CN1187651C - 光源装置及投影电视 - Google Patents

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Abstract

在大型的投影电视中，还要求能使显示图像亮的装置。由于设有将从反射型光调制元件射出的光中不朝向屏幕的OFF光沿光源方向反射的装置；以及控制反射的OFF光量的装置，再利用OFF光，所以能将以往不能利用的OFF光作为光源再利用，因此光的利用率增大，其结果能实现投影图像明亮感人的投影电视。

Description

光源装置及投影电视
技术领域
本发明涉及投影电视，特别是涉及有关图像显示的光源装置(光学***、驱动***等)及其结构。
背景技术
近年来，正在利用其画面尺寸比阴极射线管(以下称CRT)方式的直视型电视更大的各种方式的电视。
投影电视(投影型显示装置)就是其中的一种，其结构大体上能分成两种类型。即，
1.是具有采用CRT作为图像源，将由该CRT射出的光放大并投影的投影光学***、以及接收被投影的光的屏幕的投影电视；
2.是具有使来自射出白色光的光源(白色光源)的光(白色光、或白色光通过滤色片输出的光)照射在光阀等光调制元件上，将由该光调制元件调制的光放大并投影的投影光学***、以及接收被投影的光的屏幕的投影电视。
上述两种类型内，2.中使用的光调制元件能采用例如液晶光阀、DMD(Digital Multi-mirror Device)等各种方式(DMD是テキサス·ィンスツルメンツ公司的商标)。
尤其是DMD是多个微小透镜(透镜元件)呈二维排列、各微小透镜分别被独立驱动的反射型的光调制元件，在光的利用效率方面比其他光调制元件有利。
图11是说明例如特开平8-21977号公报所示的投影型显示装置中使用的作为光调制元件的DMD的工作用的说明图。以下，参照该图进行说明。
在图11中，示出了构成DMD的透镜元件，概略地给出了其工作与光路的关系。
另外，所谓“ON”表示光被从透镜元件朝向屏幕投影的状态(或者，这时的透镜元件的状态)，所谓“OFF”表示光不被从透镜元件朝向屏幕投影的状态(或者，这时的透镜元件的状态)。
图中，1是透镜元件，在图11(a)所示的倾斜状态下呈“ON”。另外，2是透镜元件呈“OFF”的倾斜状态。3是入射光入射的受光面。
L1是入射光，L2是透镜元件1呈“ON”时来自透镜元件1的反射光(ON光)，L3是透镜元件1呈“OFF”时来自透镜元件1的反射光(OFF光)。
L4是透镜元件1呈中间状态(例如，电源未被接通时或未输入驱动信号的等待状态，构成DMD的全部透镜元件1在总体上能作为一个平面镜使用)时来自透镜元件1的反射光(不需要的反射光)。
在DMD中在呈二维配置的多个透镜元件1内，通过将从呈“ON”的透镜元件1反射的光(ON光)投影到屏幕上，来显示图像(因此，OFF光或不需要的反射光与图像显示无关)。
未接通电源时或在未输入驱动信号的等待状态下，透镜元件1呈沿着处于中间状态的平面的状态(如上所述，在中间状态下，构成DMD的全部透镜元件1在总体上能作为一个平面镜使用)。
如果控制透镜元件1以便呈“ON”，则图11(a)所示的透镜元件1倾斜(例如，沿顺时针方向倾斜10°)，如果控制成“OFF”，则呈倾斜状态2(例如，沿逆时针方向倾斜10°)(即，图11(a)中的θ＝10°)。
因此，在透镜元件1呈“ON”的情况下，入射光L1被沿顺时针方向倾斜10°的透镜元件1沿图11(a)中的ON光L2的方向反射，由图中未示出的投射光学***放大投影到屏幕上。
另外，在透镜元件1呈“OFF”的情况下，入射光L1被沿逆时针方向倾斜10°的透镜元件1(倾斜状态2)沿图11(a)中的OFF光L3的方向反射，不投射到投影光学***中，被图中未示出的黑掩模(涂了黑漆的金属等光吸收体)吸收。
另外，在透镜元件1呈中间状态的情况下，入射光L1被透镜元件1沿图11(a)中的不需要的反射光L4的方向反射，不投射到投影光学***中，被图中未示出的黑掩模(涂了黑漆的金属等光吸收体)吸收。
图11(b)是从DMD的侧面概略地表示该DMD的说明图，4是排列了多个透镜元件1的透镜排列区域(二维空间)。在实际的投影型显示装置中，入射光L1、ON光L2及OFF光L3虽然沿全部透镜排列区域4入射及出射，但在图11(b)中为了简单，只示出了一条光线。另外，400是多个透镜元件1呈二维排列构成的光偏向器，能在透镜排列区域4中分别独立地设定“ON”及“OFF”状态。
在光偏向器400中包含的透镜排列区域4中，呈二维排列的多个透镜元件1能被分别地设定该“ON”、“OFF”状态，沿全部透镜排列区域4入射的入射光L1对应于透镜元件1的“ON”、“OFF”状态，作为ON光L2、OFF光L3被反射。
在利用投影型显示装置例如显示动态图像的情况下，根据入射的图像信号在半帧或一帧期间呈“ON”状态的期间的比例，确定ON光L2的平均强度。而且，根据在半帧或一帧期间呈“ON”状态的期间的比例的变化，显示有灰度的动态图像。
另外，在属于透镜排列区域4的全部透镜元件1内，半帧或一帧期间的画面总体的亮度能用呈“ON”状态的透镜元件1的个数(面积比例)来表示。
根据上述的ON光L2的平均强度及画面总体的亮度的考虑方法，定义以下所示的透镜元件1的平均ON率(该平均ON率表示入射光L1的利用效率)。
即，用下式(1)表示半帧或一帧期间(称一画面期间)内的透镜元件1的平均ON率P。
P＝(一画面期间内透镜元件1呈“ON”的时间比例)
×(全部透镜元件1内呈“ON”的透镜元件1的比例)
                                      …(1)
例如，在全部透镜排列区域4(全部画面)的20％的面积上，透镜元件1呈“ON”状态，在半帧或一帧期间以50％的时间比例发生透镜元件1的“ON”状态的情况下，平均ON率P为
P＝0.5×0.2＝0.1
这可以认为与全部透镜元件1的10％平均呈ON的情况等效，假定透镜元件1的反射率及开口率为100％(在透镜元件1上的入射、反射时没有光的损失)，设入射光L1的功率为100％，其中的10％作为反射光L2被投影到屏幕上，其余的90％成为OFF光L3。因此，该情况下的入射光L1的利用效率为10％。
在反差大的图像的最亮部分(高亮度部分。该部分亮度最大(将这时的亮度称为峰值亮度))，100％的透镜元件1呈ON状态，在理想的情况下，入射光L1和ON光L2的强度相同。即，ON光L2的最大值与高亮度部分的比例无关、与图像无关，而是一定的。
在作为现有的图像显示装置的投影电视中，例如，在使200英寸的画面尺寸大的图像显示得更亮的情况下，作为光源需要使用大功率的灯，致使装置大型化、价格高、功耗大。
在从实际的视频显示的形态考虑的情况下，在通常的图像中，平均亮度(亮度电平)当然会是经常很高的。另外，在电影等中，由于暗的景色多，所以平均亮度电平低的情况多。因此，所发生的灯光的一大半成为不被投影到屏幕上的OFF光L3，光的利用效率恶化。
发明内容
本发明就是为了解决上述的课题而完成的，目的在于通过改善光的利用效率，而不增加灯的功率，获得一种格外地提高投影图像在屏幕上的峰值亮度，同时在平均亮度的视频显示中也大幅度地提高了亮度的光源装置及投影电视。
另外，本发明的目的还在于获得一种既提高亮度、色平衡也稳定的装置。
本发明的光源装置的特征在于有：灯；光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；光偏向器，它能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射。
另外，特征在于：光反射器有使入射到该光反射器中的光的偏振方向一致的偏振光变换元件；接受该偏振光变换元件的透射光的液晶光闸元件；以及反射该液晶光闸元件的透射光的反射镜。
