力。因此，入 射到单元边界部9的平行光因负折射力而发散并出射。视在发光点位于单元边界部9的入 射侧，并且位于图11的虚线部110内的黑点115所示的位置。从单元边界部9出射的发散 光经由第二复眼透镜3变为大致平行光，然后入射到聚光透镜4。入射到聚光透镜4的光向 图像显示元件5的表面（面板表面）的端部会聚。因此，在面板表面的端部出现亮度高的 条纹（高亮度部分）。换句话说，在由于单元边界部9的凹面所引起的视在发光点（黑点 115)与面板表面的共辆点一致的情况下，产生条纹。单元边界部9在单元有效区域内具有 正折射力，并且在单元边界部9的最凹的区域内具有负折射力。如上所述，单元边界部9被 配置成曲率半径从正折射力向负折射力逐渐改变。
[0036] 将参考图12来说明单元边界部9的曲率半径和面板表面上的光斑半径（光斑直 径）。图12是单元边界部9的曲率半径和面板表面上的光斑直径的相关图。图12的实线 表示在与面板的短边方向（y轴）平行的平面内单元边界部9(或其周边）的曲率半径，并且 纵轴和横轴分别表示y坐标和曲率半径。如图12所示，单元边界部9的曲率半径从无穷大 (-)向70ym连续改变。该意味着在面板的共辆点位于第一复眼透镜2的光源侧的情况 下，不可避免会产生条纹。换句话说，该意味着在光束入射到连续改变的单元边界部9的曲 率半径是预定曲率半径的范围内的区域的情况下，不可避免会产生条纹。如上所述，在视在 发光点（图11中的黑点115)与面板表面的共辆点一致的情况下，产生条纹。该是因为单 元边界部9 (或其周边）的曲率半径连续改变，因而在第一复眼透镜2的光源侧，在光轴上 曲率半径为无限大（〇?)~70ym的范围内存在视在发光点。图12的虚线示出单元边界 部9的曲率半径和面板表面上的光斑直径（光斑大小）之间的关系。随着光斑直径变小， 聚光点的大小缩小，因此作为条纹的亮度不均匀变得显著。图12示出在曲率半径R近似等 于1100ym的情况下条纹最大。
[0037] W下将在各实施例中说明去除或减少照明区域的范围内的条纹的结构。
[00%]第一连施例
[0039] 首先，将参考图1来说明本发明的第一实施例。图1是本实施例中的图像投影设 备1〇〇(液晶投影仪）的主要结构的图。图像投影设备100包括能够减少照明区域的端部 的高亮度部分（条纹）的照明光学系统。
[0040] 在图1中，附图标记1表示光源单元。光源单元1包括光源la和抛物面反射器化， 并且光源单元1被配置为从光源la发出平行光。附图标记2表示第一复眼透镜（第一透 镜阵列）。第一复眼透镜2是对从光源la发出的光进行分割（将该光分割成多个光束）的 光分割单元。第一复眼透镜2在图1的左侧设置有具有倍率（折射力）的面（入射面2a)。 第一复眼透镜2的入射面2a二维地设置有多个单元20。在多个单元20的邻接单元之间形 成单元边界部9。单元边界部9具有如参考图11所述的凹面形状（负折射力）。附图标记 3表示第二复眼透镜（第二透镜阵列），并且该第二复眼透镜3是引导（接收）来自第一复 眼透镜的光的光分割单元。附图标记4表示聚光透镜，并且聚光透镜4是会聚来自第二复 眼透镜3的光的聚光光学系统。附图标记5表示图像显示元件，并且该图像显示元件5是 来自聚光透镜4的光所入射的面板（液晶面板）。在本实施例中，第一复眼透镜2、第二复 眼透镜3、聚光透镜4和图像显示元件5按该顺序从光源侧起沿着聚光透镜4的光轴OA(光 轴方向）的方向配置。
[0041] 在图1中，黑点10表示图像显示元件5(面板）的共辆点。在本实施例中，第一复 眼透镜2包括从光源la发出的光所入射的入射面2a和对光进行分割并使分割后的光出射 的出射面化。在该种情况下，图像显示元件5的共辆点（黑点10)位于更靠近第一复眼透 镜2的出射面化的位置处（入射面2a的相反侧）的位置。换句话说，图像显示元件5的 共辆点与图像显示元件5之间的距离短于第一复眼透镜2和图像显示元件5之间的距离 (即，图像显示元件5的共辆点相比第一复眼透镜2更靠近图像显示元件5)。图像显示元 件5的共辆点位于第一复眼透镜2的入射面2a和第二复眼透镜3的入射面3a之间。
