(57)【要約】【課題】  さらなる小型化が可能であると共に、軸受け剛性が高く軸ぶれの発生を極力抑えること。【解決手段】  発光素子３が出射した照明光を被照明領域に導光するもので、照明光が入射する入射面６と、被照明領域に対して照明光を出射する出射面７と、入射面６から入射した照明光を反射させながら出射面まで導光する反射面とを有する光学部材８と、出射面７の略中心を通る回転軸Ｌ１に対して、光学部材８を回転させる駆動手段とを備え、少なくとも駆動手段の一部（モータ２０）が、回転する光学部材８の回転軌跡が内接し、回転軸Ｌ１を中心軸とする仮想的な円筒形Ｐ内に配置される光学装置２及び該光学装置２を有する照明装置を提供する。【選択図】  図２
2006162857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が出射した照明光を被照明領域に導光する光学装置であって、
前記照明光が入射する入射面と、前記被照明領域に対して照明光を出射する出射面と、入射面から入射した照明光を反射させながら出射面まで導光する反射面とを有する光学部材と、
前記出射面の略中心を通る回転軸に対して、前記光学部材を回転させる駆動手段とを備え、
少なくとも前記駆動手段の一部は、回転する前記光学部材の回転軌跡が内接し、前記回転軸を中心軸とする仮想的な円筒形内に配置されることを特徴とする光学装置。
【請求項２】
請求項１記載の光学装置において、
前記光学部材は、少なくともロッド及びプリズムを有し、これらの重心位置が前記回転軸上に存在することを特徴とする光学装置。
【請求項３】
請求項２記載の光学装置において、
前記駆動手段は、モータを有し、
前記光学部材は、前記モータによって前記回転軸回りに回転駆動される中空の回転体内に配置されていることを特徴とする光学装置。
【請求項４】
請求項２記載の光学装置において、
前記ロッド及び前記プリズムの回転バランスを調整するバランサを備えていることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項３記載の光学装置において、
前記回転体を回転可能に支持する２つの回転軸受けを有し、
前記光学部材の重心位置は、前記２つの回転軸受けで挟まれた前記回転軸上に存在することを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項３記載の光学装置において、
前記回転体を回転可能に支持する少なくとも１つのすベり軸受けを有し、  
前記光学部材の重心位置は、前記すべり軸受けで受ける軸受け領域内の前記回転軸上に存在することを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項３記載の光学装置において、
前記回転体は、外側形状が前記回転軸を中心とする略円筒形状に形成されていることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光学装置と、
前記入射面に対して照明光を入射可能な位置に配された複数の発光素子と、
該複数の発光素子を駆動し、前記照明光を出射させる発光制御手段とを備え、
前記複数の発光素子は、前記仮想的な円筒形内の周面に沿った円周上に環状配置されており、各発光素子は仮想的な円筒形の内部に向かって前記照明光を出射することを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動装置により光学部材を回動（回転）させる光学装置及び該光学装置を用いた照明装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学部材をモータ等で回転させ、スペースを有効利用して小型化を図った光学装置等の各種装置が提供されている。
例えば、その１つとして、環状に配置された複数のＬＥＤの内側でロッドを回転させて
、各ＬＥＤが発する光を取り込むことができる照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この照明装置は、図１０に示すように、複数のＬＥＤ５１が、それぞれ内側に向けて光を出射するように環状に配置されている。また、複数のＬＥＤ５１の内側には、環状の中心を回転軸Ｌとして回転する回転ロッド５２が１８０度対向した状態で２つ設けられている。この回転ロッド５２は、水平配置された水平ロッド５３と、垂直方向に配置された垂直ロッド５４と、これら両ロッド５３、５４の間に挟まれたプリズム５５とによってＬ字型に形成されている。また、水平ロッド５３の一端面５３ａは、ＬＥＤ５１から出射された光が入射する入射面となっている。また、垂直ロッド５４の一端面５４ａは、水平ロッド５３の入射面から入射し、プリズム５５で角度が偏向された光を外部に出射する出射面となっている。
