JPH01298323A

JPH01298323A - 表示装置

Info

Publication number: JPH01298323A
Application number: JP12828988A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Oikawa; 克哉及川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-05-27
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1989-12-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、実像とデータ表示像等の多種の像を同時に観
察できるよう表示する装置に関し、特に例えばヘッドア
ップデイスプレィと通称される装置に適用して好適な表
示装置に関する。

［従来技術］従来、肌空機等の操縦者に対し、外界の実像と計器類の
データ表示を同時観察可能にするため、外界観察用のフ
ロントガラスやコンバイナと称される視認板上に計器類
のデータ表示やレティクル画像を光学的に投影し、外界
実像と同−視野内に光学的に合成するヘッドアップデイ
スプレィと称される表示装置が、操縦者の作業負担を軽
減するのに役立っている。また、近年では、自動車の運
転手が速度表示等を確認する際に、視線を大きく変化さ
せることがなく、作業負担を軽減し、運転の安全性を計
るため、外界観察の為のフロントガラス上の一部に計器
表示を映し出す、より簡素な構成のヘッドアップデイス
プレィが提案されている。

第３図および第４図は、これら従来例のヘッドアップデ
イスプレィの構成を示す。

先ず、第３図に示したものは主として自動車用に提案さ
れているヘッドアップデイスプレィであり、外界観察用
のフロントガラス３１とフロントガラス内側に具備され
た反射層３２および表示手段３３より構成される０表示
手段３３はＣＲＴ、発光ダイオード等の固体発光素子ア
レイ、バックライトを具備した液晶表示装置等から構成
され、でスピード等の運転時に必要（または有用）な・
４報のデータを発光表示する。表示手段３３からの発光
光３４はフロントガラス３１へ投影され、観察者３６側
へ反射される。一方、外界からの光線３５はフロントガ
ラス３１を透過し、観察者３６へ達する。

なお、表示手段３３からの発光光３４の反射はフロント
ガラス３１の反射（或いは全反射）を利用して行なうこ
とも可能であるが、表示手段３３からの発光量を有効に
用いるため、また観察者３６に対して反射角により反射
光量の変化を生じ視認を困難にするのを防ぐ目的で、フ
ロントガラス内側にポリエステル等のフィルムによる反
射層３２を具備し、光線３４を反射させている。

本従来例では、簡素でコンパクトな構成をとり得るとい
う利点を有する。しかし、その反面比較的光密度の弱い
表示手段３３の発光光を発散させて利用しているため、
表示手段３３のデータ表示はフロントガラス３１上にお
いて表示手段３３の側に近い部分（木口ではフロントガ
ラス３１の下部）に投影させる必要がある。もしフロン
トガラス上の表示手段３３より遠い部分に投影させると
すれば、発散光のため反射により観察者３６に視認でき
る光密度が弱くなるばかりか、発散光の乱反射により外
界視認に悪影習を及ぼすことになるからである。

第４図は、他の従来例であり舷空機等に用いられるヘッ
ドアップデイスプレィ″の構成を示す。同図において、
４１はフロントガラスまたは光学画像合成用のコンバイ
ナと称される視認板で、観察者４５はこのコンバイナ４
１を通し外界を視認する。４２はデータ表示用のＣＲＴ
で、不図示の信号生成手段により種々のデータを単色光
で発光表示する。ＣＲＴ４２の画面上の発光点からの光
線はコリメータレンズ系４３およびミラー４４を介して
平行光線束となり、コンバイナ４１へ達する。コンバイ
ナ４１はホログラフィックグレーティングまたは狭帯域
の単色反射層を具備し、ＣＲＴ４２より発光される光線
を観察者４５側へ反射する。そして、外界からの光線の
うちＣＲＴ発光光波長以外の光線、すなわち外界からの
光線の；テとんどを観察者４５側へ透過する。これによ
り、コンバイナ４１上で外界の視界とデータ表示画像が
合成される。

本従来例は前記従来例より複雑な構成をとっているが、
ＣＲＴ４２上の画像はコリメータ系４３により観察者４
５にとって無限遠点に結像し、肌空機等で操縦者が視認
する外界とほぼ同位置上にデータ表示像があるため、操
縦者にとっては目の焦点８勤等による負担が少ない。ま
た、コリメータ系４３はＣＲＴ４２の発光を集光させ利
用するため、光量のロスも前記従来例より少なくなって
いる。

