CN112433426A - 投影系统及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投影系统及其制造方法，其中所述投影系统包括一成像单元和一投影镜头，其中所述成像单元被设置于朝向所述投影镜头投射光束的位置，其中所述成像单元将投影信号经数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头，其中所述投影镜头以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影成像。其中，所述投影系统能够实现短距离投影大画幅的影像，并有效地矫正了色差、像差以及畸变等问题。相较于传统的短焦投影系统，其中所述投影系统的投射比更小，满足在更短的距离下投影大画幅的需求，从而降低空间限制的影响。

Description

投影系统及其制造方法

技术领域

本发明涉及投影显示领域，尤其涉及一种投影系统及其制造方法。

背景技术

投影系统，是一种在投影屏上投影画面的光学系统，如投影仪等投影设备其中所述投影系统能够实现各种大画幅的投影效果，以满足用户的需求。

目前的投影系统普遍采用数字光处理(Digital Light Processing，DLP)技术，该DLP技术能够将投影信号经过数字微镜元件(Digital Micro mirror Device，DMD)数字信息处理后，再由投影镜头把光投影出来，实现投影成像。进一步地，该DLP技术基于该数字微镜元件(DMD)来完成可视数字信息显示的技术，也就是说，该数字微镜元件(DMD)作为该DLP技术中的实现数字光处理过程的关键处理元件。

随着投影显示技术的发展，短焦投影凭借着小距离投影大画幅的优势逐渐成为了投影市场的热点。超短焦因为所需投影距离短，所以可以实现桌面式投影、落地式投影等等使用方式。但是目前为了实现短距离投影，基本上需要使用广角镜头。也就是说，目前的超短焦投影系统大多采用广角鱼眼镜头或者镜组。虽然视场角会一定程度的增大，投影距离可以被缩短。但是广角镜头会造成色差高、像差高以及图像畸变等问题。而如何能够在短距离内投影出较大篇幅的图像，并且有效地矫正色差、像差以及图像畸变等问题是目前的超短焦投影系统无法解决的难题。

由于目前的超短焦投影系统的广角镜头是利用折射原理发散图像的，因此在系统组装时，所述超短焦投影系统的组装精度需要符合所述广角镜头的焦点位置，若在组装时存在偏差，就容易导致所述超短焦投影系统的投影效果不佳，因此，目前的超短焦投影系统对组装精度的要求比较高，对技术要求较高，产品良率较低，生产成本较高。

此外，超短焦投影系统的优势在于凸显超短焦，其核心问题在于如何降低投射比，实现在更短距离下投影大画幅的效果。而现有的超短焦投影系统的现有的广角式光学结构无法提供更小的投射比，使得现有的超短焦投影系统的投影距离无法继续缩小，因此无法实现在更短距离下投影出大画幅的影像或者清晰的影像。因此，用户需要提供较大的空间投影距离，才能够使现有的超短焦投影系统正常投影出大画幅的影像，受空间限制的影响较大，使用体验较差。

发明内容

本发明的一个主要优势在于提供一种投影系统及其制造方法，其中所述投影系统能够实现超短距离投影大画幅的影像，并有效地矫正了色差、像差以及图像畸变等问题。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，相较于现有的超短焦投影系统，其中所述投影系统的投射比(投影距离:画面宽度)更小，满足在更短的距离下投影大画幅的需求，从而降低空间限制的影响。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，相较于现有的超短焦投影系统，其中所述投影系统的投影镜头能够在更少的透镜数量下实现相同的投影成像质量，减少了所使用透镜数量，从而降低了生产难度，节省成本，且减小所述投影镜头的尺寸，更加小型化，节省成本。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，其中所述投影系统具备调焦和/或变焦功能，并能够清晰投影出60英寸到150英寸的画幅的投影画面。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，其中所述投影系统具有较小体积，减小占用空间，并且防止在待机过程中灰尘对所述投影镜头的污染。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，相较于现有的超短焦投影系统，其中所述投影系统对组装精度的要求较低，有利于提升产品良率，降低生产成本。

本发明的另一个优势在于提供一种投影系统及其制造方法，其结构简单，投影效果优良，制造成本低。

本发明的其它优势和特点通过下述的详细说明得以充分体现并可通过所附权利要求中特地指出的手段和装置的组合得以实现。

依本发明的一个方面，能够实现前述目的和其他目的和优势的本发明的一投影系统，其包括：

一成像单元；和

一投影镜头，其中所述成像单元被设置于朝向所述投影镜头投射光束的位置，其中所述成像单元将投影信号经数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头，其中所述投影镜头以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影。

在一些实施例中，其中所述投影镜头包括一透镜组和至少二反射镜，其中所述透镜组被设置于接收所述成像单元投射光束的位置，其中所述至少二反射镜被设置于至少两次反射改变经所述透镜组透射的光束的方向的位置，其中所述成像单元生成图像并投射光束至所述透镜组，然后透射的光束经所述至少二反射镜至少两次反射改变光路方向并放大后投影。

