KR20130064138A

KR20130064138A - Ｌｅｄ 조명 장치

Info

Publication number: KR20130064138A
Application number: KR1020137011900A
Authority: KR
Inventors: 미무라 이쿠오
Original assignee: 닛뽕 카바이도 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2011-11-07
Publication date: 2013-06-17
Also published as: WO2012063759A1; CN103221736A; JPWO2012063759A1

Abstract

빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있는 LED 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
LED 광원 (3) 과, LED 광원 (3) 과 간격을 두고, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 에 대향하여 설치되는 광 투과성 보호 커버 (1) 를 적어도 구비하는 조명 장치로서, LED 광원 (3) 과 보호 커버 (1) 사이에 내부 혹은 적어도 일방의 면에 프리즘 (42) 이 형성된 프리즘 시트 (4) 가 설치되는 것을 특징으로 한다. LED 조명 장치는 이러한 구성에 의해 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있다

Description

ＬＥＤ 조명 장치{LED LIGHTING DEVICE}

본 발명은 LED 조명 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 개선된 점 광원 확산성 및 휘도 분포 균일성을 나타내는 LED 조명 장치에 관한 것이다.

LED 조명 장치는, LED 광원으로부터 출사되는 광을 조사하기 위해서, 우수한 내구성, 저에너지 소비성 등의 성질로부터 종래의 조명 장치인 백열 전구나 형광등을 대체하려 하고 있다. 이 LED 로부터 출사되는 광을 전파하여 조사하는 방식으로서 주로 사이드 라이트 방식과 직하 방식이 있다.

사이드 라이트 방식의 LED 광원을 이용하는 조명 장치는 도광 시트 및 LED 광원을 주된 구성으로서 구비한다. LED 광원은 도광 시트의 측면에 대향하여 설치된다. 이 도광 시트는, 측면이 광의 입사면으로 되고, 시트의 일방의 주면이 출사면으로 되어, 이 출사면이 조명 장치의 광의 조사 방향을 향하고 있다. 그리고, LED 광원으로부터 출사되어 시트의 측면으로부터 입사되는 광은 시트의 면 방향으로 전파하고, 시트의 출사면으로부터 조명 장치의 조사 방향으로 출사된다.

시노하라 등에 의한 일본 공개특허공보 2003-215584호 (특허문헌 1) 에는, 확산 프리즘 시트 아래에 도광 시트를 배치한 사이드 라이트 방식의 면 발광 장치가 개시되어 있다. 이 면 발광 장치에 있어서는, 도광 시트의 측면과 대향하여 배치되는 LED 광원으로부터 출사되는 광이 도광 시트의 일방의 면으로부터 출사되어, 이 광이 확산 프리즘 시트를 통해 출사된다.

카와카미에 의한 일본 공개특허공보 2005-19417호 (특허문헌 2) 에는, 판상의 도광체의 입광면에, 프리즘면과 평면이 연속하는 광학 패턴이 형성된 사이드 라이트 방식의 조명 장치가 개시되어 있다.

하타케나카 등에 의한 일본 공개특허공보 2005-183005호 (특허문헌 3) 에는, 3 원색 광을 굴절시켜 평행광으로 하는 광학 수단과 혼색하여 백색광으로 하는 혼색 수단을 갖는 백라이트가 개시되어 있다.

또, 직하 라이트 방식의 LED 광원을 이용하는 조명 장치는, LED 광원이 광의 조명 장치의 조사로 광을 조사하여, 이 광을 직접적 혹은 간접적으로 조사한다.

이데우에에 의한 일본 공개특허공보 2003-86849호 (특허문헌 4) 에는, LED 칩과 확산 필름 사이에 LED 의 광을 백색으로 변환하는 색 변환 필름을 형성한 면발광 장치가 개시되어 있다.

또, 이 등에 의한 일본 공개특허공보 2011-60719호 (특허문헌 5) 에는, LED 광원이 내측 공간에 배치되는 조명 장치로서, 관의 내벽에 실린드리컬 렌즈의 효과를 갖는 렌즈가 형성된 조명 장치가 기재되어 있다.

