CN110062905A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

根据本技术的实施方式的图像显示设备包括发光件、成像元件、第一反射元件、以及第二成像元件。发光件发射图像光。成像元件形成入射图像光的图像作为空间图像。第一反射元件具有第一表面和第二表面，并且传输从发光件发射并且入射在第一表面上的图像光的至少一部分，并且朝向成像元件反射入射在第二表面上的图像光的至少一部分。第二反射元件朝向第一反射元件的第二表面反射入射在第一表面上并且穿过第一反射元件的图像光的至少一部分。

Description

图像显示装置

技术领域

本技术涉及一种显示空中图像的图像显示装置。

背景技术

近年来，开发了显示在空中浮动的图像的技术。例如，操作屏幕的图像、视频内容等被形成并且被显示作为用户观看的空间中的空中图像。利用这种配置，能够实现其中显示物在不存在任何事物等的空间中浮动的空中显示物。

专利文献1已经描述了在空间中显示对象的图像的图像形成元件。在该图像形成元件内，以恒定的节距布置彼此正交的大量平坦式光反射器。进入图像形成元件的光的一部分被彼此正交的平坦式光反射器反射两次。然后，被反射的光从与相对于图像形成元件面对称的入射面相反的表面入射。利用这种配置，在跨过图像形成元件与对象面对称的位置处形成对象的实像。因此，用户能够观看对象的空中图像(例如，说明书的[0034]至[0038]段落及专利文献1的图5)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开公开号2011-175297

发明内容

技术问题

期望在诸如娱乐、广告、医疗领域的各个领域中应用使用空中图像的显示技术。希望提供一种能够使得装置缩小化的技术。

就上述所述情形而言，本技术的目标是提供一种能够显示空中图像的紧凑型图像显示装置。

问题的解决方法

为了实现上述所述目标，根据本技术的实施方式的图像显示装置包括发射器、图像形成元件、第一反射器元件、以及第二图像形成元件。

发射器发射图像光束。

图像形成元件将进入的图像光束的图像形成为空中图像。

第一反射器元件包括第一表面和第二表面，并且该第一反射器元件使从发射器发射并且进入第一表面的图像光束的至少一部分穿过，并且将进入第二表面的图像光束的至少一部分反射至图像形成元件。

第二反射器元件将进入第一表面并且穿过第一反射器元件的图像光束的至少一部分反射至第一反射器元件的第二表面。

在该图像显示装置中，进入第一反射器元件的第一表面并且穿过第一反射器元件的图像光束被第二反射器元件反射至第一反射器元件的第二表面。被反射至第一反射器元件的第二表面的图像光束被第二表面反射至图像形成元件。通过以这种方式配置图像光束的光路，能够实现装置的缩小化。因此，能够实现能显示空中图像的紧凑型图像显示装置。

第二反射器元件可以在预定方向上反射进入第一反射器元件的第一表面，穿过第一反射器元件，并且在预定方向上发射的图像光束的至少一部分。

在该图像显示装置中，从第一反射器元件发射的图像光束被位于同一方向上的第二反射器元件折回并且反射。利用这种配置，能够实现装置的缩小化。

发射器可以在预定方向上将图像光束发射至第一反射器元件的第一表面。

利用这种配置，能够将图像光束从发射器至其进入的第一反射器元件的第二表面的光路配置成大致直线。因此，能够实现装置的缩小化。

发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件可以依次布置在预定方向上。

发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件沿着预定的方向布置成一行。因此，能够充分实现装置配置的简化与装置的缩小化。

图像形成元件可以包括图像光束进入的入射面。在这种情况下，预定方向可以是与入射面平行的方向。

利用这种配置，将发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件沿着入射面布置成一行。因此，能够充分减小装置的厚度等。

图像显示装置还可以包括均发射另一图像光束的一个或多个其他发射器。

利用这种配置，能够形成多个图像光束的图像，并且能够执行空中图像的叠加等。

一个或多个其他发射器可以包括另一发射器，另一发射器布置在第二反射器元件的与第一反射器元件相反的一侧上并且在预定方向上将另一图像光束发射至第二反射器元件。在这种情况下，第二反射器元件可以使另一发射器发射的另一图像光束的至少一部分穿过并且将另一图像光束的至少一部分发射至第一反射器元件的第二表面。

利用这种配置，通过使用图像光束的光路的一部分能够显示另一图像光束的空中图像。因此，在减小装置尺寸的同时，能够显示彼此叠加的空中图像。

一个或多个其他发射器可以包括另一发射器，另一发射器布置在第一反射器元件与第二反射器元件之间，在预定方向上将另一图像光束发射至第二反射器元件，并且使穿过第一反射器元件的图像光束和被第二反射器元件反射的另一图像光束穿过。

利用这种配置，能够布置在图像光束的光路上发射另一图像光束的另一发射器。因此，在减小装置尺寸的同时，能够显示彼此叠加的空中图像。

一个或多个其他发射器可以包括另一发射器，另一发射器布置在相对于第一反射器元件与图像形成元件相反的一侧上并且在被第一反射器元件的第二表面反射的图像光束的发射方向上将另一图像光束发射至第一反射器元件的第一表面。

利用这种配置，通过使用图像光束的光路的一部分能够显示另一图像光束的空中图像。因此，在减小装置尺寸的同时，能够显示彼此叠加的空中图像。

图像显示装置还可以包括改变器，改变器改变通过图像形成元件形成的空中图像的图像形成位置。

利用这种配置，能够改变空中图像的图像形成位置，并且能够以高精确度控制空中图像的位置等。

图像形成元件可以在取决于进入图像形成元件的图像光束的入射位置和图像光束从发射器至图像形成元件的光路长度的位置处形成空中图像。在这种情况下，改变器能够改变图像光束的入射位置和图像光束的光路长度中的至少一个。

通过改变图像光束的入射位置和图像光束的光路长度，能够以高精确度控制空中图像的位置、突出距离等。

改变器能够改变发射器、第一反射器元件、和第二反射器元件中的至少一个的位置。

利用这种配置，能够易于改变图像光束的入射位置和光路长度，并且能够以高精确度控制空中图像的位置、突出距离等。

改变器可以在预定方向上移动发射器、第一反射器元件、和第二反射器元件中的至少一个。

利用这种配置，通过改变例如布置成一行的发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件的距离等，能够易于控制空中图像的突出距离等。

改变器能够改变发射器的图像光束的发射方向、第一反射器元件的图像光束的反射角、和第二反射器元件的图像光束的反射角中的至少一个。

利用这种配置，能够易于改变图像光束的入射位置等，并且能够以高精确度控制空中图像的图像形成位置。

图像显示装置还可以包括另一反射器元件，另一反射器元件布置在第一反射器元件与第二反射器元件之间，将穿过第一反射器元件的图像光束的一部分反射至图像形成元件，并且使穿过第一反射器元件的图像光束的光的其他部分穿过。

利用这种配置，可以使从单个图像光束形成多个空中图像。

图像显示装置还可以包括多个图像显示单元，多个图像显示单元中的每个图像显示单元是包括发射器及第一反射器元件和第二反射器元件的单元，第一反射器元件和第二反射器元件用于将通过发射器发射的图像光束导向至图像形成元件，使用图像形成元件的位置作为参考来布置多个图像显示单元。

利用这种配置，能够以这样一种方式实现装置的缩小化，即，使用图像形成元件的位置作为参考布置多个图像显示单元。因此，能够实现能显示多个空中图像的紧凑型装置。

多个图像显示单元各自可以包括用于将通过发射器发射的图像光束的图像形成为空中图像的图像形成元件。在这种情况下，可以以这样一种方式布置多个图像显示单元，即，由多个图像显示单元分别形成的空中图像使用预定的参考点作为中心，彼此以预定角度叠加。

利用这种配置，例如，通过彼此以预定角度叠加多个空中图像能够扩大其中从视觉上辨别空中图像的角的范围。

图像显示装置还可以包括检测对空中图像的触摸操作的传感器单元。

利用这种配置，能够对空中图像执行触摸操作，并且能够实现在空中显示的操作屏幕等。

改变器可以包括外部光学单元，外部光学单元布置在从图像形成元件发射的图像光束的光路上。

利用这种配置，能够以高精确度控制空中图像的图像形成位置、尺寸等。

改变器可以包括内部光学单元，内部光学单元布置在图像光束从发射器至图像形成元件的光路上。

利用这种配置，能够以高精确度控制空中图像的图像形成位置、尺寸等。

发明的有利效果

如上所述，根据本技术，能够提供一种能显示空中图像的紧凑型图像显示装置。应注意，此处描述的效果不一定必须受限制并且可以提供本公开中描述的任意效果。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。

图2是示出第一显示器及第一透射镜和第二透射镜的布置的示意图。

图3是示出作为比较示例示出的装置内的配置的示意图。

图4是用于描述多个显示器的布置的示意图。

图5是示出致动器的操作的示例的示意图。

图6是示出致动器的操作的示例的示意图。

图7是示出致动器的操作的示例的示意图。

图8是示出致动器的操作的示例的示意图。

图9是示出根据致动器的操作显示的空中图像的示例的示意图。

图10是用于描述图像形成光学系统的光路的示意图。

图11是用于描述布置在从光学图像形成元件发射的第一图像光束的光路上的透镜单元的示图。

图12是用于描述其中图像形成光学系统是可移动的配置的示意图。

图13是示出图像形成光学系统的另一配置示例的示意图。

图14是示出图像形成光学系统的另一配置示例的示意图。

图15是示出其中透镜布置在装置内的情况的配置示例的示意图。

图16是用于描述布置在装置内的透镜单元的示意图。

图17是示出发射光学系统的另一配置示例的示意图。

图18是示出根据第二实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。

图19是示出根据第二实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。

图20是示出根据第三实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。

图21是用于描述如何看到在参考点处显示的空中图像的示意图。

图22是示出空中图像显示单元的另一配置示例的示意图。

图23是示出空中图像显示单元的另一配置示例的示意图。

图24是示出根据另一实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本技术的实施方式。

<第一实施方式>

[空中图像显示装置的配置]

图1是示出根据本技术的第一实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。空中图像显示装置100包括多个显示器10、发射光学系统20、光学图像形成元件30、以及图像形成光学系统40。在该实施方式中，空中图像显示装置100对应于空中图像显示装置。

