JP2023086739A - 照明光学装置及び配光可変型ヘッドライト - Google Patents

照明光学装置及び配光可変型ヘッドライト Download PDF

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Abstract

【課題】照射分布に偏りを持たせたレンズ構成で大きな段差がないフライアイレンズを提供すること。【解決手段】フライアイレンズ１０は、矩形の入射レンズ１１ａを、垂直レンズ幅を変え、水平レンズ幅を垂直列ごとに揃えて垂直及び水平方向に整列させた入射レンズ集合体１１Ａと、入射レンズに光学的に対向して設置される矩形の出射レンズ１１ｂを、垂直レンズ幅を変え、水平レンズ幅を垂直列ごとに揃えて垂直及び水平方向に整列させた出射レンズ集合体１１Ｂと、を備え、入射レンズは、照射面において１つ以上のレンズから照射される領域の集合により照射領域ＥＡになるように、矩形の寸法にすると共に、光学的に対向する出射レンズに入射するようにレンズ頂点ＴＬａを形成し、出射レンズは、照射領域を形成する複数の異なる照射範囲のいずれかになると共に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように、矩形の寸法及びレンズ頂点ＴＬｂを形成している。【選択図】図１

Description

本開示は、フライアイレンズ及び照明光学装置に関する。
近年、ＬＣＤ（リキッド・クリスタル・デバイス）、ＬＣＯＳ（リキッド・クリスタル・オン・シリコン），ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等の空間変調素子の応用製品としてＡＤＢ（配光可変型ヘッドライト）の開発が注目されている。従来の照明光学装置は、発光源と、入射側レンズと、出射側レンズとを備えている。そして、照明光学装置は、入射側レンズの少なくとも１個の開口形状は、被照射面にちょうど結像する形状より小さな形状とし、被照射面の中央部での照度を高く、周辺部を低くするように面分布を調整している。（特許文献１：段落０００７参照）。
特開平０９－２２２５８１号公報
しかし、従来の照明光学装置の構成では、照射分布に偏りを作るために、入射側レンズ及び出射側レンズにおいて隣接する単レンズの大きさが極端に変わる部分が必要となり、隣接する単レンズの接続部分の段差の大きな出射側レンズあるいは入射側レンズの構成となる。そのため、入射側レンズあるいは出射側レンズは、照射分布に偏りを持たせると段差が大きくなり、製造が困難になってしまう。
そこで、本開示に係る実施形態は、照射分布に偏りを持たせたレンズ構成としても大きな段差を形成することがないフライアイレンズ及び照明光学装置を提供することを課題とする。
本開示に係る実施形態のフライアイレンズは、矩形に形成された入射レンズを、垂直レンズ幅を変えると共に、水平レンズ幅を揃えて垂直方向に整列させた入射レンズ集合体と、前記入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された出射レンズを、水平レンズ幅を揃えて垂直方向に整列させた出射レンズ集合体と、を備え、前記入射レンズは、照射面において１つ以上のレンズから照射される照射範囲の集合により予め設定された照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記出射レンズに入射するようにレンズ頂点の位置を偏芯して形成され、前記出射レンズは、前記照射領域を形成する複数の照射範囲のいずれかになると共に、前記照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように、前記矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を形成する。
本開示に係る実施形態のフライアイレンズは、矩形に形成された第１入射レンズと、前記第１入射レンズの水平レンズ幅と同等の水平レンズ幅及び垂直レンズ幅よりも小さな垂直レンズ幅により矩形に形成された第２入射レンズとを、垂直列の前記水平レンズ幅を揃えて垂直方向及び水平方向に整列して入射レンズ集合体を形成し、前記第１入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された第１出射レンズ、及び、前記第２入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された第２出射レンズを、垂直列の前記水平レンズ幅を揃えて垂直方向及び水平方向に整列して出射レンズ集合体を形成し、前記第１入射レンズは、照射面において予め設定された第１照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記第１出射レンズに光を入射するように、レンズ頂点の位置を形成し、前記第２入射レンズは、照射面において前記第１照射領域よりも面積が小さく前記第１照射領域に少なくとも一部が重なる第２照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記第２出射レンズに光を入射するように、レンズ頂点の位置を形成し、前記第１出射レンズは、前記第１照射領域内に光を出射するように、矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を偏芯させて形成され、前記第２出射レンズは、前記第２照射領域内に光を出射するように、矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を形成する。
また、本開示に係る実施形態の照明光学装置は、光源からの光路中に配置され前記光源からの光を略平行光とする第１光学部材と、前記第１光学部材からの光を入射して所望の階調分布となる光として出力するフライアイレンズと、前記フライアイレンズからの光の光路中に配置される第２光学部材と、前記第２光学部材から光を入射して光路を変えて出射する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投影する投影レンズとを備え、前記フライアイレンズの構成を有することとした。
本開示の実施形態に係るフライアイレンズでは、照射分布に偏りを持たせたレンズ構成としても大きな段差を形成することがない。
本開示の実施形態に係る照明光学装置は、照射分布に偏りを持たせたレンズ構成としても大きな段差を形成することがなく製造も容易となり、例えばヘッドライトに適した照射領域を整形することができる。
第１実施形態に係るフライアイレンズと照射領域との関係を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズを模式的に示す側面図である。 第１実施形態に係る第２入射レンズ及び第２出射レンズの光学的な対向関係を模式的に示す斜視図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの入射レンズ集合体側を模式的に示す斜視図である。 図１のＶの領域を拡大して模式的に示す拡大図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの出射レンズ側を模式的に示す斜視図である。 図６のＶＩＩの領域を拡大して模式的に示す拡大図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズが光変調装置の光変調部に照射した第１照射領域及び第２照射領域の構成を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて出射１番レンズの各レンズ行と第２照射領域の第１範囲との関係を説明する説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて出射２番レンズの各レンズ行と第２照射領域の第２範囲との関係を説明する説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの水平方向において照射される光と照射領域との関係を模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの第１出射レンズ群からの出射光と、光変調装置の光変調部の水平方向における照射位置との関係を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズにおいて第２出射レンズ群の出射１番レンズ群からの出射光と、光変調装置の光変調部の水平方向における照射位置との関係を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズにおいて第２出射レンズ群の出射２番レンズ群からの出射光と、光変調装置の光変調部の水平方向における照射位置との関係を説明するための説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの垂直方向において出射される光と照射領域との関係を、一部省略して模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの垂直方向において第１出射レンズから出射した光と、光変調装置の光変調部における第１照射領域との関係を模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの垂直方向において第２出射レンズの出射１番レンズから出射した光と、光変調装置の光変調部における第２照射領域の第１範囲との関係を模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズの垂直方向において第２出射レンズの出射２番レンズから出射した光と、光変調装置の光変調部における第２照射領域の第３範囲との関係を模式的に示す説明図である。 応用例に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて出射１番レンズの各レンズ行と第２照射領域の第１範囲との関係を説明する説明図である。 他の応用例に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて出射１番レンズのレンズ行からの出射光と第２照射領域の第１範囲との関係を説明する説明図である。 他の応用例に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて任意なレンズ行における奇数番目のレンズからの出射光と第２照射領域の第１範囲との関係を説明する説明図である。 他の応用例に係るフライアイレンズの第２出射レンズにおいて任意なレンズ行における偶数番目のレンズからの出射光と第２照射領域の第１範囲との関係を説明する説明図である。 他の応用例に係るフライアイレンズが光変調装置の光変調部に照射した照射領域における第１照射領域及び第２照射領域の状態を模式的に示す説明図である。 第１実施形態に係るフライアイレンズが光変調装置の光変調部に照射した照射領域及び光照射強度の分布を示す説明図である。 フライアイレンズの他の構成を模式的に示す斜視図である。 照射領域の光照射強度の分布の他の構成を模式的に示す説明図である。 照射領域の光照射強度の分布の他の構成を模式的に示す説明図である。 照明光学装置の全体を模式的に示す斜視図である。 照明光学装置において第１光学部材に反射光学系を用いた構成を模式的に示す説明図である。 照明光学装置において第１光学部材に他の反射光学系を用いた構成を模式的に示す説明図である。
以下、発明に係る実施形態について、適宜図面を参照して説明する。但し、以下に説明する形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、特定的な記載がない限り、本発明を以下のものに限定しない。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。また、参照する図面では、一例として、フライアイレンズの上下方向をＺ方向、フライアイレンズの幅方向をＸ方向、フライアイレンズの厚み方向をＹ方向として説明する。さらに、フライアイレンズは入射レンズ集合体を正面とする。
（フライアイレンズの概要及び照射領域の概要）
図１、図２及び図１０Ａに示すように、フライアイレンズ１０は、光を入射レンズ１１ａから入射して出射レンズ１１ｂを介して所定の照射領域において所定の光照射強度の分布となるように光を出射するものである。フライアイレンズ１０は、図４及び図６に示すように、レンズ上枠部１２及びレンズ下枠部１３、並びに、レンズ左側枠部１４及びレンズ右側枠部１５を用いて複数の入射レンズ１１ａ及び複数の出射レンズ１１ｂを垂直方向（Ｚ方向）及び水平方向（Ｘ方向）に整列して備えている。図２及び図３に示すように、入射レンズ１１ａ及び出射レンズ１１ｂは、光学的に対向する位置に配置され、照射領域ごとに大きさ、レンズ頂点の位置が設定されている。なお、第１実施形態では、一例として、フライアイレンズ１０の入射レンズ１１ａ及び出射レンズ１１ｂの寸法（サイズ）は、全て同じ水平レンズ幅で、垂直レンズ幅が異なる３種類のものを使用した場合について説明する。