［発明が解決しようとしている課題］しかしながら、上述した２つの従来例は、次のような共
通した欠点を有する。

すなわち、先ずデータ表示される部分が特定の小領域に
限定されてしまう。より詳しく述べると、例えば第４図
に示したような肌空機用ヘッドアップデイスプレィでは
、データ表示はコンバイナ部分に視野域の中で限定され
、またより大領域の視界にわたってデータ表示を外界視
野と合成するためにはコンバイナを大面積にして大’Ｊ
　ＣＲＴを用い、さらに大口径のコリメータレンズ系を
必要とする。これらは現在の技術レベルにおいて、困難
もしくは可能としても装置の大形化、大重量化をまねき
、コスト的にも望ましくないため、データ表示域の大き
さに限界を生じせしめる。

また、第３図に示したような自動車用デイスプレィにつ
いても、フロントガラス大領域にわたってデータ表示を
投影するためには、大面積の表示手段が必要となり、こ
の表示手段の作製が困難であるとともに、装置全体が大
型化し好ましくない。さらにこのような構成では、表示
手段より発散的に広がる光が迷光となり乱反射等により
観察者の外界視界に悪影響を及ぼすため、表示手段の大
面積化のみならず、投影されるデータ表示域も表示手段
の近くに限定を受け、全視野におけるデータ表示が限定
されてしまう。

一方これらの欠点を除くため、拡大および集光用の光学
系を導入した場合には、輝度を減らすことなく大領域に
投影するために航空機用へラドアップと同様の大口径の
レンズ系が必要となり、またデータ表示域を視界内に自
由にとるには非常に複雑な光学的構成が必要とされる。

以上のように、従来のヘッドアップデイスプレィはデー
タ表示部分が小領域に限定されるため、観察者（操縦者
）が非常に狭い視界を持つ航空機並びに表示データ内容
を極端に限定した場合にしか適用され得なかった。

ところで、小型の装置構成であって大画面に投影可能な
表示手段として、可視光レーザ走査による表示手段が知
られている。この表示手段をヘッドアップデイスプレィ
に応用することにより、上記の欠点が解消される。ただ
し、以下のような新たな欠点を生じせしめることとなる
。すなわち、レーザ走査によりデータ表示画像を投影す
る表示スクリーンは、ホログラフィックグレーティング
あるいは訪電体多層膜等による狭帯域の単色反肘層を有
している。従って、レーザ光のみを観察者側に反射し、
外界の光を観察者側に透過することにより外界とデータ
表示を合成することかできる。しかし、本方式ではデー
タ表示領域の大きさや位置は自由にとれることが可能で
あるが、一方可視のレーザ光線の乱反射等が生じると視
認されるため、外界の視野を悪くするという欠点が新た
に生じる。

特に、スクリーン上へ向けられたビーム状の可視レーザ
光は光量密度、指向性およびコヒーレンジが高い。従っ
て、乱反射や散乱等が生じた場合、スクリーン上の表示
輝度が低くなるのみならず、輝度が高い乱反射光やスペ
ックル状のちらつき等が観察者の外視野に対する視認を
著しく妨害することとなる。特に、ヘッドアップデイス
プレィが適用され得る運転または操縦等の作業用表示手
段においては、観察者の注意力を削ぎ、作業を乱し、安
全性を低下させる。また、これを防ぐためには、複雑な
光学系や光路構成等が必要となり装置構成が複雑化する
。

このため可視光レーザ走査によるデータ表示を用いたヘ
ッドアップデイスプレィは、データ表示部の領域を大き
くかつ自由な位置にとれるという利点を有しながらも、
単純な構成で外界およびデータ表示ともに良好な視認を
可能とすることが難しいという欠点がある。

本発明は、上述の従来例の問題点に鑑み、外界像と種々
のデータ画像とを同時に視認でき、かつ大画面、大視野
で迷光が少なく視認の良好な表示装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］上記の目的を
達成するため、本発明は、波長還択反射性および／また
は散乱性、並びに非線型光学効果による波長変換性を有
したスクリーンに対して、ある可視波長の整数倍例えば
２倍の波長を持つ赤外レーザを走査してデータ表示を描
Ｈし、スクリーンの波長変換性により前記赤外レーザ光
波長の１／２の波長である第２高調波の可視光を発生さ
せ、かつ前記のスクリーンの波長選択性をこの可視光波
長または前記赤外レーザの波長に設定することにより発
生した可視光が観察者側に散乱、反射するようにし、ま
たこの波長以外の可視光はスクリーンを透過することに
より、このスクリーン上で外界像とデータ表示とを合成
して視認できるようにしている。

