CN106125265A - 投影成像*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种投影成像***，属于投影技术领域。能够解决相关技术中投影成像***分辨率低的问题。投影成像***沿着影像光束出射的光路依次包括光阀、振动镜片和投影镜头，光阀的中心偏置于投影镜头的光轴；光阀用于调制投影机中从光源***传播来的光束，以使得光阀产生影像光束，并将影像光束射向振动镜片；振动镜片振动使得经过振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，并将相邻两帧投影图像对应的影像光束依次射向投影镜头；当影像光束从振动镜片射向投影镜头时，投影镜头用于校正、放大影像光束，并将校正、放大后的影像光束投影在投影屏幕上。

Description

投影成像***

技术领域

本发明涉及投影技术领域，特别涉及一种投影成像***。

背景技术

随着科学技术的提高，投影成像***在人们工作和生活中的应用越来越广泛，比如教育，办公，家用或娱乐，比如，对于家庭影院中使用的投影成像***，投影成像***分辨率越高，用户观影体验越高。因此，人们对投影成像***的要求也越来越高。

相关技术中，家用投影设备中趋向于使用超短焦投影设备，超短焦投影成像***包括：光阀、透镜组和反射镜；其中，光阀用于产生影像光束，影像光束首先进入透镜组，透镜组将影像光束成像，然后经过曲面反射镜二次成像并将成像反射到屏幕上，通过屏幕呈现成像，完成投影。

在实现上述投影成像***的过程中，发明人发现现有技术中投影成像***不仅光阀的分辨率较低，不能产生高分辨的影像光束，而且投影镜头的解析能力也较低，以导致投影镜头无法解析高分辨率的影像光束；两个因素共同导致使投影成像***的分辨率较低。

发明内容

为了解决相关技术中存在的投影成像***的分辨率较低的问题，本发明提供一种投影成像***。投影成像***沿着影像光束出射的光路依次包括光阀、振动镜片和投影镜头，光阀的中心偏置于投影镜头的光轴；

光阀用于调制投影机中从光源***传播来的光束，以使得光阀产生影像光束，并将影像光束射向振动镜片；

振动镜片振动使得经过振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，并将相邻两帧投影图像对应的影像光束依次射向投影镜头，投影图像为影像光束经过投影成像***后在投影屏幕上呈现的图像；

当影像光束从振动镜片射向投影镜头时，投影镜头用于校正、放大影像光束，并将校正、放大后的影像光束投影在投影屏幕上。

本发明实施例中提供的投影成像***，包括光阀、振动镜片和投影镜头。振动镜片使得经过振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，由于影像光束不完全重叠，使得射向同一像素的影像光束增加，进而提高成像的分辨率，而且由于振动镜片的振动使得相邻两帧投影图像对应的影像光束略微错开，进而使得像素之间的过度更加平滑，从而提高成像的细腻感，进而提高成像质量；同时，通过投影镜头校正、放大影像光束，然后才将校正、放大后的影像光束投影在投影屏幕上，以呈现更加高质量的图像。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并于说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是本发明一实施例提供的一种投影成像***的示意图；

图2是本发明另一实施例提供的一种投影成像***的示意图；

图3是本发明一实施例提供的一种影像偏移镜及其振动效果示意图；

图4是本发明一实施例提供的一种投影成像***成像的光路的示意图；

图5是本发明一实施例提供的一种投影成像***的使用示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种投影成像***的成像示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的例子。

实施例一

本发明一实施例提供一种投影成像***，图1是投影成像***的示意图，如图1所示，投影成像***沿着影像光束出射的光路依次包括光阀110、振动镜片120和投影镜头130，光阀110的中心偏置于投影镜头130的光轴101；

进一步的，光阀110用于调制投影机中从光源***传播来的光束，以使得光阀110产生影像光束，并将影像光束射向振动镜片120；

振动镜片120振动使得经过振动镜片120的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，并将相邻两帧投影图像对应的影像光束依次射向投影镜头130，投影图像为影像光束经过投影成像***后在投影屏幕上呈现的图像；

