CN220828785U - 光路系统、微投设备以及智能车灯 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光路系统、微投设备以及智能车灯，涉及光学系统技术领域。包括：一个或多个光源，用于输出光束；一个或多个自由曲面透镜，每个自由曲面透镜对应于一个光源，用于调整光束的出射角度，并输出调整得到的调整光束，调整光束在自由曲面透镜的出光处形成与目标形状匹配的光斑；菲涅尔透镜，用于对调整光束进行准直，输出准直光束；以及镜头，光束依次经过自由曲面透镜以及菲涅尔透镜的调整后，经由镜头投射于目标区域。通过使用与光源对应的自由曲面透镜以及菲涅尔透镜对光源输出的光束进行出射角度调整，得到了光斑形状与目标形状匹配且投射于目标区域的输出光束，从而提升了设备的显示效果，并提升了对光源输出的光束的利用率。

Description

光路系统、微投设备以及智能车灯

技术领域

本申请涉及光学系统技术领域，尤其涉及一种光路系统、微投设备以及智能车灯。

背景技术

目前，传统的包括冷阴极荧光灯以及发光二极管在内的各种光源，其出射的光束发散角大，所需匀光距离长，且出射光束能量的角度分布无法被控制，只有位于目标出射区域内的光被有效的利用，而目标出射区域外的光则难以被利用，造成设备的光源利用效率不高，并且设备的显示效果不佳。

实用新型内容

本申请提出了一种光路系统、微投设备以及智能车灯。

第一方面，本申请实施例提供了一种光路系统，所述光路系统包括：一个或多个光源，用于输出光束；一个或多个自由曲面透镜，设置于所述光束的光路上，每个所述自由曲面透镜对应于一个所述光源，所述自由曲面透镜用于调整所述光束的出射角度，并输出调整得到的调整光束，所述调整光束在所述自由曲面透镜的出光处形成与目标形状匹配的光斑；菲涅尔透镜，设置于所述自由曲面透镜的出光处，所述菲涅尔透镜用于对所述调整光束进行准直，输出准直光束；以及镜头，所述光束依次经过所述自由曲面透镜以及所述菲涅尔透镜的调整后，经由所述镜头投射于目标区域。

可选地，所述自由曲面透镜包括出光面和入光面，所述入光面与所述出光面中至少一面为自由曲面。

可选地，所述自由曲面透镜的出光面为自由曲面，所述出光面每个轮廓点到所述入光面之间的距离与所述每个轮廓点对应的目标距离的差值处于预设差值范围内。

可选地，所述光路系统还包括光调制器，所述光调制器设置于所述菲涅尔透镜与所述镜头之间，所述光调制器用于对所述准直光束进行调制，并输出调制得到的调制光束，所述目标形状为所述光调制器的形状，所述准直光束在所述光调制器上形成与所述目标形状匹配的光斑；所述镜头用于透射所述调制光束，以在所述目标区域形成目标图像。

可选地，所述菲涅尔透镜的焦距与所述光源与所述光调制器之间的距离呈正相关，所述菲涅尔透镜用于对所述调整光束进行准直，所述准直光束的出射角度处于预设角度范围，所述预设角度范围内的所述准直光束处于所述镜头的光锥角范围内，以使所述光调制器对所述菲涅尔透镜输出的所述准直光束调制后，形成的所述调制光束能投射至所述镜头。

可选地，所述菲涅尔透镜包括平整面和齿面，所述平整面朝向所述自由曲面透镜，所述齿面朝向所述光调制器。

可选地，所述自由曲面透镜的口径形状为矩形、圆形、椭圆形或六边形。

可选地，所述光源为发光二极管或激光器。

第二方面，本申请实施例提供了一种微投设备，所述微投设备包括壳体以及上述的光路系统。

第三方面，本申请实施例提供了一种智能车灯，所述智能车灯包括壳体以及上述的光路系统。

本申请实施例提供的光路系统包括：一个或多个光源，用于输出光束；一个或多个自由曲面透镜，设置于光束的光路上，每个自由曲面透镜对应于一个光源，自由曲面透镜用于调整光束的出射角度，并输出调整得到的调整光束，调整光束在自由曲面透镜的出光处形成与目标形状匹配的光斑；菲涅尔透镜，设置于自由曲面透镜的出光处，菲涅尔透镜用于对调整光束进行准直，输出准直光束；以及镜头，光束依次经过自由曲面透镜以及菲涅尔透镜的调整后，经由镜头投射于目标区域。本申请的光路系统通过使用与光源对应的自由曲面透镜以及菲涅尔透镜对光源输出的光束进行出射角度调整，实现了对光束的聚合匀光，并得到了光斑形状与目标形状匹配的输出光束，从而提升了设备的显示效果。同时通过对光源输出的光束进行出射角度调整，还能够控制光斑形状与目标形状匹配的输出光束投射于目标区域，从而提升了对光源输出的光束的利用率。

