WO2014109225A1

WO2014109225A1 - 表示装置

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Publication number: WO2014109225A1
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Authority: WO
Inventors: 誠江口
Original assignee: Sharp Corp
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Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2015-07-08
Also published as: US20150370064A1

Abstract

　見かけ上の画素数を増やすことができる表示装置を提供する。表示装置（１０）は、表示パネル（１２）と、光路変更装置（１４）とを備える。光路変更装置（１４）は、第１レンズ部材（１８）と、第１レンズ部材（１８）よりも表示パネル（１２）側に配置される第２レンズ部材（２０）と、出射方向制御装置（２２）とを備える。第１レンズ部材（１８）は、内側レンズ面（２４）と、一対の外側レンズ面（２６Ｒ，２６Ｌ）とを備える。出射方向制御装置（２２）は、第２レンズ部材（２０）に入射した画素の光が第２レンズ部材（２０）から出射する方向を変化させる。第２レンズ部材（２０）に入射した画素の光が第２レンズ部材（２０）から出射する方向に応じて、内側レンズ面（２４）に入射した画素（１６）の光が一対の外側レンズ面（２６Ｒ，２６Ｌ）の何れかから出射する。

Description

表示装置

　本発明は、表示装置に関し、詳しくは、表示パネルに形成された画素が発する光の経路を変更する光路変更装置を備える表示装置に関する。

　近年、表示装置の高精細化が進んでいる。高精細化が進むと、画素数が増える。画素数が増えると、画素電極や配線等のパターンが緻密になる。そのため、画素電極や配線等のパターンを形成するのが難しくなる。

　また、高精細化が進むと、画素の開口面積が小さくなる。液晶表示装置では、画素の開口面積が小さくなると、バックライト光が透過し難くなる。そのため、バックライト光を明るくする必要がある。したがって、液晶表示装置では、高精細化が進むと、消費電力が増えるという問題がある。

　本発明の目的は、見かけ上の画素数を増やすことができる表示装置を提供することである。

　本発明の実施の形態による表示装置は、表示パネルと、光路変更装置とを備える。表示パネルは、所定の方向に並んで複数形成される画素を有する。光路変更装置は、表示パネルよりも観察者側に配置され、画素が発する光の経路を変更する。光路変更装置は、第１レンズ部材と、第２レンズ部材と、出射方向制御装置とを備える。第２レンズ部材は、第１レンズ部材よりも表示パネル側において、所定方向に並んで複数配置される。出射方向制御装置は、第２レンズ部材に入射した画素の光が第２レンズ部材から出射する方向を変化させる。第１レンズ部材は、内側レンズ面と、一対の外側レンズ面とを備える。内側レンズ面は、表示パネル側において所定の方向に並んで複数形成される。一対の外側レンズ面は、所定の方向に並んで形成され、表示パネルを正面から見たときに内側レンズ面に重なる。第２レンズ部材に入射した画素の光が第２レンズ部材から出射する方向に応じて、内側レンズ面に入射した画素の光が一対の外側レンズ面の何れかから出射する。

　本発明の実施の形態による表示装置においては、見かけ上の画素数を増やすことができる。

本発明の第１の実施形態による表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。図１に示す表示装置が備える光路変更装置を示す平面図である。画素が発する光の経路を示す模式図である。画素が発する光の経路を示す模式図であって、図３Ａに示す経路とは異なる経路を示す模式図である。第２レンズ部材を動かすための機構として採用される他の機構を説明するための模式図である。本発明の第２の実施形態による表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。図５に示す表示装置が備える光路変更装置を示す平面図である。画素が発する光の経路を示す模式図である。画素が発する光の経路を示す模式図であって、図７Ａに示す経路とは異なる経路を示す模式図である。本発明の第３の実施形態による表示装置の概略構成の一例を示す模式図である。図８の一部を拡大して示す断面図である。

