CN117950206A - 图像显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种能够以简单的构造在空中显示图像的图像显示装置。实施方式的图像显示装置具备成像元件、光源、光学系统、遮光部件、透光部件。所述成像元件具备具有第一面的基材与所述基材上的反射器阵列。所述反射器阵列包含沿第一方向具有多个两面正交反射器的多个反射器行。所述多个反射器行平行于与所述第一方向交叉的第二方向地排列。所述多个两面正交反射器分别包含第一反射面和与所述第一反射面正交的第二反射面。所述两面正交反射器的倾斜度被设定为在所述第一面侧成像。所述透光部件被设为使基于所述成像元件的二次反射光透过。所述遮光部件将所述二次反射光以外的光的一部分遮光。

Description

图像显示装置

技术领域

本发明的实施方式涉及图像显示装置。

背景技术

提出了在空中显示被观察物的实像的反射型成像光学元件以及应用了其的图像显示装置(例如参照专利文献1)。

这种图像显示装置能够在利用者需要时显示图像，在其他的情况下使图像非显示。另外，这种图像显示装置由于在空中显示图像，因此不需要显示部分的装置。因此，有能够更有效地运用汽车内等受限的空间等优点。

另外，通过应用这种图像显示装置，能够实现非接触型的操作面板。因此，除了汽车内等的利用之外，还期待扩大应用领域。

作为能够在空中显示图像的反射型成像光学元件，使用了两面正交反射器的元件、使用了被称作角隅棱镜反射器的具有递归性反射功能的光学元件的元件被实用化(例如参照专利文献2等)。根据各自的动作原理，指出了问题点。例如在使用了使用两面正交反射器的成像元件的图像显示装置中，难以避免在利用者不希望的场所显示虚像。

在使用了角隅棱镜反射器的图像显示装置中，除了光源以及成像元件之外还使用光学元件，从而能够相对较自由地设定成像的形成位置。另一方面，为此目的的光学元件的构成变得复杂。

期望一种能够以简单的构造在空中显示图像的图像显示装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-146009号公报

专利文献2：国际公开第2016-199902号公报

发明内容

发明将要解决的课题

本发明的一实施方式提供能够以简单的构造在空中显示图像的图像显示装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个实施方式的图像显示装置，具备：

成像元件；

光源，向所述成像元件照射光；

光学系统，配置于所述成像元件和所述光源之间的光路上；

遮光部件，对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，使从所述成像元件射出的光透过。

所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列。所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器。所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射。在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及与所述第一方向交叉的第二方向的虚拟平面之间的角度被设定为比0°大且比90°小的值。所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值。所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行。在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行向所述第二方向远离就越大的值。所述光源设置于所述第一面侧。所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面反射的一次反射光的一部分向所述第二反射面行进。所述透光部件设置为使由所述第二反射面反射了所述一次反射光的一部分的二次反射光透过。所述遮光部件设置为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

本发明的一个实施方式的图像显示装置具备：

成像元件；

光源，向所述成像元件照射光；

光学系统，配置于所述成像元件和所述光源之间的光路上；

遮光部件，对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，使从所述成像元件射出的光透过。所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列。所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器。所述多个反射器行沿与所述第一方向交叉的第二方向相互隔开间隔地平行排列。所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射。在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及所述第二方向的虚拟平面之间的角被设定为比0°大且比90°小的值。所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值。所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行。在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行沿所述第二方向向一个方向远离就越大的值。所述光源设置于所述第一面侧。所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面一次反射的反射光的一部分向所述第二反射面行进，所述反射光的其他的一部分向所述第二面侧行进。所述透光部件设为使将所述反射光的一部分由所述第二反射面反射后的二次反射光透过。所述遮光部件设置为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

发明效果

根据本发明的一实施方式，可实现能够以简单的构造在空中显示图像的图像显示装置。

附图说明

图1是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性的剖面图。

图2是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置及光学系统的示意性的剖面图。

图3A是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的俯视图。

图3B是图3A的IIIB部的示意性的放大图。

图4A是图3B的IVA-IVA线的示意性的向视剖面图。

图4B是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的变形例的示意性的剖面图。

图5是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的等效电路图。

图6是例示作为图像显示装置的一部分的成像元件的示意性的俯视图。

图7是例示作为图6的成像元件的一部分的基材的示意性的立体图。

图8是图6的VIII部的示意性的放大图。

图9A是例示作为图8的成像元件的一部分的两面正交反射器的示意性的俯视图。

图9B是图9A的IXB-IXB线的示意性的向视剖面图的例子。

图9C是用于说明图9A的两面正交反射器的动作的示意性的立体图。

图9D是用于说明图9A的两面正交反射器的动作的示意性的立体图。

图10是例示图6的成像元件的示意性的侧视图。

图11是例示图6的成像元件的示意性的侧视图。

图12A是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的变形例的示意性的侧视图。

图12B是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的其他变形例的示意性的侧视图。

图13是用于说明作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的动作的示意性的俯视图。

图14是用于说明作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的动作的示意性的侧视图。

图15是用于说明作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的动作的示意性的侧视图。

图16是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的示意性的剖面图。

图17A是用于说明第一实施方式的图像显示装置的动作的示意图。

图17B是用于说明第一实施方式的图像显示装置的动作的示意图。

图18是例示作为第二实施方式的图像显示装置的一部分的光学系统的示意图。

图19是例示作为第三实施方式的图像显示装置的一部分的光学系统的示意图。

图20A是例示作为第四实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的俯视图。

图20B是图20A的XXB-XXB线的示意性的向视剖面图。

图21是例示作为第五实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的剖面图。

图22是例示第六实施方式的图像显示装置的示意性的剖面图。

图23A是例示作为第六实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的剖面图。

图23B是例示作为第六实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的变形例的示意性的立体图。

附图标记说明

10、310、310a…成像元件、12、312…基材、20…反射器阵列、22…反射器行、23…间隔、30…两面正交反射器、31…第1反射面、32…第2反射面、1000、1000a、6000…图像显示装置、1100、4100、6100、6100a…显示装置、1120…LED元件、1200、2200…光学系统、1210、2210、3210…显示模块、1300、1300a、6300…框体、1310、1310a、6310…遮光部件、1320、6320…透光部件、3330…光学系统控制装置、6200、6200a…透光性部件

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

另外，附图为示意性或者概念性的，各部分的厚度与宽度的关系、部分间的大小的比率等并非必须与现实相同。另外，即使在表示相同的部分的情况下，也有根据附图而将相互的尺寸、比率表示为不同的情况。

另外，在本申请说明书与各图中，对于与之前关于已出现的图说明过的要素相同的要素标注相同的附图标记并适当省略详细的说明。

(第一实施方式)

图1是例示第一实施方式的图像显示装置的示意性的剖面图。

如图1所示，本实施方式的图像显示装置1000具备成像元件310a、显示装置1100、光学系统1200、框体1300、透光部件1320。图像显示装置1000将从显示装置1100介由光学系统1200射出的光L通过成像元件310a反射并使来自成像元件310a的反射光R介由透光部件1320在框体1300的外部的空中成像。

框体1300设置于显示装置1100、光学系统1200及成像元件310a的周围。即，显示装置1100、光学系统1200及成像元件310a被配置于框体1300的内部。在此示例中，显示装置1100及光学系统1200配置于框体1300的内部的上部。成像元件310a配置于框体1300的内部的下部。

在该示例中，显示装置1100及光学系统1200包含于一个显示模块1210。在显示模块1210中，在上方配置有显示装置1100并且在显示装置1100的下方配置有光学系统1200。显示装置1100向下方的光学系统1200射出光，光学系统1200使来自上方的光透过并向下方射出。

在该示例中，成像元件310a将从光学系统1200入射的光L作为朝向斜上方的反射光R而射出。因此，反射光R向垂直于后述的假象平面P0的方向射出。成像元件310a配置，例如固定于成像元件设置部1330，该成像元件设置部1330被设为在出射反射光R的方向上支承假想平面P0。

框体1300具有任意的外形形状。框体1300将显示装置1100、光学系统120及成像元件310a收纳于内部。除了这些之外，在该示例中，框体1300将控制装置1400、成像元件设置部1300配置于内部。

遮光部件1310是框体1300的一部分。在该示例中，遮光部件1310是配置于框体1300的内壁的光吸收层。光吸收层例如是黑色涂料的涂敷层。在图像显示装置1000中，通过在框体1300的内壁配置遮光部件1310，防止从显示装置1100、光学系统1200以及成像元件310a出射的光的一部分在框体1300内反射而成为杂散光。另外，遮光部件1310是涂料的涂敷层，与框体1300的构成材料的厚度相比充分薄，因此在图1中表示为框体1300的内壁的面。

透光部件1320设于框体1300的一部分。透光部件1320配置于形成于框体1300的一部分的窗框1322的位置。窗框1322在与成像元件310a对置的位置开口。

更为具体的，如以下结合图6至图15所述，成像元件310a具有以矩阵状配置在第一面311a上的多个两面正交反射器30。第一面311a与窗框1322的开口以及透光部件1320大致平行地配置。两面正交反射器30具有第一反射面31与第二反射面32，在各自的反射面各反射一次，两面正交反射器30的二次反射光作为反射光R而出射。透光部件1320以及窗框1322被设为使成像元件310a的二次反射光透过。

在该例中，以在成像元件310a的正上方形成成像I1的方式配置有显示模块1210以及成像元件310a。成像元件310a的正上方是指第一面311a的法线方向的位置。在这种配置的情况下，成像元件310a存在一次反射光的一部分也向第一面311a侧出射且形成虚像、重影的情况。另外，根据成像元件310a的构成，也存在不被任何反射面反射的光向第一面侧出射的情况。因而，遮光部件1310配置于框体1300的内壁中的至少需要将来自显示模块1210的漏光、成像元件310a的二次反射光以外的光遮光的位置。