多个显示器10各自生成并且显示原始图像，在空中显示的图像以原始图像为基础。将在各个显示器10上显示的原始图像的相应像素的光作为构成图像的图像光束50发射至前侧(显示方向侧)。应注意，在图1中，将显示器10与图像光束50示意性地表达成相同的图标并且显示器10(图像光束50)的箭头形状表示图像尺寸及向上方向和向下方向。其他图中还应用了示出显示器10的方式。

显示器10的具体配置不受限制。例如，可以使用利用液晶、电致发光(EL)等的任意显示装置。应注意，可以使用能够发射图像光束50的任意设备或机构代替显示器10。例如，可以使用包括液晶面板、数字式微镜设备(DMD)等的投影仪。另外，可以使用任意图像显示装置(图像投影装置)。

如图1所示，在该实施方式中，提供第一显示器11和第二显示器12作为多个显示器10。第一显示器11在大致平行于光学图像形成元件30的入射面31的预定方向上发射图像光束50(以下称为第一图像光束51)。在图1示出的示例中，将XYZ坐标设置成使得光学图像形成元件30的入射面31的平面方向是XY平面方向。因此，沿着在X方向上延伸的光轴60发射第一图像光束51。

第二显示器12被布置成在X方向上跨过发射光学系统20面向第一显示器11。第二显示器12在X方向上朝向第一显示器11发射第二图像光束52。沿着第一图像光束51的光轴60，在与第一图像光束51的方向相反的方向上发射第二图像光束52。

在该实施方式中，第一显示器11和第一图像光束51与发射器和图像光束对应。第二显示器12和第二图像光束52与另一发射器和另一图像光束对应。

发射光学系统20是将由各个显示器10发射的各个图像光束50导向至光学图像形成元件30的光学系统。如图1所示，发射光学系统20布置在第一显示器11与第二显示器12之间。发射光学系统20包括第一透射镜21、第二透射镜22、以及致动器23。

第一透射镜21具有板形状并且沿着光轴60布置在第一显示器11的前侧上。第一透射镜21包括彼此相对的第一表面211和第二表面212。第一透射镜21使进入各个表面的光的一部分穿过并且反射光的其他部分。第一表面211和第二表面212中的透光率(反射率)不受限制。例如，可以使用具有约50％的透射率(反射率)的半透射镜等。

如图1所示，使用Y方向作为轴，第一透射镜21被布置成从其中第一表面211和第二表面212布置成与光轴60正交的状态倾斜预定的角。即，假设Z方向与向上方向和向下方向对应，则面向第一显示器11的第一表面211倾斜至朝向向下。第二表面212倾斜至朝向布置在上方的光学图像形成元件30。

假设从Y方向上观看由第一透射镜21和X方向形成的角是倾角θ，则通常基于光学图像形成元件30的空中图像形成效率定义倾角θ。该实施方式中的光学图像形成元件30最高效地形成相对于入射面31以约45度的角进入的图像光束50的图像作为空中图像70。因此，将第一透射镜21的倾角θ设置成约67.5度，以使得图像光束50以约45度的角进入光学图像形成元件30。当然，本技术并不局限于此。

第二透射镜22具有板形状并且布置在穿过第一透射镜21的第一图像光束51的光轴60上。因此，在该实施方式中，显示器10(第一显示器11)、第一透射镜21、以及第二透射镜22依次布置在X方向上，即，光轴60的方向。应注意，第二显示器12也在X方向上布置在第二透射镜22的后侧(与第一显示器11相反的一侧)。

第二透射镜22包括指向第一透射镜21的第一表面221和与第一表面221相反的第二表面222。第二透射镜22使进入各个表面的光的一部分穿过并且反射光的其他部分。第二透射镜22的透射率(反射率)不受限制。例如，可以使用半透射镜等。如图1所示，第二透射镜22被布置成使得第一表面221和第二表面222与光轴60正交。

在该实施方式中，第一透射镜21和第二透射镜22分别与第一反射器元件和第二反射器元件对应。第一透射镜21和第二透射镜22的具体材料等不受限制。例如，使用包括在其上形成含铝、银、铬等的薄膜的塑料、玻璃等的透明元件。

致动器23能够改变显示器10、第一透射镜21、以及第二透射镜22的相应位置。在该实施方式中，致动器23在第一图像光束51的光轴60的方向(X方向)上相对于彼此独立地移动显示器10、第一透射镜21、以及第二透射镜22。而且，致动器23能够改变第一透射镜21的倾角θ。

致动器23的具体配置不受限制。例如，可以使用诸如利用步进电机等的线性阶段的任意移动机构或利用齿轮机构等的任意旋转机构。在该实施方式中，致动器23用作改变通过光学图像形成元件30形成的空中图像的图像形成位置的调整机构(改变器)。

光学图像形成元件30具有板形状并且被布置成使得入射面31和发射面32与光轴60的方向(X方向)大致平行。光学图像形成元件30的入射面31设置在这样一种装置内，其中容纳了第一显示器11和第二显示器12及发射光学系统20。因此，发射面32设置在用户的视点1(视线)所指向的空中侧上。光学图像形成元件30将从装置内部进入入射面31的图像光束的图像形成为空中的空中图像70。

在该实施方式中，使用具有这样一种结构的光学图像形成元件30，即，其中与入射面31(发射面32)垂直并且彼此正交的成对的微小反射面在入射面31的面内方向上以预定的间隔布置成矩阵形式。例如，如专利文献1中描述的，通过以恒定的间距布置彼此正交的大量的平坦式光反射器而实现该结构。可选地，可以使用二面角反射器的结构，其中，在矩形孔的侧面上等形成反射面。

从入射面31进入的图像光束50的一部分被彼此正交的成对的微小反射面反射两次。因此，从发射面32发射被反射的图像光束50。在这种情况下，图像光束50的入射方向和发射方向相对于光学图像形成元件30是面对称的。而且，空中图像70从光学图像形成元件30突出的距离大致等于图像光束50从显示器10至光学图像形成元件30的光路长度。例如，如果从显示器10发射的图像光束50直接进入光学图像形成元件30，则通过光学图像形成元件30在与显示器10的位置面对称的位置处形成图像光束50的倒实像(空中图像70)(见图3)。

图像形成光学系统40布置在从光学图像形成元件30发射的图像光束50的光路上，即，布置在空中侧上。在该实施方式中，图像形成光学系统40包括棱镜41和透镜单元42。棱镜41具有三棱镜形状。使用棱镜41的三个表面(即，三棱镜的侧面)作为入射面43、反射面44、以及发射面45。如图1所示，棱镜41布置成使得入射面43贴近于光学图像形成元件30的发射面32。

透镜单元42设置在棱镜41的发射面45上。透镜单元42可以与棱镜41形成整体或可以在其单独设置之后连接至发射面45。棱镜41与透镜单元42的材料等不受限制。例如，根据需要，可以使用玻璃、水晶等。图像形成光学系统40用作被包括在调整功能(改变器)中的外部光学单元。

将简要描述图1中所示的第一空中图像71和第二空中图像72的显示操作的概况。从第一显示器11发射的第一图像光束51穿过第一透射镜21并且从X方向上进入第二透射镜22。被第二透射镜22折回并且反射的第一图像光束51被第一透射镜21反射并且进入光学图像形成元件30。被光学图像形成元件30发射至空中侧的第一图像光束51穿过棱镜41并且经由位于发射面45上的透镜单元42被发射。利用这种配置，显示第一空中图像71。

从第二显示器12发射的第二图像光束52穿过第二透射镜22并且从X方向上进入第一透射镜21。第二图像光束52被第一透射镜21反射并且进入光学图像形成元件30。通过光学图像形成元件30发射至空中侧的第二图像光束52穿过棱镜41并且经由位于发射面45上的透镜单元42被发射。利用这种配置，显示第二空中图像72。

在下文中，将详细描述图1中所示的空中图像显示装置100的相应截面的特征。

图2是示出第一显示器11及第一透射镜21和第二透射镜22的布置的示意图。图3是示出作为比较示例示出的装置内部的配置的示意图。应注意，在图2和图3所示的配置中，根据第一显示器11及第一透射镜21和第二透射镜22的布置，为易于理解第一空中图像71的图像形成位置，省去了图1中所示的图像形成光学系统40。

如上所述，在该实施方式中，第一显示器11、第一透射镜21、以及第二透射镜22依次布置在X方向上，即，光轴60的方向。沿着光轴60从第一显示器11发射的第一图像光束51进入第一透射镜21的第一表面211。进入第一表面211的第一图像光束51的一部分穿过第一透射镜21并且在X方向上原样发射(光路81)。

穿过第一透射镜21并且在X方向上发射的第一图像光束51进入第二透射镜22的第一表面221。进入第二透射镜22的第一表面221的第一图像光束51的一部分在X方向上被反射。即，第一图像光束51在与入射方向相同的方向上被第二透射镜22折回并且发射(光路82)。

被第二透射镜22反射的第一图像光束51进入第一透射镜21的第二表面212。进入第一透射镜21的第二表面212的第一图像光束51的一部分朝向光学图像形成元件30的入射面31被反射(光路83)。

在经过光路81至83的同时，从第一显示器11发射的第一图像光束51的一部分按照这种方式被导向至光学图像形成元件30。光路81至83的光路长度是通过求从第一显示器11至第二透射镜22的距离(光路81)、从第二透射镜22至第一透射镜21的距离(光路82)、以及从第一透射镜21至光学图像形成元件30的距离(光路83)的和而获得的距离。

进入光学图像形成元件30的入射面31的第一图像光束51在通过光学图像形成元件30与入射面31的入射方向面对称的发射方向上被发射。在该实施方式中，第一图像光束51相对于入射面31以约45度的角进入。因此，也以约45度的角朝向空中侧发射第一图像光束51并且将第一图像光束51的图像形成为第一空中图像71。

形成第一空中图像71的位置是取决于进入光学图像形成元件30的第一图像光束51的入射位置P并且取决于第一图像光束51从第一显示器11至光学图像形成元件30的光路长度(光路81+82+83)的位置。在图2所示的示例中，在约45度的角的方向上在与第一图像光束51的入射位置P间隔开大致等于第一图像光束51的光路长度的距离的位置处形成第一空中图像71。因此，从光学图像形成元件30至第一空中图像71的突出距离H大致等于第一图像光束51的光路长度。