일본 공개특허공보 2003-215584호 일본 공개특허공보 2005-19417호 일본 공개특허공보 2005-183005호 일본 공개특허공보 2003-86849호 일본 공개특허공보 2011-60719호

그러나, 특허문헌 1 ∼ 3 에 기재된 조명 장치는 사이드 라이트 방식을 사용하기 때문에, LED 광원이 도광 시트의 측면에 대향하여 배치될 필요가 있으므로, LED 광원의 배치 위치가 제한된다. 또, 도광 시트는 광을 전파시키면서, 광을 출사면으로부터 출사시키기 때문에, 원하는 방향으로 광을 출사시키기 위한 조광이 곤란하여, 조명 장치가 빛나는 부위를 조정하는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

또, 특허문헌 4 에 기재된 조명 장치는, 색 변환이 이루어지고 있지만, 광의 방향을 바꾸는 조광은 커버이기도 한 광 확산 필름에 의해 실시된다. 따라서, 광 확산 필름이 빛나는 부위는 LED 광원의 광의 출사 방향에 의존해 버린다. 즉, 광의 출사 각도가 큰 LED 광원을 이용하면, 광 확산 필름의 넓은 부위가 빛나고, 광의 출사 각도가 작은 LED 광원을 이용하면, 광 확산 필름의 좁은 부위가 빛난다. 그러나, 일반적인 LED 광원은 통상적으로 광의 출사 각도를 조정할 수 없기 때문에, 광 확산 필름의 빛나는 장소를 조정하는 것은 LED 광원을 변경하지 않는 한 실질적으로 할 수 없다.

또한, 특허문헌 5 에 기재된 조명 장치는, 실린드리컬 렌즈에 의해 광의 출사 방향을 조정하는 조광이 실시되지만, 이러한 렌즈가 관의 내벽에 형성되어 있기 때문에 렌즈와 관의 외주면의 거리가 작아, 결국, 관이 빛나는 부위는 LED 광원의 광의 출사 방향에 거의 의존해 버린다.

그래서, 본 발명은, 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있는 LED 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, LED 광원과, 상기 LED 광원과 간격을 두고 상기 LED 광원의 출광부에 대향하여 설치되는 광 투과성 보호 커버를 적어도 구비하는 조명 장치로서, 상기 LED 광원과 상기 보호 커버 사이에, 내부 혹은 적어도 일방의 면에 프리즘이 형성된 프리즘 시트가 설치되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 LED 조명 장치에 의하면, 보호 커버와 프리즘 시트의 거리를 크게 할 수 있어, 프리즘 시트로 굴절된 광이 진행 방향이 변화된 상태로 프리즘 시트와 보호 커버 사이를 긴 거리 전파할 수 있다. 따라서, 보호 커버로부터 광이 조사될 때, 보호 커버가 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 광을 확산하는 프리즘 시트를 사용하는 경우에는, 프리즘 시트의 광의 확산성이 약한 경우라도 용이하게 보호 커버의 빛나는 부위를 크게 할 수 있다. 또, 광을 집광하는 프리즘 시트를 사용하는 경우에는, 프리즘 시트의 광의 집광성이 약한 경우라도 용이하게 보호 커버의 빛나는 부위를 작게 할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 의한 LED 조명 장치는, 프리즘 시트에 의한 광의 굴절 효과를 충분히 누림으로써, 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있는 것이다.

또, 상기 프리즘 시트는, 일방의 면에만 상기 프리즘이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이 경우에 있어서는, 상기 프리즘 시트는, 상기 프리즘이 상기 LED 광원측 면에 형성되어 있는 것으로 해도 되고, 혹은, 상기 프리즘 시트는, 상기 프리즘이 상기 보호 커버측 면에 형성되어 있어도 된다. 프리즘 시트의 프리즘이 LED 광원측 면에 형성되어 있으면, LED 광원으로부터의 광을 확산하는 경우에 보다 분산의 효과를 얻을 수 있다. 또, 프리즘 시트의 프리즘이 보호 커버측 면에 형성되어 있으면, LED 광원으로부터의 광을 집광하는 경우에 보다 집광의 효과를 얻을 수 있다.