また、フライアイレンズ１０の照射領域ＥＡは、図１に示すように、大きく分けて第１照射領域Ｅ１と、第２照射領域Ｅ２とにより設定されている。そして、照射領域ＥＡは、その領域内の全部あるいは一部が、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２により、所定の光照射強度の分布となるように設定される。また、第２照射領域Ｅ２は、複数の範囲により設定され、一例として２つの範囲となる第１範囲１Ｅｂ及び第２範囲２Ｅｂにより設定されているとして説明する。また、フライアイレンズ１０は、図１０Ａ、図９Ｂ～図９Ｄに示すように、各レンズ群がレンズ面中心ＣＬに向かうに従って、それぞれのレンズ群から照射される光の領域がＸ方向（水平方向）に広がり、領域中心ＨＣＬの重なる範囲が徐々に小さくなるように出射レンズ１１ｂのレンズ頂点ＴＬｂの位置が偏芯して形成されている。つまり、図９Ｂで示す第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、領域中心ＨＣＬに近い位置となる光を出射し、かつ、レンズ面中心ＣＬから一番離れている位置に設置されている。そして、図９Ｄで示す出射２番レンズ群１１ＵＬ３は、領域中心ＨＣＬから水平方向に遠い位置となる光を含むように出射し、かつ、レンズ面中心ＣＬに一番近い位置に配置されている。
なお、図２及び図３に示すように、光学的に対向するとは、１つの入射レンズ１１ａから出た光（ＢＬ）を１つの出射レンズ１１ｂに入射させるように対向している位置関係にあることとする。また、図１では、第２照射領域Ｅ２の第１範囲１Ｅｂ、第２範囲２Ｅｂについて、第２出射レンズ１１ｂＢのそれぞれ１つで照射される光の範囲Ｂｗ１の1つ、あるいは、範囲Ｂｗ２の1つを実線と破線で示している。そして、実線で示す全体は、２つの範囲Ｂｗ１で第１範囲１Ｅｂ、あるいは、二つの範囲Ｂｗ２で第２範囲２Ｅｂをそれぞれ表している。なお、第１照射領域Ｅ１についても、第１範囲１Ｅａ～第５範囲５Ｅａの集合（合計照射面積）の範囲として示している（図８Ａ参照）。
図１に示すように、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２は、予め設定された照射領域ＥＡの範囲内に設定された領域をいう。そして、第２照射領域Ｅ２は、第１照射領域Ｅ１に少なくとも一部が重なり第１照射領域Ｅ１よりも面積が小さい領域をいう。さらに、第１照射領域Ｅ１は、一例として、図８Ａに示すように、複数の照射される範囲となる第１範囲１Ｅａ～第５範囲５Ｅａにより１つの領域となる第１照射領域Ｅ１が設定されている。また、第２照射領域Ｅ２は、ここでは複数の領域のそれぞれとして設定され、一例として２つの領域の集合として設定されている。
すなわち、第２照射領域Ｅ２は、第１範囲（照射範囲）１Ｅｂと、第２範囲（照射範囲）２Ｅｂと、に設定されている。第１範囲１Ｅｂ、第２範囲２Ｅｂは、いずれか一つ以上が、第１照射領域Ｅ１に一部が重なっていれば、照射領域ＥＡの外側に一部が突出して設定されてもよい。第１範囲１Ｅｂ、第２範囲２Ｅｂは、照射領域ＥＡのＸ方向における領域中心ＨＣＬに対して左右対称に設定されている。各図において、光を示す線、及び、光が照射される領域、範囲、区画、区分等を示す線は、理解を助けるために記載しており実際には存在しない。また、ここでは矩形のレンズを用いた例として説明し、レンズサイズとは、矩形の寸法（水平レンズ幅及び垂直レンズ幅）と同等の意味として用いている。
（入射レンズ）
以下、図１から図８を参照して入射レンズ１１ａについて説明する。
入射レンズ１１ａは、光源側からの光を入射し、光学的に対向する出射レンズ１１ｂに入射した光を供給するものである。入射レンズ１１ａは、水平レンズ幅を同じとし、垂直レンズ幅を異ならせた矩形の凸レンズで形成されている。入射レンズ１１ａは、第１入射レンズ１１ａ１及び、第２入射レンズ１１ａＡを備えている。入射レンズ１１ａは、行列方向（ＸＺ方向：水平垂直方向）に互いに隣接して整列させることで入射レンズ集合体１１Ａが形成される。なお、入射レンズ１１ａは、整列させると、図２に示すように、入射レンズ集合体１１Ａにおいて、レンズ頂点ＴＬａをつないだレンズ面の形状が波型となる。すなわち、レンズ集合体１１Ａは、レンズ面の形状が、水平方向に平行で垂直方向に沿って入射側凹曲面１１ＲＡ１及び入射側凸曲面１１ＲＡ２，１１ＲＡ３の形状を連続し、側面視において曲面状である波型となるように形成されている。
ここでは、入射レンズ集合体１１Ａは、垂直方向（Ｚ方向）に沿ってレンズ面中心ＣＬの位置に入射側凹曲面１１ＲＡ１が形成され、その入射側凹曲面１１ＲＡ１の上下に入射側凸曲面１１ＲＡ２，１１ＲＡ３が形成される。入射側凹曲面１１ＲＡ１及び入射側凸曲面１１ＲＡ２，１１ＲＡ３は、入射レンズ１１ａのレンズ頂点ＴＬａの高さやレンズ形状に応じて形成されることになる。
入射レンズ集合体１１Ａでは、第２入射レンズ１１ａＡの形状を照射領域に対応して異なる垂直レンズ幅とし、レンズ面中心ＣＬ側に垂直レンズ幅の小さなレンズを配置する構成としている。さらに、入射レンズ集合体１１Ａでは、レンズ面中心ＣＬから上端側あるいは下端側に向かうに従って垂直レンズ幅を徐々に大きくするように配置している。そのため、入射レンズ集合体１１Ａでは、レンズ面中心ＣＬ側に入射側凹曲面１１ＲＡ１が形成されその上下側に入射側凸曲面１１ＲＡ２，１１ＲＡ３が形成される形状となっている。
（第１入射レンズ）
図４から図７に示すように、第１入射レンズ１１ａ１は、第１照射領域Ｅ１に光を出射する第１出射レンズ１１ｂ１に光を供給するように形成されている。第１入射レンズ１１ａ１は、複数の同じ形状のレンズが整列する行を１行以上形成して設置されている。一例として、第１入射レンズ１１ａ１は、入射レンズ集合体１１Ａにおいて、上段側及び下段側から第１行目～第３行目に整列して入射１番レンズ行１１Ｎ１１～入射３番レンズ行１１Ｎ１３を形成している。そして、第１入射レンズ１１ａ１は、入射１番レンズ行１１Ｎ１１～入射３番レンズ行１１Ｎ１３までを第１入射レンズ群１１ＮＬ１としている。第１入射レンズ群１１ＮＬ１は、同じ垂直レンズ幅及び同じ水平レンズ幅となる第１入射レンズ１１ａ１が整列することで形成され、ここではレンズ行の複数に亘って形成されている。また、第１入射レンズ群１１ＮＬ１は、Ｚ方向においてレンズ面中心ＣＬとなる位置から上下対称になるように離れて２カ所に配置されている。
第１入射レンズ群１１ＮＬ１は、ここでは、同じサイズ（寸法）で同じ形状の第１入射レンズ１１ａ１が整列する入射１番レンズ行１１Ｎ１１～入射３番レンズ行１１Ｎ１３の３行の集合を上段側と下段側に設けることで、入射レンズ集合体１１Ａの一部を形成している。第１入射レンズ群１１ＮＬ１では、第１入射レンズ１１ａ１からの光を、対向する第１出射レンズ１１ｂ１に入射させるようにレンズ頂点ＴＬａの位置を偏芯して形成している。入射レンズ１１ａは、光学的に対向する出射レンズ１１ｂに光を入射させることと、照射領域の範囲を設定するようにサイズ及びレンズ頂点ＴＬａの偏芯量が形成されている。第１入射レンズ群１１ＮＬ１では、第１入射レンズ１１ａ１に、一例として矩形の凸レンズが用いられている。そのため、第１入射レンズ１１ａ１は、凸レンズのレンズ頂点ＴＬａの位置が、それぞれ光学的に対向する第１出射レンズ１１ｂ１に入射できる位置になるように形成されている。また、第１入射レンズ１１ａ１のサイズは、第１照射領域Ｅ１の領域を設定するように垂直レンズ幅及び水平レンズ幅が形成されている。ちなみに、第１照射領域Ｅ１は、第１入射レンズ１１ａ１のサイズの略相似形状を複数重ねて整列させその合計した領域として形成されている。入射レンズ１１ａの垂直レンズ幅及び水平レンズ幅は、照射される領域の垂直領域サイズ及び水平領域サイズに対応して略相似形状として照射される領域に反映される。なお、図１に示すように、入射第２レンズ１１ａＡでは、入射１番レンズ１１ａ２が、水平レンズ幅の相似形状となり照射される範囲Ｂｗ１として反映される。また、入射第２レンズ１１ａＡでは、入射２番レンズ１１ａ３が、水平レンズ幅の相似形状となり照射される範囲Ｂｗ２として反映されている。
（第２入射レンズ）
第２入射レンズ１１ａＡは、第２照射領域Ｅ２を照射する第２出射レンズ１１ｂＢに光を供給するものである。第２入射レンズ１１ａＡは、第１入射レンズ１１ａ１と同じ水平レンズ幅で、かつ、第１入射レンズ１１ａ１よりも垂直レンズ幅が小さく形成された矩形の凸レンズを用いている。また、第２入射レンズ１１ａＡの垂直レンズ幅は、第１入射レンズ１１ａ１の垂直レンズ幅の５０％以下となるように形成されることが好ましい。第２入射レンズ１１ａＡの垂直レンズ幅は、第１入射レンズ１１ａ１の垂直レンズ幅を５０％以下にすることで、全体の照射領域内に多数の小さな照射領域を設定することができる。そのため、照射領域は、光の分布設定の自由度を向上させることができる。第２入射レンズ１１ａＡは、入射レンズ集合体１１Ａのレンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように、垂直レンズ幅が異なる各レンズが１群ごとに整列して配置されている。第２入射レンズ１１ａＡは、第２照射領域Ｅ２における第１範囲１Ｅｂ、第２範囲２Ｅｂの数に対応して垂直レンズ幅を形成している。
図４及び図５に示すように、第２入射レンズ１１ａＡは、一例として、２つの範囲に分けて光を照射する場合には、垂直レンズ幅も２つの異なるサイズになるように形成されることになる。ここでは、第２入射レンズ１１ａＡとしては、入射１番レンズ１１ａ２と、入射２番レンズ１１ａ３と、を用いている。また、第２入射レンズ１１ａＡは、水平方向に整列して各行を形成し、入射１番レンズ１１ａ２、入射２番レンズ１１ａ３のそれぞれが予め設定されたレンズ行数の集合として形成されている。さらに、入射１番レンズ１１ａ２、入射２番レンズ１１ａ３のそれぞれの集合が集まって第２入射レンズ群１１ＮＬＡを形成している。つまり、第２入射レンズ群１１ＮＬＡは、入射１番レンズ群１１ＮＬ２と、入射２番レンズ群１１ＮＬ３とを、ここでは有している。従って、第２入射レンズ群１１ＮＬＡは、第１入射レンズ１１ａ１で形成される第１入射レンズ群１１ＮＬ１を除き、異なる垂直レンズ幅のレンズ群の集まりである第２入射レンズ１１ａＡにより形成されている。
（入射１番レンズ）
入射１番レンズ１１ａ２は、光学的に対向する第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ１１ｂ２に光を入射するようにレンズ頂点ＴＬａの位置が偏芯して形成されている。入射１番レンズ１１ａ２は、第１入射レンズ１１ａ１の垂直レンズ幅よりも小さく、入射２番レンズ１１ａ３よりも垂直レンズ幅が大きく形成されている。入射１番レンズ１１ａ２は、ここでは、同じ大きさのレンズを４行に亘って整列させて各行ごとに入射１番レンズ行１１Ｎ２１～入射４番レンズ行１１Ｎ２４としている。そして、入射１番レンズ行１１Ｎ２１～入射４番レンズ行１１Ｎ２４は、４行に亘る全ての入射１番レンズ１１ａ２を同じサイズとして１群の入射１番レンズ群１１ＮＬ２を形成している。
入射１番レンズ１１ａ２は、第１入射レンズ１１ａ１が整列する上下の第１入射レンズ群１１ＮＬ１のそれぞれに連続して整列させている。つまり、入射１番レンズ行１１Ｎ２１～入射４番レンズ行１１Ｎ２４は、入射レンズ集合体１１Ａの上段側から下段側に向かってと、下段側から上段側に向かって入射レンズ集合体１１Ａの２カ所に入射１番レンズ群１１ＮＬ２として形成されている。ここでは、入射１番レンズ群１１ＮＬ２は、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように第１入射レンズ群１１ＮＬ１に連続して設置されている。
入射１番レンズ１１ａ２は、第２照射領域Ｅ２において第１範囲１Ｅｂの領域を１つ以上のレンズにより設定するようにレンズサイズが形成されている。第１範囲１Ｅｂは、ここでは、少なくとも２つの入射１番レンズ１１ａ２の照射する範囲により形成されている。第１範囲１Ｅｂは、入射１番レンズ行１１Ｎ２１～入射４番レンズ行１１Ｎ２４の４行における入射１番レンズ１１ａ２のそれぞれからの照射範囲を重ね合わせた領域（領域の集合）となるように設定されている。ちなみに、図１で示す第１範囲１Ｅｂとして図示している領域は、入射１番レンズ１１ａ２の１つのレンズサイズの略相似形状を複数整列させてその合計として形成されている。つまり、第１範囲１Ｅｂは、ここでは、入射１番レンズ１１ａ２の２つからの光の最大照射面積で形成しているので、一方の入射１番レンズ１１ａ２の１つの照射面積の範囲がレンズサイズの略相似形状となっている。後記する他の第２範囲２Ｅｂも同様である。
