可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力をP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力をP2とした場合にP1とP2とが同じ大きさであり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α1、前記投影レンズの入射瞳から前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α2とした場合において、角度α1と角度α2とが等しく、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする、投影装置。可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力をP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力をP2とした場合にP1とP2とが同じ大きさであり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離をH1、前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から前記投影レンズの入射瞳までの距離をH2とし場合において、距離H1とH2とが等しく、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする、投影装置。可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力はP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力はP2であり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α1、前記投影レンズの入射瞳から前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α2とした場合において、sinα1=t×sinα2、0.7≦t≦1.3P1×sinα2=P2×sinα1の関係を有し、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする、投影装置。可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力はP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力はP2であり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズから構成され、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離をH1、前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から前記投影レンズの入射瞳までの距離をH2とし場合において、H2=m×H1、0.7≦m≦1.3P1×H1=P2×H2の関係を有し、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする、投影装置。前記投影レンズは、1枚の前絞り凹面を前方にした凸メニスカスレンズであることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の投影装置。前記投影レンズの画角は、60度~85度であるように構成されていることを特徴とする請求項5記載の投影装置。前記フレネルレンズ素子のフレネルレンズ面は非球面形状であることを特徴とする請求項1~6のいずれか一項に記載の投影装置。前記固体発光素子の照射角は100度~140度であり、集光用凸レンズ2を射出した光の開口角は50度~80度の範囲に構成されていることを特徴とする請求項1~7のいずれか一項に記載の投影装置。特許文献1、2に示すようなリフレクタと光源を用いた光学系ではリフレクタ部分の体積が大きくなるという課題が存在していた。また、広角投影を行おうとすると、特許文献2に示すように投影レンズが複雑になるという課題が存在していた。さらに、特許文献3に示すような複数の発光ダイオードLEDを用いた光学系では、レンズ中心へ光を集めることが難しいという問題も存在していた。本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、最小のシンプルな構成部品で光量ロスを最小化して光学系全体での光量増加を図るとともに、小型化可能な広角投影装置を提供することを目的としている。