从成像元件310a出射的反射光R透过透光部件1320而在框体1300的外部形成成像I1。也就是说，透光部件1320配置于成像元件310a与形成成像I1的位置之间。在存在观测者O1的情况下，成像I1形成于观测者O1与透光部件1320之间。

在该示例中，图像显示装置1000也可以具有控制装置1400、相机1430及相机用照明1440等。显示模块1210由控制装置1400所支承。显示模块1210能够通过控制装置1400变更显示模块1210的光轴的角度，变更显示模块1210和成像元件310a之间的距离。

控制装置1400包含控制部1410及驱动部1420。控制部1410对包含相机1430所取得的观测者O1的图像数据进行图像解析，计算出观测者01的位置的信息，根据观测者O1的位置，形成成像I1，计算出更为适当的位置的信息。驱动部1420根据通过控制部1410计算出的成像I1的位置的信息，以设定显示模块1210出射的光的方向的方式，变更显示模块1210的光轴的角度、显示模块1210的位置。

控制部1410计算出的观测者O1的位置的信息为，例如，观测者O1的脸的位置，观测者01的眼的位置等。相机用照明1440在对包含观测者O1的图像数据进行摄像时，对观测者O1照射照明光，能够取得清晰的图像数据。

对显示装置1100及光学系统1200的构成进行说明。

图2为例示第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置及光学系统的示意性的截面图。

如图2所示，显示模块1210包含显示装置1100和光学系统1200。例如，显示模块1210具有圆筒状的模块框体1212。显示装置1100及光学系统1200通过支承部分别被支承于模块框体1212内。在图2中，对于配置于显示装置1100的第一面1111a的LED元件等，为了避免标记的繁琐而省略标记。

在说明显示装置1100时，有时使用三维正交坐标系进行说明。用于说明显示装置1100的三维正交坐标系是包含X1轴、Y1轴以及Z1轴的正交坐标系。有时将与X1轴平行的方向称作“X1方向”，将与Y1轴平行的方向称作“Y1方向”，将与Z1轴平行的方向称作“Z1方向”。包含X1轴以及Y1轴的X1Y1平面设为与显示装置1100的基板的第一面1111a平行的面。第一面1111a是配置LED元件的面。X1轴与显示装置1100的像素的行平行。Y1轴与X1轴正交。Z1轴与X1轴以及Y1轴正交，从第一面1111a朝向第二面1111b设为正方向。第二面1111b是位于基板1110的第一面1111a的相反侧的面。将在后叙述显示装置1100的详细的构成。根据X1Y1Z1正交坐标系，显示装置1100主要朝向Z1轴的负方向出射光。光学系统1200配置于显示装置1100出射光的一侧。即，光学系统1200配置于显示装置1100的Z1轴的负方向的一侧。

光学系统1200能够包含一个或者多个光学透镜。在该示例中，包含三个光学透镜1221～1223。三个光学透镜1221、1222、1223朝向Z1轴的负方向，依次排列。光学透镜1221～1223配置于同一光轴C1上。在该示例中，光学透镜1221的两面凸出，光学透镜1222、1223的一面凹陷。对于怎样的光学透镜以怎样的位置、顺序来配置，根据光学设计适当地设定，并不限定于图2所示的具体示例的情况。另外，在图2的示例中，光学系统1200作为包含多个光学透镜的光学系统，也可以为一个光学透镜。显示装置1100及光学系统1200并不限定于为一个显示模块的情况，显示装置1100及光学系统1200也可以分别分体配置于框体1300内。

对于显示装置1100的构成，进行更详细的说明。

图3A是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性地俯视图。

图3B是图3A的IIIB部的示意性的放大图。

图4A是图3B的IVA-IVA线的示意性的向视剖面图。

如图3A所示，显示装置1100具有在X1Y1俯视下矩形的基板1110。基板1110可以使用例如玻璃、聚酰亚胺等树脂，也可以使用Si基板。在显示装置1100中，相对基板1110的表面，在法线方向具有光轴C1。

如图3B所示，显示装置1100包含成为光源的多个像素1112。显示装置1100利用多个像素1112显示所希望的图像。显示装置1100电连接于未图示的控制器。控制器设于框体1300内、框体1300外，将与显示装置1100显示的图像相关的数据供给。显示装置1100基于从控制器供给的与图像相关的数据，显示静止图像、运动图像等。

显示装置1100包含基板1110、多个像素1112、扫描电路1130、多个扫描线1140、多个点亮控制线1150、驱动电路1160、及多个信号线1170。像素1112包含LED元件1120与单独电路1180。另外，在图3B中，LED元件1120、扫描电路1130、驱动电路1160以及单独电路1180为了避免图示的繁琐而分别以四边形简易地表示。

多个LED元件1120以矩阵状排列。以下，将沿X1方向排列成1行的多个LED元件1120称作“行1120i”。

如图4A所示，基板1110具有第一面1111a与第二面1111b。第二面1111b是第一面1111a的相反侧的面。LED元件1120在第一面1111a上配置为矩阵状。LED元件1120在第一面1111a上面朝下安装。LED元件并不局限于面朝下安装，也可以在第一面1111a上面朝上安装。

LED元件1120具有半导体层叠体1121、阳极电极1125、及阴极电极1126。半导体层叠体1121具有p型半导体层1122、配置于p型半导体层1122上的活性层1123、及配置于活性层1123上的n型半导体层1124。在半导体层叠体1121中例如使用由In_XAl_YGa_1-X-YN(0≤X，0≤Y，X+Y＜1)表示的氮化镓系化合物半导体。LED元件1120发出的光在本实施方式中是可见光。

阳极电极1125电连接于p型半导体层1122。另外，阳极电极1125电连接于稍后将结合图5进行叙述的单独电路1180的布线1181。阴极电极1126电连接于n型半导体层1124。另外，阴极电极1126电连接于单独电路1180的另一布线1182。在阳极电极1125以及阴极电极1126中例如能够使用金属材料。

在该例子中，在LED元件1120的光出射面1124S设有多个凹部1124T。以下，“LED元件的光出射面”是指LED元件的表面中的主要出射光的面。从光出射面1124S出射的光入射至光学系统1200。在该例子中，光出射面1124S是n型半导体层1124的一方的面。更具体而言，光出射面1124S是位于n型半导体层1124与活性层1123对置的面的相反侧的面。

在光出射面1124S形成多个凹部1124T的方法有在形成有凸部的生长基板上使n型半导体层生长的方法、通过n型半导体层的表面各向异性蚀刻进行粗糙面加工的方法等。

如此，由于在LED元件1120的光出射面1124S设有多个凹部1124T，因此LED元件1120能够出射具有更大的配光角的光。

LED元件的构成并不限定于上述。例如也可以在LED元件的光出射面设有多个凸部而并非多个凹部，也可以设有多个凹部以及多个凸部这两方。另外，在生长基板具有透光性的情况下，也可以不从半导体层叠体剥离生长基板，而是在相当于光出射面的生长基板的表面设置多个凹部以及多个凸部的至少一方。

另外，显示装置1100的构造也不限定于上述。在上述说明中，LED元件1120单独安装在设有单独电路1180的基板1110上，但LED元件1120也可以从接合在设有单独电路1180的基板1110上的半导体层叠体单独地加工并布线。

图4B是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的变形例的示意性的剖面图。

图4B与图3B的IVA-IVA线的向视剖面图对应，示出了与图4A所示的位置相同的位置处的向视剖面图。

如图4B所示，像素1112a包含LED元件1120a与波长转换部件1128。像素1112a与图3B所示的像素1112相同，包含单独电路1180。像素1112a如该例子那样，也可以还包含滤色器1129。

在该变形例中，LED元件1120a具有半导体层叠体1121a、阳极电极1125、及阴极电极1126。半导体层叠体1121a具有p型半导体层1122、活性层1123、及n型半导体层1124a。活性层1123配置于p型半导体层1122上，n型半导体层1124a配置于活性层1123上。n型半导体层1124a具有光出射面1124aS。光出射面1124aS具有凹部、凸部，而是平坦的面。

在像素1112a中，保护层1127覆盖LED元件1120a、布线1181、1182以及基板1110的第一面1111a。在保护层1127中例如能够使用具有含硫(S)取代基或含磷(P)原子基团的高分子材料、或者在聚酰亚胺等高分子基质中导入了高折射率的无机纳米粒子的高折射率纳米复合材料等透光性材料。

波长转换部件1128配置于保护层1127上。波长转换部件1128包含1种以上常规的荧光体材料、钙钛矿荧光体材料或者量子点(Quantum Dot，QD)等波长转换材料。从LED元件1120a出射的光入射到波长转换部件1128。波长转换部件1128所含的波长转换材料将从LED元件1120a出射的光的峰值波长转换为不同的峰值波长的光并出射。入射到波长转换部件1128的光在波长转换部件1128内散射，因此波长转换部件1128发出的光以更宽的配光角出射。

滤色器1129配置于波长转换部件1128上。滤色器1129能够遮挡从LED元件1120a出射的光的大部分。由此，从像素1112a主要出射波长转换部件1128发出的光。

在该变形例中，LED元件1120a的发光峰值波长可以是紫外光的区域，也可以是可见光的区域。另外，在希望从至少一个像素1112a出射蓝色光的情况下，也可以不在该像素1112a设置波长转换部件1128以及滤色器1129地从属于该像素1112a的LED元件1120a出射蓝色光。

另外，也可以是，在LED元件中以与基板对置的方式设置n型半导体层，在其上依次层叠活性层以及p型半导体层，将p型半导体层中的与活性层对置的面的相反侧的面作为LED元件的光出射面。