（入射２番レンズ）
入射２番レンズ１１ａ３は、光学的に対向する第２出射レンズ１１ｂＢの出射２番レンズ１１ｂ３に光を入射するようにレンズ頂点ＴＬａの位置が偏芯して形成されている。入射２番レンズ１１ａ３は、入射１番レンズ１１ａ２の垂直レンズ幅より小さく形成されている。入射２番レンズ１１ａ３は、同じ大きさのレンズを６行に亘って整列させて各行ごとに入射１番レンズ行１１Ｎ３１～入射６番レンズ行１１Ｎ３６としている。
そして、入射１番レンズ行１１Ｎ３１～入射６番レンズ行１１Ｎ３６は、６行に亘る全ての入射２番レンズ１１ａ３を同じサイズとする１群の入射２番レンズ群１１ＮＬ３としている。入射２番レンズ１１ａ３は、入射１番レンズ１１ａ２が整列する上下の入射１番レンズ群１１ＮＬ２のそれぞれに連続して整列している。
つまり、入射１番レンズ行１１Ｎ３１～入射６番レンズ行１１Ｎ３６は、入射レンズ集合体１１Ａの上段側から下段側に向かってと、下段側から上段側に向かっての、入射レンズ集合体１１Ａの２カ所に入射２番レンズ群１１ＮＬ３を形成している。ここでは、入射２番レンズ群１１ＮＬ３は、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように入射１番レンズ群１１ＮＬ２に連続して設置されている。つまり、入射１番レンズ行１１Ｎ３１～入射６番レンズ行１１Ｎ３６は、入射レンズ集合体１１Ａの中央に２群が連続して形成されている。
入射２番レンズ１１ａ３は、１つ以上のレンズにより第２照射領域Ｅ２において第２範囲２Ｅｂの領域を設定するようにサイズが形成されている。第２範囲２Ｅｂは、２つの入射２番レンズ１１ａ３の照射する最大範囲により形成されている。より具体的には、入射２番レンズ行１１Ｎ３１～入射６番レンズ行１１Ｎ３６の６行の異なる照射範囲を重ね合わせた領域（領域の集合）となるように設定されている。ちなみに、図１で示す第２範囲２Ｅｂとしての領域は、入射２番レンズ１１ａ３の１つのレンズサイズの略相似形状を複数整列させてその合計として形成される。
なお、入射レンズ１１ａでは、出射レンズ１１ｂに光を入射するようにレンズ頂点ＴＬａを偏芯させているとして説明したが、ここでいう偏芯には、レンズ中心の光軸と重なる位置にレンズ頂点ＴＬａが形成されている場合も含むものである。つまり、入射レンズ１１ａは、対向する出射レンズ１１ｂに光を供給することができるようにレンズ頂点ＴＬａが形成されていればよい。
（出射レンズ）
次に、出射レンズ１１ｂについて、図１から図１０Ｅを参照して説明する。なお、出射レンズ１１ｂは、出射レンズ集合体１１Ｂにおいて、全ての水平レンズ幅を同じサイズ（寸法）として設置されているとして説明する。
出射レンズ１１ｂは、入射レンズ１１ａからの光を入射して予め設定された方向の照射領域に光を出射するものである。出射レンズ１１ｂは、ここでは、水平レンズ幅を同じとし、垂直レンズ幅を異ならせた矩形の凸レンズで形成されている。そして、出射レンズ１１ｂは、入射レンズ１１ａからの光を入射できる光学的に対向する位置にそれぞれが垂直方向及び水平方向（Ｘ方向及びＺ方向）に配置されている。出射レンズ１１ｂは、第１出射レンズ１１ｂ１及び第２出射レンズ１１ｂＢを備えている。出射レンズ１１ｂは、第１出射レンズ１１ｂ１及び第２出射レンズ１１ｂＢを隣接して整列させることで出射レンズ集合体１１Ｂが形成されている。
なお、図２に示すように、出射レンズ１１ｂは、整列させると、出射レンズ集合体１１Ｂにおいて、レンズ頂点ＴＬｂをつないだレンズ面の形状が波型となる。すなわち、レンズ集合体１１Ｂは、レンズ面の形状が、水平方向（Ｘ方向：行方向）に平行で垂直方向に沿って出射側凸曲面１１ＲＢ１及び出射側凹曲面１１ＲＢ２，１１ＲＢ３の形状を連続して側面視において曲面状である波型となるように形成されている。この出射レンズ集合体１１Ｂでは、レンズ頂点ＴＬｂの高さやレンズ形状に応じて形成され、入射レンズ集合体１１Ａと平行となるように形成される。
すなわち、出射レンズ集合体１１Ｂは、レンズ面中心ＣＬの部分が出射側凸曲面１１ＲＢ１となり、その上側が出射側凹曲面１１ＲＢ２となると共に、レンズ面中心ＣＬの下側が出射側凹曲面１１ＲＢ３となっている。
出射レンズ集合体１１Ｂでは、第２出射レンズ１１ｂＢの形状を照射領域に対応してレンズ群ごとに異なる垂直レンズ幅としている。さらに、第２出射レンズ１１ｂＢは、レンズ面中心ＣＬ側に向かって垂直レンズ幅の小さなレンズを配置する構成としている。
また、出射レンズ集合体１１Ｂでは、レンズ面中心ＣＬから上端側あるいは下端側に向かうに従って垂直レンズ幅を徐々に大きくするように配置されている。つまり、出射レンズ集合体１１Ｂでは、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように垂直レンズ幅が設定されている。なお、出射レンズ１１ｂは、出射レンズ集合体１１Ｂにおいて、全ての水平レンズ幅を同じサイズとし、さらに、入射レンズ１１ａの水平レンズ幅とも同じサイズとなるように、ここでは形成されている。
（第１出射レンズ）
第１出射レンズ１１ｂ１は、第１入射レンズ１１ａ１からの光を入射して第１照射領域Ｅ１を照射するものである。第１出射レンズ１１ｂ１は、複数の同じ形状のレンズが整列するレンズ行を１行以上形成して設置されている。一例として、第１出射レンズ１１ｂ１は、出射レンズ集合体１１Ｂにおいて、上段側及び下段側から第１行目～第３行目に整列して出射１番レンズ行１１Ｕ１１～出射３番レンズ行１１Ｕ１３を形成している。そして、第１出射レンズ１１ｂ１は、出射１番レンズ行１１Ｕ１１～出射３番レンズ行１１Ｕ１３までをそれぞれ第１出射レンズ群１１ＵＬ１としている。第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、同じ垂直レンズ幅及び同じ水平レンズ幅となる矩形の凸レンズの第１出射レンズ１１ｂ１が整列することで形成され、ここではレンズ行の複数（３行）に亘って形成されている。また、第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、第１入射レンズ群１１ＮＬ１に対向する位置に設置されており、Ｚ方向においてレンズ面中心ＣＬとなる位置から上下対称になるように離れて２カ所に設置されている。
（第１出射レンズ及びその照射領域）
第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、第１入射レンズ１１ａ１からの光を入射して第１照射領域Ｅ１内の複数の範囲（図８Ａ参照）に出射させるようにレンズ頂点ＴＬｂの位置を形成している。第１出射レンズ群１１ＵＬ１では、１行目～３行目となる第１出射レンズ１１ｂ１のレンズ頂点ＴＬｂがレンズ行ごとに異なるように設定されている。
図６及び図８Ａに示すように、第１出射レンズ群１１ＵＬ１おいて１行目となる出射１番レンズ行１１Ｕ１１では、レンズ頂点ＴＬｂ（図３参照）が、第１照射領域Ｅ１内において中央の第３範囲３Ｅａに光が出射されるように形成されている。つまり、出射１番レンズ行１１Ｕ１１では、奇数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ｄ及び偶数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ａからの光が、第１照射領域Ｅ１内において同じ領域である第３範囲３Ｅａを出射するようにレンズ頂点ＴＬｂが形成されている。なお、第１出射レンズ１１ｂ１の奇数番目には符号の最後に「ｄ」を付けて「１１ｂ１ｄ」とし、第１出射レンズ１１ｂ１の偶数番目には符号の最後に「ａ」を付けて「１１ｂ１ａ」として説明する。
また、第１出射レンズ群１１ＵＬ１において２行目となる出射２番レンズ行１１Ｕ１２では、奇数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ｄからの光が、第１照射領域Ｅ１内の第２範囲２Ｅａに出射し、偶数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ａからの光が、第１照射領域Ｅ１内の第４範囲４Ｅａに出射するようにレンズ頂点ＴＬｂが形成されている。
さらに、第１出射レンズ群１１ＵＬ１において３行目となる出射３番レンズ行１１Ｕ１３では、奇数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ｄからの光が、第１照射領域Ｅ１内の第５範囲５Ｅａに出射し、偶数番目の第１出射レンズ１１ｂ１ａからの光が、第１照射領域Ｅ１内の第１範囲１Ｅａに出射するようにレンズ頂点ＴＬｂが形成されている。
このように第１出射レンズ群１１ＵＬ１では、レンズ行ごとに第１照射領域Ｅ１内において中央領域で重なりかつ複数の異なる照射範囲の全体として第１照射領域Ｅ１を設定している。そのため、第１照射領域Ｅ１では、照射領域の全体に対して中央の光照射強度の分布が高く周縁が低くなるようになっている。また、第１出射レンズ群１１ＵＬ１では、同じレンズ行でも奇数番目と偶数番目とにより第１照射領域Ｅ１内において照射範囲を異ならせることや、同じレンズ行であれば奇数番目と偶数番目とを同じ照射範囲にすること等、レンズ行ごとでレンズ頂点ＴＬｂを設定することができる。そのため、第１出射レンズ群１１ＵＬ１では、照射領域の光照射強度の分布をより形成し易くしている。また、第１出射レンズ１１ｂ１では、矩形の凸レンズの水平レンズ幅及び垂直レンズ幅が、第１出射レンズ群１１ＵＬ１において全て同じにサイズに形成され、レンズ頂点ＴＬｂの位置をそれぞれ偏芯させることで、光の出射方向により第１照射領域Ｅ１内の異なる領域に光を照射している。なお、第２照射領域Ｅ２についても、前記した第１照射領域Ｅ１と同じように、レンズ行における各レンズにより複数の範囲に光を出射することで照射領域が形成されており詳細は後記する。
なお、図６、図７、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、フライアイレンズ１０では、第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、レンズ面中心ＣＬに対して対称に２カ所に形成されている。そのため、フライアイレンズ１０は、その２カ所の第１出射レンズ群１１ＵＬ１からの光により第１照射領域Ｅ１（１ＥＡ）を形成している。また、フライアイレンズ１０では、図９Ｂに示すように、レンズ面中心ＣＬ（図１０Ａ参照）に近いレンズほど照射領域の幅を水平方向に広げるようにレンズ頂点ＴＬｂが設定されている。そして、第１照射領域Ｅ１を照射する第１出射レンズ群１１ＵＬ１は、レンズ面中心ＣＬより一番特に位置するので、領域中心ＨＣＬ側に照射領域幅が一番近づくようにレンズ頂点ＴＬｂが設定されている。
（第２出射レンズ）
次に、第２出射レンズ１１ｂＢは、第２入射レンズ１１ａＡからの光を入射して第２照射領域Ｅ２の第１範囲１Ｅｂ～第２範囲２Ｅｂに向けて光を照射するものである。第２出射レンズ１１ｂＢは、第１出射レンズ１１ｂ１と同じ水平レンズ幅で、かつ、第１出射レンズ１１ｂ１よりも垂直レンズ幅が小さく形成された矩形の凸レンズを用いている。また、第２出射レンズ１１ｂＢの垂直レンズ幅は、第１出射レンズ１１ｂ１の垂直レンズ幅の５０％以下となるように形成されることが好ましい。第２出射レンズ１１ｂＢの垂直レンズ幅は、第１出射レンズ１１ｂ１の垂直レンズ幅の５０％以下にすることで、全体の照射領域内に多数の小さな照射範囲を設定することができ照射領域においての光の分布設定の自由度を向上させることができる。第２出射レンズ１１ｂＢは、出射レンズ集合体１１Ｂのレンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように、垂直レンズ幅を略同じにしてレンズ群ごとに整列して配置されている。第２出射レンズ１１ｂＢは、第２照射領域Ｅ２における異なる範囲であっても垂直レンズ幅の長さを揃えて光照射方向の向きを変えるようにレンズ頂点ＴＬｂが形成されている。