另外，特征在于：光反射器能沿两个方向切换地反射该光反射器的入射光，上述两个方向中的任意一个方向的反射光都沿上述入射光的方向反射。
另外，特征在于有：平均ON率计算装置，用来计算由二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态。
另外，特征在于：还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中。
另外，特征在于：控制装置对规定值和算出的平均ON率进行比较，根据该比较结果控制来自光反射器的反射光量。
另外，特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的特征量，变更控制装置中预先设定的规定值。
本发明的一种光源装置，其特征在于有：发白色光的灯；光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；将该光束整形光学***的输出光分解成多种颜色的色分解元件；对上述多种颜色中的每一种颜色设置的多个光偏向器，所述多个光偏向器能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及对应于所述多个光偏向器中的各个设置的光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射。
另外，特征在于有：平均ON率计算装置，用来按照上述多种颜色中的每一种颜色计算由对应于多种颜色的二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述多种颜色中的每一种颜色的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态。
另外，特征在于：对多种颜色中的每一种颜色还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中。
另外，特征在于：控制装置对应于多种颜色算出放大率，对所算出的每一种颜色的上述放大率和预先设定的规定值进行比较，在上述每一种颜色的上述放大率小于上述规定值的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述每一种颜色的上述放大率的最小值，在上述每一种颜色的上述放大率在上述规定值以上的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述规定值。
另外，特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的特征量，变更控制装置中预先设定的规定值。
另外，特征在于：对多种颜色中的每一种颜色控制光反射器的反射光量。
附图说明：
图1是表示本发明的实施形态1的投影电视的反射元件的光路及近轴光学元件的图。
图2是表示本发明的实施形态1的投影电视的光学元件的结构图。
图3是表示本发明的实施形态1的投影电视的信号处理的功能框图。
图4是本发明的实施形态1的投影电视的画面显示例及显示像素的放大图。
图5是表示本发明的实施形态1的投影电视的各光学元件的光传输率的图。
图6是表示本发明的实施形态1的投影电视的控制装置控制反射型光调制元件的入射光束量I的工作的图。
图7是表示本发明的实施形态2的投影电视的反射元件的光路及近轴光学元件的图。
图8是表示本发明的实施形态3的投影电视的光学元件的结构图。
图9是表示本发明的实施形态3的投影电视的信号处理的功能框图。
图10是表示本发明的实施形态3的投影电视的控制装置控制反射型光调制元件的入射光束量I的工作的图。
图11是表示构成反射型光调制元件的单元反射元件的光路的图。
发明的具体实施方式：
以下，根据表示本发明的实施形态的附图具体地说明本发明。
实施形态1
图1是说明本发明的实施形态1的投影电视的反射元件及OFF光反射器用的说明图。另外，这里为了简单，说明单色光的光学***。另外，与现有的部分相同的部分省略其说明。
图中，5是偏振光变换元件，6是液晶光闸元件，7是反射镜，L10是入射光，L20是ON光，L30是OFF光。
这里的偏振光变换元件5采用例如特开平7-294906号公报或特开平11-183848号公报中记载的偏振光变换元件。该偏振光变换元件用来将具有任意的偏振方向的光(非偏振光)变换成具有单一偏振方向的光。
简单地说明偏振光变换元件。
由具有偏振光分离膜的偏振光分光器和棱镜交替配置的偏振光分光器阵列构成。透镜阵列附加在偏振光分光器的光入射面上，λ/2相位差片附加在光出射面上。
在有任意的偏振方向的入射光中包含所谓的s偏振光和p偏振光。入射到透镜阵列中的入射光入射到对应于各个透镜部分配置的偏振光分光器中。
该入射光利用偏振光分离膜分离成被该偏振光分离膜反射的s偏振光、以及透过该偏振光分离膜的p偏振光。被反射的s偏振光由相邻的棱镜沿光出射方向折射后射出。
另外，透过的p偏振光通过设置在偏振光分光器的光出射面上的λ/2相位差片，进行从p偏振光向s偏振光的变换，沿光出射方向射出。
因此，通过了偏振光变换元件的具有任意的偏振方向的入射光的大部分被变换成作为s偏振光的出射光(通过具有第一及第二方向的偏振光分量的光的入射，变换成第一或第二方向中的某一方向的偏振光分量)。
另外，L301是通过了偏振光变换元件5的光(以下称通过光L301)，L302是光L301通过了液晶光闸后的光(以下称通过光L302)，L303是由反射镜7反射的光(以下称反射光L303)。
L304是通过了液晶光闸6的光(以下称通过光L304)，L305是光L304通过了偏振光变换元件5的光(以下称通过光L305)，L306是光L305从受光面3反射后沿着与入射光L10相反的方向传播的光(即，各反射元件使光反射的方向朝向OFF光L30的方向。以下称反射光L306)。
另外，这些通过光L301及L302、反射光L303、通过光L304及L305、反射光L306是产生OFF光L30时产生的，在产生ON光L20的情况下，不产生这些通过光L301及L302、反射光L303、通过光L304及L305、反射光L306。
以下说明工作情况。
从图中未示出的灯(发射单色光的单色光源或发射包含三原色的白色光的白色光源(彩色显示的情况下))射出的光作为入射光入射到受光平面3上。该入射光L10利用反射镜排列区域4中呈二维排列的各个反射元件的倾斜，被分成ON光L20和OFF光L30。
在产生ON光L20的情况下，入射光L10在受光平面3附近沿图中ON光L20的方向反射偏向，经过投影光学***后在图中未示出的屏幕上形成光点。
另外，在产生OFF光L30的情况下，入射光L10在受光平面3附近沿图中OFF光L30的方向反射偏向，入射到偏振光变换元件5中。这里在反射镜排列区域4中排列的反射元件没有中间状态，而是取“ON”或“OFF”两者中的某一状态。
在OFF光L30中，其偏振方向不一定，基本上包含第一方向、以及与其垂直的第二方向的两种线偏振光分量(以下简称第一偏振光分量、第二偏振光分量)。
因此，在偏振光变换元件5中，例如使OFF光L30的两种偏振光内的第一偏振光分量直接通过。并且在偏振光变换元件5中，将第二偏振光分量变换成第一偏振光分量。
因此，作为经过了偏振光变换元件5之后的通过光，是直接通过偏振光变换元件5的第一偏振光分量和第二偏振光分量被变换成了第一偏振光分量的光合起来的通过光L301(偏振光变换元件5具有使偏振光方向一致的功能)。
液晶光闸元件6在其两面上有使第一偏振光分量通过的偏振光通过滤光片。利用已知的控制(例如电压控制)方法，液晶光闸元件6中包含的液晶能改变该偏振光的旋转角。