上記構成によれば、レーザ走査方法をとることにより大
きな視野の大領域、かつ自由な領域にデータ表示が可能
である。また、書き込みレーザ光が不可視の赤外レーザ
光であるため、外界の視認が良好となり、広く大視界内
に多量の情報がデータ表示できる光学的画像合成が達成
される。

［実施例］以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係わる表示装置の構成を
示す。同図の表示装置は、赤外レーザ光源手段１、レー
ザ走査手段２、波長選択反射性および散乱性と非線型光
学効果による波長変換性を有するスクリーン３により構
成される。

赤外レーザ光源部１としては、例えばインコヒーレント
光励起ＹＡＧレーザ、半導体レーザ励起ＹＡＧレーザま
たは半導体レーザ等のレーザを用いることができる。こ
れらのレーザの波長は、１．５μｍ付近、１．３μｍ付
近、１．０６μｍ付近、または０．８〜０．７μｍ付近
とし、非線型光学効果の特に第２高調波発生効果により
可視光が得られる波長域とする。

なお、特にＹＡＧレーザの発光波長は１．０６μｍであ
り、この第２高調波の波長は視感度の高い０．５３μｍ
となるため表示輝度が高くなり望ましい。さらに、ＹＡ
Ｇレーザ発光光は、コヒーレンシーが高く、特別な光学
系を用いずに数ｍｍ径程度のビーム光が得られ、かつ光
出力が大きく表示輝度を高くできる等の利点をもつ。

一方、通常のインコヒーレント光のＹＡＧレーザはレー
ザ光変調を直接性なうことができないという欠点を有す
る。これに対し半導体レーザや励起ＹＡＧレーザでは、
励起半導体レーザの直接変調を行なうことによりＹＡＧ
レーザ光の直接変調が可能である上にレーザ装置自体も
小型にできる。すなわち、半導体レーザは発振波長が１
μｍ付近になく、第２高調波光の視感度が低い、また大
きな光出力が得られないため高い表示輝度が得られにく
い等の欠点を有するが、レーザ光の直接変調が可能で装
置構成が簡素にでき、装置を非常にコンパクトにするこ
とが可能である等の利点を有する。

本実施例の装置においては、レーザ光源としてインコヒ
ーレント光励起のＣＷ型ＹＡＧレーザを用いた。しかし
、上述したような各レーザを用いた構成とした場合であ
っても本発明の内容が犬きく変更されるものではない。

特に、複雑な図形または精細な図形等をデータ表示する
ためにはＣＷ発振レーザが望ましいが、文字や数字等の
データ表示についてはパルス発振レーザを用いた点列で
構成された文字データ表示も可能である。

本実施例では、赤外レーザ光源部１はＣＷ発振ＹＡＧレ
ーザ１１と音響光学効果によるＡ１０レーザ光変調器１
２によりなる。Ａ１０レーザ光変調器１２は、不図示の
変調信号発生手段よりの変調信号によりレーザ光をオン
／オフする。一方、ＹＡＧレーザ１１のかわりに半導体
レーザや半導体レーザ励起のＹＡＧレーザを用いたとき
には、とのレーザ光のオン／オフはレーザ装置への供給
電力を直接変調することにより行なわれるため、レーザ
変調器は不要である。また、半導体レーザは発生するレ
ーザ光のビームがやや発散ぎみで、ビーム断面の形状も
好ましくない。そのため、コリメートビーム形状補正の
ために、このレーザ光源部内に光学系を設けることが好
ましいが、この光学系の大きさはデータ表示する領域の
大きさにはほとんど無関係である。

赤外レーザ光源手段ｌからの赤外レーザビーム光はスク
リーン３上を走査するため、レーザ走査手段２により偏
向される。レーザビームの走査方式は良く知られている
ようにラスター走査とベクター走査があり、このレーザ
走査手段２の構成はどちらの走査方式をとるかにより決
定される。

