JP6470020B2 - 照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車体に取り付けられ、異なる色に発光する複数の発光素子を有して成る照明装置に係り、特に、鉄道車両の前照灯および尾灯を兼ねる照明装置に関する。

従来より、この種の車両用の照明装置として、例えば、鉄道車両に装備される前照灯や尾灯等が知られている。ここで前照灯は、鉄道に関する関連法規では前部標識灯と称され、夜間等に車両の進行方向である前方を照らして運転手の視認性を向上させ、また夜間車両の前方から点灯を確認できるものである。また、尾灯は、鉄道に関する関連法規では後部標識灯と称され、車両の後方であることを灯火または反射で示して、後方を走る他の車両等に存在を知らせるものである。このように前照灯と尾灯は、それぞれ機能が全く異なっている。

前照灯や尾灯は、前述した機能の違いにより、主たる構成である配光特性や光色も異なっている。すなわち、前照灯では、前方を遠くまで照らすための遠距離の配光特性が求められ、光色は一般に白色と定められている。また、尾灯では、外部から視認できる程度の近距離の配光特性で足り、光色は赤色と定められている。従って、前照灯や尾灯は、それぞれ別々の灯具によって構成されていた（例えば、特許文献１，２参照）。

ところで、鉄道車両では、終着駅に到着した後に進行方向を転換させるために、先頭車両と最後尾車両とが切り替えられる場合がある。このような状況に応じるため、先頭（最後尾）車両の前（後）端部には、図１４（ａ）に示すように、前照灯１と尾灯２をそれぞれ両方取り付けておき、進行方向に応じて車両の前後部で、前照灯１または尾灯２の何れか一方を選択的に点灯させることもあった。

特開２０１３−１４１９５３号公報 特開２０１３−０１０４６７号公報

しかしながら、前述した特許文献１，２に開示された従来技術のように、前照灯と尾灯が全く別々の構成である場合、車両の限られた外装スペースにおいて、前灯および尾灯の配置スペースを別々に確保する必要がある。そのため、車体艤装スペースの検討に苦慮したり、デザイン上の制約が発生したりするという問題があった。また、別々の灯具を用意することになるため、それぞれの部品点数や取付工数も嵩むことになり、コスト高を招くという問題もあった。

ところで、先頭車両と最後尾車両とが切り替えられる場合には、前照灯と尾灯の両方の機能を備えれば便利であると考えられる。しかしながら、図１４（ｂ）に示すように、単に前照灯１と尾灯２を近接させて組み合わせた程度の工夫では、結局は別々の灯具の配置スペースを用意することが必要であることに変わらず、また、部品点数の削減にもならない。よって、前照灯と尾灯との機能を、如何に簡単な構成で１つの装置として実現するかが希求されていた。

本発明は、以上のような従来の技術の有する問題点に着目してなされたものであり、前照灯や尾灯を含む互いに異なる灯具を、簡易な１つの装置として構成することができ、限られたスペース内でも容易に取り付けることができると共に、デザイン上の自由度も大きくなり、しかも、コストを大幅に低減することができる照明装置を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］車両の車体に取り付けられ、異なる色に発光する複数の発光素子（２１）を有して成る照明装置（１０）において、
前記複数の発光素子（２１）がそれぞれ発する光を受け入れる一ユニットとして構成された光学部品（３０）を有し、
前記光学部品（３０）は、一つの基体（３１）と、前記複数の発光素子（２１）のうち、ある一色の光を発する発光素子（２１Ａ）に対応して、入射した該一色の光を前方へ向けて出射する投光部（３２）と、他色の光を発する発光素子（２１Ｂ）に対応して、入射した該他色の光を外部から視認可能に拡散する標識部（３３）と、を備え、
前記投光部（３２）および前記標識部（３３）は、それぞれ対応する前記各発光素子（２１）に合わせた所定のレイアウトで前記基体（３１）上に一体に並ぶように設けられ、
前記投光部（３２）は、中心に前記基体（３１）の表面に連なる出射面（３２１）側に開口して凹む有底の孔部（３２２）を有し、該孔部（３２２）の底面が所定のレンズ形状に形成されたレンズ体であり、前記孔部（３２２）を囲むように前記基体（３１）の裏面よりさらに後方へ椀状に膨出した部分の頂端には、対向する前記ある一色の光を発光する発光素子（２１Ａ）からの光が入射する凹部（３２３）が形成されており、該凹部（３２３）の底面は、前記孔部（３２２）の底面と対向して所定のレンズ形状を成し、前記椀状に膨出した部分の外周面（３２４）は、前記凹部（３２３）から入射した光を出射面（３２１）に向けて全反射させる臨界反射面となっており、
前記標識部（３３）は、前記基体（３１）の表裏面にて、前記投光部（３２）以外の余白部分の全域に設けられ、該余白部分に光を拡散させる加工が施されており、各他色の光を発する発光素子（２１Ｂ）の何れからの光も受け入れ拡散できるようにしたことを特徴とする車両用の照明装置（１０）。