一例として、第２出射レンズ１１ｂＢは、第２入射レンズ１１ａＡに対向して２つの範囲に分けて光を照射するようにレンズ頂点ＴＬｂが形成され、第２入射レンズ１１ａＡから集光した光を受けるために、垂直レンズ幅は同じに形成されている。ここでは、第２出射レンズ１１ｂＢとして、出射１番レンズ１１ｂ２と、出射２番レンズ１１ｂ３と、が用いられるとして説明する。また、第２出射レンズ１１ｂＢは、水平方向に整列して各行を形成し、出射１番レンズ１１ｂ２、出射２番レンズ１１ｂ３のそれぞれが予め設定された垂直方向に亘るレンズ行数の集合として形成されている。さらに、出射１番レンズ１１ｂ２、出射２番レンズ１１ｂ３のそれぞれの集合が集まって第２出射レンズ群１１ＵＬＢを形成している。つまり、第２出射レンズ群１１ＵＬＢは、出射１番レンズ群１１ＵＬ２と、出射２番レンズ群１１ＵＬ３と、を有している。従って、第２出射レンズ群１１ＵＬＢは、同じ垂直レンズ幅で異なる照射領域幅となる光を照射するレンズ群の第２出射レンズ１１ｂＢにより形成されている。
（出射１番レンズ）
以下、出射１番レンズ１１ｂ２及び出射２番レンズ１１ｂ３のそれぞれの構成を図１から図１１を参照して説明する。
図１から図７に示すように、出射１番レンズ１１ｂ２は、第２入射レンズ１１ａＡの入射１番レンズ１１ａ２に光学的に対向して配置され、入射１番レンズ１１ａ２からの光を入射する位置とサイズとに形成されている。そして、出射１番レンズ１１ｂ２は、入射した光を第２照射領域Ｅ２の第１範囲１Ｅｂ内に出射するように、レンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させて形成されている。出射１番レンズ１１ｂ２は、第１出射レンズ１１ｂ１よりも垂直レンズ幅が小さく、出射２番レンズ１１ｂ３と同等の垂直レンズ幅に形成されている。出射１番レンズ１１ｂ２は、ここでは、同じ大きさのレンズを４行に亘って整列させて各行ごとに出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４としている。そして、出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４は、４行に亘る全ての出射１番レンズ１１ｂ２を同じサイズとする１群の出射１番レンズ群１１ＵＬ２としている。
出射１番レンズ１１ｂ２は、第１出射レンズ１１ｂ１が整列する上下の第１出射レンズ群１１ＵＬ１のそれぞれに連続して整列している。つまり、出射１番レンズ１１ｂ２は、出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４を備える出射１番レンズ群１１ＵＬ２として、第１出射レンズ群１１ＵＬ１に連続して設置されている。そして、出射１番レンズ群１１ＵＬ２は、出射レンズ集合体１１Ｂの上段側から下段側に向かってと、下段側から上段側に向かっての、出射レンズ集合体１１Ｂの２カ所に形成されている。ここでは、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の位置は、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称の位置となるように第１出射レンズ群１１ＵＬ１に連続して設置されている。なお、ここでいう上下対称とは、出射１番レンズ１１ｂ２の配置について述べている。従って、レンズ頂点ＴＬｂの形状については上下対称でなくてもよいが、レンズ形状も上下対称になるように形成してもよい。また、上下対称については、他のレンズにおいても同様である。
（出射１番レンズ及び第２照射領域）
出射１番レンズ１１ｂ２は、第２照射領域Ｅ２の第１範囲１Ｅｂの領域内に光を出射する。そして、出射１番レンズ１１ｂ２は、レンズ行のそれぞれから、第１範囲１Ｅｂの領域内を区分して光を照射するように形成されている。出射１番レンズ１１ｂ２は、予め設定された１つ以上のレンズから出射する光の範囲により第１範囲１Ｅｂの全体に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯して形成している。なお、第１範囲１Ｅｂは、各レンズ行において２つの隣り合う出射１番レンズ１１ｂ２からの光が出射して重なる最大範囲として設定され、その最大範囲の光照射強度の分布について出射レンズ群１１ＵＬ２の全ての出射１番レンズ１１ｂ２から出射される光により設定されている。以下、第１範囲１Ｅｂについて、図８Ｂを参照して説明する。
図８Ｂに示すように、第１範囲１Ｅｂは、出射１番レンズ１１ｂ２の出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４から、照射される光の複数の個々の範囲の集合（合計）により全体の照射範囲と光照射強度の分布が形成されている。なお、複数の照射される個々の範囲は、第１範囲１Ｅｂの幅方向（Ｘ方向）における領域中心ＨＣＬに対して左右対称になるように設定されている。そして、第１範囲１Ｅｂは、複数の照射される個々の範囲として、第１区画１Ｅｂ１、第２区画１Ｅｂ２、第３区画１Ｅｂ３、第４区画１Ｅｂ４を備えている。つまり、第１範囲１Ｅｂは、ここでは、４行の各レンズ行のそれぞれにより、４つの各区画のそれぞれを設定している。そして、出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４の４行のそれぞれは、第１範囲１Ｅｂの第１区画１Ｅｂ１～第４区画１Ｅｂ４のそれぞれに光を照射するように出射１番レンズ１１ｂ２のレンズ頂点ＴＬｂが形成されている。なお、第１範囲１Ｅｂの第１区画１Ｅｂ１～第４区画１Ｅｂ４のそれぞれは、領域中心ＨＣＬの位置がお互いに含まれ、中央となる一定の領域が重なるように設定されている。さらに、第２区画１Ｅｂ２～第４区画１Ｅｂ４のそれぞれは、一例として、２つの区分の集合（合計）で形成されている。また、以下の説明において、出射１番レンズ１１ｂ２の奇数番目には符号の最後に「ｄ」を付けて「１１ｂ２ｄ」とし、出射１番レンズ１１ｂ２の偶数番目には符号の最後に「ａ」を付けて「１１ｂ２ａ」として説明する。
出射１番レンズ１１ｂ２の出射１番レンズ行１１Ｕ２１は、例えば、行内の奇数番目及び偶数番目に配置される出射１番レンズ１１ｂ２ｄ、１１ｂ２ａが、第１区画１Ｅｂ１に向けて光を出射するように出射１番レンズ１１ｂ２のレンズ頂点ＴＬｂが偏芯して形成されている。なお、第１区画１Ｅｂ１は、矩形の水平幅及び垂直幅が、入射１番レンズ１１ａ２の水平レンズ幅及び垂直レンズ幅により設定されている。また、出射１番レンズ１１ｂ２は、ここでは主に光の出射方向を制御する役割を担っている。
次に、出射１番レンズ１１ｂ２の出射２番レンズ行１１Ｕ２２は、例えば、行内の奇数番目に配置される出射１番レンズ１１ｂ２ｄが、第２区画１Ｅｂ２の一方区分Ｒ１Ｅｂ２に光を出射するように、レンズ頂点ＴＬｂが偏芯して形成されている。また、出射１番レンズ１１ｂ２の出射２番レンズ行１１Ｕ２２は、行内の偶数番目に配置する出射１番レンズ１１ｂ２ａが、第２区画１Ｅｂ２の他方区分Ｌ１Ｅｂ２に光を出射するように、レンズ頂点ＴＬｂが形成されている。つまり、第２区画１Ｅｂ２は、一方区分Ｒ１Ｅｂ２及び他方区分Ｌ１Ｅｂ２により形成されている。そして、一方区分Ｒ１Ｅｂ２及び他方区分Ｌ１Ｅｂ２は、領域中心ＨＣＬに対して左右対称に形成されている。また、第２区画１Ｅｂ２は、第１区画１Ｅｂ１より水平方向（Ｘ方向）に合計の照射面積が大きく、第３区画１Ｅｂ３及び第４区画１Ｅｂ４より合計の照射面積が水平方向に小さくなるように形成されている。
次に、出射１番レンズ１１ｂ２の出射３番レンズ行１１Ｕ２３は、行内の奇数番目に配置された出射１番レンズ１１ｂ２ｄが、第３区画１Ｅｂ３の一方区分Ｒ１Ｅｂ３に光を出射し、行内の偶数番目に配置された出射１番レンズ１１ｂ２ａが、第３区画１Ｅｂ３の他方区分Ｌ１Ｅｂ３に光を出射するように、レンズ頂点ＴＬｂが偏芯して形成されている。
第３区画１Ｅｂ３の一方区分Ｒ１Ｅｂ３及び他方区分Ｌ１Ｅｂ３は、領域中心ＨＣＬに中央の領域が重なる状態で左右対称に配置されている。そして、第３区画１Ｅｂ３の一方区分Ｒ１Ｅｂ３及び他方区分Ｌ１Ｅｂ３は、領域中心ＨＣＬ側で重なる中央の領域が、第２区画１Ｅｂ２の一方区分Ｒ１Ｅｂ２及び他方区分Ｌ１Ｅｂ２の中央で重なる領域よりも小さくなるように形成されている。つまり、第３区画１Ｅｂ３は、第２区画１Ｅｂ２よりも領域中心ＨＣＬから水平方向に遠い位置に配置され、照射面積も大きくなっている。
次に、出射１番レンズ１１ｂ２の出射４番レンズ行１１Ｕ２４は、行内の奇数番目に配置される出射１番レンズ１１ｂ２ｄが、第４区画１Ｅｂ４の一方区分Ｒ１Ｅｂ４に光を出射し、行内の偶数番目に配置される出射１番レンズ１１ｂ２ａが、第４区画１Ｅｂ４の他方区分Ｌ１Ｅｂ４に光を出射するように、レンズ頂点ＴＬｂが形成されている。第４区画１Ｅｂ４の一方区分Ｒ１Ｅｂ４及び他方区分Ｌ１Ｅｂ４は、領域中心ＨＣＬに中央の領域が重なる状態で左右対称に配置されている。第４区画１Ｅｂ４の一方区分Ｒ１Ｅｂ４及び他方区分Ｌ１Ｅｂ４は、領域中心ＨＣＬ側で重なる中央の領域が、第３区画１Ｅｂ３の一方区分Ｒ１Ｅｂ３及び他方区分Ｌ１Ｅｂ３の中央で重なる領域よりも小さくなるように形成されている。つまり、第４区画１Ｅｂ４は、第３区画１Ｅｂ３よりも水平方向に照射面積が大きくなるように設定されている。この第４区画１Ｅｂ４が、第１範囲１Ｅｂの範囲と同等の範囲になるように設定されている。
そして、第１区画１Ｅｂ１～第４区画１Ｅｂ４を集合（合計照射面積）した範囲により第１範囲１Ｅｂが形成され、光照射強度の分布も設定されている。第１範囲１Ｅｂでは、領域中心ＨＣＬ付近の光照射強度の分布が高く、周縁に向かうに従って光照射強度の分布を低くするように設定されている。なお、第１区画１Ｅｂ１と、第２区画１Ｅｂ２～第４区画１Ｅｂ４のそれぞれの一方区分と、第２区画１Ｅｂ２～第４区画１Ｅｂ４のそれぞれの他方区分と、が同じ大きさとなるようにここでは形成されている。
そして、出射１番レンズ１１ｂ２の出射１番レンズ行１１Ｕ２１～出射４番レンズ行１１Ｕ２４では、それぞれのレンズ行からの光が照射される範囲を、各レンズ行がレンズ面中心ＣＬに向かうに従って領域中心ＨＣＬから徐々に両側に広がり照射面積が大きくなるように設定されている。
また、図１０Ａ及び図１０Ｃに示すように、フライアイレンズ１０において出射１番レンズ１１ｂ２は、垂直方向で２カ所に出射１番レンズ群１１ＵＬ２が形成されているので、その２カ所からの出射する光により第１範囲１Ｅｂを形成している。図８Ｂに示すように、フライアイレンズ１０の出射１番レンズ群１１ＵＬ２では、第１範囲１Ｅｂが、その中央部分において第１照射領域Ｅ１の中央部分と重なり、左右の端部が第１照射領域Ｅ１よりも外側にシフトした位置までの範囲で形成されることになる。
（出射２番レンズ）
なお、以下に説明する出射２番レンズ１１ｂ３についても、それぞれの光が照射される第２範囲２Ｅｂにおいて、レンズ行に応じた数の区画と、第２区画以降の区画が２つの区分から形成されている。そして、レンズ行がレンズ面中心ＣＬに向かうに従って２つの区分が領域中心ＨＣＬから両側に離間する割合が大きくなるように設定されている。そのため、符号は異なるが同じ説明を繰り返すことになるため、出射２番レンズ１１ｂ３の構成を説明する場合には、前記した各範囲を形成する区画及び区分の説明を参照して詳細は省略する。
次に、図１乃至図７に示すように、出射２番レンズ１１ｂ３は、第２入射レンズ１１ａＡの入射２番レンズ１１ａ３に光学的に対向して配置され、入射２番レンズ１１ａ３からの光を入射する位置とサイズに形成されている。そして、出射２番レンズ１１ｂ３は、入射した光を第２照射領域Ｅ２の第２範囲２Ｅｂ内に出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が偏芯して形成されている。出射２番レンズ１１ｂ３は、出射１番レンズ１１ｂ２の垂直レンズ幅と同等に形成されている。出射２番レンズ１１ｂ３は、同じ大きさのレンズを６行に亘って整列させて各行ごとに出射１番レンズ行１１Ｕ３１～出射６番レンズ行１１Ｕ３６としている。
そして、出射１番レンズ行１１Ｕ３１～出射６番レンズ行１１Ｕ３６は、６行に亘る全ての出射２番レンズ１１ｂ３を同じサイズとする１群の出射２番レンズ群１１ＵＬ３としている。出射２番レンズ１１ｂ３は、出射１番レンズ１１ｂ２が整列する上下の出射１番レンズ群１１ＵＬ２のそれぞれに連続して整列している。つまり、出射２番レンズ１１ｂ３は、出射１番レンズ行１１Ｕ３１～出射６番レンズ行１１Ｕ３６を備える出射２番レンズ群１１ＵＬ３として、出射１番レンズ群１１ＵＬ２に連続して設置されている。そして、出射２番レンズ群１１ＵＬ３は、出射レンズ集合体１１Ｂの上段側から下段側に向かってと、下段側から上段側に向かっての、出射レンズ集合体１１Ｂの２カ所に設置されている。ここでは、出射２番レンズ群１１ＵＬ３は、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称となるように出射１番レンズ群１１ＵＬ２に連続して設置され、レンズ面中心ＣＬを中心に２つの出射２番レンズ群１１ＵＬ３，１１ＵＬ３が連続して形成されている。
ている。
