JP6925525B2 - 照明装置 - Google Patents

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Description

本発明は、照明装置に関する。
特許文献１には、頂角の等しい２個のプリズム１０，２０を１つの回転中心線３０の周りに等速度で反対方向に回転させる回転機構１１を有するビーム偏向器が記載されている。
プリズム１０は外側に歯を持つ環状の歯車１１と一体に形成され、ベアリング１２によって回転自在に支持される。プリズム２０は外側に歯を持つ環状の歯車２１と一体に形成され、ベアリング２２によって回転自在に支持される。歯車１１と歯車２１とはそれぞれモータ１３およびモータ２３側の駆動歯車１４および２４とそれぞれ噛合されていて、これらのモータによりプリズムが回転される。
特開平５−１６５９９１号公報（段落００１１、図１）
しかしながら、特許文献１に記載されたビーム偏向器では、プリズム１０，２０は外側に歯を持つ環状の歯車１１，２１と一体に形成され、モータ１３，２３はその歯車１１，２１の外側に配置されている。そのため、装置の小型化が困難である。
本発明は、内歯の歯車を用いてプリズムを回転させることで装置の小型化を容易にすることができる。
照明装置１００は、光を出射する光源と、前記光を入射して、入射した前記光を偏向する一対のウェッジプリズムと、第１の歯車および第２の歯車を含み、前記第１の歯車および前記第２の歯車を用いて前記一対のウェッジプリズムの第１の回転軸を中心に前記一対のウェッジプリズムを回転させる駆動部とを備え、前記一対のウェッジプリズムは、第１の鏡筒に保持された第１のウェッジプリズムと、第２の鏡筒に保持された第２のウェッジプリズムとを含み、前記第１の鏡筒は、前記第２の鏡筒の内側に配置され、前記第１の鏡筒の外周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第３の歯車が備えられ、前記第２の鏡筒の内周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第４の歯車が備えられ、前記第１の歯車は、前記第３の歯車の外周側に配置されて前記第３の歯車とかみ合い、前記第２の歯車は、前記第４の歯車の内周側に配置されて前記第４の歯車とかみ合う。
照明装置の小型化を容易にすることができる。
実施の形態１に係る照明装置１００の構成図である。 実施の形態１に係る照明装置１００の歯車部分の斜視図である。 変形例２に係る照明装置１００の集光光学系２の部分の斜視図である。 変形例３に係る照明装置１１０の構成図である。 変形例３に係る照明装置１２０の構成図である。
また、特許文献１に記載されたビーム偏向器は、２つのウェッジプリズムを回転させるために、２つのモータを使用している。そのため、装置の小型化が困難である。
本発明は、１つのモータで２つのウェッジプリズムを回転させることで、小型化を容易にすることができる。
二酸化炭素（ＣＯ２）の排出と燃料の消費を抑えるといった環境への負荷を軽減する観点から、照明装置の省エネルギー化が望まれている。これに伴い、照明装置においても小型化、軽量化及び省電力化が求められている。そこで、照明装置の光源として、従来のハロゲンバルブ（ランプ光源）に比べて発光効率の高い半導体光源の採用が望まれている。「半導体光源」とは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ））およびレーザーダイオード（ＬＤ）などである。
また、光源としては、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）および蛍光体を用いた光源などは、固体光源とも呼ばれる。蛍光体を用いた光源は、例えば、基材上に塗布された蛍光体に励起光を照射して発光させる。半導体光源は、固体光源の一種である。
光源から出射された光を２つのウェッジプリズムを介して、前方へ照射する照明装置が知られている。各ウェッジプリズムを回転軸まわりに回転させると、ウェッジプリズムから出射される光は出射される方向を変更する。ウェッジプリズムから出射される光は、照射面上で円状の領域内に照射される。
例えば、照明装置はこのような構成を採用することができる。照明装置は径の太い光束を走査して照射方向を変更する。照明装置は、例えば、照射対象が移動する場合のスポットライトである。照明装置の光源は、例えば、ＬＥＤなどである。
例えば、表示装置はこのような構成を採用することができる。表示装置は、レーザー光のような径の細い光線を走査して画像の形成または情報の表示を行う。
例えば、投影装置はこのような構成を採用することができる。投影装置は、光路上に画像表示デバイスを備える。投影装置は、画像表示デバイスが表示する画像などを投影する。画像表示デバイスは、例えば、記号などの形状をした絞り板または液晶パネルなどである。これによって、投影装置は記号または画像などの投影像を移動させることができる。投影装置は、路面または通路などに画像情報を投影して、注意喚起または通行者の誘導などを行うことができる。画像表示デバイスは、画像表示部である。
例えば、車両用灯具はこのような構成を採用することができる。車両用灯具は、例えば、自動車などのハイビームの前照灯である。ハイビームは、走行時に使用される前照灯である。ハイビームの照灯距離は、例えば、１００ｍである。ハイビームの前照灯は、例えば、走行中に前方の歩行者を照明するために、照射される位置を歩行者に合わせて移動させる。
光照射装置１００は、車両用灯具として、自動車などのロービームとして使用することができる。ロービームは、対向車とすれ違う時に使用される前照灯である。ロービームの照灯距離は、例えば、３０ｍである。光照射装置１００は、例えば、照射される位置を高速に走査してロービームに求められる配光を実現する。
また、光照射装置１００は、車両用灯具として、自動車などの配光可変型前照灯システムとして使用することができる。配光可変型前照灯システムとは、例えばＡＤＢ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ）などである。ＡＤＢは、走行中にハイビームで前方車両を眩惑しないように、前方車両を眩惑させる領域のみを消灯する。そして、ＡＤＢは、他の領域をハイビームで照射して視認性を確保して安全性を高める。
以下の実施の形態において、説明を容易にするため、各図中にＸＹＺ直交座標軸を示す。
以下の説明において、照明装置１００の前方を＋Ｚ軸方向とし、後方を−Ｚ軸方向とする。照明装置１００の前方は、照明光が出射される方向である。図に示された照明装置１００の上側を＋Ｙ軸方向とし、下側を−Ｙ軸方向とする。照明装置１００の前方（＋Ｚ軸方向）を向いた状態で、照明装置１００の右側を＋Ｘ軸方向とし、照明装置１００の左側を−Ｘ軸方向とする。
以下に示す実施の形態では、例えば、光源１から出射される光は、＋Ｚ軸方向に出射される。
照明装置１００を後方（−Ｚ軸方向側）から前方（＋Ｚ軸方向側）を見て、Ｚ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＺ方向とし、反時計回りを−ＲＺ方向とする。また、照明装置１００を左側（−Ｘ軸方向側）から右側（＋Ｘ軸方向側）を見て、Ｘ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＸ方向とし、反時計回りを−ＲＸ方向とする。また、照明装置１００を下側（−Ｙ軸方向側）から上側（＋Ｙ軸方向側）を見て、Ｙ軸を中心軸として、時計回りを＋ＲＹ方向とし、反時計回りを−ＲＹ方向とする。
実施の形態で説明する照明装置１００は、上述のように、表示装置、投影装置または車両用灯具として利用できる。しかし、一例として、実施の形態の装置を照明装置として説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る照明装置１００の構成を示す構成図である。
＜照明装置１００の構成＞
照明装置１００は、光源１、ウェッジプリズム３、ウェッジプリズム４、鏡筒５、鏡筒６および駆動部８を備えている。照明装置１００は、集光光学系２、ベース部材７、保持部材９１またはカバー部材９２を備えることができる。
≪光源１≫
光源１は、光を出射する。光源１は、例えば、発散角を持った光を発する。光源１は、例えば、固体光源である。なお、以下の説明では、光源１をＬＥＤとして説明する。
光軸Ｃｐは、光源１の光軸である。光源１の光軸Ｃｐは、例えば、光源１の発光面の中心から発光面に垂直な軸である。また、光源１の光軸Ｃｐは、例えば、主光軸である。主光軸は、光源が放射する光学的中心軸で、一般に最高光度の放射方向である。
≪集光光学系２≫
集光光学系２は、光源１から出射された光を集光する。集光光学系２は、例えば、レンズである。集光光学系２は、光源１から出射された光の発散角を変更する。集光光学系２は、入射した光の発散角を小さくする。大きな発散角を有するＬＥＤを光源１に用いる場合には、集光光学系２は効率良く光を集光することができる。そして、照明装置１００を小型化することができる。