［２］前記各発光素子（２１）は、それぞれ一つの基板上にて同一方向に光軸が向く状態に配置され、
前記光学部品（３０）は、前記基体（３１）が前記基板の前方にて平行に配置されたことを特徴とする前記［１］に記載の車両用の照明装置（１０）。

［３］前記投光部（３２）および前記標識部（３３）のそれぞれの出射面が、少なくとも前記基体（３１）における表面側の同一平面上に形成されたことを特徴とする前記［２］に記載の車両用の照明装置（１０）。

［４］前記標識部（３３）は導光体から成ることを特徴とする前記［１］，［２］または［３］に記載の車両用の照明装置（１０）。

次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の照明装置（１０）では、異なる色に発光する複数の発光素子（２１）を有するが、各発光素子（２１）が発する光を受け入れる光学部品（３０）は一ユニットとして構成され、この光学部品（３０）は、異なる配光特性を実現する投光部（３２）と標識部（３３）を備えている。そのため、異なる照明装置の単なる組み合わせではなく、１つの照明装置（１０）で様々な灯具を兼用することができる。

特に、投光部（３２）と標識部（３３）は、それぞれ光を出射させる方向が単に異なるだけではない。投光部（３２）は、ある一色の光を発する発光素子（２１Ａ）から入射した光を前方へ向けて出射する一方、標識部（３３）は、他色の光を発する発光素子（２１Ｂ）から入射した光を外部から視認可能に拡散するものであり、それぞれ配光特性を含む機能は全く異なるが、一ユニットで実現することができる。

このような光学部品（３０）は、一つの基体（３１）を有して成り、かかる基体（３１）上に投光部（３２）と標識部（３３）を、それぞれ対応する各発光素子（２１）に合わせた所定のレイアウトで並ぶように設ける。ここで投光部（３２）と標識部（３３）は、基体（３１）上に予め一体に並べて設けることにより、部品点数や組立工数を削減することができる。
また、前記投光部（３２）は、中心に前記基体（３１）の表面に連なる出射面（３２１）側に開口して凹む有底の孔部（３２２）を有し、該孔部（３２２）の底面が所定のレンズ形状に形成されたレンズ体であり、前記孔部（３２２）を囲むように前記基体（３１）の裏面よりさらに後方へ椀状に膨出した部分の頂端には、対向する前記ある一色の光を発光する発光素子（２１Ａ）からの光が入射する凹部（３２３）が形成されており、該凹部（３２３）の底面は、前記孔部（３２２）の底面と対向して所定のレンズ形状を成し、前記椀状に膨出した部分の外周面（３２４）は、前記凹部（３２３）から入射した光を出射面（３２１）に向けて全反射させる臨界反射面となっている。
さらに、前記標識部（３３）は、前記基体（３１）の表裏面にて、前記投光部（３２）以外の余白部分の全域に設けられ、該余白部分に光を拡散させる加工が施されており、各他色の光を発する発光素子（２１Ｂ）の何れからの光も受け入れ拡散することができる。

また、複数の発光素子（２１）も、実装する部位や配置は特に限定されるものではないが、例えば前記［２］に記載したように、それぞれ一つの基板上にて同一方向に光軸が向く状態に配置すれば、一枚の光源基板として取り扱うことができる。また、基板自体に関しても、全ての発光素子（２１）が同一方向であるため、まとめて簡単に実装することが可能となり、容易に作成することができる。そして、光学部品（３０）は、その基体（３１）が各発光素子（２１）が並ぶ基板の前方にて平行に配置すれば良い。

さらに、前記［３］に記載したように、投光部（３２）と標識部（３３）のそれぞれの出射面を、少なくとも前記基体（３１）における表面側の同一平面上に形成すれば、一ユニットである光学部品（３０）自体の構成も、また光源基板との相対的な配置に関しても、より簡易化することができる。

前記投光部（３２）と前記標識部（３３）の構成に関しては、具体的には例えば、前記［４］に記載したように、前記投光部（３２）にはレンズを採用し、前記標識部（３３）には導光体を採用すれば、それぞれの配光特性を含む機能を容易に実現することが可能となり、コストをいっそう低減することができる。