因此，通过从外部将控制信号供给液晶光闸元件6，在其两面上有使第一偏振光分量通过的偏振光通过滤光片的液晶光闸元件6能改变该通过的通过光L302的光强度。
即，在液晶光闸元件6呈能使第一偏振光分量无损失地通过的状态的情况下，入射到该液晶光闸元件6中的通过光L301不衰减地作为通过光302射出。
反射镜7反射入射到反射镜7上的通过光L302(该光是反射光L303)。反射光L303是第一偏振光分量，所以通过液晶光闸元件6(该光是通过光L304)。
另外，偏振光变换元件5由于使第一偏振光分量通过，所以通过光L304通过该偏振光变换元件5(该光是通过光L305)。
通过光L305入射到受光平面3上后被反射(该光是反射光L306)。该反射光L306沿着与入射光L10传播方向相反的方向、朝向图中未示出的灯的方向传播。
图2是表示本发明的实施形态1的投影电视的光学***的总体结构图。
图中，8是灯，9是灯的光源，10是设置在灯8中将从光源9发生的光沿图中的右向反射的反射片，12是从灯8射出的出射光束，11是从灯8射出的出射光束12入射后，改变该出射光束12的直径(来自灯8的出射光束12呈圆形光束时的直径)的光束整形光学***。
13是从光束整形光学***11射出的出射光束，14是控制光源9发光的驱动信号。
15是驱动、控制光偏向器400中包括的各个反射元件用的驱动信号，16是驱动、控制液晶光闸6用的驱动信号。另外，100是光学单元，包括灯8、光束整形光学***11、光偏向器400、偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7构成。如前面所述，光偏向器400能沿两个方向切换地反射其出射光。这里，由偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7构成光反射器。由该光反射器将从光偏向器400射出的两个方向中的任意一个方向的反射光(OFF光)沿该同一个方向反射(因此，反射光朝向光源方向返回)。
另外，图中未示出ON光L20传播之前的投射透镜等光学***及被投射图像的屏幕。
在通常的投影型显示装置中，光源中使用能发生强光的金属卤化物灯或电弧灯等。在图示的结构中，灯8中包括的光源9例如采用电弧灯。
在该光源9中采用电弧灯的情况下，利用放电电弧从空间的微小点(发光点)发生光。反射片10将光源9发生的光沿规定的方向反射。
该反射片10能采用例如抛物面镜等，在采用抛物面镜的情况下，通过将光源9的发光点配置在抛物面镜的焦点位置上，从反射片10射出的光呈大致平行的出射光束12。
从该反射片10射出的出射光束12作为来自灯8的出射光入射到光束整形光学***11中。这时的出射光束12成为所谓的准直光束。
光束整形光学***11为了使来自灯8的出射光束12照射在光偏向器400的受光面3上，而将其整形为适当的直径的出射光束13。作为该光束整形光学***11由与按照规定的倍率变换出射光束12的直径的一般的光束放大/缩小器同样的光学***构成。
来自光束整形器11的出射光束13作为入射到光偏向器400中的入射光L10照射在光偏向器400的受光面3上。如上所述，照射受光面3的入射光L10看作是ON光L20或OFF光L30。
在生成OFF光L30的情况下，如参照图1所述，利用偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7的作用，生成通过光L305作为入射到偏振光变换元件5的OFF光L30的返回光，该通过光L305入射到光偏向器400的受光面3上(因此产生反射光L306)。
由于按照光速进行从OFF光L30入射到偏振光变换元件5中到产生反射光L306的过程，所以该期间内的光偏向器400中包括的反射元件的倾斜大致产生OFF光L30的倾斜。
因此，反射光L306成为从光束整形光学***11及反射片10返回到光源9的发光点附近的光。该返回到光源9的发光点附近的光如反射片10、光束整形光学***11、光偏向器400、偏振光变换元件5、液晶光闸元件6、反射镜7…所示，往复经过到此为止说明的光的传播路径。
另外，为了使出射光束12或13在与光轴垂直的面内的光强均匀化，在从图2所示构成的灯8到光偏向器400之间的光路中(从实际的结构来说，配置在光束整形光学***11内)包括柱状的或中空内表面上有反射壁的光学元件(例如美国专利第5625738、5634704、507613号等中对此有详细记载)(光均匀化元件。该光均匀化元件用来使与灯8的出射光的传播方向垂直的面内的光强分布均匀)。
如上述的美国专利公报所述，例如在柱状的光学元件中，入射的光满足柱状的光学元件外表面上的全反射条件，在该元件内反复进行多次反射。
因此，来自光学元件的出射侧端面的出射光以入射到光学元件中的多种光强混杂的状态射出，在垂直于光轴的平面内的光强分布均匀。
另外，在中空内表面上有反射壁的光学元件中，在中空内的空间中从该反射壁反复进行多次反射。利用这些作用，使入射到该光学元件内的光的出射光的强度在垂直于光轴的平面内分布均匀。
利用该光强度均匀化装置，使返回到光源9的发光点附近的光均匀，因此除了产生OFF光的光偏向器400中包括的反射元件以外，光也能照射到产生ON光的反射元件上(返回的OFF光起ON光的作用)。
通过这样构成，返回光源9的发光点附近的光在光学单元100中再次成为能再利用的光。因此，与不返回到光源9的发光点附近的结构相比，从光源9的发光点附近射出的光(它是从光源9新发射的光和返回的光之和)的光强增大。
如果采用以上所述的结构，利用由该结构所能达到的作用，则不需要从光源9增加新发射的光，就能获得所需要的光。另外，使从光源9新发射的光比现有结构的光少，也能获得所需要的光。
图3是表示本发明的实施形态1的投影电视的进行信号处理的信号处理装置的功能框图。
图中，20是电视图像信号，21是存储图像信号的一帧/半帧(一画面部分)的图像信息的图像存储器(存储装置)，22是检测输入的电视图像信号20的亮度电平的最大值、最小值、平均值等图像特征的特征检测装置，23是光偏向器400中的平均ON率P的计算装置。该情况下的平均ON率P是显示画面按照时间顺序显示时规定期间内的显示画面的平均光ON的比例。
24是调整图像质量用的图像质量调整装置，25是驱动光偏向器400的反射元件时发生ON/OFF时序的时序发生装置，26是修正CRT的光束电流特性的逆灰度修正表。
27是使光偏向器400中的每个反射元件的ON/OFF时序不同用的时序随机化装置，28是驱动光偏向器400中的反射元件用的反射镜驱动装置。
29是根据来自特征检测装置22及平均ON率计算装置23输出信号，输出图像质量调整、光闸驱动及灯驱动用的控制信号的控制装置。
30是光闸驱动装置，31是灯驱动装置，32是表示图像特征的特征信号，33是表示光偏向器400的ON率P的ON率P信号，34是供给图像质量调整装置24的图像质量调整控制信号。
以下说明工作情况。
图像存储器21将输入的电视图像信号20作为一帧/半帧(一画面部分)单元的数字信号(图像数据)存储起来。
存储在图像存储器21中的图像数据被输出给特征检测装置22及平均ON率计算装置23。在特征检测装置22中，检测被输入的图像数据的亮度电平的最大值、最小值、平均值等图像特征。
在平均ON率计算装置23中，从逆灰度修正表26读出与输入的图像数据的各像素的亮度电平对应的逆灰度修正用的系数，进行逆灰度修正，根据该修正的图像数据，算出光偏向器400的平均ON率P。
图像质量调整装置24读出存储在图像存储器21中的图像数据，进行图像数据的调整(修正)，以便达到所希望的图像质量。然后，将图像质量调整后的图像数据输出给时序发生装置25。
时序发生装置25从逆灰度修正表26读出与输入的图像数据的各像素的亮度电平对应的逆灰度修正用的系数，进行逆灰度修正。并且，时序发生装置25根据进行了逆灰度修正的图像数据，发生并输出使光偏向器400中包括的各个反射元件呈“ON”状态的时序信号。