图3中所示的比较示例具有在同一位置显示第一空中图像71、而无发射光学系统20的情况的配置。在无发射光学系统20的情况下，必须将第一显示器11以约45度的角布置在与同一入射位置P间隔开相同的光路长度(＝光路81+82+83)的位置处。因此，为了确保在装置内形成直的光路的空间，空中图像显示装置100在竖直方向(Z方向)和水平方向(X方向)上的尺寸变得非常大。

相反，在根据图2所示的该实施方式的配置中，通过被布置成直线的第一显示器11、第一透射镜21、以及第二透射镜22配置第一图像光束51以往复形式行进的折回光路90。因此，能够添加是配置折回光路90的距离(第一透射镜22与第二透射镜21之间的距离)两倍大的距离作为光路长度。利用这种配置，能够充分减少形成第一图像光束51的光路所必需的空间，并且能够充分减少空中图像显示装置100的尺寸。因此，能够实现能显示空中图像的紧凑型空中图像显示装置100。

图4是用于描述多个显示器10的布置的示意图。在图4中，省去了图1中所示的图像形成光学系统40。

如图1所示，在该实施方式中，设置有第一显示器11和第二显示器12。第一显示器11和第二显示器12被布置成在X方向上跨过发射光学系统20面向彼此。

第二显示器12布置在第二透射镜22的后侧(与第一透射镜21相对的一侧)上，以使得第二图像光束52的光路大致等于第一图像光束51的光路82。通过光路82行进的第二图像光束52被第一透射镜21反射至光学图像形成元件30。然后，被反射的第二图像光束52在与第一图像光束51大致相同的入射位置P处进入光学图像形成元件30。即，第二图像光束52在与第一图像光束51相同的光路(光路82和83)上行进并且进入光学图像形成元件30。

进入光学图像形成元件30的第二图像光束52以与第一图像光束51大致相同的发射方向被发射至空中侧并且将第二图像光束52的图像形成为第二空中图像72。第二空中图像72的突出距离大致等于从第二显示器12至光学图像形成元件30的光路长度。因此，第二空中图像72的突出距离是通过求从第二显示器12至第二透射镜22的距离(光路84)、从第二透射镜22至第一透射镜21的距离(光路82)、以及从第一透射镜21至光学图像形成元件30的距离(光路83)的和而获得的距离。

在该实施方式中，将第二图像光束52的光路长度设置成比第一图像光束51的光路长度短。因此，与第一空中图像71相比较，第二空中图像72的突出距离更短并且第二空中图像72形成使得第二空中图像72比第一空中图像71更靠近于光学图像形成元件30。从用户角度观看，在第一空中图像71的更远侧(后侧)上显示第二空中图像72。利用这种配置，可以显示其中将第一空中图像71和第二空中图像72彼此叠加时的图像。例如，能够提供高水平的观看体验。

通过上述所述方式已经形成的光路发射另一图像光束，可以通过使用该光路的一部分使其他图像光束进入光学图像形成元件30。利用这种配置，变得不需要用于形成新的光路的元件等，并且能够容易显示其他空中图像。而且，可以容易使显示其中将多个空中图像彼此叠加时的图像。

如图4所示，还可以将第三显示器13布置在第一透射镜21的下侧(与光学图像形成元件30相对的一侧)上。

第三显示器13在通过第一透射镜21的第二表面212反射第一图像光束51的发射方向(光学图像形成元件30的入射方向)上将第三图像光束53发射至第一透射镜21的第一表面211。即，第三显示器13布置成使得穿过第一透射镜21的第三图像光束53通过第一图像光束51的光路83行进。

利用这种配置，在与第一图像光束51和第二图像光束52大致相似的发射方向上将进入光学图像形成元件30的第三图像光束53发射至空中侧，并且将第三图像光束53的图像形成为第三空中图像73。第三空中图像73的突出距离大致等于从第三显示器13至光学图像形成元件30的光路长度。通过根据需要调整第三显示器13的位置，能够调整第三空中图像73的图像形成位置并且能够在空中显示所需的叠加图像。应注意，第三显示器13和第三图像光束53与另一发射器和另一图像光束对应。

如图4所示，还可以将另一显示器布置在图像光束50的光路上，以阻挡光路。例如，在图4所示的示例中，将第四显示器14布置在第一透射镜21与第二透射镜22之间的光路81和光路82上。第四显示器14是透射型显示器并且至少能够使进入第四显示器14的光的一部分穿过。

第四显示器14在X方向上将第四图像光束54发射至第二透射镜22。第四图像光束54被发射至在第一图像光束51的光路81上行进。第四图像光束54的一部分被第二透射镜22反射并且穿过第四显示器14。然后，其通过光路82和83行进并且进入光学图像形成元件30。进入光学图像形成元件30的第四图像光束54在与第一图像光束51和第二图像光束52大致相似的发射方向上被发射至空中侧并且将第四图像光束54的图像形成为第四空中图像74。

通过使用透射型显示器，能够将另一显示器布置在已经形成的图像光束的光路上。因此，使用该光路的一部分，可以使另一图像光束在大致相同的入射位置P处进入光学图像形成元件30。利用这种配置，变得不需要用于形成新的光路的元件等，并且能够容易显示其他空中图像。

不仅能够将第四显示器14布置在图4示出的位置处，而且还能够将第四显示器14布置在光学图像形成元件30与第一透射镜21之间的位置处或光路上的任意其他位置处。应注意，第四显示器14和第四图像光束54与另一发射器和另一图像光束对应。

如上所述，通过利用第一图像光束51从第一显示器11至光学图像形成元件30的光路的一部分能够易于将多个空中图像彼此叠加。由此，能够实现具有非常高的扩展性的装置配置。例如，通过布置第一显示器11至第四显示器14能够显示其中将四个空中图像彼此叠加时的图像。利用这种配置，例如，用户能够用肉眼观看类似3D-TV的立体空中视频，并且能够提供高水平的观看体验。

此外，不需要新添加用于将另一图光束导向至光学图像形成元件30的光学系统等。因此，能够充分减少装置尺寸。因此，能够实现能显示空中图像的紧凑型空中图像显示装置100。

在该实施方式中，折回光路90包括被布置成直线的第一显示器11、第一透射镜21、以及第二透射镜22。因此，在减少装置尺寸的同时，能够根据各种布置方式易于布置多个显示器10。

应注意，本技术并不局限于通过利用已经形成的光路的一部分将另一图像光束导向至光学图像形成元件30上的同一入射位置的情况。例如，还可以使另一图像光束在略微偏离入射位置的位置处进入光学图像形成元件30。利用这种配置，能够显示其图像形成位置发生略微偏离的多个空中图像，并且能够提供各种观看效果。当然，还构想了形成新的光路并且将另一图像光束导向至完全不同的入射位置的情况。

应注意，在不将第二显示器12布置在第二透射镜22的后侧上的情况下，可以使用具有约0％的透射率的全反射镜等作为第二透射镜22。利用这种配置，能够增加在第二透射镜22上被反射的图像光束的光量，并且能够显示更明亮的空中图像(具有更高的亮度)。

图5至图8是示出致动器23的操作的示例的示意图。图9是示出根据致动器23的操作显示空中图像70的示例的示意图。

如上所述，致动器23能够在光轴60的方向(X方向)上单独移动显示器10及第一透射镜21和第二透射镜22(图5至图7)。而且，致动器23能够改变第一透射镜21的倾角θ(图8)。通过致动器23的操作改变进入光学图像形成元件30的图像光束50的入射位置P及图像光束50从显示器10至光学图像形成元件30的光路长度。

在图5中，在光轴60的方向(X方向)上通过致动器23移动第二透射镜22。例如，使用参考位置作为参考，在远离第一显示器11的方向(左手方向)和靠近第一显示器11的方向(右手方向)上移动第二透射镜22。假设其移至左侧或右侧的距离是d/2并且移动的整个距离是d。

当第二透射镜22在远离第一显示器11的方向(左手方向)上移动时，折回光路90的正向路径(光路81的一部分)与反向路径(光路82)延长。因此，折回光路90的光路长度延长第二透射镜22的移动距离的两倍距离长。当第二透射镜22在靠近于第一显示器11的方向(右手方向)上移动时，折回光路90的正向路径与反向路径缩短。因此，折回光路90的光路长度缩短第二透射镜22的移动距离的两倍距离长。

因此，如图5所示，当第二透射镜22在左手方向上移动距离d/2时，第一空中图像71的突出距离延长两倍距离d(第一空中图像71a)。当第二透射镜22在右手方向上移动距离d/2时，第一空中图像71的突出距离缩短两倍距离d(第一空中图像71b)。

在图5所示的示例中，显示阿拉伯字母E作为第一空中图像71。而且，显示其中包括一个大圆圈和一个小圆圈的正方形作为第二空中图像72。假设以虚线示出的第一空中图像71和第二空中图像72的外部框架与第一显示器11和第二显示器12的外边缘的像素对应并且不从这些像素发射图像光束50。

在图9中，示出了在左手方向上移动第二透射镜22时的叠加图像的变化。当在左手方向上移动第二透射镜22时，第一空中图像71的突出距离延长，并且由此，更靠近于用户显示第一空中图像71。尽管第一空中图像71自身的尺寸不发生变化，但是在更靠近的位置处显示第一空中图像71，并且由此阿拉伯字母E看似被放大。

关于第二空中图像72，即使当第二透射镜22移动时，第二图像光束52的光路长度也不改变。由此，其图像形成位置不改变。因此，保持第二空中图像72的尺寸并且仅字母E被放大。按照这种方式，能够容易控制叠加图像的显示。

在该实施方式中，由于折回光路90的配置，第一空中图像71的突出距离变成第二透射镜22的移动距离的两倍长。因此，通过使用少量的移动能够极大地改变突出距离，并且能够减小致动器23的尺寸。因此，实现空中图像显示装置100的缩小化。