在一些实施例中，其中所述至少二反射镜包括一第一反射镜和一第二反射镜，其中所述成像单元投射的光束经所述透镜组透射形成一透射光路，其中所述第一反射镜被设置于经所述透镜组透射的所述透射光路中，其中所述透射光路经所述第一反射镜反射形成一第一反射光路，其中所述第二反射镜被设置于经所述第一反射镜反射的所述第一反射光路中，其中所述第一反射光路经所述第二反射镜反射形成一第二反射光路并投影。

在一些实施例中，其中所述第一反射镜倾斜于所述透镜组的光轴并朝向所述第二反射镜反射光束。

在一些实施例中，其中所述第二反射镜倾斜于所述第一反射镜并接收所述第一反射光路后反射形成所述第二反射光路。

在一些实施例中，其中所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的相对角度或距离被根据实际需求进行预设。

在一些实施例中，其中所述反射镜被实施为非球面反射镜，其中所述反射镜具有非球面，其中光束经所述非球面被放大地反射并投影，以供投影放大的图像。

在一些实施例中，其中所述反射镜被实施为自由曲面反射镜，其中所述反射镜具有自由曲面，其中光束经所述自由曲面被放大地反射并投影，以供投影放大的图像。

在一些实施例中，其中所述第一反射镜或者所述第二反射镜被实施为平面镜。

在一些实施例中，所述投影系统进一步包括一调焦模块，其中所述调焦模块被设置于所述透镜组中并可移动所述透镜组中的至少一透镜，并以调整所述透镜组中的至少两枚透镜之间的间距的方式以实现调焦和/或变焦。

在一些实施例中，所述反射镜相对于所述透镜组在一投影位置和一待机位置之间被可移动设置，其中在所述投影位置，所述反射镜被保持在以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影的位置，其中在所述待机位置，所述反射镜被收回至所述投影镜头的内部。

在一些实施例中，其中所述投影系统进一步包括一收镜模块，其中所述收镜模块被设置于控制所述反射镜在所述投影位置和所述待机位置之间移动的位置。

在一些实施例中，其中所述收镜模块被实施为选自一组：升降结构和翻转结构中的其中至少一种。

在一些实施例中，其中所述投影系统进一步包括一壳体，其中所述成像单元和所述投影镜头被安装于所述壳体，其中所述壳体具有一容纳腔，其中所述反射镜被可移动地设置于所述容纳腔。

在一些实施例中，其中所述投影镜头进一步包括一至少一棱镜和至少一平板玻璃，其中所述棱镜和所述平板玻璃被并列布置于所述成像单元与所述透镜组之间，其中所述棱镜位于所述成像单元与所述平板玻璃之间，其中所述平板玻璃位于所述棱镜与所述透镜组的所述第一透镜之间。

依本发明的另一方面，进一步提供了一投影系统的制造方法，其包括步骤：

A、分别安装至少二反射镜和一透镜组于一壳体；和

B、安装一成像单元于所述壳体，其中所述成像单元将投影信号经过数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头，所述投影镜头以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影，其中步骤A和步骤B的顺序能够调换。

在一些实施例中，在所述步骤A中，所述至少二反射镜包括一第一反射镜和一第二反射镜，其中所述第一反射镜被设置于接收并反射经所述透镜组透射的光束，其中所述第一反射镜倾斜于所述透镜组的光轴并朝向所述第二反射镜反射光束。

在一些实施例中，其中所述第二反射镜倾斜于所述第一反射镜并接收和反射经所述第一反射镜反射的光束。

在一些实施例中，其中所述第二反射镜或所述第一反射镜被可移动地安装于所述壳体。

在一些实施例中，可移动所述第一反射镜或者所述第二反射镜的结构选自：升降结构、移动结构和翻转结构中的其中至少一种。

在一些实施例中，其中所述步骤A中，包括：以实现调焦和/或变焦的方式可移动地安装所述透镜组中的至少一透镜于所述壳体。

通过对随后的描述和附图的理解，本发明进一步的目的和优势将得以充分体现。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现。

附图说明

图1是根据本发明的一个优选实施例的一投影系统的结构示意图。

图2是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统的光路投影示意图。

图3是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统的模块示意图。

图4是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统的另一种实施方式的结构示意图。

图5是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统的第二反射镜被移动至待机位置的结构示意图。

图6A是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统被实施为落地式投影的应用示意图。

图6B是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统被实施为墙面式投影的应用示意图。

图6C是根据本发明的上述优选实施例的所述投影系统被实施为悬挂式投影的应用示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

如图1至图6C所示为本发明的一个优选实施例的一投影系统100，其中所述投影系统100采用数字光处理(DLP)技术实现短距离下投影大画幅的效果。相较于现有的超短焦投影系统，其中所述投影系统100具备更小的投射比，满足在更短距离下投影大画幅的需求。

可以理解的是，所述投影系统100如投影仪、投影机等投影设备。进一步地，所述投影系统100能够在外界空间中的一投影面101投影形成平面的实像，其中所述投影面101包括但不限于一实体的表面如墙面、屏幕或者投影布表面等二维平面。或者，所述投影100能够在三维立体空间中投影形成立体的实像。在实际应用中，所述投影系统100用于投影静态或者动态的投影影像或者画面，或者，所述投影系统100用于投影与用户互动式的投影实像或者三维立体实像，从而给予用户身临其境的互动体验。在本优选实施例中，所述投影系统100以投影至所述投影面101成像为例。