本発明に係る照明装置によれば、前照灯や尾灯を含む互いに異なる灯具を、簡易な１つの装置として構成することができ、限られたスペース内でも容易に取り付けることができると共に、デザイン上の自由度も大きくなり、しかも、コストを大幅に低減することができる。

本発明の第１実施の形態に係る照明装置を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施の形態に係る照明装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを裏側から見た斜視図である。 本発明の第１実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを表側から見た斜視図である。 本発明の第１実施の形態に係る照明装置の発光状態を示す斜視図である。 本発明の第２実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを表側から見た斜視図である。 本発明の第３実施の形態に係る照明装置の灯体とＬＥＤ基板を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施の形態に係る照明装置の発光状態を示す斜視図である。 本発明の第４実施の形態に係る照明装置の灯体とＬＥＤ基板を示す分解斜視図である。 本発明の第４実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを裏側から見た斜視図である。 本発明の第４実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを表側から見た斜視図である。 本発明の第４実施の形態に係る照明装置の発光状態を示す斜視図である。 本発明の第５実施の形態に係る照明装置のレンズアレイを表側から見た斜視図である。 従来の鉄道車両における前照灯と尾灯の配置を示す説明図である。

以下、図面に基づき、本発明を代表する各種実施の形態を説明する。
図１から図５は、本発明の第１実施の形態を示している。
本実施の形態に係る照明装置１０は、車両の車体に取り付けられ、異なる色に発光する複数の発光素子を有して成る。以下、車両として鉄道車両に適用する前照灯と尾灯を兼ねる灯具を例にして説明する。

照明装置１０は、例えば、図示省略した鉄道車両のうち運転室を備えた先頭（最後尾）車両の前部（後部）の車体に取り付けられる。先頭車両にて運転台下方の前壁両側には、それぞれ照明装置１０を設置するための取付部が設けられており、取付部にて照明装置１０は、前方を向いた状態で左右一対となるように取り付けられる。ここでの取付部の大きさは、一般的な前照灯と尾灯等の灯具を２つ合わせて配置するようなスペースは不要であり、１つの灯具を設置できるスペースで足りる。

図１に示すように、照明装置１０は、ヒートシンクを兼ねた灯体１１と、複数の発光素子であるＬＥＤ２１を実装したＬＥＤ基板２０と、各ＬＥＤ２１からの光を受け入れる一ユニットとして構成された光学部品であるレンズアレイ３０を有している。照明装置１０は、主としてこれら３点の部品によって組み立てられ、各部品はそれぞれ予めユニット化されている。

灯体１１は、例えばアルミニウム合金等の金属により一体的に成形されており、正面側には、ＬＥＤ基板２０を収納すると共にレンズアレイ３０を取り付けるための筒状の収納部１２が設けられている。収納部１２は前方に開口しており、外周縁１２ａはフランジ状に突出している。収納部１２の底は平らな取付面を成しており、図示省略したが車両に搭載された電源から電力を給電する配線を通す挿通孔等が適所に設けられている。また、灯体１１の背面側には、後方に互いに平行に延びる複数の放熱フィン１３が立設されたヒートシンク１４が設けられている。

ＬＥＤ基板２０は、前記収納部１２の底の取付面に合致する大きさの円形であり、その表面上に配線回路が形成され、配線回路上に複数のＬＥＤ２１が実装されている。ここでＬＥＤ２１は、例えば表面実装型のＬＥＤチップであり、その構成は一般的であるので詳細な説明は省略するが、チップ表面と直交する光軸を中心に所定角度の放射範囲で光を出射するタイプである。ＬＥＤ２１の発光色は任意に選択できるが、本実施の形態では、一色の光として白色光を発する白色ＬＥＤ２１Ａと、他色の光として赤色光を発する赤色ＬＥＤ２１Ｂが使用されている。

ここで白色ＬＥＤ２１Ａと赤色ＬＥＤ２１Ｂは、それぞれ発光色のみ異なる同一構成のものであり、以下、白色ＬＥＤ２１Ａと赤色ＬＥＤ２１Ｂを総称する場合はＬＥＤ２１と表記する。これら各ＬＥＤ２１は、それぞれＬＥＤ基板２０の表面上にて、該表面に対して直交する同一方向に光軸が向く状態で配置されている。すなわち、ＬＥＤ基板２０の表面側からは何れの発光色であっても、全て前方へ向かって真っ直ぐ光が出射するように設定されている。

