CN212255878U - 一种抬头显示*** - Google Patents

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方涛
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Abstract

本实用新型提供了一种抬头显示***，其中包括：多个光源、微透镜阵列和反射成像装置，多个光源通过电场激发产生光线，多个光源按照预设规则排列；微透镜阵列将多个光源发出光线的主光轴汇聚至预定范围，反射成像装置设置在微透镜阵列远离光源的一侧，多个光源发出的光线经过微透镜阵列后，出射至反射成像装置并在反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至观察区域。通过本实用新型实施例提供的抬头显示***，可以将光源发出的具有一定发散角度的光线朝向同一方向，从而可以提高光源出射光线的利用率和光线亮度，在同等亮度的要求下，本实用新型提供的抬头显示***在较小的功耗下即可形成高亮度的图像，可以提高光线的利用率。

Description

一种抬头显示***
技术领域
本实用新型属于光学显示技术领域，具体涉及一种抬头显示***。
背景技术
HUD(head up display)是通过反射式的光学设计，将图像源发出的光线最终投射到成像窗(成像板、挡风玻璃等)上，驾驶员无需低头就可以直接看到画面，避免驾驶员在驾驶过程中低头看仪表盘所导致的分心，提高驾驶安全系数，同时也能带来更好的驾驶体验。
目前，HUD通过成像窗显像的画面亮度较低，在光线较强烈的情况如日光直射下，往往难以看清HUD图像。而保证HUD在挡风玻璃上显示成像的亮度，就需要提高HUD图像源亮度。传统的HUD设计基本采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)作为图像源，而LCD图像源对光源光线的利用率很低，因此通过提高图像源的亮度来保证HUD显示成像的亮度，就会导致图像源的功耗提高，进而导致功耗增加和发热量大等问题，这些都限制了HUD的进一步推广应用。因此，亟需一种能够在较小功耗下就可实现高亮度画面显示的HUD设计。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种抬头显示***，包括：
多个光源，所述多个光源通过电场激发产生光线，所述多个光源按照预设规则排列；
微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个所述微透镜对应一个或多个所述光源，并调整与其对应的一个或多个所述光源发出的光线的主光轴方向；
所述微透镜阵列将所述多个光源发出光线的主光轴汇聚至预定范围；
反射成像装置，所述反射成像装置设置在所述微透镜阵列的远离所述光源的一侧，所述多个光源发出的光线经过所述微透镜阵列后，出射至所述反射成像装置并在所述反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至观察区域。
可选的，在另一种实施例中，所述预设规则包括所述多个光源沿第一方向和第二方向展开排列，且所述第一方向与所述第二方向不同。
可选的，在另一种实施例中，所述微透镜包括聚光微透镜。
可选的，在另一种实施例中，所述聚光微透镜为凸透镜，所述凸透镜与所述光源一一对应地设置于所述光源的出光方向上。
可选的，在另一种实施例中，所述凸透镜的主轴与所述对应光源发出光线的主光轴不重合。
可选的，在另一种实施例中，所述聚光微透镜包括第一柱面透镜，所述第一柱面透镜对应地设置在所述沿第一方向展开排列的多个光源的出光方向上。
可选的，在另一种实施例中，所述沿第一方向展开排列的多个所述光源的主光轴所在的平面为第一平面；所述第一柱面透镜的主轴与所述第一平面不完全重合。
可选的，在另一种实施例中，所述聚光微透镜还包括第二柱面透镜，所述第二柱面透镜设置在所述第一柱面透镜与所述反射成像装置之间，且所述第二柱面透镜的主轴与所述第一柱面透镜的主轴垂直。
可选的，在另一种实施例中，所述多个光源包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管中的至少一种。
可选的，在另一种实施例中，所述发光二极管的外形为圆形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为三角形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为矩形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为六边形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为八边形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为圆形或八边形，所述多个发光二极管紧密排列，且每四个所述发光二极管之间的空隙中额外设置大小与所述空隙尺寸相匹配的发光二极管；
或多个所述发光二极管按照第一畸变形态排布，所述第一畸变形态与所述反射成像装置的第二畸变形态呈相反且对应的关系。
可选的，在另一种实施例中，所述抬头显示***还包括弥散元件；所述弥散元件设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述微透镜阵列出射的光线经过所述弥散元件后扩散，扩散后的光线出射至所述反射成像装置。
可选的，在另一种实施例中，所述弥散元件包括衍射光学元件和散射光学元件中的至少一种。
可选的，在另一种实施例中，所述弥散元件将所述微透镜阵列出射的光线转变为具有预设截面形状的光束。
可选的，在另一种实施例中，所述抬头显示***还包括发光控制单元；所述发光控制单元与所述多个光源电连接，所述发光控制单元控制所述多个光源的开关状态并形成图像光线。
可选的，在另一种实施例中，所述抬头显示***还包括光线阻隔元件；所述光线阻隔元件设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述光线阻隔元件限制所述微透镜阵列出射光线的出射角度。
可选的，在另一种实施例中，所述抬头显示***包括多个微透镜阵列；每个所述微透镜阵列将与其对应的多个所述光源发出光线的主光轴汇聚至不同的预定范围；不同所述微透镜阵列出射光线至所述反射成像装置，并在所述反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至不同的观察区域。
可选的，在另一种实施例中，还包括：立体视觉形成层，所述立体视觉形成层设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述立体视觉形成层将经过其的光线分别出射至第一位置和第二位置。