从时序发生装置25输出的时序信号被输入时序随机化装置27中，生成并输出进行了时间轴上的移动工作的新的时序信号，以便输入的时序信号在像素之间呈不同的时序。
从时序随机化装置27输出的新的时序信号被输入反射镜驱动装置28中，反射镜驱动装置28根据新的时序信号，将驱动光偏向器400中包括的反射元件用的驱动信号输出给光偏向器400，驱动反射元件。
特征信号32及平均ON率P信号33被输入控制装置29中，控制装置29根据这些输入信号，将控制信号分别输出给光闸驱动装置30及灯驱动装置31。另外，还将图像质量调整控制信号34输出给图像质量调整装置24。
如上所述，光学单元100中包括的光偏向器400、光闸6及灯8分别被驱动。
以下，参照图4更详细地说明时序随机化装置27的工作。
图4是表示投影型显示装置的画面显示的一例和反射元件的关系的说明图，在图4(a)中，40是显示画面，41是作为显示画面40的显示的一例在显示画面40的中央附近显示的矩形明亮部分。42是在明亮部分41的外侧显示的比明亮部分41暗的部分。
另外，图4(b)中所示的m1及m2是在明亮部分41和暗的部分42的边界附近、明亮部分41中包含的亮的像素。m3及m4是在明亮部分41和暗的部分42的边界附近、暗的部分42中包含的暗的像素(表明亮的像素m1及m2亮度相同，暗的像素m3及m4亮度相同)。
另外，这里所说的亮或暗，在对所显示的像素的亮度互相进行比较的情况下，将相对亮的像素表现为亮的像素，将暗的表现为暗的像素。
另外，这里为了简单，假定对应于暗的像素m3及m4的反射元件1呈“OFF”状态，对应于亮的像素m1及m2的反射元件1在画面期间反射元件1呈“ON”状态的时间比例为50％。
图4(c)及(d)是分别使对应于亮的像素m1及m2的反射元件1呈被驱动状态的一例(在该图(c)及(d)中，纵轴表示各像素的投影光强度(相对值)，横轴表示时间)。
T1及T2分别是一画面期间的开始及结束的时刻。43表示一画面期间，如果反射元件1在该期间呈“ON”状态，则在一画面期间反射元件1呈“ON”状态的时间比例为100％。
44及45、46及47分别表示对应于像素m1及m2的反射元件1呈“ON”状态的期间。
按照上述的假定，该图4(c)及(d)所示的分别在反射元件1呈“ON”状态的期间(即，分别在将期间44和45相加的期间、将期间46和47相加的期间)为一画面期间的50％。
如图所示，这里的期间44及45、期间46及47被供给的时序不同。供给这样的不同的时序，对任意的两个像素同样地进行。
另外，这里如图所示，虽然如期间44及45、期间46及47所示，一画面期间被分成两个期间供给，但不一定限定于此(也可以分成3个以上的期间)。
时序随机化装置27虽然是用来改变每个反射元件的ON时刻的，但一画面期间的画面通常用数十万个像素(在光偏向器400这样的反射元件1呈二维排列的情况下，构成画面的像素对应于该反射元件1的总数)来显示。
因此，如果能使一画面期间内的平均ON率P的时间变化小，则在哪个期间或哪一时刻供给都可以。
首先，说明通过使从灯8射出的光返回该灯，实际上能增加入射光L10的强度，但以下从更加定量的侧面进行说明。
图5是表示光在图2所示的光学单元100的结构中传播的说明图。图中，a是反射片10的反射率，n是光束整形光学***11的光传输率，P是光偏向器400的平均ON率。
K是从光偏向器400的反射元件1射出的OFF光经由偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7，再次返回光偏向器400的反射元件1中的比例。在使用这样的液晶光闸元件6的情况下，能通过由液晶光闸元件6进行偏向角的变化，来控制比例K。
I0是图2所示的出射光束12内由灯8的光源9发光后射出的光强(不包括返回光源9的光强，而是从光源9发生的光的强度)，I1是图2所示的出射光束13内由灯8的光源9发光后射出的光束经由光束整形光学***11的光强(不包括返回光源9的光强，而是从光源9发生的光经由光束整形光学***11的光的强度)。
如果考虑光学单元100的总体，则在光强I1内相当于平均ON率P的比例的光为ON光L20，由光偏向器400的后级的投影光学***投影到屏幕上。
平均ON率为P时，OFF光L30的比例用1-P给出，通过前面说明的工作，利用偏振光变换元件5、液晶光闸6及反射镜7，按照比例K返回光偏向器400的反射元件1中。
另外，在该情况下，调整光学上的位置及配置，以便反射元件1本身的OFF光返回光偏向器400的呈OFF状态的反射元件1中。
通过这样配置，利用前面说明的工作，OFF光通过光束整形光学***11返回灯8的光源9的发光点附近。
假设光强为I1的出射光束13返回光源9的比例为m，则用平均ON率P及比例K，由下式表示。即，
m＝(1-P)×K
图5(b)是将OFF光的传播简化了的说明图。如果使至光源9～反射镜7的光学***更简化，则能将反射片10及反射镜7构成包括附加了某一光的传递系数的两个相对的反射镜的光学***，图示的就是该***。
在图5(b)中，50是对应于反射片10的反射率为a的反射镜，51是对应于反射片7的反射率为m(与前面所述的比例m等效)的反射镜。
如图5(b)中简化后所示的结构所示，图5(a)所示的光学***中的光通过夹在反射镜50及51之间的光束整形光学***11，在反射镜50及51之间往复传播。
在图5(b)中，Ir是在反射镜50及51之间往复传播r次的光强。通过考察反射镜50及51之间的光的r次传播，导出该光强Ir。这时的光强Ir能用下式(1)表示(用第一项为I0·n、公比为a·m·n2的等比数列表示)。
[式1]
【数1】
I1＝I0·n
I2＝I1·m·n·a·n
   ＝I1·a·m·n2
I3＝I2·(a·m·n2)
   ＝I1·(a·m·n2)
Ir＝Ir-1·(a·m·n2)
   ＝I1·(a·m·n2)r-1
                                     …式1
另外，能考察光的往复次数r发生无限次，通过考察上式(1)的无限级数和，如式(2)所示，能获得该光往复的光强I(用第一项为I0·n、公比为a·m·n2的无限级数和表示)。
[式2]
I = Σ r = 1 ∞ I r
= I 1 · { 1 + a · m · n 2 + ( a · m · n 2 ) 2 + · · · }
( a · m · n 2 ) · I = I 1 · { a · m · n 2 + ( a · m · n 2 ) 2 + · · · }
{ 1 - a · m · n 2 } · I = I 1
I = I 1 1 - a · m · n 2
                                     …式2
通过用光强I1除式(2)的两边，如式(3)所示，能求得光强I对光强I1的放大率(另外，m＝(1-P)·K)。
[式3]
I I 1 = 1 1 - a · ( 1 - P ) K · n 2
                               …式3
在式(3)中将平均ON率P作为变数，将比例K作为参变数(参数)考察的结果如图6所示。
在图6中，横轴为平均ON率P，纵轴为光强I。图中，曲线60～63表示反射镜50的反射率a为0.95，光束整形光学***11的光传递率为0.9，比例K分别变为1.0、0.8、0.5、0.2时的光强I的变化。另外，64表示使OFF光不返回光源9时的光强I。
65表示平均ON率P为100％(即，没有OFF光)时的光强为I的点。66～68表示比例K为1，平均ON率P分别约为0.75、0.375、0.075时的光强为I的点。