白色ＬＥＤ２１Ａは、「前照灯」としての機能に対応しており、後述するレンズアレイ３０によって、白色ＬＥＤ２１Ａからの白色光はそのまま前方へ向けて出射する。一方、赤色ＬＥＤ２１Ｂは「尾灯」としての機能に対応しており、同じくレンズアレイ３０によって、赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光は外部から視認可能に拡散される。

ＬＥＤ基板２０の表面上における各ＬＥＤ２１の具体的なレイアウトは、適宜選択できる設計事項であるが、本実施の形態では、白色ＬＥＤ２１Ａと赤色ＬＥＤ２１Ｂの機能を考慮して、それぞれの数と配置が工夫されている。すなわち、白色ＬＥＤ２１Ａは、なるべく広範囲で明るい光を遠くまで投光できるように、図１において、ＬＥＤ基板２０の外周に沿って、円周方向に等間隔に並ぶように８つ配置され、さらに、ＬＥＤ基板２０の略中央にも、上下に並ぶように２つ配置され、合計１０個が実装されている。

一方、赤色ＬＥＤ２１Ｂは、あくまで外部から視認できる程度で足りるため、ＬＥＤ基板２０の表面上にて前記各白色ＬＥＤ２１Ａの配置箇所の余白部分に配置されている。詳しくは、図１において、ＬＥＤ基板２０の中央に縦列に４つ並ぶ各白色ＬＥＤ２１Ａの両側に、それぞれ上下に３つずつ配置され、合計６個が実装されている。このように、赤色ＬＥＤ２１Ｂの数（光量）は、白色ＬＥＤ２１Ａよりも少なくても足りる。

図３および図４に示すように、レンズアレイ３０は、前記収納部１２の底の取付面に合致する大きさの円板状の一つの基体３１を備えている。この基体３１上には、前記ＬＥＤ２１のうち白色ＬＥＤ２１Ａに対応した投光部３２と、赤色ＬＥＤ２１Ｂに対応した標識部３３とが含まれている。このようなレンズアレイ３０は、例えば、アクリルやポリカーボネート等の透明材質で一体的に成形される。レンズアレイ３０は、前記収納部１２の底に装着されたＬＥＤ基板２０の前方にて平行に対向する状態で、収納部１２の開口を覆う状態に取り付けられる。

投光部３２は、個々の白色ＬＥＤ２１Ａ毎に対応して設けられたレンズ体から成り、白色ＬＥＤ２１Ａからの白色光が入射し前方へ向けて出射する部位である。図４に示すように、投光部３２であるレンズ体は、その中心に基体３１の表面に連なる出射面３２１側に開口して凹む有底の孔部３２２を備え、孔部３２２の底面は所定のレンズ形状に形成されている。

投光部３２は、孔部３２２を囲むように基体３１の裏面よりさらに後方へ椀状に膨出しており、その頂端には対向する白色ＬＥＤ２１Ａからの白色光が入射する凹部３２３が形成されている。各投光部３２は、基体３１を前記ＬＥＤ基板２０と平行に対向させた状態で、ＬＥＤ基板２０上の各白色ＬＥＤ２１Ａの光軸が、凹部３２３の中心（投光部３２の軸心）に対して垂直に交差するように基体３１上に配置される。

凹部３２３の底面も、前記孔部３２２の底面と対向して所定のレンズ形状を成している。また、投光部３２の椀状に膨出した外周面３２４は、凹部３２３から入射した光を出射面３２１に向けて全反射させる臨界反射面となっており、その湾曲形状や傾斜角度により、全反射させた光を所望の方向や配光特性で出射面より出射するように設定されている。

次に標識部３３は、赤色ＬＥＤ２１Ｂに対応して、該赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光が入射し外部から視認可能に拡散する導光体である。詳しく言えば、標識部３３は、基体３１の表裏面にて、前記投光部３２以外の余白部分が全て相当しており、この余白部分にシボまたは印刷、あるいは光拡散材の塗布等により入射した赤色光を拡散させるように設けられている。すなわち、基体３１の例えば裏面において、各投光部３２の膨出した外周面３２４を除いた余白部分の全域にシボや印刷等による光を拡散させる加工が施されている。

標識部３３で光を拡散させる加工は、基体３１の裏面側に限られることなく、表面側において各投光部３２の出射面３２１を除いた余白部分に施しても良い。標識部３３における出射面は、基本的には基体３１の表面側において各投光部３２の出射面３２１を除いた余白部分となる。ただし、赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光は、標識部３３と一体に連なる投光部３２側にも導光されるため、投光部３２（の一部）を標識部３３と兼用させてもかまわない。