可选的，在另一种实施例中，所述立体视觉形成层包括：多个间隔设置的阻挡单元；所述阻挡单元与所述微透镜阵列之间设有预设距离。
可选的，在另一种实施例中，所述立体视觉形成层包括分光透镜层；所述分光透镜层包括多个分光透镜。
可选的，在另一种实施例中，所述抬头显示***还包括至少一个反射元件；所述反射元件设置在所述微透镜阵列与所述反射成像装置之间；所述反射元件包括曲面反射元件和平面反射元件中的至少一种。
本实用新型实施例提供的上述方案中，通过设置多个光源及微透镜阵列，通过微透镜阵列将多个光源发出光线的主光轴汇聚至预定范围，聚集后的光线出射至反射成像装置并在反射成像装置表面发生反射形成图像；可以将光源发出的具有一定发散角度的光线朝向同一方向，从而可以提高光源出射光线的利用率和光线亮度，在同等亮度的要求下，本实施例提供的抬头显示***在较小的功耗下即可形成高亮度的图像，可以减小功耗。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
图1示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第一结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第二结构示意图；
图3a示出了本实用新型实施例提供的光源按照预设规则排列的第一示意图；
图3b示出了本实用新型实施例提供的光源按照预设规则排列的第二示意图；
图4示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第三结构示意图；
图5示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第四结构示意图；
图6示出了本实用新型实施例提供的多个光源与柱面透镜对应设置的示意图；
图7示出了本实用新型实施例提供的多个光源主光轴所在的第一平面的示意图；
图8a示出了本实用新型实施例提供的多个光源主光轴所在的第一平面与柱面透镜的主轴位置关系的第一示意图；
图8b示出了本实用新型实施例提供的多个光源主光轴所在的第一平面与柱面透镜的主轴位置关系的第二示意图；
图8c示出了本实用新型实施例提供的多个光源主光轴所在的第一平面与柱面透镜的主轴位置关系的第三示意图；
图9示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第五结构示意图；
图10示出了本实用新型实施例提供的第一柱面透镜和第二柱面柱面透镜的示意图；
图11a示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第一排布示意图；
图11b示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第二排布示意图；
图12a示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第三排布示意图；
图12b示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第四排布示意图；
图13a示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第五排布示意图；
图13b示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第六排布示意图；
图14示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第七排布示意图；
图15a示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第八排布示意图；
图15b示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***发光二极管的第九排布示意图；
图16a示出了本实用新型实施例提供的图像源反射成畸变虚像的成像示意图；
图16b示出了本实用新型实施例提供的图像源消除畸变反射成像的第一成像示意图；
图16c示出了本实用新型实施例提供的图像源消除畸变反射成像的第二成像示意图；
图17示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第六结构示意图；
图18示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第七结构示意图；
图19a示出了本实用新型实施例提供的弥散元件弥散光线的第一原理示意图；
图19b示出了本实用新型实施例提供的弥散元件弥散光线的第二原理示意图；
图20示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第八结构示意图；
图21示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第九结构示意图；
图22示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十结构示意图；
图23示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十一结构示意图；
图24示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十二结构示意图；
图25示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十三结构示意图；
图26示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十四结构示意图；
图27示出了本实用新型实施例提供的抬头显示***的第十五结构示意图。
附图标记：10-光源、20-微透镜阵列、30-反射成像装置、201-微透镜、100-预定范围、200-观察区域、300-虚像、2011-凸透镜、2012-第一柱面透镜、2013-第二柱面透镜反射导光体、1001-预定范围镜像位置、2001-观察区域镜像位置、101-发光二极管、1002-扩散预定范围、2002-扩散观察区域、40-弥散元件、50-发光控制单元、60-光线阻隔元件、70-立体视觉形成层、701-阻挡层、7011-阻挡单元、702-分光透镜层、80-反射元件、801-曲面反射元件、802-平面反射元件、1-图像源。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例作更进一步的说明。
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