如图1所示，优选地，所述投影系统100包括一成像单元10和一投影镜头20，其中所述成像单元10被实施为数字光处理单元，其中所述成像单元10具备数字微镜元件(DMD)，其中所述成像单元10被设置于朝向所述投影镜头20投射光束的位置，其中所述成像单元10将投影信号经过数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头20，其中所述投影镜头20以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影成像，从而降低投射比，实现在更短距离下投射大画幅的效果。相较于现有的超短焦投影系统，所述投影系统100采用至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影实像，在相同成像质量下，所述投影系统100所需的透镜数量更少，所述投影镜头20的尺寸更小，成本更加低廉。

可以理解的是，所述成像单元10可以接收来自外界设备如手机、电脑、摄像机、数据储存器或者电视等等设备的投影信号，其中所述成像单元10的所述数字微镜元件(DMD)作为实现数字光处理过程的关键处理元件，使得所述成像单元10能够将所述投影信号经数字信号处理后生成相应的图像并投射光束至所述投影镜头20。或者，所述投影系统100也可以具备内部储存单元，其中所述内部储存单元用于储存投影信号，在投影时，所述内部储存单元将投影信号发送至所述成像单元10，由所述成像单元10将所述投影信号处理并生成图像并投射光束至所述投影镜头20，以实现投影成像。

进一步地，所述投影镜头20包括一透镜组21和至少二反射镜22，其中所述透镜组21被设置于接收所述成像单元10投射光束的位置，其中所述至少二反射镜22被设置于至少两次反射改变经所述透镜组21透射的光束的方向的位置，其中所述成像单元10生成图像并投射光束至所述透镜组21，然后光线经所述至少二反射镜22至少两次反射改变光路方向后投影至所述投影面101形成相应的放大的图像或者画面，从而完成图像投影。也就是说，光线穿过所述透镜组21之后，由所述至少二反射镜22经至少二次反射改变光路方向后以放大图像的方式投影至所述投影面101成像。

优选地，所述至少二反射镜22被实施为两个反射镜，其中包括第一反射镜221和一第二反射镜222，其中所述光线依次经所述第一反射镜221和所述第二反射镜222反射后以放大图像的方式在所述投影面101投影成像。换句话说，所述成像单元10生成图像并投射光束至所述透镜组21，光线经透镜组21射入所述第一反射镜221，并经所述第一反射镜221反射至所述第二反射镜222，然后由所述第二反射镜222反射并以放大图像的方式投影至所述投影面101成像。也就是说，所述第一反射镜221和所述第二反射镜222通过反射分别改变了一次光路方向，并以放大图像的方式投影成像，使得所述投影镜头20的投射比更低，从而满足在更短距离下投影大画幅的需求。相较于现有的超短焦投影系统，其中所述投影系统100利用所述至少二反射镜22的反射原理投影成像，无需对焦，即所述透镜组21与所述第一反射镜221之间或者所述第一反射镜221与所述第二反射镜222之间均无需对焦，因此所述投影系统100对组装精度的要求较低，有利于提升产品良率，降低生产成本。

如图2所示，在本实施例中，所述光线经所述透镜组21投射形成一透射光路201，其中所述透射光路201的正方向被定义为前方向，其中上方向与下方向被定义为相对位置或者方向关系，并非物理上的上下关系。进一步地，所述第一反射镜221被设置于经所述透镜组21透射的所述透射光路201中，所述第一反射镜221位于所述透镜组21的前方、前方偏上或前方偏下的位置，并靠近所述透镜组21的光轴210，其中所述第一反射镜221面向斜向后上方的方向，即其中所述第一反射镜221面向光线经所述透镜组21透射的所述透射光路201的投射方向，使得所述第一反射镜221能够接收并反射所述透射光路201，并且所述透射光路201经所述第一反射镜221朝向斜向后上方的方向反射并形成一第一反射光路202，因此，所述第一反射镜221改变了一次光路方向，即朝向前方或者前下方投射的所述透射光路201被所述第一反射镜221反射改变为朝向斜向后上方的方向投射的所述第一反射光路202，降低了一次投射比。

进一步地，所述第二反射镜222被设置于经所述第一反射镜221反射的所述第一反射光路202中，所述第二反射镜222位于所述第一反射镜221的后上方的位置，其中所述第一反射镜221倾斜于所述透镜组21的光轴并朝向所述第二反射镜222反射光束，其中所述第二反射镜222优选地竖直地面向前方，并垂直于所述透镜组21的光轴210(需要理解的是，所述第二反射镜222的位置并不做限定，其中所述第二反射镜222的位置可以根据所述透镜组21、反射镜221的位置或者投影需求进行预设)，其中所述第一反射镜221倾斜于所述第二反射镜222。其中经所述第一反射镜221反射朝向斜向后上方的所述第一反射光路202恰好由所述第二反射镜222反射并朝向前方或者前上方的方向投射形成一第二反射光路203，其中所述第二反射光路203投射至前方的所述投影面101成像。也就是说，所述第二反射镜222在所述第一反射镜221改变了光路方向的基础上再一次地改变了光路方向，即朝向斜向后上方的方向投射的所述第一反射光路202被所述第二反射镜222反射改变为朝向前方或者前上方的方向投射的所述第二反射光路203，再一次地降低了投射比，然后所述第二反射光路203投射至所述投影面101成像。