　上記の構成（第１の構成）では、第２レンズ部材に入射した画素の光が第２レンズ部材から出射する方向に応じて、内側レンズ面に入射した画素の光が一対の外側レンズ面の何れかから出射する。そのため、上記構成によれば、所定の方向において、見かけ上の画素数を増やすことができる。

　第２の構成は、第１の構成において、第２レンズ部材は、第１の位置と、第１の位置とは異なる第２の位置との間で回転可能に配置される。第２レンズが第１の位置にあるときと、第２レンズが第２の位置にあるときとで、画素の光が異なる方向に集光される。

　この場合、第２レンズ部材に入射した画素の光が第２レンズ部材から出射する方向を切り換えることができる。

　第３の構成は、第１の構成において、第２レンズ部材は、第１の位置と、第１の位置とは異なる第２の位置との間で往復移動可能に配置される。第２レンズが第１の位置にあるときと、第２レンズが第２の位置にあるときとで、画素の光が異なる方向に集光される。

　第４の構成は、第１の構成において、第２レンズ部材は、基板と、溝と、撥水性誘電膜と、電極と、油膜と、液体とを備える。基板は、第１レンズ部材に対向して配置される。溝は、基板の第１レンズ部材と対向する面において、所定の方向に並んで複数形成される。撥水性誘電膜は、溝の内面に配置される。電極は、溝が有する一対の壁のそれぞれに配置され、撥水性誘電膜で覆われる。油膜は、撥水性誘電膜に接して配置され、溝に収容される。液体は、油膜と分離して配置され、油膜を覆う。出射方向制御装置は、第１電極に印加する電圧を変化させる。

　第１電極に印加する電圧を変化させることにより、油膜と液体との界面が変形する。そのため、第２レンズ部材に入射した画素の光が第２レンズ部材から出射する方向を切り換えることができる。

　第５の構成は、第１～第４の構成の何れか１つにおいて、画素は、互いに異なる色の光を発するとともに、前記所定の方向に並んで複数形成されるサブ画素を含む。一対の外側レンズ面は、それぞれ、各サブ画素に対応する第１外側レンズ面を含む。

　以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、以下で参照する図面においては、説明を分かりやすくするために、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

　［第１の実施形態］
　図１は、本発明の第１の実施形態による表示装置１０を示す。表示装置１０は、表示パネル１２と、光路変更装置１４とを備える。

　［表示パネル］
　表示パネル１２は、左右方向（表示パネル１２の水平方向）に並んで複数形成される画素１６を有する。各画素１６は、複数のサブ画素１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂを含む。複数のサブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、複数の画素１６が並ぶ方向に並んで配置される。複数のサブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、互いに異なる色の光を発する。本実施形態では、サブ画素１６Ｒは赤色の光を発し、サブ画素１６Ｇは緑色の光を発し、サブ画素１６Ｂは青色の光を発する。

　表示パネル１２は、特に限定されない。表示パネル１２は、例えば、液晶パネルであってもよいし、有機ＥＬパネルであってもよいし、プラズマディスプレイパネルであってもよい。表示パネル１２が液晶パネルである場合、表示装置１０は、図示しないバックライトを備える。バックライトからの光が液晶パネルの画素を通過することにより、画素が光を発する。

　［光路変更装置］
　光路変更装置１４は、表示パネル１２よりも観察者側に配置され、画素１６が発する光の経路（光路）を変更する。光路変更装置１４は、第１レンズ部材１８と、第２レンズ部材２０と、出射方向制御装置２２（図２参照）とを備える。

　［第１レンズ部材］
　第１レンズ部材１８は、内側レンズ面２４と、一対の外側レンズ面２６Ｒ、２６Ｌとを備える。

　内側レンズ面２４は、表示パネル１２側において左右方向に並んで複数形成される。複数の内側レンズ面２４は、それぞれ、表示パネル１２側に凹となる凹状レンズ面である。表示パネル１２の正面から見ると、左右方向で隣り合う２つの内側レンズ面２４の境界Ｂ１上には、画素１６の左右方向における幅中心Ｃ１が位置する。本実施形態では、表示パネル１２の正面から見たときに、サブ画素１６Ｇの左右方向における幅中心Ｃ２が上記の境界Ｂ１上に位置する。内側レンズ面２４の左右方向の長さは、画素ピッチと同じである。