本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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。

图1示出了本申请一实施例提供的光路系统的结构示意图。

图2示出了本申请一实施例提供的自由曲面透镜的结构示意图。

图3示出了本申请一实施例提供的自由曲面透镜的出光处调整光束的光斑示意图。

图4示出了本申请一实施例提供的镜头的出光处的光斑示意图。

图5示出了本申请另一实施例提供的镜头的出光处的光斑示意图。

图6示出了本申请另一实施例提供的光路系统的结构示意图。

图7示出了本申请一实施例提供的光调制器的结构示意图。

图8示出了本申请一实施例提供的菲涅尔透镜的结构示意图。

图9示出了本申请一实施例提供的微投设备的结构示意图。

图10示出了本申请一实施例提供的智能车灯的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参照图1，图1示出了本申请一实施例提供的光路系统1的结构示意图。下面将结合图1对本申请实施例提供的光路系统1进行详细阐述。如图1所示，本申请的光路系统1包括一个或多个光源10、一个或多个自由曲面透镜20、菲涅尔透镜30以及镜头40。

在本实施例中，一个或多个光源10用于输出光束，且每个光源10所使用的发光芯片可以为发光二极管或激光器，在此不做限制。

可选地，一个或多个自由曲面透镜20设置于光源10输出的光束的光路上，且每个自由曲面透镜20对应于一个光源10，每个自由曲面透镜20的入光面朝向对应的光源10的出光面，每个自由曲面透镜20用于对对应的光源10输出的光束进行出射角度的调整，并输出调整得到的调整光束。其中，自由曲面透镜20输出的调整光束在自由曲面透镜20的出光处能够形成与目标形状匹配的光斑。

进一步地，菲涅尔透镜30设置于自由曲面透镜20的出光处，菲涅尔透镜30朝向自由曲面透镜20的出光面。菲涅尔透镜30用于对自由曲面透镜20输出的调整光束进行准直，输出准直光束。其中，当光路系统1中包括一个光源10以及对应的一个自由曲面透镜20时，光源10、自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30的中心处于同一光轴上。当光路系统1中包括多个光源10以及多个自由曲面透镜20，多个光源10呈二维阵列分布，每个光源10的中心与对应的自由曲面透镜20的中心处于同一光轴上，此时菲涅尔透镜30的数量为一个，且菲涅尔透镜30的尺寸与多个光源10排列的阵列尺寸相匹配。

可选地，光源10发出的光束依次经过自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30的调整后，能够经由镜头40投射于目标区域，且菲涅尔透镜30与镜头40的中心处于同一光轴上。

在本实施例中，由于光源10输出的光束经过对应的自由曲面透镜20的调整后，自由曲面透镜20输出的调整光束在自由曲面透镜20的出光处能够形成于目标形状相匹配的光斑。

可选地，若光路系统1应用于微投设备中，光路系统1中包括一个光源10以及对应的一个自由曲面透镜20，目标形状为微投设备中光调制器的形状，且光调制器的形状与投影显示面板的形状相匹配。在一些实施方式中，微投设备中使用显示比例为16：9的投影显示面板，此时目标形状为矩形，即调整光束在自由曲面透镜20的出光处所形成的光斑为矩形。进一步地，调整光束在经过菲涅尔透镜30的准直后，菲涅尔透镜30输出的准直光束在菲涅尔透镜30的出光处所形成的光斑亦为与投影显示面板的形状匹配的光斑，且准直光束经由镜头40投射于目标区域，即投射于投影显示面板上。如此，通过设置自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30对光源10输出的光束进行出射角度的调整，使得投射到光调制单元上的光束能够形成与光调制单元的形状匹配的均匀光斑，从而在光调制单元处能够提升对光源10发出的光束的收集效率，实现对光源10发出的光束的高效利用，进而提升了光路系统1应用于微投设备时设备的显示效果。