出射２番レンズ１１ｂ３は、第２照射領域Ｅ２の第２範囲２Ｅｂの領域内に光を出射する。そして、出射２番レンズ１１ｂ３は、出射１番レンズ行１１Ｕ３１～出射６番レンズ行１１Ｕ３６のそれぞれにより、第２範囲２Ｅｂの領域内を区画及び区分した光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が偏芯して形成されている。つまり、出射２番レンズ１１ｂ３は、予め設定されたレンズ列のそれぞれから出射する光の範囲の集合（合計）により第２範囲２Ｅｂとするようにレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯して形成している。
（出射２番レンズによる照射領域、第２範囲の第１区画～第４区画）
なお、第２範囲２Ｅｂは、図８Ｃに示すように、レンズ群内において１行目となる出射１番レンズ行１１Ｕ３１からの区画と、出射２番レンズ行１１Ｕ３２～最終レンズ行である出射６番レンズ行１１Ｕ３６における区画及び区画内を複数に分けた区分との集まりで設定される。また、第２範囲２Ｅｂは、領域中心ＨＣＬに対して各区分あるいは区画が左右対称となる位置に配置される。そして、出射１番レンズ行１１Ｕ３１～出射６番レンズ行１１Ｕ３６はレンズ面中心ＣＬに向かうに従って、第２範囲２Ｅｂを形成する各区画が、領域中心ＨＣＬから離れる方向に設定されている。出射２番レンズ１１ｂ３は、第１範囲１Ｅｂよりも垂直方向が小さく、かつ、領域中心ＨＣＬに対して外側に位置する第２範囲２Ｅｂに光を出射する。出射２番レンズ１１ｂ３に対応する第２範囲２Ｅｂは、既に説明した出射１番レンズ１１ｂ２に対応する第１範囲１Ｅｂと位置関係や大きさは異なっているが、第１範囲１Ｅｂの第１区画１Ｅｂ１～第４区画１Ｅｂ４と区画数や符号が異なるのみで同じように区画及び区分された領域から構成されるものであるため説明を省略する。
また、図６及び図７（図１０Ａ参照）に示すように、フライアイレンズ１０では、出射２番レンズ群１１ＵＬ３は、レンズ面中心ＣＬに対して上下対称に２カ所に設置されているので、その２カ所から出射した光で第２範囲２Ｅｂを形成する。さらに、フライアイレンズ１０では、図９Ｃ及び図９Ｄに示すように、第１範囲１Ｅｂと比較して領域中心ＨＣＬから外側に広がるように第２範囲２Ｅｂが形成される。ここでは、第２範囲２Ｅｂは、第１範囲１Ｅｂに光を出射する出射１番レンズ群１１ＵＬ２と比較して出射２番レンズ群１１ＵＬ３がレンズ面中心ＣＬに近いことで、中央では第１照射領域Ｅ１に重なり領域中心ＨＣＬから水平方向に沿って両側に広くなるように設定されている。
（照射領域）
以上のように入射レンズ１１ａ及び出射レンズ１１ｂから形成されたフライアイレンズ１０は、入射レンズ集合体１１Ａに光が平行光として入射すると、図９Ａ及び図１０Ａに示すように、出射レンズ集合体１１Ｂから第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２に光を出射する。フライアイレンズ１０は、照射領域ＥＡの第１照射領域Ｅ１に予め設定された光照射強度の分布となるように光を出射すると共に、照射領域ＥＡの第２照射領域Ｅ２に予め設定された光照射強度の分布となるように光を出射する。そして、フライアイレンズ１０では、第２照射領域Ｅ２の第１範囲１Ｅｂ及び第２範囲２Ｅｂの一部である中央側を第１照射領域Ｅ１に重ねて第１照射領域Ｅ１に対して左右対称となるように光が出射される。そのため、照射領域ＥＡでは、照射領域の全体に対して中央の光照射強度の分布が高く、照射領域ＥＡの周縁に向かって光照射強度の分布が低くなるように所望の階調分布となるように光が出射されることになる。また、照射領域ＥＡでは、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２を設定することで、照射する領域内全ての範囲が設定される。つまり、照射領域ＥＡでは、領域内の７０％以上となる範囲に光を照射する領域を設定することで、領域内全体の規定される光照射強度の分布が確保できる。勿論、照射領域ＥＡは、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２、若しくは、第１照射領域Ｅ１又は第２照射領域Ｅ２により領域内全体に光を出射するように設定しても構わない。
また、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２は、図１０Ａ乃至図１０Ｄに示すように、第１出射レンズ群１１ＵＬ１あるいは第２出射レンズ１１ｂＢの各レンズ群における光ＢＬ１～ＢＬ６の照射範囲の集合により形成される。そして、第１照射領域Ｅ１は、長方形の照射領域ＥＡの中央領域側に設定され、フライアイレンズ１０の上下２カ所に設置された第１出射レンズ群１１ＵＬ１から光が照射される。同様に、第２照射領域Ｅ２では、各レンズ群における光の照射範囲の集合により形成され、長方形の照射領域ＥＡの中央領域に一部を重ねた状態で、フライアイレンズ１０の上下２カ所に設置された各レンズ群から光が照射される。例えば、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、第１範囲１Ｅｂ及び第２範囲２Ｅｂは、範囲内を第１区画１Ｅｂ１～第４区画１Ｅｂ４、あるいは、第１区画２Ｅｂ～第６区画２Ｅｂ６に分けられ、さらに、各区画が一方と他方の区分に分けて設定されている。そのため、第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ群１１ＵＬ２からの光の出射により、照射領域の全体に対して領域中心ＨＣＬ側の光照射強度の分布が高く周縁の光照射強度の分布が低くなるように設定することができる。そして、第２照射領域Ｅ２の第２範囲２Ｅｂも、第１照射領域１Ｅと同じように照射領域の全体に対して領域中心ＨＣＬの光照射強度の分布が高く周縁に向かうに従って光照射強度の分布が低くなるように設定することができる。
従って、フライアイレンズ１０では、第１照射領域Ｅ１及び第２照射領域Ｅ２が、照射領域の全体に対して領域中心ＨＣＬ側の光照射強度の分布が高く、領域周縁に向かうに従って光照射強度の分布が低くなるように設定することを容易に行うことができる。また、第１照射領域Ｅ１の垂直範囲に対して、第２照射領域Ｅ２の各範囲となる第１範囲１Ｅｂ、第２範囲２Ｅｂは、５０％以下に垂直範囲が設定されることで、照射領域ＥＡ内での光照射強度の分布の調整がし易く設定の自由度を高めることができる。
また、フライアイレンズ１０では、レンズ面中心ＣＬに向かって垂直方向に対称となるように各レンズ群及び各レンズ列が配置されている。そして、第１出射レンズ１１ｂ１から第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ１１ｂ２及び出射２番レンズ１１ｂ３が、レンズ面中心ＣＬに向かって、水平レンズ幅及び垂直レンズ幅を同等として設定されている。そのため、フライアイレンズ１０を形成するときにも各レンズを揃え易く、接続し易く形成することが可能となる。
また、フライアイレンズ１０では、垂直方向に整列させる第２入射レンズ群１１ＮＬＡの少なくとも一つのレンズ群がレンズ行の数を他のレンズ群のレンズ行の数と異ならせて形成され、垂直方向に整列させる第２出射レンズ群１１ＵＬＢの少なくとも一つのレンズ群がレンズ行の数を他のレンズ群のレンズ行の数と異ならせて形成されている。さらに、フライアイレンズ１０では、レンズ行の数を異ならせた第２入射レンズ群１１ＮＬＡ及び第２出射レンズ群１１ＵＬＢは、光学的に対向する位置に配置されると共に、異ならせたレンズ行の数を同じとしている。
つまり、フライアイレンズ１０では、第２入射レンズ群１１ＮＬＡの入射１番レンズ群１１ＮＬ２、入射２番レンズ群１１ＮＬ３のレンズ行数を４行あるいは６行とし、レンズ群のレンンズ行の数を異ならせている。また、フライアイレンズ１０では、第２出射レンズ群１１ＵＬＢの出射１番レンズ群１１ＵＬ２、出射２番レンズ群１１ＵＬ３のレンズ行数を４行あるいは６行として数を異ならせている。そして、フライアイレンズ１０では、入射側でレンズ群によって異ならせたレンズ行の数と、出射側でレンズ群によって異ならせたをレンズ行の数とが、同数となるように設定している。
このように、フライアイレンズ１０では、レンズ群のレンズ行を自在に設定することで、照射領域ＥＡの設定を自在にすることが可能となる。
（照射領域の第１範囲：第１範囲の第１区画から第４区画）
なお、フライアイレンズ１０では、各レンズ行から照射される領域の設定について、例えば、図１１、図１２Ａ～１２Ｃで示すような構成としても構わない。
図１１では、第１出射レンズ１１ｂ１及び第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ１１ｂ２、出射２番レンズ１１ｂ３によるレンズ行を代表して、第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ１１ｂ２で説明する。
図１１に示すように、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の出射１番レンズ行１１Ｕ２１では、第１範囲１Ｅｂを形成する第１区画１Ｅｂ１において、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄにより、一方区分Ｒ１Ｅｂ１に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。また、出射１番レンズ行１１Ｕ２１では、第１範囲１Ｅｂを形成する第１区画１Ｅｂ１において、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより、他方区分Ｌ１Ｅｂ１に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。第１区画１Ｅｂ１は、第１範囲１Ｅｂの右側端の範囲に設定されている。そして、第１区画１Ｅｂ１は、領域中心ＨＣＬに一部が重なるように設定され、一方区分Ｒ１Ｅｂ１及び他方区分Ｌ１Ｅｂ１により形成されている。
また、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の出射２番レンズ行１１Ｕ２２では、第１範囲１Ｅｂを形成する第２区画１Ｅｂ２において、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄの出射１番レンズ１１ｂ２ａにより、一方区分Ｒ１Ｅｂ２に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。また、出射２番レンズ行１１Ｕ２２では、第１範囲１Ｅｂを形成する第２区画１Ｅｂ２において、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより、他方区分Ｌ１Ｅｂ２に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。第２区画１Ｅｂ２は、一方区分Ｒ１Ｅｂ２及び他方区分Ｌ１Ｅｂ２により形成され、第１区画１Ｅｂ１よりも領域中心ＨＣＬ側で第３区画１Ｅｂ３よりも右側に配置され領域中心に一部が重なるように設定されている。
また、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の出射３番レンズ行１１Ｕ２３では、第１範囲１Ｅｂを形成する第３区画１Ｅｂ３において、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄにより、一方区分Ｒ１Ｅｂ３に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。また、出射３番レンズ行１１Ｕ２３では、第１範囲１Ｅｂを形成する第３区画１Ｅｂ３において、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより、他方区分Ｌ１Ｅｂ３に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。第３区画１Ｅｂ３は、一方区分Ｒ１Ｅｂ３及び他方区分Ｌ１Ｅｂ３により形成され、第２区画１Ｅｂ２と領域中心ＨＣＬ側に対して左右対称となるように配置され、領域中心ＨＣＬに一部が重なるように設定されている。
