lcd投影机光阀，以期待于将国产投影机行业推向更高的层次，同时这也是国产投影机包括3lcd、dlp和lcos技术在内所配置的第一款达到原生4k的光阀。
3.该lcd光阀约为6.4寸，固定分辨率3840*rgb*2160，高达近2500万个亚像素，显示窗口尺寸(aa区)为141.12mm*79.38mm，这对国产投影机行业的光学设计和配套水平提出了全新的挑战。实际上迄今为止，在包括从800*480到fhd(1920*1080)分辨率的所有级别，国产投影机行业高品质的镜头(投影物镜)也只有凤毛麟角的一两个单品，成像装置所投射图像的性能和的产品相比还有很长的路要走，因为解析上述≤fhd分辨率在考虑性价比、产品外形和配套等因素后，本身就具有较大的难度，进而对4k级lcd光阀实现高品质的成像其难度就更加可想而知。
4.为适应原生4k级的新技术和推动行业发展，这就是本实用新型设计制作高品质4k成像装置的目的。本实用新型在保持一定性价比的前提下，实现了全域解析4k的超高性能和基本贴合市场对投影机外形条件的诉求，实现了像素级的精准成像，使国产投影机具有更好的市场竞争力。当lcd光阀的尺寸为5.5寸时，本实用新型4k成像装置可实现150％的offset值(偏轴)，当lcd光阀的尺寸为6.4寸时，本实用新型4k成像装置可实现近50％的offset值，这将为至今无偏轴设计的国产lcd投影机树立一个全新的品质标杆，极大地推动行业往前发展。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种4k成像装置，本实用新型4k成像装置具有分辨率高，解析度高，均匀度高，光线利用率较高，失真小，光学传递函数指标优异，进而像质优异等特点。同时本实用新型光圈数值较小，能适用于较大的光源光展(“光学扩展量”的简称)，有利于输出更高的亮度，具备较好的性价比和适用性。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种4k成像装置，包括按光线行进方向依次设置的lcd光阀、菲涅尔透镜和镜头。
7.所述lcd光阀的尺寸范围为5.5寸-7.2寸、分辨率为4k。
8.所述菲涅尔透镜的齿面朝向所述lcd光阀；当平行光自所述齿面入射时，所述菲涅尔透镜的焦距为230
±
10mm；所述菲涅尔透镜的齿面的顶点距离所述lcd光阀为12
±
1mm。
9.所述镜头包括按光线行进方向依次设置的第七镜片、第六镜片、第五镜片、第四镜片、第三镜片、第二镜片和第一镜片。
10.所述第一镜片为凹凸透镜，材料为中国牌号h-k9l或者其国际代换牌号；凹面的半径为r57.4
±
0.03mm，凸面的半径为r95.7
±
0.03mm；凹面为入射面。
11.所述第二镜片为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zbaf21或者其国际代换牌号；凹面的半径为r261.5
±
0.03mm，凸面的半径为r89.92
±
0.03mm；凹面为入射面。
12.所述第三镜片为平凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凸面的半径为r64.3
±
0.03mm；平面为入射面。
13.所述第四镜片为凹凸透镜，材料为中国牌号h-f4或者其国际代换牌号；凹面的半径为r50
±
0.03mm，凸面的半径为r343.39
±
0.03mm；凹面为入射面。
14.所述第五镜片为平凹透镜，材料为中国牌号h-zf3或者其国际代换牌号；凹面的半径为r82.081
±
0.03mm；平面为入射面。
15.所述第六镜片为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凹面的半径为r115.55
±
0.03mm，凸面的半径为r75.36
±
0.03mm；凸面为入射面。
16.所述第七镜片为双凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；一个凸面的半径为r96.44
±
0.03mm，另一个凸面的半径为r528.2
±
0.03mm，其中半径为r96.44
±
0.03mm的凸面为入射面。
17.优选地，所述第一镜片与所述第二镜片的顶点空气距离为16.5
±
0.05mm；所述第二镜片与所述第三镜片的顶点空气距离为7.5
±
0.05mm；所述第三镜片与所述第四镜片的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm；所述第四镜片与所述第五镜片的顶点空气距离为25.5
±
0.05mm；所述第五镜片与所述第六镜片的顶点空气距离为4.9
±
0.05mm；所述第六镜片与所述第二镜片的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm。
18.所述第七镜片的入射面顶点与所述菲涅尔透镜的齿面的顶点距离在150.4mm-177.4mm之间，通过在所述150.4mm-177.4mm范围内移动所述镜头实现所述4k成像装置的聚焦。
19.优选地，所述第一镜片的中心厚度为4
±
0.1mm；所述第二镜片的中心厚度为10.4
±
0.12mm；所述第三镜片的中心厚度为11.1
±
0.12mm；所述第四镜片的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第五镜片的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第六镜片的中心厚度为8.3