在图6中，在光轴60的方向(X方向)上通过致动器23单独移动第一显示器11和第二显示器12。当第一显示器11在远离第一透射镜21的方向(右手方向)上移动时，第一图像光束51的光路长度延长该移动距离。因此，第一空中图像71的突出距离也延长相同的移动距离(第一空中图像71a)。

当第一显示器11在靠近于第一透射镜21的方向(左手方向)上移动时，第一图像光束51的光路长度缩短该移动距离。因此，第一空中图像71的突出距离也缩短相同的移动距离(第一空中图像71b)。

当第二显示器12在远离第二透射镜22的方向(左手方向)上移动时，第二图像光束52的光路长度延长该移动距离。因此，第二空中图像72的突出距离也延长相同的移动距离(第二空中图像72a)。

当第二显示器12在靠近于第二透射镜22的方向(右手方向)上移动时，第二图像光束52的光路长度缩短该移动距离。因此，第二空中图像72的突出距离也缩短相同的移动距离(第二空中图像72b)。

当按照这种方式在X方向上改变第一显示器11和第二显示器12的相应位置时，第一图像光束51和第二图像光束52各自的光路的起始点改变。利用这种配置，第一图像光束51和第二图像光束52各自的光路长度改变，并且第一空中图像71和第二空中图像72各自的突出距离改变与移动量对应的距离。

例如，通过单独移动第一显示器11和第二显示器12，能够以高精确度控制并且显示在用户的视线方向上观看的第一空中图像71和第二空中图像72的叠加图像。例如，首先，第二透射镜22移动并且第一空中图像71的位置发生极大的变化。之后，第一显示器11和第二显示器12移动并且对第一空中图像71和第二空中图像72的相应位置进行精细地调整。还能够执行该操作。

而且，图4中所示的第三显示器13和第四显示器14的相应位置是可变的。利用这种配置，能够根据需要控制第三空中图像73和第四空中图像74的图像形成位置。因此，能够以高精确度控制叠加图像的显示，并且能够提供高水平的观看体验。

在图7中，在光轴60的方向(X方向)上通过致动器23移动第一透射镜21。例如，在远离第一显示器11的方向(左手方向)或在靠近于第一显示器11的方向(右手方向)上移动第一透射镜21。

应注意，第一透射镜21的倾角θ不改变。

当第一透射镜21在靠近于第一显示器11的方向上移动时，从第一透射镜21至第二透射镜22的距离延长。另一方面，从第一显示器11至第二透射镜22的距离与从第一透射镜21至光学图像形成元件30的距离不改变。因此，第一图像光束53从第一显示器11至光学图像形成元件30的光路长度(光路81+82+83)延长与第一透射镜21的移动量等同的距离。

而且，当第一透射镜21朝向第一显示器11移动时，第一图像光束51从第一透射镜21朝向光学图像形成元件30的光路83朝向第一显示器11发生平移。因此，第一图像光束51在光学图像形成元件30上的入射位置Pa朝向第一显示器11移动。入射位置Pa的移动量与第一透射镜21的移动量相等。因此，如图8所示，在从移动的入射位置Pa突出第一图像光束51的光路长度(光路81+82a+83)的位置处形成第一空中图像71a。

当第一透射镜21在远离第一显示器11的方向(靠近于第二透射镜22的方向)上移动时，从第一透射镜21至第二透射镜22的距离缩短。因此，第一图像光束51从第一显示器11至光学图像形成元件30的光路长度(光路81+82+83)缩短与第一透射镜21的移动量等同的距离。

而且，第一图像光束51的入射位置Pb朝向第二透射镜22移动与第一透射镜21的移动量对应的距离。因此，如图8所示，在从移动的入射位置Pb突出第一图像光束51的光路长度(光路81+82b+83)的位置处形成第一空中图像71b。

通过按照这种方式在X方向上移动第一透射镜21，能够改变进入光学图像形成元件30的第一图像光束51的入射位置和第一图像光束51从第一显示器11至光学图像形成元件30的光路长度。利用这种配置，能够在X方向上调整第一空中图像72的图像形成位置，并且能够按照用户所需的方式显示空中图像。

可以通过致动器23连带地分别移动第一显示器11、第一投射镜21、第二透射镜22等。例如，利用这种配置，能够在不改变空中图像70的突出距离的情况下执行使图像形成位置滑动的高水平位置控制。

在该实施方式中，第一显示器11、第一透射镜21、以及第二透射镜22布置成直线。因此，例如，能够使用在X方向上布置的多滑块(multi-slider)等作为致动器23，并且能够易于以高精确度移动相应的元件。而且，能够易于实现紧凑型移动机构，并且实现空中图像显示装置100的缩小化。

在图9中，通过致动器23改变第一透射镜21的倾角θ。在该实施方式中，从倾角θ(约67.5度)(参考)围绕在Y方向上延伸的轴将第一透射镜21旋转至右侧和左侧。而且，如图9中示意性示出的，使用第一透射镜21与光轴60的相交点作为参考旋转第一透射镜21。因此，即使倾角θ改变，第一图像光束51进入第一透射镜21的入射位置不改变。当然，本技术并不局限于此。

用于改变倾角θ的范围也不受限制。例如，通过根据能够使得光学图像形成元件30形成空中图像的入射角的范围进行限定。例如，假设光学图像形成元件30能够形成以约45度±20度的范围进入的图像光束50的图像作为空中图像70。在这种情况下，将与倾角(约6)(参考)±20度的范围限定成倾角θ的变化范围。当然，本技术并不局限于此。

当第一透射镜21的倾角θ改变时，通过第一透射镜21反射的第一图像光束51的反射方向(光学图像形成元件30的入射方向)改变。因此，第一图像光束51的入射位置与入射角改变。

另一方面，通过第一透射镜21反射的第一图像光束51的反射位置Q大致不改变。因此，第一图像光束51的光路长度大致等于从第一透射镜21的反射位置Q至光学图像形成元件30的光路长度之差。而且，如图9所示，通过光学图像形成元件30发射至空中侧的第一图像光束51穿过空中侧上通过光学图像形成元件30与反射位置Q面对称的对称位置Q'。因此，根据第一透射镜21的倾角θ的变化，使用空中侧上作为参考的对称位置Q'形成倾斜的第一空中图像71。

例如，在倾角θ增加的情况下，第一图像光束51以更大的锐角发生反射并且以更浅的角进入光学图像形成元件30的入射面31。在更低的位置处形成以更浅的角从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51(第一空中图像71a)。而且，例如，在倾角θ减小的情况下，第一图像光束51以更大的钝角发生反射并且以更深的角进入光学图像形成元件30的入射面31。在更高的位置处形成以更深的角从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51(第一空中图像71b)。

如上所述，当第一透射镜21的倾角θ增加时，第一空中图像71向下倾斜，并且当倾角θ减小时，第一空中图像71向上倾斜。即，通过改变第一透射镜21的倾角θ，能够调整第一空中图像71相对于用户的视点1的显示角。利用这种配置，能够根据用户所需的视线方向(视角)以高精确度控制空中图像的显示。

图10是用于描述图像形成光学系统40中的光路的示意图。在图10所示的配置中，为易于理解图像形成光学系统40中的第一图像光束51等的光路，示出了其中在无发射光学系统20的情况下第一显示器11被布置成以约45度的角发生倾斜的配置。而且，在未布置图像形成光学系统40并且箭头的顶端与第一空中图像71的图像形成位置(与第一显示器11对称的位置)对应的情况下，作为图10中的虚线的箭头95是第一图像光束51的光路。

在该实施方式中，从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51穿过被包括在图像形成光学系统40中的棱镜41和透镜单元42并且朝向用户的视点1被发射。

在棱镜41中，入射面43与发射面45以大致直角连接至彼此并且设置反射面44。反射面44包括发射面45和入射面43的相应侧，即，位于与入射面43和发射面45连接至彼此的一侧相对的一侧上。在图10中，棱镜41被布置成包括位于右手侧上的发射面45，使得入射面43与光学图像形成元件30平行。从第一显示器11发射的第一图像光束51进入光学图像形成元件30并且在这样的方向上被发射，即，从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51与进入光学图像形成元件30的第一图像光束51相对于光学图像形成元件30彼此面对称。从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51进入棱镜41的入射面43。

进入棱镜41的入射面43的第一图像光束51根据棱镜41的材料的折射指数在棱镜41的界面(入射面43)上发生折射。被折射的第一图像光束51朝向反射面44行进、被反射面44全反射、并且以大致直角进入发射面45。因此，在与X方向大致平行的方向上经由透镜单元42从棱镜41的发射面45发射第一图像光束51。应注意，通过使第一图像光束51发生全反射而充分防止第一空中图像71的亮度等发生损失。

如上所述，第一图像光束51的光路通过在棱镜41处发生的折射和全反射而弯曲成大致平行于X方向。利用这种配置，能够易于控制第一图像光束51的光路。即，能够易于将第一空中图像71的图像形成位置改变成所需位置。应注意，第一图像光束51的光路发生弯曲的方向等不受限制。例如，根据需要，通过设置棱镜41的折射指数、反射面的角等能够将第一图像光束导向至所需方向。进一步地，棱镜41的形状也不局限于三棱镜。例如，可以执行使得发生多次全反射的设计。

图11是用于描述布置在从光学图像形成元件30发射的第一图像光束51的光路上的透镜单元42的示图。图11中的A是示出在布置了凸透镜46的情况下的图像光束50的光路的示例的示图。图11中的B是示出在布置了凹透镜47的情况下的图像光束50的光路的示例的示图。应注意，在图11中，为易于理解，仅示出了凸透镜46和凹透镜47并且省去了棱镜41。

在图11的A和B中，示出了穿过第一图像光束51的中心的光路(第一图像光束51的光轴)。假设对于光学图像形成元件30，位于入射侧上的光路是入射光路61并且位于发射侧上的光路是发射光路62。在图11的A所示的示例中，凸透镜46布置成与发射光路62正交。沿着入射光束61进入光学图像形成元件30的光沿着与入射光路61面对称的发射光路62进入凸透镜46。