本発明に関しては、表示するデータの内容等に合わせて
どちらの走査方式をとることも可能であるが、本実施例
ではラスター走査方式に沿って説明を加える。しかしな
がら、ベクター走査方式に関しても、例えば２つのガル
バノミラ−を用いて水平方向および垂直方向の走査を行
ないこれらを画像信号に応じ組合せることにより、スク
リーン上へのレーザビームをベクター走査でき、本発明
の適用範囲が以下のラスター走査方式の場合のみに限ら
れるものではないことは明白である。

ラスター走査方式の場合、レーザ走査手段２は例えば（
水平方向）主走査用のポリゴンミラー１３と（垂直方向
）副走査用のガルバノミラ−１４とから成り、ポリゴン
ミラー１３により１ライン走査後ガルバノミラ−１４で
次ラインへ穆る。前記レーザ変調信号はこれらミラーの
動きと同期がとられ、赤外レーザビーム投射により、ス
クリーン３上に不可視の画像が形成される。通常、ポリ
ゴンミラー等を用いたレーザラスター走査において行な
われるｆ−θ補正は、画像信号形成段階で従来技術の電
気信号処理により行なわれ、ポリゴンミラー１３と同期
したレーザ変調信号上に補正を加えられていることが好
ましい。これによりｆ−θレンズ等の光学素子が不要と
なり、大領域のデータ表示時に際しても光学系の大型化
が不要となる。これら信号処理に関してはレーザデイス
プレィ等の従来技術分野で広く公知であるためここでの
説明を省略する。

これらのレーザ走査によりスクリーン３の大面積領域の
任意の部分にデータ画像を描写することができる。かつ
このレーザ走査は不可視であり、乱反射等が生じても視
認に影響を与えることはない。

また、スクリーンおよび走査ビームと観察者の間に赤外
吸収または反射を行なう防赤外線スクリーンをおくこと
により、観察者を有害な赤外線から守ることが好ましい
が、この妨赤外線スクリーンは可視域すなわち視感度域
では透明とすることができ観察者の視認の防げとなるこ
とはない。

スクリーン３は、後述するように、可視域光に対し透明
性を持ちかつ波長選択反射性または散乱性の機能を有す
る層と非線型光学効果による波長変換性機能を有する層
を具備している。ここで、非線型光学効果による波長変
換性とは非線型光学材のコヒーレント光の第２または第
３高調波発生による波長変換性をさす。このような第２
または第３高調波を発生する非線型光学材料としては、
大別して無機強誘電単結晶、有機結晶、非線型化合物と
高分子化合物の混合系等が知られているが、有機材料は
無機材料に比べ非線型光学定数が数桁大きく、特に有機
材と高分子化合物の混合系による材料は大型スクリーン
形成に好適であり、本実施例の波長変換性を有する層を
形成するものとして好ましい。