可选地，若光路系统1应用于智能车灯中，光路系统1中每个光源10发出的光束经过每个光源10对应的自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30。通过对每个光源10对应的自由曲面透镜20的设计，能够将每个光源发出的发散的光束进行单独收集匀光，从而将每个光源10发出的光束以目标形状投射至每个光源10对应的目标区域，每个光源10发出的光束之间互不干扰，该目标区域为光路系统1中每个光源10对应的出射区域，目标形状为每个光源10对应的出射区域的形状。基于此，通过对光路系统1中每个光源10出射光束的时间进行调控，并对每个光源10的发光亮度、每个光源10对应的自由曲面透镜20进行设计，使得光路系统1应用于智能车灯中时智能车灯能够实现多元化设计。例如，在控制多个光源10中发出光束的光源10的位置时，能够对光路系统1中光束的出射区域进行控制；在设置不同出射区域对应的光源10的发光亮度不同时，使得光路系统1的出射区域能够形成明暗相间的光斑。

本实施例提供的光路系统1包括：一个或多个光源10，用于输出光束；一个或多个自由曲面透镜20，设置于光束的光路上，每个自由曲面透镜20对应于一个光源10，用于调整光束的出射角度，并输出调整得到的调整光束，调整光束在自由曲面透镜20的出光处形成与目标形状匹配的光斑；菲涅尔透镜30，设置于自由曲面透镜20的出光处，用于对调整光束进行准直，输出准直光束；以及镜头40，光束依次经过自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30的调整后，经由镜头40投射于目标区域。本申请的光路系统1通过使用与光源10对应的自由曲面透镜20以及菲涅尔透镜30对光源10输出的光束进行出射角度调整，实现了对光束的聚合匀光，并得到了光斑形状与目标形状匹配的输出光束，从而提升了设备的显示效果。同时通过对光源10输出的光束进行出射角度调整，还能够控制光斑形状与目标形状匹配的输出光束投射于目标区域，从而提升了对光源10输出的光束的利用率。

请参阅图2，图2示出了本申请一实施例提供的自由曲面透镜20的结构示意图。如图2所示，自由曲面透镜20包括出光面21和入光面22，且自由曲面透镜20的出光面21和入光面22中至少一面为自由曲面。

在一些实施方式中，自由曲面透镜20的出光面21和入光面22中仅设置一面为自由曲面，且为使得自由曲面透镜20能够更好地与光源10相贴合，设置自由曲面透镜20的入光面22为平面，并设置自由曲面透镜的出光面21为自由曲面。

可选地，自由曲面透镜20的口径形状为矩形、圆形、椭圆形或六边形等多种形状，在此不做限制。其中，自由曲面透镜20可以采用无机材料，例如冕牌玻璃、火石玻璃以及石英玻璃等；自由曲面透镜20也可以采用有机材料，例如聚甲基丙烯酸酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸乙二酯树脂以及环烯烃类共聚物等可见光透明无色材料。

在本实施例中，自由曲面的面型可以采用多阶XY多项式进行表示。当自由曲面透镜20的出光面21为自由曲面，以自由曲面透镜20的入光面22的中心点为原点O，建立三维直角坐标系，自由曲面上的每个轮廓点的三维坐标为(X，Y，Z)，采用多阶XY多项式表示出光面21上的每个轮廓点到入光面22之间的目标距离：

其中，c表示自由曲面的曲率半径；r可以表示为k表示自由曲面的圆锥系数；c_j为多项式的系数；m+n为多项式的阶数，为大于等于零的整数，且在本实施例中0≤m+n≤6。

在一些实施方式中，若光路系统1应用于微投设备中，当光路系统1中光源10的尺寸为8mm*6mm，镜头40的通光孔径为F2.9，投影显示面板的尺寸为4.5英寸，投影显示面板设置于镜头40的出光处，且设置光源10与投影显示面板的距离为60mm。针对上述光路系统1，使用最高阶次为6阶的XY多项式的自由曲面，自由曲面的6阶XY多项式表示为：

其中，为了保证自由曲面具有相对于X轴以及Y轴的对称形式，多项式中含有x的奇项次和含有y的奇项次的系数为0。自由曲面的曲率c、自由曲面的圆锥系数k以及自由曲面的各项式系数分别为：