当影像光束从振动镜片120射向投影镜头130时，投影镜头130用于校正、放大影像光束，并将校正、放大后的影像光束投影在投影屏幕上。

综上所述，本发明实施例中提供的投影成像***，包括光阀、振动镜片和投影镜头。振动镜片使得经过振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，由于影像光束不完全重叠，使得射向同一像素的影像光束增加，进而提高成像的分辨率，而且由于振动镜片的振动使得相邻两帧投影图像对应的影像光束略微错开，进而使得像素之间的过度更加平滑，从而提高成像的细腻感，进而提高成像质量；同时，通过投影镜头校正、放大影像光束，然后才将校正、放大后的影像光束投影在投影屏幕上，以呈现更加高质量的图像。

实施例二

本发明另一实施例提供一种投影成像***，图2是投影成像***，如图2所示，投影成像***包括：光阀210、振动镜片211和投影镜头200。

光阀210用于调制投影机中从光源***传播来的光束，以使得光阀210产生影像光束，并将影像光束射向振动镜片211。

可选的，光阀210是数字微镜元件(英文：Digital Micromirror Device，简称：DMD)，DMD可以是2K分辨率或3K分辨率。

另外，光阀210包括反射镜阵列和控制电路，当光阀210受到光照时，控制电路控制反射镜阵列反射光源***发射出的光束，产生影像光束。有关光阀210如何具体产生影像光束为现有技术，在此不做详细介绍。

另外，振动镜片211位于光阀210和第一透镜组220之间，振动镜片211为平板玻璃或反射镜。振动镜片211能够振动，振动镜片211振动使得经过振动镜片211的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，使得射向同一像素的影像光束增加，进而提高成像的分辨率，而且由于振动镜片211的振动使得相邻两帧投影图像对应的影像光束略微错开，进而使得像素之间的过度更加平滑，从而提高成像的细腻感，进而提高成像质量，实现高分辨率的画质，具体实现方法如下：

振动镜片211包括有驱动组件，驱动组件可以按照预设的频率振动，当驱动组件振动时，驱动组件带动振动镜片211振动(参见图3，图3是根据又一示例性实施例示出的一种振动镜片211及其振动效果示意图)。另外，相邻两帧投影图像包括第一帧投影图像和第二帧投影图像(第一帧投影图像和第二帧投影图像由同一帧图像分解得到)。当所述第一帧投影图像对应的影像光束和所述第二帧投影图像对应的影像光束分别经过所述振动镜片211时，所述振动镜片211处于不同位置。具体的，待显示的图像具有第一分辨率，图像信号处理***将待显示的图像分解成两帧图像，第一帧图像和第二帧图像，其中第一帧图像和第二帧图像具有第二分辨率，第一分辨率大于第二分辨率。当第一帧图像和第二帧图像在行分辨率和列分辨率与DMD行和列的分辨率不一致时，需要先将待显示的图像的行分辨率和列分辨率调整为DMD行分辨率、列分辨率的倍数后，再进行第一帧图像和第二帧图像的分解。分解后，第一帧图像和第二帧图像的行、列分辨率相同，且均与DMD的行、列分辨率成倍数关系，该倍数关系优选的为1倍。在显示时，当第一帧投影图像对应的影像光束经过振动镜片211时，振动镜片211处于第一位置；当第二帧投影图像对应的影像光束经过振动镜片211时，振动镜片211处于第二位置，第一位置和第二位置不同，从而使得第二帧投影图像对应的影像光束的传播路径与所述第一帧图像对应的影像光束的传播路径不同，进而使得第二帧投影图像对应的影像光束与第一帧投影图像对应的影像光束不完全重叠。比如，相邻的两帧投影图像为投影图像A和投影图像B，第一位置由振动镜片211朝向第一方向振动产生，第二位置由振动镜片211朝向第二方向振动产生，具体的，当投影图像A对应的影像光束经过振动镜片211时，振动镜片211朝向第一方向振动(比如，振动镜片211向上振动)；当投影图像B对应的影像光束经过振动镜片211时，振动镜片211朝向第二方向振动(比如，振动镜片211向下振动)，从而使得投影图像B对应的影像光束与投影图像A对应的影像光束不完全重叠，也即彼此略微错开，进一步的，投影图像A对应的影像光束先进入投影镜头200，然后投影图像B对应的影像光束进入投影镜头200，由于投影图像A和投影图像B前后之间的时间间隔很短，所以投影图像A和投影图像B对应的投影图像几乎是重叠显示在投影屏幕上。由于二者略微错开，并重叠投影在投影屏幕上，使得投影图像A和投影图像B在投影屏幕上对应的投影图像之间的像素的过度更加平滑和细腻，提高投影图像的分辨率，从而提高了投影图像的质量。