特に、第２次高調波を発生する無機結晶としては、Ｌｉ
　ＮＯ３、ＫＤＰ、ＫＴＰ。

β−ＢａＢ２０４等が使用で籾る。また有機結晶として
は以下にあげる化合物が使用でとる。

−三　Ｃン′を勺　　　−八（＋）　　　　　（ＩＩ２Ｎ）２ＣＯＨ２ＮＯ２Ｈ３０Ｏ２Ｈ２／Ｈ○ ０□ＮＨ２Ｎ２ＮＯＨ（１５）　　　ＹＯ３（ＨＣＯＯＯ）３Ｈ２Ｐｏ４ｅ−
Ｈ２ＯＲＲ’ （１８）ＨＨＨＣＨ（１９））Ｉ　　　　　　ＨＨＮ（２０）Ｆ　　　　　　Ｆ　　　　　Ｆ　　　　　ＣＦ
（２１）　　　Ｍｃ　　　　　ＨＨＣＨ（２２）　　　
ＨＭｅ　　　　ＨＣＨ（２３）　　　ＣＦ３ＨＨＣＨ（２４）　　　ＨＣＦ３ＨＣＨ（２５）　　　ＣＮ　　　　　ＨＨＣＨ（２６）　　　
ＣＨ２０ＨＨＨＣＨ（２７）　　　Ｃ０ＯＨＨＨＣＨ（２８）　　　ＨＯＨＨＣＨ（２９）　　　Ｎｏ□ＨＨＣＨ（３０）　　　Ｎｏ２ＨＦ　　　　　ＣＨ（３１）　　
　Ｎｏ２ＨＣＩ　　　　ＣＨＨ２ＭｅＮＯ□ １７４Ｃ６Ｈ６ＲＲ’ Ｄ　　　　　　　　　ＲＲ’　　　　　ＺＨＨＣＨ−（
６４ａ）しＮ　　　　　　　　　　ＨＵＨ・・・　（ｂｂｃ）Ｒ
Ｒ’ Ｄ　　　　　　　　　　ＲＲ’　　　　　　Ｚ「ｅ（６７）　　　ＮＣ／’Ｎ−ＨＨＣＨｅＲＲ’ （７２）　　　　　Ｈ２Ｎ−ＮＨＣＯＭｅ　　ＨＣＨ（
７５）　　　　ＭｅＯ−ＨＨＮＲＲ’ Ｄ　　　　　　　　　ＲＲ’　　　　　ＺＣＮ　　　　
　ＨＣＨ・・・（７７ｄ）ＨＨＮ　　・・・（７９ｄ）ＲＲ’ （＋）　ｐｓｅｕｄｏｅｐｈｅｄｒｉｎｅ（−）　ｎｏ
ｒｐｓｅｕｄｏｅｐｈｅｄｒｉｎｅＲＲ’ Ｍｅ　　　　　　ＨＮ　　・＝Ｃ８６ｄ）さらに、以上
の有機結晶あるいは無機結晶の粉末粒子を高分子化合物
中へ分散させ混合系とした非線型光学材料も知られてい
る。この高分子化合物としては、下記一般式（１）で示
すポリオキシアルキレンが好適である。

（Ｒ−０）。　　　・・・・・・・・・・　（１）式中
、Ｒは炭素数１〜６のアルキレン基を示し、ｎは１００
〜２００，０００である。

Ｒは炭素数１〜６のアルキレン基を用いることができる
が、炭素数７以上では電子吸引性置換基と電子供与性置
換基を有する化合物との相溶性が減少してしまうために
、優れた物性のフィルムを得ることはできない。この中
でＲが炭素数２〜４のポリオキシアルキレンが特に好ま
しい。

また、特願昭６２−５１７８６号に記載されているよう
な非線型化合物と高分子化合物のゲストルホスト錯体に
より非線型材料を得ることもできる。これら高分子化合
物との混合系は成形性に優れ、大面積薄膜化が容易であ
るため、本実施例の波長変換性を有する層の材料として
好ましい。

第２図は、本実施例の表示装置におけるスクリーン３の
構成例を示す。

第２図（ａ）では、ガラス基板層２工上に話電体多層膜
等で形成された波長選択反射層２２、可視域で透明な波
長変換用の非線形光学材層２３が具備されている。前記
レーザ走査手段２よりのレーザビーム２４は非線形光学
材層２３を通過中に可視の第２次（または第３次）高調
波光２５を発生する。

ここで、第２次高調波発生強度を高く得るために位相整
合をとることが望ましい。位相整合のとり方は、結晶の
複屈折を利用したものが特に良く知られており、非線型
光学材として結晶材を用いた場合は、結晶軸方向とレー
ザ入射の間の角を位相整合のとれる角と一致させること
で行なう。高分子化合物との混合系を用いた場合には、
電場配向等により結晶軸方向を制御できるので好ましい
。

発生した第２次高調波光２５は波長選択反射層２２で反
射される。この波長選択反射層２２は、上記第２次高調
波光２５の波長付近の狭い波長帯で反射率が高く、他の
波長帯での反射率が低くなるよう作られている。そのた
め、第２次高調波光２５は観察者側（図の右側方向）に
反射され、レーザビームの基本波光２４中未変換分は上
方に通過する。また、外界からの可視光は一部（第２次
高調波と同波長光）を除き、ガラス基板２１、波長選択
反射層２２、非線型光学材層２３を通過して観察者側へ
進み、スクリーン上でレーザ走査によるデータ画像と外
界像が合成され視認できる。

第２図（ｂ）の構成は、波長選択層を赤外反射層２６と
したもので、レーザビーム２４は赤外反射層２６で反射
後第２高調波光２５を発生し、この可視光が観察者側へ
出射される。