【０００３】
この２つの回転ロッド５２は、出射面５４ａの光軸が回転軸Ｌに一致する位置でロッドホルダ５６に固定されている。また、ロッドホルダ５６の下方には、該ロッドホルダ５６及び２つの回転ロッド５２を回転軸Ｌ回りに回転させるモータ５７が設けられている。
なお、モータ５７は、環状に配された複数のＬＥＤ５１が順次パルス点灯するタイミングに合わせて、回転ロッド５２の入射面５３ａが点灯するＬＥＤ５１に対向するように回転速度が調整されている。
これにより、複数のＬＥＤ５１から順次出射される光は、入射面５３ａより水平ロッド５３内に入射し、プリズム５５を経た後に垂直ロッド５４の出射面５４ａから出射されるようになっている。このように、回転ロッド５２及びロッドホルダ５６は、回転光学部材５８として機能するものである。
【０００４】
また、別の装置の１つとして、光記録用テープにレーザ光（光ビーム）をヘリカルスキャンして記録する光記録再生装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
この光記録再生装置は、図１１に示すように、回転シリンダ６１と光ピックアップ装置６２とを備えている。回転シリンダ６１は、図示しない光記録用テープが周面に摺接した状態で回転軸Ｌ回りに回転可能とされている。具体的には、回転シリンダ６１には、一端側に中実の軸６１ａが形成されており、該軸６１ａはモータ６２の回転軸に連結されている。これにより、回転シリンダ６１は、回転軸Ｌ回りに回転するようになっている。また、この中実の軸６１ａは、回転シリンダ６１内に延びており、その先端には、回転シリンダ６１と共に回転するミラー６３及びレンズ６４からなる回転光学部材６５が取り付けられている。
また、回転シリンダ６１の他端側には、内部をレーザ光Ｂが通る中空の軸６１ｂが形成されており、軸受け６６によって回転可能に支持されている。
上記光ピックアップ装置６２は、レーザ光Ｂを出射する半導体レーザ６７と、レーザ光Ｂを受光する受光素子６８と、２つの集束レンズ６９、７０、プリズム７１及びミラー７２からなる光学系７３とを備えている。
【０００５】
この光記録再生装置においては、半導体レーザ６７から出射されたレーザ光Ｂが、集束レンズ６９、プリズム７１及びミラー７２を経た後、中空の軸６１ｂを通って回転シリンダ６１内に入り、回転光学部材６５であるミラー６３及びレンズ６４を通った後、透光窓６１ｃを介して光記録用テープに集光される。これにより、光記録用テープへの書き込みを行うことができる。
一方、光記録用テープからの再帰光は、上述した逆の経路、即ち、回転光学部材６５であるレンズ６４及びミラー６３を経た後、中空の軸６１ｂを通ってミラー７２に入射し、プリズム７１及び集光レンズ７０を経た後に受光素子６８に入射する。これにより、光記録用テープからの情報の読み出しを行うことができる。
【０００６】
更に、別の装置の１つとして、レーザプリンタ等の感光ドラムに光ビームをスキャンさせる光ビーム走査装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
この光ビーム走査装置は、図１２に示す偏向器８０を備えている。この偏向器８０は、円板状に形成されたケース８１内に収納されたモータ８２と、該モータ８２によって回転駆動される回転軸８３と、該回転軸８３の一端側に設けられたピラミダルミラーを有するピラミダルミラーブロック８４とを備えている。
上記回転軸８３は、内部が中空となっており、ケースの下方に配された図示しない光源から出射された光ビームＢが内部を通過するようになっている。また、回転軸８３の内部に入射した光ビームＢは、光入射部８５を通った後、ピラミダルミラーブロック８４によって偏向反射され、光軸方位に直交する法線方向に向けて出射されて図示しない結像レンズに入射するようになっている。このように、ピラミダルミラーブロック８４は、回転軸８３と共に回転するものであり、回転光学部材として機能する。
【特許文献１】特開２００４−１０２１３２号公報  （図１８、図１９等）
【特許文献２】特開平９−２８２７０３号公報  （図２等）
【特許文献３】特開２０００−３５６７５５号公報  （図３等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の各種の装置では、以下の問題が残されていた。