相较于现有的超短焦投影系统，本发明的所述投影系统100两次改变光路方向，在第一次降低了投射比的情况下，再一次地降低了投射比，然后投影成像，从而满足在更短距离下投射大画幅的需求。

可以理解的是，所述第一反射镜221相对所述透镜组21之间的相对角度、光照面积或者距离能够被预设，使得所述透射光路201与所述第一反射光路202之间的夹角或者光照强度被预设。所述第二反射镜222相对所述第一反射镜221之间的相对角度、光照面积或者距离能够被预设，使得所述第一反射光路202与所述第二反射光路203之间的夹角或者光照强度被预设。所述第二反射镜222相对所述投影面101之间的相对角度、光照面积或者距离能够被预设，使得所述第二反射光路203投射至所述投影面101成像的影像的夹角或者光照强度被预设。所述第一反射镜221位于光线经所述透镜组21射出的所述透射光路201上，其中所述第二反射镜222位于光线经所述第一反射镜221反射的所述第一反射光路202上，使得所述光线恰好能够被第一反射镜221反射至所述第二反射镜222，并经所述第二反射镜222反射后恰好投影至所述投影面101成像。

当然，本优选实施例中，经所述透镜组21透射的光路仅分别经过两枚反射镜(所述第一反射镜221和所述第二反射镜222)反射改变了两次光路反向后投影至所述投影面101成像，其中所述投影系统100的投射比能够被降低在0.19及以下，从而更加满足需求。也就是说，可选地，所述反射镜22进一步地包括一第三反射镜，其中所述第三反射镜被设置于经所述第二反射镜222反射形成的所述第二反射光路203中，其中所述第二反射光路203经所述第三反射镜反射并投影至所述投影面101成像，因此，经所述透镜组21透射的光路依次经过了三次反射后投影至所述投影面101成像，从而进一步地降低了透射比，实现了在更短距离下投影大画幅的目效果。熟知本领域的技术人员应当理解的是，在可实施的情况下，根据增设反射镜的数量以及预设相对位置关系，所述透射光路201可以经三次、四次、五次或者更多次的光路方向的改变后投射至所述投影面101成像，使得所述投影系统100的投射比能够进一步地被降低，从而满足在更短距离下投射大画幅的需求，在此不受限制。

进一步地，所述第一反射镜221和所述第二反射镜222均被实施为非球面反射镜，其中所述非球面反射镜指镜片从中心到周边的曲率半径是连续变化的，与从镜片中心到周边有恒定曲率的球面镜片不同，所述非球面反射镜具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，即所述投影系统100采用所述非球面反射镜反射光线并进行投影，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升成像质量。优选地所述第一反射镜221和所述第二反射镜222的反射面均为非球面，以满足降低投射比，实现短距离投射大画幅的效果。进一步地，所述反射镜22具有非球面，其中光束经所述非球面被放大地反射，以供反射形成放大的图像并投影成像。具体地，所述第一反射镜221和所述第二反射镜222均具有所述非球面，其中所述透射光路201经所述第一反射镜221的非球面被放大地反射形成所述第一反射光路202，其中所述第一反射光路202经所述第二反射镜222的非球面被放大地反射形成所述第二反射光路203并在所述投影面101投影形成放大的图像画面。

更优选地，所述第一反射镜221和所述第二反射镜222均被实施为自由曲面反射镜，即所述第一反射镜221和所述第二反射镜22的反射面均为自由曲面，其中光束经所述自由曲面被放大地反射，从而投影形成放大的图像画面，以满足降低投射比。相应地，所述自由曲面反射镜的曲率半径也并非是恒定的，且具有更佳的曲率半径特性，具有改善歪曲像差及改善像散像差的优点，即所述投影系统100采用所述自由曲面反射镜反射光线并进行投影，能够尽可能地消除在成像的时候出现的像差，从而提升成像质量。

可选地，所述第一反射镜221被实施为非球面反射镜或者自由曲面反射镜，其中所述第二反射镜222被实施为平面镜。可选地，所述第一反射镜221被实施为平面镜，其中所述第二反射镜222被实施为非球面反射镜或者自由曲面反射镜。可以理解的是，当所述反射镜22的数量大于2个时，其中至少一个所述反射镜22被实施为非球面反射镜或者自由曲面反射镜，而其他的反射镜22被实施为平面镜，或者全部的所述反射镜22被实施为非球面反射镜或者自由曲面反射镜，在此不受限制。

值得一提的是，所述透镜组21能够有效地矫正色差、提高解像力，其中所述第一反射镜221和所述第二反射镜222采用自由曲面反射镜或者非球面反射镜的结构能够有效地矫正图像畸变，也就是说，本发明的所述投影系统100能够有效地矫正了色差、像差以及图像畸变等问题。