このような投光部３２および標識部３３は、それぞれ対応する前記各ＬＥＤ２１に合わせた所定のレイアウトで基体３１上に一体に並ぶように設けられている。すなわち、各投光部３２は、それぞれの軸心が白色ＬＥＤ２１Ａの光軸と重なる位置に並ぶように配置されている。一方、標識部３３は、基体３１上で各投光部３２を除いた余白部分の全域に設けられており、各赤色ＬＥＤ２１Ｂの何れからの光も受け入れ拡散できるように配置されている。本実施の形態では、投光部３２と標識部３３のそれぞれの出射面が、基体３１の表面側にて同一平面上に連続するよう形成されている。

次に、本実施の形態に係る照明装置１０の作用について説明する。
本照明装置１０では、前照灯として発光する白色ＬＥＤ２１Ａと、尾灯として発光する赤色ＬＥＤ２１Ｂとが、一つのＬＥＤ基板２０上に実装され、これらのＬＥＤ２１が発する光を受け入れるレンズアレイ３０も一ユニットとして構成されている。特にレンズアレイ３０は、異なる配光特性を実現する投光部３２と標識部３３とが一体化されており、レンズアレイ３０を構成する部品点数が少なく、装置全体も小型化することができる。

これにより、車両の外装における限られたスペースである運転台下方の前壁への設置作業も容易となる。また、照明装置１０は、余分な配置スペースを取ることなく、デザイン上の自由度も大きくなり、バリエーションを増やすことができる。さらに、照明装置１０を設置するための車両外装の取付部の構造や配線の引き回しも簡略化でき、車両の製造コストを低減することができる。照明装置１０は、図示省略したが先頭車両の前壁より左右一対として取り付けられると共に、最後尾車両の後壁にも同様に左右一対として取り付けられる。

照明装置１０は、車両に搭載された電源から給電され、ＬＥＤ基板２０上の各ＬＥＤ２１は、運転室内の運転席に設けられたスイッチ等の操作に応じて点灯する。また、制御手段によって、各ＬＥＤ２１ごとの点灯ないし点滅の他、照度等も制御できるように構成しても良い。なお、ＬＥＤ２１の点灯時に発せられた熱は、ＬＥＤ基板２０が直に接する収納部１２の底面にそのまま伝達され、灯体１１の背面側にあるヒートシンク１４の放熱フィン１３から外部に効率良く放熱される。

先頭車両における照明装置１０では、ＬＥＤ基板２０上の各ＬＥＤ２１のうち、前照灯に対応した白色ＬＥＤ２１Ａが点灯する。白色ＬＥＤ２１Ａからの白色光は、レンズアレイ３０のうちレンズ体である投光部３２の椀状に膨出した外周面３２４の中心にある凹部３２３より入射する。この凹部３２３に入射した白色光は、凹部３２３の内周面のアール形状によって集光され、前照灯として定められた所定方向や配光特性で出射面３２１より出射される。

詳しくは、凹部３２３に入射した白色光のうち、軸心方向に向かう一部は、凹部３２３の底面および対向する孔部３２２の底面のレンズ形状によってコリメートされて、孔部３２２の底面より前方へ真っ直ぐ出射する。また、軸心より広がる他の一部の白色光は、椀状の外周面３２４によって全反射されて、出射面３２１より前方へやや下向きに出射される。

ここで各投光部３２は、全て同一の方向へ光を出射する配光特性に統一しても良いが、一部を異なる配光特性に設定しても良い。例えば、各投光部３２のうち、ＬＥＤ基板２０の中央で縦列に４つ並んだ白色ＬＥＤ２１Ａに対応する４つだけをロービーム用とし、白色ＬＥＤ２１Ａの光軸と斜めに交差する下方に向けて光を出射するレンズ形状とし、ＬＥＤ基板２０の両側に並ぶ他の投光部３２はハイビーム用とし、白色ＬＥＤ２１Ａの光軸とほぼ平行な前方に向けて光を出射するレンズ形状としても良い。

一方、最後尾車両における照明装置１０では、ＬＥＤ基板２０上の各ＬＥＤ２１のうち、尾灯に対応した赤色ＬＥＤ２１Ｂが点灯する。この赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光は、レンズアレイ３０のうち導光体である標識部３３、すなわち基体３１の裏面にて前記投光部３２以外の余白部分に入射する。この標識部３３に入射した赤色光は、シボや印刷等による光を拡散させる加工により様々な方向に反射され、基体３１の表面にて外部から視認可能に拡散された光として出射し、標識部３３全体が赤く発光する。