即ち、上記特許文献１記載の照明装置は、回転光学部材５８である回転ロッド５２及びロッドホルダ５６が、回転軸Ｌに沿ってモータ５７の上方に位置している構造、即ち、回転光学部材５８とモータ５７とが、回転軸Ｌに沿って２段階に配置された（積み上がった）構造のため、設置スペースが必要であり、これ以上の小型化を行うことが困難なものであった。
また、回転光学部材５８の回転重心Ｇは、回転ロッド５２の長さを考慮すると、垂直方向における回転ロッド５２の略中心に位置している。そのため、モータ５７と回転重心Ｇとの距離が離れた状態になっている。そして、回転光学部材５８は、モータ５７の近傍で回転支持されているので、軸受け剛性が低く、軸ぶれが生じ易いものであった。
【０００８】
また、上記特許文献２記載の光記録再生装置も同様に、回転光学部材６５とモータ６２とが、回転軸Ｌに沿って２段階に配置された（積み上がった）構造のため、やはり小型化が困難なものであった。また、回転光学部材６５とモータ６２との距離が離れているので、軸ぶれが生じ易いものであった。
更に、上記従来の特許文献３記載の光ビーム走査装置の偏向器８０も同様に、モータ８２と回転光学部材であるピラミダルミラーブロック８４とが、回転軸８３に沿って２段階に配置された（積み上がった）構造のため、やはり小型化が困難なものであると共に、軸ぶれが生じ易いものであった。
【０００９】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであって、その目的は、さらなる小型化が可能であると共に、軸受け剛性が高く、軸ぶれし難い光学装置及び該光学装置を有する照明装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に係る発明は、発光素子が出射した照明光を被照明領域に導光する光学装置であって、前記照明光が入射する入射面と、前記被照明領域に対して照明光を出射する出射面と、入射面から入射した照明光を反射させながら出射面まで導光する反射面とを有する光学部材と、前記出射面の略中心を通る回転軸に対して、前記光学部材を回転させる駆動手段とを備え、少なくとも前記駆動手段の一部が、回転する前記光学部材の回転軌跡が内接し、前記回転軸を中心軸とする仮想的な円筒形内に配置される光学装置を提供する。
【００１１】
この発明に係る光学装置においては、光学部材が駆動手段によって駆動され、回転軸回りに回転する。そして、光学部材は、回転しながら入射面から入射した発光素子からの照明光を反射面で反射させて出射面まで導光すると共に、該出射面から出射させて被照明領域まで導光させる。  
この際、少なくとも駆動手段の一部、例えば、モータ等が、光学部材の回転軌跡が内接し、回転軸を中心とする仮想的な円筒形内に配置されている。つまり、従来のように回転する光学部材とモータとが、回転軸に沿って２段階に積み上がった構成ではなく、光学部材とモータ等の駆動手段の少なくとも一部とを、仮想的な円筒形内に一体的に配置することができる。従って、スペースを有効利用できるので、更なる小型化を図ることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の光学装置において、前記光学部材が、少なくともロッド及びプリズムを有し、これらの重心位置が前記回転軸上に存在する光学装置を提供する。
【００１３】
この発明に係る光学装置は、少なくとも照明光を導光するロッド及び照明光の光路を偏向するプリズムを備えている。そして、これらロッド及びプリズムは、それぞれの重心位置が回転軸上に存在するように配置されているので、光学部材の軸ぶれを防止できると共に、出射面から照明光を光学的に軸ぶれさせることなく出射させることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の光学装置において、前記駆動手段が、モータを有し、前記光学部材が、前記モータによって前記回転軸回りに回転駆動される中空の回転体内に配置されている光学装置を提供する。
【００１５】
この発明に係る光学装置は、光学部材がモータによって回転軸回りに回転する。この際、光学部材は、中空の回転体（例えば、ケーシング）内に配置されているので、光学部材を設置し易い。また、光学部材が外部に露出していないので、外部からの影響（例えば、塵埃等）を受け難い。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項２記載の光学装置において、前記ロッド及び前記プリズムの回転バランスを調整するバランサを備えている光学装置を提供する。
【００１７】