进一步地，所述自由曲面反射镜的反射面被实施为包括至少一自由曲面，其中所述透射光路201经所述自由曲面反射形成相对应的反射光路(第一反射光路202或者所述第二反射光路203)，经所述反射镜22多次反射后，其中所述反射光路在外界传播的过程中形成放大的像并在所述投影面101投影成像，从而使所述投影画面的光斑更加均匀、光效更高。

可选地，所述自由曲面由多个微结构自由曲面阵列排布组成，即或微结构自由曲面阵列，其中所述微结构自由曲面根据所述投影画面的图案的照明光斑逆向排布设计，其中所述微结构自由曲面用于分别使光束投影形成多个放大的实像，其中各实像在所述投影面101叠加形成所述投影画面。

可选地，所述自由曲面反射镜的入光面被实施为曲面，其中所述透射光路201射入所述自由曲面反射镜后形成多个相互分离的光束，其中各所述光束互相分离地沿所述自由曲面反射镜的内部传播至所述反射面。

可选地，所述入射面的曲面由多个微结构自由曲面阵列排布组成，其中所述微结构自由曲面被实施为一类球面或者弧形曲面等，在此不受限制，其中所述微结构自由曲面用于分离被射入的光束。

可选地，为使所述投影画面的投影光效更加良好，所述入射面的曲面也可以被实施为配合所述自由曲面的自由曲面，即或其中所述微结构自由曲面相应地根据所述投影画面的照明光斑逆向排布设计，从而使所述微结构自由曲面与所述微结构自由曲面相配合地将被透射的所述投影光路201经多次反射并在所述投影面101投影。

优选地，所述透镜组21由八枚透镜镜片并列组成并形成所述光轴210，其中由后至前依次为一第一透镜211、一第二透镜212、一第三透镜213、一第四透镜214、一第五透镜215、一第六透镜216、一第七透镜217以及一第八透镜218，其中所述成像单元10位于所述第一透镜211的后侧，其中所述第一反射镜221位于所述第八透镜218的前侧或者前下侧的位置，其中所述成像单元10生成图像并朝向所述第一透镜211投射光线，所述光线依次经过所述第一透镜211、所述第二透镜212、所述第三透镜213、所述第四透镜214、所述第五透镜215、所述第六透镜216、所述第七透镜217以及所述第八透镜218透射形成所述透射光路201并投射至所述第一反射镜221。

相较于现有的超短焦投影系统，本发明的所述投影系统100在具备至少两片所述反射镜22的情况下经至少两次改变光路的方向并投影成像，在相同的成像质量下，所述透镜组21的所述透镜镜片的数量至少比现有的短焦透镜系统的透镜组少4-5枚透镜镜片甚至更多的透镜镜片，明显减少了透镜数量，减小所述投影镜头20的尺寸，更加小型化，节省成本。

值得一提的是，根据不同的投影需求，所述透镜组21的所述透镜的数量、镜片形状以及镜片之间间距能够被预设，并起到矫正色差，提高解像力的作用。换句话说，所述透镜组21的所述透镜镜片的数量不局限于本优选实施例的8片，其中所述透镜组21的所述透镜镜片的数量可以多于8片或者少于8片，并且各所述透镜镜片的形状结构以及之间间距均可以根据实际需求被预设，在此不受限制。

如图3所示，进一步地，所述投影镜头20还包括一调焦模块23，其中所述调焦模块23被设置于调整所述透镜组21中的至少两枚透镜镜片之间的间距的位置，以用于实现所述投影镜头20手动或者自动调焦和/或变焦功能。优选地，所述调焦模块23被设置于调整所述第七透镜217、所述第八透镜218分别与所述第六透镜216之间的间距的位置，也就是说，所述第七透镜217与所述第六透镜216之间的间距D1能够被调整，其中所述第八透镜218与所述第七透镜217之间的间距D2能够被调整，使得所述投影镜头20的焦距被相应地调整，从而使所述投影系统100能够清晰投影出60英寸到150英寸的画幅的的投影画面，有利于提高投影画面的像素。当然，所述调焦模块23还可以被实施为调整其他透镜镜片之间的间距，从而实现提高不同尺寸的投影画面的像素，在此不受限制。

进一步地，所述反射镜22相对于所述透镜组21在一投影位置241和一待机位置242之间被可移动设置，其中在所述投影位置241，所述反射镜22被保持在以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影的位置，如图5所示，其中在所述待机位置242，所述反射镜22的所述第二反射镜222被移动至降低所述投影镜头20的垂直高度和/或水平长度的位置，或者所述反射镜22的所述第二反射镜222被翻转或者移动升降地收回至所述投影镜头20的内部。相应地，所述第一反射镜221也能够被移动至降低所述投影镜头20的垂直高度和/或水平长度的位置，或者所述第一反射镜221被翻转或者移动升降地收回至所述投影镜头20的内部。