69表示调整液晶光闸元件6(降低光透射率)，使点68的光强下降到比例K约为0.65时的光强I的点(用平均ON率P为100％(平均ON率P＝1)时的光强I＝1的相对强度表示光强I)。
参照曲线60能理解光强I随着平均ON率P的增加而逐渐减弱。而且，在平均ON率P为100％时光强＝1(图中的点65)。
在平均ON率P为100％的情况下，光强＝1的状态是入射到光偏向器400的入射光的反射光全部为ON光的状态，在该情况下不存在OFF光(即，没有返回光源9的发光点附近的光)。
在平均ON率P约为0.375左右的情况下，光强I为2(图6中的点67)。该状态是返回到光源9的发光点附近的OFF光再次入射到光偏向器400时的入射光的强度为平均ON率P为100％时的2倍的状态。
另外，在平均ON率P小、约为0.075左右的情况下，光强I为3.5(图6中的点68)。该状态是返回到光源9的发光点附近的OFF光再次入射到光偏向器400时的入射光的强度为平均ON率P为100％时的3.5倍的状态。
为了进行真实的图像显示，在理想的情况下，最好是确定画面的亮度后不再变化。从这样的观点出发，例如在CRT方式的电视中，关于超过通常的亮度电平的平均亮度高的图像，在大范围内限制CRT的光束电流、限制亮度。
因此，在投影电视这样的投影型显示装置中，如果能稳定地显示通常的平均亮度电平的图像，则能认为具有足够的性能。
这种情况在图6中，以平均ON率P的规定值Q为边界，在平均ON率P为规定值Q以下的情况下，作为亮度大致平均的图像，通过控制比例K，能将光强I稳定为2。
反之，在平均ON率P比规定值Q大的情况下，通过使比例K为最大，光强I相对于平均ON率P的变化沿着图6所示的曲线60缓慢地变化(限制)。
因此，能获得类似于CRT方式的亮度限制特性。另外，根据所显示的图像的性质、以及增大光强I的程度，能确定该情况下的规定值Q的设定。
平均ON率计算装置2 3输出的平均ON率P信号33、图像的特征检测装置22输出的包含表示图像的特征的各像素的亮度电平的最大值Vmax、最小值Vmin、平均值Vave的特征信号32被输入图3中的控制装置29中。
控制装置29对预先在其内部保存的规定值Q的初始值Q0和输入的各平均ON率P信号33进行比较，根据图像的特性，输出各种控制信号。
在表示平均ON率P信号33的值比平均ON率P的初始值低的情况下，将控制比例K用的控制信号输出给驱动液晶光闸元件6的光闸驱动装置30，以便使光强I一定。
并且，在特征信号32中含有的各像素的亮度电平的最大值Vmax和最小值Vmin的差值近似于图像的最大亮度和最小亮度的幅度值的情况下，断定为反差大的图像，将上述的规定值的初始值Q0变更为比它小的规定值Q1。
通过变更该规定值Q1，将增大图像的反差的控制信号供给图像质量调整装置24，以便使光强I的增大程度更大。
另外，控制装置29至少在数个半帧至数帧期间保持各像素的亮度电平的平均亮度电平Vave。而且，在断定在数个半帧至数帧期间内平均亮度电平Vave小的情况下，断定多半发生OFF光，将比例K设定为接近于最大值的值，同时将降低灯8的亮度的控制信号供给灯驱动装置31。
在平均亮度电平Vave的值非常小的情况下，相当于图6所示的平均ON率P大致为0的情况。因此，通过将比例K设定为最大，能使光强I增加约4倍。
在该状态下，如果将从灯8发生的光强I控制为一半，则等效于将光强I控制为2倍。
另外，到此为止说明的反射片10的反射率a、光束整形光学***11的光传递率n、光偏向器400的平均ON率P、以及比例K各自的值当然随着构成光学***的光学部件的不同其数值也不同。
光学***中使用的光学部件虽然能进行各种选择，但例如，比例K的变化范围不一定必须能从1变化到0。即，在图6所示的例中，如果比例K的值大约比0.6大，则能使光强I的放大率为2。
另外，在不能增大比例K的情况下，如果使一部分OFF光入射到液晶光闸元件6中，使另一部分OFF光被反射率高的反射镜反射，则能实际上增大比例K。
另外，关于液晶光闸元件6的响应速度，能在数m秒以内工作的能实用化，能进行每个视频半帧/帧时间(约16/32msec左右)的比例K的控制。
实施形态2
本发明的实施形态2与上述的实施形态1相比，有以下特征。另外，与实施形态1相同的结构及工作，省略其说明。
图7是说明本发明的实施形态2的投影电视的反射元件及OFF光反射器用的说明图。另外，这里为了简单，说明单色光的光学***。另外，与现有的或实施形态1的部分相同的部分省略其说明。
图中，410是第二光偏向器，31是第二光偏向器410的入射面，L11是入射光，L21是ON光，L31是OFF光。L311是从第二光偏向器410反射后沿着与OFF光L31的方向相反的方向传播的反射光。
L312是从第二光偏向器410反射后不沿着与OFF光L31的方向相反的方向传播的反射光(来自第二光偏向器410的OFF光)。第二光偏向器410的结构及工作与前面参照图11(a)说明的相同。
如图所示，入射光L31与垂直于第二光偏向器410的入射面的方向成θ角倾斜地入射。在第二光偏向器410的反射元件沿图中逆时针方向旋转θ角倾斜的情况下(第二光偏向器410的反射元件呈ON状态)，相对于入射光L31反射，产生反射光L311。
在第二光偏向器410的反射元件沿图中顺时针方向旋转θ角倾斜的情况下，射出从垂直于第二光偏向器410的入射面的方向沿顺时针旋转3θ角倾斜的反射光L312(第二光偏向器410的反射元件呈OFF状态)。
因此，通过控制第二光偏向器410的反射元件呈ON状态的反射元件的比例，能控制反射光L311对入射光L31的比例(即，返回光源9的光的比例)。另外，用黑掩模等吸收第二光偏向器410的反射光L312。
这里，第二光偏向器410的形状不需要与光偏向器400相同，例如能将聚光透镜等聚光装置设置在入射光L31的传播路径中。
如果这样做，则能使用第二光偏向器410中包括的反射元件数少的小型、廉价的光偏向器。
假定，设想第二光偏向器410采用与光偏向器400相同形状的光偏向器的情况，即使在第二光偏向器410中存在1％左右的缺陷元件，在实用上也没有问题。
第二光偏向器410由与参照图3说明的驱动光偏向器400的时序发生装置25、时序随机化装置27及反射镜驱动装置28同样的装置构成(图中未示出)，与光偏向器400同样地被驱动。
另外，第二光偏向器410与被投影到屏幕上的图像本身无关，所以每隔半帧或一帧的时间间隔，进行反射元件的ON状态、OFF状态的切换即可，不需要图像显示所要求的那样的高速状态的切换。
如果采用本实施形态2，则由于来自光偏向器400的OFF光不在偏振光变换元件5及液晶光闸元件6之间往复地经过，所以光的损失少，因此能使返回光源9的光的比例比实施形态1的大。这里，用第二光偏向器410构成实施形态1的光反射器。即，这里的光反射器能沿两个方向切换地反射光反射器的入射光，来自光偏向器400的两个方向中的任意一个方向的反射光(OFF光)都沿入射光的方向反射。
另外，具有第二光偏向器410对光偏向器400的相对的配置精度不要求高精度等的效果。
实施形态3
图8是表示本发明的实施形态3的彩色方式投影电视的光学***总体的结构图。另外，在本实施形态3的说明中，关于与到此为止的说明相同的结构、工作，省略其说明。
图中，200是光学单元，82是全反射棱镜，83是全反射棱镜82的反射面，84是色分离棱镜(Dichroic Prism。色分解元件。将白色光分解成多种颜色的光)，35是色分离棱镜84的红色反射面，86是色分离棱镜84的蓝色反射面。
210G、210R及210B分别是绿色、红色及蓝色的光调制单元。
在光调制单元210G中，400G是光偏向器，5G是偏振光变换元件，6G是液晶光闸元件，7G是反射镜，81G是光传感器。
