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CN111505749B - 透镜阵列以及照明光学装置 - Google Patents

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CN111505749B CN202010076909.0A CN202010076909A CN111505749B CN 111505749 B CN111505749 B CN 111505749B CN 202010076909 A CN202010076909 A CN 202010076909A CN 111505749 B CN111505749 B CN 111505749B
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Abstract

透镜阵列具备：入射透镜集合体，由在一方向及与其正交的其它方向具有不同的光焦度的多个入射透镜在光焦度较大的其它方向上排列而成；以及出射透镜集合体，在一方向及与其正交的其它方向具有不同的光焦度的多个出射透镜的各个与多个入射透镜的各个在光学上对置地设置，并且在其它方向上排列，设定入射透镜集合体的各个入射透镜的透镜尺寸以便在照射面上从透镜阵列照射的光的多个照射范围的集合形成预先设定的照射区域，多个出射透镜的各个的照射范围与形成照射区域的不同位置的多个照射范围中的任意一个对应，并且设定多个出射透镜的各个的透镜顶点的位置以便多个照射范围分别与连接的其它的照射范围至少一部分相互重叠。

Description

透镜阵列以及照明光学装置
技术领域
本发明涉及透镜阵列以及照明光学装置。
背景技术
近年，作为LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、LCOS(Liquid Crystalon Silicon：硅上液晶)、DMD(Digital Micromirror Device：数字微镜设备)等空间调制元件的应用制品，ADB(配光可变型前照灯)的开发受到注目。以往的照明光学装置具备发光源、入射侧透镜以及出射侧透镜。而且，对于照明光学装置而言，入射侧透镜的至少一个开口形状成为比光源的光正好在被照射面成像的形状小的形状，调整面分布以便增高被照射面的中央部的照度，而降低周边部的照度。(参照专利文献1：段落0007)。
专利文献1：日本特开平09-222581号公报
然而，在以往的照明光学装置的结构中，为了在照射分布创造偏置，在入射侧透镜以及出射侧透镜中，需要相邻的单透镜的大小极端地变化的部分，成为相邻的单透镜的连接部分的阶差较大的出射侧透镜或入射侧透镜的结构。由此，对于入射侧透镜或出射侧透镜而言，若在照射分布具有偏置，则阶差变大，而制造变得困难。
发明内容
因此，本公开所涉及的实施方式以提供即使是在照射分布具有偏置的透镜结构也不形成较大的阶差的透镜阵列以及照明光学装置为课题。
本公开所涉及的实施方式的透镜阵列具备：入射透镜集合体，是在一方向以及与上述一方向正交的其它方向上具有不同的光焦度的多个入射透镜在光焦度较大的其它方向上排列而成的多个入射透镜的集合体；以及出射透镜集合体，是在上述一方向以及与上述一方向正交的上述其它方向上具有不同的光焦度的多个出射透镜的各个出射透镜与多个上述入射透镜的各个入射透镜在光学上对置地设置、并且上述多个出射透镜在上述其它方向上排列而成的出射透镜的集合体，关于上述入射透镜集合体，设定多个上述入射透镜的各个入射透镜的透镜尺寸，以便在照射面上从上述透镜阵列照射的光的多个照射范围的集合形成预先设定的照射区域，多个上述出射透镜的各个出射透镜的照射范围与形成上述照射区域的不同位置的多个上述照射范围中的任意一个对应，并且设定多个上述出射透镜的各个出射透镜的顶点的位置，以便多个上述照射范围的各个照射范围与相邻的其它的照射范围至少一部分相互重叠。
另外，本公开所涉及的实施方式的照明光学装置具备：第1光学部件，配置于来自光源的光路中，并使来自上述光源的光变为大致平行光；上述透镜阵列；第2光学部件，配置于来自上述透镜阵列的光的光路中；光调制装置，从上述第2光学部件入射光，并且改变光路并出射；以及投影透镜，投影来自上述光调制装置的光。
在本公开的实施方式所涉及的透镜阵列中，即使是在照射分布具有偏置的透镜结构，也不形成较大的阶差。
关于本公开的实施方式所涉及的照明光学装置，即使是在照射分布具有偏置的透镜结构，也不形成较大的阶差，而制造也变得容易，例如能够对适于前照灯的照射区域进行整形。
附图说明
图1是示意性地示出第1实施方式所涉及的透镜阵列与照射区域的关系的说明图。
图2是示意性地示出第1实施方式所涉及的透镜阵列的侧视图。
图3是示意性地示出第1实施方式所涉及的透镜阵列的入射透镜集合体侧的立体图。
图4是示意性地示出第1实施方式所涉及的透镜阵列的出射透镜集合体侧的立体图。
图5是示意性地示出的第1实施方式所涉及的透镜阵列的入射透镜以及出射透镜的光学上的对置关系的立体图。
图6是示意性地示出在第1实施方式所涉及的透镜阵列的水平方向照射的光的相对于透镜阵列的入射/出射位置与照射面中的照射位置的关系的说明图。
图7是用于对在第1实施方式所涉及的透镜阵列的照射区域的垂直方向照射的光的相对于透镜阵列的入射/出射位置与照射面中的照射位置的关系进行说明的说明图。
图8A是用于对从第1实施方式所涉及的透镜阵列的第1出射透镜组出射的光的照射范围的垂直方向上的照射位置进行说明的说明图。
图8B是用于对从第1实施方式所涉及的透镜阵列的第2出射透镜组出射的光的照射范围的垂直方向上的照射位置进行说明的说明图。
图8C是用于对从第1实施方式所涉及的透镜阵列的第3出射透镜组出射的光的照射范围的垂直方向上的照射位置进行说明的说明图。
图9A是示意性地示出入射透镜集合体由相同的垂直透镜宽度的入射透镜构成，且出射透镜集合体由相同的透镜宽度且与该入射透镜不同的透镜宽度的出射透镜构成的透镜阵列的第5变形例的示意图。
图9B是示意性地示出入射透镜集合体由相同的透镜宽度的入射透镜构成，且出射透镜集合体由相同的透镜宽度且与该入射透镜不同的透镜宽度的出射透镜构成的透镜阵列的第6变形例的示意图。
图10A是示意性地示出通过超环面透镜形成透镜阵列的入射透镜或者出射透镜的例子的说明图。
图10B是示出超环面透镜的结构的立体图。
图10C是示意性地示出透镜阵列的入射透镜以及出射透镜使用超环面透镜的例子的俯视图。
图11是用于对从超环面透镜出射的光与从柱面透镜出射的光的照射范围的关系进行说明的说明图。
图12A是示意性地示出通过照射范围的第1变形例形成的照射区域的示意图。
图12B是示意性地示出通过照射范围的第2变形例形成的照射区域的示意图。
图12C是示意性地示出通过照射范围的第3变形例形成的照射区域的示意图。
图13A是示意性地示出透镜阵列的第7变形例与照射区域的说明图。
图13B是示意性地示出透镜阵列的第8变形例与照射区域的说明图。
图14是示意性地示出本实施方式所涉及的照明光学装置的整体的立体图。
图15A是示意性地示出在本实施方式所涉及的照明光学装置中对第1光学部件使用反射光学系统的结构的说明图。
图15B是示意性地示出在本实施方式所涉及的照明光学装置中对第1光学部件使用其它的反射光学系统的结构的说明图。