光軸Ｃｃは、集光光学系２の光軸である。集光光学系２の光軸Ｃｃと光源１の光軸Ｃｐとは、例えば、同一の軸である。光軸Ｃｐ，Ｃｃは、例えば、鏡などを用いて方向を変更することができる。しかし、光軸Ｃｐ，Ｃｃの方向で示す位置関係は、光軸Ｃｐ，Ｃｃを直線と扱って示される。なお、他の光軸においても同様である。
≪ウェッジプリズム３，４≫
ウェッジプリズム３，４は、入射した光を偏向する。一対のウェッジプリズム３，４は、光を入射する。そして、一対のウェッジプリズム３，４は、入射した光を偏向する。ウェッジプリズム３は、光源１の光軸Ｃｐ上において、ウェッジプリズム４よりも光源１側に配置されている。
ウェッジプリズム３は、光源１から出射された光を入射する。光源１から出射された光は、ウェッジプリズム３に入射する。ウェッジプリズム３は、例えば、集光光学系２から出射された光を入射する。集光光学系２から出射された光は、ウェッジプリズム３に入射する。
ウェッジプリズム３から出射される光は、ウェッジプリズム３のウェッジ角に応じて屈折される。ウェッジプリズム３から出射された光は、ウェッジプリズム４に入射する。
ウェッジプリズム４は、ウェッジプリズム３から出射された光を入射する。ウェッジプリズム３から出射された光は、ウェッジプリズム４に入射する。ウェッジプリズム４から出射される光は、ウェッジプリズム４のウェッジ角に応じて屈折される。
ウェッジプリズムは、入射面に対して出射面が傾斜したプリズムである。ウェッジプリズムは傾斜した光学面を含んでいる。ウェッジプリズムの１つの面は他の面に対し小さい角度で傾斜している。ウェッジプリズムの１つの面の他の面に対する傾斜角は、ウェッジ角または頂角と呼ばれる。
ウェッジプリズムに入射した光は、ウェッジプリズム出射面の傾斜角に応じた角度で屈折して出射される。ウェッジプリズムに入射した光はプリズムの厚みが厚い方向へ屈折される。ウェッジプリズムに入射した光はプリズムの厚みが厚い方向へ偏向される。ウェッジプリズムに入射した光に対するウェッジプリズムから出射される光の角度は、偏角と呼ばれる。
なお、以下の実施の形態では、ウェッジプリズムの１つの面は回転軸に対して垂直な面としている。しかし、ウェッジプリズムの２つの面が回転軸に対して傾斜した面であってもよい。つまり、ウェッジプリズムの入射面および出射面が回転軸に対して傾斜した面であってもよい。
２枚のウェッジプリズムを使用することによって、アナモルフィックプリズムとして機能する。この構成により楕円のレーザービームを円形に補正できる。
２つのウェッジプリズム３，４は、ウェッジプリズム３，４の回転軸Ａを中心に回転する。これによって、ウェッジプリズム４から出射される光は、出射される方向を変更する。回転軸Ａ１は、ウェッジプリズム３の回転軸である。回転軸Ａ２は、ウェッジプリズム４の回転軸である。例えば、回転軸Ａ１と回転軸Ａ２とは同一の軸である。回転軸Ａ１と回転軸Ａ２との同一の軸は、回転軸Ａである。
ウェッジプリズム３，４の回転軸Ａと光源１の光軸Ｃｐとは、例えば、同一の軸である。ウェッジプリズム３，４の回転軸Ａと集光光学系２の光軸Ｃｃとは、例えば、同一の軸である。
ウェッジプリズム３，４を同じ角度で反対方向に回転させると、ウェッジプリズム４から出射される光は直線上を移動する。つまり、ウェッジプリズム４から出射される光は、回転軸Ａに垂直な方向に直線的に移動する。
ウェッジプリズム３は、鏡筒５に保持されている。ウェッジプリズム４は、鏡筒６に保持されている。
≪鏡筒５≫
鏡筒５は、例えば、鏡筒６の内側に配置されている。
鏡筒５は、ウェッジプリズム３を保持している。ウェッジプリズム３は、鏡筒５に保持されている。ウェッジプリズム３は、例えば、鏡筒５の＋Ｚ軸側に保持されている。ウェッジプリズム３は、例えば、鏡筒５の＋Ｚ軸側の端部に保持されている。ウェッジプリズム３は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、光の出射方向側の鏡筒５の端部に保持されている。
鏡筒５には、歯車５１が形成されている。鏡筒５は、歯車５１を備えている。歯車５１は、回転軸Ａ１を軸としている。歯車５１の軸は、回転軸Ａ１である。
歯車５１は歯車８２とかみ合う。歯車５１は、鏡筒５の光源１側の端部に形成されている。歯車５１は、例えば、鏡筒５の−Ｚ軸側の端部に形成されている。歯車５１は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、鏡筒５の光源１側の端部に形成されている。
歯車５１は鏡筒５の外周側に備えられている。歯車５１は鏡筒５の外周に備えられている。鏡筒５の外周には、回転軸Ａ１を軸とした歯車５１が備えられている。鏡筒５の外周には、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を軸とした歯車５１が備えられている。歯車５１の歯先は鏡筒５の外側を向いている。
歯車５１が形成された部分の鏡筒５の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３が備えられた部分の鏡筒５の径方向の大きさよりも小さい。歯車５１が形成された部分の鏡筒５の内周側の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３が備えられた部分の鏡筒５の内周側の径方向の大きさよりも小さい。入射口５３の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３が備えられた部分の鏡筒５の内周側の径方向の大きさよりも小さい。
鏡筒５は、例えば、突起５２を備えている。鏡筒５は、例えば、側面の外側の面に突起５２を備えている。突起５２は、Ｚ軸方向において、ウェッジプリズム３と歯車５１との間に設けられている。突起５２は、回転軸Ａ１の方向において、ウェッジプリズム３と歯車５１との間に設けられている。突起５２は、輪形状をしている。突起５２の輪形状は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心とした円形状である。突起５２は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心とした円形状をしている。
鏡筒５は、後述する溝ｂと溝ｃとを備えている。溝ｂは、鏡筒５の−Ｚ軸側に形成されている。溝ｃは、鏡筒５の＋Ｚ軸側に形成されている。溝ｂ，ｃは、例えば、突起５２に形成されている。溝ｂ，ｃは、例えば、輪形状の突起５２に形成されている。溝ｂは、突起５２の−Ｚ軸側の面に形成されている。溝ｃは、突起５２の＋Ｚ軸側の面に形成されている。
溝ｂ，ｃは、輪形状をしている。溝ｂ，ｃは、円形状をしている。溝ｂ，ｃの輪形状は、円形状をしている。溝ｂ，ｃは、例えば、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心とした円形状をしている。ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１は、例えば、Ｚ軸に平行である。溝ｂ，ｃは、連続した円形状の溝である。
≪鏡筒６≫
鏡筒６は、例えば、鏡筒５の外側に配置されている。
鏡筒６は、ウェッジプリズム４を保持している。ウェッジプリズム４は、鏡筒６に保持されている。ウェッジプリズム４は、例えば、鏡筒６の＋Ｚ軸側に保持されている。ウェッジプリズム４は、例えば、鏡筒６の＋Ｚ軸側の端部に保持されている。ウェッジプリズム４は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、光の出射方向側の鏡筒６の端部に保持されている。
鏡筒６には、歯車６１が形成されている。鏡筒６は、歯車６１を備えている。歯車６１は、回転軸Ａ２を軸としている。歯車６１の軸は、回転軸Ａ２である。
歯車６１は歯車８３とかみ合う。歯車６１は、鏡筒６の光源１側の端部に形成されている。歯車６１は、例えば、鏡筒６の−Ｚ軸側の端部に形成されている。歯車６１は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、鏡筒６の光源１側の端部に形成されている。
歯車６１は鏡筒６の内周側に備えられている。歯車６１は鏡筒６の内周に備えられている。鏡筒６の内周には、回転軸Ａ２を軸とした歯車６１が備えられている。鏡筒６の内周には、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心軸とした歯車６１が備えられている。歯車６１の歯先は鏡筒６の内側を向いている。
歯車６１が形成された部分の鏡筒６の径方向の大きさは、ウェッジプリズム４が備えられた部分の鏡筒６の径方向の大きさよりも大きい。歯車６１が形成された部分の鏡筒６の内周側の径方向の大きさは、ウェッジプリズム４が備えられた部分の鏡筒６の内周側の径方向の大きさよりも大きい。
鏡筒６は、例えば、筒部６２、筒部６３およびつなぎ部６４を備える。筒部６２は、例えば、鏡筒６の＋Ｚ軸側に形成されている。筒部６３は、例えば、鏡筒６の−Ｚ軸側に形成されている。つなぎ部６４は、例えば、筒部６２の−Ｚ軸側に形成されている。つなぎ部６４は、例えば、筒部６３の＋Ｚ軸側に形成されている。つなぎ部６４は、Ｚ軸方向において、例えば、筒部６２と筒部６３との間に形成されている。つなぎ部６４は、回転軸Ａ２の方向において、例えば、筒部６２と筒部６３との間に形成されている。