使用凸透镜46的焦点(未示出)作为参考使进入凸透镜46的第一图像光束51会聚。因此，与其中未布置凸透镜46的情况下的图像形成位置相比较，在光学图像形成元件30的一侧上形成第一图像光束51的图像。在图11的A中，示出了其中未布置凸透镜46的第一空中图像71和其中布置了凸透镜46的情况的第一空中图像71'。通过将第一空中图像71与71'彼此进行比较还能够看出，由于布置了凸透镜46，第一空中图像71'的突出距离缩短。而且，沿着第一图像光束511的会聚点，第一空中图像71'的尺寸减小。因此，图像尺寸减小。

在图11的B所示的示例中，凸透镜47被布置成与发射光路62正交。因此，使用凹透镜47的焦点(未示出)作为参考射出从光学图像形成元件30发射并且进入凹透镜47的第一图像光束51。因此，与其中未布置凹透镜47的情况下的图像形成位置相比较，在远离光学图像形成元件30的一侧(用户侧)上形成第一图像光束51的图像。通过比较其中未布置凹透镜47的第一空中图像71与其中布置了凹透镜47的情况的第一空中图像71'，能够看出，由于布置了凹透镜47，第一空中图像71'的突出距离延长。而且，沿着第一图像光束51的射出，第一空中图像71'的尺寸增加。因此，图像尺寸增加。

如上所述，为了形成空中图像70，通过将凸透镜46和凹透镜47布置在从光学图像形成元件30发射的图像光束50的光路上，能够改变图像光束50的图像形成位置。而且，通过利用凸透镜46和凹透镜47的折射，能够以高精确度控制空中图像70的尺寸等。

应注意，凸透镜46与凹透镜47不受限制并且可以使用各种透镜。例如，根据需要，可以使用球面镜、菲涅耳透镜、非球面镜、以及其中焦距可调整的变焦透镜等。进一步地，本技术并不局限于空中图像70的缩放并且可以对空中图像70执行各种类型的光学控制。例如，可以安装这样的透镜，即，校正由图9中所示的棱镜41的入射面43上的折射等而产生的图像失真等。利用这种配置，能够以非常高的精确度显示空中图像70。

返回参考图10，在X方向上发射根据透镜单元42的特性改变的第一图像光束51并且形成第一图像光束51的图像作为用户的视点1所面向的空中的第一空中图像71。利用这种配置，用户能够在与光学图像形成元件30平行的方向(X方向)上观看第一空中图像71。通过按照这种方式经由棱镜41和透镜单元42控制空中图像70的图像形成位置等，能够以取决于用户视点1的方式显示空中图像70，并且能够提供高水平的观看体验等。

如图12所示，通过任意移动机构(未示出)可以移动图像形成光学系统40。利用这种配置，能够易于改变第一空中图像71的图像形成位置。例如，如图12所示，图像形成光学系统40沿着XZ平面发生平移。虚线示出了移动之前的图像形成光学系统40和第一图像光束51的光路。实线示出了移动之后的图像形成光学系统40和第一图像光束51的光路。

如图12所示，在维持其中棱镜41的入射面43与光学图像形成元件30彼此平行的状态下，向上(远离光学图像形成元件的方向)移动图像形成光学系统40。而且，朝向棱镜41的发射面45移动图像形成光学系统40。在该平移中，保持棱镜41的入射面43上的折射角、反射面44上的全反射角(入射角+反射角)等。因此，经由透镜单元42从发射面45发射的第一图像光束51在X方向上行进并且在移动之前和之后不发生变化。另一方面，在反射面44上发生反射的位置向上移位。因此，第一空中图像71的图像形成位置也向上移位。按照这种方式，能够易于以高精确度控制第一空中图像71的图像形成位置。

当然，改变图像形成光学系统40的位置的方式并不局限于平移。例如，可以改变安装的角度等。利用这种配置，能够易于使得第一图像光束51的光路发生弯曲，并且能够以用户希望的角度显示第一空中图像71。

图13和图14是示出图像形成光学系统40的其他配置示例的示意图。在该图像形成光学系统40中，将两个棱镜41彼此接合。使用接合面作为具有透射率的反射面44。例如，通过沉淀诸如金属薄膜及具有预定的反射率和透射率的介质多层膜等薄膜能够配置具有透射率的反射面44。

通过配置具有透射率的反射面44，从用户的视点观看，第一空中图像71被显示为叠加在背景48上。因此，能够在透视状态下显示第一空中图像71。例如，能够使用空中图像70提供增强现实体验等，并且能够提供高质量的观看体验。

应注意，通过在图13所示的图像形成光学系统40的反射面44上形成不具有透射率的薄膜等能够增强反射面44上发生全反射时的条件。利用这种配置，例如，即使图像光束50以深角进入反射面44，图像光束50也能够发生全反射并且图像光束50的光路能够以所需角发生弯曲。

在图14所示的图像形成光学系统40中，设置多个透镜49作为透镜单元42。首先，在棱镜41的发射面45和入射面43上设置第一透镜49a和第二透镜49b。第一透镜49a和第二透镜49b与棱镜41形成整体。利用这种配置，利用上述透镜的折射等能够执行对图像形成位置的控制与空中图像70的放大等。

使用纳米压印技术、切割技术等对第一透镜49a和第二透镜49b进行加工和建模。可选地，可以使用能够对棱镜41进行加工的任意技术。因为第一透镜49a和第二透镜49b与棱镜41形成整体，所以不需要在组装装置时执行机械对准。而且，抑制了由于振动和震动而发生的位置偏离等，并且能够提供具有高可靠性的装置。

而且，在第一透镜49a与光学图像形成元件30之间设置第三透镜49c。在相对于第二透镜49b的前侧(用户侧)上设置第四透镜49d。例如，利用这种配置，能够校正由第一透镜49a和第二透镜49b引起的各种类型的光学象差，并且能够增加/减小空中图像70的尺寸。

为了实现空中图像70的缩放等，还能够在装置内设置透镜等。

图15是示出其中透镜布置在装置内的情况的配置示例的示意图。在图15所示的示例中，第一透镜单元91至第三透镜单元93分别设置在第一显示器11至第三显示器13的发射侧上。第一透镜单元91布置在第一显示器11与第一透射镜21之间并且第二透镜单元92布置在第二显示器12与第二透射镜22之间。第三透镜单元93布置在第三显示器13与第一透射镜21之间。

第一透镜单元91至第三透镜单元93各自的配置不受限制。第一透镜单元91至第三透镜单元93可以任意包括一个或多个各种透镜、其他光学元件等。第一透镜单元91至第三透镜单元93与内部光学单元对应，内部光学单元布置在图像光束从发射器至图像形成元件的光路上。

图16是用于描述布置在装置内的透镜单元的示意图。在图16中，示出了包括发射图像光束50的显示器10和用作透镜单元的凸透镜94的基本配置。显示器10朝向光学图像形成元件30发射图像光束50。凸透镜94布置在光学图像形成元件30与显示器10之间。凸透镜94布置成使得距显示器10的距离比焦距短(虚拟图像光学系统)。

从显示器10发射的图像光束50朝向凸透镜94的焦点f会聚。因此，当从光学图像形成元件30观看时，在显示器10的后面形成被放大的图像光束50的虚拟图像95。因此，在跨过光学图像形成元件30与图像光束50的虚拟图像95面对称的位置处形成图像光束50的虚拟图像95的空中图像96。

通过按照这种方式经由虚拟图像光学系统显示图像光束50的虚拟图像95作为空中图像96，能够显示处于放大状态的空中图像70。而且，因为虚拟图像95的位置相对于显示器10位于后侧上，所以显示虚拟图像95的空中图像96突出该一定量。可选地，根据需要，通过改变透镜的类型、布置等能够易于减小空中图像70的尺寸并且校正空中图像70。此外，通过在光轴方向上移动凸透镜94能够实现对空中图像70进行缩放的功能。

如图15所示，通过布置第一透镜单元91至第三透镜单元93，能够提供包括第一空中图像至第三空中图像的图像形成位置的变化、图像尺寸的增加/减小、失真校正等各种效果。而且，通过将第一透镜单元91至第三透镜单元93设置成在光轴方向上移动，能够实现对第一空中图像至第三空中图像进行缩放的功能等。

用于移动相应的透镜单元等的方法不受限制。例如，通过使用包括上述多滑块等的致动器23，可以移动第一透镜单元91和第二透镜单元92。利用这种配置，在减小装置尺寸的同时，能够实现缩放功能等。而且，可以使用其中焦距等是可变的变焦透镜代替移动相应的透镜单元。利用这种配置，能够在不添加移动机构等的情况下易于实现缩放功能等。

通过按照这种方式将透镜单元设置成面向装置内的多个显示器中的每个，能够单独增加/减小多个空中图像的尺寸并且能够对象差进行校正。利用这种配置，能够独立控制各个空中图像，并且能够实现各种观看效果。

图17是示出发射光学系统20的另一配置示例的示意图。在图17中，第三透射镜97布置在参考图1描述的第一透射镜21与第二透射镜22之间。在该实施方式中，第三透射镜97与另一反射器元件对应。

第三透射镜97包括面向第一透射镜21的第一表面971和位于与第一表面972相对的一侧上的第二表面972。第三透射镜97使进入各个表面的光的一部分穿过并且反射光的其他部分。

第三透射镜97布置成围绕在Y方向上延伸的轴以预定的角倾斜，以使得第一表面971朝向向上。在该实施方式中，第三透射镜97布置成相对于XZ平面与第一透射镜21面对称。即，第三透射镜97布置成使得相对于X方向的倾角θ`为135度。

在X方向上从第一显示器11发射的第一图像光束51穿过第一透射镜21并且进入第三透射镜97的第一表面971(光路81a)。进入第三透射镜97的第一表面971的第一图像光束51的一部分朝向光学图像形成元件30的入射面31以约45度的角被反射(光路83a)。光的其他部分穿过第三透射镜97并且原样进入第二透射镜22(光路81b)。

进入第二透射镜22的第一图像光束51在X方向上被反射、再次穿过第三透射镜97、并且进入第一透射镜21的第二表面212(光路82)。进入第一透射镜21的第二表面212的第一图像光束51朝向光学图像形成元件30的入射面31被反射(光路83b)。

如图17所示，在左上方方向上从光学图像形成元件30发射在第三透射镜97上被反射的第一图像光束51并且形成第一空中图像71'。第一空中图像71'的突出距离等于通过求从第一显示器11至第三透射镜97的距离(光路81a)与从第三透射镜97至光学图像形成元件30的距离(光路83a)的和而获得的距离(光路81a+83a)。