图16是省略在作为一个例子而将本实施方式所涉及的照明光学装置应用于汽车的前照灯时的前侧部分的一部分而示意性地示出的立体图。
图17是示意性地示出作为一个例子而将本实施方式所涉及的照明光学装置应用于汽车的前照灯时的来自第1前照灯、第2前照灯以及基础灯的光的照射范围的说明图。
图18A是示意性地示出从本实施方式所涉及的照明光学装置照射的照射光的一个例子的说明图。
图18B是示意性地示出从本实施方式所涉及的照明光学装置照射的照射光的其它的一个例子的说明图。
图19A是示意性地示出从本实施方式所涉及的照明光学装置照射的照射光的第1明暗状态的说明图。
图19B是示意性地示出从本实施方式所涉及的照明光学装置照射的照射光的第2明暗状态的说明图。
图19C是示意性地示出从本实施方式所涉及的照明光学装置照射的照射光的第3明暗状态的说明图。
附图标记说明：10、10E～10H...透镜阵列；11A...入射透镜集合体；11B...出射透镜集合体；11a...入射透镜；11b...出射透镜；11a1...第1入射透镜；11b1...第1出射透镜；11a2...第2入射透镜；11b2...第2出射透镜；11a3...第3入射透镜；11b3...第3出射透镜；11NL1...第1入射透镜组；11UL1...第1出射透镜组；11NL2...第2入射透镜组；11UL2...第2出射透镜组；11NL3...第3入射透镜组；11UL3...第3出射透镜组；11RA1...入射侧凹曲面；11RB1...出射侧凸曲面；11RA2...入射侧凸曲面；11RB2...出射侧凹曲面；11RA3...入射侧凸曲面；11RB3...出射侧凹曲面；20...光源；30...第1光学部件；31...第1准直透镜；32...第2准直透镜；40...凹透镜；50...反射镜；55...第2光学部件；60...光调制装置；70...投影透镜；100...照明光学装置；CL...透镜面中心；E1...第1照射区域；E2...第2照射区域；EA...照射区域；EA1、EA2、EA3...照射范围；HCL...区域中心；TLb...出射透镜的透镜顶点；TLa...入射透镜的透镜顶点。
具体实施方式
以下，参照适当的附图，对发明所涉及的实施方式进行说明。但是，在以下说明的形态用于将本发明的技术思想具体化，只要没有特定的记载，就不将本发明限定于以下内容。另外，关于附图示出的部件的大小、位置关系等，存在为了使说明明确而夸张的情况。另外，在参照的附图中，作为一个例子，将透镜阵列的Z方向以及上下方向设为垂直方向，将透镜阵列的X方向以及宽度方向设为水平方向，将透镜阵列的Y方向设为厚度方向来进行说明。并且，透镜阵列将入射透镜集合体设为正面。
(透镜阵列的概要以及照射区域的概要)
如图1至图4所示，透镜阵列10具备：多个入射透镜集合体11A，在一方向(X方向：水平方向)以及与其正交的其它方向(Z方向：垂直方向)具有不同的光焦度(聚光力)的多个入射透镜11a在光焦度较大的其它方向上排列；以及出射透镜集合体11B，在一方向以及与其正交的其它方向具有不同的光焦度的多个出射透镜11b的各个与多个入射透镜11a的各个在光学上对置地设置，并且多个出射透镜11b在其它方向上排列。而且，对于入射透镜集合体11A而言，设定各个入射透镜11a的透镜尺寸，以便在照射面上从透镜阵列10照射的光的多个照射范围的集合形成预先设定的照射区域EA。另外，多个出射透镜11b的各个的照射范围与形成照射区域EA的不同的位置的多个照射范围中的任意一个对应，并且设定多个出射透镜11b的各个的顶点TLb(参照图5)的位置，以便多个照射范围的各个照射范围与相邻的其它的照射范围至少一部分相互重叠。
此外，在图1至图8C中，作为一个例子，对透镜阵列10的入射透镜11a的尺寸(尺寸)使用全部相同的水平透镜宽度而垂直透镜宽度不同的3个种类的情况，并且出射透镜11b全部使用相同的水平透镜宽度且相同的垂直透镜宽度的情况进行说明。
如图1所示，另外，透镜阵列10的照射区域EA被大致区分而通过第1照射范围E1、第2照射范围E2以及第3照射范围E3来设定。而且，照射区域EA设定为成为规定的光照射强度的分布，在这里，设定为成为中央的光照射强度较强的分布，即中央变得明亮。另外，在透镜阵列10配置以多个透镜为1组的多个入射透镜组，这些入射透镜组的各自的入射透镜的垂直透镜宽度随着朝向透镜面中心CL而减小。
此外，如图2以及图5所示，所谓的在光学上对置是指向一个入射透镜11a入射的光(BL)从对应的一个出射透镜11b出射这样的位置关系。另外，在这里，以使用从光的入射方向观察的形状为矩形的透镜为例进行说明，所谓透镜尺寸，设为表示水平透镜宽度以及垂直透镜宽度亦即X方向以及Z方向上的尺寸。并且，在各图中，示出光路的线、以及示出光照射的区域、范围等的线是为了帮助理解而记载的，实际上不存在。
(入射透镜)
以下，适当地参照图1至图5，对入射透镜11a进行说明。
入射透镜集合体11A由多个入射透镜11a形成。入射透镜11a入射来自光源侧的光，并向在光学上对置的出射透镜11b供给入射的光。作为一个例子，入射透镜11a由水平透镜宽度相同而垂直透镜宽度不同的矩形的凸型柱面透镜形成。凸型柱面透镜是在成为一方向的水平方向无光焦度亦即聚光力，而在与该水平方向正交的其它方向亦即垂直方向具有光焦度亦即聚光力的透镜。入射透镜11a在这里使用垂直透镜宽度不同的第1入射透镜11a1、第2入射透镜11a2以及第3入射透镜11a3。入射透镜11a通过在垂直方向(Z方向：其它方向)相互接触地排列而形成入射透镜集合体11A。此外，入射透镜11a形成为：若进行排列，则如图2所示，在入射透镜集合体11A中，入射透镜面的形状成为波型。即，对入射透镜集合体11A而言，入射透镜面形成为形成垂直方向上的中央朝向相对的出射透镜集合体11B凹陷的入射侧凹曲面11RA1，且形成其两端侧凸起的入射侧凸曲面11RA2、11RA3的曲面的波型。
此外，根据入射侧凹曲面11RA1以及入射侧凸曲面11RA2、11RA3的垂直方向的位置而形成的曲面形状因入射透镜11a的垂直透镜宽度不同的透镜的排列顺序而不同。即，在入射透镜集合体11A中，在垂直方向上在透镜面中心CL附近配置垂直透镜宽度较小的第3入射透镜11a3，设置第2入射透镜11a2以及第1入射透镜11a1，以便随着从第3入射透镜11a3朝向入射透镜集合体11A的垂直方向的上下端侧而垂直透镜宽度变大。由此，在入射透镜集合体11A中，成为在透镜面中心CL附近形成入射侧凹曲面11RA1且在其上下侧形成入射侧凸曲面11RA2、11RA3的形状。
(第1入射透镜)
如图1至图3所示，第1入射透镜11a1形成为凸状的柱面透镜的透镜顶点TLa(参照图5)的位置成为能够向分别在光学上对置的第1出射透镜11b1入射的位置。在这里，第1入射透镜11a1形成为向在第1照射范围E1出射光的第1出射透镜11b1供给光。第1入射透镜11a1通过使相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的透镜排列而在垂直方向设置一个或者多个。作为一个例子，第1入射透镜11a1在入射透镜集合体11A中从上端侧以及下端侧起设置有规定数量(第1个以及第2个)。而且，第1入射透镜11a1作为以多个(在这里为2个)透镜为1组的第1入射透镜组11NL1而分别设置在上端侧以及下端侧。第1入射透镜组11NL1通过排列相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的第1入射透镜11a1而形成。另外，第1入射透镜组11NL1分离地配置于2处以便在垂直方向上相对于透镜面中心CL的位置成为上下对称。