上記課題を解決するため、請求項1に記載の投影装置は、可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力をP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力をP2とした場合にP1とP2とが同じ大きさであり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α1、前記投影レンズの入射瞳から前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α2とした場合において、角度α1と角度α2とが等しく、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする。請求項2に記載の投影装置は、可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力をP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力をP2とした場合にP1とP2とが同じ大きさであり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離をH1、前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から前記投影レンズの入射瞳までの距離をH2とし場合において、距離H1とH2とが等しく、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする。請求項3記載の投影装置は、可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力はP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力はP2であり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズとを備え、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α1、前記投影レンズの入射瞳から前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α2とした場合において、sinα1=t×sinα2、0.7≦t≦1.3P1×sinα2=P2×sinα1の関係を有し、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする。請求項4記載の投影装置は、可視光を射出する固体発光素子と、前記固体発光素子からの射出光をフレネルレンズ素子に導く集光用凸レンズと、両面にフレネルレンズ面が形成された前記フレネルレンズ素子であって、光入射側のフレネルレンズ面の屈折力はP1、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力はP2であり、両面のフレネルレンズの中心が一致し、ピッチが同一である前記フレネルレンズ素子と、前記フレネルレンズの光射出面側に配置される画像フィルムと、前記画像フィルムの画像を投影するための投影レンズから構成され、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離をH1、前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から前記投影レンズの入射瞳までの距離をH2とした場合において、H2=m×H1、0.7≦m≦1.3P1×H1=P2×H2の関係を有し、前記フレネルレンズ素子内部において、前記入射側のフレネルレンズ面に入射して前記射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向は、前記虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成されている、ことを特徴とする。請求項5記載の投影装置は、請求項1~4の何れか1項に記載の投影装置において、前記投影レンズは、1枚の前絞り凹面を前方にした凸メニスカスレンズであることを特徴とする。請求項6記載の投影装置は、請求項5記載の投影装置において、前記投影レンズの画角は、60度~85度であるように構成されていることを特徴とする。請求項7記載の投影装置は、請求項1~6の何れか1項に記載の投影装置において、前記フレネルレンズ素子のフレネルレンズ面は非球面形状であることを特徴とする。請求項8記載の投影装置は、請求項1~7の何れか1項に記載の投影装置において、前記固体発光素子の照射角は100度~140度であり、集光用凸レンズ2を射出した光の開口角は50度~80度の範囲に構成されていることを特徴とする。本発明によれば、光量ロスを最小化して光学系全体での光量増加を図るとともに、小型化可能な広角投影装置を提供することができる。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。[第1実施形態]図1は、本発明の第1実施形態に係る投影装置10の構成を示す図である。投影装置10は、固体発光素子としての発光ダイオードLED1と集光用凸レンズ2とフレネルレンズ素子3と、画像フィルム4と、投影レンズ5とを有する。採用した発光ダイオードは、表面実装型SurfaceMountDeviceの照明用発光ダイオードである。