筒部６２は、ウェッジプリズム４を保持している。ウェッジプリズム４は、例えば、筒部６２の＋Ｚ軸側に保持されている。ウェッジプリズム４は、例えば、筒部６２の＋Ｚ軸側の端部に保持されている。ウェッジプリズム４は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、光の出射方向側の筒部６２の端部に保持されている。
筒部６３には、歯車６１が形成されている。筒部６３は、歯車６１を備えている。歯車６１は、例えば、筒部６３の−Ｚ軸側の端部に形成されている。歯車６１は、例えば、光軸Ｃｐの方向において、筒部６３の光源１側の端部に形成されている。
筒部６２の径は、筒部６３の径よりも小さい。ウェッジプリズム４を保持している部分の筒部６２の径は、歯車６１が形成されている部分の筒部６３の径よりも小さい。ウェッジプリズム４を保持している部分の筒部６２の内周側の径は、歯車６１が形成されている部分の筒部６３の内周側の径よりも小さい。筒部６２の径方向の大きさは、筒部６３の径方向の大きさよりも小さい。筒部６２の内周側の径方向の大きさは、筒部６３の内周側の径方向の大きさよりも小さい。ウェッジプリズム４を保持している部分の筒部６２の径方向の大きさは、歯車６１が形成されている部分の筒部６３の径方向の大きさよりも小さい。ウェッジプリズム４を保持している部分の筒部６２の内周側の径方向の大きさは、歯車６１が形成されている部分の筒部６３の内周側の径方向の大きさよりも小さい。
筒部６２の中心軸は、筒部６３の中心軸と一致している。筒部６２，６３の中心軸は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２と一致している。
つなぎ部６４は、筒部６２と筒部６３とをつなぐ部分である。つなぎ部６４は、板状をしている。つなぎ部６４は、輪形状をしている。つなぎ部６４は、板状の輪形状をしている。つなぎ部６４は、例えば、Ｚ軸に垂直な面に平行に形成されている。つなぎ部６４は、例えば、回転軸Ａ２に垂直な面に平行に形成されている。
鏡筒６は、後述する溝ｄと溝ｅとを備えている。溝ｄは、鏡筒６の−Ｚ軸側に形成されている。溝ｄは、例えば、つなぎ部６４の−Ｚ軸側の面に形成されている。つなぎ部６４の−Ｚ軸側の面は、鏡筒６の内側の面である。溝ｅは、鏡筒６の＋Ｚ軸側に形成されている。溝ｅは、例えば、つなぎ部６４の＋Ｚ軸側の面に形成されている。つなぎ部６４の＋Ｚ軸側の面は、鏡筒６の外側の面である。
溝ｄ，ｅは、輪形状をしている。溝ｄ，ｅは、円形状をしている。溝ｄ，ｅの輪形状は、円形状をしている。溝ｄ，ｅは、例えば、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心とした円形状をしている。ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２は、例えば、Ｚ軸に平行である。溝ｄ，ｅは、連続した円形状の溝である。
溝ｃと溝ｄとの間には、転がり部材９３ｃｄが配置されている。転がり部材９３ｃｄは、転がり軸受の転動体に相当する。溝ｃ，ｄは、転がり軸受の軌道面に相当する。
鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄを介して鏡筒５に対して回転する。鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄを介して鏡筒５に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、鏡筒５に対して回転する。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、鏡筒５に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、鏡筒６が鏡筒５の回転軸Ａ１を中心に回転するように鏡筒６を保持している。
しかし、例えば、転がり部材９３ｃｄを用いずに、鏡筒６は、すべり面を介して鏡筒５に対して回転することができる。つまり、鏡筒６は、軸受構造を介して鏡筒５に対して回転することができる。鏡筒６は、軸受構造を介して鏡筒５に対して回転するように保持されている。
「軸受」とは、回転する相手部品に接して荷重を受け、相手部品を支持する部品である。軸受としては、転がり軸受、すべり軸受、磁気軸受および流体軸受などが挙げられる。軸受構造は、回転する相手部品を支持する構造である。
≪ベース部材７≫
ベース部材７は光源１を保持している。ベース部材７は、集光光学系２、保持部材９１またはカバー部材９２を保持することができる。
≪駆動部８≫
駆動部８は、歯車８２および歯車８３を備える。駆動部８は、モータ８１、歯車８４、歯車８５または回転軸８７を備えることができる。なお、図１では、例えば、歯車８２，８３，８４を中間歯車８６として説明している。
駆動部８は、歯車８２および歯車８３を含む。駆動部８は、歯車８２および歯車８３を用いて、回転軸Ａを中心に一対のウェッジプリズム３，４を回転させる。回転軸Ａは、一対のウェッジプリズム３，４の回転軸である。
モータ８１は、鏡筒５，６を回転させる。歯車８５は、例えば、モータ８１の回転軸に取り付けられている。歯車８５は、と歯車８４噛み合っている。
歯車８４は、例えば、歯車８２と一体で形成されている。歯車８２は、歯車５１とかみ合っている。歯車８２は、歯車５１の外周側に配置されている。歯車５１は、鏡筒５に形成されている。
歯車８４は、例えば、歯車８３と一体で形成されている。歯車８３は、歯車６１とかみ合っている。歯車８３は、歯車６１の内周側に配置されている。歯車６１は、鏡筒６に形成されている。
実施の形態１では、例えば、歯車８２、歯車８３および歯車８４は一体で形成されている。中間歯車８６は、一体で形成された歯車８２、歯車８３および歯車８４を含んでいる。中間歯車８６の回転軸は、回転軸８７である。
説明を容易にするために、歯車８２の回転軸、歯車８３の回転軸および歯車８４の回転軸を回転軸８７として説明する。しかし、歯車８２の回転軸、歯車８３の回転軸および歯車８４の回転軸は、各々異なる軸であってもよい。
歯車８２は、鏡筒５を回転させる。鏡筒５は回転軸Ａ１を中心として回転する。歯車８２は、回転軸Ａ１を中心として鏡筒５を回転させる。
歯車８３は、鏡筒６を回転させる。鏡筒６は回転軸Ａ２を中心として回転する。歯車８３は、回転軸Ａ２を中心として鏡筒６を回転させる。
歯車８２および歯車８３は、光源１の光軸Ｃｐの方向において、光源１とウェッジプリズム３との間に配置されている。歯車８２および歯車８３は、集光光学系２の光軸Ｃｃ方向において、集光光学系２とウェッジプリズム３との間に配置されている。歯車８２および歯車８３は、集光光学系２の光軸Ｃｃの方向において、集光光学系２とウェッジプリズム３との間に配置されている。
歯車８２は、回転軸Ａの方向において、歯車８３よりもウェッジプリズム３側に配置されている。歯車８２は、回転軸Ａ１の方向において、歯車８３よりもウェッジプリズム３側に配置されている。歯車８２は、光源１の光軸Ｃｐの方向において、歯車８３よりもウェッジプリズム３側に配置されている。
歯車８３は、光源１の光軸Ｃｐの方向において、光源１と鏡筒５との間に配置されている。歯車８３は、集光光学系２の光軸Ｃｃ方向において、集光光学系２と鏡筒５との間に配置されている。歯車８３は、回転軸Ａの方向において、光源１と鏡筒５との間に配置されている。
駆動部８は、１つのモータ８１を備えている。駆動部８は、モータ８１を１つ備えている。モータ８１は、回転軸８７を回転させる。なお、歯車８２と歯車８３とは２つのモータによって別々に回転されてもよい。
また、歯車８２と歯車８３とは、他の駆動方法を用いて回転さることができる。他の駆動方法、例えば、ウォーム歯車、摩擦車またはベルトなどである。
モータ８１は、例えば、ベース部材７に固定されている。モータ８１は、例えば、保持部材９１に固定されている。モータ８１は、例えば、カバー部材９２に固定されている。モータ８１は、例えば、ステッピングモータである。モータ８１は、例えば、直流モータまたは超音波モータなどでもよい。
≪保持部材９１≫
保持部材９１は、鏡筒５が回転するように鏡筒５を保持している。保持部材９１は、鏡筒５が回転軸Ａ１を中心に回転するように鏡筒５を保持している。保持部材９１は、例えば、鏡筒５が光源１の光軸Ｃｐを中心に回転するように鏡筒５を保持している。保持部材９１は、例えば、鏡筒５が集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に回転するように鏡筒５を保持している。
保持部材９１は、例えば、ベース部材７に保持されている。保持部材９１は、例えば、ベース部材７と一体で形成されてもよい。保持部材９１は、例えば、ベース部材７に固定されても良い。例えば、保持部材９１は、ベース部材７にねじなどで固定されても良い。