±
0.1mm；所述第七镜片的中心厚度为14.6
±
0.15mm。
20.优选地，所述第一镜片的直径为80mm-94mm；所述第二镜片的直径为70mm-80mm；所述第三镜片的直径为52mm-62mm；所述第四镜片的直径为48mm-62mm；所述第五镜片的直径为52mm-70mm；所述第六镜片的直径为60mm-70mm；所述第七镜片的直径为75mm-85mm。
21.本实用新型的有益效果：本实用新型采用了八枚镜片(含菲涅尔透镜)组合的方式，具有分辨率高，解析度高，均匀度高，光线利用率较高，失真小，光学传递函数指标优异，实现了像素级的精准成像，进而像质优异等特点。同时本实用新型光圈数值较小，能适用于较大的光源光展，有利于输出更高的亮度，具备较好的性价比和适用性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
具体实施方式
24.为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
25.应注意到：相似的标号在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.实施例：
30.如图1所示，本实施例提供的一种4k成像装置，包括按光线行进方向依次设置的lcd光阀9、菲涅尔透镜8和镜头。
31.所述lcd光阀9的尺寸范围为5.5寸-7.2寸、分辨率为4k。
32.所述菲涅尔透镜8的齿面朝向所述lcd光阀9；当平行光自所述齿面入射时，所述菲涅尔透镜8的焦距为230
±
10mm；所述菲涅尔透镜8的齿面的顶点距离所述lcd光阀9为12
±
1mm。
33.所述镜头包括按光线行进方向依次设置的第七镜片7、第六镜片6、第五镜片5、第四镜片4、第三镜片3、第二镜片2和第一镜片1。
34.所述第一镜片1为凹凸透镜，材料为中国牌号h-k9l或者其国际代换牌号；凹面的半径为r57.4
±
0.03mm，凸面的半径为r95.7
±
0.03mm，凹面为入射面。
35.所述第二镜片2为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zbaf21或者其国际代换牌号；凹面的半径为r261.5
±
0.03mm，凸面的半径为r89.92
±
0.03mm，凹面为入射面。
36.所述第三镜片3为平凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凸面的半径为r64.3
±
0.03mm，平面为入射面。
37.所述第四镜片4为凹凸透镜，材料为中国牌号h-f4或者其国际代换牌号；凹面的半
径为r50
±
0.03mm，凸面的半径为r343.39
±
0.03mm，凹面为入射面。
38.所述第五镜片5为平凹透镜，材料为中国牌号h-zf3或者其国际代换牌号；凹面的半径为r82.081
±
0.03mm，平面为入射面。
39.所述第六镜片6为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凹面的半径为r115.55
±
0.03mm，凸面的半径为r75.36
±
0.03mm，凸面为入射面。
40.所述第七镜片7为双凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；一个凸面的半径为r96.44
±
0.03mm，另一个凸面的半径为r528.2
±
0.03mm，且半径为r96.44
±
0.04mm的凸面为入射面。
41.本实施例中，所述第一镜片1与所述第二镜片2的顶点空气距离为16.5
±
0.05mm；所述第二镜片2与所述第三镜片3的顶点空气距离为7.5
±
0.05mm；所述第三镜片3与所述第四镜片4的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm；所述第四镜片4与所述第五镜片5的顶点空气距离为25.5
±
0.05mm；所述第五镜片5与所述第六镜片6的顶点空气距离为4.9
±
0.05mm；所述第六镜片6与所述第二镜片7的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm。
42.所述第七镜片7的入射面顶点与所述菲涅尔透镜8的齿面的顶点距离在150.4mm-177.4mm之间，通过在所述150.4mm-177.4mm范围内移动所述镜头实现所述4k成像装置的聚焦。
43.本实施例中，所述第一镜片1的中心厚度为4
±
0.1mm；所述第二镜片2的中心厚度为10.4
±
0.12mm；所述第三镜片3的中心厚度为11.1
±
0.12mm；所述第四镜片4的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第五镜片5的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第六镜片6的中心厚度为8.3
±
0.1mm；所述第七镜片7的中心厚度为14.6
±
0.15mm。
44.本实施例中，所述第一镜片1的直径为80mm-94mm；所述第二镜片2的直径为70mm-80mm；所述第三镜片3的直径52mm-62mm；所述第四镜片4的直径为48mm-62mm；所述第五镜片5的直径为52mm-70mm；所述第六镜片6的直径为60mm-70mm；所述第七镜片7的直径为75mm-85mm。