在第1入射透镜组11NL1中，形成透镜顶点TLa的位置，以便使来自第1入射透镜11a1的光向对置的第1出射透镜组11UL1的第1出射透镜11b1入射。对于入射透镜11a而言，设定透镜顶点TLa的偏芯量，以便使来自第1入射透镜11a1的光向在光学上对置的出射透镜11b入射，设定透镜尺寸以便设定照射区域的范围。即，在关于第1入射透镜11a1的中心而与透镜的中心对置地设置第1出射透镜11b1的中心的情况下，将第1入射透镜11a1的透镜顶点TLa的位置无偏芯量地形成，以便与第1入射透镜11a1的中心一致。另外，第1入射透镜11a1在透镜的中心不与第1出射透镜11b1的中心对置的情况下，调整偏芯量而将透镜顶点TLa的位置偏芯地形成，以便与连接第1入射透镜11a1的中心与第1出射透镜11b1的中心的光轴一致。而且，第1入射透镜11a1的尺寸决定为成为设定第1照射范围E1的垂直方向的大小的垂直透镜宽度、用于确定透镜的大小的规定的水平透镜宽度。而且，第1照射范围E1形成为使与第1入射透镜11a1的透镜宽度对应的大致相似形状的各个照射域重叠多个而排列并将之合计后的区域。入射透镜11a的垂直透镜宽度对应于大致相似形状的各个照射域的垂直方向尺寸而被反映。另外，入射透镜11a的水平透镜宽度决定透镜的机械大小。而且，向入射透镜11a入射的光的入射角度影响照射的区域的水平方向尺寸，该入射角度反映为照射区域的水平方向尺寸。
(第2入射透镜)
第2入射透镜11a2形成为透镜顶点TLa的位置成为能够向分别在光学上对置的第2出射透镜11b2入射的位置。在这里，第2入射透镜11a2形成为向照射第2照射范围E2的第2出射透镜11b2供给光。第2入射透镜11a2使用形成为与第1入射透镜11a1相同的水平透镜宽度且垂直透镜宽度比第1入射透镜11a1小的凸状的柱面透镜。第2入射透镜11a2排列地配置为相对于入射透镜集合体11A的透镜面中心CL成为上下对称。
如图2以及图3所示，作为一个例子，第2入射透镜11a2形成为相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的透镜在垂直方向以一个或者多个排列。另外，第2入射透镜11a2在入射透镜集合体11A中，从上端侧以及下端侧与第1入射透镜11a1连续地排列设置规定数量(第三个以及第四个)。而且，2个第2入射透镜11a2形成第2入射透镜组11NL2。第2入射透镜组11NL2通过相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的第2入射透镜11a2排列而形成。另外，第2入射透镜组11NL2远离地配置于2处以便在垂直方向上相对于透镜面中心CL的位置成为上下对称。关于第2入射透镜11a2的尺寸以及光的入射角度与第2照射范围E2的关系、以及透镜顶点TLa的偏芯量的调整，与已经说明的第1入射透镜11a1相同。
(第3入射透镜)
第3入射透镜11a3的透镜顶点TLa的位置形成为向在光学上对置的第3出射透镜11b3入射光。在这里，第3入射透镜11a3形成为向照射第3照射范围E3的第3出射透镜11b3供给光。第3入射透镜11a3形成为比第2入射透镜11a2的垂直透镜宽度小。第3入射透镜11a3将相同的垂直透镜宽度的透镜排列规定数量(第5至第8个)来设置。
而且，第3入射透镜11a3作为以多个(在这里为4个)透镜为1组的第3入射透镜组11NL3设置于入射透镜集合体11A的垂直方向的中央。第3入射透镜组11NL3通过相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的第3入射透镜11a3排列而形成。另外，第3入射透镜组11NL3配置为在垂直方向上相对于成为透镜面中心CL的位置对称。
在第3入射透镜组11NL3中，形成透镜顶点TLa的位置以便使来自第3入射透镜11a3的光向对置的第3出射透镜组11UL3的第3出射透镜11b3入射。对于第3入射透镜11a3的尺寸以及光的入射角度与第3照射范围E3的关系、以及透镜顶点TLa的偏芯量，与已经说明的第1入射透镜11a1相同。
此外，在入射透镜11a中，设为调整透镜顶点TLa的偏芯量以便向出射透镜11b入射光而进行了说明，但是在这里所说的调整偏芯量也包含在连接入射透镜以及出射透镜的中心的光轴上形成有透镜顶点TLa的情况。即，对入射透镜11a而言，透镜顶点TLa形成为向对置的出射透镜11b供给光即可。
(出射透镜)
接下来，适当地参照图1至图8C，对出射透镜11b进行说明。此外，设为出射透镜11b在出射透镜集合体11B中为全部的垂直透镜宽度以及全部的水平透镜宽度设置为相同的大小(尺寸)的结构来进行说明。
出射透镜11b入射来自入射透镜11a的光并向预先设定的方向的照射区域EA(参照图1、图6以及图7)射出光。作为一个例子，出射透镜11b配置于光被入射透镜11a较大幅度地折射的、即光焦度较大的方向的入射透镜11a的焦点周围的位置。出射透镜11b在这里使用凸状的柱面透镜。而且，各个出射透镜11b在能够入射来自在光学上对置的入射透镜11a的光的在光学上对置的位置分别配置于垂直方向(Z方向，其它方向)。出射透镜11b具备第1出射透镜11b1、第2出射透镜11b2以及第3出射透镜11b3。出射透镜11b通过使第1出射透镜11b1至第3出射透镜11b3相邻地排列来形成出射透镜集合体11B。
此外，如图2所示，出射透镜11b若进行排列，则在出射透镜集合体11B中，透镜面的形状成为波型。即，出射透镜集合体11B形成为透镜面的形状成为出射侧凸曲面11RB1以及出射侧凹曲面11RB2、11RB3沿着垂直方向连续而在侧视下成为曲面状的波型。通过以上内容，在出射透镜集合体11B中，成为在透镜面中心CL附近形成出射侧凸曲面11RB1并在其上下侧形成出射侧凹曲面11RB2、11RB3的形状。出射透镜集合体11B的透镜面形成为与入射透镜集合体11A的透镜面大致平行。另外，出射透镜集合体11B设置为来自出射透镜11b的光经由光学系统照射于照射面中的照射区域EA。
(第1出射透镜)
如图1至图3所示，第1出射透镜11b1射出光以便通过来自第1入射透镜11a1的光照射第1照射范围E1。第1出射透镜11b1设置为一个或者多个相同的形状的透镜排列。作为一个例子，第1出射透镜11b1在出射透镜集合体11B中从出射透镜集合体11B的上端侧以及下端侧排列第1个以及第2个而形成。而且，第1出射透镜11b1形成为以多个(在这里为2个)透镜为1组的第1出射透镜组11UL1并分别设置于出射透镜集合体11B的上端以及下端。第1出射透镜组11UL1通过相同的垂直透镜宽度以及相同的水平透镜宽度的第1出射透镜11b1排列而形成。另外，第1出射透镜组11UL1分离地配置于2处以便在垂直方向上相对于成为透镜面中心CL的位置成为上下对称。
(第1出射透镜及其照射范围)