第２図（Ｃ）、第２図（ｄ）はそれぞれ第２図（ａ）、
第２図（ｂ）の構成において、観察者側に透過形ホログ
ラフィックグレーティング部２７を具備したものである
。非線型光学材層２３で発生した第２次高調波光２５は
、このホログラフィックグレーティング２７により散乱
される。ホログラフィックグレーティングは、周知のよ
うにその波長選択性（回折効率の波長依存性）により、
第２次高調波光２５と同波長光のみを散乱させ、外界光
のほとんどを散乱せずに透過させる。この構成により、
データ画像を視認させる第２次高調波光が広い角度で観
察者側に発光されるため、視野角が向上する。

また、第２図（ｅ）は反射形ホログラフィックグレーテ
ィング部２８を具備し、このホログラフィックグレーテ
ィング２８の波長選択性により、第２次高調波光２４の
反射および散乱を一度に行なうものである。このような
構成により、構成要素の簡素化が可能となる。

第２図（ｆ）は、反射形ホログラフィックグレーティン
グの波長選択域を赤外のレーザ光波長域にとりレーザ光
を反射散乱させた構成を示す。

なお、非線型光学材層２６および波長選択反射２２はガ
ラス基板２１に対しレーザ照射側にある必要はなく、第
２図（ｇ）のように外界側にとる構成も可能である。

さらに、本実施例では第２次高調波光を利用したものに
ついて説明を加えたが、レーザ光の波長を選択すること
により第３次以上の高次高調波光を利用することも可能
である。

［他の実施例］本発明によるスクリーンは、上記実施例に限ることなく
、以下に述べるように構成することもできる。

すなわち、波長変換用の非線型光学材層に波長選択的散
乱性を有させることにより、ホログラフィックグレーテ
ィング等の加工部が不要になり、製作が容易でかつ視野
角特性の良いスクリーンが提供される。このような非線
型光学材層は、非線型光学結晶を高分子化合物等のバイ
ンダに混合させた前記の構成、または非線型光学材を高
分子化合物等にゲスト−ホスト構造で混合させた前記特
願昭６２−５１７８６号に記載された構成をとる。

非線形光学化合物結晶は、その粉末粒子の粒子径に応じ
て、光高次高調波発生の強度が変化する。そのために、
散乱を充分に行えてかつ光高次高調波発生強度の大きい
粒径を選択することによって、表示媒体の性能を向上す
ることが可能である。特に、位相整合のとれない非線形
光学材料においては、第５図に示すような粒子径依存性
（結晶の屈折率異方性によって、ピッチと高調波強度が
変化する性質）を与えることから、光高次高調波発生強
度のピークとなる粒子径を選択することが必要となる。

高次高調波発生の強度の点からみると、上述した結晶粉
末の平均粒子径は、一般に１μｍ−５００μｍ１好まし
くは数十μｍ程度が適しており、またそのバインダ中で
の含有量は、−ＩＩ的には３０−９０重量％の割合であ
る。また、前述した非線型光学材層の層厚は１００μｍ
−１μｍ、好ましくは５００μｍ−５０００μｍが適し
ている。

一方で、ミーの理論等で知られるごとく、波長と同程度
の粒径をもつ粒子による光の散乱は波長依存性を持ち、
特定波長で散乱の生じる極大または極小値が存在する。

特に、粒子粒径並びに粒子と粒子外界の媒質との屈折率
の違いを適当に選ぶことにより、可視光域での散乱を低
く赤外光域での散乱を犬ぎくすることが可能である。従
って、本実施例においても前記の混入する非線型光学材
粒子の粒径を制御することにより、外界からの可視光を
透過し、レーザビームの赤外光を散乱させるスクリーン
が構成できる。この最適粒径は、非線型光学材およびバ
インダの屈折率やレーザの波長等に依存するが、一般に
０．５μｍ〜数μｍ程度が好適である。

以上、高次高調波発生の強度からと波長選択的散乱性の
適性により１μｍ〜数μｍの粒径をとることにより、赤
外のレーザ光を散乱し、かつこの散乱光により可視の高
次高調波光を発生することができる。

第６図は、以上のような非線型光学材層６２上に赤外反
射層６１を具備したスクリーンの構成を示す断面図であ
る。同図において、赤外のレーザビーム６３は非線型光
学層６２内で前述の散乱可視の高調波発生を繰り返す。