表面実装型発光ダイオードでは、小型基板の上に発光源であるチップが配置され、光の射出側にほぼ半球状のシリコン製凸レンズがマウントされている。シリコン製凸レンズを含めて固体発光素子としての発光ダイオードと定義する。発光ダイオード1に近接して集光用凸レンズ2が設けられている。フレネルレンズ素子3は、円板状の外観であって、円板の両面に非球面形状を有するフレネルレンズが形成された素子である。フレネルレンズとは、通常のレンズのように屈折面が連続した球面ではなく、レンズを複数の同心円輪帯状に分割して、各同心円輪帯での傾斜角を平面上にプリズムとして置き換えたタイプのレンズである。フレネルレンズ素子3は、入射側と射出側のフレネルレンズのピッチ1つの同心円輪帯の幅に相当するは共に0.125mmで同一であり、フレネルレンズ中心位置は両面で一致する。したがって、両面のフレネルレンズのすべての同心円輪帯の位置は両面で一致する。さらに、両面のフレネルレンズの曲面形状も同一に設計されている。フレネルレンズ素子3の光射出側には、画像フィルム4が配置されている。画像フィルム4は光学的濃淡像を備えている。照明光が画像フィルム4を透過して画像光となる。投影レンズ5は、画像フィルム4の画像光を図示しないスクリーンに拡大投影する。投影レンズ5は図示しない前絞りを備え、凹面を前方にした1枚の凸メニスカスレンズであり、成型プラスチック球面レンズである。図1において、入射瞳位置をEPで表している。次に、上記構成の投影装置における動作について説明する。図2は、発光ダイオード1から集光用凸レンズ2の部分を拡大して示した図である。光軸k上にある発光ダイオード1の発光源から射出した光は、発光ダイオード1を構成する前面シリコン製凸レンズに入射する。この半球状のレンズの中心に発光源があるため、球面収差は発生しない。また、発光源から射出した光はその放射角度分布をほぼ維持してシリコン製凸レンズを射出する。図2に示す例は、広角照射型発光ダイオードを使用し、その照射角2ωは120度である。次に、集光用凸レンズの役割は、発光ダイオードからの光を漏れ少なく利用することである。照射角が120度と広い発光ダイオードからの光を、集光用凸レンズ2を前面に挿入することで光束を狭くし開口角2α1=60度、フレネルレンズ素子3の集光力と整合させている。このように、実施形態1では照射角2ω120度、開口角2α160度の例を示したが、上記構成では、照射角2ω100度~140度の広角照射型発光ダイオードを使用し、開口角2α1は50度~80度の範囲に設定することができる。ここで、図2において、集光用凸レンズ2からの光を内挿した点を発光ダイオードの虚像発光点Vと呼ぶ。虚像発光点Vはフレネルレンズへの光の実質的な発光点となる。集光用凸レンズ2とシリコン製凸レンズの距離は0.2~0.3mmとして、集光効率を高めている。距離を狭くすることで集光用凸レンズ2を小型化することができ、集光用凸レンズ2の球面収差を少なく出来、虚像発光点への集束精度を上げられる。図2において、集光用凸レンズ2は、非球面凸レンズで表示している。球面収差を理想的に無くすことができるので虚像発光点Vにズレなく集束する。アプラナチックメニスカス凸レンズを集光用凸レンズ2として用いても良い。球面収差を大幅に減らすことができる。さらに、平凸レンズを用いることもできる。球面収差は存在するが、虚像発光点Vへの集束のずれは実用上許容される範囲に収まる。図1に戻り、フレネルレンズ素子3は、集光用凸レンズ2にて所定の配向特性となった光を集光して画像フィルム4に照射するとともに、画像光を効率的に投影レンズ5の入射瞳に入射させる働きをする。フレネルレンズ素子3の両面のフレネルレンズ中心は光軸k上に配置されている。本実施形態では、フレネルレンズ素子3の配置に大きな特徴を有する。図1において、H1=H2=22mmに設定されている。すなわち、フレネルレンズ素子3は、発光ダイオードの虚像発光点Vと投影レンズの入射瞳位置EPの中間に配置されている。ここで、H1は、発光ダイオード1の虚像発光点からフレネルレンズ素子3の入射側の面までの距離であり、H2は、フレネルレンズ素子3の射出側の面から、投影レンズ5の入射瞳までの距離である。また、発光ダイオード1の虚像発光点Vからフレネルレンズ素子3の光入射側の面のうち光照射領域を見込む開口角を2α1、投影レンズ5の入射瞳位置EPからフレネルレンズ素子3の光射出面側の面のうち光射出領域を見込む開口角を2α2とした場合に、両開口角が等しい。さらに、図1に示すように、最外周の光線とフレネルレンズ素子3の入射側の面または射出側の面とのなす角をA、Bとした場合に、角度Aと角度Bとは互いに等しい。なお、製造誤差を考慮すると、寸法が等しいとは、両者の寸法誤差が2~3以内であることをいう。また、フレネルレンズ素子3の光照射領域光射出領域は直径24mmである。この程度の超小型、かつ両面フレネルレンズ素子を照明光学系の部品として採用するには以下に示す課題がある。一つは、両面フレネルレンズ素子はモアレ干渉縞が発生して画面が非常に見難くなる場合があるという課題である。両フレネルレンズ板の同心円輪帯の位置が相対的にずれている場合モアレが発生するわけであるから、両板の同心円輪帯が正確に一致する様に2板のフレネルレンズを形成すればよいと考えられていた。