15G是光偏向器400G的驱动信号，16G是液晶光闸6G的驱动信号，90G是光传感器81G的输出信号。
L10G是入射到光调制单元210G中的入射光(绿色)，L20G是从光调制单元210G射出的出射光(绿色)。
同样，在光调制单元210R中，400R是光偏向器，5R是偏振光变换元件，6R是液晶光闸元件，7R是反射镜，81R是光传感器。
15R是光偏向器400R的驱动信号，16R是液晶光闸6R的驱动信号，90R是光传感器81R的输出信号。
L10R是入射到光调制单元210R中的入射光(红色)，L20R是从光调制单元210R射出的出射光(红色)。
同样，在光调制单元210B中，400B是光偏向器，5B是偏振光变换元件，6B是液晶光闸元件，7B是反射镜，81B是光传感器。
15B是光偏向器400B的驱动信号，16B是液晶光闸6B的驱动信号，90B是光传感器81B的输出信号。
L10B是入射到光调制单元210B中的入射光(蓝色)，L20B是从光调制单元210B射出的出射光(蓝色)。
L20C是绿、红及蓝各色光调制单元210G、210R及210B的出射光L20G、L20R及L20B合成后的合成光。另外，在图8中，位于合成光L20C的传播方向的后级的投影透镜及屏幕图中未示出。
L10C是光束整形光学***11的出射光，是包含绿、红及蓝各色光的出射光束(白色光束)。
出射光束L10C入射到全反射棱镜82中，如图所示，在反射面83上进行全反射后入射到色分离棱镜84中。
在色分离棱镜84内部，设有利用分别反射红色及蓝色的电介质膜等形成的红色反射面85及蓝色反射面86。入射到色分离棱镜84中的出射光束L10C被分解成入射到各光调制单元210G、210R及210B中的入射光L10G、L10R及L10B。
从光束整形光学***11射出的出射光束L10C包含红(R)、绿(G)及蓝(B)所谓的三原色的光分量。该出射光束L10C入射到全反射棱镜82中，在该全反射棱镜82内设置的反射面83上进行全反射，折向图中下方。
弯折后的出射光束L10C入射到色分离棱镜84中。在色分离棱镜84内部设有反射红色光的红色反射面85及反射蓝色光的蓝色反射面86。
因此，入射到色分离棱镜84中的出射光束L10C中包含的红色光在红色反射面85上反射，沿图中向左的方向反射，入射到红色的光调制单元210R中(入射光L10R)。
另外，同样，入射到色分离棱镜84中的出射光束L10C中包含的蓝色光在蓝色反射面86上反射，沿图中向右的方向反射，入射到蓝色的光调制单元210B中(入射光L10B)。
出射光束L10C中包含的绿色光在红色反射面85及蓝色反射面86上都不反射，沿图中向下的方向传播，入射到绿色的光调制单元210G中(入射光L10G)。
入射到光调制单元210R中的入射光L10R入射到光偏向器400R中，利用与到此为止说明的光偏向器400同样的作用，产生ON光(相当于出射光L20R)及OFF光L30R。
出射光L20R作为光调制单元210R的出射光入射到色分离棱镜84中，利用设置在色分离棱镜84内部的红色反射面85，沿图中向上的方向反射(成为合成光L20C中的红色光分量)。
OFF光L30R利用偏振光变换元件5R、液晶光闸元件6R及反射镜7R，这些构件与到此为止说明的偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7的作用相同，经过与入射光L10R入射时的路径相反的路径，返回光源9的发光点。
返回光源9的光被反射片10反射，再入射到光调制单元210R中，反复进行同样的过程。
入射到光调制单元210B中的入射光L10B入射到光偏向器400B中，利用与到此为止说明的光偏向器400同样的作用，产生ON光(相当于出射光L20B)及OFF光L30B。
出射光L20B作为光调制单元210B的出射光入射到色分离棱镜84中，利用设置在色分离棱镜84内部的蓝色反射面86，沿图中向上的方向反射(成为合成光L20C中的蓝色光分量)。
OFF光L30R利用偏振光变换元件5R、液晶光闸元件6R及反射镜7R，这些构件与到此为止说明的偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7的作用相同，经过与入射光L10B入射时的路径相反的路径，返回光源9的发光点。
返回光源9的光被反射片10反射，再入射到光调制单元210B中，反复进行同样的过程。
入射到光调制单元210G中的入射光L10G入射到光偏向器400G中，利用与到此为止说明的光偏向器400同样的作用，产生ON光(相当于出射光L20G)及OFF光L30G。
出射光L20G作为光调制单元210G的出射光入射到色分离棱镜84中，但不会被红色反射面85及蓝色反射面86反射而直线前进，沿图中向上的方向透过(成为合成光L20C中的绿色光分量)。
OFF光L30利用偏振光变换元件5G、液晶光闸元件6G及反射镜7G，这些构件与到此为止说明的偏振光变换元件5、液晶光闸元件6及反射镜7的作用相同，经过与入射光L10G入射时的路径相反的路径，返回光源9的发光点。
返回光源9的光被反射片10反射，再入射到光调制单元210G中，反复进行同样的过程。
以上，出射光L20R、L20B及L20G入射到全反射棱镜82中。这些出射光L20R、L20B及L20G不满足在反射面83进行全反射的条件，所以不在该反射面83上反射而是透过，作为合成光L20C从全反射棱镜82射出。
该射出的合成光通过图中未示出的后级的投影光学***，被投影到屏幕上。
另外，在各个光调制单元210R、210B及210G中分别设有光传感器81R、81B及81G，接受OFF光L30R、L30B及L30G的一部分光，根据作为各个光传感器的输出的输出信号90R、90B及90G，进行各OFF光强的监视。
由于这样构成，所以能检测返回光源9的发光点附近的OFF光的各色的比例。即，根据各个输出信号90R、90B及90G，能利用液晶光闸元件6R、6B及6G改变返回光源9附近的各色光的比例，以便基本上返回白色光。
图9是表示本发明的实施形态3的进行投影电视的信号处理的信号处理装置的功能框图。
图中，20C是彩色电视图像信号，21C是图像存储器，22C是图像的特征检测装置，23C是各色光的反射元件的平均ON率P计算装置。
24C是图像质量调整装置，29C是控制装置，300G、300R及300B是各个绿色、红色及蓝色的信号处理装置。
在信号处理装置300G的结构中，25G是发生供给光偏向器400G的反射元件的ON/OFF时序的时序发生装置，26G是表示CRT的光束电流特性的逆灰度修正表。
27G是对每个反射元件使ON/OFF时序不同的时序随机化装置，28G是输出驱动反射元件的驱动信号的驱动装置，30G是输出驱动液晶光闸6G的驱动信号的驱动装置。
以下，说明信号处理装置300G的工作。另外，信号处理装置300R及300B的结构及工作基本上与信号处理装置300G相同，所以以下说明从略。
图像存储器21C将输入的彩色电视信号20C作为一帧/半帧(一画面部分)单元的数字信号(图像数据)存储。
存储在图像存储器21C中的图像数据被输出给特征检测装置22C及平均ON率计算装置23C。在特征检测装置22C中，检测输入的图像数据的亮度电平的最大值、最小值、平均值等图像特征。
在平均ON率计算装置23C中，从逆灰度修正表26G中读出与被输入的各图像数据的亮度电平对应的逆灰度修正用的系数，进行逆灰度修正，根据该修正了的图像数据，算出光偏向器400G的平均ON率Pg(在信号处理装置300R及300B中，分别算出平均ON率Pr及Pb)。
图像质量调整装置24C读出存储在图像存储器21C中的图像数据，进行图像数据的调整(修正)，以便达到所希望的图像质量。此后，将图像质量调整后的图像数据输出给时序发生装置25G。