혹은, 상기 프리즘 시트는 양면에 상기 프리즘이 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 프리즘이 프리즘 시트의 양면에 형성됨으로써, 편면에만 형성되는 경우와 비교하여, 프리즘 시트에 의한 조광의 설계가 용이해져, 프리즘 시트에 있어서의 광의 진행 방향을 크게 변화시킬 수 있다.

혹은, 상기 프리즘 시트는 서로 굴절률이 상이한 복수의 층이 적층되어 이루어지고, 상기 프리즘은 서로 적층되는 2 개의 층의 계면에 형성되어 있는 것으로 해도 된다. 이 경우, 광은 프리즘 시트의 내부에서 굴절된다. 또, 프리즘이 계면에 있기 때문에, 프리즘 시트 장착시, 흠집 등에 의한 프리즘 소자의 변형을 억제하여 광의 조정을 양호한 정밀도로 실시할 수 있다.

상기 보호 커버는 원통상이고, 상기 LED 광원은 상기 보호 커버 내의 공간에 설치되는 것으로 해도 된다. 보호 커버를 원통상으로 함으로써, 형광관과 대체할 수 있는 조명 장치로 할 수 있다.

혹은, 상기 보호 커버는 반원통상이고, 상기 LED 광원은 상기 보호 커버 내의 공간에 설치되는 것으로 해도 된다. 보호 커버를 단면이 반원상으로 형성함으로써, 벽면이나 천정에 장착하기에 편리한 조명 장치로 할 수 있다.

또, 상기 프리즘이 삼각기둥 리니어 프리즘, 리니어 프레넬 렌즈, 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 프레넬 렌즈, 육각형형 프리즘 중 어느 것으로 해도 되고, 특히, 상기 프리즘이 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 육각형형 프리즘 중 어느 것인 것이 바람직하다. 크로스 프리즘은 4 방향의 방위를, 삼각뿔형 프리즘은 6 방향의 방위를, 육각형형 프리즘은 3 방향의 방위를 갖기 때문에, 2 방향의 방위를 갖는 리니어 프리즘보다 용이하게 조광할 수 있다.

또, 상기 보호 커버와 상기 LED 광원 사이에, 상기 프리즘 시트와 중첩되도록 광 확산 시트가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 프리즘 시트에 의한 조광과 광 확산 시트에 의한 광의 확산을 조합하여, LED 광원으로부터 보호 커버까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다.

또한, 이 경우에 있어서는, 상기 프리즘 시트와 상기 보호 커버 사이에 광 확산 시트가 설치되어 있는 것으로 해도 되고, 상기 LED 광원과 상기 프리즘 시트 사이에 광 확산 시트가 설치되어 있는 것으로 해도 된다.

혹은, 상기 프리즘 시트 내에 광 확산층이 적층되어 있는 것으로 해도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 프리즘으로 조광을 실시하면서, 광 확산층에 의해 광의 확산을 실시하여, LED 광원으로부터 보호 커버까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다.

또 혹은, 상기 프리즘 시트는 광 확산성을 갖는 재료로 이루어지는 것으로 해도 된다. 이러한 구성에 있어서도, 프리즘 시트 내에서 광을 확산시키면서, 프리즘에 의해 조광할 수 있고, 이 조광과 광 확산의 조합에 의해 LED 광원으로부터 보호 커버까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다.

또, 상기 LED 광원의 광축 방향에 있어서, 상기 LED 광원으로부터 상기 보호 커버의 출사면까지의 거리를 1 로 하는 경우에, 상기 LED 광원으로부터 상기 프리즘까지의 거리는 0.5 이하인 것이 바람직하다.

이와 같이 프리즘 시트를 LED 광원측에 설치함으로써, 프리즘 시트와 보호 커버의 거리를 충분히 크게 할 수 있고, 프리즘 시트에 의한 광의 굴절 효과를 충분히 누려, 광을 보호 커버로부터 조사할 수 있다.

또한, 상기 LED 광원의 광축 방향에 있어서, 상기 LED 광원으로부터 상기 보호 커버의 상기 출사면까지의 거리를 1 로 하는 경우에, 상기 LED 광원으로부터 상기 프리즘까지의 거리가 0.005 ∼ 0.3 인 것이 보다 바람직하고, 0.01 ∼ 0.1 인 것이 보다 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있는 LED 조명 장치가 제공된다.