また、コストダウンを強く意識して、プレス成形よりも安価に製作できるインジェクション成形によりフレネルレンズを製作すると、成形精度に起因して、プリズム先端のエッジが立たない、すなわち、エッジが丸くなってしまう現象が発生する。このような、現象は、特にエッジ角がより鋭角になる周辺で顕著に発生する。エッジが丸くなる部分未成形部の寸法は、およそ、1/100~2/100ミリである。本実施形態でのフレネルレンズ素子3のフレネルピッチは0.125mmである。このようなフレネルレンズに対して、1/100~2/100ミリの未成形部が有ると、以下のような現象が発生ずる。図3は、フレネルレンズ素子3へ光が入射する様子を模式的に示す図である。図3では、フレネルレンズ素子3に入射する入射角と射出角が異なっている場合を示している。図3において、右側から光が入射する。光入射側の0.01~0.02mmの未成形部31により光が散乱する。これによる損失は全体光量の10~20と見積もられる。次に、光入射側で正常に屈折した光が射出側のフレネル面の未成形部32に当たるとその地点で光が散乱する。これによる損失は全体光量の10~20と見積もられる。両者を合計すると20~40になる。このように、フレネル面の未成形部に起因する2つの光量落ち301、302が発生する。これらの現象は、フレネルレンズ面に対応して同心円状の白黒の縞として認識される。暗くなる領域がフレネルの同心円輪帯に沿って発生するためである。さらに、上記光量落ちの他に、プリズムの段差部33、34による損失303、304が加算される。プリズムの段差部33による損失303は301に重なっていると考えられる。これらの損失はプリズムの段差部に入射する光が射出側に到達せず光量損失してしまう現象である。そして、プリズムの段差による損失はフレネルレンズの周辺にいくほど顕著になる。フレネルレンズの周辺へいくほどプリズム角が大きくなるので段差が大きくなり、段の部分で光がカットされるからである。これらの原因による光量落ちも、投影画面では、白黒の縞として認識される。さて、フレネルレンズを2面使用する時2つのフレネルの同心円輪帯が少しでもずれるとモアレが発生して、光量のむらが出た見苦しい投影画像となり、画質が非常に悪化してしまう。このモアレは両側に形成されるフレネルレンズのピッチと中心位置の各精度を向上させることで消失させることができる。しかしながら、上述の、黒い回形縞は消えることはない。そして、両面フレネルレンズの場合、何も対策しなければフレネルレンズ内に平行に光が移動しないため、縞の本数はフレネルレンズ面の輪帯の数の2倍になったり縞が太くなったりする。そこで、本実施形態では、以下に示す手法のよりこれらの課題を解決している。まず、入射側と射出側のフレネルレンズの中心軸を一致させ、それらのピッチを同じにして、モアレの発生を防止している。その上で、フレネルレンズの両フレネル面への光の入射角度と射出角度を精密に同じ角度に制御することで前後の縞は重なり、縞の本数が2倍になる不具合を解決している。図4は、フレネルレンズ素子3へ光が入射する様子を模式的に示す他の図である。図3と異なり、図4では、フレネルレンズ素子3に入射する入射角と射出角が等しく設定されている。図4において、右側から光が入射する。フレネルのピッチは0.125mmである。入射側と射出側のフレネルレンズは、それらの中心軸が一致し、それらのピッチも同じである。また、フレネルレンズの曲面形状も同一に設計されている。このような、対称的なフレネルレンズに対して、フレネルレンズの両フレネル面への光の入射角度と射出角度を等しくなるように設計すると、フレネルレンズ素子の内部で入射光はフレネルレンズの光軸に平行して進行する。その結果、入射側射出側の未成形部31、32による縞はお互いに正確に重なり合い301、302、プリズムの段差部33、34による損失も正確に重なりあい303、304、縞の数は2倍にならず、光量損失は最小限に押さえられる。すなわち、図4における左面の光の欠け影が右面の欠け影とピッタリ重なり、光量の減少を少なくできる。さらに、フレネルレンズを両側に使用することで、片側あたりの屈折力を半分に抑え、プリズム段の寸法が小さくなることにより、プリズム段が原因である縞の太さも細くすることができる。また、フレネルレンズを両面に採用することで、集光用凸レンズ2を射出した光の照射角2α1が50度~80度の範囲である広角照明系を構成することができる。そして、光学系の光軸方向の寸法を短縮することにも成功している。さらに、本実施形態では、画像フィルム4とフレネルレンズ素子3との距離を近づけることが可能である。すなわち、画像フィルム4をフレネルレンズ素子にピッタリ合わせると、双方にピントが合う結果、投影された画面に縞がクッキリ投影されてしまうため目障りであり画質を損なってしまうが、双方を離すと縞はピンぼけとなり、目立たなくなる。本実施形態においては、縞が2倍にならず、かつ縞の幅も細くなることで、縞の影はより目立たない状態になり、画像フィルム4をフレネルレンズに近接させることが容易になった。