优选地，所述投影镜头20还包括一收镜模块24，其中所述收镜模块24用于控制所述反射镜22在所述投影位置241和所述待机位置242之间移动。在所述投影系统100开机并投影使用时，其中所述收镜模块24将所述反射镜22移出并保持在所述投影位置241，在所述投影位置241时，所述反射镜22的所述第一反射镜221和所述第二反射镜222与所述透镜组21相对保持在形成所述第一反射光路202和所述第二反射光路203的位置，使得所述投影系统100能够满足更短距离下投影大画幅的需求。在所述投影系统100关闭投影时，所述收镜模块24将所述反射镜22收回在所述待机位置242，在所述待机位置242，所述反射镜22的所述第一反射镜221和所述第二反射镜222被收回至所述投影镜头20的内部，并有效地减小了所述投影镜头20在待机时的占用空间，同时有效地防止在待机过程中灰尘对所述反射镜22的污染。

进一步地，在所述反射镜22处于所述投影位置241时，所述第一反射镜221位于所述透镜组21的前方或者前下方的位置并倾斜于所述透镜组21的所述光轴210，其中所述第二反射镜222竖直位于所述透镜组21的上方并垂直于所述光轴210，即在空间上，所述投影镜头20在竖直方向具有较大高度，占用空间较大。在所述反射镜22处于所述待机位置242时，所述投影镜头20在竖直方向上的高度被降低，使得占用空间明显被减小。

可选地，所述收镜模块24被实施为一翻转结构，其中所述翻转结构被设置于翻转所述第二反射镜222的位置，在所述投影位置241时，所述第二反射镜222被翻转相对所述透镜组21处于竖直方向，以恰好反射所述第一反射光路202形成所述第二反射光路203并投影至所述成像面101成像。在所述待机位置242时，所述第二反射镜222被翻转相对所述透镜组21降低竖直高度，并被收纳于所述投影镜头20的内部，可选地，所述第二反射镜222处于与所述透镜组21平行的位置，或者，所述第二反射镜222处于与所述透镜组21略微倾斜的位置，即之间具有一定夹角，该夹角大于0且小于90度，因此降低了所述投影镜头20在竖直方向上的高度。可选地，所述收镜模块24进一步地用于翻转所述第一反射镜221，以在所述待机位置242时，所述第一反射镜221被翻转相对所述透镜组21降低竖直高度和/或缩短水平距离。

可选地，所述收镜模块24被实施为一升降结构，其中所述升降结构被设置于升降所述第二反射镜222的位置，在所述投影位置241时，所述第二反射镜222相对所述透镜组21上升至合理反射位置，以恰好反射所述第一反射光路202形成所述第二反射光路203并投影至所述成像面101成像。在所述待机位置242时，所述第二反射镜222相对所述透镜组21下降以降低竖直高度，并被收纳于所述投影镜头20的内部，因此降低了所述投影镜头20在竖直方向上的高度，同时防污染。可选地，所述收镜模块24进一步地用于升降所述第一反射镜221，以在所述待机位置242时，所述第一反射镜221被升降至相对所述透镜组21降低竖直高度的位置，并被收纳于所述投影镜头20的内部。

值得一提的是，所述收镜模块24能够用于控制所述第一反射镜221或者所述第二反射镜222以上下升降、左右伸缩或者斜方向的方式移动或者翻转，从而实现在所述投影位置241和所述待机位置242之间移动，以满足实际需求。

需要理解的是，所述收镜模块24能够被实施为所述翻转结构与所述升降结构的结合。可选地，所述收镜模块24还可以被实施为调整所述反射镜22相对所述透镜组21水平移动，如滑轮结构或者水平滑动结构等等移动结构，以在待机时，减小所述反射镜22与所述透镜组21之间的水平距离，从而缩小所述投影镜头20的水平尺寸，进一步地减小空间占用面积。熟知本领域的技术人员应当理解的是，在结构允许的范围内，所述收镜模块24还可以被实施为其他类型的将所述反射镜22在一投影位置241和一待机位置242之间移动的结构，以实现缩小所述投影镜头20的水平尺寸或者竖直尺寸的功能，从而降低所述投影镜头20在待机或者关机时的占用空间尺寸，应均属于本发明的保护范围。

优选地，所述投影镜头20被实施为搭配远心照明系统的远心镜头结构。具体地，所述投影镜头20进一步包括至少一棱镜25和至少一平板玻璃26，其中所述棱镜25和所述平板玻璃26被并列布置于所述成像单元10与所述透镜组21之间，其中所述棱镜25位于所述成像单元10与所述平板玻璃26之间，其中所述平板玻璃26位于所述棱镜25与所述透镜组21的所述第一透镜211之间，其中所述棱镜25用于搭配所述远心照明系统，将光线透过所述平板玻璃26导入所述透镜组21，以实现投影。可以理解的是，所述透镜组21能够优化所述投影镜头20的远心度，提高投影质量。

如图4所示，在本优选实施例的另一种实施方式中，所述投影镜头20被实施为搭配非远心照明系统的非远心镜头结构。具体地，所述投影镜头20不具备所述棱镜25和所述平板玻璃26，也就是说，所述成像单元10与所述透镜组21的所述第一透镜211之间并未设置所述棱镜25和所述平板玻璃26，其中所述投影系统100依然能够满足在更短距离下投影大画幅的需求。