在一些实施方式中，若光路系统1应用于微型投影中。

如图3所示，图3示出了本申请一实施例提供的自由曲面透镜20的出光处调整光束的光斑23示意图。自由曲面透镜20对光源10输出的光束进行出射角度的调整后，自由曲面透镜20输出的调整光束在其出光处形成了矩形的光斑23，使得最终光路系统1中光源10输出的光束在镜头40透射输出的光束投射至投影显示面板的效率为90％以上，并使得在投影显示面板形成的目标图像具有较好的显示效果。

在一些实施方式中，对于同一自由曲面透镜20、菲涅尔透镜30以及镜头40，若要保证光路系统1对光源10输出的光束的利用率较高，需要对光路系统1中光源10的尺寸进行限制。

示例性地，当使用上述最高阶次为6阶的XY多项式的自由曲面的自由曲面透镜20，且设置镜头40的通光孔径为F2.9，投影显示面板的尺寸为4.5英寸(长边方向与短边方向的比例为16：9)，投影显示面板设置于镜头40的出光处，光源10与投影显示面板的距离为60mm的情况下。光源10长边方向的尺寸以及短边方向的尺寸与光源10输出的光束投射至投影显示面板的光束利用效率的关系为：

短边方向的尺寸(mm)	长边方向的尺寸(mm)	光束利用效率
			5	5	81.5％
5	7	79％
			5	9	75％
5	11	71.8％
			7	5	78％
7	7	75％
			7	9	71％
7	11	68％
			9	5	73％
9	7	70％
			9	9	66％
9	11	62％
			11	5	66％
11	7	63％
			11	9	60％
11	11	56％

基于此，为保证光路系统1中光源10输出的光束投射至投影显示面板的光束利用效率高于60％，需设置光源10的尺寸小于11mm*11mm。

可选地，自由曲面透镜的出光面21为自由曲面，出光面21每个轮廓点到入光面22之间的距离与每个轮廓点对应的目标距离的差值处于预设差值范围内，可存在预设差值范围的多阶XY多项式表示为：

其中，△z为预设差值，为3mm。即此时由于自由曲面在实际制造过程中的工艺限制，为自由曲面的出光面21上每个轮廓点到入光面22之间的实际距离可与每个轮廓点对应的目标距离存在正负3mm的差值。出光面21上每个轮廓点到入光面22之间的实际距离在预设差值范围内的自由曲面透镜20在对光源10输出的光束进行出射角度的调整后，输出的调整光束均能在自由曲面透镜20的出光处形成与目标形状匹配的光斑23。

当光路系统1中光源10的尺寸为8mm*6mm，镜头40的通光孔径为F2.9，投影显示面板的尺寸为4.5英寸，投影显示面板设置于镜头40的出光处，且设置光源10与投影显示面板的距离为60mm。

本申请通过对自由曲面透镜20中的自由曲面进行设计，使得自由曲面透镜20在对光源10输出的光束进行出射角度的调整后，在自由曲面透镜20的出光处调整光束能形成与目标形状匹配的光斑23，从而提升光源10输出的光束的利用率。

在一些实施方式中，若光路系统1应用于智能车灯中。

如图4所示，图4示出了本申请一实施例提供的镜头40的出光处的光斑41示意图。

可选地，每个光源10在智能车灯的出光处对应一个出光区域，通过对每个光源10对应的自由曲面透镜20的自由曲面进行设计，使得每个光源10对应的自由曲面透镜20输出的调整光束在该自由曲面透镜20的出光处所形成的光斑与每个光源10对应的目标形状相匹配，且每个自由曲面透镜20输出的调整光束对应于镜头40的出光处的一个区域。

当光路系统1中设置有四个光源10以及对应的四个自由曲面透镜20，并排列成2x2的阵列时，每个光源10对应的光斑占据镜头40的出光处的1/4区域，四个光源10发出的光束在镜头40的出光处的光斑对应排列成2x2的阵列。其中，通过对相邻的光源10对应的自由曲面透镜20的入光面以及透镜侧面的交接处进行调整，可将多个自由曲面透镜20集成于一体，以便于固定于光路系统1中。

如图5所示，图5示出了本申请另一实施例提供的镜头40的出光处的光斑42示意图。当光路系统1中设置有上述四个光源10以及对应的四个自由曲面透镜20，并排列成2x2的阵列时，若控制四个光源10中的一个发出光束，其余三个光源10不发光时，镜头40的出光处仅在发光的光源10对应的目标区域能够形成光斑。