　一対の外側レンズ面２６Ｒ、２６Ｌは、観察者側において左右方向に並んで形成される。表示パネル１２を正面から見ると、複数の内側レンズ面２４のそれぞれに対して、一対の外側レンズ面２６Ｒ，２６Ｌが重なる。つまり、第１レンズ部材１８では、観察者側において、外側レンズ面２６Ｒと外側レンズ面２６Ｌとが左右方向に交互に並んで形成される。

　表示パネル１２を正面から見たときに１つの内側レンズ面２４に重なる一対の外側レンズ面２６Ｒ，２６Ｌの境界Ｂ２上には、当該内側レンズ面２４の左右方向における幅中心Ｃ３が位置する。表示パネル１２を正面から見たときに左右方向で隣り合う２つの内側レンズ面２４の一方と重なる外側レンズ面２６Ｒと、表示パネル１２を正面から見たときに左右方向で隣り合う２つの内側レンズ面２４の他方と重なる外側レンズ面２６Ｌとの境界は、境界Ｂ１上に位置する。

　外側レンズ面２６Ｒは、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する第１外側レンズ面２８ＲＲ、２８ＧＲ、２８ＢＲを含む。複数の第１外側レンズ面２８ＲＲ、２８ＧＲ、２８ＢＲは、左右方向に並んで形成される。複数の第１外側レンズ面２８ＲＲ，２８ＧＲ，２８ＢＲが左右方向に並ぶ順番は、複数のサブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが左右方向に並ぶ順番と同じである。複数の第１外側レンズ面２８ＲＲ、２８ＧＲ、２８ＢＲは、それぞれ、観察者側に凹となる凹状レンズ面である。

　外側レンズ面２６Ｌは、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する第１外側レンズ面２８ＲＬ、２８ＧＬ、２８ＢＬを含む。複数の第１外側レンズ面２８ＲＬ、２８ＧＬ、２８ＢＬは、左右方向に並んで形成される。複数の第１外側レンズ面２８ＲＬ，２８ＧＬ，２８ＢＬが左右方向に並ぶ順番は、複数のサブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが左右方向に並ぶ順番と同じである。複数の第１外側レンズ面２８ＲＬ、２８ＧＬ、２８ＢＬは、それぞれ、観察者側に凹となる凹状レンズ面である。

　［第２レンズ部材］
　第２レンズ部材２０は、第１レンズ部材１８よりも表示パネル１２側において、左右方向に並んで複数配置される。本実施形態では、第２レンズ部材２０は、画素１６ごとに配置される。つまり、第２レンズ部材２０は、左右方向に並ぶ画素１６の数と同じ数だけ配置される。

　表示パネル１２を正面から見ると、第２レンズ部材２０の左右方向の幅中心Ｃ４は、画素１６の左右方向の幅中心Ｃ１と重なり、且つ、左右方向で隣り合う２つの内側レンズ面２４の境界Ｂ１上に位置する。

　第２レンズ部材２０は、所定の断面で延びる板状部材である。第２レンズ部材２０の断面は、左右方向に延びる基準線Ｌ１に対して対称な形状を有する。第２レンズ部材２０の厚さは、左右方向の一方から他方に向かって薄くなる。第２レンズ部材２０が有する２つのレンズ面（光が入射する入射面及び光が出射する出射面）は、それぞれ、凸状のレンズ面である。そのため、第２レンズ部材２０に入射した光は、特定の方向（第２レンズ部材２０の厚い方の端部側）に集光される。第２レンズ部材２０の左右方向の長さは、内側レンズ面２４の左右方向の長さと同じである。