另外，需要说明的是第一帧投影图像和第二帧投影图像由同一帧图像分解得到，所以当投影到投影屏幕叠加显示时，可以达到像素信息量增加的目的，进而才能提高成像的分辨率。

另外，虽然投影图像A和投影图像B对应的投影图像会分前后显示在投影屏幕上，但是由于投影图像A和投影图像B对应的投影图像在投影屏幕上的显示时差很小，用户不能分辨投影图像A和投影图像B对应的投影图像是前后分开显示，因而，投影图像A和投影图像B对应的投影图像可以近似为显示为一幅投影图像。

另外，本发明实施例通过振动镜片211与光阀210相互配合，实现图像叠加，进而提高了图像的分辨率，相应的本发明实施提供的投影镜头200具有高解析度的能力，以解析振动镜片211与光阀210相互配合提供的高分辨率图像，并清晰地投影到投影屏幕上。

本发明实施例提供的投影成像***包括光阀210、振动镜片211和投影镜头200，光阀210用于产生影像光束，并将影像光束射向振动镜片211，由振动镜片211对影像光束进行振动，改变影像光束的位置，以提使得同一帧图像分解的两帧图像的影像光束不处于相同位置，进而提高成像的细腻感，最后，通过投影镜头200校正并放大影像光束，将影像光束投影到投影屏幕。有关投影镜头的描述如下：

投影镜头200沿着影像光束入射传播的方向依次包括：第一透镜组220、第二透镜组230和反射镜240。

第一透镜组220、第二透镜组230和反射镜240处于同一光轴201。另外，补充说明，光阀210中心偏置于投影镜头200的光轴201。光阀210偏置光轴201的偏移量满足：1.2<A/B<1.5，其中，A为光阀210的面的高度，B为光轴201到光阀210的面的上端的距离。

需要说明的是，偏移量反应了投影画面偏移投影镜头200的光轴201的程度。具体的，当偏移量越大时，投影画面偏移投影镜头200的光轴201的距离越大，所以在设计投影成像***时，可以根据不同的需求设计不同偏移量的投影成像***。如果投影镜头200的偏移量过大时，投影图像投影的过高，从而无法投影到屏幕的中间，如果投影镜头200的偏移量过小时，投影图像投影的过低，从而无法投影到屏幕的中间，因此，在实际设计时根据实际情况设计合适的偏移量，使得投影图像可以投影到投影屏幕的中间。有关如何设计不同偏移量的投影成像***为现在技术，在这里不做具体介绍。

第一透镜组220包括至少一个球面透镜和两个非球面透镜，第一透镜组220的两个非球面透镜之间设置有至少一个球面透镜；当影像光束射向第一透镜组时220，第一透镜组220校正影像光束的慧差和象散，并将校正后的影像光束射向第二透镜组230；而且第二透镜组220中的两个非球面透镜的使用，减少了投影成像***中球面透镜的使用，从而缩小了投影成像***的体积。

第二透镜组230包括至少一个球面透镜和两个非球面透镜，第二透镜组的两个非球面透镜之间设置有至少一个球面透镜；当影像光束射向第二透镜组时230，第二透镜组230用于校正影像光束的慧差和象散，并将影像光束射向反射镜240；而且第二透镜组230中的两个非球面透镜的使用，同样也减少了投影成像***的球面透镜的使用，从而更进一步缩小了投影成像***的体积。

反射镜240用于将通过第一透镜组220和第二透镜组230校正后的影像光束反射到投影屏幕上。

可选的，反射镜240为非球面反射镜(非球面反射镜的入射面为凹面)或自由曲面反射镜。当反射镜240为非球面反射镜时，反射镜240还用于校正影像光束的场曲和奇变。

可选的，参见图2，如图2所示，第一透镜组220沿着影像光束入射传播的方向依次第一非球面透镜221和第二非球面透镜222，第一非球面透镜221和第二非球面透镜222与投影镜头处于同一光轴201。