在第1出射透镜组11UL1中，各个第1出射透镜11b1形成有透镜顶点TLb的位置，以便使来自第1入射透镜11a1的光向照射面的第1照射范围E1射出。在第1出射透镜组11UL1中，分别形成各第1出射透镜11b1的透镜顶点TLb，以便从出射透镜集合体11B的上端侧以及下端侧向第1照射范围E1照射的光重叠。
此外，如图8A所示，在透镜阵列10中，第1出射透镜组11UL1由于相对于透镜面中心CL对称地形成于2处，因此通过来自该2处的第1出射透镜组11UL1的光形成第1照射范围E1。
(第2出射透镜)
第2出射透镜11b2入射来自第2入射透镜11a2的光并朝向第2照射范围E2照射光。第2出射透镜11b2设置为一个或者多个相同的形状的透镜排列。作为一个例子，第2出射透镜11b2在出射透镜集合体11B中从上端侧以及下端侧排列第三个以及第四个而形成。而且，第2出射透镜11b2形成为以多个(在这里为2个)透镜为1组的第2出射透镜组11UL2并分别设置于与上端侧以及下端侧的第1出射透镜组11UL1连续的位置。第2出射透镜组11UL2分离地配置于2处以便在垂直方向上相对于成为透镜面中心CL的位置成为上下对称。
(第2出射透镜及其照射范围)
如图1以及图8B所示，在第2出射透镜组11UL2中，第2出射透镜11b2偏芯地形成透镜顶点TLb的位置，以便能够向第2照射范围E2照射光。而且，第2照射范围E2由在出射透镜集合体11B中从2处的第2出射透镜组11UL2的各第2出射透镜11b2照射的光的集合形成。
(第3出射透镜)
第3出射透镜11b3入射来自第3入射透镜11a3的光并朝向第3照射范围E3照射光。第3出射透镜11b3设置为一个或者多个相同的形状的透镜排列。作为一个例子，第3出射透镜11b3在出射透镜集合体11B中从上端侧以及下端侧排列第5个以及第6个而形成。即，第3出射透镜11b3在出射透镜集合体11B的中央连续地配置4个。第3出射透镜11b3形成为以多个(在这里为4个)透镜为1组的第3出射透镜组11UL3并在中央与第2出射透镜组11UL2连续设置。第3出射透镜组11UL3连续地配置为在垂直方向上相对于成为透镜面中心CL的位置成为上下对称。
(第3出射透镜及其照射范围)
如图1以及图8C所示，在第3出射透镜组11UL3中，第3出射透镜11b3形成有透镜顶点TLb的位置，以便能够向第3照射范围E3照射光。而且，第3照射范围E3由在出射透镜集合体11B中从中央的第3出射透镜组11UL3的各第3出射透镜11b3照射的光的集合形成。
(照射区域以及照射范围)
如图1、图8A所示，照射区域EA设定为在照射面成为与第1照射范围E1相同的大小。此外，照射区域EA以及第1照射范围E1由于线重叠而难以理解，因此在图1中将线的位置错开而示出。照射区域EA由在照射面中设定为至少一部分重叠的第1照射范围E1至第3照射范围E3的集合形成。而且，在照射区域EA中，调整为第1照射范围E1、第2照射范围E2以及第3照射范围E3的中央重叠，使得光照射的区域的中央的光照射强度变得最高。即，在入射透镜集合体11A中，设定各个入射透镜组的入射透镜11a的各自的垂直透镜宽度，以便形成第1照射范围E1、第2照射范围E2以及第3照射范围E3的垂直方向上的照射宽度。而且，在出射透镜集合体11B中，形成出射透镜11b的各透镜顶点TLb，以便在照射区域EA的中央，第1照射范围E1、第2照射范围E2以及第3照射范围E3的各自的中心重叠。
(照射区域)
对于照射区域EA而言，在像柱面透镜那样的正交的一方与另一方具有不同的光焦度(聚光力)的情况下，水平方向的照射的区域通过向入射透镜11a入射的光的角度来设定，垂直方向的照射的区域通过入射透镜11a的垂直透镜宽度来设定。此外，在透镜阵列10中，设为作为平行光而入射光，但因在这里使用的光源是非点光源的LED，因而因在光源存在扩散，而在光中形成入射角度，通过该入射角度来设定第1照射范围E1至第3照射范围E3的水平区域的范围。而且，在透镜阵列10中，通过多个第1入射透镜组11NL1的第1入射透镜11a1的垂直透镜宽度来决定第1照射范围E1的垂直方向的照射宽度，通过第1出射透镜组11UL1的第1出射透镜11b1的透镜顶点TLb的位置来设定照射方向。
因此，在透镜阵列10中，能够将分布设定为中央的光照射强度相对于照射区域EA整体而言较高，朝向照射区域EA的上下端而光照射强度变低，从而射出光以便成为所希望的灰度分布。
另外，如图8A至图8C所示，第1照射范围E1设定为与长方形的照射区域EA相等的大小，通过从设置于透镜阵列10的上下2处的第1出射透镜组11UL1射出光而由其集合形成。同样地，第2照射范围E2由从设置于透镜阵列10的上下2处的第2出射透镜组11UL2朝向长方形的照射区域EA的中央区域照射的光的集合形成。同样地，第3照射范围E3由从设置于透镜阵列10的中央的第3出射透镜组11UL3朝向长方形的照射区域EA的中央区域照射的光的集合形成。
因此，在透镜阵列10中，能够容易地设定为相对于照射区域的整体而言区域中心HCL附近的光照射强度较高，随着朝向区域上侧以及下侧而光照射强度变低这样的分布。另外，通过将第2照射范围E2以及第3照射范围E3设定为相对于作为照射区域EA的第1照射范围E1而言，垂直范围为50％以下，从而能够使照射区域EA内的光照射强度的分布的调整容易进行，能够提高设定的自由度。
另外，在透镜阵列10中，配置各透镜组以及各透镜以便成为相对于透镜面中心CL在垂直方向上对称。而且，第1出射透镜11b1至第3出射透镜11b3将水平透镜宽度以及垂直透镜宽度设定为相等。由此，在形成透镜阵列10时，也能够容易对齐且容易连接各透镜来进行形成。
此外，在透镜阵列10中，设为在入射侧使用垂直透镜宽度不同的3个种类的输入透镜组来进行了说明，但垂直透镜宽度不同的入射透镜组的种类的数量为2个以上即可，其数量不限定，例如为4～10个等。
并且，设为在出射侧使用垂直透镜宽度相同的透镜来形成而进行了说明，但也可以设为将出射侧的透镜与入射侧的透镜的垂直透镜宽度匹配地形成。
在由这样的出射透镜构成的出射透镜集合体11B中，因出射透镜11b的垂直透镜宽度不同的透镜的排列顺序而透镜面的形状不同。即，在出射透镜集合体11B中，在垂直方向上在透镜面中心CL配置垂直透镜宽度较小的第3出射透镜11b3，第2入射透镜11a2以及第1入射透镜11a1设置为随着从透镜面中心CL朝向垂直方向的上下端侧而垂直透镜宽度变大。
(透镜阵列的变形例)
透镜阵列也能够作为以下所示的变形例而形成。此外，在第1至第4变形例的透镜阵列中，作为一个例子，将第1出射透镜11b1至第3出射透镜11b3形成为全部相同的垂直透镜宽度。
改变入射透镜集合体11A的透镜组的排列顺序而形成以下所示的透镜阵列。
例如，第1变形例中的透镜阵列也可以在透镜面中心CL附近配置垂直透镜宽度为中等大小的第2入射透镜11a2的第2入射透镜组11NL2，并在第2入射透镜组11NL2的上下配置由垂直透镜宽度最小的第3入射透镜11a3构成的第3入射透镜组11NL3。而且，也可以透镜阵列在上侧的第3入射透镜组11NL3的上方和下侧的第3入射透镜组11NL3的下方分别配置由垂直透镜宽度最大的第1入射透镜11a1构成的第1入射透镜组11NL1。在该透镜阵列中，各透镜组配置为在垂直方向上相对于透镜面中心CL对称。