需要说明的是，为了描述上的简洁和直观，下文通过描述若干代表性的实施方式来对本实用新型的方案进行阐述。实施方式中大量的细节仅用于帮助理解本实用新型的方案。但是很明显，本实用新型的技术方案实现时可以不局限于这些细节。为了避免不必要地模糊了本实用新型的方案，一些实施方式没有进行细致地描述，而是仅给出了框架。下文中，“包括”是指“包括但不限于”，“根据……”是指“至少根据……，但不限于仅根据……”。“第一”、“第二”等仅用于对特征的指代，而并不意图对该特征进行任何限制、例如顺序上的限制。由于汉语的语言习惯，下文中没有特别指出一个成分的数量时，意味着该成分可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。
本实施例提供一种抬头显示***，参见图1所示，包括：多个光源10，多个光源10通过电场激发产生光线，多个光源10按照预设规则排列；微透镜阵列20，微透镜阵列20包括多个微透镜201，每个微透镜201对应一个或多个光源10，并调整与其对应的一个或多个光源10发出的光线的主光轴方向；微透镜阵列20将多个光源10发出光线的主光轴汇聚至预定范围100；反射成像装置30，反射成像装置30设置在微透镜阵列20的远离光源10的一侧，多个光源10发出的光线经过微透镜阵列20后，出射至反射成像装置30并在反射成像装置30表面发生反射，反射光线出射至观察区域200。
本实施例中，光源10通过电场激发产生光线，光源10可以为点光源，即光源10发出的光线具有一定的发散角度，光线射向不同的方向。本实施例通过设置微透镜阵列20，可调整多个光源10发出的光线的主光轴方向，并将主光轴汇聚至预定范围，从而对光线的传播方向进行改变。被聚集后的光线再经反射成像装置30反射，反射后的光线到达观察区域200，使得眼睛位于观察区域200处的观察者可以看到虚像300，虚像300是多个光源10按照预设规则排列形成的图像经反射成像装置30后以反射成像装置所成的虚像。具体的，观察者可为驾驶员或乘客，此时可以根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)，该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到HUD图像的区域。此时，只需要上述的观察区域200可以覆盖该眼盒区域即可；优选地，观察区域200的尺寸与眼盒范围接近，恰好覆盖眼盒范围。本实施例中，眼盒区域及观察区域200均具有一定的尺寸，即使观察者双眼相对于眼盒区域的中心偏离一定距离，如上下、左右移动一定距离，只要观察者双眼仍处于眼盒区域内，观察者仍然可以看到HUD的图像。
图2示出了本实施例抬头显示***具体的工作原理，为方便解释说明，图1及图2中均以平面面形的反射成像装置30为例进行说明。抬头显示***包括多个光源10，光源10具体可以为电致发光器件，如发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)、迷你发光二极管(Mini LED)、微发光二极管(Micro LED)、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、LED冷光源(ColdLED Light，CLL)、电激发光(Electro Luminescent，EL)、电子发射(Field EmissionDisplay，FED)或量子点光源(Quantum Dot,QD)等；多个光源10按照预设规则排列后，可以形成图像光线，比如顺序排列的LED阵列，利用可以发出不同亮度的LED阵列，可以形成灰度图像；若LED为彩色LED，其可以发出红光、绿光或蓝光，则通过控制LED的通断以及发光亮度，可以形成彩色图像。优选地，光源10可为Mini LED或Micro LED,多个光源10排列后形成的图像更加清晰细腻，分辨率更高，能耗更低。
图2中以实线箭头代表光源10发出光线的主光轴方向，主光轴方向通过光源10能量分布的中心，指向光源10光强最大的方向；主光轴方向具体也可以是光源10光强分布对称轴的方向，一般为光源10发出光线的中心轴方向；主光轴的方向代表了光线传播的主要方向，主光轴方向和接近主光轴方向的光线的光强大于其他方向光线的光强。图2中每个微透镜201对应一个光源10，光源10发出光线的主光轴方向为光源10的中心轴方向，经过微透镜201后发生改变，以图2中最左侧的光源10发出光线的主光轴方向A为例进行说明，光线经过微透镜后，主光轴的方向发生改变，由A变为A1，多个微透镜201则分别改变与其对应的光源发出光线的主光轴方向，因此多个光源10发出的光线经过微透镜阵列20后，多个主光轴方向改变并汇聚至预定范围100。可以理解，预定范围可以是一个点，也可以是一个较小的区域，本实施例对此不做限定。图2中以多个光源10的主光轴汇聚至一较小区域为例进行说明，当存在反射成像装置30时，多个主光轴汇聚至预定范围100；当不存在反射成像装置30时，主光轴A1沿图中所示的虚线方向，多个主光轴仍会汇聚至一定范围内，可以理解，此范围是预定范围100相对于反射成像装置30的镜像位置1001，该镜像位置1001可以认为是预定范围100相对于反射成像装置30所成虚像的位置。也即，本实施例中所述微透镜阵列20将多个光源10发出光线的主光轴汇聚至预定范围100，是指微透镜阵列20将多个光源10发出光线的主光轴汇聚并经反射成像装置30反射后汇聚至预定范围100。
光源10发出的其他的相对于主光轴方向具有一定角度的光线经过微透镜201后也会改变方向，微透镜阵列20将多个光源10发出的光线聚集，图2中以光源10出射的与主光轴方向存在一定角度的光线B(图中虚线箭头)为例进行示意，光线B经过微透镜阵列20后，光线传播方向发生改变，聚集至观察区域200。可以理解，光源10发出的与主光轴方向相同或接近的光线经过微透镜阵列后，主光轴方向改变，这部分光线会汇聚至预定范围100；而与主光轴方向存在一定角度的光线经过微透镜阵列20后，会聚集至观察区域200，图2中以长方形区域进行示意，但并不代表观察区域200的形状为长方形。应当理解，观察区域200包含且大于预定范围100，多个光源10发出的光线都会聚集在观察区域200的范围内，主光轴聚集在观察区域内的预定范围100，因此观察区域200内非预定范围100的区域内的光线强度会小于预定范围100内的光线强度。当存在反射成像装置30时，光源10发出的光线汇聚至观察区域200；当不存在反射成像装置30时，光源10发出的光线仍会汇聚至一定范围，可以理解，此范围是观察区域200相对于反射成像装置30的镜像位置2001，该镜像位置2001可以认为是观察区域200相对于反射成像装置30所成虚像的位置。具体的，微透镜201包括聚光微透镜，聚光微透镜可将光线聚集，聚光微透镜包括但不限于凸透镜、菲涅尔透镜或柱透镜，还包括具有聚光效果透镜的组合，如以上几种透镜的组合或以上几种透镜与凹透镜的组合；微透镜的直径包括毫米量级、微米量级或纳米量级，如微透镜的直径为10-1000nm或1-1000μm或1-100mm。