如图3B所示，扫描电路1130例如以在X1方向上与在俯视时排列成矩阵状的多个LED元件1120相邻的方式设置于基板1110。扫描电路1130是能够沿Y1方向依次切换所驱动的行1120i的电路。从扫描电路1130向X1方向延伸出多个扫描线1140。另外，从扫描电路1130向X1方向延伸处多个点亮控制线1150。多个扫描线1140以及多个点亮控制线1150向Y1方向交替地排列。

驱动电路1160在X1Y1平面视图中以与排列成矩阵状的多个LED元件1120在Y1方向上相邻的方式配置于基板1110。驱动电路1160是能够控制属于要驱动的行1120i的LED元件1120各自的输出的电路。从驱动电路1160向Y1方向延伸出多个信号线1170。多个信号线1170沿X1方向排列。驱动电路1160也可以由IC芯片构成，且将该IC芯片安装于基板1110上。

扫描电路1130、多个扫描线1140、多个点亮控制线1150、驱动电路1160、多个信号线1170以及单独电路1180例如在基板1110上通过低温多晶硅(LTPS：Low TemperaturePolycrystalline Silicon)工序形成。

在该例子中，一个像素1112包含一单独电路1180与一个LED元件1120。也可以在一个像素1112内包含多个LED元件1120。在一个像素1112内包含多个LED元件1120的情况下，也可以是一个单独电路与多个LED元件对应。或者，单独电路1180也可以在一个像素1112内按每个LED元件1120设置。

图5是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的等效电路图。

如图5所示，单独电路1180包含第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、电容器Cm、及多个布线1181～1185。第一晶体管T1以及第三晶体管T3是n沟道的MOSFET。第二晶体管T2是p沟道的MOSFET。

LED元件1120的阴极电极1126经由布线1182电连接于接地线1191。接地线1191被施加例如成为基准的电压。LED元件1120的阳极电极1125经由布线1181电连接于第一晶体管T1的源极电极。

第一晶体管T1的栅极电极电连接于点亮控制线1150。第一晶体管T1的漏极电极经由布线1183电连接于第二晶体管T2的漏极电极。第二晶体管T2的源极电极经由布线1184电连接于电源线1192。电源线1192被施加比成为基准的电压充分高的电压。虽然未图示，在电源线1192以及接地线1191连接直流电源，电源线1192与接地线1191之间被施加相对于施加于接地线1191的基准的电压来说为正的直流电压。

第二晶体管T2的栅极电极经由布线1185电连接于第三晶体管T3的漏极电极。第三晶体管T3的源极电极电连接于信号线1170。第三晶体管T3的栅极电极电连接于扫描线1140。

布线1185电连接于电容器Cm的一方的端子。电容器Cm的另一方的端子电连接于电源线1192。

扫描电路1130选择多个行1120i中的1行，向电连接于该行1120i的扫描线1140输出接通信号。由此，该行1120i所对应的单独电路1180的第三晶体管T3成为能够接通的状态。驱动电路1160向各信号线1170输出具有与属于该行1120i的各LED元件1120的设定输出相应的驱动信号电压的驱动信号。由此，在电容器Cm中保持驱动信号电压。另外，利用该驱动信号电压，该行1120i所对应的单独电路1180的第二晶体管T2成为能够接通的状态。

另外，扫描电路1130向电连接于该行1120i的点亮控制线1150输出依次切换该行1120i的第一晶体管T1的接通和断开的控制信号。在第一晶体管T1为接通的状态下，在属于该行1120i的各LED元件1120中流过与保持于电容器Cm的驱动信号电压相应的电流，从而控制LED元件1120的发光亮度。另外，通过切换第一晶体管T1的接通与断开，按每个行1120i控制LED元件1120的发光期间。

扫描电路1130沿Y1方向依次切换输出接通信号的扫描线1140以及输出控制信号的点亮控制线1150。由此，沿Y1方向依次切换被驱动的行1120i。

扫描电路、多个扫描线、多个点亮控制线、驱动电路、多个信号线以及多个单独电路等的构成并不限定于上述。例如，也可以是，单独电路由第二晶体管、第三晶体管、电容器以及布线构成，未设有第一晶体管，从扫描电路延伸出多个扫描线，不设有点亮控制线。另外，各扫描线、各点亮控制线、各信号线以及各单独电路中的布线等也可以设于基板之中而并非基板的表面上。另外，驱动电路所含的晶体管、电容器等电元件也可以不形成在基板上，而是将另外制造的元件安装于基板上。另外，LED元件也可以并非将另外制造的元件安装于基板，而是在基板中使用Si等半导体材料，将LED元件形成于基板上。在这种情况下，各晶体管元件也可以不是设于玻璃基板1110上的低温多晶硅元件，而是设于硅基板1110上的硅半导体元件。

具有上述那样的LED元件的显示装置在以较小的消耗电力实现充分的发光亮度这一点是优选的，但并不限定于此。显示装置也可以取代使用了上述那样的LED元件的LED显示器而设为OLED显示器、液晶显示器等。

接下来，详细地说明成像元件310a的构成。

图6是例示作为图像显示装置的一部分的成像元件的示意性的俯视图。

如图1所示，本实施方式的图像显示装置1000具备成像元件310a。成像元件根据其构成有各种变更，图1所示的成像元件310a是其中的一个。以下，包含在空中形成成像的成像元件的动作原理在内地进行说明。首先，对成像元件10的构成以及动作进行说明。

如图6所示，成像元件10具备基材12与反射器阵列20。基材12具有第一面11a，反射器阵列20设于第一面11a上。在该例子中，反射器阵列20设于第一面11a的反射器形成区域14内。反射器阵列20包含多个反射器行22。另外，反射器阵列20也可以设于基材12。换句话说，反射器阵列20与基材12也可以为一体。在该情况下，基材12的第一面11a成为后述的反射器阵列20的两面正交反射器。

对基材12的构成进行说明。

图7是例示作为图6的成像元件的一部分的基材的示意性的立体图。

如图7所示，基材12具有第一面11a以及第二面11b。第二面11b是位于第一面11a的相反侧的面。

在与成像元件相关的说明中，有时使用与图3A等中所示的显示装置1100的说明中的三维正交坐标系不同的三维正交坐标系。用于说明成像元件的三维正交坐标系是包含X2轴、Y2轴以及Z2轴的正交坐标系。有时将与X2轴平行的方向称作“X2方向”，将与Y2轴平行的方向称作“Y2方向”，将与Z2轴平行的方向称作“Z2方向”。包含X2轴以及Y2轴的X2Y2平面被定义为与虚拟平面P0平行的平面。第一面11a设于比第二面11b靠Z2轴的正方向的一侧。第一面11a在Y2Z2平面视图中包含向Z2轴的负方向侧凸出的圆弧的一部分。在以下说明的具体例中，虚拟平面P0是平行于与该圆弧的一部分中的位于Z2轴的最负方向侧的点相切的切平面的虚拟的面。

第一面11a是上述那样的曲面，反射器阵列20设于曲面上。虚拟平面P0成为设定反射器行22的Y2轴方向的倾斜度时的基准面。换言之，反射器行22以相对于虚拟平面P0设定的角度设于第一面11a上。

基材12由具有透光性的材料形成，例如由透明树脂形成。

在成像元件10中，若以基材12为基准在第一面11a侧配置光源，则在配置有光源的第一面11a侧而并非第二面11b侧形成成像。形成成像的位置可以是充分离开设有光源的位置的位置，并且是与设有光源的位置不同的位置。

返回图6继续说明。

反射器行22沿X2方向设置。多个反射器行22设为沿Y2方向相互大致平行。多个反射器行22按照每个相邻的反射器行22沿Y2方向隔开间隔23而大致等间隔地排列。反射器行22的间隔23的Y2方向的长度可以设为任意的长度，例如可以设为反射器行22的Y2方向的长度左右。在第一面11a侧配置有光源的情况下，在形成反射器行22的间隔23的区域入射未被反射器行22反射的光线、由反射器行22反射一次的反射光等。这些光线等无助于成像，因此若扩大该间隔23，则入射到成像元件10的光线中的有助于成像的比例变小。因此，间隔23的Y2方向的长度根据结合图8而在后面描述的两面正交反射器的尺寸、反射面的效率等设为适当的长度。反射器行22分别包含沿X2方向连接的多个两面正交反射器，因此在图6中，为了避免繁琐而涂色来表示。另外，成像元件10呈在X2方向上横长的形状。这是因为对用两眼目视确认成像有利。成像元件10的X2Y2平面视图中的形状并不限定于此，也可以根据用途选择在Y2方向上纵长的形状。

另外，在如图1所示的图像显示装置1000那样使空中图像在成像元件310a的第一面311a的法线方向上成像的情况下，也可以不设置相邻的反射器行22的间隔。另外，在设置相邻的反射器行22的间隔的情况下，也可以将反射器行的间隔作为反射面。

图8是图6的VIII部的示意性的放大图。

如图8所示，反射器行22包含多个两面正交反射器30。多个两面正交反射器30沿X2方向相互连接，且连续地设置。两面正交反射器30包含第一反射面31以及第二反射面32。两面正交反射器30设于在图6所示的第一面11a上形成的基部36上。第一反射面31以及第二反射面32在各自的主视时为大致正方形，在正方形各自的1边，反射面彼此以与谷的朝向大致正交的方式连接。

以下，在两面正交反射器30中，将第一反射面31与第二反射面32的连接线称为谷侧连接线33。将谷侧连接线33的相反侧的位置的第一反射面31的边以及谷侧连接线33的相反侧的位置的第二反射面32的边分别称为山侧连接线34。