另外，第2变形例中的透镜阵列也可以在透镜面中心CL附近配置由透镜宽度最小的第3入射透镜11a3构成的第3入射透镜组11NL3，并在第3入射透镜组11NL3的上下配置由垂直透镜宽度最大的第1入射透镜11a1构成的第1入射透镜组11NL1。而且，也可以透镜阵列在上侧的第1入射透镜组11NL1的上方和下侧的第1入射透镜组11NL1的下方分别配置由垂直透镜宽度中等的第2入射透镜11a2构成的第2入射透镜组11NL2。在该透镜阵列中，各透镜组配置为在垂直方向上相对于透镜面中心CL对称。
并且，第3变形例中的透镜阵列也可以在透镜面中心CL附近配置由垂直透镜宽度最大的第1入射透镜11a1构成的第1入射透镜组11NL1，并在第1入射透镜组11NL1的上下配置由垂直透镜宽度中等的第2入射透镜11a2构成的第2入射透镜组11NL2。而且，也可以透镜阵列在上侧的第2入射透镜组11NL2的上方和下侧的第2入射透镜组11NL2的下方分别配置由垂直透镜宽度最小的第3入射透镜11a3构成的第3入射透镜组11NL3。在该透镜阵列中，各透镜组配置为在垂直方向上相对于透镜面中心CL对称。
而且，第4变形例中的透镜阵列也可以在透镜面中心CL附近配置由垂直透镜宽度中等的第2入射透镜11a2构成的第2入射透镜组11NL2，并在第2入射透镜组11NL2的上下配置由垂直透镜宽度最大的第1入射透镜11a1构成的第1入射透镜组11NL1。而且，也可以透镜阵列在上侧的第1入射透镜组11NL1的上方和下侧的第1入射透镜组11NL1的下方分别配置由垂直透镜宽度最小的第3入射透镜11a3构成的第3入射透镜组11NL3。在该透镜阵列中，各透镜组配置为在垂直方向上相对于透镜面中心CL对称。
在以上说明的第1至第4变形例的各透镜阵列中，将入射透镜11a的垂直透镜宽度设为3个不同的尺寸，因此能够调整出射透镜11b的透镜顶点TLb的偏芯量，从而例如能够向从图1所示的照射区域EA的第1照射范围E1至第3照射范围E3照射光。
另外，也可以将透镜阵列设为图9A以及图9B所示的结构。此外，在图9A中，作为一个例子，将入射透镜的垂直透镜宽度设为相等并且将出射透镜的垂直透镜宽度设为相等来进行说明。另外，在图9B中，作为一个例子，将入射透镜的垂直透镜宽度设为相等并且将出射透镜的垂直透镜宽度设为相等，并且将入射透镜的垂直透镜宽度形成为比出射透镜的垂直透镜宽度小来进行说明。
如图9A所示，透镜阵列10E将在垂直方向上排列的入射透镜11a以及出射透镜11b的垂直透镜宽度形成为相同。而且，在透镜阵列10E中，形成出射透镜11b的透镜顶点TLb，以便第1照射范围E1、第2照射范围E2以及第3照射范围E3缓缓地由上向下偏移而设定。并且，将第1照射范围E1至第3照射范围E3的集合设为照射区域EA。在第1照射范围E1至第3照射范围E3中，设定为其一部分相互重叠，形成为照射区域EA的中央的光照射强度变高。此外，在透镜阵列10E中，出射透镜面形成为与垂直方向的上下端侧相比中央凹陷的状态。
并且，如图9B所示，透镜阵列10F将在垂直方向上排列的入射透镜11a的垂直透镜宽度形成为相同，将在垂直方向上排列的出射透镜11b的垂直透镜宽度形成为相同，并且形成为入射透镜11a的垂直透镜宽度比出射透镜的垂直透镜宽度小。另外，透镜阵列10F形成为入射透镜面以及出射透镜面成为大致同心圆状的圆弧状。若将图9A、9B的照射区域EA的大小设为相同，则在透镜阵列10F中，第1照射范围E1至第3照射范围E3的光照射强度变得比透镜阵列10E高。这是由于入射透镜11a的入射透镜的垂直透镜宽度比透镜阵列10E的入射透镜11a小，且出射透镜11b的垂直透镜宽度在透镜阵列10E、10F中相同，从而能够针对透镜阵列10F将照射面上的各照射区域的垂直方向的宽度减小。由此，透镜阵列10F在光重叠的部分能够使光照射强度比透镜阵列10E高。
如以上说明的那样，在各透镜阵列10等中，以使用柱面透镜来形成为例进行了说明，但如图10A～图10C所示，也可以使用超环面透镜(Toroidal Lens)11t。超环面透镜11t能够作为入射透镜以及/或者出射透镜使用。此外，在各透镜阵列10、10A～10F中，在使用超环面透镜11t的情况下，能够将在水平方向上为相同的曲率的透镜作为入射透镜以及/或者出射透镜使用。超环面透镜11t是在垂直方向具有较大的曲率即较大的聚光力，在与垂直方向正交的水平方向具有比垂直方向小的曲率即较小的聚光力的透镜。
通过将超环面透镜11t用于出射透镜11b，如图11所示，对透镜阵列而言，与使用柱面透镜的照射区域EAS相比，如使用超环面透镜11t的照射区域EAT所示那样能够在水平方向上将照射区域形成得较大。
在如图10C所示那样，将超环面透镜11t使用为入射透镜以及出射透镜的情况下，在照射区域EA中，与使用柱面透镜的情况相比，能够进一步扩大照射的区域。
(作为应用例的照射区域的结构)
另外，在透镜阵列10、10E～10F中，以将照射区域EA设定为第1照射范围E1～第3照射范围E3为例进行了说明。然而，例如如图12A至图12C所示，也可以设为照射区域由多个照射范围的集合形成、由面积不同的多个照射范围的集合形成。此外，在图12C中，由于示出照射范围的线重叠而难以理解，因此改变照射的水平方向的范围而示出，但设为水平方向的范围的大小相同来进行说明。另外在以下，为简单起见，假定只由单透镜构成的入射透镜集合体11A以及出射透镜11B(未图示这些集合体)来进行说明，但不言而喻，也可以代替单透镜而使用由多个透镜构成的透镜组。
例如，如图12A所示，也可以将第2照射范围E2设为第1照射区部E2a以及第2照射区部E2b的集合。这种情况下，例如，若为透镜阵列10，则能够通过调整透镜顶点TLb的偏芯量，以便通过2个第2出射透镜11b2的一方照射第1照射区部E2a，通过2个第2出射透镜11b2的另一方照射第2照射区部E2b，来形成这些照射区部。
另外，如图12B所示，也可以设定为：通过第1照射范围E1以及第2照射范围E2覆盖照射区域EA的整体的区域，通过第3照射范围E3提高照射区域EA的中央的光照射强度。这种情况下，例如，能够通过将第1入射透镜以及第2入射透镜的垂直透镜宽度设为相同，减小第3入射透镜的垂直透镜宽度，并且调整出射透镜的透镜顶点TLb的偏芯量来设定照射方向，从而形成这些照射范围。
而且，如图12C所示，也可以设为：由第1照射区部E1a以及第2照射区部E1b形成第1照射范围E1，由第1照射区部E2a以及第2照射区部E2b形成第2照射范围E2，由第1照射区部E3a以及第2照射区部E3b形成第3照射范围E3。这种情况下，例如，若为透镜阵列10，则能够通过将分别各2个的第1出射透镜11b1～第3出射透镜11b3的一方和另一方分配至第1照射区部以及第2照射区部，来形成这些照射范围。
并且，也能够是图13A以及图13B所示的那样的透镜阵列10G、10H的结构。此外，在图13B所示的第1照射范围E1与第2照射范围中，由于线重叠而难以理解，因此适当地改变水平方向的大小而示出，但设为在这些照射范围中向相同的水平方向的范围照射光来进行说明。
如图13A所示，透镜阵列10G通过第1入射透镜11a1以及第2入射透镜11a2形成入射透镜集合体11A，在这里，将第1入射透镜11a1的垂直透镜宽度形成得比第2入射透镜11a2的垂直透镜宽度大。另外，透镜阵列10G通过垂直透镜宽度相同的出射透镜11b1、11b2形成出射透镜集合体11B。