反射成像装置30设置在微透镜阵列20远离光源10的一侧，多个光源10发出的光线经过微透镜阵列20后，出射至反射成像装置30并在反射成像装置30表面发生反射，反射光线出射至观察区域200，使得观察者(如驾驶员、乘客等)的双眼位于观察区域200处时可以观看到HUD图像。为方便说明，本实用新型实施例及说明书附图中以反射成像装置为平面进行示意说明，微透镜阵列20出射的光线经反射成像装置30反射后到达观察区域200，使得眼睛处于观察区域200的观察者可以观看到图像，此时观察者观看到的像是反射成像装置30以反射成像的方式所成的虚像。具体的，观察者可为驾驶员或乘客，此时可以根据实际需求预设观察者需要观看成像的区域，即眼盒区域(eyebox)，该眼盒区域是指观察者双眼所在的、可以看到HUD图像的区域，此时，只需要上述的观察区域200可以覆盖眼盒区域即可；进一步地，可以设置预设范围100与眼盒区域重合，这样双眼在眼盒范围内的观察者就可以看到更高亮度的图像。本实施例中，眼盒区域具有一定的尺寸，即使观察者双眼相对于眼盒区域的中心偏离一定距离，如上下、左右移动一定距离，只要观察者双眼仍处于眼盒区域内，观察者仍然可以看到HUD的图像。在实际应用中，反射成像装置30可以具有带弧度的曲面面形，其成像原理与图2所示的类似，此处不做赘述。本领域技术人员应当理解，曲面的反射成像装置30如挡风玻璃，在不同的位置观察，虚像的位置是不固定的，因此当反射成像装置30为带有弧度的挡风玻璃或成像窗时，本实施例中的虚像是指从观察区域200处观察时所能看到的虚像，即虚像300的位置为观察者从观察区域200处观察时的虚像位置。
具体的，本实施例所述的抬头显示***安装在车辆等交通工具上，本实施例中的反射成像装置30可以是车辆的挡风玻璃；或者是贴在挡风玻璃上的透反膜；或者是透明材质，包括透明树脂、高分子透明材料或玻璃形成的成像窗，如组合式抬头显示***(Combiner-HUD，C-HUD)的成像窗。反射成像装置30具有透反的特性，不仅可以观察到经反射形成的虚像，车辆外部的光线也可以透过反射成像装置30并到达观察区域200，使得双眼位于观察区域200处的观察者也可以正常观看车辆外部的景象；本实施例中的多个光源10和微透镜阵列20可以设置在车辆的挡风玻璃下方、控制台的表面，进一步地，多个光源10和微透镜阵列20可以大面积设置，微透镜阵列20出射的光线经反射成像装置30反射后可形成大尺寸的图像，进一步提升抬头显示***的使用体验。
本实施例中，多个光源10通过排列形成图像，通过设置微透镜阵列20，可以将光源10发出的光线的主光轴聚集到预定范围100，即将多个光源10发出光线集中聚集至观察区域200，并在反射成像装置30表面发生反射形成图像，进而使得眼睛在光线聚集的观察区域200处的观察者能够观察到图像，且由于光线聚集，成像亮度更高，观察者可以观看到亮度更高的像，提高了光线利用率。
在本实用新型上述实施例的基础上，多个光源10按照预设规则排列，预设规则包括多个光源沿第一方向和第二方向展开排列，且第一方向与第二方向不同。具体的，参见图3a所示，第一方向与第二方向垂直，图3a为从光源10出光方向俯视的示意图，第一方向包括水平方向，光源10沿水平方向展开排列；第二方向包括垂直方向，光源10沿垂直方向展开排列，光源10通过沿垂直的第一方向和第二方向展开排列为面光源；第二方向还包括与第一方向不垂直的其他方向，如图3b所示，第二方向与第一方向不垂直，第二方向与第一方向之间存在夹角θ，θ∈(0,90°)，具体可为10°、20°、30°、45°或80°，光源10通过沿第一方向和第二方向展开排列，也可形成面光源。
在本实用新型上述实施例的基础上，聚光微透镜具体可为凸透镜2011，凸透镜2011与光源10一一对应的设置，如图1、图2及图4所示，每个光源10对应设置一个凸透镜2011，凸透镜2011设置在光源10的出光方向上，凸透镜2011调整与其对应的光源10发出光线的主光轴方向；具体的，凸透镜2011调整与其对应的光源10发出光线的主光轴方向，具体包括不改变光源10发出光线的主光轴方向和改变光源10发出光线的主光轴方向。
进一步地，凸透镜2011的主轴C与光源10发出光线的主光轴A不重合，凸透镜2011改变与其对应的光源10发出光线的主光轴方向。具体的，凸透镜的主轴(Main axis)是指通过凸透镜的光心且垂直于透镜的直线。本领域技术人员可以理解，与凸透镜主轴重合的光线经过凸透镜后，光线的传播方向不会发生改变，因此光源10发出光线的主光轴A如果与凸透镜2011的主轴重合，经过凸透镜2011后，主光轴A的方向不会发生改变，因此设置凸透镜2011的主轴与光源10发出光线的主光轴不重合，光线经过凸透镜2011后主光轴A的方向会发生改变，主轴C与主光轴A可以平行且不重合。可以理解，光源10发出的光线经过凸透镜2011后，所有的光源10发出的光线的主光轴方向均发生改变并聚集至预定范围100，如图1所示；部分光源10发出的光线的主光轴方向未改变，其余部分光源10发出光线的主光轴方向改变，主光轴聚集至预定范围100，如图4所示，虽然部分光源10发出光线的主光轴方向未改变，但最终会聚集至预定范围100，本实施例不限定每个光源10发出光线的主光轴经过微透镜阵列20后均会发生改变，主光轴聚集至预定范围100即可。可选的，凸透镜2011包括平凸透镜、双凸透镜或凹凸透镜，本实施例对此不做限定。
本实施例中，通过设置与光源10一一对应的凸透镜2011，通过凸透镜2011对光线的聚集作用，调整光源10出光线的主光轴方向，使得多个光源10发出光线的主光轴汇聚至预定范围100，多个光源10发出的光线经反射成像装置30反射后聚集至观察区域200，反射成像亮度更高，双眼处于观察区域200的观察者可以观看到亮度更高的成像，提高了光线利用率。
在本实用新型上述实施例的基础上，聚光微透镜包括第一柱面透镜2012，第一柱面透镜2012对应地设置在沿第一方向展开排列的多个光源10的出光方向上，第一柱面透镜调整与其对应的多个光源10发出光线的主光轴方向，如图5、图6所示，微透镜阵列20包括多个第一柱面透镜2012，第一柱面透镜对应地设置在沿第一方向展开排列的多个光源10的出光方向上；如图7所示，每个第一柱面透镜2012对应的沿第一方向展开排列的多个光源10发出光线的主光轴A所在的平面为第一平面，多个光源10发出的光线经过与其对应的第一柱面透镜后，主光轴聚集至预定范围100。具体的，柱面透镜2012调整与其对应的多个光源10发出光线的主光轴方向，具体包括不改变多个光源10发出光线的主光轴方向和改变多个光源10发出光线的主光轴方向。