可选的，参见图2，如图2所示，第二透镜组230沿着影像光束入射传播的方向依次包括第三非球面透镜231和第四非球面透镜232，第三非球面透镜231和第四非球面透镜232与投影镜头处于同一光轴201。

另外，影响第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第三非球面透镜231和第四非球面透镜232的成像因素有非球面方程的高阶系数的阶次，非球面透镜的曲率、非球面透镜的圆锥系数和非球面透镜的屈光度。

非球面方程的高阶系数的阶次影响非球面透镜对成像的边缘解析能力，当非球面方程的高阶系数的阶次越高时，非球面方程的曲面包含的形状越复杂，对影像光束的光线的校正能力越好。

曲率为非球面透镜的靠近光轴201部分的球面半径的倒数。本实施例只对曲率的正负做限制，默认非球面透镜的凸面逆向光路方向的曲率为正。

圆锥系数影响非球面透镜的近光轴201的曲面的形状，当非球面透镜的圆锥系数为零时，非球面透镜的近光轴201的曲面的形状为圆形，主要用于校正影像光束边缘光线的慧差。如果圆锥系数选取不合适，会造成光束偏转不合适，导致成像模糊问题。

屈光度影响非球面透镜对光线的偏转程度，屈光度越大非球面透镜对影像光束的偏转程度越大，主要用于校正影像光束远离主光轴201部分的慧差。默认形如非球面透镜的凸透镜的屈光度为正，形如非球面透镜的凹透镜的屈光度为负。

具体的，第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第三非球面透镜231和第四非球面透镜232的非球面方程的高阶系数的阶次、曲率、圆锥系数和屈光度分别满足如下要求：

第一非球面透镜221的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第一阈值；第二非球面透镜222的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第二阈值，由于当该非球面方程的高阶系数的阶次越高时，该非球面方程的曲面包含的形状越复杂，对该影像光束的光线的校正能力越好，但是制造也越困难，成本就越高，为了不影响对该影像光束的校正，也不对制造造成大的困难，非球面方程的高阶系数的阶次可以根据实际情况进行确定。或者预设第一阈值和预设第二阈值可以结合投影镜头的其它配置情况进行设置，预设第一阈值可以等于预设第二阈值，比如，在本发明中投影镜头中包括的非球面透镜的高阶系数的阶次大于或等于10，例如，预设第一阈值和预设第二阈值均为10，或者，预设第一阈值为10和预设第二阈值均12；

可选的，第一非球面透镜221包括的两个面的曲率为异号，以减小入射光束的入射角度，对于第一非球面透镜221，影像光束入射的面为凸面，另一个面为凹面，校正近轴光线的角度。第二非球面透镜222的两个面的曲率为同号，同时第二非球面透镜的两个面均为凸面，校正球差和慧差。

可选的，第一非球面透镜221的圆锥系数不等于0，第二非球面透镜222的圆锥系数等于0；

可选的，第一非球面透镜221的屈光度为负，第二非球面透镜222的屈光度为负。通过屈光度的正负配合校正该影像光束远离主光轴的光束，从而达到校正远离主光轴部分的慧差。

可选的，第三非球面透镜231的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第三阈值，第四非球面透镜232的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第四阈值，由于当该非球面方程的高阶系数的阶次越高时，该非球面方程的曲面包含的形状越复杂，对该影像光束的光线的校正能力越好，但是制造也越困难，成本就越高，为了不影响对该影像光束的校正，也不对制造造成大的困难，非球面方程的高阶系数的阶次可以根据实际情况进行确定。或者预设第三阈值和预设第四阈值可以结合投影镜头的其它配置情况进行设置，预设第三阈值可以等于预设第四阈值，比如，预设第三阈值和预设第四阈值均为13，或者，预设第三阈值为13和预设第四阈值均14；

可选的，第三非球面透镜231的两个面的曲率为同号，对于第三非球面透镜231，影像光束入射的面为凹面，另一面为凸面，主要校正像差，第四非球面透镜的两个面的曲率为异号，同时第四非球面透镜232的两个面均为凹面，主要校正像差，画面变；

可选的，第三非球面透镜231的圆锥系数等于0，第四非球面透镜232的圆锥系数等于0；

可选的，第三非球面透镜231的屈光度为正，第四非球面透镜232的屈光度为正。通过屈光度的正负配合校正该影像光束远离主光轴的光束，从而达到校正远离主光轴部分的慧差。