도 1 은, 참고형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 3 은, 도 2 에 나타내는 LED 조명 장치의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 4 는, 도 2 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 리니어 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다.
도 5 는, 도 2 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 다른 리니어 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다.
도 6 은, 도 2 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 크로스 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 도 2 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 삼각뿔형 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다.
도 8 은, 도 2 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 육각형형 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다.
도 9 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 10 은, 도 9 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 프리즘 시트의 일방의 면의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11 은, 도 9 에 나타내는 프리즘 시트로서 사용할 수 있는 프리즘 시트의 타방의 면의 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12 는, 본 발명의 제 3 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 13 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 14 는, 본 발명의 제 5 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.
도 15 는, 도 14 의 프리즘 시트를 나타내는 도면이다.
도 16 은, LED 조명 장치에 사용할 수 있는 프리즘 시트의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 17 은, 실시예 1 및 비교예 1 에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 18 은, 실시예 2 및 비교예 1 에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 19 는, 실시예 3 및 비교예 1 에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20 은, 실시예 4 및 비교예 1 에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 21 은, 실시예 5 및 비교예 1 에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.
도 22 는, 비교예 1 및 비교예 2에 있어서의 방사 각도와 상대 휘도의 관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 LED 조명 장치의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

(참고형태)

먼저, 본 발명의 LED 조명 장치를 용이하게 이해할 수 있도록, 참고형태에 있어서의 LED 조명 장치에 대하여 설명한다.

도 1 은 참고형태에 의한 LED 조명 장치를 나타내는 도면이다. 이 LED 조명 장치는, 보호 커버 (1) 와, 보호 커버 (1) 내의 공간에 배치되는 기대 (2) 와, 기대 (2) 상에 배치되는 LED 광원 (3) 을 주된 구성으로서 구비한다.

본 형태에 있어서의 보호 커버 (1) 는 광 투과성 재료로 구성되며, 원통상으로 형성되어 있다. 광 투과성이란, 광을 투과하면 되는 것으로, 무색 투명해도 되고, 착색되어 있어도 되고, 유백색 등이어도 된다. 또, 보호 커버 (1) 의 전광선 투과율은 JIS K7105 에 기초하여 A 광원을 사용하여 측정했을 때, 30 ％ 이상이 되는 것이 바람직하고, 80 ％ 이상이 되는 것이 보다 바람직하다. 이러한 보호 커버 (1) 를 구성하는 재료로는, 광 투과성인 한에 있어서, 특별히 한정되지는 않지만, 각종 합성 수지나 각종 유리를 사용할 수 있다. 이러한 합성 수지로는, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 아크릴스티렌 수지, 염화비닐 수지 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지 등을 들 수 있다.

또, 보호 커버 (1) 는, 광을 확산하여 보호 커버 (1) 의 빛나는 쪽을 확산시킬 목적으로 각종 무기 미분말이나 유기 미분말을 함께 사용할 수 있다. 이들 미분말은 상기 합성 수지나 유리 중에 혼합해서 사용해도 되고, 다른 합성 수지에 분산시켜 표면에 도포해도 된다.

이러한 무기 미분말의 예로는, 산화나트륨, 산화칼슘, 산화알루미늄, 산화비스무트, 산화세륨, 산화구리, 이산화규소 (실리카), 산화주석, 산화이트륨, 산화아연, 산화티탄, 산화지르코늄, 유리, 석영, 다이아몬드, 사파이어 및 탤크를 들 수 있다. 또, 유기 미분말의 예로서는 멜라민 수지, (메트)아크릴 수지, 우레탄 수지, 스티렌 수지, 폴리올레핀 수지 및 불소 수지를 들 수 있다.

이들 미분말은, 혼합 매체인 합성 수지나 유리와의 굴절률의 차이가 큰 쪽이 광 산란성이 우수하기 때문에 바람직하다.

또한, 보호 커버 (1) 에는, 내측 공간으로 돌출되어 기대 (2) 를 고정하는 1 쌍의 고정 볼록부 (13) 가 형성되어 있다.