进一步地，第一柱面透镜2012的主轴与第一平面不完全重合，第一柱面透镜2012改变与其对应的多个光源10发出光线的主光轴方向。具体的，参见图8a所示，第一柱面透镜的主轴为第一柱面透镜柱面的轴向子午线，本领域技术人员可以理解，经过轴向子午线的光线不会发生聚集程度的改变，也即光线的传播方向不会发生改变，因此如果第一平面与第一柱面透镜2012的主轴完全重合，即主轴在第一平面上，经过第一柱面透镜2012后，多个光源10发出光线的主光轴A的方向不会发生改变，因此设置第一柱面透镜2012的主轴与第一平面不完全重合，如图8a、8b所示，第一柱面透镜2012的主轴与第一平面平行但不重合，多个光源10发出的主光轴的方向会发生改变并聚集至预定范围100。可以理解，第一平面也可以与第一柱面透镜的主轴相交，如图8c所示，相交处对应的一个或多个光源10发出光线的主光轴经过第一柱面透镜2012的主轴，方向不会发生改变，但最终会聚集至预定范围100，本实施例不限定每个光源10发出光线的主光轴经过微透镜阵列20后均会发生改变，主光轴聚集至预定范围100即可。可选的，第一柱面透镜包括平凸柱面透镜、双凸柱面透镜、弯月柱面镜、柱交柱面镜、异形类柱面透镜和以上几种透镜组合中的一项或多项，即第一柱面透镜可为平凸柱面透镜、双凸柱面透镜、弯月柱面透镜、柱交柱面透镜、异形类柱面透镜及透镜组合(如平凸柱面透镜与弯月柱面透镜的组合)，本实施例对此不做限定。
本实施例中，通过设置与多个沿第一方向展开排列的光源10对应的第一柱面透镜2012，通过柱面透镜对光线的聚集作用，调整光源10出光线的主光轴方向，使得多个光源10发出光线的主光轴汇聚至预定范围100，使得多个光源10发出的光线聚集至一个观察区域200，反射成像亮度更高，双眼处于观察区域200的观察者可以观看到亮度更高的成像，提高了光线利用率；并且采用一个柱面透镜2012对应多个光源10的实施方式，在实际应用中更加简便易行，易于安装和拆卸操作。
在本实用新型上述实施例的基础上，聚光微透镜还包括第二柱面透镜2013，第二柱面透镜2013设置在第一柱面透镜2012与反射成像装置30之间，且第二柱面透镜2013的主轴与第一柱面透镜2012的主轴垂直。具体的，参见图9所示，第二柱面透镜2013设置在第一柱面透镜2012与反射成像装置30之间，从第一柱面透镜2012出射的光线经过第二柱面透镜2013后出射至反射成像装置30，并聚集至观察区域200；第二柱面透镜2013的主轴为第二柱面透镜柱面的轴向子午线。光源10出射的光线经过第一柱面透镜2012后，柱面透镜不会改变通过柱面透镜主轴的光线的方向和聚集程度，因此经过第一柱面透镜的光线，如图5所示，在垂直于第一柱面透镜2012主轴的方向上(也即柱面透镜的屈光力子午线方向)会改变光线的方向和聚集程度，因此在平行于第一柱面透镜2012主轴的方向上，光线不会聚集，多个光源10的主光轴聚集的预定范围100为长条型的区域，最终光线聚集的观察区域200也为长条形的区域；为了使光线聚集程度更高，进一步提高光线利用率，在第一柱面透镜2012与反射成像装置30之间设置第二柱面透镜2013，如图10所示，微透镜阵列20包括多个第一柱面透镜2012和多个第二柱面透镜2013，多个第二柱面透镜2013与多个第一柱面透镜2012堆叠设置，且第二柱面透镜2013的主轴与第一柱面透镜2012的主轴相互垂直，将第一柱面透镜2012无法改变方向和聚集程度的部分光线再通过第二柱面透镜2013进行聚集，两次聚集后的光线汇聚至观察区域200，进一步提高了光线聚集程度，进而提高了光线利用率。
本实施例中，微透镜阵列20通过设置包括多个主轴相互垂直的第一柱面透镜2012和第二柱面透镜2013，通过第一柱面透镜和第二柱面透镜在不同方向上对光线的聚集作用，调整光源10出光线的主光轴方向，使得多个光源10发出光线的主光轴汇聚至预定范围100，多个光源10发出的光线聚集至一个观察区域200，反射成像亮度更高，双眼处于观察区域200的观察者可以观看到亮度更高的成像，进一步提高了光线利用率；并且采用柱面透镜对应多个光源10的实施方式，在实际应用中更加简便易行，易于安装和拆卸操作。
在本实用新型上述实施例的基础上，光源10包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管中的至少一种，如发出红光谱带的砷化镓二极管、发出绿光谱带的磷化镓二极管，发出黄光谱带的碳化硅二极管和发出蓝光的氮化镓二极管；在一个优选的实施方式中，光源10由红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管组成，通过控制LED的通断以及发光亮度，可以形成彩色图像。
优选地，本实施例中光源10发出的光线为窄带光，窄带具体是指光线波长谱带的半高宽(Full width at half maximum,FWHM)小于或等于60nm，优选地，谱带的半高宽小于或等于30nm，更优选地，谱带的半高宽小于或等于10nm。如光源10为红色发光二极管，光源10发出的窄带光的峰值位于590nm-690nm的区间范围内；光源10为绿色发光二极管，光源10发出的窄带光的峰值位于500nm～580nm的区间范围内；光源10为蓝色发光二极管，光源10发出的窄带光的峰值位于400nm～470nm区间范围内。可以理解，为了HUD可以显示彩色的图像，多个光源10包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管，在一个优选的实施方式中，光源10发出的红色窄带光在630nm±10nm，绿色窄带光在540nm±10nm，蓝色窄带光在450nm±10nm(蓝色)这三个波段；可以理解，发出窄带光的多个光源10排列形成图像，可以形成更宽的光谱色域，图像更加鲜艳多彩。
进一步地，光源10为发光二极管101，多个发光二极管紧密排列。可以理解，发光二极管一般为点光源，如果分散排列，多个发光二极管101之间存在间隙，最终观察到的图像会有较强的颗粒感，因此将多个发光二极管101紧密排列，可以提高空间利用率，还可提供良好的观看体验。本实施例中的“紧密排列”指的是排列后，发光二极管101之间可以不存在空隙或空隙很小。
具体的，通过设计发光二极管的外形，可实现发光二极管的紧密排列。本实施例中的“发光二极管的外形”，具体是指发光管二极管出光面的形状特征。发光二极管101的外形为三角形(优选为正三角形)、四边形(如菱形、矩形等)或六边形(优选为正六边形)时，可以实现完全紧密堆积排列。可选的，如图11a和图11b所示，发光二极管101的外形为圆形，且多个发光二极管101紧密排列，多个发光二极管之间会有较大的空隙；参见图12a和图12b，示出了三角形外形的发光二极管101完全紧密排列的两种形式，发光二极管101的外形为三角形，且多个发光二极管101完全紧密排列，没有空隙；参见图13a和图13b，示出了矩形外形的发光二极管101完全紧密排列的两种形式，发光二极管101的外形为矩形，且多个发光二极管101完全紧密排列；参见图14，发光二极管101的外形为正六边形，且多个发光二极管101完全紧密排列。
可选的，发光二极管101的外形还可为八边形(优选为正八边形)，且多个发光二极管101紧密排列；进一步地，由于八边形不能实现完全紧密排列，在多个发光二极管101的空隙之间可以再利用小的发光二极管填充。具体的，如图15a和图15b所示，多个发光二极管101之间的空隙中额外设置大小与空隙相匹配的发光二极管101。其中，填充空隙的发光二极管101可以为任意形状，图中以其也为八边形为例进行说明。