时序发生装置25G从逆灰度修正表26G中读出与被输入的各图像数据的亮度电平对应的逆灰度修正用的系数，进行逆灰度修正(在信号处理装置300R及300B中，分别从逆灰度修正表26R及26B中读出系数，进行逆灰度修正)。
并且，时序发生装置25G根据进行了逆灰度修正的图像数据，发生并输出使光偏向器400G中包括的各个反射元件呈“ON”状态的时序信号(在信号处理装置300R及300B中，分别从时序发生装置25R及25B输出时序信号)。
从时序发生装置25G输出的时序信号被输入时序随机化装置27G中，为了使被输入的时序信号在像素之间呈不同的时序，作成在时间轴上实施了移动工作的新的时序信号、并输出(在信号处理装置300R及300B中，分别从时序随机化装置27R及27B输出新的时序信号)。
从时序随机化装置17G输出的新的时序信号被输入反射镜驱动装置28G中。反射镜驱动装置28G根据新的时序信号，将驱动光偏向器400G中包括的反射元件用的驱动信号输出给光偏向器400G，驱动反射元件(在信号处理装置300R及300B中，新的时序信号分别被输入反射镜驱动装置28R及28B，驱动光偏向器400R及400B中的反射元件)。
特征信号32C及平均ON率Pg信号33C被输入控制装置29C中，控制装置29C根据这些输入信号，将控制信号分别输出给光闸驱动装置30G及灯驱动装置31G。另外，将图像质量调整控制信号34C输出给图像质量调整装置24C(在信号处理装置300R及300B中，从控制装置29C将控制信号分别输出给光闸驱动装置30R及30B、灯驱动装置31R及31B)。
如上所述，分别驱动光学单元200中包括的光偏向器400G、400R及400B、光闸6G、6R及6B、以及灯8)。
另外，在光调制单元210G、210R及210B中分别设有光传感器81G、81R及81B的情况下，如前面所述，根据从这些光传感器81G、81R及81B输出的输出信号90G、90R及90B，利用液晶光闸元件6G、6R及6B改变返回光源9附近的各色光的比例。
通过这样构成，能检测返回光源9附近的各色光的比例，以便基本上返回白色光。
利用本发明的实施形态1中说明的式(3)，能对各种颜色预测OFF光的再利用产生的光束的增加比例。
图10表示利用式(3)算出了各色光束的结果，横轴表示平均ON率Pg、Pr及Pb(Pg是对应于绿色光的平均ON率，Pr是对应于红色光的平均ON率，Pb是对应于蓝色光的平均ON率)，纵轴表示光强Ig、Ir及Ib(Ig是对应于绿色光的光强，Ir是对应于红色光的光强，Ib是对应于蓝色光的光强)。
为了简单，曲线60至曲线63是表示反射片10对各色的反射率a一律为0.95，在光束整形光学***11的光传递率n为0.90的条件下，使比例K的值分别变化到1.0、0.8、0.5、0.2时的光强Ig、Ir及Ib的变化特性的曲线。另外，64表示使OFF光返回光源9时的光强。
表示平均ON率Pg、、Pr及Pb为100％(即，没有OFF光)时的光强为Ig、Ir及Ib的点。另外，轴92及93表示对两种不同的图像信号的例检测了各色的平均ON率的结果。
在轴92所示的例中，哪一种颜色的平均ON率都小，拿绿色的平均ON率P来说，比例K为1.0的情况下，分别能增加到点94所示的电平的光强，所以通过控制比例K，能使全部颜色的光强的增加率一致达到2。
另一方面，在轴93所示的例中，由于绿色的平均ON率Pg大，所以光强不能增加到点95所示的电平。即，其他颜色(红、蓝)、例如蓝色的平均ON率Pb虽然单独地能将光强增加到点97所示的电平，但一致地调整到与绿色电平相同的点98所示的电平。因此，能准确地显示图像的色调。
图9中的控制装置29C输入平均ON率计算装置13C输出的各色的平均ON率信号33C、特征检测装置22C作为图像的特征输出的亮度的最大值Vmax(图像亮度的最大值)、最小值Vmin(图像亮度的最小值)、平均值Vave(图像亮度的平均值)、以及对应于各光传感器81G、81B及81R输出的输出信号90G、90B、80R，通过它们的组合及时间变化，进行下述的控制。
即，控制装置29C根据输入的各色的平均ON率Pg、Pr及Pb、由光学构件决定的反射片10的反射率a、光束整形光学***11的光传递率n、平均ON率P及比例K的具体数值，用式(3)算出最大光强的放大率Gg、Gr及Gb。这里，放大率Gg、Gr及Gb中最小者为Gmin。
例如，放大率的初始值(上限值)为Glim、设定为值2，在放大率的最小值Gmin小于放大率的初始值Glim的情况下，控制装置29C驱动光闸元件6G、6B及6R，控制比例K，以便所有颜色的光的放大率为Gmin。
在放大率的最小值Gmin大于放大率的初始值Glim的情况下，驱动光闸元件6G、6B及6R，控制比例K，以便所有颜色的光的放大率为Glim。
另外，在放大率的最小值Gmin大于放大率的初始值Glim的情况下，当亮度的最大值Vmax和亮度的最小值Vmin的差只在图像的最大变化幅度附近大时，断定为具有高反差的图像，将放大率的初始值Glim变更为比放大率的最小值Gmin大的值。
由此使放大率的上限大，同时控制图像质量调整装置24C，进行图像质量调整，以便图像的反差增大。
另外，控制装置29C在将亮度的平均值Vave至少保持数个半帧(或数帧)期间、平均亮度沿半帧(或帧)连续地小的情况下，断定为OFF光多。
而且，设定各色的比例K只在最大值附近大，同时控制灯驱动装置31，降低灯8的亮度。
另外，在亮度的平均值Vave小的情况下，相当于平均ON率Pg、、Pr及Pb都只在0附近小的情况。因此，通过使对应于各色光的比例K最大，能使光的放大率大约为4倍。
另外，在该条件的情况下，例如通过使灯8发生的光强降低一半，能使光的放大率为2倍。
一般说来，如果显示彩色图像时的色平衡被破坏，则存在本来应该用白色显示的却被进行着色显示的问题。可是，在本实施形态的控制装置29C中，对应于平均ON率Pg、、Pr及Pb，能分别独立地设定光强Ig、Ir及Ib。
因此，例如在光学构件的光学特性有离散的情况下或随着时间的变化，光学特性发生离散的情况下，能调整成本来的色平衡。
例如，首先在显示作为电视启动时的静噪状态的黑画面期间，使对应于各色的比例K(OFF光的反射率)最大，将来自光传感器81G、81R及81B的输出信号90G、90R及90B供给控制装置29C。
在控制装置29C中，根据输出信号90G、90R及90B，判断色平衡，调整供给液晶光闸元件6G、6R及6B的控制信号，以便使各色的光强达到规定的比例，从而达到本来的色平衡。因此，能改变各色光强的比例，从而能调整色平衡。
另外，作为使OFF光返回光源9用的结构，由偏振光变换元件、液晶光闸元件及反射镜组合而成的结构也可以采用在实施形态2中说明过的光偏向器410，这样做能简化装置的结构。
另外，也可以这样构成：利用检查表或规定的函数式，求出对应于各色的平均ON率Pg、、Pr及Pb所对应的光强Ig、Ir及Ib，预测整个半帧或帧的光强Ig、Ir及Ib。
本发明由于如上所述构成，所以具有以下的效果。
由于本发明的光源装置的特征在于有：灯；光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；光偏向器，它能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射，所以能使由光偏向器生成的两个方向中的任意一个方向的反射光都能返回灯中，能提高光的利用效率。
另外，由于特征在于：光反射器有使入射到该光反射器中的光的偏振方向一致的偏振光变换元件；接受该偏振光变换元件的透射光的液晶光闸元件；以及反射该液晶光闸元件的透射光的反射镜，所以能控制来自光反射器的反射光量。