透镜阵列10G设定为通过来自出射透镜11b1、11b2的光而在照射面成为规定的照射区域EA，通过第1照射范围E1以及第2照射范围E2形成照射区域EA。而且，在照射区域EA中，形成为第2照射范围E2的一部分重叠于第1照射范围E1的一部分。即，在透镜阵列10G中，将一方的出射透镜11b1的透镜顶点TLb的位置形成为朝向第1照射范围E1进行照射，并且将另一方的出射透镜11b2的透镜顶点TLb的位置形成为朝向第2照射范围E2进行照射。
另外，如图13B所示，在透镜阵列10H中，作为入射透镜集合体11A，具备垂直透镜宽度相互不同的第1入射透镜11a1以及第2入射透镜11a2，作为出射透镜集合体11B，具备垂直透镜宽度相同的出射透镜11b1、11b2。第1入射透镜11a1在垂直方向上配置于入射透镜集合体11A的上端与下端。第2入射透镜11a2在垂直方向上在入射透镜集合体11A的中央配置有3个透镜。而且，第2入射透镜11a2通过3个透镜形成第2入射透镜组11NL2。出射透镜11b1、11b2形成为在垂直方向上配置于出射透镜集合体11B的上端与下端的第1出射透镜11b1射出来自第1入射透镜11a1的光，配置于出射透镜集合体11B的中央的3个第2出射透镜11b2射出来自第2入射透镜11a2的光。另外，中央的3个第2出射透镜11b2形成第2出射透镜组11UL2。该透镜阵列10H通过单体的透镜和由多个透镜构成的透镜组形成。
基于透镜阵列10H的照射区域EA例如由第1照射范围E1以及第2照射范围E2的集合形成。第1照射范围E1由第1照射区部E1a和第2照射区部E1b形成。另外，第2照射范围E2由第1照射区部E2a、第2照射区部E2b以及第3照射区部E2c形成。
在透镜阵列10H中，一方的第1出射透镜11b1调整透镜顶点TLb的偏芯量而形成，以便向第1照射范围E1的第1照射区部E1a照射光，另一方的第1出射透镜11b1调整透镜顶点TLb的偏芯量而形成，以便向第2照射区部E1b照射光。
另外，在透镜阵列10H中，各个第2出射透镜11b2调整透镜顶点TLb的偏芯量而形成，以便向第2照射范围E2的第1照射区部E2a至第3照射区部E2c分别照射光。
如以上的说明的那样，图13A中示出的透镜阵列10G作为最小的结构而具备2个入射透镜以及2个出射透镜即可，能够通过单透镜的集合来形成。另外，图13B中示出的透镜阵列10H能够通过基于单透镜以及透镜组的组合来形成。
因此，在通过图1至图13B进行了说明的各透镜阵列中，能够仅通过单透镜、或仅通过透镜组、或通过单透镜及透镜组来形成。
(照明光学装置)
接下来，参照图14，对照明光学装置100进行说明。此外，在这里，设为将透镜阵列10作为一个例子使用的结构进行说明，但当然也可以使用其它的透镜阵列。
照明光学装置100例如作为车辆、船舶或是航空器的各种灯具使用。照明光学装置100具备：第1光学部件30，配置于来自光源20的光路中并将来自光源20的光变为大致平行光；透镜阵列10，将来自第1光学部件30的光设为所希望的光照射强度的分布并射出；第2光学部件55，配置于来自透镜阵列10的光的光路中；光调制装置60，从第2光学部件55入射光而改变光路并出射；以及投影透镜70，投影来自光调制装置60的光。此外，从光源20至投影透镜70的部分收纳于框架内。
光源20例如构成为射出白色的光。光源20例如使用将发光元件收纳于封装体并设置有透光性部件的发光装置。在这里使用的发光元件能够使用公知的元件，例如优选使用发光二极管、激光二极管。另外，对于发光元件而言，例如作为蓝色、绿色的发光元件，能够使用利用了氮化物系半导体(InXAlYGa1-X-YN，0≤X，0≤Y，X+Y≤1)、GaP的元件。并且，作为红色的发光元件，另外也能够使用GaAlAs、AlInGaP等。此外，发光元件能够使用由上述以外的材料构成的半导体发光元件。另外，发光元件能够根据目的而适当地选择组成、发光色、大小、个数等。
另外，封装体例如由安装发光元件的引线架、布线等导电部件和陶瓷、树脂成形体形成。在封装体的树脂成形体中，环氧树脂、有机硅树脂等与反射性部件一同使用。封装体的陶瓷使用氧化铝、氮化铝。经由导电部件进行发光元件与外部的电连接。透光性部件设置为覆盖安装于引线架的内引线部分的发光元件。透光性部件也可以为含有荧光体等波长变换部件、光扩散材料的结构。
作为一个例子，第1光学部件30使用准直透镜，在这里，通过第1准直透镜31以及第2准直透镜32将来自光源20的光变为平行光。在这里，使用的准直透镜若是能够将来自光源20的光变为平行光的结构，则即是凹透镜以及凸透镜的组合、凸透镜的组合等通过复合透镜构成的结构、或通过单透镜构成的结构，也没关系。
透镜阵列10具备已经进行了说明的结构。设定为通过该透镜阵列10向光调制装置60的照射面照射所希望的光照射强度的分布。此外，对于透镜阵列10而言，若得到所希望的光照射强度的分布，则不限制透镜组的数量、透镜列的数量。另外，透镜阵列10不特别地限定入射透镜集合体11A的透镜面的形状或出射透镜集合体11B的透镜面的形状。
第2光学部件55配置于透镜阵列10与光调制装置60之间的光路中，以便使来自透镜阵列10的光向光调制装置60的照射面入射。该第2光学部件55在这里使用凹透镜40以及反射镜50。凹透镜40是用于使来自透镜阵列10的光聚光于光调制装置60的透镜。该凹透镜40进行聚光以使从透镜阵列10射出的光经由反射镜50向光调制装置60的反射面的范围照射。反射镜50调整向光调制装置60的入射角度。
光调制装置60能够对通过透镜阵列10设为所希望的光强度的分布并经由第2光学部件55送来的光改变光路，并且布光可变地输出该光。该光调制装置60例如是DMD(DigitalMicromirror Device)。光调制装置60能够控制多个微镜来调整希望朝向投影透镜70输出光的部分和不希望朝向投影透镜70输出光的部分。由于从反射镜50送来的光已经具有所希望的光强度的分布，因此光调制装置60能够在能够以这样的光强形成分布且无光强损失的状态下将通过微镜反射光并向投影透镜70送出。即，在光调制装置60中，例如，作为在前照灯所需要的光度分布而在整体的照射区域的中央的光强较高而朝向照射区域的周缘光强变低这样的分布中，能够作为无光束的损失状态来实现具有偏置的特性。此外，光调制装置60作为一个例子形成为将通过反射镜50反射的光向投影透镜70反射并发送。
投影透镜70将从光调制装置60送来的光放大并向成像面射出。也可以该投影透镜70通过单一透镜或复合透镜而构成。投影透镜70向离该投影透镜70预先设定的距离的成像面送出从光调制装置60送来的所希望的光强的分布的状态的光。
在具备以上的结构的照明光学装置100中，能够将来自光源20的光经由透镜阵列10调整为所希望的光强的分布，并通过光调制装置60以无光束的损失的状态输出并通过投影透镜70向外部照射光。另外，透镜阵列10不在相邻的单透镜的连接部分形成较大的阶差而形成变得容易。
(照明光学装置的变形例)
此外，在照明光学装置100中，作为第1光学部件30，也可以是图15A以及图15B所示的那样的结构。
如图15A所示，也可以是第1光学部件30A是被设置为抛物面反射镜33的结构。抛物面反射镜33配置为将从光源20照射的光反射并作为平行光向透镜阵列10入射。此外，在使用抛物面反射镜33时，光源20设置为将来自光源20的光朝向抛物面反射镜33照射。而且，光源20配置于抛物面反射镜33的焦点位置。