两面正交反射器30的第一反射面31以山侧连接线34连接于在X2轴的负方向侧邻接的两面正交反射器30的第二反射面32。两面正交反射器30的第二反射面32以山侧连接线34连接于在X2轴的正方向侧邻接的另一方的两面正交反射器30的第一反射面31。如此，多个两面正交反射器30沿X2方向相互连接且连续地设置。

在本实施方式的成像元件10中，第一反射面31以及第二反射面32的尺寸例如可以设为几μm至几100μm。例如根据显示的空中图像的大小、分辨率等设定两面正交反射器30的集成数。例如在一个成像元件10之中集成几10～几1000个两面正交反射器30。例如可以沿Y2方向以14cm左右排列具有100μm见方的反射面的1000个两面正交反射器。

成像元件10的反射器行22如图8所示的放大图那样，配置成谷侧连接线33以及山侧连接线34的X2轴方向的位置相同。并不限定于此，也可以按每个反射器行22使谷侧连接线33以及山侧连接线34的X2轴方向的位置错开。

图9A是例示作为图8的成像元件的一部分的两面正交反射器的示意性的俯视图。

图9B是图9A的IXB-IXB线的示意性的向视剖面图的例子。

如图9A以及图9B所示，两面正交反射器30包含第一反射面31以及第二反射面32，第一反射面31以及第二反射面32设于基部36上。基部36设置成第一反射面31以及第二反射面32相对于第一面11a的切平面P成为希望的角度。

基部36是成形为V字状的具有透光性的部件，例如由透明树脂形成，与基材12一体地成形。第一反射面31以及第二反射面32通过在基材12的V字成形部位形成具有光反射性的金属材料等的薄膜等而形成。并不局限于这种例子，第一反射面31、第二反射面32、基部36以及基材12也可以分别或者一部分分体形成，将它们组装成一个，形成成像元件10。另外，在透明树脂的表面例如被进行镜面加工等、透明树脂的表面反射率充分高的情况下，第一反射面31以及第二反射面32也可以原样为透明树脂的表面。间隔23、基部36为了防止虚像观测等而优选为具有透光性、光吸收性。

第一反射面31以及第二反射面32以谷侧连接线33大致正交地连接。在第一反射面31中，山侧连接线34位于谷侧连接线33的相反侧的位置，在第二反射面32中，山侧连接线34位于谷侧连接线33的相反侧的位置。

将谷侧连接线33的端部称作顶点33a、33b。顶点33a的位置比顶点33b的位置靠Z2轴的正方向的一侧。即，顶点33a为比顶点33b更远离基材12的位置。将山侧连接线34的端部称作顶点34a、34b。顶点34a的位置比顶点34b的位置靠Z2轴的正方向的一侧。即，顶点34a为比顶点34b更远离基材12的位置。因而，顶点34a位于离基材12最远的位置，顶点33b配置于离基材12最近的位置。

图9B中示出了两面正交反射器30、第一面11a与切平面P的关系。两面正交反射器30在谷侧连接线33的下侧的顶点33b与第一面11a相接。切平面P是顶点33b的位置处的与第一面11a相切的平面。两面正交反射器30以谷侧连接线33与切平面P成为角度θ的方式设于第一面11a上。

图9C以及图9D是用于说明图9A的两面正交反射器的动作的示意性的立体图。

如图9C所示，若光线LL入射到第一反射面31，则光线LL被第一反射面31反射。被第一反射面31反射后的一次反射光LR1被第二反射面32再次反射。被第二反射面32反射后的二次反射光LR2向与入射光的光源相同的一侧出射。如此，两面正交反射器30将来自第一面11a侧的入射光朝向第一面11a侧并且是与光源的位置不同的位置出射。两面正交反射器30如此用两个反射面进行二次反射，在入射的光线LL的行进的一侧反射二次反射光LR2。

两面正交反射器30的反射动作是可逆的。入射到两面正交反射器30的光线沿图9C中的二次反射光LR2从相反方向入射的情况下，沿入射的光线LL向相反方向反射。具体而言，如图9D所示，入射到两面正交反射器30的光线LL被第二反射面32反射，作为一次反射光LR1，入射到第一反射面31。一次反射光LR1被第一反射面31反射而作为二次反射光LR2出射。

如图8、图9A所示，两面正交反射器30以谷侧连接线33为基准线对称，第一反射面31相对于切平面P的角度配置成与第二反射面32相对于切平面P的角度大致相等。因此，两面正交反射器30在光线最初入射到第一反射面31的情况下和光线最初入射到第二反射面32的情况下，进行相同的动作而出射反射光。例如在图9C中，光线LL最初入射到第一反射面31并反射，但即使在最初入射到第二反射面32并反射的情况下，也可以与上述相同地说明两面正交反射器30的动作。另外，在图9D中，也可以是光线LL最初入射到第一反射面31，第一反射面31带来的一次反射光被第二反射面32反射而作为第二反射光出射。以下，在对成像元件的动作进行说明的情况下，只要没有特别说明，就对最初由第一反射面31反射的情况进行说明。

图10是例示图6的成像元件的示意性的侧视图。

在图10中，反射器阵列20以连结图9A以及图9B所示的两面正交反射器30的顶点33a的包络线表示。之后，在表示成像元件的侧视图中，在不需要表示两面正交反射器30的构成来进行说明的情况下，如图10所示，反射器阵列20用单点划线表示两面正交反射器30的顶点33a的包络线。

如图10所示，在成像元件10中，由于第一面11a为曲面，因此反射器阵列20被设为曲面状。第一面11a在Y2Z2平面视图中包含向Z2轴的负方向侧凸出的圆弧的一部分，反射器阵列20也设为该圆弧状，顶点的包络线也成为圆弧。圆弧的半径基于成像元件10与设于成像元件10的第一面11a侧的光源的距离而设定。例如反射器阵列20的圆弧的半径被设为成像元件10与光源之间的距离的2倍左右。

如结合图9C以及图9D所说明，成像元件10关于光线的入射以及反射的方向具有可逆性。在成像元件10中，在上入射以及反射的方向相反的情况下，圆弧的半径基于成像元件10与形成于第一面11a侧的成像的距离而设定。与上述相同，反射器阵列20的圆弧的半径被设为成像元件10与成像之间的距离的2倍左右。

在成像元件10中，在与第一面11a相切的切平面中的与Z2轴方向的负方向侧的最低位置相切的切平面是与XY平面平行的虚拟平面P0。

图11是例示图6的成像元件的示意性的侧视图。

图11中示出了构成图6以及图8所示的反射器行22的一个两面正交反射器。如结合图6以及图8所说明，多个反射器行22分别沿X2方向设置，在Y2方向上大致等间隔地排列。构成一个反射器行22的多个两面正交反射器相对于虚拟平面P0的角度被设为大致相同。因而，两面正交反射器30相对于虚拟平面P0的角度表示该两面正交反射器30所属的反射器行22相对于虚拟平面P0的角度。

在图11中，将沿Y2方向排列的多个两面正交反射器中的5个两面正交反射器30-1～30-5放大而示意地表示。虽然为了区别Y2轴上的位置而改变了附图标记，但两面正交反射器30-1～30-5的构成与结合图9A以及图9B说明的两面正交反射器30相同。图9B所示的基部36的标记为了避免图示的繁琐而省略了图示。

如图11所示，两面正交反射器30-1～30-5根据第一面11a的Y2轴上的位置而相对于虚拟平面P0的角度Θ1～Θ5不同。两面正交反射器30-1～30-5各自的角度Θ1～Θ5以相对于虚拟平面P0的谷侧连接线(直线)33-1～33-5的角度表示。

在该例子中，两面正交反射器30-1～30-5朝向Y2轴的正方向依次配置。两面正交反射器30-1～30-5的角度Θ1～Θ5按照该顺序设定为从小到大的值。即，角度Θ1～Θ5的大小设为Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。

更概括地换一种说法，两面正交反射器30-1～30-5的角度Θ1～Θ5是以设定为最小值的两面正交反射器的反射器行(第一反射器行)22为基准，在Y2轴上越朝向一方向离开越大的值。另外，角度Θ1～Θ5是在Y2轴上从作为基准的反射器行22越朝向另一方向离开越小的值。在图11的例子中，若以设定为最小角度的两面正交反射器30-1的位置为基准，则角度Θ1～Θ5的大小朝向Y2轴的正方向为Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。

两面正交反射器的角度Θ1～Θ5可以设为0°＜Θ1～Θ5＜90°。第一反射面31与虚拟平面P0所成的角分别与角度Θ1～Θ5连动地被决定，但可以设为45°＜(第一反射面31与虚拟平面P0所成的角)＜90°。第二反射面32与虚拟平面P0所成的角和第一反射面31与虚拟平面P0所成的角相等。因而，成为45°＜(第二反射面32与虚拟平面P0所成的角)＜90°。

两面正交反射器30-1～30-5各自的倾斜度也可以以相对于配置有两面正交反射器30-1～30-5的第一面11a中的切平面P1～P5的角度设定。两面正交反射器30-1～30-5的相对于切平面P1～P5的角度与两面正交反射器30-1～30-5在Y2轴上的位置无关，设为一定的角度θ。例如角度θ基于角隅棱镜反射器的各反射面与水平面所成的角度，被设为30°左右，更详细地说，被设为35.3°。

在该例的成像元件10中，两面正交反射器30-1～30-5的角度Θ1～Θ5被适当地设定为，在以基材12为基准时，使从设于第一面11a侧的光源入射的光线在第一面11a侧成像。成像位置被设为与光源的位置不同的空中。两面正交反射器相对于虚拟平面P0的角度例如通过实验、模拟等来决定。

两面正交反射器相对于虚拟平面P0的角度被设定为根据Y2轴上的位置而变大、或者被设定为根据Y2轴上的位置而变小即可，因此第一面11a也可以不是正圆的圆弧的一部分。例如第一面11a也可以是椭圆的圆弧的一部分，也可以是与反射器行的行数相应的多边形的一部分。另外，两面正交反射器的角度只要能够根据两面正交反射器的Y2轴上的位置设定角度即可，因此也可以不以虚拟平面P0为基准，而以相对于虚拟平面P0呈任意角度的其他平面为基准。