この発明に係る光学装置においては、バランサによってロッド及びプリズムの回転バランスの調整を行えるので、ロッド及びプリズムの設置位置や重量等を自由に設定することができる。よって、設計の自由度を向上することができる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項３記載の光学装置において、前記回転体を回転可能に支持する２つの回転軸受けを有し、前記光学部材の重心位置が、前記２つの回転軸受けで挟まれた前記回転軸上に存在する光学装置を提供する。
【００１９】
この発明に係る光学装置においては、光学部材を内部に有する回転体が、２つの回転軸受けにより回転可能に支持されているので、より円滑に回転軸回りに回転する。また、光学部材の重心位置が、２つの回転軸受けで挟まれた回転軸上に存在するので、より軸剛性が高くなり軸ぶれのさらなる低減化を図ることができる。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項３記載の光学装置において、前記回転体を回転可能に支持する少なくとも１つのすベり軸受けを有し、前記光学部材の重心位置が、前記すべり軸受けで受ける軸受け領域内の前記回転軸上に存在する光学装置を提供する。
【００２１】
この発明に係る光学装置においては、光学部材を内部に有する回転体が、少なくとも１つのすべり軸受けにより回転可能に支持されているので、より円滑に回転軸回りに回転する。特に、すべり軸受けを利用しているので、多くの接触面積で回転可能に支持され、より安定した状態で光学部材を回転させることができる。
また、光学部材の重心位置が、すべり軸受けで受ける軸受け領域内の回転軸上に存在するので、より軸剛性が高くなり軸ぶれのさらなる低減化を図ることができる。
【００２２】
請求項７に係る発明は、請求項３記載の光学装置において、前記回転体が、外側形状が前記回転軸を中心とする略円筒形状に形成されている光学装置を提供する。
【００２３】
この発明に係る光学装置においては、回転体の外側形状が、回転軸を中心とする略円筒形状に形成されているので、回転に伴う空気抵抗を極力小さくできる。よって、回転に必要なエネルギーを抑えることができると共に、回転に伴う騒音の発生を極力低減することができる。
【００２４】
請求項８に係る発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学装置と、前記入射面に対して照明光を入射可能な位置に配された複数の発光素子と、該複数の発光素子を駆動し、前記照明光を出射させる発光制御手段とを備え、前記複数の発光素子が、前記仮想的な円筒形内の周面に沿った円周上に環状配置されており、各発光素子は仮想的な円筒形の内部に向かって前記照明光を出射する照明装置を提供する。
【００２５】
この発明に係る照明装置においては、発光制御手段が、光学部材の回転速度に応じて、円周上に配置された複数の発光素子の発光タイミングを制御し、各発光素子から照明光を仮想的な円筒形の内部に向かって順次出射させる。そして、出射された照明光は、光学装置の回転する光学部材の入射面に入射した後、反射面を経て出射面から被照明領域に向けて出射される。
特に、小型化が可能な光学装置を備えているので、照明装置自体も小型に設計でき、コンパクト化を図ることができる。また、軸ぶれが極力防止された光学装置を備えているので、所望の照明光を高精度に被照明領域に向けて照明することができる。
【発明の効果】
【００２６】
この発明に係る光学装置によれば、光学部材とモータ等の駆動手段の少なくとも一部とを、仮想的な円筒形内に一体的に配置することができるので、スペースを有効利用でき、更なる小型化を図ることができる。また、光学部材の重心位置が軸受けで支持される領域にあるので、軸受け剛性が上がり、その結果、軸ぶれを極力防止することができる。
また、この発明に係る照明装置によれば、小型化が可能で軸ぶれが極力防止された光学装置を備えているので、照明装置自体も小型に設計でき、コンパクト化を図ることができると共に、所望の照明光を高精度に被照明領域に向けて照明することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明に係る光学装置及び照明装置の第１実施形態を、図１から図６を参照して説明する。
本実施形態の照明装置１は、図１及び図２に示すように、光学装置２と、該光学装置２の後述する入射面６に対して照明光Ｌを入射可能な位置に配された複数のＬＥＤ（発光素子）３と、該複数のＬＥＤ３を駆動し、照明光Ｌを出射させるＬＥＤ点灯制御回路（発光制御手段）４とを備えている。また、複数のＬＥＤ３は、後述する仮想的な円筒形Ｐ内の周面に沿った円周上に環状配置されており、各ＬＥＤ３は仮想的な円筒形Ｐの内部に向かって照明光Ｌを出射する。
【００２８】