保持部材９１は、例えば、筒形状をしている。保持部材９１は、光源１を覆っている。保持部材９１は、光源１を筒形状の中に備えている。保持部材９１は、集光光学系２を覆っている。保持部材９１は、集光光学系２を筒形状の中に備えている。
保持部材９１は、溝ａを備えている。溝ａは、保持部材９１の＋Ｚ軸側に形成されている。溝ａは、保持部材９１の＋Ｚ軸側の端部に形成されている。
溝ａは、輪形状をしている。溝ａは、円形状をしている。溝ａの輪形状は、円形状をしている。溝ａは、例えば、光源１の光軸Ｃｐを中心とした円形状をしている。溝ａは、例えば、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心とした円形状をしている。光源１の光軸Ｃｐは、例えば、Ｚ軸に平行である。集光光学系２の光軸Ｃｃは、例えば、Ｚ軸に平行である。溝aは、連続した溝である。溝aは、連続した円形状の溝である。
溝ａと溝ｂとの間には、転がり部材９３ａｂが配置されている。転がり部材９３ａｂは、転がり軸受の転動体に相当する。溝ａ，ｂは、転がり軸受の軌道面に相当する。
鏡筒５は、転がり部材９３ａｂを介して保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、転がり部材９３ａｂを介して保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、光源１の光軸Ｃｐを中心に、保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、光源１の光軸Ｃｐを中心に、保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に、保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に、保持部材９１に対して回転するように保持されている。
しかし、例えば、転がり部材９３ａｂを用いずに、鏡筒５は、すべり面を介して保持部材９１に対して回転することができる。つまり、鏡筒５は、軸受構造を介して保持部材９１に対して回転することができる。鏡筒５は、軸受構造を介して保持部材９１に対して回転するように保持されている。
≪カバー部材９２≫
カバー部材９２は、鏡筒６が回転するように鏡筒６を保持している。カバー部材９２は、鏡筒６が回転軸Ａ２を中心に回転するように鏡筒６を保持している。カバー部材９２は、例えば、鏡筒６が光源１の光軸Ｃｐを中心に回転するように鏡筒６を保持している。カバー部材９２は、例えば、鏡筒６が集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に回転するように鏡筒６を保持している。
カバー部材９２は、例えば、ベース部材７に保持されている。カバー部材９２は、保持部材９１に保持されてもよい。カバー部材９２は、ベース部材７または保持部材９１に固定されても良い。例えば、カバー部材９２は、ベース部材７または保持部材９１にねじなどで固定されても良い。
カバー部材９２は、例えば、筒形状をしている。カバー部材９２は、光源１を覆っている。カバー部材９２は、光源１を筒形状の中に備えている。カバー部材９２は、集光光学系２を覆っている。カバー部材９２は、集光光学系２を筒形状の中に備えている。カバー部材９２は、鏡筒５を覆っている。カバー部材９２は、鏡筒５を筒形状の中に備えている。
また、カバー部材９２は、ベース部材７に付勢されてもよい。カバー部材９２は、保持部材９１に付勢されてもよい。「付勢する」とは、ばね等の弾性力によって力を発揮することである。
例えば、カバー部材９２は、鏡筒５，６の回転軸Ａの方向に、ばね等によって、ベース部材７に付勢されてもよい。カバー部材９２は、鏡筒５，６の回転軸Ａの方向に、ばね等によって、保持部材９１に付勢されてもよい。回転軸Ａは、鏡筒５の回転軸Ａ１と鏡筒６の回転軸Ａ２とが同じ軸の場合の軸である。鏡筒５，６の回転軸Ａは、例えば、Ｚ軸に平行である。ここで、カバー部材９２は、−Ｚ軸方向に付勢されている。
カバー部材９２は、受面９２ａを備える。受面９２ａは、カバー部材９２の＋Ｚ軸方向側に形成されている。受面９２ａは、カバー部材９２の＋Ｚ軸方向側の端部に形成されている。受面９２ａは、板形状をしている。受面９２ａは、輪形状をしている。受面９２ａは、板状の輪形状をしている。受面９２ａは、例えば、Ｚ軸に垂直な面に平行に形成されている。受面９２ａは、カバー部材９２の側面９２ｂから内側に向けて形成されている。
カバー部材９２は、溝ｆを備えている。溝ｆは、カバー部材９２の＋Ｚ軸側に形成されている。溝ｆは、カバー部材９２の＋Ｚ軸側の端部に形成されている。
溝ｆは、例えば、受面９２ａの−Ｚ軸側の面に形成されている。受面９２ａの−Ｚ軸側の面は、カバー部材９２の内側の面である。
溝ｆは、輪形状をしている。溝ｆは、円形状をしている。溝ｆの輪形状は、円形状をしている。溝ｆは、例えば、光源１の光軸Ｃｐを中心とした円形状をしている。溝ｆは、例えば、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心とした円形状をしている。溝ｆは、例えば、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心とした円形状をしている。光源１の光軸Ｃｐは、例えば、Ｚ軸に平行である。集光光学系２の光軸Ｃｃは、例えば、Ｚ軸に平行である。ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２は、例えば、Ｚ軸に平行である。溝ｆは、連続した溝である。溝ｆは、連続した円形状の溝である。
溝ｅと溝ｆとの間には、転がり部材９３ｅｆが配置されている。転がり部材９３ｅｆは、転がり軸受の転動体に相当する。溝ｅ，ｆは、転がり軸受の軌道面に相当する。
鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆを介してカバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆを介してカバー部材９２に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、カバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、カバー部材９２に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、光源１の光軸Ｃｐを中心に、カバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、光源１の光軸Ｃｐを中心に、カバー部材９２に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に、カバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、集光光学系２の光軸Ｃｃを中心に、カバー部材９２に対して回転するように保持されている。
しかし、例えば、転がり部材９３ｅｆを用いずに、鏡筒６は、すべり面を介してカバー部材９２に対して回転することができる。つまり、鏡筒６は、軸受構造を介してカバー部材９２に対して回転することができる。鏡筒６は、軸受構造を介してカバー部材９２に対して回転するように保持されている。
なお、例えば、転がり軸受などを用いて、鏡筒６が回転軸Ａ２の方向に鏡筒５に対して移動しない場合には、ベース部材９１またはカバー部材９２のどちらかを省くことができる。また、すべり面を用いた軸受構造においても同様である。なお、転がり軸受を用いた例に関しては後述する。
＜ウェッジプリズム３，４の回転構造＞
≪保持部材９１および鏡筒５≫
保持部材９１と鏡筒５とは、転がり部材９３ａｂを挟んで配置されている。鏡筒５は、転がり部材９３ａｂを介して、保持部材９１に保持されている。鏡筒５は、保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、保持部材９１に対してウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心にして回転する。鏡筒５は、保持部材９１に対してウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心にして回転するように保持されている。
例えば、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１と光源１の光軸Ｃｐとは、同一の軸である。例えば、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１と集光光学系２の光軸Ｃｃとは、同一の軸である。
転がり部材９３ａｂは、溝ａと溝ｂに接している。溝ａは、保持部材９１に形成されている。溝ｂは、鏡筒５に形成されている。転がり部材９３ａｂは、溝ａの軌道と溝ｂの軌道とに沿って転がる。
鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、光源１の光軸Ｃｐの方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。また、鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、光源１の光軸Ｃｐに垂直な方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１の方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。また、鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１に垂直な方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、集光光学系２の光軸Ｃｃの方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。また、鏡筒５は、転がり部材９３ａｂによって、集光光学系２の光軸Ｃｃに垂直な方向において、保持部材９１に対して位置決めされている。
≪鏡筒５および鏡筒６≫
鏡筒５と鏡筒６とは、転がり部材９３ｃｄを挟んで配置されている。鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄを介して、鏡筒５に保持されている。鏡筒６は、鏡筒５に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、鏡筒５に対してウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心にして回転する。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心にして回転するように保持されている。
例えば、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２と光源１の光軸Ｃｐとは、同一の軸である。例えば、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２と集光光学系２の光軸Ｃｃとは、同一の軸である。
鏡筒５の回転軸Ａ１と鏡筒６の回転軸Ａ２とは、同一の軸である。鏡筒５と鏡筒６とは、各々の回転軸Ａ１，Ａ２を中心にそれぞれ回転する。鏡筒５と鏡筒６とは、各々の回転軸Ａ１，Ａ２を中心にそれぞれ回転するように保持されている。
転がり部材９３ｃｄは溝ｃと溝ｄとに接している。溝ｃは、鏡筒５に形成されている。溝ｄは、鏡筒６に形成されている。転がり部材９３ｃｄは、溝ｃの軌道と溝ｄの軌道とに沿って転がる。
鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１の方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１に垂直な方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２の方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２に垂直な方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、光源１の光軸Ｃｐの方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、光源１の光軸Ｃｐに垂直な方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、集光光学系２の光軸Ｃｃの方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｃｄによって、集光光学系２の光軸Ｃｃに垂直な方向において、鏡筒５に対して位置決めされている。
≪鏡筒６およびカバー部材９２≫
鏡筒６とカバー部材９２とは、転がり部材９３ｅｆを挟んで配置されている。鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆを介して、カバー部材９２に保持されている。鏡筒６は、カバー部材９２に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、カバー部材９２に対してウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心にして回転する。鏡筒６は、カバー部材９２に対してウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心にして回転するように保持されている。
転がり部材９３ｅｆは溝ｅと溝ｆとに接している。溝ｅは、鏡筒６に形成されている。溝ｆは、カバー部材９２に形成されている。転がり部材９３ｅｆは、溝ｅの軌道と溝ｆの軌道とに沿って転がる。
鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、光源１の光軸Ｃｐの方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、光源１の光軸Ｃｐに垂直な方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２の方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２に垂直な方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、集光光学系２の光軸Ｃｃの方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。また、鏡筒６は、転がり部材９３ｅｆによって、集光光学系２の光軸Ｃｃに垂直な方向において、カバー部材９２に対して位置決めされている。
カバー部材９２と保持部材９１とは、鏡筒５、鏡筒６および転がり部材９３を保持している。カバー部材９２と保持部材９１とは、鏡筒５を保持している。カバー部材９２と保持部材９１とは、鏡筒６を保持している。カバー部材９２と保持部材９１とは、転がり部材９３を保持している。転がり部材９３は、転がり部材９３ａｂ、転がり部材９３ｃｄおよび転がり部材９３ｅｆである。
転がり部材９３は、例えば、転がり軸受の転動体に相当する。転がり部材９３は、例えば、玉（球体）、円筒コロまたは円錐コロ等である。溝ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは、例えば、転がり軸受の軌道面に相当する。軌道面は、転がり軸受の転動体が転がる表面である。軌道は、転動体が転がる走路である。
＜鏡筒５，６および駆動部８の構造＞
鏡筒５は、鏡筒６よりも光源１側に配置されている。鏡筒５は、光軸Ｃｐの方向において、鏡筒６よりも光源１側に配置されている。鏡筒５は、鏡筒６の内側に配置されている。
鏡筒５の入射口５３は開口部である。入射口５３は、光源１から出射された光が鏡筒５内に入射する開口部である。「開口部」とは、外部へ向かって開いている部分である。ここでは、光源１から出射された光は、入射口５３から鏡筒５内に入射する。なお、集光光学系２を用いる場合には、集光光学系２から出射された光は入射口５３から鏡筒５内に入射する。
入射口５３の大きさは、ウェッジプリズム３の大きさよりも小さい。つまり、入射口５３の直径は、ウェッジプリズム３の直径よりも小さい。入射口５３の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３の径方向の大きさよりも小さい。歯車５１が形成された部分の鏡筒５の内面側の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３が備えられた部分の鏡筒５の内面側の径方向の大きさよりも小さい。歯車５１が形成された部分の鏡筒５の径方向の大きさは、ウェッジプリズム３が備えられた部分の鏡筒５の径方向の大きさよりも小さい。
光源１から出射された光は広がりながら進行する。このため、入射口５３を通る際の光の光束径は、ウェッジプリズム３に入射する際の光の光束径よりも小さい。例えば、光源１はＬＥＤである。光源１の発光面の中心から出射された光は、集光光学系２の光軸Ｃｃに対して平行な光となる。しかし、光源１の発光面の縁部から出射された光は光軸Ｃｃに対して傾く。このため、集光光学系２から出射された光は、光軸Ｃｃに対して完全に平行とはならない。集光光学系２から出射される光は、広がった光となる。
また、鏡筒５内を進行する光束から鏡筒５の内側の側面までの間隔を大きくする。これによって、鏡筒５の内側の側面での光の反射を抑えて、迷光を軽減することができる。
入射口５３の径方向の大きさが小さいことから、歯車５１のピッチ円直径を小さくすることができる。つまり、歯車５１のピッチ円直径の小径化が容易になる。ピッチ円は、歯車を転がり摩擦で伝動する円柱に近似したときの円柱の円周である。ピッチ円の直径をピッチ円直径という。
歯車５１は、例えば、入射口５３の外周部に形成されている。歯車５１は、例えば、入射口５３の外周側に形成されている。歯車５１のピッチ円直径を小さくすることができるため、歯車８２を光源１の光軸Ｃｐに近い位置に配置することができる。歯車８２をウェッジプリズム３の回転軸Ａ１に近い位置に配置することができる。