进一步地，在右上方方向上从光学图像形成元件30发射在第一透射镜21上被反射的第一图像光束51并且形成第一空中图像71。第一空中图像71的突出距离等于通过求从第一显示器11至第二透射镜22的距离(光路81a+81b)、从第二透射镜22至第一透射镜21的距离(光路82)、以及从第一透射镜21至光学图像形成元件30的距离(光路83b)的和而获得的距离(光路81a+81b+82+83b)。

通过按照这种方式将第三透射镜97布置在第一透射镜21与第二透射镜22之间，从第一显示器11发射的第一图像光束51形成两个空中图像(第一空中图像71和71')。即，能够从单个显示器10生成多个空中图像50。在彼此相反的方向上显示两个空中图像。因此，例如，能够向装置置于其间的两个用户显示空中图像。利用这种配置，多个用户能够共享空中图像。

如上所述，在根据该实施方式的空中图像显示装置10中，进入第一透射镜21的第一表面211并且穿过第一透射镜21的第一图像光束51被第二透射镜22反射至第一透射镜21的第二表面212。被反射至第一透射镜21的第二表面212的第一图像光束51被第二表面212反射至光学图像形成元件30。通过按照这种方式配置第一图像光束51的光路，能够主要参考图2等实现上述装置的缩小化。因此，能够实现能显示空中图像的紧凑型空中图像显示装置100。

构思了一种通过使用全反射镜等使图像光束50的光路发生弯曲的方法作为使得能显示空中图像70的装置紧凑的方法。然而，在仅光路发生弯曲的情况下，为了增加空中图像70的突出距离，需要增加全反射镜与发射位置(显示器)之间的距离及全反射镜与光学图像形成元件30之间的距离。因此，难以减小装置尺寸。

在该实施方式中，如图1等所示，配置折回光路90。因此，在减小装置尺寸的同时，能够充分增加空中图像的突出距离。而且，能够扩大其中改变空中图像的突出距离的范围。因此，例如，能够做出其中空中图像非常地突出的强有力表述，并且能够实现能提供非常高质量的观看体验的紧凑型空中图像显示装置100。

而且，根据该实施方式的第一透射镜21与第二透射镜22的配置非常简单，并且能够易于介绍包括显示器、移动机构等的其他配置。利用这种配置，能够易于实现诸如空中图像70的缩放的缩放功能、显示彼此叠加的多个空中图像的功能，并且提供非常高的扩展性。因此，能够实现具有各种功能的紧凑型空中图像显示装置100。

<第二实施方式>

将描述根据本技术的第二实施方式的空中图像显示装置。在下文中，将省去或简化与上面实施方式中已经描述的空中图像显示装置100的配置和作用类似的部分的描述。

图18和图19是示出根据该实施方式的空中图像显示装置200的配置示例的示意图。在图19中，示出了从装置的侧面观看时(从Y方向上观看)位于装置(即，空中图像显示装置200)内的配置示例。

在根据该实施方式的空中图像显示装置中，配置了空中图像显示单元210。空中图像显示单元210包括显示器211及第一透射镜212和第二透射镜213。第一透射镜212和第二透射镜213用于将从这些显示器发射的图像光束导向至光学图像形成元件。因此，使用光学图像形成元件30的位置作为参考布置多个空中图像显示单元210。

在该实施方式中，布置了第一至第四空中图像显示单元210(210a、210b、210c、210d)的四个空中图像显示单元。相应的空中图像显示单元210具有彼此大致相同的配置。空中图像显示单元210均包括显示器211(211a、211b、211c、211d)、第一透射镜212(212a、212b、212c、212d)、以及布置成直线的第二透射镜213(213a、213b、213c、213d)。在该实施方式中，采用图2中所示的配置。

如图18所示，使用光学图像形成元件30的中心点C作为参考设置第一参考轴L1和第二参考轴L2。

第一参考轴L1在X方向上延伸。第二参考轴L2在与X方向正交的Y方向上延伸。第一空中图像显示单元210a和第二空中图像显示单元210b被布置成沿着第一参考轴L1面向彼此。第三空中图像显示单元210c和第四空中图像显示单元210d被布置成沿着第二参考轴L2面向彼此。

如图19所示，显示器211a和211b布置在光学图像形成元件30的中心点C附近。显示器211a和211b被布置成沿着第一参考轴L1朝向光学图像形成元件30的外边缘发射图像光束50a和50b。在显示器211a的前侧(发射侧)上，依次布置第一透射镜212a与第二透射镜213a。在显示器211b的前侧(发射侧)上，依次布置第一透射镜212b和第二透射镜213b。

因此，沿着第一空中图像显示单元210a的第二透射镜213a与第二空中图像显示单元210b的第二透射镜213b之间的第一参考轴L1，依次布置第一透射镜212a、显示器211a、显示器211b、以及第一透射镜212b。

通过光学图像形成元件30形成由第一空中图像显示单元210a的显示器211a发射的图像光束50a的图像作为空中图像70a。通过光学图像形成元件30形成由第二空中图像显示单元210b的显示器211b发射的图像光束50b的图像作为空中图像70b。沿着第一参考轴L1在彼此相反的方向上显示空中图像70a和70b。面向彼此的用户2a和2b沿着第一参考轴L1观看空中图像70a和70b。

还通过与图19所示的配置大致相似的方式沿着第二参考轴L2布置第三空中图像显示单元210c和第四空中图像显示单元210d。利用这种配置，形成从第三空中图像显示单元210c发射的图像光束50c的图像作为空中图像70c。形成从第四空中图像显示单元210d发射的图像光束50d的图像作为空中图像70d。沿着第二参考轴L2在彼此相反的方向上显示空中图像70c和70d。面向彼此的用户2c和2d沿着第二参考轴L2观看空中图像70c和70d。

通过按照这种方式使用光学图像形成元件30的位置作为参考而布置多个空中图像显示单元210，能够在多个视点处显示彼此独立的空中图像70。利用这种配置，例如，通过共同使用单一的光学图像形成元件30能够向多个用户显示空中图像70。因此，能够抑制装置尺寸的增加并且能够降低成本。而且，能够避免使用彼此接合的多个光学图像形成元件30，并且能够防止在接合处引起的图像失真等。

应注意，空中图像显示单元210的数目、布置等不受限制。例如，可以按照取决于假设用户的数量等的方式布置所需数目的空中图像显示单元。而且，例如，还能够实现其中相应的空中图像显示单元210的光路彼此相交的布置。

利用这种配置，可以充分利用单一的光学图像形成元件30。例如，能够以低成本生产在各个方向上同时显示空中图像的装置。

此外，多个空中图像显示单元210可以共同使用第一透射镜和第二透射镜等。即，通过一个第一透射镜212或一个第二透射镜213可以将从多个显示器211发射的多个图像光束50导向至光学图像形成元件。

<第三实施方式>

图20是示出根据第三实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。图20中的A是从Z方向上观看时的多个空中图像显示装置的俯视图。图20中的B是从X方向观看时定位在图20中的A的中心处的第三空中图像显示单元的侧视图。应注意，在下文中，XY平面是水平面并且Z方向是向上和向下方向，然而，本技术并不局限于此。

在空中图像显示装置300中，配置了空中图像显示单元310。空中图像显示单元310包括显示器10和光学图像形成元件30。光学图像形成元件30用于形成空中图像70。因此，使用参考点O作为中心布置多个空中图像显示单元310。

如图20中的A所示，在该实施方式中，布置了第一至第五空中图像显示单元310(310a、310b、310c、310d、310e)的五个空中图像显示单元。如图20中的B所示，定位在中心处的第三空中图像显示单元310c包括布置成从水平面(XY平面)倾斜约45度的光学图像形成元件30c和布置在光学图像形成元件30c下方与XY平面平行的显示器10c。

第一至第五空中图像显示单元310(310a、310b、310c、310d、310e)的五个空中图像显示单元具有彼此大致相同的配置。即，空中图像显示单元310均包括布置成从水平面(XY平面)倾斜约45度的光学图像形成元件30(30a、30b、30c、30d、30e)和布置在光学图像形成元件下方与XY平面平行的显示器10(10a、10b、10c、10d、10e)。

第一至第五空中图像显示单元310(310a、310b、310c、310d、310e)的五个空中图像显示单元沿着具有参考点O作为中心的圆周依次向右布置，以使得相应的光学图像形成元件30彼此无离隙地接触。如图20中的A所示，从上方观看时，穿过各个空中图像显示单元310的中心的轴是参考轴T(Ta、Tb、Tc、Td、Te)。第一至第五空中图像显示单元310(310a、310b、310c、310d、310e)的五个空中图像显示单元布置成使得相应的参考轴T在参考点O处彼此相交。因此，相应的空中图像显示单元310整体布置成圆剧场形式。因此，光学图像形成元件30具有梯形形状：具有靠近于参考点O的短边和距参考点较远的长边。

在Z方向上从布置在相应的参考轴T上的显示器10发射图像光束50。在参考轴T延伸的方向(即，水平方向)上，通过布置在相同参考轴T上的光学图像形成元件30发射所发射的图像光束50。然后，在参考点O处形成相应的图像光束50的图像作为竖直空中图像70。如图20所示，使用参考点O作为中心，将相应的空中图像50(50a、50b、50c、50d、50e)布置成彼此以角θ重叠。该角θ等于彼此紧邻的光学图像形成元件30的布置角(彼此紧邻的参考轴T之间的角)。应注意，第一至第五空中图像70(70a、70b、70c、70d、70e)全部具有相同的显示内容。

将装置内的图像光束50的光路长度(从显示器10至光学图像形成元件的距离)设置成等于从参考点O至光学图像形成元件30的发射点I的距离，以使得在参考点O处通过各个空中图像显示单元310显示空中图像70。本技术并不局限于初始设置参考点O的情况，并且可以使用通过以任意姿态布置的单一空中图像显示单元310所显示的空中图像70的位置作为参考点而布置其他空中图像显示单元310。