另外，预设第一阈值、预设第二阈值、预设第三阈值和预设第四阈值可以为同一预设阈值。

由于非球面透镜较球面透镜相比有更好的曲率，非球而透镜从透镜中心到边缘的曲率连续发生变化，使得光线汇聚到同一点，基本上消除了球面透镜所产生的球差。所以第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第三非球面透镜231和第四非球面透镜232大大提高投影镜头的成像质量。具体的，第一非球面透镜221和第四非球面透镜232用于降低慧差和象散，第二非球面透镜222和第三非球面透镜231用于提高大视场分辨率。

另外，对于非球面透镜，当非球面透镜的厚度越厚时，对像差的校正能力越强。但是在实际应用中考虑制造难度及生产成本等问题来结合选择非球面透镜的厚度，使得选择的非球面透镜即有良好的像差校正能力，也不会造成制造难度大，生产成本大等问题。比如，第三非球面透镜231的厚度范围是6毫米-12.5毫米。

可选的，参见图2，如图2所示，第一透镜组220包括4个球面透镜，分别为：第一球面透镜223、第二球面透镜224、第三球面透镜225和第四球面透镜226。

可选的，第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第一球面透镜223、第二球面透镜224、第三球面透镜225和第四球面透镜226处于同一光轴201，且相互之间的位置关系可以为如图2所示的位置。

可选的，第三球面透镜225和第四球面透镜226胶合为一个整体，得到第一胶合体，第三球面透镜225的折射率大于第四球面透镜226的折射率，第三球面透镜225的阿贝数小于第四球面透镜226的阿贝数。

其中，折射率用于表示光学介质对光线的传播方向的改变程度，当折射率越大时，光学介质对光线的传播方向的改变程度越大。所以，当透镜的折射率越大时，透镜对影像光束的传播方向的改变程度越大。

其中，阿贝数用于表示光学介质对光的色散程度(光的色散程度为不同频率或颜色的混合光被分开的程度)，阿贝数越低，色散越厉害。

可选的，第一球面透镜223的屈光度为负、第二球面透镜224的屈光度为负、第三球面透镜225的屈光度为正和第四球面透镜226的屈光度为正。

可选的，参见图2，如图2所示，第二透镜组230包括7个至少一个球面透镜，分别为：第五球面透镜233、第六球面透镜234、第七球面透镜235、第八球面透镜236、第九球面透镜237、第十球面透镜238、第十一球面透镜239。

可选的，第三非球面透镜231、第四非球面透镜232、第五球面透镜233、第六球面透镜234、第七球面透镜235、第八球面透镜236、第九球面透镜237、第十球面透镜238、第十一球面透镜239处于同一光轴201，且相互之间的位置关系可以为如图2所示的位置。

可选的，第六球面透镜234和第七球面透镜235胶合为一个整体，得到第二胶合体，第六球面透镜234的折射率小于第七球面透镜235的折射率，第六球面透镜234的阿贝数小于第七球面透镜235的阿贝数。

可选的，第八球面透镜236和第九球面透镜237胶合为一个整体，得到第三胶合体，第八球面透镜236的折射率大于第九球面透镜237的折射率，第八球面透镜236的阿贝数大于第九球面透镜237的阿贝数。

可选的，第五球面透镜233的屈光度为正、第六球面透镜234的屈光度为负、第七球面透镜235的屈光度为负、第八球面透镜236的屈光度为正、第九球面透镜237的屈光度为负、第十球面透镜238的屈光度为正、第十一球面透镜239的屈光度为负。

另外，第一胶合体，第二胶合体和第三胶合体，用于改善投影镜头的不同光谱的球差，并对投影镜头的轴向色差、垂轴向色差进行校正。每个胶合体中所包括的各透镜由不同阿贝数的材质组成，不同的阿贝数的材质对不同光谱存在不同的色散，并通过与曲率配合达到校正色差的功能。