また、本実施形態の照明装置１は、上部に開口５ａを有する非磁性材料で形成されたモーターケース５を備えている。このモーターケース５は、円筒形に形成された大径部５ｂの上に、該大径部５ｂよりも直径が小さい小径部５ｃを重ねた断面凸型に形成されており、小径部５ｃに上記開口５ａが形成されている。そして、複数のＬＥＤ３は、この大径部５ｂの内周面に沿って環状に配置されている。
【００２９】
上記光学装置２は、図１及び図２に示すように、ＬＥＤ３が出射した照明光Ｌを被照明領域Ｗに導光するものであって、照明光Ｌが入射する入射面６と、被照明領域Ｗに対して照明光Ｌを出射する出射面７と、入射面６から入射した照明光Ｌを反射させながら出射面７まで導光する反射面（入射面６及び出射面７以外の回転ロッド８の内面）とを有する回転ロッド（光学部材）８と、出射面７の略中心を通る回転軸Ｌ１に対して、回転ロッド８を回転させる駆動手段９とを備えている。なお、回転軸Ｌ１は、モーターケース５の中心軸、即ち、環状配置された複数のＬＥＤ３の中心軸である。
【００３０】
上記回転ロッド８は、図３に示すように、互いに対向するように水平配置された２つの平行ロッド（ロッド）１０と、該平行ロッド１０の基端側にそれぞれ取り付けられた２つプリズム１１と、該２つのプリズム１１に取り付けられ垂直配置されたテーパーロッド（ロッド）１２とで断面Ｔ型になるように構成されている。
２つの平行ロッド１０及びプリズム１１は、回転軸Ｌ１回りに１８０度回転した位置で対向配置されており、また、テーパーロッド１２は、中心に回転軸Ｌ１が通るように、該回転軸Ｌ１に沿って配置されている。また、平行ロッド１０の先端側が上記入射面６とされており、テーパーロッド１２の先端側が上記出射面７とされている。更に、平行ロッド１０及びテーパーロッド１２の内面が、上記反射面となっている。
【００３１】
つまり、入射面６から平行ロッド１０の内部に入射した照明光Ｌは、内部の反射面で反射を繰り返しながらプリズム１１に入射し、該プリズム１１で９０度方向を変えてテーパーロッド１２に入射する。そして、テーパーロッド１２内部の反射面で反射を繰り返しながら出射面７に達し、該出射面７から被照明領域Ｗに出射するようになっている。
また、平行ロッド１０は、図２に示すように、入射面６がＬＥＤ３に近傍配置されるように長さが調整されており、また、テーパーロッド１２は、出射面７がモーターケース５の開口５ａから外部に突出するように長さが調整されている。そして、平行ロッド１０、プリズム１１及びテーパーロッド１２の全体的な重心位置Ｇが、回転軸Ｌ１上に位置（存在）するように調整されている。
【００３２】
また、上記回転ロッド８は、後述するモータ２０によって回転軸Ｌ１回りに回転駆動される中空の中空軸（回転体）１５内に配置されている。この中空軸１５は、回転ロッド８の外形形状に合わせた形状とされている。即ち、図２及び図４に示すように、回転軸Ｌ１を中心とする略円筒形状に形成された大径部１５ａと小径部１５ｂとを合わせた断面Ｔ型に形成されている。なお、平行ロッド１０は、入射面６が位置する先端が中空軸１５の外方に突出するようになっている。
また、中空軸１５の底面中央には、モーターケース５の底面に向かって延びた軸部１５ｃが形成されており、該軸部１５ｃがモーターケース５の底面に設けられた転がり軸受け（回転軸受け）１６によって回転可能に支持されている。また、同様に中空軸１５の上部は、モーターケース５の開口５ａに設けられた転がり軸受け（回転軸受け）１７によって回転可能に支持されている。
このように、回転ロッド８は、中空軸１５を介して２つの転がり軸受け１６、１７によって回転可能に支持されている。また、回転ロッド８の上記重心位置Ｇは、２つの転がり軸受け１６、１７で挟まれた状態で回転軸Ｌ１上に位置するようになっている。
【００３３】
また、中空軸１５の大径部５ｂ上面には、環状の永久磁石１８が取り付けられており、該永久磁石１８に若干の距離を空けた状態で対向配置されるようにコイル１９がモーターケース５内に取り付けられている。即ち、これら永久磁石１８及びコイル１９は、中空軸１５及び回転ロッド８を回転軸Ｌ１回りに回転させるモータ２０として機能する。
また、このモータ２０は、図１に示すように、中空軸１５の回転数を測定する回転センサ２１で測定された測定結果（回転信号）に応じてモータ駆動回路２２からモータ駆動信号が送られ、回転が制御（起動、定常回転維持等）されている。
即ち、モータ２０、回転センサ２１及びモータ駆動回路２２は、上記駆動手段９を構成している。
【００３４】