另外，由于特征在于：光反射器能沿两个方向切换地反射该光反射器的入射光，上述两个方向中的任意一个方向的反射光都沿上述入射光的方向反射，所以能用简单的结构控制来自光反射器的反射光量。
另外，由于特征在于有：平均ON率计算装置，用来计算由二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态，所以能稳定地显示通常的平均亮度电平的图像。
另外，由于特征在于：还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中，所以能确保输出光的稳定性。
另外，由于特征在于：控制装置对规定值和算出的平均ON率进行比较，根据该比较结果控制来自光反射器的反射光量，所以能对应于显示图像稳定地控制该显示图像的亮度。
另外，由于特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的特征量，变更控制装置中预先设定的规定值，所以作为显示图像的特征，能获得例如反差高的显示图像。
由于本发明的光源装置的特征在于有：发白色光的灯；光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；将该光束整形光学***的输出光分解成多种颜色的色分解元件；对上述多种颜色中的每一种颜色设置的光偏向器，它能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及对应于该光偏向器设置的光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射，所以获得彩色的显示图像时，例如不增加灯光的强度，就能确保显示图像的亮度。
另外，由于特征在于有：平均ON率计算装置，用来按照上述多种颜色中的每一种颜色计算由对应于多种颜色的二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述多种颜色中的每一种颜色的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态，所以能使显示图像的亮度稳定。
另外，由于特征在于：对多种颜色中的每一种颜色还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中，所以能确保输出光的稳定性。
另外，由于特征在于：控制装置对应于多种颜色算出放大率，对所算出的每一种颜色的上述放大率和预先设定的规定值进行比较，在上述每一种颜色的上述放大率小于上述规定值的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述每一种颜色的上述放大率的最小值，在上述每一种颜色的上述放大率在上述规定值以上的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述规定值，所以能对应于显示图像稳定地控制该显示图像的亮度。
另外，由于特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的特征量，变更控制装置中预先设定的规定值，所以作为显示图像的特征，能获得例如反差高的显示图像。
另外，由于特征在于：对多种颜色中的每一种颜色控制光反射器的反射光量，所以能准确地保持显示图像的色调。

Claims (13)

1.一种光源装置，其特征在于有：
灯；
光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；
光偏向器，它能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及
光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射。
2.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
光反射器有
使入射到该光反射器中的光的偏振方向一致的偏振光变换元件；
接受该偏振光变换元件的透射光的液晶光闸元件；以及
反射该液晶光闸元件的透射光的反射镜。
3.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于：
光反射器被构成能够沿两个方向切换地反射该光反射器的入射光，并将上述两个方向中的任意一个方向的反射光反射到上述入射光的方向的第2光偏向器。
4.根据权利要求1所述的光源装置，其特征在于有：
平均ON率计算装置，用来计算由二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及
控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态。
5.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于：还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中。
6.根据权利要求4所述的光源装置，其特征在于：控制装置对规定值和算出的平均ON率进行比较，根据该比较结果控制来自光反射器的反射光量。
7.根据权利要求6所述的光源装置，其特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的亮度的最大值、最小值、平均值中的至少任何一个，变更控制装置中预先设定的规定值。
8.一种光源装置，其特征在于有：
发白色光的灯；
光束整形光学***，它包括使所接受的上述灯的出射光在垂直于其传播方向的平面内的光强分布均匀化的光均匀化元件；
将该光束整形光学***的输出光分解成多种颜色的色分解元件；
对上述多种颜色中的每一种颜色设置的多个光偏向器，所述多个光偏向器能沿两个方向切换地反射所接受的上述光束整形光学***的出射光；以及
对应于所述多个光偏向器中的各个设置的光反射器，用来使上述两个方向中的任意一个方向的反射光沿该同一方向反射。
9.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于有：
平均ON率计算装置，用来按照上述多种颜色中的每一种颜色计算由对应于多种颜色的二维光的ON、OFF构成的显示画面按照时间顺序显示时在规定期间内上述显示画面的平均的上述光的ON的比例；以及
控制装置，它根据从该平均ON率计算装置输出的上述多种颜色中的每一种颜色的上述光的ON的比例，分别控制灯、光偏向器及光反射器的驱动状态。
10.根据权利要求8所述的光源装置，其特征在于：对多种颜色中的每一种颜色还备有光传感器，将该光传感器的输出信号输入到控制装置中。
11.根据权利要求10所述的光源装置，其特征在于：
控制装置对应于多种颜色算出放大率，对所算出的每一种颜色的上述放大率和预先设定的规定值进行比较，
在上述每一种颜色的上述放大率小于上述规定值的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述每一种颜色的上述放大率的最小值，
在上述每一种颜色的上述放大率在上述规定值以上的情况下，控制光反射器的反射光量，以便光反射器的放大率为上述规定值。
12.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于：对应于根据显示画面的亮度值求得的该显示画面的亮度的最大值、最小值、平均值中的至少任何一个，变更控制装置中预先设定的规定值。
13.根据权利要求11所述的光源装置，其特征在于：对多种颜色中的每一种颜色控制光反射器的反射光量。
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