　第２レンズ部材２０は、同じ向きに配置される。つまり、左右方向で隣り合う２つ第２レンズ部材２０において、一方の第２レンズ部材２０における厚い方の端部の隣には、他方の第２レンズ部材２０における薄い方の端部が位置する。

　［出射方向制御装置］
　続いて、図２を参照しながら、出射方向制御装置２２について説明する。出射方向制御装置２２は、モータ３４を含む。モータ３４は、図示しないドライブ回路により、駆動される。モータ３４の駆動力は、第２レンズ部材２０の長さ方向一端に設けられた軸３０Ａに伝達される。これにより、第２レンズ部材２０は軸３０Ａの中心軸線周りに回転する。なお、第２レンズ部材２０の長さ方向他端に設けられた軸３０Ｂは、表示パネル１２の観察者側の面に配置された支持部材３２によって、回転可能に支持される。

　［光路変更装置の動作］
　続いて、図３Ａ及び図３Ｂを参照しながら、光路変更装置１４の動作について説明する。第２レンズ部材２０が図３Ａに示す状態では、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光の経路は、以下のようになる。

　サブ画素１６Ｒが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに当該第２レンズ部材２０に重なる２つの内側レンズ面２４のうち左側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＲから出射する。

　サブ画素１６Ｇが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、上記左側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＲから出射する。

　サブ画素１６Ｂが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、上記左側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＲから出射する。

　モータ３４の回転力が軸３０Ａに伝達されると、第２レンズ部材２０が軸３０Ａの中心軸線周りに回転する。これにより、第２レンズ部材２０は、図３Ｂに示す状態になる。図３Ｂに示す状態は、図３Ａに示す状態と比べて、第２レンズ部材２０が半回転している。図３Ｂに示す状態では、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光の経路は、以下のようになる。

　サブ画素１６Ｒが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに当該第２レンズ部材２０に重なる２つの内側レンズ面２４のうち右側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＬから出射する。

　サブ画素１６Ｇが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、上記右側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＬから出射する。

　サブ画素１６Ｂが発する光は、第２レンズ部材２０に入射すると、上記右側の内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、右側の内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＬから出射する。

　上述のようにして、第２レンズ部材２０が回転すると、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光は、外側レンズ面２６Ｒ及び外側レンズ面２６Ｌから交互に出射される。そのため、表示パネル１２が表示する画像を、外側レンズ面２６Ｒから出射される画像と、外側レンズ面２６Ｌから出射される画像とに交互に切り替えることにより、見かけ上の画素数が左右方向で２倍になった画像を観察者に見せることができる。

　なお、第２レンズ部材２０が半回転するタイミングと、表示パネル１２が表示する画像を切り換えるタイミングとは、同期させる必要がある。また、複数の第２レンズ部材が半回転するタイミングも同期させる必要がある。

　また、表示装置１０では、画素１６が発する光を色ごとに分割していないので、カラーブレーキングの発生を回避できる。

　［第２レンズ部材の駆動方法の応用例］
　例えば、図４に示すように、第２レンズ部材２０が有する２つのレンズ面２１Ａ、２１Ｂの一方をプラスに帯電させ、他方をマイナスに帯電させる。第２レンズ部材２０を挟んで一対の電極（図示せず）を配置する。各電極に帯電させる電荷の種類を変化させて、各電極と第２レンズ部材２０との間に斥力を発生させる。この斥力により、第２レンズ部材２０を回転させる。このようにして、第２レンズ部材２０を駆動してもよい。

　［第２の実施形態］
　続いて、図５及び図６を参照しながら、本発明の第２の実施形態による表示装置１０Ａについて説明する。表示装置１０Ａでは、光路変更装置１４の代わりに、光路変更装置１４Ａが採用されている。光路変更装置１４Ａは、光路変更装置１４と比べて、第２レンズ部材及び出射方向制御装置が異なる。