可选的，反射成像装置30为交通工具上的挡风玻璃或C-HUD的透明成像窗时，挡风玻璃和成像窗往往不是平面的，其具有一定的弧度，直接借助挡风玻璃或成像窗反射成像会存在畸变的问题。本实施例中多个发光二极管101按照第一畸变形态排布，该第一畸变形态与反射成像装置30的第二畸变形态呈相反且对应的关系。具体的，反射成像装置30的第二畸变形态，是指抬头显示***的图像源1通过反射成像装置30反射成像时，虚像的畸变形态；图像源1包括多个光源10和微透镜阵列20等，图像源1出射图像光线。
具体参见图16a和图16b所示，为方便描述，以图像源1代替多个光源10和微透镜阵列20等进行解释说明。图像源1在反射成像装置30上反射成像，但是由于带有弧度的反射成像装置30具有第二畸变形态，故该虚像是畸变的虚像，图16a中反射成像装置30上的网格图形表示畸变的虚像。本实施例根据反射成像装置30的第二畸变形态来确定与其呈对应且相反关系的第一畸变形态，并按照第一畸变形态排布图像源1中的多个发光二极管101，例如排布每个发光二极管101的位置，以消除反射成像装置30带来的畸变。具体参见图16b所示，本实施例中的图像源1中的发光二极管101按照第一畸变形态来排布，图16b中图像源1中的每个网格表示一个发光二极管101或图像源1的一个像素单元，从而通过反射成像装置30可以形成不存在畸变的虚像，图16b中反射成像装置30上的网格图形表示不存在畸变的虚像。
可选的，当发光二极管101按照正常排列方式规则排布时，例如按照图11a至图15b中的一种排列方式排列，可以将图像源1本身发出的图像设为具有第一畸变形态的图像，从而在反射成像装置30上也可以形成不存在畸变的虚像，具体参见图16c所示。
本实施例中，通过设置发出不同颜色光线的发光二极管101，可实现单色或多色显示，可观察到单色或彩色的HUD图像；进一步设置发光二极管101的形状，可实现多个发光二极管101的紧密排列，可以提高空间利用率，提升图像显示质量，提供良好的观看体验；通过对发光二极管按照特定的排列方式进行排列，可以消除因有弧度的反射成像装置30造成的成像畸变，使得抬头显示***的成像更加规则，提升抬头显示***的使用体验。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***还包括弥散元件40。在上述实施例的基础上，微透镜阵列20虽然可以将多个光源10发出的光线聚集，经反射成像装置30反射后光线出射至观察区域200，但因为主光轴方向的光线光强较大，这部分光线汇聚至预定范围100，因此观察区域200内非预定范围100的区域内的光线强度会小于预定范围100内的光线强度，边缘部位的亮度相对较弱。本实施例中通过设置弥散元件40来均匀光线亮度，如图17所示，光源10发出光线的主光轴A经过微透镜阵列20后改变方向为A1，再经过弥散元件40后光线以偏离原主光轴A1方向的预设扩散角度进行扩散，图中的A2、A3表示沿偏离原主光轴A1方向的预设扩散角度扩散的光线，扩散后的光线汇聚至扩散预定范围1002，扩散区域1002的面积大于预设区域100；与主光轴方向光线扩散的原理类似，光源10出射的与主光轴方向存在一定夹角的、最终汇聚至观察区域200内非预定范围100的区域内的光线经过弥散元件40后也会以偏离原传播方向的预设扩散角度扩散。因此经过弥散元件40对光线的扩散作用，最终光线会扩散并聚集至扩散观察区域2002，区域内的光线经过扩散后，强度会均匀分布，如图18所示。弥散元件40具体可以是成本较低的散射光学元件，如匀光片、扩散片等，或者，弥散元件40也可以为对扩散效果控制更加精确的衍射光学元件(DiffractiveOptical Elements,DOE)，例如光束整形片(Beam Shaper)等；其中，光线透过匀光片等散射光学元件时会发生散射，光线会透射至许多不同的角度，还会发生少量的衍射，但光线的散射起主要作用，形成的光斑较大；而衍射光学元件通过在表面设计特定的微结构，主要通过衍射起到光扩束作用，光斑较小，且光斑的大小和形状可控。可以理解，光线经过弥散元件40后，扩散光束的预设截面形状即对应扩散观察区域2002的形状。
进一步地，弥散元件40将微透镜阵列20出射的光线转变为具有预设截面形状的光束，本实施例中，弥散元件40具体为衍射光学元件，光线经过弥散元件40后扩散的光束在垂直于主光轴传播方向的截面具有特定的形状，可选的，光束的预设截面形状包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形或长方形，如图19a示出了光线经过具体为衍射光学元件的弥散元件40之后，光线弥散并形成预设截面形状，图19a以预设截面形状为矩形为例说明。
更进一步地，弥散元件40还可以为分离式的弥散元件，即弥散元件40可将经过其的光线分散至多个范围，每个范围的形状包括但不限于线形、圆形、椭圆形、正方形或长方形，扩散后的每个范围的形状可以相同或者不同。如图19b所示，光线经过分离式的弥散元件40之后，可以弥散至多个区域，每个区域对应一个扩散观察区域2002；图19b中以光线弥散至两个矩形区域为例说明。
本实施例中，抬头显示***通过设置弥散元件，对光线起到弥散作用，可以均匀光线亮度，使得在观察区域内抬头显示***的成像亮度均匀，提升了使用体验。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***还包括发光控制单元50，发光控制单元50与多个光源10电连接，发光控制单元50控制多个光源10的开关状态并形成图像，如图20所示。具体的，发光控制单元50通过传输数字信号将光源10点亮，通过控制光源10的开光状态，形成单色或彩色的图像，并发出图像光线。发光控制单元50具体包括发送端、接收端和处理器，其中接收端通过有线或无线的方式接收数字信号，处理器将数字信号转换为控制光源10的控制信号，再通过与光源10之间的电连接，通过电路如导线进行控制信号的传输，实现对光源10的控制，进而形成图像。优选地，发光控制单元50可为发光二极管显示屏控制器，光源10为发光二极管，通过光源10的排列和控制器实现发光二极管的开关，进而形成图像。
本实施例中，抬头显示***通过设置发光控制单元，实现对多个光源10开关状态的控制，形成图像并发出图像光线，使得抬头显示***实现图像信息显示。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***还包括光线阻隔元件60，光线阻隔元件设置在微透镜阵列20远离光源10的一侧，限制微透镜阵列20出射光线的出射角度。本实施例中，光线阻隔元件60包括多个设有预设高度的光线阻隔栅栏，通过多个凸起的光线阻隔栅栏形成栅栏阵列，来物理阻挡光线在某些方向的传播。通过设计光线阻隔栅栏的高度和宽度，可以限制观测者可看到光线的角度。如图21所示，通过光线阻隔元件60将微透镜阵列20射出的光线限制在角度α内，从而形成了可观察区域；即人眼eye-1位于可观察区域内，此时可以看到图像光线，但是人眼eye-2位于可观察区域之外，使得人眼eye-2并不能看到图像光线。本实施例中，光线阻隔层60可以是一层栅栏阵列，该栅栏阵列可以是水平方向，或是垂直方向，或是任意角度，这样只有与栅栏平行的方向的光才可以透过。光线阻隔层60的可视角度可以是48度、60度、75度，或是其他所需的任意角度。此外，光线阻隔层60可以是两层栅栏阵列正交堆叠，或是两层栅栏成一定角度错开的堆叠。每一层的栅栏阵列可以是水平方向，或是垂直方向，或是任意角度。可视角度可以是45度，60度，75度，或是其他所需的任意角度。具体的，光线阻隔层60可以为防窥光栅。