赤外反射層６１はレーザビーム光を観察者側に反射し、
さらに散乱および高調波発生を行なう。これにより、可
視の高調波光６４が観察者側に散乱光として発光される
。一方、外界の可視光は赤外反射層６１および非線型光
学層６２を透過して、観察者にとどく。

このため可視光の外界像とスクリーン上の高調波光のデ
ータ画像とが合成された形で観察者に視認される。また
、赤外反射層６１として、この反射層上に発生する高調
波光の波長付近の狭い部分に高い反射率を持ち、他の波
長光を透過する例えば話電体多層膜等を用いることとす
れば、発生する可視の高調波光を有効に観察者側へ向け
ることができ、スクリーン上のデータ画像の輝度が向上
する。本実施例のスクリーンは、非線型光学材の粒径制
御により高次高調波発生強度を制御し、特にスクリーン
形成時に位相整合のための、特別な調整が不要であり、
スクリーン形成が容易に行なわれるという利点を有して
いる。

第７図は、このような構成の非線型光学材層を用いた他
のスクリーンの構成を示す断面図である。同図において
、ガラス基板７１上に上記非線型光学材層７２を形成し
、レーザビーム７３を照射することにより、可視の高次
高調波光７４が発生する。この高次高調波光７４は上記
のように非線型光学層７２内で散乱された赤外レーザ光
によるもので、散乱状態でスクリーンより出射する。

外界可視光は前述の実施例と同様に透過し、スクリーン
の観察者側では外界像とデータ画像の合成像が視認され
る。また、ホログラフィックグレーテイング層を設ける
ことにより可視の高次高調波光の散乱方向を変え、また
他の波長の可視光を通過させることにより観察者の位置
とレーザビーム照射方向を任意な方向に設定できる。こ
の構成のスクリーンを用いた場合、レーザ光源手段およ
びレーザ走査手段は、観察者と反対側に位置し、観察者
側のスペースが使用されることがない。従って、観察者
を特に運転者または操縦者に想定した本発明の適用には
好ましい。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、外界の可視光の
大部分を透過するスクリーン上に不可視の赤外レーザ走
査によりデータ画像を形成し、このデータ画像がスクリ
ーン上で発生した可視の高次高調波光で発光するように
しているので、外界像とデータ画像を同時に視認でき、
また大画面かつ大視野で迷光の少ない視認の良好な表示
装置が提供される。さらに、大画面大視野を必要とする
運転あるいは操縦に係わる観察窓部分や展望、展示用窓
等にヘッドアップデイスプレィ構成の本発明に係わる表
示装置の適用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係わる表示装置の構成図
、第２図は、本発明のスクリーンの実施例を示す断面図、第３図および第４図は、従来例のヘッドアップデイスプ
レィの構成図、第５図は、粒径と高次高調波強度の関係を示すグラフ、第６図および第７図は、本発明のスクリーンの他の実施
例を示す断面図である。１：レーザ光源手段、２：レーザ走査手段、３ニスクリーン。特許出願人　　　キャノン株式会社代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄第１図第２図第３図４．１第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）所定波長の赤外レーザビームを変調信号に応じて
発光するレーザ光源手段と、該レーザ光源手段からのレーザビームを前記変調信号に
同期して偏向させるレーザ走査手段と、可視域光に対す
る透過性を有し、かつ前記赤外レーザビームを受けてそ
の高調波である可視光波長の光を発生させる波長変換性
と、該可視光波長の光または前記所定波長の赤外レーザ
ビームを選択的に反射しおよび／または散乱する波長選
択的反射性および／または散乱性とを有するスクリーン
とを具備したことを特徴とする表示装置。
（２）前記スクリーンの波長変換性は、非線型光学材料
による第２次または第３次の高調波発生によるところの
特許請求の範囲第１項記載の表示装置。
（３）前記スクリーンの波長選択的反射性は、干渉反射
膜によるところの特許請求の範囲第１項または第２項記
載の表示装置。
（４）前記スクリーンの波長選択的反射性および／また
は散乱性は、ホログラフィックグレーティングによると
ころの特許請求の範囲第１項または第２項記載の表示装
置。
（５）前記スクリーンの波長選択的散乱性は、バインダ
中に混合された非線型光学材の粒子による散乱によると
ころの特許請求の範囲第１項または第２項記載の表示装
置。