本申请在光路系统1应用于智能车灯中时通过对每个光源10对应的自由曲面透镜20的设计，能够将每个光源发出的发散的光束进行单独收集匀光，从而将每个光源10发出的光束以目标形状投射至每个光源10对应的目标区域，每个光源10发出的光束之间互不干扰。如此，通过对光路系统1中每个光源10出射光束的时间进行调控，并对每个光源10的发光亮度、每个光源10对应的自由曲面透镜20进行设计，使得光路系统1应用于智能车灯时能够实现多元化设计。

请参阅图6，图6示出了本申请另一实施例提供的光路系统1的结构示意图。本申请的光路系统1包括一个或多个光源10、一个或多个自由曲面透镜20、菲涅尔透镜30以及镜头40。

可选地，光路系统1还包括光调制器50，光调制器50位于菲涅尔透镜30与镜头40之间。光调制器50用于对菲涅尔透镜30输出的准直光束进行调制。当菲涅尔透镜30对调整光束进行准直时，菲涅尔透镜30对调整光束的出射角度进行了进一步调整，使得调整后菲涅尔透镜30输出的准直光束能够投射至光调制器50的表面，从而被光调制器50所接收，且每个光源10对应的准直光束在光调制器50上能够形成与每个光源10对应的目标形状匹配的光斑。光调制器50在完成对接收到的准直光束的调制后，输出调制得到的调制光束至镜头40。

在一些实施方式中，若光路系统1应用于微投设备中，目标形状为光调制器50的形状，且光调制器50的形状与微投设备的投影显示面板的形状相匹配。例如，微投设备中通常使用显示比例为16：9的投影显示面板，此时光调制器50为与该投影显示面板匹配的长边方向与短边方向的比例为16：9的矩形，此时调整光束在自由曲面透镜20的出光处所形成的光斑为矩形。

进一步地，光斑形状为矩形的调整光束在投射至菲涅尔透镜30，被菲涅尔透镜30进行准直后，菲涅尔透镜30输出的准直光束在菲涅尔透镜30的出光处所形成的光斑亦为矩形。其中，准直光束在菲涅尔透镜30的出光处所形成的矩形光斑小于调整光束在自由曲面透镜20的出光处所形成的矩形的光斑。

如图7所示，图7示出了本申请一实施例提供的光调制器50的结构示意图。光斑形状为矩形的调整光束的出射角度被菲涅尔透镜30进一步调整后，菲涅尔透镜30输出的准直光束在光调制器50上形成与光调制器50的形状匹配的均匀的矩形光斑，从而在光调制器50处能够提升对光源10发出的光束的收集效率。基于此，本申请的光路系统1能够实现对光源10发出的光束的高效利用，从而提升光路系统1的显示效果。

可选地，光调制器50可以为液晶显示芯片(Liquid Crystal Display，LCD)或数字微镜阵列(Digital Micromirror Device，DMD)，在此不做限制。

需要说明的是，当光调制器50为液晶显示芯片，本实施例的光路系统1为液晶投影光路系统1。液晶投影光路系统1的光调制器50包括有多个像素，每个像素都是在两透明面板之间填充液晶而形成的，且该液晶可以作为光阀或光门，透过每个像素的光量是由施加于该像素的液晶上的极化电压所决定的。通过调制每个像素的液晶上的极化电压，可以控制该像素对应图像的亮度以及灰度等图像参数。对于彩色图像，从白色光源10分离出的三原色光分别被引导透过三个液晶显示面板，每个液晶显示面板显示所述图像的三原色(红色、绿色以及蓝色)中的一种。随后，这些三原色图像在光路系统1中被重构或组合为全色图像，并通过镜头40对全色图像进行校准和放大，从而直接或间接地投影到投影平面。

当光调制器50为数字微镜阵列，本实施例的光路系统1为数字光处理投影光路系统。数字光处理投影光路系统的光调制器50包括多个独立单元，各个单元在空间上排列成一维或二维阵列，每个单元均可代表或对应图像的一个像素，且每个单元都可以独立地接收光学信号或电学信号的控制，并按此信号改变自身的光学性质，从而对照射在其上的光束进行调制。与液晶投影光路系统中的透射投影技术不同，数字光处理投影光路系统采用反射投影技术。通过调整每个微镜的镜片角度从而可将光导入或导出至镜头40，进而控制到达镜头40的每个像素的光量。

如图8所示，图8示出了本申请一实施例提供的菲涅尔透镜30的结构示意图。菲涅尔透镜30包括平整面31和齿面32，平整面31朝向自由曲面透镜20，齿面32朝向光调制器50。