また、例えば、歯車８３と歯車８２とは回転軸８７が同一である。歯車８２の回転軸と歯車８３の回転軸とは、同一の回転軸８７である。この場合には、歯車８３は光源１の光軸Ｃｐに近い位置に配置される。歯車８３を光源１の光軸Ｃｐに近い位置に配置できるため、歯車６１のピッチ円直径を小さくすることができる。そして、鏡筒６の径方向の大きさを小さくすることができる。鏡筒６の外面側の径方向の大きさを小さくすることができる。鏡筒６の筒部６３の径方向の大きさを小さくすることができる。鏡筒６の筒部６３の外面側の径方向の大きさを小さくすることができる。
実施の形態１では、歯車８２，８３は、歯車８４および歯車８５を介してモータ８１で駆動される。しかし、モータ８１の回転軸を歯車８２，８３の回転軸８７と同一とすることができる。つまり、歯車８２，８３をモータ８１の回転軸に取り付けることができる。そして、モータ８１を光源１の光軸Ｃｐの近くに配置することが容易となる。モータ８１をウェッジプリズム３の回転軸Ａ１の近くに配置することが容易となる。
これらの構成によって、照明装置１００の小型化が容易となる。
＜駆動部８によるウェッジプリズム３，４の駆動＞
駆動部８によるウェッジプリズム３，４の駆動動作について説明する。
例えば、モータ８１によって歯車８５が＋ＲＺ方向に回転すると、歯車８４は−ＲＺ方向に回転する。歯車８４が−ＲＺ方向に回転すると、歯車８２，８３も−ＲＺ方向に回転する。なお、実施の形態１では、例えば、歯車８２，８３，８４は中間歯車８６として一体で形成されている。
歯車８２が−ＲＺ方向に回転すると、歯車５１は＋ＲＺ方向に回転する。そのため、鏡筒５は＋ＲＺ方向に回転する。そして、ウェッジプリズム３は、＋ＲＺ方向に回転する。
一方、歯車８３が−ＲＺ方向に回転すると、歯車６１は−ＲＺ方向に回転する。そのため、鏡筒６は−ＲＺ方向に回転する。そして、ウェッジプリズム４は、−ＲＺ方向に回転する。
つまり、鏡筒５と鏡筒６とは、互いに反対方向に回転する。鏡筒５の回転方向は、鏡筒６の回転方向と反対方向である。ウェッジプリズム３とウェッジプリズム４とは、互いに反対方向に回転する。ウェッジプリズム３の回転方向は、ウェッジプリズム４の回転方向と反対方向である。
例えば、歯車５１と歯車８２との歯数比は、歯車６１と歯車８３との歯数比と同一である。歯数比は、ギア比ともよばれる。
この場合には、鏡筒５と鏡筒６とは、それぞれ同じ回転速度で反対方向に回転する。そして、ウェッジプリズム３とウェッジプリズム４とは、それぞれ同じ回転速度で反対方向に回転する。モータ８１の回転角に対して、鏡筒５の回転角の絶対値と鏡筒６の回転角の絶対値とは等しい。モータ８１の回転角に対して、ウェッジプリズム３の回転角の絶対値とウェッジプリズム４の回転角の絶対値とは等しい。
この場合には、照明装置１００から出射される照射光は、照射面上で直線、円または楕円などの軌跡を繰り返したどるように移動する。
図１に示すように、例えば、ウェッジプリズム３の入射面３１は回転軸Ａ１に対して垂直な面である。ウェッジプリズム３の出射面３２は回転軸Ａ１に垂直な面に対して傾斜した面である。なお、出射面３２が回転軸Ａ１に対して垂直な面で、入射面３１が回転軸Ａ１に垂直な面に対して傾斜した面であっても良い。
図１に示すように、例えば、ウェッジプリズム４の入射面４１は回転軸Ａ２に垂直な面に対して傾斜した面である。ウェッジプリズム４の出射面４２は回転軸Ａ２に対して垂直な面である。なお、入射面４１が回転軸Ａ２に対して垂直な面で、出射面４２が回転軸Ａ２に垂直な面に対して傾斜した面であっても良い。
ウェッジプリズム３の出射面３２とウェッジプリズム４の入射面４１とが互いに平行である状態を初期位置とする。ウェッジプリズム３の傾斜面とウェッジプリズム４の傾斜面とが互いに平行である状態を初期位置とする。なお、この場合には、ウェッジプリズム３，４のウェッジ角は等しい。
例えば、歯車５１と歯車８２との歯数比が歯車６１と歯車８３との歯数比と同一である。この場合には、鏡筒５と鏡筒６とは、それぞれ同じ回転速度で反対方向に回転する。そして、ウェッジプリズム３とウェッジプリズム４とは、それぞれ同じ回転速度で反対方向に回転する。
この場合には、照明装置１００から出射される照射光は照射面上で直線状の軌跡を描く。
例えば、歯車５１と歯車８２との歯数比は、歯車６１と歯車８３との歯数比と異なっている。この場合には、鏡筒５と鏡筒６とは、それぞれ異なる回転速度で反対方向に回転する。そして、ウェッジプリズム３とウェッジプリズム４とは、それぞれ異なる回転速度で反対方向に回転する。
この場合には、照明装置１００から出射される照射光は照射面上でリサージュ曲線の軌跡を描く。リサージュ曲線は、リサージュ図形とも呼ばれる。リサージュ図形は、互いに直角方向に振動する２つの単振動を合成して得られる平面図形である。
＜変形例１＞
照明装置１００は、画像形成部２１を備えることができる。照明装置１００は、画像形成部２１によって投影機能を有することができる。例えば、照明装置１００は、路面または通路などに画像情報を投影して、注意喚起または通行者の誘導などを行う投影装置である。
画像情報は、文字、静止画および動画を含む。「投影」とは、像を映し出すことである。照明装置１００においては、集光光学系２が画像形成部２１で形成された画像情報を投影面に投影する。集光光学系２は画像形成部２１が形成する画像を投影する。集光光学系２は、例えば、投影光学系である。集光光学系２は、例えば、投影レンズである。投影面は、例えば、床面である。また、車載用途で用いられる場合には、投影面は、例えば、路面である。
これによって、例えば、特定の場所に利用者を誘導する場合には、照明装置１００は投影された画像情報を利用者に提供することができる。投影された画像情報によって、利用者は直観的に誘導される方向を認識することができる。
画像形成部２１は、入射した光を画像光に変換する。画像形成部２１は、光源１からの光を画像光に変換する。画像光とは、画像情報を有する光のことである。画像形成部２１は、投影される画像を形成する。
照明装置１００は、光源１と集光光学系２との間に画像を形成する画像形成部２１を備える。画像形成部２１は、例えば、光源１と集光光学系２との間に配置されている。この場合には、集光光学系２に入射する光は画像光である。
例えば、画像形成部２１は、入射した光の一部を透過する。また、画像形成部２１は、入射した光の一部を遮光する。これによって、投影される画像情報が画像形成部２１上に形成される。
画像形成部２１は、例えば、液晶素子を備えている。液晶素子は、液晶パネルまたは液晶ライトバルブとも呼ばれる。液晶パネルは、偏光フィルターによって光の一部を透過又は遮光することで画像を形成する。例えば、画像形成部２１には、画像信号（画像情報）が入力される。そして、画像形成部２１は、画像信号に基づく画像を形成する。液晶パネルは、入力される画像情報に応じて投影される画像情報を変更できる。また、液晶パネルは、投影される画像情報を動画とすることができる。
画像形成部２１は、例えば、遮光板を備えている。画像形成部２１は、例えば、遮光板または遮光膜を採用することができる。遮光板は、遮光膜を含む。遮光板は、透過領域と遮光領域とによって画像情報を形成する。
遮光板は、例えば、ステンレス鋼などの金属板である。遮光膜は、例えば、クロムまたはアルミニウムなどをガラスなどの基材に塗布した膜である。
遮光板または遮光膜は、投影される画像情報を変更できない。遮光板または遮光膜を採用した場合には、画像形成部２１は、一種類の画像情報を投影する。なお、画像形成部２１は、遮光板または遮光膜を差し替えることで複数の種類の画像情報を投影することができる。例えば、遮光板または遮光膜を回転板の構成とする。遮光板または遮光膜を回転させることで、複数の種類の画像情報を投影することができる。
画像形成部２１は、例えば、マイクロミラーを有する表示素子などを備えている。マイクロミラーは、例えば、２次元に配列された複数のマイクロミラーを備えている。画像形成部２１は、例えば、複数のマイクロミラーを用いた表示素子を採用することができる。
複数のマイクロミラーを用いた表示素子は、例えば、微細な反射型ミラーを使用した表示素子である。マイクロミラーを用いた表示素子は、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術を用いたＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；登録商標）又はＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ；登録商標）などである。
「ＭＥＭＳ」とは、微小な電気部品および機械部品を一つの基板上に組み込んだデバイス又はシステムを指す。マイクロミラーを用いた表示素子は、投影される画像情報を変更できる。また、マイクロミラーを用いた表示素子は、投影される画像情報を動画とすることができる。
画像情報は、画像形成部２１によって形成される。集光光学系２は、画像形成部２１によって形成された画像を拡大して投影する。このとき、画像情報は、画像形成部２１によって形成された画像を拡大したものである。また、画像情報は、画像形成部２１によって形成される画像の上下方向および左右方向を反転して投影したものである。