また、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の出射４番レンズ行１１Ｕ２４では、第１範囲１Ｅｂを形成する第４区画１Ｅｂ４において、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄにより、一方区分Ｒ１Ｅｂ４に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。また、出射４番レンズ行１１Ｕ２４では、第１範囲１Ｅｂを形成する第４区画１Ｅｂ４において、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより、他方区分Ｌ１Ｅｂ４に光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。第４区画１Ｅｂ４は、一方区分Ｒ１Ｅｂ４及び他方区分Ｌ１Ｅｂ４により形成されている。第４区画１Ｅｂ４は、第１区画１Ｅｂ１と領域中心ＨＣＬ側に対して左右対称となるように配置され、領域中心ＨＣＬに一部が重なるように設定されている。
このように、第１範囲１Ｅｂは、その一端側から他端側までを略同じ面積とした複数の区画により形成するようにしてもよい。そして、第１範囲１Ｅｂは、その一つの区画が一方区分及び他方区分の２つの区分により形成されている。
なお、レンズ群を形成するレンズ行が奇数の場合には、レンズ行のいずれか１行を領域中心ＨＣＬに対称となるように区画を配置することで、その照射範囲を複数の区画で設定すれば、全体の照射範囲が領域中心ＨＣＬに対して左右対称の光照射強度の分布を形成することができる。
図１１のようなレンズ行においてレンズ頂点ＴＬｂを形成する場合、偶数番目と奇数番目のレンズ頂点ＴＬｂの位置がレンズ行の一端側から他端側に向かうに従って徐々に変わることとなり、設定する目的の違いにより使い分けることができる。
なお、第１照射領域Ｅ１でも図１１で示すと同じように設定することができる。また、第２照射領域Ｅ２の他の領域範囲である第２範囲２Ｅｂでも同じように中央で重なり水平方向の両側に向かって光照射強度の分布が低くなるように設定することができる。
（他のレンズ行の構成による他の照射領域）
次に、図１２Ａ～１２Ｃで示すようなレンズ行の構成及び照射領域としても構わない。ここでは、レンズ行の１行が、領域中心ＨＣＬの左右のいずれかに照射範囲を持つように設定されている。
なお、図１２Ａ～１２Ｃでは、第１出射レンズ１１ｂ１及び第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ～出射５番レンズによるレンズ行を代表して、第２出射レンズ１１ｂＢの出射１番レンズ１１ｂ２で説明する。また、レンズ行は、一例として全レンズ数が４つとして説明する。また、出射１番レンズ１１ｂ２の奇数番目には符号の最後に「ｄ」を付けて「１１ｂ２ｄ」とし、出射１番レンズ１１ｂ２の偶数番目には符号の最後に「ａ」を付けて「１１ｂ２ａ」として説明する。
図１２Ａに示すように、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の出射１番レンズ行１１Ｕ２１では、第１範囲１Ｅｂを形成する複数の区画に光を出射するように設定されている。ここでは、第１範囲１Ｅｂは、一方区画Ｒ１Ｅｂ及び他方区画Ｌ１Ｅｂにより設定され、領域中心ＨＣＬにそれぞれの区画の一部が重なるように左右対称に設定されている。そして、出射１番レンズ行１１Ｕ２１では、図１２Ｂに示すように、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄにより一方区分Ｒ１Ｅｂに光を出射し、図１２Ｃに示すように、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより他方区分Ｌ１Ｅｂに光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。なお、出射１番レンズ群１１ＵＬ２の他のレンズ行でも、出射１番レンズ行１１Ｕ２１と同じように、奇数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ｄにより一方区分Ｒ１Ｅｂに光を出射し、偶数番目の出射１番レンズ１１ｂ２ａにより他方区分Ｌ１Ｅｂに光を出射するようにレンズ頂点ＴＬｂの位置が形成されている。
このように、フライアイレンズでは、各レンズ群内のレンズ行において、奇数番目及び偶数番目のレンズ頂点ＴＬｂの位置を一方区分と他方区分とに交互にすることで、照射領域を設定すれば、各レンズ群においてレンズ頂点ＴＬｂの位置の変動が少ないレンズにより形成することが可能となる。そのため、フライアイレンズは、形成するときにレンズ面の変動が少なくてすむ。
なお、第１照射領域Ｅ１でも図１２Ａ～図１２Ｃで示すと同じように設定することができる。また、第２照射領域Ｅ２の他の領域範囲である第２範囲２Ｅｂでも同じように中央で重なり水平方向の両側に向かって光照射強度の分布が低くなるように設定することができる。
（応用例としての照射領域の構成）
また、フライアイレンズ１０では、入射側では３つの垂直レンズ幅の異なるレンズを使用し、出射側では２つの垂直レンズ幅の異なるレンズを使用して照射領域ＥＡを設定した例として説明したが、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、第２照射領域Ｅ２が、さらに多くの範囲となるように設定しても構わない。例えば、フライアイレンズは、第２照射領域Ｅ２が、第１範囲１Ｅｂ～第５範囲５Ｅｂとなるように、第２入射レンズ１１ａＡ及び第２入射レンズ１１ｂＢの垂直レンズ幅の異なるレンズの数を５つに増やして形成しても構わない。この領域を増やした照射領域ＥＡでは、よりきめ細かく照射状態を設定することができるようになる。ちなみに、図１３Ｂは、照射領域ＥＡを第１照射領域Ｅ１と第１範囲１Ｅｂ～第５範囲５Ｅｂを備える第２照射領域Ｅ２とで設定した場合に、光照射強度の分布の状態を色の濃さで示している（色が白に近いほど光照射強度が高い分布を表している）。なお、フレイアイレンズ１０は、入射側のレンズの垂直レンズ幅を変えても、集光する光を入射する出射側のレンズの垂直レンズの幅は同じとすることができる。フライアイレンズ１０では、照射領域の範囲を入射レンズの形状で制御し、光の照射方向の制御を出射レンズのレンズ頂点ＴＬｂの位置で行っており、１つの垂直レンズ幅の出射レンズで形成することができる。
（フライアイレンズの変形例）
また、図１４Ａに示すように、フライアイレンズ１０Ａは、図１のフライアイレンズ１０の入射レンズ集合体１１Ａ及び出射レンズ集合体１１Ｂと凹凸状態が反対となっている構成とすることもできる。つまり、フライアイレンズ１０Ａは、入射レンズ集合体１１Ａ１のレンズ面中心ＣＬ側が凸曲面状となり、レンズ面中心側の上下の位置が凹曲面状となるように形成されている。また、フライアイレンズ１０Ａは、出射レンズ集合体１１Ｂ１のレンズ面中心ＣＬ側が凹曲面状となり、レンズ面中心ＣＬの上下の位置が凸曲面状となるように形成されている。このフライアイレンズ１０Ａでは、レンズ面中心ＣＬ側に垂直レンズ幅が大きな第１入射レンズ１１ａ１及び第１出射レンズ１１ｂ１を配置する。そして、第１入射レンズ１１ａ１の上下に垂直レンズ幅が上下端に向かうに従って徐々に小さくなる第２入射レンズ１１ａＡを上下対称に配置すると共に、第１出射レンズ１１ｂ１の上下となる位置に垂直レンズ幅が上下端に向かうに従って小さくなる第２出射レンズ１１ｂＢを上下対称に配置している。このようなフライアイレンズ１０Ａにおいても第１照射領域及び第２照射領域を照射領域内に適切に設定することができる。また、フライアイレンズ１０Ａでは、第２出射レンズ１１ｂＢを、全て同じ垂直レンズ幅に形成することもできる。
さらに、フライアイレンズは、行方向に１つのシリンドリカルレンズを列方向に複数整列させて入射レンズ及び出射レンズとして使用して形成することもできる。１つのフライアイレンズは、列方向において垂直レンズ幅を変えたものを１つ又は複数のレンズ群として使用することとしてもよい。シリンドリカルレンズを用いる場合には、水平方向は同等の照射幅になるように垂直方向に沿って各レンズ群による照射領域の範囲が変わるようにして全体の照射領域に光を照射するように設定されている。また、フライアイレンズとして、１つのレンズを垂直方向に並べて形成している構成のみならず、水平方向に２つあるいは３つのシリンドリカルレンズを並べてレンズ行とし、そのレンズ行を垂直方向に複数列整列して形成してよいことは勿論である。
（照射領域の変形例）
なお、各フライアイレンズ１０，１０Ａ等は、図１３Ｂに示した照射領域ＥＡにおける光照射強度の分布以外として、例えば、図１４Ｂ及び図１４Ｃに示すような設定であってもよい。図１４Ｂに示すように、照射領域ＥＡ２は、全体の中央部分の光照射強度の分布が高く左右端に向かうに従って光照射強度の分布が低くなっている。このような照射領域ＥＡ２になるように、フライアイレンズの入射レンズ１１ａの形状と出射レンズ１１ｂのレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させることで設定することができる。例えば、第１出射レンズ１１ｂ１は、第２出射レンズ１１ｂＢのように、奇数番目及び偶数番目を照射領域ＥＡの左右に分けるようにして各レンズで照射する範囲を水平方向（Ｘ方向）に広げるようにレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させるように形成してもよい。あるいは、第２出射レンズ１１ｂＢの各レンズ群からの光を、水平方向において第１照射領域Ｅ１の範囲に揃えるようにレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させることで、照射領域ＥＡ２のような光照射強度の分布を形成することができる。
同様に、図１４Ｃに示すように、照射領域ＥＡ３は、領域中央の光照射強度の分布が高く四方に向かうに従って光照射強度の分布が低くなっている。このような照射領域ＥＡ３になるように、フライアイレンズの第１出射レンズ１１ｂ１及び第２出射レンズ１１ｂＢのレンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させることで設定することができる。
また、レンズ頂点ＴＬｂの位置を偏芯させる場合、既に説明したように、レンズ群ごとで行うことや、レンズ行ごとで行うようしてフライアイレンズを形成することができる。
そして、フライアイレンズ１０，１０Ａでは、入射レンズ１１ａからの光が集光するので、出射レンズ１１ｂは、垂直レンズ幅を同等として形成することができる。
さらに、第１照射領域Ｅ１は、設定される全体の照射領域ＥＡに対して、垂直領域サイズを同じとし水平領域サイズを異ならせ、第１出射レンズ１１ｂ１を整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成されるようにしてもよい。
また、第２照射領域Ｅ２は、全体の照射領域ＥＡ内において、第１照射領域Ｅ１の垂直領域サイズを異ならせると共に水平領域サイズを同じとして、第２出射レンズ１１ｂＢを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成されるようにしてもよい。
また、第１照射領域Ｅ１は、設定される全体の照射領域に対して、垂直領域サイズ及び水平領域サイズを同じとして、第１出射レンズ１１ｂ１を整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成されるようにしてもよい。
そして、第２照射領域Ｅ２は、設定される全体の照射領域ＥＡに対して、垂直領域サイズ及び水平領域サイズを同じとして、第２出射レンズ１１ｂＢを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成されることとしてもよい。
（照明光学装置）
次に、図１５を参照して照明光学装置１００について説明する。なお、ここでは、フライアイレンズ１０を一例として使用する構成として説明する。
照明光学装置１００は、例えば、車両や船舶あるいは航空機の各種灯具として使用される。照明光学装置１００は、光源２０と、この光源２０からの光を平行光とする第１光学部材３０と、第１光学部材３０からの光を入射して所望の光照射強度の分布として出射するフライアイレンズ１０と、このフライアイレンズ１０からの光を整える第２光学部材５５と、第２光学部材５５からの光を入射して光路を変えて出射する光変調装置６０と、光変調装置６０からの光を投影する投影レンズ７０とを備えている。なお、光源２０から投影レンズ７０までがフレーム内に収納された状態となっている。
光源２０は、例えば白色の光を照射するように構成されている。光源２０は、例えば、発光素子をパッケージに収納して透光性部材を設けた発光装置が使用されている。ここで使用される発光素子は、公知のものを利用でき、例えば、発光ダイオードやレーザダイオードを用いるのが好ましい。また、発光素子は、任意の波長のものを選択することができる。例えば、青色、緑色の発光素子としては、窒化物系半導体（ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）、ＧａＰを用いたものを用いることができる。さらに、赤色の発光素子としては、他にもＧａＡｌＡｓ、ＡｌＩｎＧａＰなどを用いることができる。なお、発光素子は、前記した以外の材料からなる半導体発光素子を用いることもできる。発光素子は、組成や発光色、大きさや、個数などは目的に応じて適宜選択することができる。