LED 광원 (3) 은, 평판상의 기판 (31) 과, 기판 (31) 상에 배치되는 복수의 발광 소자부 (32) 를 갖는다. 기판 (31) 은, 예를 들어 금속, 세라믹스, 수지 등의 재료로 구성된다. 발광 소자부 (32) 는, LED 칩이 세라믹 등으로 이루어지는 프레임체 내에 재치되어 이루어진다. 그리고, 발광 소자부 (32) 의 상면 (기판 (31) 측과 반대측의 면) 의 일부가 광이 출사되는 출광부 (33) 가 된다. 또한, 특별히 도시하지 않지만, 기판 (31) 에는 LED 칩에 전력을 인가하기 위한 배선이 형성되어 있다.

발광 소자부 (32) 에는 각종 방식의 LED 칩을 사용할 수 있으며, LED 칩이 출사하는 광의 파장은 특별히 한정되지 않는다. 또, LED 칩 상에는 파장 변환을 위한 색소층이나 광을 확산하기 위한 수지성 렌즈가 LED 칩에 직접 설치되어 있어도 된다. 또, LED 칩의 출광부 (33) 측과 반대측 (배면측) 으로 향한 광을 출광부 (33) 측으로 향하게 하기 위한 리플렉터를 설치해도 된다. 리플렉터의 재질로는 각종 세라믹스, 금속, 증착 또는 도금이 실시된 합성 수지, 백색 안료가 배합된 합성 수지 등을 사용할 수 있다.

기대 (2) 는, 보호 커버 (1) 의 내벽을 따라 만곡되어 형성되는 만곡부 (21) 와, 만곡부 (21) 에 접속되어 평판상으로 형성되는 평판부 (22) 로 이루어진다. 기대 (2) 의 평판부 (22) 에는 LED 광원 (3) 이 고정되고, 기대 (2) 에는 여러 가지 전기 배선, 전기 부품이 설치되어 있다. 그리고, 기대 (2) 는, 만곡부 (21) 의 외측이 보호 커버 (1) 의 내벽에 밀착되어, 보호 커버 (1) 내의 공간에 설치되어 있다. 이와 같이 기대 (2) 가 보호 커버 (1) 내의 공간에 설치된 상태에 있어서, 보호 커버 (1) 에 형성된 1 쌍의 고정 볼록부 (13) 가 각각 기대 (2) 의 평판부 (22) 에 맞닿아 있어, 기대 (2) 가 보호 커버 (1) 의 둘레 방향을 따른 움직임이 규제되고 있다.

또, LED 광원 (3) 이 발생하는 열을 효율적으로 방열하는 관점에서, 기대 (2) 는 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다. 바람직한 금속으로는 알루미늄 합금을 예시할 수 있다. 단, 기대 (2) 는 특별히 금속으로 이루어지지 않아도 되고, 수지나 세라믹스로 이루어져도 된다.

이러한 참고형태에 의한 LED 광원 장치에 있어서는, 외부로부터 공급되는 전력이 LED 광원 (3) 의 LED 칩에 인가되어, LED 칩의 출광부 (33) 로부터 광이 출사된다. 출사된 광은 보호 커버 (1) 를 통해 외부에 조사된다. 즉 보호 커버 (1) 에 있어서는, 내주면 (12) 이 광의 입사면이고, 외주면 (11) 이 광의 출사면이다. 그리고, 보호 커버 (1) 에서는, LED 광원 (3) 으로부터의 광이 조사되는 부분이 밝아지는 경향이 있다.

본 형태에 있어서, 이 밝아지는 부분의 크기를 조정하려면, LED 광원 (3) 의 원하는 광의 확산을 갖는 발광 소자부 (32) 를 탑재함으로써, LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광의 확산을 조정할 필요가 있다.

(제 1 실시형태)

다음으로 본 발명의 제 1 실시형태에 대하여 도 2 를 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 상기 서술한 참고형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙여 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 2 는 본 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다. 본 실시형태의 LED 조명 장치는, LED 광원 (3) 과, LED 광원 (3) 과 간격을 두고 LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 에 대향하여 설치되는 광 투과성 보호 커버 (1) 를 적어도 구비하는 조명 장치로서, LED 광원 (3) 과, 보호 커버 (1) 사이에, 프리즘이 형성된 프리즘 시트 (4) 가 설치되어 있다. 즉, 본 실시형태의 LED 조명 장치는, LED 광원 (3) 과 보호 커버 (1) 사이에 프리즘 시트 (4) 가 설치되는 점에 있어서, 상기 서술한 참고형태의 LED 조명 장치와 상이하다.