＜変形例２＞
図３は、集光光学系２の部分の斜視図である。変形例では、集光光学系２は集光光学系２の光軸Ｃｃに垂直な方向に移動する。集光光学系２は集光光学系２の光軸Ｃｃに垂直な方向に移動するように保持されている。
集光光学系２は、例えば、レンズである。集光光学系２は、レンズ部２ａと板部２ｂとを備える。
板部２ｂには、穴２２が形成されている。穴２２は、集光光学系２を移動方向にガイドする。図３では、集光光学系２の移動方向はＹ軸方向である。Ｙ軸方向には、２つの穴２２ａ，２２ｂが形成されている。穴２２ａ，２２ｂは、Ｙ軸方向に長い長穴である。穴２２ａ，２２ｂは、集光光学系２の移動方向に長い長穴である。
集光光学系２は、例えば、弾性体２３によって付勢されている。集光光学系２は、ベース部材７に当接するように弾性体２３によって付勢されている。集光光学系２は、弾性体２３によってベース部材７に押し当てられている。弾性体２３は、例えば、ばねまたはゴムなどである。
図３では、弾性体２３は、引っ張りコイルばねである。図３では、弾性体２３は、−Ｚ軸方向と−Ｙ軸方向とに集光光学系２を引っ張っている。弾性体２３が−Ｚ軸方向に集光光学系２を引っ張ることで、集光光学系２はベース部材７に押し当てられている。また、弾性体２３が−Ｙ軸方向に集光光学系２を引っ張ることで、後述する送りねじ８８ｂとナット８８ｃとの間のバックラッシは低減される。
ベース部材７は、ピン７１を備えている。ベース部材７は、例えば、２つのピン７１ａ，７１ｂを備えている。ベース部材７は、例えば、２つのピン７１ａ，７１ｂを＋Ｚ軸側の面に備えている。ピン７１は、穴２２に挿入される。ピン７１ａは、穴２２ａに挿入される。ピン７１ｂは、穴２２ｂに挿入される。集光光学系２は、ピン７１にガイドされて移動する。集光光学系２は、ピン７１にガイドされて、光軸Ｃｃに垂直な方向に移動する。
送り機構８８は、集光光学系２を移動させる。送り機構８８は、集光光学系２を光軸Ｃｃに垂直な方向に移動させる。
送り機構８８は、例えば、モータ８８ａ、送りねじ８８ｂおよびナット８８ｃを備えている。モータ８８ａは、送りねじ８８ｂを回転させる。送りねじ８８ｂは、例えば、モータ８８ａの軸に取り付けられている。ナット８８ｃは、送りねじ８８ｂに取り付けられている。ナット８８ｃは、送りねじ８８ｂにかみ合っている。送りねじ８８ｂが回転することで、ナット８８ｃは、送りねじ８８ｂの軸方向に移動する。
ナット８８ｃは、例えば、集光光学系２を−Ｙ軸側の面で接している。弾性体２３は−Ｙ軸方向に集光光学系２を引っ張っている。これによって、ナット８８ｃは、弾性体２３の力に抗して集光光学系２を保持する。ナット８８ｃは、集光光学系２のＹ軸方向の位置決めをする。これによって、モータ８８ａが回転すると、ナット８８ｃを介して、集光光学系２は送りねじ８８ｂの軸方向に移動する。送りねじ８８ｂの軸方向は、Ｙ軸方向である。
ウェッジプリズム３，４は、光源１から出射された光を直線方向に偏向する。ウェッジプリズム３，４は、例えば、光源１から出射された光をＸ軸方向に直線的に偏向する。そして、集光光学系２は、光源１に対して、Ｙ軸方向に移動する。これによって、ウェッジプリズム３，４から出射される光はＹ軸方向に偏向される。照明装置１００は、投射する光を２つの軸方向に偏向する。２つの軸方向は、例えば、光軸Ｃｃに対して垂直な方向である。照明装置１００は、投射する光を照射面上で面上に移動させる。
なお、集光光学系２が移動するように集光光学系２を保持する構造は上記の構造に限らない。例えば、その構造に直動のガイドレールまたはリンク機構などを用いることができる。また、その構造にラックとピニオンとを用いた機構を用いることができる。
また、例えば、ピン７１ａ，７１ｂに代えて、頭付きのピンを用いることで、弾性体２３を省くことができる。ピンの頭と板部２ｂとの隙間を小さくすることで、レンズ部２ａが光軸Ｃｃ方向に動くことを低減できる。
＜変形例３＞
図４は、変形例３に係る照明装置１１０の構成図である。図５は、変形例３に係る照明装置１２０の構成図である。照明装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を省略する。
照明装置１１０は、転がり部材９３に代えて、転がり軸受９４を用いている。転がり軸受９４は、転がり軸受９４ａおよび転がり軸受９４ｂを含んでいる。また、照明装置１１０は、保持部材９１を備えていない。つまり、照明装置１１０は、保持部材９１を削減することができる。
転がり軸受９４ａは、鏡筒６とカバー部材９２との間に配置されている。そのため、鏡筒６は、転がり軸受９４ａを介してカバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、転がり軸受９４ａを介してカバー部材９２に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、カバー部材９２に対して回転する。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、カバー部材９２に対して回転するように保持されている。カバー部材９２は、鏡筒６が鏡筒６の回転軸Ａ２を中心に回転するように鏡筒６を保持している。
なお、図４に示された照明装置１１０は、１個の転がり軸受９４ａを備えている。しかし、２個の転がり軸受９４ａを、回転軸Ａ２の方向に並べて配置することができる。これによって、回転軸Ａ２の光源１の光軸Ｃｐ対する傾きを低減することができる。回転軸Ａ２の集光光学系２の光軸Ｃｃ対する傾きを低減することができる。
転がり軸受９４ｂは、鏡筒５と鏡筒６との間に配置されている。そのため、鏡筒５は、転がり軸受９４ｂを介して鏡筒６に対して回転する。鏡筒５は、転がり軸受９４ｂを介して鏡筒６に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、鏡筒６に対して回転する。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、鏡筒６に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、鏡筒５が鏡筒５の回転軸Ａ１を中心に回転するように鏡筒５を保持している。
なお、図４に示された照明装置１１０は、１個の転がり軸受９４ｂを備えている。しかし、２個の転がり軸受９４ｂを、回転軸Ａ１の方向に並べて配置することができる。これによって、回転軸Ａ１の回転軸Ａ２対する傾きを低減することができる。回転軸Ａ１の光源１の光軸Ｃｐ対する傾きを低減することができる。回転軸Ａ１の集光光学系２の光軸Ｃｃ対する傾きを低減することができる。
照明装置１２０は、転がり部材９３に代えて、転がり軸受９４を用いている。転がり軸受９４は、転がり軸受９４ｃおよび転がり軸受９４ｄを含んでいる。また、照明装置１２０は、カバー部材９２を備えていない。つまり、照明装置１２０は、カバー部材９２を削減することができる。
転がり軸受９４ｃは、鏡筒５と保持部材９１との間に配置されている。そのため、鏡筒５は、転がり軸受９４ｃを介して保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、転がり軸受９４ｃを介して保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、保持部材９１に対して回転する。鏡筒５は、ウェッジプリズム３の回転軸Ａ１を中心に、保持部材９１に対して回転するように保持されている。保持部材９１は、鏡筒５が鏡筒５の回転軸Ａ１を中心に回転するように鏡筒５を保持している。
なお、図５に示された照明装置１２０は、１個の転がり軸受９４ｃを備えている。しかし、２個の転がり軸受９４ｃを、回転軸Ａ１の方向に並べて配置することができる。これによって、回転軸Ａ１の光源１の光軸Ｃｐ対する傾きを低減することができる。回転軸Ａ１の集光光学系２の光軸Ｃｃ対する傾きを低減することができる。
転がり軸受９４ｄは、鏡筒６と保持部材９１との間に配置されている。そのため、鏡筒６は、転がり軸受９４ｄを介して保持部材９１に対して回転する。鏡筒６は、転がり軸受９４ｄを介して保持部材９１に対して回転するように保持されている。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、保持部材９１に対して回転する。鏡筒６は、ウェッジプリズム４の回転軸Ａ２を中心に、保持部材９１に対して回転するように保持されている。保持部材９１は、鏡筒６が鏡筒６の回転軸Ａ２を中心に回転するように鏡筒６を保持している。
なお、図５に示された照明装置１２０は、１個の転がり軸受９４ｄを備えている。しかし、２個の転がり軸受９４ｄを、回転軸Ａ２の方向に並べて配置することができる。これによって、回転軸Ａ２の光源１の光軸Ｃｐ対する傾きを低減することができる。回転軸Ａ２の集光光学系２の光軸Ｃｃ対する傾きを低減することができる。各々２個の転がり軸受９４ｃ，９４ｄを用いることで、回転軸Ａ２の回転軸Ａ１対する傾きを低減することができる。