可选的，参见图2，如图2所示，第一透镜组220沿着影像光束入射传播的方向依次包括：第一球面透镜223、第一非球面透镜221、第二球面透镜224、第三球面透镜225、第四球面透镜226、第二非球面透镜222。第二透镜组230沿着影像光束入射传播的方向依次包括：第三非球面透镜231、第五球面透镜233、第六球面透镜234、第七球面透镜235、第八球面透镜236、第九球面透镜237、第十球面透镜238、第十一球面透镜239和第四非球面透镜232。

可选的，第一球面透镜223和第一非球面透镜221对成像不会造成较大影响，所以第一球面透镜223和第一非球面透镜221的位置可以互换。

可选的，第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第三非球面透镜231和第四非球面透镜232均为对称非球面透镜，由于对称非球面透镜的形状规则，便于加工制造，所以当第一非球面透镜221、第二非球面透镜222、第三非球面透镜231和第四非球面透镜232均为对称非球面透镜时，加工方便，降低生产成本。

可选的，参见图2，如图2所示，投影镜头还包括孔径光阑250，孔径光阑250位于第一透镜组220与第二透镜组230之间，孔径光阑250与投影镜头处于同一光轴201，孔径光阑250用于限制投影镜头的通光量，使得影像光束的通光量限制在最有利于成像的情况内，从而提高成像的效果。

可选的，参见图2，如图2所示，投影成像***还包括：全反射棱镜组260，全反射棱镜组260设置于光阀210与振动镜片211之间，全反射棱镜组260用于使得从光阀210射出的影像光束变为平行光束，从而提高最终成像的光滑度。

可选的，仍参见图2，如图2所示，全反射棱镜组260包括两个胶合的全反射棱镜，分别为第一全反射棱镜261和第二全反射棱镜262。从光源***射来的光束，首先射向第一全反射棱镜261，当光束射向第一全反射棱镜261时，光束发生全反射，并将发生全反射后的光束射向光阀210，当发生全反射后的光束射向光阀210时，光阀210反射光束并产生影像光束，然后将产生的影像光束从光阀210射向全反射棱镜组260，当影像光束从光阀210射向全反射棱镜组260时，影像光束不发生全反射，而是直接将影像光束射向振动镜片211。

由于第一全反射棱镜261使得射向其自身的光束发生全反射，因此使用一个全反射棱镜就可以将光束反射到光阀210上，从而不需要通过多个普通反射镜进行多次反射，进而减少了普通反射镜的使用数量，大大缩小了投影镜头200的体积；另外，全反射棱镜组260使得通过其中的光束变为平行于光轴201均匀光束，因此，满足了远心光路的需求，由于使得射向光阀210产生的影像光束变得均匀，从而也提高投影图像的质量。

由于全反射棱镜对射入其内的光具有平行射出的作用，因此当光阀210的不平行影像光束射向全反射棱镜组260时，全反射棱镜270使得影像光束平行射出，从而使得影像光束变得均匀，从而提高成像的光滑度。

另外，由于全反射棱镜会对射入其内的光束从另一个方向射出，所以为了使得影像光束可以通过全反射棱镜组260射向振动镜片211，全反射棱镜组260包括2个全反射棱镜。

可选的，全反射棱镜270也可以包括4个，6个或其它个全反射棱镜。

另外，透镜组长度与透镜组反射镜距离的比值的范围为：0.65-0.70，透镜组长度为第一透镜组220和第二透镜组230的总长度，透镜组反射镜距离为第二透镜组230靠近反射镜240的一端到反射镜240的长度。

另外，第一焦距与第二焦距的比值的范围为5-9，第一焦距为第一透镜组220的等效焦距，第二焦距为投影镜头(第一透镜组220、第二透镜组230和反射镜240)的等效焦距。

另外，第三焦距与第二焦距的比值范围为7-100，第三焦距为第二透镜组230的等效焦距。

第四焦距与第二焦距的比值范围为5-15，第四焦距为反射镜240的焦距。

通过对各等效焦距的限制，使得第一透镜组220、第二透镜组230和反射镜240之间相互配合，达到提高投影镜头对影像光束校正能力的效果。

另外，投影成像***的后工作距离大于36毫米，从而为放置振动镜片211留出足够的空间。其中，后工作距离为光阀210的光阀面与投影镜头的第一个透镜(第一个透镜的入光面)之间的距离。

