專利名稱：一種投影鏡頭及人偶玩具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種投影鏡頭及人偶玩具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有投影鏡頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且近距投影顯示效果不佳，未能滿足低成本投影產(chǎn)品需求，例如面部表情可變的人偶玩具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種投影鏡頭，旨在解決現(xiàn)有投影鏡頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種投影鏡頭，其特征在于，包括沿光軸方向依序設(shè)置的正透鏡和負(fù)透鏡，所述正透鏡的焦距范圍為5.0 6.5mm，所述負(fù)透鏡的焦距范圍為-2.5 -3.5mm,兩者總焦距范圍為2.0 3.0mm,所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:3 1:5。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種人偶玩具，所述人偶玩具包括用作人偶面部的凹凸屏及將光機(jī)發(fā)出的光投射至所述凹凸屏的投影鏡頭，所述投影鏡頭為上述投影鏡頭。本發(fā)明實(shí)施例由同光軸的正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)，其中所述正透鏡的焦距范圍為5.0 6.5mm,所述負(fù)透鏡的焦距范圍為-2.5 -3.5mm,兩者總焦距范圍為2.0 3.0mm,所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:3 1: 5，該反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)近距投影顯示清晰，而且結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，完全能夠滿足低成本投影顯示產(chǎn)品需求，尤可應(yīng)用于具備投影顯示功能的人偶玩具。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的投影鏡頭的結(jié)構(gòu)及光路示意圖；圖2是圖1所示投影鏡頭的非球面方程中r，Z的坐標(biāo)曲線圖；圖3是圖1所示投影鏡頭的MTF曲線圖；圖4是圖1所示投影鏡頭的成像質(zhì)量評(píng)估圖；圖5是凹凸屏正面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是凹凸屏側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是于凹凸屏上顯示人偶面部表情的示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例由同光軸的正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)，其中所述正透鏡的焦距范圍為5.0 6.5mm,所述負(fù)透鏡的焦距范圍為-2.5 -3.5mm,兩者總焦距范圍為
2.0 3.0mm,所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:3 1: 5，該反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)近距投影顯示清晰，而且結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，完全能夠滿足低成本投影顯示產(chǎn)品需求，尤可應(yīng)用于具備投影顯示功能的人偶玩具。下面以人偶玩具為例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的投影鏡頭包括沿光軸方向依序設(shè)置的正透鏡I和負(fù)透鏡2，所述正透鏡I的焦距范圍為5.0 6.5mm,所述負(fù)透鏡2的焦距范圍為-2.5 -3.5mm，兩者總焦距范圍為2.0 3.0mm，所述總焦距與后工作距L的比值范圍為1:3 1:5。此處由同光軸的正透鏡I和負(fù)透鏡2構(gòu)成焦距短的反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)，其近距投影顯示畫(huà)面大、清晰，而且結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，完全能夠滿足低成本投影顯示產(chǎn)品需求，尤可應(yīng)用于具備投影顯示功能的人偶玩具。為進(jìn)一步降低成本，所述正透鏡I和負(fù)透鏡2均優(yōu)選為非球面塑膠透鏡。通常，所述正透鏡I和負(fù)透鏡2的入光面和出光面的非球面方程格式為Z=Cr~2/(l+Sqrt(l-(K+l)C~2*1'~2))+&1打~4+32打~6+33打~8+34打~10,0=1/1 ,其中2為沿非球面的光軸方向的距離，『為矢高，C為非球面頂點(diǎn)曲率，K為圓錐曲線常數(shù)，R為非球面頂點(diǎn)半徑，圖2示出了 r，Z的坐標(biāo)曲線。