また、照明装置１２０は、照明装置１１０よりも、回転軸Ａ１の光源１の光軸Ｃｐ対する傾きを低減することができる。照明装置１２０は、照明装置１１０よりも、回転軸Ａ１の集光光学系２の光軸Ｃｃ対する傾きを低減することができる。
なお、上述の各実施の形態においては、「平行」または「垂直」などの部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す用語を用いている場合がある。これらは、製造上の公差や組立て上のばらつきなどを考慮した範囲を含むことを表している。このため、請求の範囲に部品間の位置関係もしくは部品の形状を示す記載をした場合には、製造上の公差又は組立て上のばらつき等を考慮した範囲を含むことを示している。
また、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
以上の各実施の形態を基にして、以下に発明の内容を付記として記載する。
＜付記１＞
光を出射する光源と、
前記光を入射して、入射した前記光を偏向する一対のウェッジプリズムと、
第１の歯車および第２の歯車を含み、前記第１の歯車および前記第２の歯車を用いて前記一対のウェッジプリズムの第１の回転軸を中心に前記一対のウェッジプリズムを回転させる駆動部と
を備え、
前記一対のウェッジプリズムは、第１の鏡筒に保持された第１のウェッジプリズムと、第２の鏡筒に保持された第２のウェッジプリズムとを含み、
前記第１の鏡筒は、前記第２の鏡筒の内側に配置され、
前記第１の鏡筒の外周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第３の歯車が備えられ、
前記第２の鏡筒の内周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第４の歯車が備えられ、
前記第１の歯車は、前記第３の歯車の外周側に配置されて前記第３の歯車とかみ合い、
前記第２の歯車は、前記第４の歯車の内周側に配置されて前記第４の歯車とかみ合う照明装置。
＜付記２＞
前記光源から出射された前記光は、前記第１のウェッジプリズムに入射し、
前記第１のウェッジプリズムから出射された前記光は、前記第２のウェッジプリズムに入射する付記１に記載の照明装置。
＜付記３＞
前記光源は発散角を持った光を発する付記１または２に記載の照明装置。
＜付記４＞
前記第３の歯車は、前記第１の鏡筒の前記光源側の端部に形成されている付記１から３のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記５＞
前記第３の歯車が形成された部分の前記第１の鏡筒の径方向の大きさは、前記第１のウェッジプリズムが備えられた部分の前記第１の鏡筒の径方向の大きさよりも小さい付記１から４のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記６＞
前記第１の歯車および前記第２の歯車は、前記光源の光軸方向において、前記光源と前記第１のウェッジプリズムとの間に配置される付記１から５のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記７＞
前記第２の歯車は、前記光源の光軸方向において、前記光源と前記第１の鏡筒との間に配置される付記１から６のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記８＞
前記第１の歯車は、前記第１の回転軸方向において、前記第２の歯車よりも前記第１のウェッジプリズム側に配置される付記１から７のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記９＞
前記第１の歯車の回転軸と前記第２の歯車の回転軸とは、同一の第２の回転軸である付記１から８のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記１０＞
前記駆動部は、１つのモータを備え、
前記モータは、前記第２の回転軸を回転させる付記９に記載の照明装置。
＜付記１１＞
前記光源から出射された前記光の発散角を変更する集光光学系を備える付記１から１０のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記１２＞
前記第１の歯車および前記第２の歯車は、前記集光光学系の光軸方向において、前記集光光学系と前記第１のウェッジプリズムとの間に配置される付記１１に記載の照明装置。
＜付記１３＞
前記第２の歯車は、前記集光光学系の光軸方向において、前記集光光学系と前記第１の鏡筒との間に配置される付記１１または１２に記載の照明装置。
＜付記１４＞
前記集光光学系は、前記集光光学系の光軸に垂直な方向に移動するように保持されている付記１１から１３のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記１５＞
前記光源と前記集光光学系との間に画像を形成する画像形成部を備え、
前記集光光学系は前記画像形成部が形成する画像を投影する付記１１から１４のいずれか１つに記載の照明装置。
＜付記１６＞
前記第２の鏡筒は、軸受構造を介して前記第１の鏡筒に対して回転するように保持されている付記１から１５のいずれか１つに記載の照明装置。
１００，１１０，１２０ 照明装置、 １ 光源、 ２ 集光光学系、 ２ａ レンズ部、 ２ｂ 板部、 ２１ 画像形成部、 ２２，２２ａ，２２ｂ 穴、 ２３ 弾性体、 ３，４ ウェッジプリズム、 ３１，４１ 入射面、 ３２，４２ 出射面、 ５，６ 鏡筒、 ５１，６１ 歯車、 ５２ 突起、 ５３ 入射口、 ６２，６３ 筒部、 ６４ つなぎ部、 ７ ベース部材、 ７１，７１ａ，７１ｂ ピン、 ８ 駆動部、 ８１ モータ、 ８２，８３，８４，８５ 歯車、 ８６ 中間歯車、 ８８ 送り機構、 ８８ａ モータ、 ８８ｂ 送りねじ、 ８８ｃ ナット、 ９１ 保持部材、 ９２ カバー部材、 ９２ａ 受面、 ９２ｂ 側面、 ９３，９３ａｂ，９３ｃｄ，９３ｅｆ 転がり部材、 ９４，９４ａ，９４ｂ，９４ｃ，９４ｄ 転がり軸受、 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ 溝 、Ａ，Ａ１，Ａ２ 回転軸、 Ｃｐ，Ｃｃ 光軸。

Claims (10)

  1. 光を出射する光源と、
    前記光を入射して、入射した前記光を偏向する一対のウェッジプリズムと、
    第１の歯車および第２の歯車を含み、前記第１の歯車および前記第２の歯車を用いて前記一対のウェッジプリズムの第１の回転軸を中心に前記一対のウェッジプリズムを回転させる駆動部と
    を備え、
    前記一対のウェッジプリズムは、第１の鏡筒に保持された第１のウェッジプリズムと、第２の鏡筒に保持された第２のウェッジプリズムとを含み、
    前記第１の鏡筒は、前記第２の鏡筒の内側に配置され、
    前記第１の鏡筒の外周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第３の歯車が備えられ、
    前記第２の鏡筒の内周には、前記第１の回転軸を中心軸とした第４の歯車が備えられ、
    前記第１の歯車は、前記第３の歯車の外周側に配置されて前記第３の歯車とかみ合い、
    前記第２の歯車は、前記第４の歯車の内周側に配置されて前記第４の歯車とかみ合う照明装置。
  2. 前記光源から出射された前記光は、前記第１のウェッジプリズムに入射し、
    前記第１のウェッジプリズムから出射された前記光は、前記第２のウェッジプリズムに入射する請求項１に記載の照明装置。
  3. 前記第３の歯車は、前記第１の鏡筒の前記光源の側の端部に形成されている請求項１または２に記載の照明装置。
  4. 前記第３の歯車が形成された部分の前記第１の鏡筒の径方向の大きさは、前記第１のウェッジプリズムが備えられた部分の前記第１の鏡筒の径方向の大きさよりも小さい請求項１から３のいずれか１項に記載の照明装置。
  5. 前記第１の歯車および前記第２の歯車は、前記光源の光軸方向において、前記光源と前記第１のウェッジプリズムとの間に配置される請求項１から４のいずれか１項に記載の照明装置。
  6. 前記第２の歯車は、前記光源の光軸方向において、前記光源と前記第１の鏡筒との間に配置される請求項１から５のいずれか１項に記載の照明装置。
  7. 前記第１の歯車は、前記第１の回転軸の方向において、前記第２の歯車よりも前記第１のウェッジプリズムの側に配置される請求項１から６のいずれか１項に記載の照明装置。
  8. 前記光源から出射された前記光の発散角を変更する集光光学系を備える請求項１から７のいずれか１項に記載の照明装置。
  9. 前記集光光学系は、前記集光光学系の光軸に垂直な方向に移動するように保持されている請求項８に記載の照明装置。
  10. 前記光源と前記集光光学系との間に画像を形成する画像形成部を備え、
    前記集光光学系は前記画像形成部が形成する画像を投影する請求項８または９に記載の照明装置。
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