ここで、モータ２０によって駆動された回転ロッド８は、図５に示す回転軌跡Ｓで回転軸Ｌ１回りを回転する。そして、図２及び図６に示すように、回転ロッド８は、上記回転軌跡Ｓが内接し、回転軸Ｌ１を中心軸とする仮想的な円筒形Ｐを造り出す。そして、この仮想的な円筒形Ｐ内に上記モータ２０が配置されるようになっている。つまり、少なくとも駆動手段９の一部が、仮想的な円筒形Ｐ内に配置されるようになっている。  
【００３５】
また、図１に示すように、上記ＬＥＤ３駆動回路には、回転センサ２１で測定した回転信号が送られるようになっており、該回転信号に応じて環状配置された各ＬＥＤ３を順次点灯させるよう制御を行っている。これにより、ＬＥＤ３から出射された照明光Ｌが、回転する平行ロッド１０の入射面６に確実に入射するようになっている。
【００３６】
このように構成された照明装置１及び光学装置２により、被照明領域Ｗに照明光Ｌを導光する場合について、以下に説明する。
まず、モータ駆動回路２２からモータ駆動信号をコイル１９に送り、該モータ駆動信号に応じた磁力を発生させて永久磁石１８を回転させる。これにより、中空軸１５及び回転ロッド８は、回転軸Ｌ１回りに回転する。なお、モータ駆動回路２２は、回転センサ２１から測定結果（回転信号）が送られてくるので、確実に回転ロッド８を所望の回転数（起動、定常回転維持）で回転させることができる。
また、ＬＥＤ点灯制御回路４は、回転センサ２１から送られた測定結果に基づいて、複数のＬＥＤ３にＬＥＤ点灯信号を送り、回転ロッド８の回転に合わせてＬＥＤ３が順次パルス点灯するように点灯タイミングの制御を行う。
【００３７】
これにより、各ＬＥＤ３から仮想的な円筒形Ｐ内の内部に向けて順次出射された照明光Ｌは、回転する２つの平行ロッド１０の入射面６に確実に入射する。入射面６から入射した照明光Ｌは、平行ロッド１０内の反射面で反射を繰り返しながらプリズム１１に入射し、該プリズム１１で光路を９０度偏向された後、テーパーロッド１２に入射する。そして、照明光Ｌは、テーパーロッド１２内の反射面で反射を繰り返しながら出射面７に達し、該出射面７から外部に出射されて被照明領域Ｗに導光される。これにより、被照明領域Ｗの照明を行うことができる。
特に、ＬＥＤ３は、同じ色の光を出射するＬＥＤを環状配置しても構わないし、複数の異なる色の光を出射するＬＥＤを環状に配置（但し、２つの平行ロッド１０に同じ色の光が入射するようにＬＥＤを配置）しても構わない。こうすることで、被照明領域Ｗを、所望の色の光で照明したり、異なる複数の色が順次切り替わるように照明したりすることができる。
【００３８】
また、本実施形態の光学装置２は、少なくとも駆動手段９の一部であるコイル１９及び永久磁石１８からなるモータ２０が、仮想的な円筒形Ｐ内に配置されている。つまり、従来のように、回転する光学部材とモータとが、回転軸Ｌ１に沿って２段階に積み上がった構成ではなく、回転ロッド８とモータ２０とが、仮想的な円筒形Ｐ内に一体的に配置されているので、スペースを有効利用でき、更なる小型化を図ることができる。
【００３９】
また、回転ロッド８は、中空軸１５を介して２つの転がり軸受け１６、１７によって回転可能に支持されているので、より円滑に回転軸Ｌ１回りに回転する。特に、回転ロッド８の重心位置Ｇが、２つの転がり軸受け１６、１７で挟まれた回転軸Ｌ１上に位置するので、より軸剛性が高くなり、軸ぶれのさらなる低減化を図ることができる。また、出射面７から照明光Ｌを光学的に軸ぶれさせることなく、出射させることができる。
【００４０】
また、回転ロッド８は、中空軸１５内に配置されているので、該中空軸１５を利用してモーターケース５内に配置し易い。また、回転ロッド８が外部に露出していないので、外部からの影響（例えば、塵埃等）を受け難い。
更に、この中空軸１５は、外形形状が回転軸Ｌ１を中心とする略円筒形状に形成されているので、回転に伴う空気抵抗を極力小さくすることができる。よって、回転に必要なエネルギーを抑えることができると共に、回転に伴う騒音の発生を極力低減することができる。
【００４１】
上述したように、本実施形態の光学装置２によれば、回転ロッド８とモータ２０とを、仮想的な円筒形Ｐ内に一体的に配置することができるので、スペースを有効利用でき、更なる小型化を図ることができる。また、光学部材の重心位置が軸受けで支持される領域にあるので、軸受け剛性が上がり、その結果、軸ぶれを極力防止することができる。
また、本実施形態の照明装置１によれば、小型化が可能で軸ぶれが極力防止された光学装置２を備えているので、照明装置１自体も小型に設計でき、コンパクト化を図ることができると共に、所望の照明光Ｌを高精度に被照明領域Ｗに向けて照明することができる。
【００４２】