进一步地，所述投影镜头20还包括一壳体27，其中所述成像单元10、所述透镜组21、所述至少二反射镜22、所述调焦模块23、所述收镜模块24、所述棱镜25以及所述平板玻璃26均被安装于所述壳体27，以保持固定，防止在投影时晃动，并起到保护各元件、防尘以及防污染的作用。进一步地，所述第二反射镜222或者所述第一反射镜221被可移动地安装于所述壳体27，所述壳体27具有一容纳腔271，其中所述容纳腔271提供了所述反射镜22可活动的空间，并且在所述投影系统100处于待机或者关机时，所述收镜模块24将所述反射镜22移动至所述壳体27的所述容纳腔271，其中所述容纳腔271能够起到防尘防污染的作用。

进一步地，所述透镜组21的所述第六透镜216和所述第七透镜217被可移动地安装于所述壳体27以实现调焦和/或变焦。可选地，所述透镜组21的所述第七透镜217和所述第八透镜218被可移动地安装于所述壳体27以实现调焦和/或变焦。或者，所述透镜组21的其他用于调焦和/或变焦的透镜被可移动地安装于所述壳体27以实现调焦和/或变焦，在此不受限制。

可选地，所述反射镜22也能够被安装于所述壳体27的外侧，具体地，所述第一反射镜221和/或所述第二反射镜222被安装于所述壳体27的外侧，在投影时，所述第二反射镜222和/或所述第一反射镜221被移动并保持于所述壳体27的外侧以实现投影，在待机或者关机时，所述第二反射镜222和/或所述第一反射镜221被移动至贴合于所述壳体27的外侧以降低竖直高度和/或缩短水平距离，减小占用空间，同时所述第二反射镜222和/或所述第一反射镜221的反射面被隐藏贴合至所述壳体27的表面，以起到防尘防污染的效果。

进一步地，在实际应用中，所述投影系统100能够根据实际需求进行适应性地应用，例如，如图6A所示为所述投影系统100被实施为落地式投影的应用示意图，其中所述投影系统100在地面、桌面或者水平面投影形成画面，其中所述投影面101被实施为地面、桌面或者水平面等。如图6B所示为所述投影系统100被实施为墙面式投影的应用示意图，其中所述投影系统100在墙面投影形成画面，其中所述投影面被实施为墙面等。如图6C所示为所述投影系统100被实施为悬挂式投影的应用示意图，其中所述投影系统100被悬挂安装于天花板或者高处等，并向墙面投影形成画面。

进一步地，本实施例还提供了所述投影系统100的制造方法，其包括以下步骤：

S01、分别安装所述至少二反射镜22和所述透镜组21于所述壳体27；和

S02、安装所述成像单元10于所述壳体27，其中所述成像单元10将投影信号经过数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头20，所述投影镜头20以至少两次反射改变光路方向的方式投影实像。

值得一提的是，在所述步骤S01中，所述透镜组21与各所述反射镜22之间或者各所述反射镜之间在组装时均无需进行对焦，对组装精度的要求较低，有利于提升产品良率，降低生产成本。进一步地，所述第一反射镜221被保持在经所述透镜组21透射的光路中，并反射光束至所述第二反射镜222，其中所述第一反射镜221倾斜于所述透镜组21的光轴，无需进行对焦。进一步地，所述第二反射镜222倾斜于所述第一反射镜221并呈一定角度地反射光束至所述投影面101成像，从而降低投射比，在更短距离下投影出更大画幅的画面。

可选地，步骤S01后于步骤S02执行，也就是说，所述步骤S01和所述步骤S02的先后顺序能够被调换。

进一步地，所述步骤S01中，所述第一反射镜221位于所述透镜组21的前方或者前下方，其中所述第二反射镜222位于所述第一反射镜221的后上方，其中所述投影面101位于所述第二反射镜222的前方。

在所述步骤S01中，其中所述第一反射镜221被设置于接收并反射经所述透镜组21透射的光束，其中所述第一反射镜221倾斜地朝向所述第二反射镜222反射光束。

其中，所述步骤S01中，包括：可移动地安装所述透镜组21的第六透镜216和第七透镜217于所述壳体27。也就是说，所述第六透镜216与所述第七透镜217之间的间距能够被调整，即所述第六透镜216与所述第七透镜217可相对移动。例如，所述第六透镜216被可移动地安装于所述壳体27，或者所述第七透镜217被可移动地安装于所述壳体27。可选地，所述第六透镜216或者所述第七透镜217的移动方式能够被实施为滑动移动或者步进移动等等。

其中，所述步骤S01中，包括：可移动地安装所述透镜组21的第七透镜217和第八透镜218于所述壳体27。相应地，所述第七透镜217与所述第八透镜218之间的间距能够被调整。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (22)

1.一投影系统，其特征在于，包括：

一成像单元；和

一投影镜头，其中所述成像单元被设置于朝向所述投影镜头投射光束的位置，其中所述成像单元将投影信号经数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头，其中所述投影镜头以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影。