　図５に示すように、本実施形態では、第２レンズ部材２０の代わりに、第２レンズ部材２０Ａが配置される。第２レンズ部材２０Ａは、所定の断面で延びる板状部材である。第２レンズ部材２０Ａの断面は、左右方向に延びる基準線Ｌ２に対して対称であるとともに、上下方向に延びる基準線Ｌ３に対して対称である。第２レンズ部材２０Ａが有する２つのレンズ面（光が入射する入射面及び光が出射する出射面）は、それぞれ、凸レンズ面である。そのため、第２レンズ部材２０Ａに入射した光は、特定の方向（第２レンズ部材２０Ａの左右方向の中央側）に集光される。第２レンズ部材２０Ａの左右方向の長さは、内側レンズ面２４の左右方向の長さの２倍である。つまり、第２レンズ部材２０Ａの左右方向の長さは、画素１６の左右方向の長さの２倍である。

　図６に示すように、本実施形態では、出射方向制御装置２２の代わりに、出射方向制御装置２２Ａが配置される。出射方向制御装置２２Ａは、一対の帯電部材４０Ａ，４０Ｂと、ばね４６とを含む。帯電部材４０Ａは、一対の支持部材４２，４２に取り付けられる。一対の支持部材４２，４２は、それぞれ、表示パネル１２の水平方向（図６の左右方向）に延びて、表示パネル１２の水平方向に並ぶ複数の第２レンズ部材２０Ａを連結する。具体的には、一方の支持部材４２は、複数の第２レンズ部材２０Ａにおける表示パネル１２の垂直方向（図６の上下方向）での一端同士（複数の第２レンズ部材２０Ａにおける長手方向の一端同士）を連結し、他方の支持部材４２は、複数の第２レンズ部材２０Ａにおける表示パネル１２の垂直方向での他端同士（複数の第２レンズ部材２０Ａにおける長手方向の他端同士）を連結する。各支持部材４２は、ガイド部材４４により、左右方向に移動可能に配置される。ばね４６は、一対の帯電部材４０Ａ，４０Ｂを連結する。帯電部材４０Ａは、プラスに帯電している。帯電部材４０Ｂは、マイナスに帯電した状態と、プラス及びマイナスの何れにも帯電していない状態とを取り得る。帯電部材４０Ｂの帯電状態と非帯電状態とは、例えば、図示しないドライブ回路によって実現される。具体的には、例えば、帯電部材４０Ｂに負の電圧を印加することにより、帯電部材４０Ｂをマイナスに帯電させ、帯電部材４０Ｂを接地することにより、帯電部材４０Ｂをプラス及びマイナスの何れにも帯電していない状態にする。

　出射方向制御装置２２Ａにおいては、帯電部材４０Ｂがマイナスに帯電すると、一対の帯電部材４０Ａ，４０Ｂの間に発生する引力により、帯電部材４０Ａが帯電部材４０Ｂに接近する方向に移動する。一方、帯電部材４０Ｂがプラス及びマイナスの何れにも帯電していない場合には、帯電部材４０Ａは、ばね４２の付勢力により、帯電部材４０Ｂから離れる方向に移動する。これにより、各第２レンズ部材２２Ａは、左右方向に往復変位する。

　［光路変更装置の動作］
　続いて、図７Ａ及び図７Ｂを参照しながら、光路変更装置１４Ａの動作について説明する。第２レンズ部材２０Ａが図３Ａに示す状態、つまり、第２レンズ部材２０Ａの左右方向の幅中心Ｃ４Ａが左右方向で隣り合う２つの画素１６の境界Ｂ３上に位置する状態では、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光の経路は、以下のようになる。

　左右方向で隣り合う２つの画素１６のうち右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｒの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＲから出射する。

　上記右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｇの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＲから出射する。

　上記右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｂの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＲから出射する。

　左右方向で隣り合う２つの画素１６のうち左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｒの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＬから出射する。

　上記左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｇの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＬから出射する。