도 2 에 나타내는 LED 조명 장치의 프리즘 시트 (4) 는 일방의 면에만 프리즘 (42) 이 형성되어 있다. 프리즘 시트 (4) 는 광 투과성 시트로 이루어진다. 이 프리즘 시트 (4) 의 재료로는, 예를 들어 보호 커버 (1) 의 재료와 동일한 재료를 들 수 있다. 그리고, 프리즘 시트 (4) 는 일방의 면으로부터 입사되는 광을 프리즘 (42) 으로 굴절하여, 타방의 면으로부터 출력할 수 있다.

기대 (2) 에는, 프리즘 시트 (4) 를 협지하여 유지하기 위한 한 쌍의 유지부 (23) 가 형성되어 있고, 유지부 (23) 는 평판부 (22) 에 접속되어 있다. 그리고, 프리즘 시트 (4) 는 양단이 유지부 (23) 에 고정되어, 프리즘 (42) 이 LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 에 대향한 상태로, 보호 커버 (1) 및 LED 출광부와 간격을 두고 유지되고 있다.

도 3 은 도 2 에 나타내는 LED 조명 장치의 단면 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 LED 조명 장치에 있어서는, 파선 화살표로 나타내는 LED 광원 (3) 의 광축 방향에 있어서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 는, 프리즘 (42) 으로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L2) 이하로 되어 있다. 즉, LED 광원 (3) 의 광축 방향에 있어서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 보호 커버 (1) 의 외주면 (11) 인 출사면까지의 거리 (L) 를 1 로 하는 경우에, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 시트 (4) 의 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 는 0.5 이하로 되어 있다. 그리고, LED 광원 (3) 의 광축 방향에 있어서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L) 를 1 로 하는 경우에, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 시트 (4) 의 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 는 0.005 ∼ 0.3 인 것이 보다 바람직하고, 0.01 ∼ 0.1 인 것이 더욱 바람직하다. 거리 (L1) 가 0.5 이하이면, 보호 커버 내의 공간에 있어서 조광 효과를 얻는 것이 충분히 얻어지고, 또, 프리즘 시트 (4) 가 보호 커버 (1) 밖에서 눈에 띄는 것을 억제할 수 있다. 또한, 프리즘 시트 (4) 의 설치 작업이 용이해진다. 또, 거리 (L1) 가 0.005 이상, 더욱 바람직하게는 0.1 이상이면, LED 모듈로부터 발생하는 열에 의한 프리즘 시트가 변형되는 것을 방지할 수 있다.

이들 LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 나, 프리즘 (42) 으로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L2) 는, 유지부 (23) 의 평판부 (22) 로부터의 높이를 바꿈으로써 변화시킬 수 있다. 그리고, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 나, 프리즘 (42) 으로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L2) 가 변화함으로써, 보호 커버 (1) 의 외주면 (11) (출사면) 에 있어서의 광의 확산이나 집광의 정도를 변화시킬 수 있어, 보호 커버 (1) 가 빛나는 영역을 변화시킬 수 있다.

여기서, 프리즘 시트 (4) 에 형성되는 프리즘 (42) 에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 상기 프리즘 (42) 에는 굴절면이 곡면인 형상도 포함된다. 예를 들어, 삼각기둥 리니어 프리즘이나 삼각뿔형 프리즘을 구성하는 면 중 적어도 하나의 굴절면이 곡면이어도 상관없다.

또, 본 실시형태에 있어서, 프리즘 시트에 형성되어 있는 프리즘 (42) 은 삼각기둥 리니어 프리즘, 리니어 프레넬 렌즈, 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 프레넬 렌즈, 육각형형 프리즘 등을 단독 혹은 복수 종류 조합하여 적절히 이용할 수 있으며, 그 중에서도 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 육각형형 프리즘이 바람직하다. 또한, 삼각뿔형 프리즘 및 육각형형 프리즘은 각각의 측면이 서로 90 도의 관계인 큐브 코너 프리즘인 것이 바람직하다. 그리고, 어떠한 프리즘을 설치할지는 조명 장치의 조명 패턴에 따라 적절히 선택할 수 있다.