このように、一つのレンズアレイ３０には、通常の前照灯用のレンズである投光部３２だけでなく、基体３１上の余白部分を活用して尾灯用の導光体である標識部３３も備えられており、本照明装置１０は、前照灯と尾灯の両方の機能を発揮する。ここで、投光部３２と標識部３３は、それぞれ光を出射させる方向が単に異なるだけではない。すなわち、投光部３２は、白色ＬＥＤ２１Ａから入射した光を前方へ向けて出射する一方、標識部３３は、赤色ＬＥＤ２１Ｂから入射した光を外部から視認可能に拡散する。

特に、鉄道車両では、終着駅に到着した時や行き先に応じて、先頭車両と最後尾車両とが切り替えられる場合がある。このとき、先頭車両が最後尾車両となった場合には、白色ＬＥＤ２１Ａの代わりに赤色ＬＥＤ２１Ｂを点灯させることで、今度は照明装置１０が尾灯として機能する。逆に、最後尾車両が先頭車両となった場合には、赤色ＬＥＤ２１Ｂの代わりに白色ＬＥＤ２１Ａを点灯させることで、今度は照明装置１０が前照灯として機能する。

以上のように、本照明装置１０は、異なる種類の照明装置の単なる組み合わせではなく、１つの照明装置１０で様々な灯具を一ユニットで実現することができる。なお、前述したが、各ＬＥＤ２１は単に点灯（オン）または消灯（オフ）の切り替えだけでなく、例えば前照灯の白色ＬＥＤ２１Ａに関しては照度を高める等と、照度の調整も合わせて行うようにしても良い。

また、本照明装置１０における構成上の特徴として、レンズアレイ３０では、投光部３２と標識部３３のそれぞれの出射面を、基体３１における表面側の同一平面上に形成したから、一ユニットであるレンズアレイ３０自体の構成も、ＬＥＤ基板２０との相対的な配置に関しても、より簡易化することができる。また、投光部３２にはレンズを採用し、前記標識部３３には導光体を採用したから、それぞれの配光特性を含む機能を容易に実現することができ、コスト低減が可能となる。なお、レンズアレイ３０は、収納部１２を覆うカバー部材の役目も担うが、別途カバーでレンズアレイ３０を覆うようにしても良い。

さらに、各ＬＥＤ２１は、実装する部位や配置は特に限定されるものではないが、本実施の形態のように、それぞれ一つのＬＥＤ基板２０上にて同一方向に光軸が向く状態に配置したから、一部品として取り扱うことができる。また、ＬＥＤ基板２０自体に関しても、全てのＬＥＤ２１が同一方向であるため、各ＬＥＤ２１をまとめて簡単に実装することが可能となり、容易に制作することができる。

図６は、本発明の第２実施の形態を示している。
本実施の形態では、レンズアレイ３０Ａの構成が第１実施の形態のレンズアレイ３０と異なり、投光部３２は共通するが、標識部３３Ａの具体的な構成が異なっている。すなわち、標識部３３Ａは、基体３１の裏面ではなく表面側にて、前記投光部３２の出射面３２１を除いた余白部分に、細かな円弧形断面のプリズム仕様の凸条が密に並ぶ形で凹凸が付けられている。

このような標識部３３Ａの凹凸によれば、赤色ＬＥＤ２１Ｂから発せられた赤色光を、より効率良く広範囲に拡散させることができる。なお、第１実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。

図７および図８は、本発明の第３実施の形態を示している。
本実施の形態では、ＬＥＤ基板２０Ａの構成が第１実施の形態のＬＥＤ基板２０と異なる。ＬＥＤ基板２０Ａでは、白色ＬＥＤ２１Ａが基板外周縁に沿って両側に３つずつ並ぶように合計６つ配置されている。また、赤色ＬＥＤ２１Ｂは、両側の各白色ＬＥＤ２１Ａの中間に位置するように、ＬＥＤ基板２０Ａの中央で縦列に並ぶように合計４つ配置されている。