次に、本発明に係る光学装置の第２実施形態について、図７を参照して説明する。なお、第２実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、中空軸１５を２つの転がり軸受け１６、１７で回転可能に支持したが、第２実施形態の光学装置３０は、図７に示すように、中空軸１５を１つのすべり軸受け３１で回転可能に支持する点である。
【００４３】
即ち、本実施形態の光学装置３０は、図７に示すように、モーターケース５の小径部５ｃの内周面と中空軸１５の小径部１５ｂの外周面との間に上記すべり軸受け３１を備えている。このすべり軸受け３１は、例えば、焼結メタルからなるものやオイル等の動圧軸受等である。
また、すべり軸受け３１は、第１実施形態の転がり軸受け１６、１７に比べ、回転軸Ｌ１方向の寸法が長くなっており、回転ロッド８の重心位置Ｇがすべり軸受け３１で受ける軸受け領域Ｌ２内の回転軸Ｌ１上に位置するようになっている。
このように構成された光学装置３０によれば、すべり軸受け３１の回転軸Ｌ１方向における寸法が長いので、多くの接触面積で中空軸１５及び回転ロッド８を回転可能に支持でき、回転軸Ｌ１の倒れが発生することをより防止できる。よって、中空軸１５及び回転ロッド８をより軸ぶれがない安定した状態で回転させることができる。
なお、本実施形態では、すべり軸受け３１を１つ設けた構成にしたが、１つに限られるものではない。
【００４４】
次に、本発明に係る光学装置の第３実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、第３実施形態において第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、回転ロッド４１を２つの平行プリズム１１と２つのプリズム１１とテーパーロッド１２とで構成したが、第３実施形態の光学装置４０は、図８及び図９に示すように、１つの平行ロッド１０と１つのプリズム１１とで構成された回転ロッド（光学部材）４１を有している点である。
【００４５】
本実施形態の光学装置４０は、上面及び下面中央にそれぞれ軸部４２ａを有する円筒形状の中空軸（回転体）４２を備えており、該中空軸４２が、両軸部４２ａを介してモーターケース５に設けられた２つの転がり軸受け１６、１７によって回転可能に支持されている。また、この中空軸４２は、非磁性材料で形成されており、内部には回転軸Ｌ１上に位置するように上記プリズム１１が載置されると共に、該プリズム１１の一端面に当接するように上記平行ロッド１０が載置されている。また、平行ロッド１０の先端面は、入射面６とされ中空軸４２の外部に露出している。また、プリズム１１の他端面が、出射面７とされている。
【００４６】
更に、中空軸４２内には、上記平行ロッド１０及びプリズム１１の回転バランスを調整するバランサ４３及び２つの永久磁石１８が載置されている。具体的には、プリズム１１、平行ロッド１０及びバランサ４３の全体的な重心位置Ｇが、図８に示すようにプリズム１１が位置する回転軸Ｌ１上に位置するように調整されている。
なお、バランサ４３は、真鍮等の非磁性体の金属で形成することが好ましい。また、永久磁石１８は、回転ロッド４１やプリズム１１等を避けるよう２つに分割された状態で取り付けられているが、この状態に限定されるものではない。
【００４７】
また、モーターケース５の底面には、一方の転がり軸受け１６の周囲を囲むようにコイル１９が環状配置されている。このコイル１９で発生した磁界は、中空軸１５を通して内部の永久磁石１８に作用し、回転ロッド４１を図９に示す仮想的な円筒形Ｐ内に回転軌跡が内接するように回転させる。また、駆動手段９の一部である永久磁石１８は、この仮想的な円筒形Ｐ内に位置している。
また、本実施形態においては、モーターケース５の内周面に上下２列に複数のＬＥＤ３が環状配置され、仮想的な円筒形Ｐの内側に向けて照明光Ｌを出射できるようになっている。なお、上下２列にＬＥＤ３を配置したが、第１実施形態と同様に一列でも構わないし、３列以上の複数列でも構わない。
【００４８】
また、モーターケース５の上方には、ベース４５に取り付けられた固定ロッド支持部材４６により、一端側が中空軸４２の軸部４２ａ内に挿入された状態で回転軸Ｌ１に沿ってテーパ状の固定ロッド４７が固定されている。この際、固定ロッド４７は、一端側がプリズム１１の他端面、即ち、出射面７に近接するように固定されている。
これにより、出射面７から出射された照明光Ｌは、固定ロッド４７に入射した後、被照明領域Ｗに出射される。また、第１実施形態と同様に、回転ロッド４１は、複数のＬＥＤ３の点灯タイミングに合わせて回転するように回転速度が調整されている。
【００４９】