对成像元件的变形例进行说明。

图12A是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的变形例的示意性的侧视图。

图12B是例示作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的其他变形例的示意性的侧视图。

如果能够与图6所示的成像元件10相同地设定两面正交反射器相对于虚拟平面P0的角度，则反射器阵列20无需形成于曲面上，也可以设于一个平面上。

在图12A以及图12B中，与结合图11说明的情况相同，放大地示意性表示出5个两面正交反射器30-1～30-5。5个两面正交反射器30-1～30-5的与各自配置有的位置相应的倾斜度也被一并示出。

如图12A所示，本变形例的成像元件310具备反射器阵列20与基材312。基材312具有第一面311a以及第二面311b。第二面311b设于第一面311a的相反侧的位置。第一面311a为与X2Y2平面大致平行的平面。第一面311a也可以为虚拟平面P0。基材312与图11所示的例子的情况相同，例如由具有透光性的材料形成。

两面正交反射器相对于虚拟平面P0的30-1～30-5的角度分别为Θ1～Θ5，角度Θ1～Θ5的大小为Θ1＜Θ2＜Θ3＜Θ4＜Θ5。两面正交反射器30-1～30-5的Y2轴上的位置与图11所示的两面正交反射器30-1～30-5的Y2轴上的位置相同。因而，在设为与图11的情况下的Y2轴上的位置相应的圆弧的切平面P1～P5的情况下，两面正交反射器30-1～30-5与切平面P1～P5所成的角全部为相同值的角度θ。

如图12B所示，本变形例的成像元件310a具备反射器阵列20与基材312，还具备保护层314。反射器阵列20以及基材312的构成与结合图12A说明的成像元件310相同。保护层314设为覆盖反射器阵列20以及第一面311a。

保护层314使用了透光性较高的材料，以使在光线经由保护层314入射到成像元件310a的情况下，光线的透过量成为大致一定。保护层314的表面313a也优选的是具有足够的平坦性以使入射的光线的折射角成为大致一定。

在本变形例中，由于可以使基材312为平板，因此能够减少伴随着将第一面、第二面设为曲面的基材的厚度，因此能够使成像元件310、310a薄型化。图12A所示的成像元件310是在基材312的第一面311a形成反射器阵列20、第二面311b具有平坦的面的部件。因此，适合于使用了树脂基材的冲压机进行的生产。另外，成像元件310在生产方面具有优势，例如易于以辊对辊方式进行生产等。辊对辊方式是指将卷绕成辊状的基材的材料连续地向工序供给并进行加工、处理等的生产方式。辊对辊方式一般用于板状、膜状的树脂成型品的生产等。

在本实施方式的图像显示装置1000中，具备图12B所示的成像元件310a。并不限定于此，图像显示装置也可以具备上述的成像元件10、310中的某一个。另外，成像元件10、310、310a的构成要素可以适当组合。例如也可以在成像元件10的第一面11a侧设置保护层314。

接下来，包含动作原理在内地对成像元件的动作进行说明。以下，只要没有特别说明，就对结合图6～图11说明过的成像元件10进行说明。变形例的成像元件310、310a的动作可以与成像元件10的情况相同地理解。

图13是用于说明作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的动作的示意性的俯视图。

如图13所示，第一反射面31以及第二反射面32大致正交地配置且以谷侧连接线33连接。顶点33b被配置成成为Z2轴方向的最小值。

入射到第一反射面31的光线LL被第一反射面31反射。被第一反射面31反射后的一次反射光LR1被第二反射面32反射。在两面正交反射器30中，与角隅棱镜反射器(例如专利文献2)不同，不具有第三个反射面，因此由第二反射面32反射后的二次反射光LR2原样地直行。这里，谷侧连接线33相对于X2Y2平面以规定的角度设置，因此从两面正交反射器30出射的二次反射光LR2向与光线LL入射的一侧相同的一侧出射。

图14以及图15是用于说明作为第一实施方式的图像显示装置的一部分的成像元件的动作的示意性的侧视图。

在图14的例子中，光源S配置于第一面11a的一侧并且在虚拟平面P0的法线方向上。另外，在图12A以及图12B所示的变形例的成像元件310、310a的情况下，光源配置于第一面311a的一侧并且在第一面311a的法线方向上。

如图14所示，在成像元件10中，第一面11a以在YZ平面视图中向Z2轴的负方向侧凸出的方式设定为圆弧的一部分。两面正交反射器30-1～30-3配置于第一面11a上。表示两面正交反射器相对于虚拟平面P0的30-1～30-3的倾斜度的角度Θ1～Θ3在该例子中设定为朝向Y2轴的正方向变大。通过如此设定角度Θ1～Θ3，由两面正交反射器30二次反射后的二次反射光LR2在设有光源S的第一面11a侧形成成像I。

成像元件10即使调换光源S的位置与成像I的位置也进行动作。

在图15中，两面正交反射器30-1～30-3的构成、两面正交反射器30-1～30-3、第一面11a以及虚拟平面P0的关系与结合图14说明的情况相同。

如图15所示，光源S设于结合图14说明的情况下的成像I的位置，此时，在图14的情况下的光源S的位置形成成像I。从光源S出射的光线LL分别被两面正交反射器30-1～30-3二次反射，二次反射光LR2在成像I的位置成像。即，在该例子中，成像I形成于第一面11a的一侧并且是虚拟平面P0的法线方向上。另外，在图12A以及图12B所示的变形例的成像元件310、310a的情况下，成像形成于第一面311a的一侧并且是第一面311a的法线方向上。

无论在光源S哪个位置的情况下，都可以通过使用实验、模拟等适当地设定两面正交反射器的角度，以将入射到两面正交反射器的光线二次反射而在希望的位置成像。例如在图14所示的实施方式的情况下，光源S被设为反射器阵列的大致正上方，在图15所示的实施方式的情况下，形成成像I的位置被设为反射器阵列的大致正上方。通过适当调整设置两面正交反射器相对于虚拟平面P0的角度，也能够适当变更这些光源S、成像I的位置。在进行这种设计变更时，能够有效地运用光线跟踪模拟等光线分析工具。

在本实施方式的图像显示装置1000中，在反射器阵列的正上方形成成像。在这种情况下，也可以调换作为光源的显示装置1100的位置与形成成像I的位置。另外，在图1的图像显示装置1000中，在调换了显示装置1100的位置与形成成像的位置的情况下，当然需要根据调换后的光路变更框体以及透光部件的构成。

返回图1，说明本实施方式的图像显示装置1000的一系列的动作，如以下所述。即，从配置于显示模块1210的显示装置1100出射的光通过光学系统1200入射至成像元件310a。

成像元件310a使入射的光L在成像元件310a的反射器阵列的两面正交反射器的两个反射面依次反射。成像元件310a使作为入射的光的二次反射光的反射光R向成像元件310a的正上方。

从成像元件310a出射的反射光R通过设于框体1300的透光部件1320从框体1300出射，在观测者O1和透光部件1320之间形成成像I1。

(变形例)

图16是例示第一实施方式的变形例的图像显示装置的示意性的剖面图。

在图1中所示的图像显示装置1000在框体1300的内壁配置有遮光部件1310并将显示装置1100、光学系统1200及将成像元件310a收纳于框体1300内，但是，并不限于此。以下说明的变形例的图像显示装置具有与框体1300分开设置的遮光部件1310a。

如图16所示，变形例的图像显示装置1000a具有成像元件310a、显示装置1100、光学系统1200、框体1300a、遮光部件1310a、透光部件1320。成像元件310a、显示装置1100、光学系统及透光部件1320的构成与在图一所示的第一实施方式的图像显示装置1000相同。对与第一实施方式的图像显示装置1000相同的构成元件标注相同的标号，并适当省略详细的说明。

图像显示装置1000a中的框体1300a设于将显示装置1100及光学系统1200一体化的显示模块1210的周围。显示模块1210通过配置于框体1300a的内部的顶部部分的显示模块支承部件1340配置于框体1300a的内部。遮光部件1310a配置于显示装置1100和透光部件1320之间。在该例子中，遮光部件1310a与框体1300a分体设置。遮光部件1310a为板状的部件，例如，在表面涂布有吸收光的黑色涂料的板材。遮光部件1310a配置为对泄露到显示装置1100的周边的光进行遮光。

并不限于此例子的情况，遮光部件也可以包围包含显示装置1100的显示模块1210的周围的整体，并且，设为将显示模块1210的光L的出射面1210S开口的圆筒状的部件。例如，也可以对在图2所示的显示模块1210的圆筒状的模块框体1212的内壁进行黑色涂装，通过使用由黑色树脂形成的模块框体1212而保持作为遮光部件的功能。

透光部件1320设于框体1300a的一部分。更为具体的，透光部件1320配置于形成于框体1300a的一部分的窗框1322的位置。在框体1300a上，通过对窗框1322进行大开口并扩大透光部件1320的面积，图像显示装置1000a能够在空中显示较大的图像。另一方面，可以认为通过扩大开口的窗框1322的面积及透光部件1320的面积，从配置于框体1300a内的显示装置1100的光的泄露通过透光部件1320使向框体1300a的外部的泄露变得容易。在本变形例中，能够通过在显示装置1100和透光部件1320的间隙配置遮光部件1310a，防止使观测者O1观测光的泄漏，并在空中显示更大的图像。