このような各ＬＥＤ２１のレイアウトは、第１実施の形態のＬＥＤ基板２０から赤色ＬＥＤ２１Ｂを省き、中央縦列に並ぶ白色ＬＥＤ２１Ａを赤色ＬＥＤ２１Ｂに取り替えたものである。これは、前照灯として必要な明るさや照射距離ないし範囲を考慮した結果によるものであり、第１実施の形態より数を減らした白色ＬＥＤ２１Ａでも、これらの白色光は、それぞれ対応する前記投光部３２を通して投光され、前照灯としての機能を実現することができる。

また、赤色ＬＥＤ２１Ｂに関しては、縦一列に並ぶ配置であるが、各赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光は、それぞれ対応する前記投光部３２を通して外部から視認可能に拡散される。この各赤色ＬＥＤ２１Ｂが対応する前記投光部３２では、投光ではなく拡散させることが必要となるため、当該投光部３２のレンズ体の内部に光拡散剤を封入したり、出射面３２１に前述した余白部分と同様に、シボや印刷、あるいは凹凸等により光を拡散させる加工を施して、全体的に赤色に発光させると良い。

図９から図１２は、本発明の第４実施の形態を示している。
本実施の形態では、ＬＥＤ基板２０Ｂのみならずレンズアレイ３０Ｂの構成も、第１実施の形態のＬＥＤ基板２０やレンズアレイ３０とは異なる。図９に示すように、ＬＥＤ基板２０Ｂは、白色ＬＥＤ２１Ａが基板中心に１つと基板外周縁に沿って等間隔に４つ並ぶように合計５つ配置されている。また、赤色ＬＥＤ２１Ｂは、基板外周縁に並ぶ各白色ＬＥＤ２１Ａより基板中心寄りで円周方向に等間隔で４つ並ぶように配置されている。

レンズアレイ３０Ｂの基体３１上には、前記４つの白色ＬＥＤ２１Ａに対応する位置に、前記投光部３２と同じくレンズ体から成る投光部３２が設けられている。また、基体３１の裏面にて、各投光部３２間の余白部分には、標識部３３Ａとして導光体であるリブが一体に突設されている。この標識部３３Ａであるリブは、図１０に示すように、縦横に延びて格子状に交わると共に、基板外周に沿って一部が円弧形に連なる枠組みとして形成されている。リブ中の交差箇所が、前記４つの赤色ＬＥＤ２１Ｂに対応する位置となり、この交差箇所より赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光が入射する。なお、標識部３３Ａであるリブは、灯体１１の収納部１２の内側に収まる。

標識部３３Ａに入射した赤色光は、図１２に示すように、リブの端縁が連なる基体３１の表面側より局所的に明るく発光する他、基体３１の表面全体としても赤色に発光させることができる。ここで、各投光部３２の出射面３２１を除いた余白部分には、前述した標識部３３と同様に、シボや印刷等による光を拡散させる加工を施しても良い。このような第４実施の形態によれば、レンズアレイ３０Ｂの表面全体より、白色光を投光することができると共に、赤色光もほぼ均一に発光させることができる。なお、第１実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。

図１３は、本発明の第５実施の形態を示している。
本実施の形態では、レンズアレイ３０Ｃの構成が第１実施の形態のレンズアレイ３０と異なり、投光部３２および標識部３３（図３参照）は共通するが、これらとは別に基体３１の外周に沿ってフランジ状に張り出した標識部３３Ｂを備えている。なお、第１実施の形態と同種の部位には同一符号を付して重複した説明を省略する。

このようなフランジ状の標識部３３Ｂは、灯体１１の収納部１２の外側にも張り出すことになり、標識部３３を介して赤色ＬＥＤ２１Ｂからの赤色光が導光され、全体的に赤色に発光する。これにより、車両の側方からも標識部３３Ｂの発光を容易に視認することが可能となる。なお、第５実施の形態に係るレンズアレイ３０Ｃは、第１実施の形態のレンズアレイ３０に標識部３３Ｂを付加したものであるが、他に第２、第３、第４実施の形態のレンズアレイ３０，３０Ａ，３０Ｂにも、標識部３３Ｂを付加して構成しても良い。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述したような実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では、本発明が適用される車両の一例として鉄道車両について説明したが、鉄道車両に限定されることなく、道路を走行する自動車等を含めて他の様々なタイプの車両にも適用することができる。また、車両以外でも、船舶や航空機等の乗物に適用することも考えられる。

また、前記実施の形態では、照明装置１０を前照灯および尾灯を兼用するように構成したが、照明装置の用途は、前照灯および尾灯に限定されるものではなく、他に例えば、制動灯、補助灯（フォグランプ）、車幅灯（スモールランプ）、方向指示器（ウインカー）等に適用しても良い。また、前照灯に関しては、遠距離の配光特性であるハイビームと、近距離の配光特性であるロービームとに切り替えることができるように構成しても良い。