可选地，菲涅尔透镜30用于对调整光束进行准直，准直光束的出射角度处于预设角度范围。在一些实施方式中，调整光束经过菲涅尔透镜30准直后，准直光束的出射角度与法线的夹角在正负十度的范围内，此时处于预设角度范围内的准直光束处于镜头40的光锥角范围内，同时菲涅尔透镜30对调整光束进行了匀光处理。基于此，光调制器50对菲涅尔透镜30输出的准直光束调制后，最终形成的调制光束能均匀投射至镜头40，从而进一步提高光源10输出的光束的光束利用效率。其中，菲涅尔透镜30的焦距与光源10与光调制器50之间的距离呈正相关。

需要说明的是，菲涅尔透镜30可以采用有机材料，例如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)以及聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)等，并通过注塑成型的方法进行制备，在此不做限制。

本申请实施例通过使用的菲涅尔透镜30能够对自由曲面透镜20输出的光斑形状为目标形状的调整光束进行进一步出射角度的调整，得到光斑形状在光调制器50上与目标形状匹配的准直光束，从而进一步提升了光源10输出的光束的利用率，提升了光路系统1的显示效果。

请参阅图9，图9示出了本申请一实施例提供的微投设备2的结构示意图。如图9所示，本实施例提供的微投设备2包括壳体3以及上述的光路系统1，且该光路系统1设置于微投设备2的壳体3内。

请参阅图10，图10示出了本申请一实施例提供的智能车灯4的结构示意图。如图10所示，本实施例提供的智能车灯4包括壳体5以及上述的光路系统1，且该光路系统1设置于智能车灯4的壳体5内。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光路系统，其特征在于，所述光路系统包括：

一个或多个光源，用于输出光束；

一个或多个自由曲面透镜，设置于所述光束的光路上，每个所述自由曲面透镜对应于一个所述光源，所述自由曲面透镜用于调整所述光束的出射角度，并输出调整得到的调整光束，所述调整光束在所述自由曲面透镜的出光处形成与目标形状匹配的光斑；

菲涅尔透镜，设置于所述自由曲面透镜的出光处，所述菲涅尔透镜用于对所述调整光束进行准直，输出准直光束；以及

镜头，所述光束依次经过所述自由曲面透镜以及所述菲涅尔透镜的调整后，经由所述镜头投射于目标区域。

2.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述自由曲面透镜包括出光面和入光面，所述入光面与所述出光面中至少一面为自由曲面。

3.根据权利要求2所述的光路系统，其特征在于，所述自由曲面透镜的出光面为自由曲面，所述出光面每个轮廓点到所述入光面之间的距离与所述每个轮廓点对应的目标距离的差值处于预设差值范围内。

4.根据权利要求1所述的光路系统，其特征在于，所述光路系统还包括光调制器，所述光调制器设置于所述菲涅尔透镜与所述镜头之间，所述光调制器用于对所述准直光束进行调制，并输出调制得到的调制光束，所述目标形状为所述光调制器的形状，所述准直光束在所述光调制器上形成与所述目标形状匹配的光斑；

所述镜头用于透射所述调制光束，以在所述目标区域形成目标图像。

5.根据权利要求4所述的光路系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜的焦距与所述光源与所述光调制器之间的距离呈正相关，所述菲涅尔透镜用于对所述调整光束进行准直，所述准直光束的出射角度处于预设角度范围，所述预设角度范围内的所述准直光束处于所述镜头的光锥角范围内，以使所述光调制器对所述菲涅尔透镜输出的所述准直光束调制后，形成的所述调制光束能投射至所述镜头。

6.根据权利要求4所述的光路系统，其特征在于，所述菲涅尔透镜包括平整面和齿面，所述平整面朝向所述自由曲面透镜，所述齿面朝向所述光调制器。

7.根据权利要求1-6任一项所述的光路系统，其特征在于，所述自由曲面透镜的口径形状为矩形、圆形、椭圆形或六边形。

8.根据权利要求1-6任一项所述的光路系统，其特征在于，所述光源为发光二极管或激光器。

9.一种微投设备，其特征在于，所述微投设备包括壳体以及如权利要求1至8任一项所述的光路系统。

10.一种智能车灯，其特征在于，所述智能车灯包括壳体以及如权利要求1至8任一项所述的光路系统。