画像フィルム4をフレネルレンズ素子3に近づけることができるので、画像サイズを一定としたとき光学系をより小型化することができ、そのため他レンズ2つを小型化できるという好循環になる。このように、第1実施形態に係る投影装置では、フレネルレンズ素子の欠点を最小限に抑えることに成功している。上述したフレネルレンズ素子の中で光が光軸に平行に進行する条件は、実際にはシミュレーションして求めているのであるが、以下では、近軸理論から導出した式により説明する。図5は、屈折率がそれぞれN、N’という二つの透明な媒質の境界面が球面である場合の光線の屈折を説明するための図である。ここで、Cは境界面の曲率中心、Aは光線の境界面上の入射点、hは境界面への入射高さ、OとO’とは、光軸と入射光線および屈折光線との交点、i、i’は入射角、屈折角、rは曲率半径、s、s’は面頂点SからO、O’までの距離、u、u’、θは、入射光線、屈折光線、および境界面法線ACが光軸となす角である。結像光学の近軸理論において、近軸領域を通過する光線の境界面前後の関係を表す式1、式2が知られている。これらの2つの式は同じ内容を異なるパラメータを用いて表現している式である。式1式N’=NuN-N’/r×h式2式N’×1/r-1/s’=N×1/r-1/s’まず、式1を図6a、図6bに適用する。図6aは、入射側のフレネルレンズ面による光の屈折を説明するための図である。図6bは、射出側のフレネルレンズ面による光の屈折を説明するための図である。図6aでは、境界面の後のフレネルレンズ内部で光が光軸に平行に進行する。図6bでは、境界面の前のフレネルレンズ内部で光が光軸に平行に進行する。ここで、図6aではu’が無限大であり、図6bではuはマイナス無限大であること、また面の屈折力PはPk=N’k-Nk/rkで定義されている点、および、r1、r2、s1、s2の極性を考慮して、式3P1×h=α1式4P2×h=α2が得られる。角度が広角になり近軸からずれるにつれ、式3、4には誤差が含まれるが、式3、式4より、hを消去して式5を導出する課程で式3、4のそれぞれの誤差が相殺される。さらに、近軸理論では、sinαをαで近似しているので、αをsinαに戻すと、式5が得られる。式5P1×sinα2=P2×sinα1すなわち、フレネルレンズ素子の第1のフレネル面から第2のフレネル面に向かって、光が光軸に平行に進行すると仮定することにより、式5が得られた。第1の実施形態では、P1=P2、sinα1=sinα2であるので式5を満足する。一方、式2を図6a、図6bに適用する。ここでも図6aのu’および図6bのuは無限大であること、また面の屈折力PはPk=N’k-Nk/rkで定義されている点、および、r1、r2、s1、s2の極性を考慮して、式6P1=1/s1式7P2=1/s2が得られる。そこで、s1、s2をH1、H2と置き換えて下記の式8が得られる。式8P1×H1=P2×H2すなわち、フレネルレンズ素子の、第1のフレネル面から第2のフレネル面に向かって、光が光軸に平行に進行すると仮定することにより、式8が得られた。第1の実施形態では、P1=P2、H1=H2であるので、式8を満足する。図1に戻り、フレネルレンズ素子3を射出した光は、画像フィルム4を投影する。画像フィルム4により画像光とされた光は、投影レンズ5に向かう。既述のように、投影レンズ5は、前絞り凹面を前方にした凸メニスカスレンズを使用している。この投影レンズ5の凸と凹面は球面であり、大きい球面収差を有している。一方、この投影レンズ5のコマ収差はレンズ肉厚と絞りまでの距離によって、良好に補正されている。したがって、投影レンズ5は、像面湾曲と非点収差は比較的良好な特性を示すが、球面収差は像高が高くなると悪化する。そこで、フレネルレンズ素子3の両面のフレネル面を非球面として、投影レンズの中心部球面収差の小さいにするどく入光させることで投影レンズ5の球面収差の発生を減少させている。このように、広角照明系からの光を投影レンズの中心部球面収差の小さいにするどく入光させるという構成にすることにより、1枚の投影レンズにもかかわらず、80度~85度という極めて広角の投影が得られた。このような投影レンズと照明系の構成によって、画角60~70度以上の広角投影を得ることができる。ここで、フレネルレンズ素子3のフレネルレンズ面の形状について説明する。入射面側のフレネルレンズ面の曲率と、非球面係数は以下の通りである。なお、射出面側のフレネルレンズ面は、入射面側のフレネルレンズ面と面対称であり、c、A、B、C、Dの極性が反転する。なお、フレネルレンズ素子3の材質はPMMAであり、厚みは1.5mmである。c中心曲率:0.09201376K円錐係数:-0.709456A:-0.995477E-04B:0.123311E-09C:-0.340675E-09D:0.962143E-13図7は、フレネルレンズ素子3の縦球面収差図を計算して示した図である。図1における発光ダイオード1の虚像発光点を物点に、投影レンズ5の入射瞳位置EPを像点に相当するようにして、収差図を計算している。収差量ΔXは約10μm以下と非常に小さい。すなわち、フレネルレンズ素子3の両面フレネルレンズ面を非球面形状にして照明光の球面収差を小さくしたことにより、フレネルレンズ素子3を射出した光は、投影レンズの中心部にするどく入光させることができる。