如图20中的A所示，将每个光学图像形成元件30的尺寸设置成这样一种尺寸，即，至少显示器10不背离俯视图(图20中的A)。假设从光学图像形成元件30的发射点I(＝图像光束进入装置时的入射点)至参考点O的距离是S。而且，假设从发射点I至在与参考轴正交的方向上与光学图像形成元件30紧邻的边界的距离是L。因此，在空中图像70彼此叠加时的角θ与距离S和L之间建立下列关系。

S＝L/tan(θ/2)...(1)

图21是用于描述如何看到在参考点O处显示的空中图像70的示意图。图21中的A是用于描述从第三空中图像显示单元310c的前方的视点V1观看参考点O时的空中图像的示图。图21中的B是用于描述从第四空中图像显示单元310d的前方的视点V2观看参考点O时的空中图像的示图。图21中的C是用于描述从视点V1与V2的中间的视点V3观看参考点O时的空中图像的示图。应注意，阿拉伯字母E被显示为第一至第五空中图像70(70a、70b、70c、70d、70e)。

在图21的A至C中，最左侧的示图是示出如何看到第三空中图像70c的示图。最右侧的示图是示出如何看到第四空中图像70d的示图。中间示图是示出注视参考点O时能够从视觉上辨别的空中图像370的示图。因此，用户注意到在中心处示出的空中图像370。用户不能知道如何看到第三空中图像70c和第四空中图像70d。

当用户从视点V1注视参考点O时，正确地、无损失地显示第三空中图像70c。另一方面，在显示以角θ倾斜的第四空中图像70d中，不显示字母E。因此，在参考点处正确显示第三空中图像70c的字母E。

当用户从视点V2注视参考点O时，正确地、无损失地显示第四空中图像70d。另一方面，在显示以角θ倾斜的第三空中图像70c中，不显示字母E。因此，在参考点处正确显示第四空中图像70d的字母E。

当用户从视点V3注视参考点O时，用户位于相对于第三空中图像70c偏离左侧约θ/2的位置处。因此，字母E的右半部分被隐藏并且显示字母E的左半部分。用户位于相对于第四空中图像70d偏离右侧约θ/2的位置处。因此，字母E的左半部分被隐藏并且显示字母E的右半部分。通过被组合的这些第三空中图像70c和第四空中图像70d，在参考点O处正确显示字母E。还在视点V1与V2之间的任意视点处建立字母E，并且即使在视点V1与V2之间移动视点，也能时刻正确显示字母E。

按照这种方式，在该实施方式中，关于单个空中图像70，限定了能够从视觉上辨别的角的范围。如果偏离角的这个范围，则空中图像70丢失并且变得难以正确从视觉上辨别。在该实施方式中，多个空中图像显示单元310布置成圆剧场形式。因此，即使偏离单个空中图像70的角的范围(其中，难以从视觉上辨别)，下一个空中图像也不能补足所丢失的部分。因此，能够从整体上大幅度地扩大其中能够从视觉上辨别的角的范围。例如，在图20所示的示例中，从第一空中图像70a的角的范围的右手边(其中，能够从视觉上辨别)至第五空中图像70e的角的范围的左手边(其中，能够从视觉上辨别)的约4θ的角在其中能够从视觉上辨别的角的范围内。

例如，假设单个空中图像70的角的范围(其中，能够从视觉上辨别)为±20度，同时将空中图像70的前方(法线方向)设置成0度。如果超过20度，则将多个空中图像显示单元310布置成使得能够从视觉上辨别下一个空中图像。利用这种配置，例如，还能够将从视觉上辨别的角的范围扩大至约±180度。

能够补偿空中图像70彼此叠加时的角θ，即，在其中由于该视点移动而丢失空中图像的范围内可以任意限定光学图像形成元件30的布置的角。在图21所示的示例中，将下一个空中图像70变得不可见时的角设置成角θ。本技术并不局限于此。例如，基于单个空中图像70的角的范围(其中，能够从视觉上辨别)可以任意设置。例如，通过使用上述表达式(1)，能够易于制造用于实现所需角θ的配置。

图22和图23是示出空中图像显示单元的其他配置示例的示意图。在图22和图23所示的示例中，配置了空中图像显示单元。空中图像显示单元均包括显示器10、用于形成空中图像370的光学图像形成元件30、以及用于将从显示器10发射的图像光束50导向至该光学图像形成元件30的第一透射镜21和第二透射镜22。如上面主要参考图2等描述的，显示器10及第一透射镜21和第二透射镜22布置成直线并且配置了折回光路。

在图22中，显示器10与第二透射镜22布置在Z方向上。然后，将第一透射镜21布置在光学图像形成元件30的一侧上以约45度的角倾斜。利用这种配置，图像光束350从Z方向上进入光学图像形成元件30并且竖直显示空中图像70。图23中的配置与其中上面根据第一实施方式的参考图2描述的整个空中图像显示装置100倾斜约45度的情况的配置大致相同。此外，在这种情况下，能够竖直显示空中图像70。

在任意情况下，配置了折回光路。因此，能够实现空中图像显示单元310的尺寸的减小。因此，能够改善多个空中图像显示单元310的布置的自由度并且还能够充分减小整个空中图像显示装置的尺寸。当然，本技术并不局限于图22和图23所示的配置。通过使用在第一实施方式中描述的棱镜、多个显示器10等可以配置能够提供各种观看体验的空中图像显示装置300。

用于空中图像显示单元310的布置方法也不受限制。例如，可以实现其中光学图像形成元件30彼此不紧邻的配置。而且，可以在参考点O处显示在不同的突出距离处形成的空中图像70。利用这种配置，能够增强空中图像显示单元的布置的自由度等，并且例如，可以在各个地点设置参考点O并且显示具有其中能够从视觉上辨别的宽范围的空中图像70。

<其他实施方式>

本技术并不局限于上述所述实施方式并且能够实现各种其他实施方式。

图24是示出根据另一实施方式的空中图像显示装置的配置示例的示意图。空中图像显示装置400包括布置成直线的第一显示器11及第一透射镜21和第二透射镜22。而且，空中图像显示装置400包括布置在第二透射镜22之外(与第一透射镜21相反的一侧上)的传感器单元65。

使用第二透射镜22作为参考，将传感器单元65设置在与第一显示器11对称的位置处。即，将传感器单元65设置在这样的位置处，即，距第二透射镜22的距离大致等于从第一显示器11至第二透射镜22的距离。例如，使用诸如光敏传感器的光学传感器作为传感器单元65。

例如，如图24所示，假设在操作屏幕66中输入作为空中图像流动的触摸操作。然后，用户的手指67的图像在第一图像光束51的光路的相反方向上行进并且被导向至第二透射镜22。然后，其穿过第二透射镜22并且在传感器单元65中形成用户的手指67的图像68。应注意，在图24中，示意性地示出了透过操作屏幕66的部分作为手指67及手指67的图像68。

传感器单元65检测手指的形成图像68的运动等，由此检测用户对空中图像的触摸操作。利用这种配置，用户能够使用空中图像执行操作输入等，并且能够在不触摸实际操作面板等的情况下在空中执行触摸操作。

通过将传感器单元65布置在形成用户的手指67的图像68的位置处，即，与第一显示器11对称的位置，能够以高精确度检测手指67的图像68的运动等。另一方面，在检测准确度的可允许范围内，传感器单元65的位置也能够偏离手指67的图像68的图像形成位置。

例如，通过将传感器单元65移动至靠近于第二透射镜22，能够实现装置的缩小化。

而且，通过使用诸如透镜的光学元件也能够改变手指67的图像68的图像形成位置。

而且，还能够设置传感器65的灵敏度等，以校正图像形成位置的偏差。

利用这种配置，在充分减小装置尺寸的同时，能够易于实现触摸操作功能等。

如图24所示，还在第一显示器11中形成用户的手指67的图像68。因此，例如，通过利用包括内置光敏传感器的显示器等作为第一显示器11，能够在不布置传感器单元65的情况下检测用户对空中图像(操作屏幕66)的触摸操作。

在使用包括内置光敏传感器的显示器代替传感器单元65的情况下，对于装置的缩小化非常有用。然而，因为包括内置光敏传感器的显示器不具有大量的循环并且大多数这些显示器较昂贵，所以存在装置成本可能增加的可能性。

在将传感器单元65布置在第二透射镜22之外的情况下，能够使用具有大量循环的一般光敏传感器等。因此，能够引进非常低廉的触摸操作功能等。另一方面，装置尺寸略微增加。例如，就这些观点而言，可以检测所采用的配置。当然，通过使用传感器单元65和包括内置光敏传感器的显示器还能够改善触摸操作检测准确度。

在上述所述实施方式中，改变了第一透射镜的倾角θ并且改变了空中图像的第一图像形成位置等(参见图9)。本技术并不局限于此。可以改变第二透射镜的倾角。利用这种配置，例如，能够改变空中图像的光路等并且能够改变空中图像的图像形成位置与显示角度。例如，通过改变第一透射镜的倾角能够对通过使第二透射镜倾斜而发生改变的空中图像的显示角度进行精细地调整。

而且，可以改变图像光束的发射方向(显示器的倾角)。例如，在改变显示器的倾角的情况下，能够通过略微的角度调整而增加图像光束的光路。因此，变得不需要使用大规模的角度调整机构等，并且能够抑制装置尺寸的增加及成本的增加。进一步地，可以结合改变第一透射镜、第二透射镜、以及显示器的相应倾角。利用这种配置，能够对图像光束的光路等进行精细地调整，并且能够以高精确度控制空中图像的图像形成位置与显示角度。

还能够将上述根据本技术的至少两个特征部分进行组合。

即，可以将上面相应实施方式中描述的各个特征部分在相应实施方式中进行任意组合。而且，上述所述各种效果仅是示例性并且不受限制。而且，可以提供其他效果。

应注意，本技术还能够采用下列配置。

(1)一种图像显示装置，包括：

发射器，发射图像光束；

图像形成元件，将进入的图像光束的图像形成为空中图像；

第一反射器元件，包括第一表面和第二表面，并且所述第一反射器元件使从发射器发射并且进入第一表面的图像光束的至少一部分穿过，并且将进入第二表面的图像光束的至少一部分反射至图像形成元件；以及