可选的，光线阻隔件60还包括光线散射层，光线散射层可防止外部环境光线在光线阻隔元件60表面反射产生眩光，进而影响正常的驾驶。光线散射层设置在光线阻隔层60远离微透镜阵列20的一侧，光线散射层用于散射外部环境光线。本实用新型实施例中，在光线阻隔层80的外侧增设光线散射层可以散射外部的环境光线，例如太阳光等，从而可以防止外部太阳光照射在光线阻隔层60表面引起的眩光。具体的，光线散射层和光线阻隔层60可一体成型，如磨砂式防窥光栅。
本实施例中，在微透镜阵列20的外表面增设光线阻隔层60，可以限制光线出射的角度，例如将没有该光线阻隔层60的图像源1设置在车辆的控制台表面，这样驾驶员可能会同时看到图像源1和挡风玻璃反射后的虚像，影响驾驶员驾驶车辆。而该光线阻隔层60可以使光线只朝向挡风玻璃的方向出射，即从驾驶员的角度无法看到图像源1本身的图像，从而在用户驾驶车辆时，可以避免因抬头显示***屏幕成实像时的亮度影响用户的视野，或者对用户造成眩晕，可以提高驾驶时的安全性。进一步地，还可增设光线散射层，避免外部光线如太阳光反射产生眩光，进一步提高了驾驶安全性。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***包括多个微透镜阵列20，每个微透镜阵列20将与其对应的多个光源10发出光线的主光轴汇聚至不同的预定范围100,不同微透镜阵列20出射光线至反射成像装置30，并在所述反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至不同的观察区域200。具体的，参见图22所示，对于多个观察者的情况，当采用多个微透镜阵列20时，其成像示意图参见图22所示，图22中两个微透镜阵列20形成两个观察区域200，可分别对应不同的观察者，如分别对应司机和乘客即两个眼盒范围。可以理解，两个微透镜阵列20各自对应的多个光源10，可显示相同或不同的内容，从而实现多视角同时观察。
本实施例中，通过设置多个微透镜阵列20，将微透镜阵列20各自对应的多个光源10的光线聚集至不同的观察区域200，可实现多视角成像，双眼处于不同观察区域200的用户可以同时看到不同或相同的图像，进一步提高了抬头显示***的实用性和使用体验。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***还包括立体视觉形成层70，立体视觉形成层70设置在微透镜阵列20远离光源10的一侧，立体视觉形成层70将经过其的光线分别出射至第一位置和第二位置，如图23所示。
具体的，第一位置和第二位置分别为用户的左眼和右眼，立体视觉形成层70包括阻挡层701，阻挡层701包括多个间隔设置的阻挡单元7011，阻挡单元7011与微透镜阵列20之间设有预设距离，如图24所示。为方便描述，图24及图25中均以图像源1代替微透镜阵列20及多个光源10等进行解释说明。图24中，以图像源1对应6个像素单元、阻挡层701包含5个阻挡单元7011为例说明，每个像素单元包括至少一个光源10发出的光线。如图所示，由于阻挡层701与图像源1之间存在间隔，阻挡层701可以阻挡光线，故图像源1对应的部分像素单元(R1、R2、R3)发出的光线不能到达左眼位置，故左眼只能观看到像素单元L1、L2、L3发出的光线；同理，右眼只能观看到像素单元R1、R2、R3发出的光线。因此，阻挡层701可以将图像源1对应的像素单元分为两部分，一部分像素单元发出的光线只能到达左眼位置，比如像素单元L1、L2、L3；而另一部分像素单元发出的光线只能到达右眼位置，比如像素单元R1、R2、R3。通过图像源1对应的不同像素单元显示具有视差的两种图像，从而使得左眼观看的图像和右眼观看的图像存在视差，进而实现立体视觉成像。其中，阻挡层701中每个阻挡单元7011的大小、以及阻挡单元7011之间的位置是经过精密计算后特殊设计，进而在特定位置可以成像。该方式不需要观察者佩戴特殊眼睛即可观看立体视觉图像，但是需要观察者在特定的位置才能观看到比较好的3D成像效果。
可选的，阻挡层701的阻挡单元7011包括液晶或光栅；当阻挡单元7011为液晶时，可通过控制液晶的工作状态实现2D图像或立体视觉图像显示的切换，具体的，当观察者需要观看2D图像时，阻挡层701的液晶工作，此时的像素单元正常显示2D图像。当观察者需要观看立体视觉图像时，阻挡层701的液晶不工作，像素单元显示具有视差的图像，使得观察者在特定位置可以观看到立体视觉图像。
或者，第一位置和第二位置分别为用户的左眼和右眼，立体视觉形成层70包括分光透镜层702，分光透镜层702包括多个分光透镜，分光透镜具体可为柱面透镜。具体的，参见图25所示，分光透镜层702包括多个竖直设置的柱面透镜，且每个柱面透镜至少覆盖两个不同列的图像源1的像素单元；柱面透镜用于将一列的像素单元发出的光线射向第一位置、将另一列的像素单元发出的光线射向第二位置，从而可以实现立体视觉成像。图25中图像源1对应12列像素单元，分光透镜层702包含6个柱面透镜，每个柱面透镜覆盖两列像素单元，如图25中最上面的柱面透镜覆盖像素单元R1和L1。基于柱面透镜的折射特性，通过设置柱面透镜的曲面，可以使得一列像素单元发出的光线经过柱面透镜后射向第一位置，比如像素单元R1发出的光线射向右眼位置；同时使得另一列像素单元发出的光线经过柱面透镜后射向第二位置，比如像素单元L1发出的光线射向左眼位置。通过精确设置柱面透镜的形状，可以使得部分像素单元发出的光线射向某个位置，并使得另一部分像素单元发出的光线射向另外一个位置。即如图25所示，像素单元R1、R2、R3、R4、R5、R6等发出的光线可以汇聚至右眼位置，像素单元L1、L2、L3、L4、L5、L6等发出的光线可以汇聚至左眼位置，进而使得观察者在特定位置观看到立体视觉的图像。
本实施例中，通过设置立体视觉形成层70，可实现立体视觉显示，双眼处于第一位置和第二位置的用户可以看到立体视觉的图像，进一步提高了抬头显示***的实用性和使用体验。