[0042] 换句话说，如图1所示，图像显示元件5的共辆点可W位于第一复眼透镜2和第二 复眼透镜3之间的空气中，或者可选地，该共辆点可W位于第一复眼透镜2上。
[0043] 随后，将参考图2来说明入射到第一复眼透镜2的单元边界部9的光的光路。图2 是入射到第一复眼透镜2的单元边界部9的光的光路的图。如图2所示，入射到单元边界 部9的光因单元边界部9的凹面而发散，并且由第二复眼透镜3和聚光透镜4 (第一聚光透 镜7和第二聚光透镜8)引导至图像显示元件5。
[0044] 在本实施例中，将图像显示元件5的表面（面板表面）的共辆点（图1中的黑点 10所示的位置）设置到第一复眼透镜2的出射侧。换句话说，图像显示元件5的共辆点与 图像显示元件5之间的距离短于第一复眼透镜2和图像显示元件5之间的距离。因此，入 射到单元边界部9的平行光被会聚的位置未到达面板表面（被会聚在图像显示元件5和第 二聚光透镜8 (聚光光学系统）之间的位置）。图2中的黑点12表示该种情况下的聚光点， 其位于相对于图像显示元件5 (面板）向入射侧移位的位置。由于在图像显示元件5的表 面上光发生模糊，因此没有产生高亮度部分（条纹）。
[0045] 随后，将参考图3来说明本实施例中的单元边界部9的曲率半径和面板表面上的 光斑的半径（光斑直径）。图3是单元边界部9的曲率半径和面板表面上的光斑直径的相 关图。图3中的实线表示在与面板的短边方向（y轴）平行的平面中单元边界部9(或其周 边）的曲率半径，并且纵轴和横轴分别表示y坐标和曲率半径。如图3所示，单元边界部9 的曲率半径从无限大（〇?)向70ym连续改变。如从图3可W看出，在本实施例中，在曲率 半径R从无限大（-)向70ym改变的情况下，光斑始终模糊。根据本实施例，光斑直径始 终大于1mm，因此不会产生条纹。该是因为；即使在曲率半径R从无限大（-)向70ym改 变的情况下，图2中的聚光点（黑点12)也在光轴方向上从图像显示元件5向光源单元1 移位。
[0046]随后，关于本实施例中的改善照明区域的条纹的效果（减少高亮度部分的效果）， 将参考图4来说明照明分布计算。图4是在对单元边界部9设置凹面的状态下的模拟结果 (y方向上的亮度分布的图）。在图4中，纵轴表示照度并且横轴表示位置（y轴）。如图4 所示，不同于图6,去除了条纹（高亮度部分）并且获得了良好的亮度分布。
[0047] 在本实施例中，优选第二复眼透镜3的焦距巧短于第一复眼透镜2的焦距F1。更 优选地，第一复眼透镜2的焦距F1和第二复眼透镜3的焦距巧满足W下的表达式（1)。
[0048] 0. 7<!^2/Fl<l. 0??? (1)
[0049] 优选地，照明光学系统（图像投影设备100)满足W下的表达式（2)。
[0050] 0. 010<(A(空气中）-^)/A(空气中）<0. 300... (2)
[0化1] 更优选地，照明光学系统（图像投影设备100)满足W下的表达式（2a)。
[005引 0. 010<(A(空气中）-^)/A(空气中）<0. 200... (2a)
[005引在表达式似和（2a)中，符号表示在光轴方向上从第一复眼透镜2(第 一透镜阵列）的入射面2a起直到第二复眼透镜3 (第二透镜阵列）的入射面3b为止的空 气换算长度，巧是第二复眼透镜3的焦距。可W通过W下的表达式（3)来获得符号"4<空气 yy 中）。
[0054]A(空气中）=tl/nl+D+t2/n2…（3)
[005引在表达式（3)中，符号tl表示第一复眼透镜2在光轴方向上的厚度，符号nl表示 第一复眼透镜2的折射率，符号D表示从第一复眼透镜2的出射面化起直到第二复眼透镜 3的入射面3a为止的距离。符号t2表示第二复眼透镜3在光轴方向上的厚度，符号n2表 示第二复眼透镜3的折射率。
[0056] 在本实施例中，可W将符号D称为在光轴方向上，第一复眼透镜2和第二复眼透镜 3之间的空气的厚度。
[0057] 通过满足表达式（2)，照明光学系统（图像投影设备100)能够减少照明区域的端 部的高亮度部分（条纹）并且抑制照明区域的模糊。
[005引优选地，照明光学系统满足W下的表达式（4)。
[0化9] A(空气中）斗2〉tlA/nl... (4)
[0060] 在表达