また、発光素子であるＬＥＤ２１は、それぞれ単一色に発光する白色ＬＥＤ２１Ａと赤色ＬＥＤ２１Ｂを採用したが、他の発光色のＬＥＤを用いても良い。さらに、１素子で２色以上に発光可能な多色ＬＥＤを用いて、互いに異なる色に発光させるように構成しても良い。もちろん、ＬＥＤ２１は、表面実装型のＬＥＤチップに限らず、チップを砲弾型のモールドに埋め込んだＬＥＤランプでも良く、さらに、他のランプ等を光源として採用しても良い。

また、全てのＬＥＤ２１は、一枚のＬＥＤ基板２０上で同一平面上に全て同じ向きで配置されているが、ＬＥＤ基板２０は、必ずしも一体成形品とする必要はなく、複数に分割されたものを組み合わせても良い。また、レンズアレイ３０における投光部３２と標識部３３も、基体３１上にて所定のレイアウトで一体に並んでいるが、他に例えば、別体に形成したものを組み合わせて一ユニットとしても良い。

さらに、ＬＥＤ基板２０上における各ＬＥＤ２１の具体的なレイアウトは、前記各実施の形態で示したものに限定されることはなく、適宜選択できる設計事項である。また、各ＬＥＤ２１の配置に合わせて、レンズアレイ３０の基体３１上における投光部３２や標識部３３の具体的なレイアウトも、前記各実施の形態で示したものに限定されることなく、適宜変更することができる。

本発明に係る照明装置は、前照灯や尾灯として機能する照明装置に限られることなく、異なる２つの発光形態を実現する照明装置に幅広く適用することができる。

１０…照明装置
１１…灯体
１２…収納部
１２ａ…外周縁
１３…放熱フィン
１４…ヒートシンク
２０…ＬＥＤ基板
２０Ａ…ＬＥＤ基板
２０Ｂ…ＬＥＤ基板
２１…ＬＥＤ
２１Ａ…白色ＬＥＤ
２１Ｂ…赤色ＬＥＤ
３０…レンズアレイ
３０Ａ…レンズアレイ
３０Ｂ…レンズアレイ
３０Ｃ…レンズアレイ
３１…基体
３２…投光部
３３…標識部
３３Ａ…標識部
３３Ｂ…標識部
３２１…出射面
３２２…孔部
３２３…凹部
３２４…外周面

Claims (4)

1. 車両の車体に取り付けられ、異なる色に発光する複数の発光素子を有して成る照明装置において、
   前記複数の発光素子がそれぞれ発する光を受け入れる一ユニットとして構成された光学部品を有し、
   前記光学部品は、一つの基体と、前記複数の発光素子のうち、ある一色の光を発する発光素子に対応して、入射した該一色の光を前方へ向けて出射する投光部と、他色の光を発する発光素子に対応して、入射した該他色の光を外部から視認可能に拡散する標識部と、を備え、
   前記投光部および前記標識部は、それぞれ対応する前記各発光素子に合わせた所定のレイアウトで前記基体上に一体に並ぶように設けられ、
   前記投光部は、中心に前記基体の表面に連なる出射面側に開口して凹む有底の孔部を有し、該孔部の底面が所定のレンズ形状に形成されたレンズ体であり、前記孔部を囲むように前記基体の裏面よりさらに後方へ椀状に膨出した部分の頂端には、対向する前記ある一色の光を発光する発光素子からの光が入射する凹部が形成されており、該凹部の底面は、前記孔部の底面と対向して所定のレンズ形状を成し、前記椀状に膨出した部分の外周面は、前記凹部から入射した光を出射面に向けて全反射させる臨界反射面となっており、
   前記標識部は、前記基体の表裏面にて、前記投光部以外の余白部分の全域に設けられ、該余白部分に光を拡散させる加工が施されており、各他色の光を発する発光素子の何れからの光も受け入れ拡散できるようにしたことを特徴とする車両用の照明装置。
2. 前記各発光素子は、それぞれ一つの基板上にて同一方向に光軸が向く状態に配置され、
   前記光学部品は、前記基体が前記基板の前方にて平行に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用の照明装置。
3. 前記投光部および前記標識部のそれぞれの出射面が、少なくとも前記基体における表面側の同一平面上に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の車両用の照明装置。
4. 前記標識部は導光体から成ることを特徴とする請求項１，２または３に記載の車両用の照明装置。