このような非球面形状のフレネルレンズ素子を使用することで、1枚の投影レンズでありながら収差が低減された80~85度という広角投影を実現している。また、非球面形状としたことで、照明系の収差が小さくなることを通してフレネルレンズ素子の中で光が光軸に平行に進行するという効果に寄与している。[第2実施形態]図8は、本発明の第2実施形態に係る投影装置20の構成例を示す図である。第1実施形態においては、発光ダイオード1の虚像発光点からフレネルレンズ素子3の光入射側の面までの距離と、フレネルレンズ素子3の光射出面側の面から投影レンズ5の入射瞳位置EPまでの距離とが等しく、発光ダイオード1の虚像発光点からフレネルレンズ素子3の光入射側の面を見込む開口角2α1と、投影レンズ5の入射瞳位置EPからフレネルレンズ素子3の光射出面側の面を見込む開口角2α2とが等しく設定され、フレネルレンズの両フレネル面は対称であった。図8では、フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から投影レンズの入射瞳までの距離を、固体発光素子の虚像発光点からフレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離の1.3倍に設定している。それに対応して、固体発光素子の虚像発光点からフレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角と、投影レンズの入射瞳からフレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズを見込む開口角も異なっている。それ以外の部分は第1実施形態と同じである。したがって、異なる部分について説明し、同一部分の説明は省略する。光入射側、光射出側のフレネルレンズ面の屈折力をP1、P2、固体発光素子の虚像発光点からフレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α1、投影レンズの入射瞳からフレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面を見込む開口角を2α2、前記固体発光素子の虚像発光点から前記フレネルレンズ素子の光入射側のフレネルレンズ面までの距離をH1、前記フレネルレンズ素子の光射出面側のフレネルレンズ面から前記投影レンズの入射瞳までの距離をH2とした場合において、式8P1×H1=P2×H2の関係を満たすことで、実施形態1にて説明したように、フレネルレンズ素子内部において、入射側のフレネルレンズ面に入射して射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向を虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成することができる。図8の配置寸法では、H2をH1の1.3倍に設定したため、P1=1.3×P2となるように、P1、P2を選択することで、フレネルレンズ素子内部において、入射側のフレネルレンズ面に入射して射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向を虚像発光点から前記入射瞳を通る光軸と平行であるように構成することができる。すなわち、H2=m×H1、0.7≦m≦1.3P1×H1=P2×H2の関係を満たすようにフレネルレンズ素子3のフレネル面の屈折力P1、P2を選択することで、フレネルレンズ素子3内部において、入射側のフレネルレンズ面に入射して射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向を、虚像発光点から入射瞳を通る光軸と平行であるように構成することができる。あるいは、sinα1=t×sinα2、0.7≦t≦1.3P1×sinα2=P2×sinα1の関係を満たすようにフレネルレンズ素子3のフレネル面の屈折力P1、P2を選択することで、フレネルレンズ素子3内部において、入射側のフレネルレンズ面に入射して射出側フレネルレンズ面から射出する光の進行方向を、虚像発光点から入射瞳を通る光軸と平行であるように構成することができる。第2の実施形態において、mまたはtの値を1からあまり異ならせると、屈折力を高くした片側のフレネル面による段差が大きくなって段差による縞が増加し、逆に屈折力を小さくした場合には、段差による縞が減少するが、光学系の全体寸法を同程度と仮定した場合、m、tの値が1.3を越えると結果的に縞が太くなり、画像フィルム4をよりフレネルレンズ素子から離す必要が発生し、光量の漸減も引き起こされる。したがって、0.7≦m≦1.3または、0.7≦t≦1.3が望ましく、0.8≦m≦1.2または、0.8≦t≦1.2がさらにより望ましい。なお、以上の説明において、製造誤差等のばらつきを考慮すると、寸法誤差が2~3以内であれば一致するとみなされる。以上、第1実施形態、第2実施形態において、固体発光素子として、発光ダイオードを使用したが、それに限られない。有機ELを用いても良い。