第二反射器元件，将进入第一表面并且穿过第一反射器元件的图像光束的至少一部分反射至第一反射器元件的第二表面。

(2)根据(1)的图像显示装置，其中，

第二反射器元件在预定方向上反射进入第一反射器元件的第一表面，穿过第一反射器元件，并且在预定方向上发射的图像光束的至少一部分。

(3)根据(2)的图像显示装置，其中，

发射器在预定方向上将图像光束发射至第一反射器元件的第一表面。

(4)根据(2)或(3)的图像显示装置，其中，

发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件依次布置在预定方向上。

(5)根据(2)至(4)中任一项的图像显示装置，其中，

图像形成元件包括图像光束进入的入射面；并且

预定方向是与入射面平行的方向。

(6)根据(2)至(5)中任一项的图像显示装置，还包括：

一个或多个其他发射器，均发射另一图像光束。

(7)根据(6)的图像显示装置，其中，

一个或多个其他发射器包括另一发射器，另一发射器布置在第二反射器元件的与第一反射器元件相反的一侧上并且在预定方向上将另一图像光束发射至第二反射器元件；并且

第二反射器元件使另一发射器发射的另一图像光束的至少一部分穿过并且将另一图像光束的至少一部分发射至第一反射器元件的第二表面。

(8)根据(6)或(7)的图像显示装置，其中，

一个或多个其他发射器包括另一发射器，另一发射器布置在第一反射器元件与第二反射器元件之间，在预定方向上将另一图像光束发射至第二反射器元件，并且使穿过第一反射器元件的图像光束和被第二反射器元件反射的另一图像光束穿过。

(9)根据(6)至(8)中任一项的图像显示装置，其中，

一个或多个其他发射器包括另一发射器，另一发射器布置在相对于第一反射器元件与图像形成元件相反的一侧上并且在被第一反射器元件的第二表面反射的图像光束的发射方向上将另一图像光束发射至第一反射器元件的第一表面。

(10)根据(2)至(9)中任一项的图像显示装置，还包括：

改变器，改变通过图像形成元件形成的空中图像的图像形成位置。

(11)根据(10)的图像显示装置，其中，

图像形成元件在取决于进入图像形成元件的图像光束的入射位置和图像光束从发射器至图像形成元件的光路长度的位置处形成空中图像；并且

改变器能够改变图像光束的入射位置和图像光束的光路长度中的至少一个。

(12)根据(10)或(11)中的图像显示装置，其中，

改变器能够改变发射器、第一反射器元件、和第二反射器元件中的至少一个的位置。

(13)根据(10)至(12)中任一项的图像显示装置，其中，

发射器、第一反射器元件、以及第二反射器元件依次布置在预定方向上；并且

改变器在预定方向上移动发射器、第一反射器元件、和第二反射器元件中的至少一个。

(14)根据(10)至(13)中任一项的图像显示装置，其中，

改变器能够改变发射器的图像光束的发射方向、第一反射器元件的图像光束的反射角、和第二反射器元件的图像光束的反射角中的至少一个。

(15)根据(1)至(14)中任一项的图像显示装置，还包括：

另一反射器元件，布置在第一反射器元件与第二反射器元件之间，将穿过第一反射器元件的图像光束的一部分反射至图像形成元件，并且使穿过第一反射器元件的图像光束的光的其他部分穿过。

(16)根据(1)至(15)中任一项的图像显示装置，还包括：

多个图像显示单元，多个图像显示单元中的每个图像显示单元是包括发射器及第一反射器元件和第二反射器元件的单元，第一反射器元件和第二反射器元件用于将通过发射器发射的图像光束导向至图像形成元件，使用图像形成元件的位置作为参考来布置多个图像显示单元。

(17)根据(16)的图像显示装置，其中，

多个图像显示单元均包括用于将通过发射器发射的图像光束的图像形成为空中图像的图像形成元件；并且

多个图像显示单元以这样一种方式布置，即，由多个图像显示单元分别形成的空中图像使用预定的参考点作为中心，彼此以预定角度叠加。

(18)根据(1)至(17)中任一项的图像显示装置，还包括：

传感器单元，检测对空中图像的触摸操作。

(19)根据(1)至(18)中任一项的图像显示装置，其中，

改变器包括外部光学单元，外部光学单元布置在从图像形成元件发射的图像光束的光路上。

(20)根据(1)至(19)中任一项的图像显示装置，其中，

改变器包括内部光学单元，内部光学单元布置在图像光束从发射器至图像形成元件的光路上。

(21)一种图像显示单元，包括：

发射器，发射图像光束；

图像形成元件，将进入的图像光束的图像形成为空中图像；

第一反射器元件，包括第一表面和第二表面，并且第一反射器元件使从发射器发射并且进入第一表面的图像光束的至少一部分穿过，并且将进入第二表面的图像光束的至少一部分反射至图像形成元件，图像形成元件将进入图像光束的图像形成为空中图像；以及

第二反射器元件，将进入第一表面并且穿过第一反射器元件的图像光束的至少一部分反射至第一反射器元件的第二表面。

参考标号列表

10、11至14 显示器

20 发射光学系统

21 第一透射镜

211 第一表面

212 第二表面

22 第二透射镜

23 致动器

30 光学图像形成元件

31 入射面

40 图像形成光学系统

41 棱镜

42、92 透镜单元

50 图像光束

51 第一图像光束

52 第二图像光束

65 传感器单元

70 空中图像

71 第一空中图像

72 第二空中图像

210、310 空中图像显示单元

100、200、300、400 空中图像显示装置。

Claims (20)

1.一种图像显示装置，包括：

发射器，发射图像光束；

图像形成元件，将进入的图像光束形成为空中图像；

第一反射器元件，包括第一表面和第二表面，并且所述第一反射器元件使从所述发射器发射并且进入所述第一表面的图像光束的至少一部分穿过，并且将进入所述第二表面的图像光束的至少一部分反射至所述图像形成元件；以及

第二反射器元件，将进入所述第一表面并且穿过所述第一反射器元件的图像光束的至少一部分反射至所述第一反射器元件的所述第二表面。

2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述第二反射器元件在预定方向上反射进入所述第一反射器元件的所述第一表面，穿过所述第一反射器元件，并且在所述预定方向上发射的图像光束的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述发射器在所述预定方向上将所述图像光束发射至所述第一反射器元件的所述第一表面。

4.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述发射器、所述第一反射器元件、以及所述第二反射器元件依次布置在所述预定方向上。

5.根据权利要求2所述的图像显示装置，其中，

所述图像形成元件包括所述图像光束进入的入射面；并且

所述预定方向是与所述入射面平行的方向。

6.根据权利要求2所述的图像显示装置，还包括：

一个或多个其他发射器，均发射另一图像光束。

7.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，

所述一个或多个其他发射器包括另一发射器，所述另一发射器布置在所述第二反射器元件的与所述第一反射器元件相反的一侧上并且在所述预定方向上将所述另一图像光束发射至所述第二反射器元件；并且

所述第二反射器元件使所述另一发射器发射的所述另一图像光束的至少一部分穿过并且将所述另一图像光束的至少一部分发射至所述第一反射器元件的所述第二表面。

8.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，

所述一个或多个其他发射器包括另一发射器，所述另一发射器布置在所述第一反射器元件与所述第二反射器元件之间，在所述预定方向上将所述另一图像光束发射至所述第二反射器元件，并且使穿过所述第一反射器元件的所述图像光束和被所述第二反射器元件反射的所述另一图像光束穿过。

9.根据权利要求6所述的图像显示装置，其中，

所述一个或多个其他发射器包括另一发射器，所述另一发射器布置在相对于所述第一反射器元件与所述图像形成元件相反的一侧上并且在被所述第一反射器元件的所述第二表面反射的所述图像光束的发射方向上将所述另一图像光束发射至所述第一反射器元件的所述第一表面。

10.根据权利要求2所述的图像显示装置，还包括：

改变器，改变通过所述图像形成元件形成的所述空中图像的图像形成位置。

11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，

所述图像形成元件在取决于进入所述图像形成元件的图像光束的入射位置和所述图像光束从所述发射器至所述图像形成元件的光路长度的位置处形成所述空中图像；并且

所述改变器能够改变所述图像光束的所述入射位置和所述图像光束的所述光路长度中的至少一个。

12.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，

所述改变器能够改变所述发射器、所述第一反射器元件、和所述第二反射器元件中的至少一个的位置。

13.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，

所述发射器、所述第一反射器元件、以及所述第二反射器元件依次布置在所述预定方向上；并且

所述改变器在所述预定方向上移动所述发射器、所述第一反射器元件和所述第二反射器元件中的至少一个。

14.根据权利要求10所述的图像显示装置，其中，

所述改变器能够改变所述发射器的图像光束的发射方向、所述第一反射器元件的图像光束的反射角、和所述第二反射器元件的图像光束的反射角中的至少一个。

15.根据权利要求1所述的图像显示装置，还包括：

另一反射器元件，布置在所述第一反射器元件与所述第二反射器元件之间，将穿过所述第一反射器元件的图像光束的一部分反射至所述图像形成元件，并且使穿过所述第一反射器元件的图像光束的光的其他部分穿过。

16.根据权利要求1所述的图像显示装置，还包括：

多个图像显示单元，所述多个图像显示单元中的每个图像显示单元是包括所述发射器及所述第一反射器元件和所述第二反射器元件的单元，所述第一反射器元件和所述第二反射器元件用于将通过所述发射器发射的所述图像光束导向至所述图像形成元件，使用所述图像形成元件的位置作为参考来布置所述多个图像显示单元。

17.根据权利要求16所述的图像显示装置，其中，

所述多个图像显示单元均包括用于将通过所述发射器发射的所述图像光束形成为所述空中图像的所述图像形成元件；并且

所述多个图像显示单元以由所述多个图像显示单元分别形成的所述空中图像使用预定的参考点作为中心而彼此以预定角度叠加的方式布置。

18.根据权利要求1所述的图像显示装置，还包括：

传感器单元，检测对所述空中图像的触摸操作。

19.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述改变器包括外部光学单元，所述外部光学单元布置在从所述图像形成元件发射的图像光束的光路上。

20.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中，

所述改变器包括内部光学单元，所述内部光学单元布置在所述图像光束从所述发射器至所述图像形成元件的光路上。