如图15B所示，作为第1光学部件30B，也可以是具有椭圆反射镜34的结构。椭圆反射镜34使用椭圆曲面的上半部分将来自光源20的光反射并作为平行光射出。光源20设置为朝向椭圆反射镜34照射的光成为平行光的角度和位置。
(各结构的变形例)
透镜阵列不限定于上述的透镜阵列10、10E～10H以及照明光学装置100的结构。
例如，说明为照射区域由2个至3个照射范围的集合形成，但也可以由这以上的多个照射范围形成照射区域。另外，也可以设为各照射范围根据多个照射区部来设定。也可以是各照射范围是由单独的照射范围和由多个照射区部构成的照射范围中的任意一种构成的设定。另外，照射区域说明为由不同的大小的多个照射范围形成，但设为相同的大小的照射范围通过改变照射位置来设定也没关系。并且，透镜阵列的各透镜组若使水平透镜宽度对齐，则也可以不按垂直透镜宽度缓缓地变大的顺序、或是缓缓地变小的顺序配置。即，也可以透镜阵列设定为例如在相对于透镜面中心CL为第奇数个的透镜组后配置与该透镜组垂直透镜宽度不同的第偶数个的透镜组而成为上下对称。而且，在透镜阵列10、10E至10H中，设为相对于透镜面中心CL在垂直方向上对称，且来自对称的2个透镜组的光向相同的照射区域或照射范围照射来进行了说明，但也可以设为来自1组的透镜组的光向一个照射区域或照射范围照射光的结构。
并且，在上述内容中，在各透镜阵列中，在水平方向将入射透镜宽度与出射透镜宽度设为相同来进行了说明，但也可以使入射透镜宽度与出射透镜宽度不同。另外也可以在进行这样的入射透镜宽度以及出射透镜宽度的选择的同时，将透镜组的数量、构成该透镜组的透镜的数量设为全部相同或一部分不同的数量，或者设为全部不同。即，通过调整透镜组的透镜数量，提高照射区域EA的设定的自由度。另外，各透镜阵列可以是一体地形成入射透镜集合体和出射透镜集合体的结构，也可以独立地形成并经由连接部件隔开空间而以规定间隔接合的结构。
另外，在照明光学装置100中，作为光调制装置60例示DMD来进行了说明，但也可以是其它的装置、例如空间光调制器等。
此外，作为一个例子，使用了上述的透镜阵列的照明光学装置100能够作为用于汽车的前侧部分的前照灯来使用。例如，如图16至图19C所示，在作为前照灯300的第1前照灯301使用的情况下，能够通过光调制装置(DMD等)60对从光源经由透镜阵列10送来的光进行调制，并控制照射的光的状态。此外，前照灯300例如具备：使用来自具有光调制装置60的照明光学装置100的照射光的第1前照灯301、使用LED等(例如COB[板上芯片封装]类型的LED)光源的第2前照灯302、以及使用LED等光源的基础灯303。
而且，如图17所示，对来自前照灯300的照射区域而言，在第1前照灯301，在车在左侧通行的情况下，在车道Lrd上，基本在路面RS的中线RCL与示出车道的宽度的一方的侧线SL1之间的左侧车道区域中成为根据车为正面的第1区域DM10。另外，前照灯300设定为将来自第2前照灯的光在比第1区域DM10广的范围向成为比两方的侧线SL1、SL2广的区域的第2区域CLE照射。并且，前照灯300将来自基础灯303的光在从比第1区域DM10靠近车的位置起达到第2区域CLE的范围，照射成为比第2区域CLE广的第3区域BLE。
前照灯300在这里设定照射范围以便照射第1前照灯301、第2前照灯302、基础灯303的光的一部分的区域重叠，但也可以设定为任意一个区域或全部的区域不重叠，关于这些区域的重叠不特别地限定。另外，前照灯300也可以仅由第1前照灯301而构成、也可以通过第1前照灯301以及第2前照灯的组合或第1前照灯以及基础灯303的组合而构成。
第1前照灯301通过照射照明光并控制DMD等具有多个微镜的光调制装置60，能够在路面RS通过光投影并显示文字、符号等。作为一个例子，如图18A所示，在第1前照灯301中，也能够控制光调制装置60，而在第1区域DM10的规定的范围、即在路面RS投影速度计M10，并通过通常的照明光照射其它的第1区域DM10的范围。同样地，如图18B所示，第1前照灯301在第1区域DM10的规定的范围、即在路面RS投影并显示右转显示以及距离显示M11，并通过通常的照射光照射其它的第1区域DM的范围等，能够通过第1前照灯301的照射光进行规定的信息的显示。此外，通过与照射第1区域DM10的范围对应地控制在光调制装置60中排列设置的多个反射镜，来形成照明及进行文字投影等的显示的光。
并且，在第1前照灯301中，能够通过控制光调制装置60，而设为在第1区域DM10的范围中，只在不希望照射光的部分不照射光。例如，如图19A所示，从第1前照灯301照射光，在第1区域DM10中，将中央至下半部分的范围作为照明光区域LE1使用。而且，在第1区域DM10中，在照明光区域LE1的上端部分形成截线CUT。通过像这样在第1区域DM10形成截线CUT，能够在对向车道存在对向车时，对向车的驾驶员不感觉晃眼。
另外，如图19B所示，也能够从第1前照灯301照射光，将第1区域DM10的中央至上半部分的范围作为照明光区域LE2使用。而且在这里，能够在第1区域DM10的下半部分，向与中线RCL对应的部分M12照射光，并且不向对置车的区域N12照射光从而对向车道的对向车的驾驶员不感觉晃眼。此外，在图19B中，设为基于来自第1前照灯301的光的第1区域DM10与右侧通行的情况匹配。
并且，如图19C所示，也能够从第1前照灯301照射光，将第1区域DM10的上半分的范围作为照明光区域LE3，将下半分的范围作为投影并显示基于光的文字等的区域使用。而且，在第1区域DM10中，作为基于光的投影的例子，能够在路面RS设定供箭头以及限制速度等文字符号投影的文字符号显示部M13、投影中线RCL的第1交通标志显示部M14、投影侧线SL1、SL2的第2交通标志显示部M15、M16等而将它们容易识别地表示。另外，用于将中线RCL、测线SL1、SL2向第1区域DM10投影的这些信息，能够通过处理通过追加的车载照相机等(未图示)取得的包括沿道路的各种标志的图像、或例如为用于自动驾驶而准备的路面信息、车道信息、道路信息等信息来得到。
此外，在照明光学装置100中，作为前照灯的效率，成为以下的那样的作为一个例子的数值。即，在第1前照灯的光源设为在电流值5A、结温88℃时生成3701lm的光束的LED并将其以占空比92％进行驱动时，从LED发射的光束成为3405lm[3701×0.92]。此时，来自照明光学装置100的向前照灯的照射光束例如为1587lm，效率为46.6％(1587lm/3405lm)。
以上，对将照明光学装置100作为汽车的前照灯使用的一个例子进行了说明，但除了在附图中例示的以外，也能够照射光而显示各种文字、图形。另外，照明光学装置100用途不限定于汽车的前照灯，当然能够在照射光的装置、例如聚光灯、显示器等各种装置上使用。
另外，在上述说明中，除了图13A以外，示出了入射透镜集合体的入射透镜在垂直方向上相对于透镜面中心CL形成为上下对称的例子，但从图13A的例子也清楚也能够形成为上下非对称。例如也能够第1～第3入射透镜组11NL1～11NL3的透镜的垂直方向的透镜宽度不同，由此也能够使第1～第3照射范围E1～E3的垂直方向的宽度不同。
在照明光学装置中，将水平方向记载为“一方向”，将垂直方向记载为“其它方向”，但对于上述实施方式，例如也能够安装为90度旋转。通过设置为这样，能够将本发明以各种目的以及形态、以各种配置实施。