对本实施方式的图像显示装置1000及变形例的图像显示装置1000a的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置1000具备成像元件310a。如图8以及图12B等所示，在成像元件310a中，两面正交反射器30相对于虚拟平面P0的角度设定为比0°大且比90°小。在此基础上，两面正交反射器30相对于虚拟平面P0的角度根据两面正交反射器30沿Y2轴方向配置的位置而设定为不同，设定为随着从基准的位置的两面正交反射器30向Y2轴方向的一方向离开而设定得大，且设定为随着向Y2轴方向的另一方向离开而设定得小。通过如此设定，在以基材312为基准时，能够将来自第一面311a侧的光线二次反射而在第一面311a侧成像。

在成像元件310a中，通过适当地设定两面正交反射器30相对于虚拟平面P0的角度，能够以基材312为基准在第一面311a侧的任意位置配置显示装置1100，在反射器阵列的正上方的希望的位置形成成像I1。

图17A及图17B为用于说明第一实施方式的图像显示装置的动作的示意图。

从显示装置1100出射的光在成像元件310a被二次反射并在空中成像，显示装置1100在空中显示输出的图像。对于是否将图像在空中显示，能够通过控制显示装置1000的输出而容易实现。例如，图像显示装置1000能够应用于车辆的仪表盘的显示。

在图17A及图17B中，示意性地表示坐在车辆1的驾驶座上的驾驶员所看到的视觉信息。坐在车辆1中的驾驶员从前方的挡风玻璃一边看行驶前方的情景一边驾驶车辆1。在挡风玻璃4的下方配置有仪表板2。在图1所示的图像显示装置1000收纳于仪表板2的内部。在驾驶员的前方的仪表板配置有图像显示装置1000的透光部件1320。需要说明的是，在该示例中，透光部件1320被赋予了与仪表板2相同的图案。

如图17A所示，速度显示、燃料余量、电池余量等信息根据需要通过透光部件1320在空中显示。在该示例中，转向盘6配置于驾驶员的前方，空中显示的成像I1能够比转向盘6更靠近仪表板2侧，比转向盘6更靠近驾驶员侧。

如图17B所示，速度显示等信息在没有必要的情况下，可以不显示。例如，通过不显示成像I1的空中显示，驾驶员能够专注于驾驶。

例如，成像I1的显示、不显示能够根据驾驶员的操作进行切换。例如，驾驶员的操作可以是根据驾驶员的按钮操作、按键操作、识别驾驶员的语音等。成像I1的显示、不显示也可以通过其他的触发器而进行切换。例如，在将成像I1的信息作为速度显示的情况下，能够将速度达到预定的速度的情况设为触发器。在将成像I1的信息作为燃料余量、电池余量的情况下，能够将这些余量达到预定值、预定比例的情况设为触发器。这些只是一个示例，能够根据取得的定量的信息，适当地设置任意的信息显示。

本实施方式的图像显示装置1000包括光学系统1200。光学系统1200可以配置于显示装置1100和成像元件310a的间隙并包括多个光学透镜，因此，能够扩大由从显示装置1100出射的光形成的图像。因此，能够调整显示装置1100和成像元件310a的间隙的距离，能够使图像显示装置1000小型化。另外，通过多个光学透镜的组合，不仅能够进行图像的扩大，也可以进行图像的缩小。使用大尺寸的显示装置1100，能够通过缩小图像，使图像的亮度增加，更加清晰地、明确地进行重要的信息的空中显示。

显示装置1100可以在像素中包含LED元件，由氮化镓系化合物半导体形成LED元件。由氮化镓系化合物半导体形成的LED元件能够以较少的消耗电力以较高的亮度发光。因此，即使在从显示装置1100出射的光经过较长的光路的情况下，也能够在空中显示清晰的图像。

变形例的图像显示装置1000a除了与图像显示装置1000的效果相同的效果外，还可以实现以下的效果。即，图像显示装置1000a在显示装置1100和透光部件1320之间具有遮光部件1310a。通过具有这样的遮光部件1310a，除了上述的效果，可以扩大透光部件1320的面积，使更大的图像在空中显示。

第二实施方式

图18是例示作为第二实施方式的图像显示装置的一部分的光学系统的示意图。光学系统的构成并不限于在图2所示的光学系统1200的例子，也可以包含一个或者多个反射镜。

如图18所示，本实施方式的图像显示装置替代第一实施方式的图像显示装置1000的光学系统1200，具有光学系统2200。光学系统2200以外的构成与第一实施方式的图像显示装置1000的情况相同。对于与第一实施方式的图像显示装置相同的构成元件标注相同的标号并适当省略详细的说明。

在该例子中，显示装置1100及光学系统2200包含于一个显示模块2210中。光学系统2200包含两个反射镜2221、2222。两个反射镜2221、2222都是凹面镜。本实施方式的图像显示装置通过应用在图1所示的第一实施方式的图像显示装置1000的显示模块1210替换为显示模块2210而实现。

反射镜2221将反射面2221R配置为与显示装置1100大致对置。反射镜2222将反射面2222R配置为与反射镜2221的反射面2221R对置。光轴C2通过在图3所示的显示装置1100的中心并通过反射镜2221、2222的中心。根据显示装置1100及反射镜2221、2222的配置，光轴C2弯曲两次。

反射镜2222的反射面2222R的曲率设定为比反射镜2221的反射面2221R的曲率更小。因此，由于从显示装置1100输出的光而成的实像通过反射镜2221、2222逐渐地扩大。

对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置能够实现与第一实施方式的图像显示装置1000同样的效果。除此之外，本实施方式的图像显示装置可以实现以下的效果。

本实施方式的图像显示装置包括具有多个反射镜的光学系统2200。图像显示装置的光学系统2200包括反射镜2221、2222，通过将一个反射镜2221配置为与显示装置1100对置，能够将光轴C2弯曲多次。该例子的光学系统2200的光轴C2通过两个反射镜2221、2222而被弯曲两次。通过将光轴C2的两次弯曲中第一次弯曲设为配置有显示装置1100的一侧，不使光学系统2200所占的体积增加，实现长光路。光学系统2200通过将反射镜配置为在长光路上凹面的曲率充分地变小，能够形成足够大的实像。

第三实施方式

图19是例示作为第三实施方式的图像显示装置的一部分的光学系统的示意图。

如图19所示，本实施方式的图像显示装置进一步地包括光学系统控制装置3330。显示装置1100及光学系统1200的构成与第一实施方式的图像显示装置1000的情况相同。对与第一实施方式的图像显示装置1000的构成元件相同的构成元件标注相同的符号并适当省略详细的说明。三维直角坐标系使用在图3A等所示的X1Y1Z1坐标系。

在该示例中，显示装置1100、光学系统1200及光学系统控制装置3330包含于一个显示模块3210中。显示模块3210具有模块框体3212，显示装置1100、光学系统1200及光学系统控制装置3330收纳于模块框体3212内。本实施方式的图像显示装置通过应用在图1所示的第一实施方式的图像显示装置1000的显示模块1210替换显示模块3210而实现。

显示装置1100及光学系统1200的光轴C3在初期与结合图2说明的光轴C1一致。即，初期的光轴C3与图3A所示的显示装置1100的中心一致，与光学系统1200的光轴一致。

光学系统控制装置3330利用臂3351支承显示装置1100。光学系统控制装置3330通过臂3352支承光学透镜1221。光学系统控制装置3330通过臂3353支承光学透镜1222。光学系统控制装置3330通过臂3354支承光学透镜1223。

光学系统控制装置3330具有控制部3331及驱动部3341～3344。控制部3331分别与驱动部3341～3344连接，分别向驱动部3341～3344输出驱动这些结构的指令。

驱动部3341～3344具有与Z1方向相同的旋转轴C3330。驱动部3341～3344根据来自控制部3331的指令，以旋转轴C3330为中心顺时针或者逆时针沿同一旋转方向以同一旋转角度旋转。因此，显示装置1100及光学系统1200的光轴C3能够以旋转轴C3330为中心顺时针或者逆时针沿同一方向以同一旋转角度旋转。由此，显示装置1100及光学系统1200能够使由于出射的光的实像的形成位置绕旋转轴C3330移动。

驱动部3341～3344根据来自控制部3331的指令能够使臂3351～3354在与X1Y1平面平行的平面内伸缩同一长度。因此，显示装置1100及光学系统1200的光轴C3可以在与X1Y1平面平行的平面内向任意的坐标移动。由此，显示装置1100及光学系统1200能够使由于出射的光的实像的形成位置在与X1Y1平面平行的平面内向任意的位置移动。

驱动部3341～3344根据来自控制部3331的指令使臂3351～3354移动其在Z1轴上的位置。因此，显示装置1100和光学系统1200的间隙的距离变更，显示装置1100及光学系统1200能够变更由于出射的光的实像的大小。

需要说明的是，以驱动部3341～3344的旋转轴C3330为中心的旋转并不限于所有驱动部3341～3344沿同一方向以同一旋转角旋转的情况。例如，也可以每个光学透镜以不同的旋转角度旋转。

另外，根据驱动部3341～3344的臂3351～臂3354的伸缩并不限于使显示装置1100及光学系统1200的光轴C3一致的情况。例如，也可以使每个光学透镜的臂的伸缩长度不同。

进一步地，驱动部3341～3344根据来自控制部3331的指令，也可以将臂3351～臂3354以沿着臂3351～臂3354延伸的方向的中心轴为中心旋转。

如上所述，光学系统控制装置3330能够变更显示装置1100及由于光学系统1200出射的光形成的实像的大小、形状、位置、方向等。

上述的实施方式与第一实施方式的图像显示装置1000的光学系统1200相同，但并限于此。例如，将光学系统1200设为与第二实施方式的图像显示装置的光学系统2200相同，也可以通过光学系统控制装置变更多个反射镜2221、2222的位置、角度。或者，可以将光学系统设为一个以上的自由曲面镜，根据光学系统控制装置变更自由曲面镜的位置、角度。