45.本实施例采用了八枚镜片(含菲涅尔透镜)组合的方式，具有分辨率高，解析度高，均匀度高，光线利用率较高，失真小，光学传递函数指标优异，进而像质优异等特点。
46.本实施例光圈数值较小，能适用于较大的光源光展，有利于输出更高的亮度，具备较好的性价比和适用性。
47.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

技术特征：

1.一种4k成像装置，其特征在于，包括按光线行进方向依次设置的lcd光阀(9)、菲涅尔透镜(8)和镜头；所述lcd光阀(9)的尺寸范围为5.5寸-7.2寸、分辨率为4k；所述菲涅尔透镜(8)的齿面朝向所述lcd光阀(9)；当平行光自所述齿面入射时，所述菲涅尔透镜(8)的焦距为230
±
10mm；所述菲涅尔透镜(8)的齿面的顶点距离所述lcd光阀(9)为12
±
1mm；所述镜头包括按光线行进方向依次设置的第七镜片(7)、第六镜片(6)、第五镜片(5)、第四镜片(4)、第三镜片(3)、第二镜片(2)和第一镜片(1)；所述第一镜片(1)为凹凸透镜，材料为中国牌号h-k9l或者其国际代换牌号；凹面的半径为r57.4
±
0.03mm，凸面的半径为r95.7
±
0.03mm；凹面为入射面；所述第二镜片(2)为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zbaf21或者其国际代换牌号；凹面的半径为r261.5
±
0.03mm，凸面的半径为r89.92
±
0.03mm；凹面为入射面；所述第三镜片(3)为平凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凸面的半径为r64.3
±
0.03mm；平面为入射面；所述第四镜片(4)为凹凸透镜，材料为中国牌号h-f4或者其国际代换牌号；凹面的半径为r50
±
0.03mm，凸面的半径为r343.39
±
0.03mm；凹面为入射面；所述第五镜片(5)为平凹透镜，材料为中国牌号h-zf3或者其国际代换牌号；凹面的半径为r82.081
±
0.03mm；平面为入射面；所述第六镜片(6)为凹凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；凹面的半径为r115.55
±
0.03mm，凸面的半径为r75.36
±
0.03mm；凸面为入射面；所述第七镜片(7)为双凸透镜，材料为中国牌号h-zk11或者其国际代换牌号；一个凸面的半径为r96.44
±
0.03mm，另一个凸面的半径为r528.2
±
0.03mm，其中半径为r96.44
±
0.03mm的凸面为入射面。2.根据权利要求1所述的一种4k成像装置，其特征在于，所述第一镜片(1)与所述第二镜片(2)的顶点空气距离为16.5
±
0.05mm；所述第二镜片(2)与所述第三镜片(3)的顶点空气距离为7.5
±
0.05mm；所述第三镜片(3)与所述第四镜片(4)的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm；所述第四镜片(4)与所述第五镜片(5)的顶点空气距离为25.5
±
0.05mm；所述第五镜片(5)与所述第六镜片(6)的顶点空气距离为4.9
±
0.05mm；所述第六镜片(6)与所述第七镜片(7)的顶点空气距离为0.3
±
0.03mm；所述第七镜片(7)的入射面顶点与所述菲涅尔透镜(8)的齿面的顶点距离在150.4mm-177.4mm之间，通过在所述150.4mm-177.4mm范围内移动所述镜头实现所述4k成像装置的聚焦。3.根据权利要求1所述的一种4k成像装置，其特征在于，所述第一镜片(1)的中心厚度为4
±
0.1mm；所述第二镜片(2)的中心厚度为10.4
±
0.12mm；所述第三镜片(3)的中心厚度为11.1
±
0.12mm；所述第四镜片(4)的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第五镜片(5)的中心厚度为4
±
0.06mm；所述第六镜片(6)的中心厚度为8.3
±
0.1mm；所述第七镜片(7)的中心厚度为14.6
±
0.15mm。4.根据权利要求1所述的一种4k成像装置，其特征在于，所述第一镜片(1)的直径为80mm-94mm；所述第二镜片(2)的直径为70mm-80mm；所述第三镜片(3)的直径为52mm-62mm；
所述第四镜片(4)的直径为48mm-62mm；所述第五镜片(5)的直径为52mm-70mm；所述第六镜片(6)的直径为60mm-70mm；所述第七镜片(7)的直径为75mm-85mm。

技术总结

本实用新型公开了一种4K成像装置，包括按光线行进方向依次设置的LCD光阀、菲涅尔透镜和镜头。所述LCD光阀的尺寸范围为5.5寸-7.2寸，分辨率为4K。所述菲涅尔透镜的齿面朝向所述LCD光阀。所述镜头包括按光线行进方向依次设置的第七镜片、第六镜片、第五镜片、第四镜片、第三镜片、第二镜片和第一镜片；本实用新型迎接国产投影机原生4K时代的来临，具有分辨率高，解析度高，均匀度高，光线利用率较高，失真小，光学传递函数指标优异，进而像质优异等特点。同时本实用新型光圈数值较小，能适用于较大的光源光展，有利于输出更高的亮度，具备较好的性价比和适用性。好的性价比和适用性。好的性价比和适用性。