　上記左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｂの発する光は、第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＬから出射する。

　一対の帯電部材４０Ａ、４０Ｂの間に発生する引力により、第２レンズ部材２０Ａが左右方向に移動する。これにより、第２レンズ部材２０Ａは、図７Ｂに示す状態になる。図７Ｂに示す状態は、図７Ａに示す状態と比べて、第２レンズ部材２０Ａが水平方向に１画素分移動している。これにより、図７Ｂに示す状態では、図７Ａに示す状態と比べて、上記境界Ｂ３を挟んで２つの第２レンズ部材２０Ａが位置する。図７Ｂに示す状態では、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光の経路は、以下のようになる。

　左右方向で隣り合う２つの画素１６のうち右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｒの発する光は、境界Ｂ３よりも右側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の右隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＬから出射する。

　上記右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｇの発する光は、境界Ｂ３よりも右側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の右隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＬから出射する。

　上記右側の画素１６が有するサブ画素１６Ｂの発する光は、境界Ｂ３よりも右側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の右隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＬから出射する。

　左右方向で隣り合う２つの画素１６のうち左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｒの発する光は、境界Ｂ３よりも左側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の左隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｒが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＲＲから出射する。

　上記左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｇの発する光は、境界Ｂ３よりも左側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の左隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｇが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＧＲから出射する。

　上記左側の画素１６が有するサブ画素１６Ｂの発する光は、境界Ｂ３よりも左側に位置する第２レンズ部材２０Ａに入射すると、表示パネル１２を正面から見たときに上記境界Ｂ３上に位置する内側レンズ面２４の左隣に位置する内側レンズ面２４に向かって出射する。サブ画素１６Ｂが発する光は、当該内側レンズ面２４に入射した後、表示パネル１２を正面から見たときに当該内側レンズ面２４に重なる第１外側レンズ面２８ＢＲから出射する。

　上述のようにして、第２レンズ部材２０Ａが移動すると、各サブ画素１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの発する光は、外側レンズ面２６Ｒ及び外側レンズ面２６Ｌから交互に出射される。そのため、表示パネル１２が表示する画像を、外側レンズ面２６Ｒから出射される画像と、外側レンズ面２６Ｌから出射される画像とに交互に切り替えることにより、見かけ上の画素数が左右方向で２倍になった画像を観察者に見せることができる。

　なお、第２レンズ部材２０Ａが１画素分移動するタイミングと、表示パネル１２が表示する画像を切り換えるタイミングとは、同期させる必要がある。

　［第３の実施形態］
　続いて、図８及び図９を参照しながら、本発明の第３の実施形態による表示装置１０Ｂについて説明する。表示装置１０Ｂでは、光路変更装置１４の代わりに、光路変更装置１４Ｂが採用されている。光路変更装置１４Ｂは、光路変更装置１４と比べて、第２レンズ部材及び出射方向制御装置が異なる。

　図８に示すように、本実施形態では、第２レンズ部材２０の代わりに、第２レンズ部材２０Ｂが設けられる。第２レンズ部材２０Ｂは、図８及び図９に示すように、基板５０と、複数の溝５２と、撥水性誘電膜５４と、電極５６と、油膜５８と、液体６０とを備える。基板５０は、第１レンズ部材１８に対向して配置される。複数の溝５２は、基板５０の第１レンズ部材１８と対向する面において、左右方向に並んで形成される。撥水性誘電膜５４は、各溝５２の内面に配置される。電極５６は、各溝５２が有する一対の壁５２Ａ，５２Ａのそれぞれに配置され、撥水性誘電膜５４で覆われる。油膜５８は、撥水性誘電膜５４に接して配置され、各溝５２に収容される。液体６０は、油膜５８と分離して配置され、油膜５８を覆う。本実施形態では、液体６０は、撥水性誘電膜５４と第１レンズ部材１８との間に封入される。液体６０は、例えば、水である。