このように構成された光学装置４０においては、まず複数のＬＥＤ３を順次パルス点灯させ、照明光Ｌを順次出射させる。そして、回転ロッド４１をＬＥＤ３のパルス点灯に合わせて回転軸Ｌ１回りに回転させる。これにより、ＬＥＤ３から仮想的な円筒形Ｐの内側に向けて出射された照明光Ｌは、入射面６から平行ロッド１０の内部に入射する。内部に入射した照明光Ｌは、内部の反射面で反射しながらプリズム１１に入射すると共に、光路を９０度偏向されて出射面７から出射する。出射された照明光Ｌは、固定ロッド４７に入射すると共に、内面反射で指向性を高めながら進み、端面から出射されて被照明領域Ｗに出射される。
【００５０】
上述したように、本実施形態の光学装置４０は、第１実施形態の光学装置２と同様に、仮想的な円筒形Ｐ内に駆動手段９の一部であるモータ２０の永久磁石１８を配置することができるので、スペースを有効利用でき、更なる小型化を図ることができる。
また、回転ロッド４１は、中空軸４２を介して２つの転がり軸受け１６、１７によって回転可能に支持されているので、より円滑に回転軸Ｌ１回りに回転する。特に、回転ロッド４１及びバランサ４２の重心位置Ｇが、２つの転がり軸受け１６、１７で挟まれた回転軸Ｌ１上に位置するので、より軸剛性が高くなり、軸ぶれのさらなる低減化を図ることができる。また、出射面７から照明光Ｌを光学的に軸ぶれさせることなく、出射させることができる。
また、中空軸４２は、第１実施形態と同様に、外形形状が回転軸Ｌ１を中心とする略円筒形状に形成されているので、回転に伴う空気抵抗を極力小さくすることができる。よって、回転に必要なエネルギーを抑えることができると共に、回転に伴う騒音の発生を極力低減することができる。
【００５１】
更に、本実施形態の光学装置４０によれば、上記効果に加え、バランサ４３によって、平行ロッド１０及びプリズム１１の回転バランスの調整を行えるので、該平行ロッド１０及びプリズム１１の設定位置や重量等を自由に設定することができる。従って、設計の自由度を向上することができる。
【００５２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る照明装置及び光学装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す光学装置の断面図である。
【図３】図２に示す光学装置の回転ロッドの構成図である。
【図４】図２に示す光学装置の中空軸と他の構成品との関係を示した斜視図である。
【図５】図３に示す回転ロッドの回転軌跡を示した斜視図である。
【図６】図５に示す回転ロッドの回転軌跡が内接し、回転軸を中心とする仮想的な円筒形を示した斜視図である。
【図７】本発明に係る光学装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図８】本発明に係る光学装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図９】図８に示す光学装置の回転ロッド、バランサ、永久磁石の設置位置を示すと共に、回転ロッドの回転軌跡が内接し回転軸を中心とする仮想的な円筒形を示した斜視図である。
【図１０】従来の光学装置の一例を示したものであり、環状に配された複数のＬＥＤからの光を、回転する回転ロッドを通して出射面から出射させる照明装置の断面図である。
【図１１】従来の光学装置の一例を示したものであり、光記録テープに光ビームをヘリカルスキャンして記録等を行う光記録再生装置の断面図である。
【図１２】従来の光学装置の一例を示したものであり、感光ドラムに光ビームをスキャンさせる光ビーム走査装置の偏向器の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
Ｌ    照明光
Ｌ１    回転軸
Ｐ    仮想的な円筒形
Ｓ    回転軌跡
Ｗ    被照明領域
１    照明装置
２、３０、４０    光学装置
３    ＬＥＤ（発光素子）
４    ＬＥＤ点灯制御回路（発光制御手段）
６    入射面
７    出射面
８、４１    回転ロッド（光学部材）
９    駆動手段
１０    平行ロッド（ロッド）
１１    プリズム
１２    テーパーロッド（ロッド）
１５、４２    中空軸（回転体）
１６、１７    転がり軸受け（回転軸受け）
２０    モータ
３１    すべり軸受け
４３    バランサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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