光学系统控制装置3330可以根据图1所示的观测者O1的操作进行动作，也可以根据观测者01以外的图像显示装置的操作者的操作进行动作。

对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置可以实现与第一实施方式的图像显示装置1000相同的效果。除此之外，本实施方式的图像显示装置也可以实现以下的效果。

本实施方式的图像显示装置通过进一步具有上述的光学系统控制装置3330，能够根据使显示装置1100及由于从光学系统1200出射的光形成的实像变更为所期望的大小、形状、位置或者方向并向成像元件310a照射。因此，图像显示装置通过成像元件310a，能够使变更为所期望的大小、形状、位置或者方向的空中图像成像。另外，在不将显示装置1100设置为相对假想平面PO平行的情况下，可能在成像I1产生形变，也可以对这样的形变进行补正。

第四实施方式

图20A是例示作为第四实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的平面图。

图20B是图20A的XXB-XXB线的示意性的向视剖面图。

本实施方式的图像显示装置替代上述的其他的实施方式的图像显示装置的显示装置1100而具有显示装置4100。本实施方式的图像显示装置的其他的构成元件与上述的其他的实施方式的图像显示装置相同。如图20A及图20B所示，本实施方式的图像显示装置的显示装置4100在像素4112具有微透镜4127的点上与显示装置1100不同。显示装置4100在其他点上与显示装置1100相同，对同一构成元件标注相同的标号并适当省略详细的说明。三维直角坐标系使用在图3A等中所示的X1Y1Z1坐标系。

显示装置4100包含基板1110、多个像素4112、扫描电路1130、多个扫描线1140、多个点亮控制线1150、驱动电路1160、多个信号线1170。像素4112包含LED元件1120、单独电路1180、微透镜4127。LED元件1120及单独电路1180与结合图3A～图5说明的例子相同，对于相同的构成元件标注相同的标号并省略详细的说明。

微透镜4127配置于基板1110的第一面1111a上以覆盖LED元件1120。微透镜4127在第一面1111a上覆盖配线1181、1182的一部分。

微透镜4127在X1Y1俯视视图中，大致为圆形。并不限于圆形，也可以为椭圆形，也可以为不对称的圆形。微透镜4127在第一面1111a侧具有圆筒形状，在前端部为半球形状。也就是说，微透镜4127朝向Z1轴的负方向外凸。该外凸的顶点期望位于大体LED元件1120的发光中心的Z1轴上。微透镜4127由具有透光性的材料形成，例如，由透光性树脂形成。另外，由于透光性树脂具有荧光体，能够得到所期望的发光色。

微透镜4127可以购买到或者使用公知的制造技术形成。例如，微透镜4127利用树脂填充而形成。树脂填充为以将配置于基板1110上的多个LED元件1120分别覆盖的方式填充树脂。被填充的树脂硬化而形成微透镜4127。

对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置能够实现与第一实施方式的图像显示装置1000相同的效果。除此之外，本实施方式的图像显示装置可以实现以下的效果。

本实施方式的图像显示装置的显示装置4100包含具有微透镜4127的LED元件1120。LED元件1120如同与结合图4A说明的那样，将光出射面1124S粗糙化等，形成凹部1124T。由此，通过利用微透镜4127将扩大了配光角的光再一次窄配光化，能够使带有足够大小的像素以足够的正面亮度发光。

本实施方式的图像显示装置的显示装置4100中，利用氮化镓系形成构成像素4112的LED元件1120，通过具有微透镜4127能够实现在低电力消耗下具有更高亮度的显示装置4100。通过高亮度的显示装置4100的实现，本实施方式的图像显示装置能够显示更清晰的空中图像。

第五实施方式

图21是例示作为第五实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的剖面图。

如图21所示，本实施方式的图像显示装置替代上述的其他的实施方式的图像显示装置的显示装置1100、4100而具有显示装置5100。本实施方式的图像显示装置的其他构成元件与上述的其他的实施方式的图像显示装置相同。本实施方式的图像显示装置的显示装置5100在像素5112具有棱镜片5128的点上，与在图3A～图5所示的显示装置1100及在图19所示的显示装置4100不同。显示装置5100在其他的点上与显示装置1100相同，对相同的构成元件标注相同的标号并适当省略详细的说明。三维直角坐标系使用在图3A等所示的X1Y1Z1坐标系。

显示装置5100包含像素5112。像素5112与在图3B所示的显示装置1100及在图20A所示的显示装置4100同样的，以行列状配置有多个。显示装置5100与图3A等所示的显示装置1100同样的，包含基板1110、扫描电路1130、多个扫描线1140、多个点亮控制线1150、驱动电路1160、多个信号线1170。

像素5112包含LED元件1120、保护层5127、棱镜片5128。像素5112与在图3B及图5所示的显示装置1100同样地包含独立电路1180。LED元件1120及独立电路1180与结合图3B说明的例子相同，省略详细的说明。

保护层5127在基板1110的第一面1111a上覆盖LED元件1120及配线1181、1182。保护层5127为具有透光性的树脂材料。例如，保护层5127以覆盖LED元件1120的方式配置于基板1110上。

棱镜片5128配置于保护层5127上。棱镜片5128在树脂制的母材的表面形成有具有棱镜角的多个槽，使入射的光散射。在沿着一个方向形成槽的棱镜片的情况下，例如，可以使用使槽的形成方向相互正交的两个棱镜片。

对本实施方式的图像显示装置的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置能够实现与第一实施方式的图像显示装置1000的情况同样的效果。除此之外，本实施方式的图像显示装置还可以实现以下的效果。

本实施方式的图像显示装置的显示装置5100的像素5112由于具有棱镜片5128，因此，能够提高像素5112的LED元件1120的正上方，即Z1轴的负方向侧的棱镜片5128的亮度。因此，显示装置5100能够以低电力消耗输出更加清晰的图像。因此，本实施方式的图像显示装置能够以低电力消耗显示更加清晰的空中图像。

第六实施方式

图22为例示第六实施方式的图像显示装置的示意性的剖面图。

如图22所示，本实施方式的图像显示装置6000包括成像元件310、显示装置6100、透光性部件6200、框体6300、透光部件6320。

本实施方式的图像显示装置6000具有与上述的其他实施方式的图像显示装置的显示装置1100、4100、5100不同的显示装置6100。显示装置6100在在半球面的凹面上形成有像素的点上与显示装置1100、4100、5100不同。该例子的显示装置6100的透光性部件6200与显示装置6100一体形成。透光性部件6200作为光学系统发挥作用。

在图像显示装置6000中，成像元件310与上述的其他实施方式的情况下的成像元件310a不同。如结合图12A以及图12B所说明，成像元件能够根据框体内的空间、图像显示装置的设置场所等设置任一方式的成像元件10、310、310a。

在图像显示装置6000中，显示装置6100的位置与成像元件310的位置的关系与上述的其他实施方式的情况下不同。在图像显示装置6000中，显示装置6100配置于成像元件310的正上方。因此，显示装置6100出射的光L向下方行进而照射成像元件310。成像元件310用两面正交反射器将入射的光的一部分二次反射，并出射反射光R。透光部件6320配置于使由成像元件310二次反射后的反射光R透过的位置。

由成像元件310的两面正交反射器只反射一次的光、未被两面正交反射器反射的光从图6所示的相邻的反射器行22的间隔23向第二面311b侧出去。因而，成像元件310不会向第一面311a侧出射二次反射光以外的光。因此，在本实施方式的图像显示装置6000中，光源的显示装置6100配置于成像元件310的第一面311a的法线方向，因此在成像元件310中，设置相邻的反射器行22的间隔23。

在该例子中，在框体6300内的底面配置有遮光部件6310，以使向第二面311b出去的光不会在框体6300的内部再次反射而成为杂散光。遮光部件6310也配置于框体6300的内部的侧壁面。遮光部件6310与图1所示的遮光部件1310相同，例如可以是形成于框体6300的底面以及壁面的黑色涂料的涂敷膜。遮光部件6310与框体6300的构成材的厚度相比充分薄，因此在图22中表示为框体6300的内部的面。

在本实施方式的图像显示装置6000中，成像元件310仅出射入射的光L的二次反射光R，不将其他光向第一面311a侧进行反射等。因此，如结合图14所说明，成像元件310可抑制在第一面311a的一侧形成实像以外的重影图像的情况。

对显示装置6100的构成进行说明。

图23A为例示作为第六实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的示意性的剖面图。

如图23A所示，显示装置6100包含基材6110、像素1112。如同结合图3B～图5所说明的，显示装置6100包含扫描电路、驱动电路及各种信号线等。像素1112包含LED元件1120。如同结合图4A～图5所说明的那样，像素1112包含独立电路。

基材6110具有作为球面的一部分的凹面6111a。凹面6111a配置于Z1轴的负方向侧。在该例子中，凹面6111a的相反侧的面6111b为与X1Y1平面平行的平坦面。基材6110由树脂等形成，为了抑制由于来自LED元件1120的反射形成的杂光，例如，由黑色树脂形成。

LED元件1120配置于凹面6111a上。例如，LED元件1120在X1Y1平面俯视时，以行列状排列。LED元件1120的排列并不限于行列状，也可以配置为以凹面6111a的外周圆的中心为中心的同心圆状。

LED元件1120及凹面6111a由透光性部件6200覆盖。根据基材6110及透光性部件6200的形状，在该示例中，为圆柱。

透光性部件6200保护配置于凹面6111a上的LED元件1120。由于透光性部件6200具有比空气更大的折射率，也可以作为光学系统发挥作用。在该示例中，透光性部件6200的出射面6200S为平坦面，并不限于此，也可以为凹面、凸面。