また、パッケージは、例えば発光素子を実装するリードフレームや配線等の導電部材と、セラミックスや樹脂成形体により形成されている。パッケージの樹脂成形体は、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂等を用いた反射性部材が使用されている。パッケージのセラミックスはアルミナや窒化アルミニウムが使用される。そして、導電部材を介して発光素子と外部との電気的な接続を行う。透光性部材は、リードフレームのインナーリード部分に実装された発光素子を覆うように設けられる。透光性部材は、蛍光体等の波長変換部材や拡散材を含有する構成としてもよい。
第１光学部材３０は、一例として、コリメートレンズが使用され、ここでは第１コリメートレンズ３１及び第２コリメートレンズ３２により光源２０からの光を平行光にしている。ここで使用されるコリメートレンズは、光源２０からの光を平行光にできる構成であれば、凹レンズ及び凸レンズの組み合わせや、凸レンズの組み合わせ等、複合レンズで構成されるものや単レンズで構成されるものであっても構わない
フライアイレンズ１０は、既に説明した構成を備えている。このフライアイレンズ１０により所望の光照射強度の分布が光変調装置６０の照射面に照射されるように設定されている。なお、フライアイレンズ１０は、所望の光照射強度の分布が得られるものであれば、レンズ群の数やレンズ行の数を制限されるものではない。また、フライアイレンズ１０は、入射レンズ集合体のレンズ面の形状あるいは出射レンズ集合体のレンズ面の形状が特に限定されるものではない。
第２光学部材５５は、フライアイレンズ１０からの光を光変調装置６０に照射面に入射させるようにフライアイレンズ１０と光変調装置６０との間の光路中に配置されている。この第２光学部材５５は、ここでは、コンデンサレンズ４０及びフィールドレンズ５０を使用している。コンデンサレンズ４０は、フライアイレンズ１０からの光を光変調装置６０に重畳させるためのレンズである。このコンデンサレンズ４０は、フライアイレンズ１０から出射した光を、フィールドレンズ５０を介して光変調装置６０の照射面に合せた範囲となるように集光させている。フィールドレンズ５０は、光変調装置６０への入射角度を調整するものである。
光変調装置６０は、フライアイレンズ１０で所望の光照射強度の分布として第２光学部材５５を介して送られてきた光を、光路を変えて、かつ、配光可変可能として出力することができる。この光変調装置６０は、例えば、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）である。光変調装置６０は、複数のマイクロミラーを制御して光を出したい部分と光を出したくない部分とを調整することができる。光変調装置６０は、送られてきた光が既に所望の光照射強度の分布を形成しているので、１００％階調で分布成形でき光束のロスがない状態で光をマイクロミラーで反射して投影レンズ７０に送り出すことができる。つまり、光変調装置６０では、例えば、ヘッドライトで求められている光度分布として、全体の照射領域に対して中心側が明るく、周囲が暗くなる分布に偏りを持つ特性を光束のロスがない状態として実現することができることになる。
投影レンズ７０は、光変調装置６０から送られてきた光を拡大して結像面に出射するものである。この投影レンズ７０は、単一レンズあるいは複合レンズで構成されていてもよい。そして投影レンズ７０は、予め設定された距離の結像面に光変調装置６０で送られる所望の光照射強度の分布の状態の光を送りだす。
以上の構成を備える照明光学装置１００では、光源２０からの光を所望の光照射強度の分布にフライアイレンズ１０を介して調整し、光変調装置６０により光束のロスがない状態で出力し投影レンズ７０により外部に光を照射することができる。また、フライアイレンズ１０，１０Ａは、大きな段差を形成することがなく形成が容易となる。
（照明光学装置の変形例）
なお、照明光学装置１００では、第１光学部材３０として、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すような構成であってもよい。
図１６Ａに示すように、第１光学部材３０Ａとして、放物面反射鏡３３を備える構成であってもよい。放物面反射鏡３３は、光源２０から照射された光を反射して平行光としてフライアイレンズ１０に入射させるように配置される。なお、放物面反射鏡３３を用いるときには、光源２０からの光を、放物面反射鏡３３に向かって照射するように光源２０が設置される。そして、光源２０は、放物面反射鏡３３の焦点位置に配置される。
図１６Ｂに示すように、第１光学部材３０Ｂとして、楕円反射鏡３４を備える構成であってもよい。楕円反射鏡３４は、楕円曲面の上半分を用いて光源２０からの光を平行光として反射する。光源２０は、楕円反射鏡３４に向かって照射した光が平行光となる角度と位置に設置される。
（各構成の変形例）
以上説明したように、フライアイレンズ１０，１０Ａ等及び照明光学装置１００では、前記した各構成に限定されるものではない。
例えば、第１照射領域Ｅ１は、複数の区画された範囲から設定されるようにしてもよい。また、第２照射領域Ｅ２は、一例として２つの範囲から設定されるようにしたが、１つ、３つ、４つの範囲でも、６つから１２あるいはそれ以上の範囲であってもよい。また、第２照射領域Ｅ２は、複数の範囲を異なる照射面積として説明したが、同じ照射面積の範囲を、出射位置を変えることで設定されるようにしても構わない。さらに、フライアイレンズの各レンズ群は、水平レンズ幅を揃えていれば、垂直レンズ幅が徐々に大きくなる順番に、あるいは、徐々に小さくなる順番に配置しなくてもよい。つまり、フライアイレンズは、例えば、奇数番目のレンズ群の後に偶数番目のレンズ群を配置してレンズ面中心ＣＬから上下対称となるように設定してもよい。そして、フライアイレンズでは、入射レンズ１１ａとして、第１入射レンズ及び第２入射レンズとし、さらに、出射レンズ１１ｂとして、第１出射レンズ及び第２出射レンズとして説明したが、垂直レンズ幅が異なるのみで同じ機能のレンズが使用されているため第１あるいは第２とした番号は形式的なものである。また、フライアイレンズでは、レンズ及びレンズ行についても入射側及び出射側において１番から順に説明したが番号は形式的なものである。そして、フライアイレンズ１０，１０Ａ等では、レンズ面ＣＬから垂直方向に対称として、レンズ群が２組で同じ照射する領域あるいは範囲に光を出射するとして説明したが、１組のレンズ群により１つの照射する領域あるいは範囲に光を出射する構成としてもよい。
また、照射領域ＥＡは、第１照射領域Ｅ１と第２照射領域Ｅ２とが、垂直照射幅が異なると共に照射位置が異なることで分けて説明したが、照射領域ＥＡ内を複数の領域、あるいは、領域を複数に分ける区画、さらに、区画を複数に分ける区分により設定することができる。そして、照射領域ＥＡ内を複数の領域、あるいは、領域を複数に分ける区画、さらに、区画を複数に分ける区分により設定する場合には、図８Ａ～図８Ｃ、図１１及び図１２Ａ～図１２Ｃに示すように、レンズごと、レンズ行ごと、若しくはレンズ群ごとにレンズ頂点の位置を偏芯させることで、実現することができる。なお、照射領域ＥＡは、フライアイレンズの出射レンズから光を照射した領域（範囲、区画、区分を含む）の集合により設定される。
さらに、フライアイレンズ１０，１０Ａ等は、レンズ幅を列方向あるいは行方向のいずれか一方で揃えることと併せて、レンズ群の数や、そのレンズ群を構成するレンズ行の数を全て同じすることや、一部を異なる数にすることや、全て異なるようにしてもよい。つまり、レンズ群のレンズ行を調整することで、照射領域ＥＡに対する設定の自由度が向上する。また、フライアイレンズ１０，１０Ａ等は、レンズ上枠部１２及びレンズ下枠部１３、並びに、レンズ左側枠部１４及びレンズ右側枠部１５を使用しなくても各単レンズが接合されることで形成してもよい（図１参照）。なお、フライアイレンズ１０，１０Ａ等は、出射レンズの垂直レンズ幅を同等として説明したが、入射レンズ側と同じように垂直レンズの幅を対向するレンズと同様に変更したレンズを使用してもよい。さらに、各フライアイレンズでは、行方向に整列する入射レンズ及び出射レンズの数は、偶数でも奇数でもよい。レンズの数が奇数の場合には、レンズ行において中央となるレンズのレンズ頂点の偏芯がないように（レンズ頂点がレンズの光軸と同じ）形成されることになる。
そして、第２出射レンズ１１ｂＢでは、それぞれの第２照射領域において最大領域の半分以下の照射面積となる大きさに水平レンズ幅を設定しているとして説明したが、第２照射領域において、各照射領域の最大領域が２つのレンズの水平レンズ幅を合計した面積よりも大きくなっていても構わない。つまり、フライアイレンズでは、複数のレンズの合計範囲で照射領域を形成して所望の光照射強度の分布になっていればよい。また、垂直列方向（Ｚ方向）において水平レンズ幅が揃っていれば、隣りの垂直列方向の水平レンズ幅と揃っていなくても、垂直方向おいて水平レンズ幅が揃うことで、フライアイレンズを、段差を小さくして形成することができる。なお、水平レンズ幅が垂直列ごとに異なる場合には、照射する領域の面積の種類が増えるので、照射領域においける光照射強度の分布を設定する自由度がより向上する。
さらに、フライアイレンズは、入射レンズ及び出射レンズのレンズ面の形状が、垂直方向及び垂直方向に平面となるように各レンズを接続して形成してもよい。また、フライアイレンズは、入射レンズ側のレンズ面に凸曲面あるいは凹曲面の一方が少なくとも形成され、出射レンズ側が入射レンズ側のレンズ面に略平行となるように形成されてもよい。
また、照明光学装置１００では、光変調装置６０としてＤＭＤを例示して説明したがその他の装置である例えば空間光変調器等であってもよい。
本発明に係るフライアイレンズ及び照明光学装置は、オートバイ、自動車等の車両あるいは船舶、航空機等の乗り物の各種灯具用光源の光学系あるいは照明装置として使用することができる。また、その他、スポットライト等の各種照明用光源、ディスプレイ用光源、車載部品、室内照明、屋外照明など、種々の光源に用いる光学系あるいは照明装置に使用することができる。
１０，１０Ａ フライアイレンズ
１１Ａ 入射レンズ集合体 １１Ｂ 出射レンズ集合体
１１ａ 入射レンズ １１ｂ 出射レンズ
１１ａ１ 第１入射レンズ １１ｂ１ 第１出射レンズ
１１ａＡ 第２入射レンズ １１ｂＢ 第２出射レンズ
１１ａ２ 入射１番レンズ １１ｂ２ 出射１番レンズ
１１ａ３ 入射２番レンズ １１ｂ３ 出射２番レンズ
１１ＮＬ１ 第１入射レンズ群 １１ＵＬ１ 第１出射レンズ群
１１Ｎ１１ 入射１番レンズ行 １１Ｕ１１ 出射１番レンズ行
１１Ｎ１２ 入射２番レンズ行 １１Ｕ１２ 出射２番レンズ行
１１Ｎ１３ 入射３番レンズ行 １１Ｕ１３ 出射３番レンズ行
１１ＮＬＡ 第２入射レンズ群 １１ＵＬＢ 第２出射レンズ群
１１ＮＬ２ 入射１番レンズ群 １１ＵＬ２ 出射１番レンズ群
１１Ｎ２１ 入射１番レンズ行 １１Ｕ２１ 出射１番レンズ行
１１Ｎ２２ 入射２番レンズ行 １１Ｕ２２ 出射２番レンズ行
１１Ｎ２３ 入射３番レンズ行 １１Ｕ２３ 出射３番レンズ行
１１Ｎ２４ 入射４番レンズ行 １１Ｕ２４ 出射４番レンズ行
１１ＮＬ３ 入射２番レンズ群 １１ＵＬ３ 出射２番レンズ群
１１Ｎ３１ 入射１番レンズ行 １１Ｕ３１ 出射１番レンズ行
１１Ｎ３２ 入射２番レンズ行 １１Ｕ３２ 出射２番レンズ行
１１Ｎ３３ 入射３番レンズ行 １１Ｕ３３ 出射３番レンズ行
１１Ｎ３４ 入射４番レンズ行 １１Ｕ３４ 出射４番レンズ行
１１Ｎ３５ 入射５番レンズ行 １１Ｕ３５ 出射５番レンズ行
１１Ｎ３６ 入射６番レンズ行 １１Ｕ３６ 出射６番レンズ行
１１ＲＡ１ 入射側凹曲面 １１ＲＢ１ 出射側凸曲面
１１ＲＡ２ 入射側凸曲面 １１ＲＢ２ 出射側凹曲面
１２ レンズ上枠部 １３ レンズ下枠部
１４ レンズ左側枠部 １５ レンズ右側枠部
２０ 光源 ３０ 第１光学部材
３１ 第１コリメートレンズ ３２ 第２コリメートレンズ
４０ コンデンサレンズ ５０ フィールドレンズ
５５ 第２光学部材 ６０ 光変調装置
７０ 投影レンズ ＣＬ レンズ面中心
Ｅ１ 第１照射領域 Ｅ２ 第２照射領域
ＥＡ，ＥＡ１，ＥＡ２ 照射領域 ＨＣＬ 領域中心
ＴＬｂ 出射レンズのレンズ頂点 ＴＬａ 入射レンズのレンズ頂点
Ｌ１Ｅｂ 他方区画 Ｒ１Ｅｂ 一方区画