2.根据权利要求1所述投影系统，其中所述投影镜头包括一透镜组和至少二反射镜，其中所述透镜组被设置于接收所述成像单元投射光束的位置，其中所述至少二反射镜被设置于至少两次反射改变经所述透镜组透射的光束的方向的位置，其中所述成像单元生成图像并投射光束至所述透镜组，然后透射的光束经所述至少二反射镜至少两次反射改变光路方向并放大后投影。

3.根据权利要求2所述投影系统，其中所述至少二反射镜包括一第一反射镜和一第二反射镜，其中所述成像单元投射的光束经所述透镜组透射形成一透射光路，其中所述第一反射镜被设置于经所述透镜组透射的所述透射光路中，其中所述透射光路经所述第一反射镜反射形成一第一反射光路，其中所述第二反射镜被设置于经所述第一反射镜反射的所述第一反射光路中，其中所述第一反射光路经所述第二反射镜反射形成一第二反射光路并投影。

4.根据权利要求3所述投影系统，其中所述第一反射镜倾斜于所述透镜组的光轴并朝向所述第二反射镜反射光束。

5.根据权利要求4所述投影系统，其中所述第二反射镜倾斜于所述第一反射镜并接收所述第一反射光路后反射形成所述第二反射光路。

6.根据权利要求5所述投影系统，其中所述第一反射镜与所述第二反射镜之间的相对角度或距离被根据实际需求进行预设。

7.根据权利要求2至6任一所述投影系统，其中所述反射镜被实施为非球面反射镜，其中所述反射镜具有非球面，其中光束经所述非球面被放大地反射并投影，以供投影放大的图像。

8.根据权利要求2至6任一所述投影系统，其中所述反射镜被实施为自由曲面反射镜，其中所述反射镜具有自由曲面，其中光束经所述自由曲面被放大地反射并投影，以供投影放大的图像。

9.根据权利要求2至6任一所述投影系统，其中所述第一反射镜或者所述第二反射镜被实施为平面镜。

10.根据权利要求2至6任一所述投影系统，进一步包括一调焦模块，其中所述调焦模块被设置于所述透镜组中并可移动所述透镜组中的至少一透镜，并以调整所述透镜组中的至少两枚透镜之间的间距的方式以实现调焦和/或变焦。

11.根据权利要求2至6任一所述投影系统，所述反射镜相对于所述透镜组在一投影位置和一待机位置之间被可移动设置，其中在所述投影位置，所述反射镜被保持在以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影的位置，其中在所述待机位置，所述反射镜被收回至所述投影镜头的内部。

12.根据权利要求11所述投影系统，其中所述投影系统进一步包括一收镜模块，其中所述收镜模块被设置于控制所述反射镜在所述投影位置和所述待机位置之间移动的位置。

13.根据权利要求12所述投影系统，其中所述收镜模块被实施为选自一组：升降结构、移动结构和翻转结构中的其中至少一种。

14.根据权利要求1至13任一所述投影系统，其中所述投影系统进一步包括一壳体，其中所述成像单元和所述投影镜头被安装于所述壳体，其中所述壳体具有一容纳腔，其中所述反射镜被可移动地设置于所述容纳腔。

15.根据权利要求1至13任一所述投影系统，其中所述投影镜头进一步包括一至少一棱镜和至少一平板玻璃，其中所述棱镜和所述平板玻璃被并列布置于所述成像单元与所述透镜组之间，其中所述棱镜位于所述成像单元与所述平板玻璃之间，其中所述平板玻璃位于所述棱镜与所述透镜组的所述第一透镜之间。

16.一投影系统的制造方法，其特征在于，包括步骤：

A、分别安装至少二反射镜和一透镜组于一壳体；和

B、安装一成像单元于所述壳体，其中所述成像单元将投影信号经过数字信息处理后生成图像并投射光束至所述投影镜头，所述投影镜头以至少两次反射改变光路方向并放大图像的方式投影。

17.根据权利要求16所述投影系统的制造方法，其中步骤A与步骤B的顺序互换。

18.根据权利要求16所述投影系统的制造方法，在所述步骤A中，所述至少二反射镜包括一第一反射镜和一第二反射镜，其中所述第一反射镜被设置于接收并反射经所述透镜组透射的光束，其中所述第一反射镜倾斜于所述透镜组的光轴并朝向所述第二反射镜反射光束。

19.根据权利要求18所述投影系统的制造方法，其中所述第二反射镜倾斜于所述第一反射镜并接收和反射经所述第一反射镜反射的光束。

20.根据权利要求18所述投影系统的制造方法，其中所述反射镜被可移动地安装于所述壳体。

21.根据权利要求20所述投影系统的制造方法，可移动所述第一反射镜或者所述第二反射镜的结构选自：升降结构、移动结构和翻转结构中的其中至少一种。

22.根据权利要求16至20任一所述投影系统的制造方法，其中所述步骤A中，包括：

以实现调焦和/或变焦的方式可移动地安装所述透镜组中的至少一透镜于所述壳体。

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