本发明提供一种空中悬浮3D成像装置，所述装置包括3D显示源组；折射光学元件组，折射光学元件组位于所述3D显示源组的光线输出侧；分光元件，分光元件位于所述折射光学元件组的光线输出侧；反射光学元件组，反射光学元件组位于所述分光元件的反射光线输出侧。本发明提供的一种空中悬浮3D成像装置，通过拼接多个3D显示源增加像素数目、增大3D图像的分辨率，通过拼接多个一维折反射光学元件来增大光线调制面积，从而增大悬浮3D图像的显示尺寸与分辨率，提升了用户的视觉体验。