本发明所涉及的透镜阵列以及照明光学装置能够应用于摩托车、汽车等车辆或船舶、航空机等交通工具的各种灯具用光源的光学系统或照明装置。另外，本发明所涉及的透镜阵列以及照明光学装置除此之外，还能够在聚光灯等各种照明用光源、显示器用光源、车载部件、室内照明、屋外照明等用于各种光源的光学系统或照明装置中使用。

Claims (21)

1.一种透镜阵列，具备：
入射透镜集合体，是在一方向以及与上述一方向正交的其它方向上具有不同的光焦度的多个入射透镜在光焦度较大的其它方向上排列而成的多个入射透镜的集合体；以及
出射透镜集合体，是在上述一方向以及与上述一方向正交的上述其它方向上具有不同的光焦度的多个出射透镜的各个出射透镜与多个上述入射透镜的各个入射透镜在光学上对置地设置、并且上述多个出射透镜在上述其它方向上排列而成的出射透镜的集合体，
关于上述入射透镜集合体，设定多个上述入射透镜的各个入射透镜的透镜尺寸，以便在照射面上从上述透镜阵列照射的光的多个照射范围的集合形成预先设定的照射区域并且其它方向的照射区域均不同，
多个上述出射透镜的各个出射透镜的照射范围与形成上述照射区域的不同位置的多个上述照射范围中的任意一个对应，并且设定多个上述出射透镜的各个出射透镜的顶点的位置，以便多个上述照射范围的各个照射范围的中央彼此重叠。
2.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
多个上述入射透镜的上述其它方向的透镜宽度形成为相等，以便多个上述照射范围的上述其它方向的宽度相等。
3.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
多个上述入射透镜的上述其它方向的透镜宽度形成为不同，以便多个上述照射范围的上述其它方向的宽度不同。
4.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
多个上述入射透镜形成为：在上述其它方向上，随着从上述入射透镜集合体的透镜面的中心朝向两端侧，透镜宽度变大。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的透镜阵列，其中，
多个上述出射透镜的上述其它方向的透镜宽度形成为相等。
6.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
多个上述入射透镜的上述其它方向的透镜宽度相等，
多个上述出射透镜的上述其它方向的透镜宽度相等，
多个上述入射透镜的上述其它方向的透镜宽度形成为比多个上述出射透镜的上述其它方向的透镜宽度小。
7.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
形成多个上述入射透镜的上述其它方向的透镜宽度，以便多个上述照射范围成为在上述其它方向上中心相同且宽度不同的照射范围，
形成多个上述出射透镜的透镜顶点的位置，以便照射多个上述照射范围成为在上述其它方向上中心重叠且宽度不同的照射范围那样的光。
8.根据权利要求1～4中的任意一项所述的透镜阵列，其中，
上述入射透镜集合体由以多个上述入射透镜为1组的多个入射透镜组形成，形成各个入射透镜组的上述入射透镜的其它方向的透镜宽度，以便形成多个上述照射范围的对应的一个照射范围，
上述出射透镜集合体由以多个上述出射透镜为1组的多个出射透镜组形成，形成各个出射透镜组的上述出射透镜的透镜顶点，以便向多个上述照射范围的对应的一个照射范围照射光。
9.根据权利要求1～4中的任意一项所述的透镜阵列，其中，
上述入射透镜集合体由多个入射透镜组形成，各个入射透镜组由单个或者多个入射透镜形成，形成各个上述入射透镜组的上述单个或者多个入射透镜的透镜宽度，以便形成多个上述照射范围的对应的一个照射范围，
上述出射透镜集合体由多个出射透镜组形成，各个出射透镜组由单个或者多个出射透镜形成，形成各个上述出射透镜组的上述单个或者多个出射透镜的透镜顶点的位置，以便向多个上述照射范围的对应的一个照射范围照射光。
10.根据权利要求8所述的透镜阵列，其中，
在上述入射透镜集合体中，包括上述其它方向的透镜宽度最小的入射透镜的入射透镜组配置于上述入射透镜集合体的上述其它方向上的中央，并且在上述入射透镜集合体的上述其它方向上的两端侧配置包括上述其它方向的透镜宽度最大的入射透镜的入射透镜组，
在上述出射透镜集合体中，形成上述其它方向上的中央的出射透镜组的出射透镜的透镜顶点的位置，以便向上述照射区域的中央部的上述其它方向上的宽度最小的照射范围照射光，形成上述出射透镜集合体的上述其它方向上的两端侧的出射透镜组的出射透镜的透镜顶点的位置，以便向在上述照射区域中最大的照射范围照射光。
11.根据权利要求8所述的透镜阵列，其中，
各个上述入射透镜组由相同数量的入射透镜形成，
各个上述出射透镜组由相同数量的出射透镜形成，
形成上述入射透镜组的入射透镜的数量与形成上述出射透镜组的出射透镜的数量相同。
12.根据权利要求8所述的透镜阵列，其中，
多个上述入射透镜组的至少一个入射透镜组的入射透镜的数量与其它的入射透镜组不同，
多个上述出射透镜组的各个出射透镜组形成为各个出射透镜组的出射透镜的数量是与形成对应的入射透镜组的入射透镜的数量相同的数量。
13.根据权利要求1～4中的任意一项所述的透镜阵列，其中，
关于上述出射透镜，形成上述出射透镜的透镜顶点的位置，以便成为上述照射区域的中央的光照射强度高，并且朝向上述照射区域的周缘而光照射强度变低的分布。
14.根据权利要求4所述的透镜阵列，其中，
上述入射透镜集合体的入射透镜面形成为其它方向上的中央朝向对置的上述出射透镜集合体凹陷且两端侧凸起的曲面，
上述出射透镜集合体的出射透镜面形成与上述入射透镜面大致平行的曲面。
15.根据权利要求6所述的透镜阵列，其中，
上述入射透镜集合体的入射透镜面朝向对置的上述出射透镜集合体形成为圆弧状，
上述出射透镜集合体的出射透镜面形成为与上述入射透镜面为大致同心圆的圆弧状。
16.根据权利要求1～4中的任意一项所述的透镜阵列，其中，
上述出射透镜配置于上述光焦度较大侧的上述入射透镜的焦点附近的位置。
17.根据权利要求1所述的透镜阵列，其中，
上述入射透镜集合体的入射透镜以及/或者上述出射透镜集合体的出射透镜使用超环面透镜，
上述超环面透镜在上述其它方向上排列，并且在上述一方向上以相同的曲率形成。
18.一种照明光学装置，具备：
第1光学部件，配置于来自光源的光路中，并使来自上述光源的光变为大致平行光；
权利要求1至权利要求17中的任意一项所述的透镜阵列；
第2光学部件，配置于来自上述透镜阵列的光的光路中；
光调制装置，改变从上述第2光学部件入射的光的光路并射出；以及
投影透镜，投影来自上述光调制装置的光。
19.根据权利要求18所述的照明光学装置，其中，
上述光源是发光二极管或者激光二极管。
20.根据权利要求18所述的照明光学装置，其中，
上述第1光学部件是将来自上述光源的光变为大致平行光的准直透镜。
21.根据权利要求18所述的照明光学装置，其中，
上述第1光学部件是将来自上述光源的光反射而变为大致平行光的反射镜。
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