Ｌ１Ｅｂ１、Ｌ１Ｅｂ２、Ｌ１Ｅｂ３、Ｌ１Ｅｂ４ 他方区分
Ｒ１Ｅｂ１、Ｒ１Ｅｂ２、Ｒ１Ｅｂ３、Ｒ１Ｅｂ４ 一方区分

Claims (22)

  1. 矩形に形成された入射レンズを、垂直レンズ幅を変えると共に、水平レンズ幅を揃えて垂直方向に整列させた入射レンズ集合体と、
    前記入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された出射レンズを、水平レンズ幅を揃えて垂直方向に整列させた出射レンズ集合体と、を備え、
    前記入射レンズは、照射面において１つ以上のレンズから照射される照射範囲の集合により予め設定された照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記出射レンズに入射するようにレンズ頂点の位置を偏芯して形成され、
    前記出射レンズは、前記照射領域を形成する複数の照射範囲のいずれかになると共に、前記照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように、前記矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を形成するフライアイレンズ。
  2. 前記入射レンズは、複数のレンズを水平方向に整列させた１行を垂直方向に１列以上配置して前記入射レンズ集合体が形成され、
    前記出射レンズは、複数のレンズを水平方向に整列させた１行を垂直方向に１列以上配置して前記出射レンズ集合体が形成され、
    複数の前記出射レンズのレンズ行ごとに、前記照射範囲のいずれかに光を照射する請求項１に記載のフライアイレンズ
  3. 前記入射レンズは、水平方向に複数のレンズを整列したレンズ行を垂直方向に１行以上配置した第１入射レンズと、前記第１入射レンズのレンズ行に連続して垂直方向に１行以上配置した、前記第１入射レンズより垂直レンズ幅が小さな第２入射レンズと、を備え、
    前記出射レンズは、水平方向に複数のレンズを整列したレンズ行を垂直方向に１行以上配置した第１出射レンズと、前記第１出射レンズのレンズ行に連続して垂直方向に１行以上配置した第２出射レンズと、を備え、
    前記第１出射レンズから出射する光により照射する第１照射領域と、前記第２出射レンズから出射する光により照射する第２照射領域とを、前記照射領域内に設定し、
    前記レンズ行ごとに、前記第１照射領域又は前記第２照射領域に設定した前記照射範囲に出射する光を照射するように前記レンズ頂点の位置を形成する請求項１又は請求項２に記載のフライアイレンズ。
  4. 前記第１入射レンズ及び前記第２入射レンズは、予め設定されたレンズ行の行数によりレンズ群をそれぞれ形成し、前記レンズ群は、複数の前記照射範囲のいずれかに光を照射するように前記矩形の形状を形成し、
    前記第１出射レンズ及び前記第２出射レンズは、予め設定されたレンズ行の行数によりレンズ群をそれぞれ形成し、前記レンズ群のそれぞれは、複数の前記照射範囲のいずれかに光を照射するように前記レンズ頂点の位置を形成し、
    前記第１入射レンズ及び前記第１出射レンズのレンズ群の数と、前記第２入射レンズ及び前記第２出射レンズのレンズ群の数とを同数にする請求項３に記載のフライアイレンズ。
  5. 前記入射レンズ集合体は、水平方向に前記第１入射レンズを配置したレンズ行を１行以上列方向に有する第１入射レンズ群と、水平方向に前記第２入射レンズを配置したレンズ行を１行以上列方向に有する第２入射レンズ群と、を垂直方向に１群以上設置して形成され、
    前記出射レンズ集合体は、水平方向に前記第１出射レンズを配置したレンズ行を１行以上列方向に有する第１出射レンズ群と、水平方向に前記第２出射レンズを配置したレンズ行を１行以上列方向に有した第２出射レンズ群と、を垂直方向に１群以上設置して形成され、
    前記第１入射レンズ群及び前記第２入射レンズ群は、当該レンズ群ごとに垂直レンズ幅を異ならせ、
    前記第２出射レンズ群、又は、第１出射レンズ群及び前記第２出射レンズ群は、垂直レンズ幅を同等とし、
    前記第１入射レンズ及び前記第１出射レンズのレンズ群の数と、前記第２入射レンズ及び前記第２出射レンズのレンズ群の数とを同数にする請求項３に記載のフライアイレンズ。
  6. 前記入射レンズ集合体は、垂直方向において、前記第２入射レンズのレンズ群の上下に前記第１入射レンズのレンズ群が配置され、
    前記出射レンズ集合体は、垂直方向において、前記第２出射レンズのレンズ群の上下に前記第１出射レンズのレンズ群が配置される請求項４又は請求項５に記載のフライアイレンズ。
  7. 前記入射レンズ集合体は、前記第１入射レンズのレンズ群の上下に前記第２入射レンズのレンズ群が配置され、
    前記出射レンズ集合体は、前記第１出射レンズのレンズ群の上下に前記第２出射レンズのレンズ群が配置される請求項４又は請求項５に記載のフライアイレンズ。
  8. 垂直方向に整列させる前記第２入射レンズのレンズ群の数が、前記第１入射レンズのレンズ群の数よりも多く設置され、
    垂直方向に整列させる前記第２出射レンズのレンズ群の数が、前記第１出射レンズのレンズ群の数よりも多く設置される請求項４又は請求項５に記載のフライアイレンズ。
  9. 垂直方向に整列させる前記第２入射レンズのレンズ群を形成する複数のレンズ群の少なくとも一つのレンズ群が前記レンズ行の数を他のレンズ群のレンズ行の数と異ならせて形成され、
    垂直方向に整列させる前記第２出射レンズのレンズ群を形成する複数のレンズ群の少なくとも一つのレンズ群が前記レンズ行の数を他のレンズ群のレンズ行の数と異ならせて形成され、
    前記レンズ行の数を異ならせた前記第２入射レンズのレンズ群及び前記第２出射レンズのレンズ群は、光学的に対向する位置に配置されると共に、前記異ならせたレンズ行の数を同じとする請求項４又は請求項５に記載のフライアイレンズ。
  10. 前記第２出射レンズは、前記第１照射領域の中央に対して前記第２照射領域が左右対称となるように、前記第２出射レンズのレンズ頂点の位置を偏芯させて形成する請求項３から請求項９のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  11. 前記第２照射領域に照射する前記第２出射レンズは、照射領域の全体に対して前記第２照射領域の中央の光照射強度が高く、前記第２照射領域の周縁に向かって光照射強度が低くなる分布となるように、前記第２出射レンズのレンズ頂点の位置を偏芯させて形成する請求項３から請求項９のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  12. 前記入射レンズ集合体は、前記第１入射レンズ及び前記第２入射レンズを接続して当該入射レンズの各レンズ頂点をつないだレンズ面の形状が、水平方向に平行で垂直方向に沿って凹曲面及び凸曲面の少なくとも一方を備え、
    前記出射レンズ集合体は、前記第１出射レンズ及び前記第２出射レンズを接続して前記入射レンズ集合体と略平行となる曲面を形成する請求項３から請求項１１のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  13. 前記第１出射レンズは、レンズ行ごとに、前記第１照射領域内の異なる照射範囲に光を出射し、前記第１出射レンズにより第１照射領域を予め設定された光照射強度の分布となるように各レンズ頂点の位置を偏芯させて形成し、
    前記第２出射レンズは、レンズ行ごとに、前記第２照射領域内の異なる照射範囲に光を出射し、前記第２出射レンズにより前記第２照射領域の予め設定された光照射強度の分布となるように各レンズ頂点の位置を偏芯させて形成する請求項３から請求項９のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  14. 前記第１出射レンズは、整列したレンズ行ごとに前記第１照射領域内を水平方向に区分けして照射するようにレンズ頂点の位置が偏芯して形成され、
    前記第２出射レンズは、整列したレンズ行ごとに前記第２照射領域内を水平方向に区分けして照射するように前記レンズ頂点の位置が偏芯して形成される請求項３から請求項９のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  15. 各レンズ行は、前記第１照射領域内又は前記第２照射領域内において、垂直方向におけるレンズ面中心に向かうに従って水平方向に照射する範囲が大きくなる照射範囲の集合により前記第１照射領域又は前記第２照射領域が形成されるように、前記レンズ頂点の位置を偏芯させて形成する請求項３から請求項９のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  16. 前記第１照射領域は、設定される全体の照射領域に対して、垂直領域サイズを同じとし水平領域サイズを異ならせ、前記第１出射レンズを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成され、
    前記第２照射領域は、前記全体の照射領域内において、前記第１照射領域の垂直領域サイズと異ならせると共に水平領域サイズを同じとして、前記第２出射レンズを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成される請求項３から請求項１５のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  17. 前記第１照射領域は、設定される全体の照射領域に対して、垂直領域サイズ及び水平領域サイズを同じとして、前記第１出射レンズを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成され、
    前記第２照射領域は、設定される全体の照射領域に対して、垂直領域サイズ及び水平領域サイズを同じとして、前記第２出射レンズを整列したレンズ行の各行から照射される位置の異なる領域の集合により形成される請求項３から請求項１５のいずれか一項に記載のフライアイレンズ。
  18. 矩形に形成された第１入射レンズと、前記第１入射レンズの水平レンズ幅と同等の水平レンズ幅及び垂直レンズ幅よりも小さな垂直レンズ幅により矩形に形成された第２入射レンズとを、垂直列の前記水平レンズ幅を揃えて垂直方向及び水平方向に整列して入射レンズ集合体を形成し、
    前記第１入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された第１出射レンズ、及び、前記第２入射レンズに光学的に対向して設置され矩形に形成された第２出射レンズを、垂直列の前記水平レンズ幅を揃えて垂直方向及び水平方向に整列して出射レンズ集合体を形成し、
    前記第１入射レンズは、照射面において予め設定された第１照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記第１出射レンズに光を入射するように、レンズ頂点の位置を形成し、
    前記第２入射レンズは、照射面において前記第１照射領域よりも面積が小さく前記第１照射領域に少なくとも一部が重なる第２照射領域になるように、前記矩形の寸法を形成すると共に、光学的に対向する前記第２出射レンズに光を入射するように、レンズ頂点の位置を形成し、
    前記第１出射レンズは、前記第１照射領域内に光を出射するように、矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を偏芯させて形成され、
    前記第２出射レンズは、前記第２照射領域内に光を出射するように、矩形の寸法、及び、レンズ頂点の位置を形成するフライアイレンズ。
  19. 光源からの光路中に配置され前記光源からの光を略平行光とする第１光学部材と、前記第１光学部材からの光を入射して所望の階調分布となる光として出射するフライアイレンズと、前記フライアイレンズからの光の光路中に配置される第２光学部材と、前記第２光学部材から光を入射して光路を変えて出射する光変調装置と、前記光変調装置からの光を投影する投影レンズとを備え、
    前記フライアイレンズが請求項１から請求項１８のいずれか一項の構成を有する照明光学装置。
  20. 前記光源は、発光ダイオード又はレーザダイオードである請求項１９に記載の照明光学装置。
  21. 前記第１光学部材は、前記光源からの光を平行光とするコリメートレンズである請求項１９に記載の照明光学装置。
  22. 前記第１光学部材は、前記光源からの光を反射して平行光とする反射鏡である請求項１９に記載の照明光学装置。
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