在本实施方式的图像显示装置6000中，通过使排列于半球面的凹面6111a上的LED元件1120以形成图像的方式发光，能够在空中形成半球面状的立体的成像I6。并不将像素限于半球面的凹面，通过排列成其他的任意的曲面，能够在空中显示任意的曲面形状的立体图像。

图23B为例示作为第六实施方式的图像显示装置的一部分的显示装置的变形例的示意性的立体图。

如图23B所示，显示装置6100a包含基板6110a和多个像素1112。如同结合图3B～图5所说明的那样，显示装置6100a包含扫描电路、驱动电路及各种信号线等。像素1112包含LED元件1120。如同结合图4A～图5所说明的那样，像素1112包含单独电路。

基板6110a具有第一面6111c。第一面6111c包含作为Z1轴的负方向的外凸的区域及作为Z1轴的正方向的外凸的区域，在X1Z1平面俯视时，为波形形状。

LED元件1120排列于作为波形的曲面的第一面6111c上。例如，LED元件1120在X1Y1平面俯视时，排列为行列状。

配置有LED元件1120等的基板6110a由透光性部件6220a覆盖。透光性部件6200a，例如，由树脂形成，为透明树脂。透光性部件6200a通过覆盖配置有LED元件1120等的基板6110a保护LED元件1120等。透光性部件6200a由于具有比空气更大折射率而作为光学系统发挥作用。

由于图像显示装置6000替代显示装置6100而具有显示装置6100a，能够使具有波形的立体形状的图像在空中成像。

对本实施方式的图像显示装置6000的效果进行说明。

本实施方式的图像显示装置6000能够实现与第一实施方式的图像显示装置1000的情况同样的效果。除此之外，本实施方式的图像显示装置6000还能够实现以下的效果。

本实施方式的图像显示装置6000的显示装置6100、6100a的LED元件1120排列于任意的曲面上。因此，显示装置6100、6100a输出设定的曲面状的立体图像。由于成像元件310使曲面状的立体图像如此地在空中成像，观测者O1能够在空中看到根据设定的曲面而形成的立体的图像。

本实施方式的图像显示装置6000将显示装置1100配置于作为第一面311a的法线方向的成像元件310的正上方，使成像元件310的两次反射光向成像元件310的侧方出射并成像。因此，能够防止除了实像的重影图像的显示。

需要说明的是，对于本实施方式的图像显示装置，如在图1所示的图像显示装置1000那样，作为光源的显示装置也可以配置为使空中图像在成像元件的正上方成像。

在上述的其他的实施方式的情况下，通过将显示装置配置于成像元件的正上方，也可以防止重影图像的显示。

上述的各实施方式可以适当组合地应用。

实施方式包含以下的方式。

(附记1)

一种图像显示装置，其特征在于，具备：

成像元件；

光源，向所述成像元件照射光；

光学系统，配置于所述成像元件和所述光源之间的光路；

遮光部件，对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，使从所述成像元件出射的光透过；

所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列，

所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器，

所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射，

在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及与所述第一方向交叉的第二方向的虚拟平面之间的角度被设定为比0°大且比90°小的值，

所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值，

所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行，

在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行向所述第二方向远离就越大的值，

所述光源设于所述第一面侧，

所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面反射的一次反射光的一部分向所述第二反射面行进，

所述透光部件设为使将所述一次反射光的一部分由所述第二反射面反射后的二次反射光透过，

所述遮光部件设为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

(附记2)

一种图像显示装置，其特征在于，具备：

成像元件；

光源，向所述成像元件照射光；

光学系统，配置于所述成像元件和所述光源之间的光路；

遮光部件，对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，使从所述成像元件出射的光透过；

所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列，

所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器，

所述多个反射器行沿与所述第一方向交叉的第二方向相互隔开间隔地平行排列，

所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射，

在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及所述第二方向的虚拟平面之间的角被设定为比0°大且比90°小的值，

所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值，

所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行，

在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行沿所述第二方向向一个方向远离就越大的值，

所述光源设于所述第一面侧，

所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面一次反射的反射光的一部分向所述第二反射面行进，所述反射光的其他的一部分向所述第二面侧行进，

所述透光部件设为使将所述反射光的一部分由所述第二反射面反射后的二次反射光透过，

所述遮光部件设为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

(附记3)

根据附记1或者2所述的图像显示装置，所述光学系统包含多个光学元件。

(附记4)

根据附记3所述的图像显示装置，所述多个光学元件包括自由曲面镜。

(附记5)

根据附记1～4中任意一项所述的图像显示装置，还包括控制机构，将所述光源及所述光学系统的各个光轴设定为能够调整，分别将所述光源及所述光学系统在沿着所述光轴的方向上的位置设定为能够调整。

(附记6)

根据附记1～5中任意一项所述的图像显示装置，所述遮光部件为设于所述光源及所述成像元件的周围的框体的一部分，

所述透光部件为所述框体的其他的一部分。

(附记7)

根据附记1～5中任意一项所述的图像显示装置，还包括设于所述光源及所述成像元件的周围的框体，

所述透光部件设于所述框体的一部分，

所述遮光部件设于所述光源和所述透光部件之间。

(附记8)

根据附记1～7中任意一项所述的图像显示装置，所述光源为包含基板和配置于所述基板上的多个半导体发光元件的显示装置。

(附记9)

根据附记8所述的图像显示装置，所述显示装置包括分别设于所述多个半导体元件的透镜。

(附记10)

根据附记8所述的图像显示装置，所述显示装置包括配置于所述多个半导体发光元件上的光散射部件。

(附记11)

根据附记8所述的图像显示装置，所述基板具有朝向光的出射方向凹陷的凹面，

所述多个半导体发光元件配置于所述凹面上。

(附记12)

根据附记8所述的图像显示装置，所述基板具有挠性。

根据以上说明的实施方式，可实现能够以简单的构造在空中显示图像的图像显示装置。

以上，虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提出的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式可以通过其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式、其变形包含在发明的范围、主旨中，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效物的范围内。另外，前述的各实施方式可以相互组合来实施。

Claims (12)

1.一种图像显示装置，其特征在于，具备：

成像元件；

光源，其向所述成像元件照射光；

光学系统，其配置于所述成像元件和所述光源之间的光路；

遮光部件，其对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，其使从所述成像元件出射的光透过；

所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列，

所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器，

所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射，

在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及与所述第一方向交叉的第二方向的虚拟平面之间的角度被设定为比0°大且比90°小的值，

所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值，

所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行，

在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行向所述第二方向远离就越大的值，

所述光源设于所述第一面侧，

所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面反射的一次反射光的一部分向所述第二反射面行进，

所述透光部件设为使将所述一次反射光的一部分由所述第二反射面反射后的二次反射光透过，

所述遮光部件设为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

2.一种图像显示装置，其特征在于，具备：

成像元件；

光源，其向所述成像元件照射光；

光学系统，其配置于所述成像元件和所述光源之间的光路；

遮光部件，其对至少所述光源的光的一部分进行遮光；

透光部件，其使从所述成像元件出射的光透过；

所述成像元件包含具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材、和设于所述基材上的反射器阵列，或者所述成像元件包含设于具有第一面以及位于所述第一面的相反侧的第二面的基材的反射器阵列，

所述反射器阵列包含多个反射器行，该多个反射器行包含沿第一方向设置的多个两面正交反射器，

所述多个反射器行沿与所述第一方向交叉的第二方向相互隔开间隔地平行排列，

所述多个两面正交反射器分别包含：第一反射面，其设为反射来自所述第一面的一侧的光；以及第二反射面，其设为与所述第一反射面正交，且设为将来自所述第一反射面的反射光向所述第一面的一侧反射，

在所述多个反射器行的每一个中，所述第一反射面与所述第二反射面交叉的直线和包含所述第一方向以及所述第二方向的虚拟平面之间的角被设定为比0°大且比90°小的值，

所述第一反射面与所述虚拟平面之间的角度被设定为比45°大且比90°小的值，

所述多个反射器行包含所述多个反射器行中的所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为最小值的第一反射器行，

在所述多个反射器行中的剩余的反射器行中，所述直线与所述虚拟平面之间的角度被设定为越从所述第一反射器行沿所述第二方向向一个方向远离就越大的值，

所述光源设于所述第一面侧，

所述多个两面正交反射器分别设为从所述光源出射的光中的由所述第一反射面一次反射的反射光的一部分向所述第二反射面行进，所述反射光的其他的一部分向所述第二面侧行进，

所述透光部件设为使将所述反射光的一部分由所述第二反射面反射后的二次反射光透过，

所述遮光部件设为对所述二次反射光以外的光的至少一部分进行遮光。

3.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，所述光学系统包含多个光学元件。

4.根据权利要求3所述的图像显示装置，其特征在于，所述多个光学元件包括自由曲面镜。

5.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，还包括控制机构，其将所述光源及所述光学系统的各个光轴设定为能够调整，并分别将所述光源及所述光学系统在沿着所述光轴的方向上的位置设定为能够调整。

6.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，所述遮光部件为设于所述光源及所述成像元件的周围的框体的一部分，

所述透光部件为所述框体的其他的一部分。

7.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，还包括设于所述光源及所述成像元件的周围的框体，

所述透光部件设于所述框体的一部分，

所述遮光部件设于所述光源和所述透光部件之间。

8.根据权利要求1或者2所述的图像显示装置，其特征在于，所述光源为包含基板和配置于所述基板上的多个半导体发光元件的显示装置。

9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述显示装置包括分别设于所述多个半导体元件的透镜。

10.根据权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述显示装置包括配置于所述多个半导体发光元件上的光散射部件。

11.根据权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述基板具有朝向光的出射方向凹陷的凹面，

所述多个半导体发光元件配置于所述凹面上。

12.根据权利要求8所述的图像显示装置，其特征在于，所述基板具有挠性。