　図９に示すように、本実施形態では、出射方向制御装置２２の代わりに、出射方向制御装置２２Ｂが設けられている。出射方向制御装置２２Ｂは、電極５６と、駆動回路６２とを含む。駆動回路６２は、電極５６に電圧を印加するとともに、電極５６に印加する電圧を変化させる。右側の電極５６に印加する電圧と左側の電極５６に印加する電圧とを異ならせることにより、油膜５４と液体６０との界面が変化する。つまり、本実施形態では、エレクトロウェッティングにより、油膜５４と液体６０との界面を制御する。油膜５４と液体６０との界面を制御することにより、表示パネル１２を正面から見たときに１つの画素１６に重なる幾つかの油膜５８と液体６０との界面を、第１の実施形態と同様なレンズ面、つまり、第２レンズ部材２０における第１レンズ部材１８側のレンズ面（出射面）にすることができる。その結果、画素１６の発する光が油膜５８から出射するときの方向を変化させることができる。したがって、第１の実施形態と同様に、左右方向の見かけ上の画素数を２倍にすることができる。

　以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。

　例えば、第１及び第２の実施形態において、画素は、黄色の光を発するサブ画素をさらに含んでもよいし、モノクロの画素であってもよい。

Claims

　所定の方向に並んで複数形成される画素を有する表示パネルと、
　前記表示パネルよりも観察者側に配置され、前記画素が発する光の経路を変更する光路変更装置とを備え、
　前記光路変更装置は、
　第１レンズ部材と、
　前記第１レンズ部材よりも前記表示パネル側において、前記所定方向に並んで複数配置される第２レンズ部材と、
　前記第２レンズ部材に入射した前記画素の光が前記第２レンズ部材から出射する方向を変化させる出射方向制御装置とを備え、
　前記第１レンズ部材は、
　前記表示パネル側において前記所定の方向に並んで複数形成される内側レンズ面と、
　観察者側において前記所定の方向に並んで形成され、前記表示パネルを正面から見たときに前記内側レンズ面に重なる一対の外側レンズ面とを備え、
　前記第２レンズ部材に入射した前記画素の光が前記第２レンズ部材から出射する方向に応じて、前記内側レンズ面に入射した前記画素の光が前記一対の外側レンズ面の何れかから出射する、表示装置。
　請求項１に記載の表示装置であって、
　前記第２レンズ部材は、第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置との間で回転可能に配置され、
　前記第２レンズが前記第１の位置にあるときと、前記第２レンズが前記第２の位置にあるときとで、前記画素の光が異なる方向に集光される、表示装置。
　請求項１に記載の表示装置であって、
　前記第２レンズ部材は、第１の位置と、前記第１の位置とは異なる第２の位置との間で往復移動可能に配置され、
　前記第２レンズが前記第１の位置にあるときと、前記第２レンズが前記第２の位置にあるときとで、前記画素の光が異なる方向に集光される、表示装置。
　請求項１に記載の表示装置であって、
　前記第２レンズ部材は、
　前記第１レンズ部材に対向して配置される基板と、
　前記基板の前記第１レンズ部材と対向する面において、前記所定の方向に並んで複数形成される溝と、
　前記溝の内面に配置される撥水性誘電膜と、
　前記溝が有する一対の壁のそれぞれに配置され、前記撥水性誘電膜で覆われる電極と、
　前記撥水性誘電膜に接して配置され、前記溝に収容される油膜と、
　前記油膜と分離して配置され、前記油膜を覆う液体とを備え、
　前記出射方向制御装置は、前記電極に印加する電圧を変化させる、表示装置。
　請求項１～４の何れか１項に記載の表示装置であって、
　前記画素は、互いに異なる色の光を発するとともに、前記所定の方向に並んで複数形成されるサブ画素を含み、
　前記一対の外側レンズ面は、それぞれ、各サブ画素に対応する第１外側レンズ面を含む、表示装置。