在本实用新型上述实施例的基础上，抬头显示***还包括至少一个反射元件80；反射元件80设置在微透镜阵列20与反射成像装置30之间，反射元件80包括曲面反射元件801和平面反射元件802中的至少一种。具体的，反射元件80设置在微透镜阵列20与反射成像装置30之间，是指反射元件80设置在微透镜阵列20出射的图像光线的光路上。为方便解释说明，图26及图27中以图像源1代替微透镜阵列20和光源10等。具体的，反射元件80可为曲面反射元件801，通过设置曲面反射元件801，可增加抬头显示***虚像的成像距离，同时曲面反射元件801还可对图像起到一定的放大作用，如图26所示；反射元件80还包括平面反射元件802，增加平面反射元件802可对光路起到折叠作用，减小抬头显示***的体积，增加装置的适用性，如图27所示。进一步地，曲面反射元件801可为自由曲面镜，平面反射元件802可为平面铝镜或平面介质膜反射镜，本实施例对此不做限制。
本实施例中，反射元件80将光线反射至反射成像装置30处，其中曲面反射元件801内凹的反光面可以扩大图像源1的成像区域，即使图像源1的尺寸不大，也可以使得抬头显示***在形成尺寸较大的虚像；平面反射元件802还可进一步压缩抬头显示***的体积，方便抬头显示***的安装使用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (20)

1.一种抬头显示***，其特征在于，包括：
多个光源，所述多个光源通过电场激发产生光线，所述多个光源按照预设规则排列；
微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个所述微透镜对应一个或多个所述光源，并调整与其对应的一个或多个所述光源发出的光线的主光轴方向；
所述微透镜阵列将所述多个光源发出光线的主光轴汇聚至预定范围；
反射成像装置，所述反射成像装置设置在所述微透镜阵列的远离所述光源的一侧，所述多个光源发出的光线经过所述微透镜阵列后，出射至所述反射成像装置并在所述反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至观察区域。
2.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述预设规则包括所述多个光源沿第一方向和第二方向展开排列，且所述第一方向与所述第二方向不同。
3.根据权利要求2所述的抬头显示***，其特征在于，所述微透镜包括聚光微透镜。
4.根据权利要求3所述的抬头显示***，其特征在于，所述聚光微透镜为凸透镜，所述凸透镜与所述光源一一对应地设置于所述光源的出光方向上。
5.根据权利要求4所述的抬头显示***，其特征在于，所述凸透镜的主轴与所述对应光源发出光线的主光轴不重合。
6.根据权利要求3所述的抬头显示***，其特征在于，所述聚光微透镜包括第一柱面透镜，所述第一柱面透镜对应地设置在所述沿第一方向展开排列的多个光源的出光方向上。
7.根据权利要求6所述的抬头显示***，其特征在于，所述沿第一方向展开排列的多个所述光源的主光轴所在的平面为第一平面；所述第一柱面透镜的主轴与所述第一平面不完全重合。
8.根据权利要求6所述的抬头显示***，其特征在于，所述聚光微透镜还包括第二柱面透镜，所述第二柱面透镜设置在所述第一柱面透镜与所述反射成像装置之间，且所述第二柱面透镜的主轴与所述第一柱面透镜的主轴垂直。
9.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述多个光源包括红色发光二极管、绿色发光二极管和蓝色发光二极管中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的抬头显示***，其特征在于，
所述发光二极管的外形为圆形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为三角形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为矩形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为六边形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为八边形，且所述多个发光二极管紧密排列；
或所述发光二极管的外形为圆形或八边形，所述多个发光二极管紧密排列，且每四个所述发光二极管之间的空隙中额外设置大小与所述空隙尺寸相匹配的发光二极管；
或多个所述发光二极管按照第一畸变形态排布，所述第一畸变形态与所述反射成像装置的第二畸变形态呈相反且对应的关系。
11.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括弥散元件；
所述弥散元件设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述微透镜阵列出射的光线经过所述弥散元件后扩散，扩散后的光线出射至所述反射成像装置。
12.根据权利要求11所述的抬头显示***，其特征在于，所述弥散元件包括衍射光学元件和散射光学元件中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的抬头显示***，其特征在于，所述弥散元件将所述微透镜阵列出射的光线转变为具有预设截面形状的光束。
14.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括发光控制单元；
所述发光控制单元与所述多个光源电连接，所述发光控制单元控制所述多个光源的开关状态并形成图像光线。
15.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括光线阻隔元件；
所述光线阻隔元件设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述光线阻隔元件限制所述微透镜阵列出射光线的出射角度。
16.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***包括多个微透镜阵列；
每个所述微透镜阵列将与其对应的多个所述光源发出光线的主光轴汇聚至不同的预定范围；
不同所述微透镜阵列出射光线至所述反射成像装置，并在所述反射成像装置表面发生反射，反射光线出射至不同的观察区域。
17.根据权利要求1所述的抬头显示***，其特征在于，还包括：立体视觉形成层，所述立体视觉形成层设置在所述微透镜阵列远离所述光源的一侧，所述立体视觉形成层将经过其的光线分别出射至第一位置和第二位置。
18.根据权利要求17所述的抬头显示***，其特征在于，所述立体视觉形成层包括：多个间隔设置的阻挡单元；
所述阻挡单元与所述微透镜阵列之间设有预设距离。
19.根据权利要求17所述的抬头显示***，其特征在于，所述立体视觉形成层包括分光透镜层；
所述分光透镜层包括多个分光透镜。
20.根据权利要求1-19任一项所述的抬头显示***，其特征在于，所述抬头显示***还包括至少一个反射元件；
所述反射元件设置在所述微透镜阵列与所述反射成像装置之间；
所述反射元件包括曲面反射元件和平面反射元件中的至少一种。
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