另外，需要说明的是，在具体设计投影成像***时，首先为振动镜片211留出足够的空间，即留出足够长的后工作距离，但是由于影像光束的张角不变，所以越长的后工作距离会导致影像光束越远离投影镜头的光轴，所以会造成较大像差，因此在设计上述投影镜头时，也会考虑由于长的后工作距离带来的像差，并设置投影镜头校正由于长的后工作距离带来的像差。

另外，后工作距离与透镜组反射镜距离的比值的范围为0.2-0.35，用于进一步限定后工作距离的长度以避免后工作距离过长，造成像差太大，从而导致投影镜头的设置成本过高的问题。

另外，需要说明的是，投影镜头是超短焦投影镜头，投影成像***的投射比的范围是0.2-0.3。投影镜头的投射比的范围为0.2-0.3，以达到超短焦投影的目的。在另一示例实例中，投影成像***的投射比为0.24-0.25。

另外，参见图4，图4是根据又一示例示实施例示出的一种投影成像***成像的光路的示意图。如图4所示，当光阀210受到光照时，将光阀210上呈现的图像形成影像光束，影像光束通过全反射棱镜组260后，影像光束变得均匀，然后影像光束通过振动镜片211，提高成像的分辨率，然后影像光束进入第一透镜组220，第一透镜组220具有聚光作用，当影像光束通过第一透镜组220后，影像光束的光一定程度上聚合，当影像光束从第一透镜组220射出后，聚合后的影像光束进入孔径光阑250，孔径光阑250用于控制投影镜头的通光量，使得当影像光束从孔径光阑250射出得到适合投影镜头的通光量，然后进入第二透镜组230，第二透镜组230具有分光的作用，当影像光束进入第二透镜组230后，影像光束分开，并从第二透镜组射出，并进行第一次成像，第一次成像投射到反射镜240后，反射镜240将影像光束反射出去，在投影屏幕上进行第二次成像，并通过投影屏幕显示第二次成像。

另外，参见图5，图5是根据又一示例示实施例示出的一种投影成像***的使用示意图。如图5所示，投影镜头的反射镜240将第一次成像反射，并进行第二次成像，将第二次成像反射到投影屏幕280上，通过投影屏幕280显示成像。

另外，参见图6，图6是根据一示例性实施例示出的一成像示意图。如图6所示，图6中交叉线(+)为预成像位置，叉号(x)为实际成像位置，则图6中叉号与交叉线交点重合度越高说明成像的畸变越不明显。由图6可知，成像叉号与交叉线交点重合度较高，因此，投影镜头的成像的畸变度较低。

另外，本发明提供的投影镜头的调制传送函数大于60％，分辨率达93线对/毫秒，有效焦距为-3.38或-3.47，偏移量为142％-150％，投射画面尺寸为80-120。

另外，现在投影成像***无法满足高分辨4K图像对应的影像光束的投影需求，而本发明实施例提供的投影成像***中包括的投影镜头通过各球面透镜和非球面透镜透镜的配合，投影镜头可以解析4K像素的图像对应的影像光束，使得投影屏幕可以呈现更高清的图像，提升用户体验。

另外，投影镜头还可以包括第三透镜组、第四透镜组或更多数目的透镜组，通过更多的透镜组对影像光束进行多次的校正，投影出更清晰的成像。

综上所述，本发明实施例中提供的投影成像***，包括光阀、振动镜片和投影镜头。振动镜片使得经过振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，由于影像光束不完全重叠，使得射向同一像素的影像光束增加，进而提高成像的分辨率，而且由于振动镜片的振动使得相邻两帧投影图像对应的影像光束略微错开，进而使得像素之间的过度更加平滑，从而提高成像的细腻感，进而提高成像质量；另外，本发明实施例提供的投影镜头包括至少四个非球面透镜，由于非球面透镜相较与球面透镜对影像光束有更好的校正能力，所以投影镜头包括非球面透镜后可以大大减少投影镜头中包括的球面透镜的数量，不仅简化了投影镜头的结构，还大大提高了投影镜头的分辨率，进一步利于实现高分辨率投影图像的投射。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种投影成像***，其特征在于，所述投影成像***沿着影像光束出射的光路依次包括光阀、振动镜片和投影镜头，所述光阀的中心偏置于所述投影镜头的光轴；