一般地，所述正透鏡I厚度為5.6 6.6mm,其入光面11非球面方程系數(shù):R=3.165993、K=-0.747319、al=_8.800527E-4、a2=_5.158732E-5、a3=4.509313E-6、a4=-l.263170E-7,出光面 12 非球面方程系數(shù):R=_7.975042、K=-49.652659、al=l.128246E-5、a2=l.745633E_5、a3=-l.272733E_5、a4=2.224135E-7 ;所述負(fù)透鏡 2 厚度為 1.8 2.2mm，其入光面 21 非球面方程系數(shù):R=-2.620980、K=0.162964、al=-0.014954、a2=4.851481E-3、a3=-2.448050E-3、a4=3.796688E-4，出光面 22 非球面方程系數(shù):R=4.407628、Κ=_23.892209、al=-l.755461E-3、a2=-9.281154E-5、a3=9.195408E-6、a4=-l.787031E-7 ;其中，所述正透鏡I與負(fù)透鏡2的間距為5 7mm。前述正透鏡1的焦距為5.8mm,負(fù)透鏡2的焦距為-3.05mm,兩者總焦距范圍為
2.23mm,總焦距與后工作距的比值范圍為1:4.07,其中后工作距距離為9.09mm,正透鏡I與負(fù)透鏡2的間距為6mm時(shí)，雖然圖3示出的MTF曲線較差，但根據(jù)幾何位圖影像分析方法可知其符合低成本投影顯示產(chǎn)品要求。因本投影鏡頭景深較高，其既可以于平直屏6顯示，又可以于凹凸屏7上顯示，且面部表情清晰，如圖4 7所示。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種投影鏡頭，其特征在于，包括沿光軸方向依序設(shè)置的正透鏡和負(fù)透鏡，所述正透鏡的焦距范圍為5.0 6.5mm,所述負(fù)透鏡的焦距范圍為-2.5 -3.5mm,兩者總焦距范圍為2.0 3.0mm,所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:3 1:5。
2.如權(quán)利要求1所述的投影鏡頭，其特征在于，所述正透鏡和負(fù)透鏡均為非球面塑膠透鏡，非球面方程格式為 Z=Cr~2/ (1+sqrt (1- (K+l) C~2*r~2)) +al*r~4+a2*r~6+a3*r~8+a4*r~10, C=l/R，其中Z為沿非球面的光軸方向的距離，r為矢高，C為非球面頂點(diǎn)曲率，K為圓錐曲線常數(shù)，R為非球面頂點(diǎn)半徑。
3.如權(quán)利要求2所述的投影鏡頭，其特征在于，所述正透鏡厚度為5.6 6.6mm,其入光面非球面方程系數(shù):R=3.165993、K=-0.747319、al=_8.800527E-4、a2=_5.158732E-5、a3=4.509313E-6、a4=-L 263170E-7，出光面非球面方程系數(shù):R=_7.975042,K=-49.652659、al=l.128246E-5、a2=l.745633E-5、a3=_l.272733E-5、a4=2.224135E-7 ； 所述負(fù)透鏡厚度為1.8 2.2mm，其入光面非球面方程系數(shù):R=_2.620980、K=0.162964、al=-0.014954、a2=4.851481E-3、a3=-2.448050E-3、a4=3.796688E-4，出光面非球面方程系數(shù):R=4.407628、Κ=_23.892209、al=_l.755461E-3、a2=_9.281154E-5、a3=9.195408E-6、a4=-l.787031E-7 ； 其中，所述正透鏡與負(fù)透鏡的間距為5 7mm。
4.如權(quán)利要求3所述的投影鏡頭，其特征在于，所述正透鏡的焦距為5.8mm，所述負(fù)透鏡的焦距為-3.05mm，兩者總焦距范圍為2.23mm，所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:4.07，其中所述后工作距距離為9.09mm，所述正透鏡與負(fù)透鏡的間距為6mm。
5.一種人偶玩具，其特征在于，所述人偶玩具包括用作人偶面部的凹凸屏及將光機(jī)發(fā)出的光投射至所述凹凸屏的投影鏡頭，所述投影鏡頭為如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的投影鏡頭。
全文摘要
本發(fā)明適用于光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種投影鏡頭及人偶玩具，所述投影鏡頭包括沿光軸方向依序設(shè)置的正透鏡和負(fù)透鏡，所述正透鏡的焦距范圍為5.0～6.5mm，所述負(fù)透鏡的焦距范圍為-2.5～-3.5mm，兩者總焦距范圍為2.0～3.0mm，所述總焦距與后工作距的比值范圍為1:3～1:5。此處由同光軸的正透鏡和負(fù)透鏡構(gòu)成反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)，該反遠(yuǎn)距光學(xué)系統(tǒng)近距投影顯示清晰，而且結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，完全能夠滿足低成本投影顯示產(chǎn)品需求，尤可應(yīng)用于具備投影顯示功能的人偶玩具。
文檔編號(hào)G02B13/04GK103163628SQ20131011230
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者代永平, 范偉, 范義, 崔海銘 申請(qǐng)人:深圳市長(zhǎng)江力偉股份有限公司