所述光阀用于调制投影机中从光源***传播来的光束，以使得所述光阀产生影像光束，并将所述影像光束射向所述振动镜片；

所述振动镜片振动使得经过所述振动镜片的相邻两帧投影图像对应的影像光束不完全重叠，并将所述相邻两帧投影图像对应的影像光束依次射向所述投影镜头，所述投影图像为所述影像光束经过所述投影成像***后在投影屏幕上呈现的图像；

当所述影像光束从所述振动镜片射向所述投影镜头时，所述投影镜头用于校正、放大所述影像光束，并将校正、放大后的所述影像光束投影在所述投影屏幕上。

2.根据权利要求1所述的投影成像***，其特征在于，所述相邻两帧投影图像包括第一帧投影图像和第二帧投影图像，所述第一帧投影图像和所述第二帧投影图像由同一帧图像分解得到；

当所述影像光束从所述光阀射向所述振动镜片时，所述振动镜片振动使得经过所述振动镜片的相邻两帧投影图像对应的所述影像光束不完全重叠，包括：

当所述第一帧投影图像对应的影像光束和所述第二帧投影图像对应的影像光束分别经过所述振动镜片时，所述振动镜片处于不同位置，使得所述第二帧投影图像对应的影像光束与所述第一帧投影图像对应的所述影像光束不完全重叠。

3.根据权利要求1所述的投影成像***，其特征在于，所述光阀偏置所述光轴的偏移量满足：1.2<A/B<1.5，其中，所述A为所述光阀的高度，所述B为所述光轴到所述光阀的上端的距离。

4.根据权利要求1所述的投影成像***，其特征在于，所述投影镜头沿着影像光束入射传播的方向依次包括：第一透镜组、第二透镜组和反射镜，所述第一透镜组、所述第二透镜组和所述反射镜处于同一光轴；

所述第一透镜组和所述第二透镜组均包括至少一个球面透镜和两个非球面透镜，所述两个非球面透镜之间设置有至少一个所述球面透镜；

所述反射镜将通过所述第一透镜组和所述第二透镜组校正后的所述影像光束反射到所述投影屏幕上。

5.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，所述投影成像***的后工作距离与透镜组反射镜距离的比值的范围为0.2-0.35，所述后工作距离为光阀面到所述投影镜头的第一个透镜之间的距离，所述透镜组反射镜距离为所述第二透镜组靠近所述反射镜的一端到所述反射镜之间的距离。

6.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，所述第一透镜组沿着所述影像光束入射传播的方向依次包括第一非球面透镜和第二非球面透镜，所述第一非球面透镜和所述第二非球面透镜与所述投影镜头处于同一光轴；

所述第一非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第一阈值，所述第二非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第二阈值。

7.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，所述第二透镜组沿着所述影像光束入射传播的方向依次包括第三非球面透镜和第四非球面透镜，第三非球面透镜和第四非球面透镜与所述投影镜头处于同一光轴；

所述第三非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第三阈值，所述第四非球面透镜的非球面方程的高阶系数的阶次大于或等于预设第四阈值。

8.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，

所述第一透镜组包括两个非球面透镜和四个球面透镜，所述第一透镜组沿着所述影像光束入射传播的方向依次包括第一非球面透镜、第一球面透镜、第二球面透镜、第三球面透镜、第四球面透镜和第二非球面透镜；

或者，所述第一透镜组沿着所述影像光束入射传播的方向依次包括所述第一球面透镜、所述第一非球面透镜、所述第二球面透镜、所述第三球面透镜、所述第四球面透镜和所述第二非球面透镜；所述第一透镜组中的透镜均处于同一光轴。

9.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，

所述第二透镜组包括两个非球面透镜和七个球面透镜，所述第二透镜组沿着所述影像光束入射传播的方向依次包括第三非球面透镜、第五球面透镜、第六球面透镜、第七球面透镜、第八球面透镜、第九球面透镜、第十球面透镜、第十一球面透镜和第四非球面透镜。

10.根据权利要求4所述的投影成像***，其特征在于，所述投影镜头还包括孔径光阑，所述孔径光阑位于所述第一透镜组与所述第二透镜组之间，所述孔径光阑与所述投影镜头处于同一光轴，所述孔径光阑用于限制所述投影镜头的通光量。