LED 광원 (3) 의 발광 소자부 (32) (LED 칩) 가 복수 형성되어 있는 경우에는, 삼각기둥 리니어 프리즘, 리니어 프레넬 렌즈 등의 리니어 프리즘은 홈의 방향이 발광 소자부 (32) 의 열을 따르도록 하여 프리즘 시트 (4) 가 설치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 원통상의 보호 커버 (1) 를 사용한 LED 조명 장치에 있어서는, 복수의 발광 소자부 (32) 가 보호 커버의 긴쪽 방향을 따라 설치되어 있는 경우가 많고, 이 경우에 있어서는, 삼각기둥 리니어 프리즘, 리니어 프레넬 렌즈 등의 리니어 프리즘은 홈의 방향이 원통상 보호 커버 (1) 의 긴쪽 방향을 따르도록 하여 프리즘 시트 (4) 가 설치되는 것이 바람직하다.

이와 같이 복수의 발광 소자부 (32) 에 병렬로 평행하게 홈이 배치된 리니어 프리즘은, LED 칩의 배열로 규정되는 곡선의 접선 또는 직선에 대해 수직인 면의 방향으로, LED 광원으로부터의 광을 넓히거나 좁히거나 할 수 있기 때문에 휘도 분포의 균일성에 있어서 현저한 효과를 갖는다. 특히 광을 넓히는 경우에는 우수한 효과가 있다.

한편, 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 또는 프레넬 렌즈 등 3 방향 이상의 프리즘의 방위를 갖는 프리즘에 있어서는, 광의 굴절 방위를 여러 가지 방향으로 제어할 수 있기 때문에, 점 광원인 LED 광원으로부터 출사되는 광의 휘도 분포의 균일성이나 확산성 중 어느 것에 있어서도 현저한 효과를 갖는다.

또한, 본 명세서에 있어서의 프리즘의 방위란, 프리즘을 구성하는 입사면 이외의 프리즘 측면 방향의 수를 의미하고 있다. 리니어 프리즘에 있어서 방위는 2 방위이며, 또 방향은 서로 180 도 마주 본 방향이다. 한편, 크로스 프리즘에 있어서는 4 개의 방위를 가지고 있으며, 삼각뿔형 프리즘에 있어서는 180 도 회전하여 마주 본 2 방향의 삼각뿔형 프리즘이 존재하기 때문에 방위는 6 방위가 된다.

또, 동심원상의 프레넬 렌즈를 사용하는 경우에는, 프레넬 렌즈의 중심 위치와 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광의 광축 위치가 일치하도록 하여, 프레넬 렌즈를 LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 의 수와 동일한 수만큼 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 프레넬 렌즈는 특히 광의 확산성 개선에 효과가 있다. 그리고, 다른 면에 휘도 분포 균일성의 개선을 담당하는 다른 프리즘을 설치하는 경우에 있어서는, 보다 우수한 성능을 갖는 LED 조명 장치로 할 수 있다.

광의 굴절 각도 제어는 프리즘의 복수의 측면이 서로 이루는 각도 (측면각) 를 변화시킴으로써 가능해진다. 일반적으로 프리즘 (42) 에 입사광에 대한 LED 광원 (3) 으로부터의 출사광의 각도를 크게 하는 경우에는, 측면각을 크게 설계하는 것이 바람직하다. 또한, 양면에 프리즘 (42) 을 설치함으로써 광의 제어를 정밀하게 제어하는 것이 가능해진다.

또, 개개의 측면각은 균일한 휘도 분포성을 얻기 위해서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 를 중심으로 대칭형으로 변화시키는 것이 바람직하다. 변화 패턴은 목적으로 하는 휘도 분포의 패턴에 따라 바꾸는 것이 바람직하고, 일반적으로는 중심부의 프리즘 (42) 의 측면각을 크게, 외주부의 프리즘 (42) 의 측면각을 작게 하는 것이 바람직하다.

삼각뿔형 프리즘에 있어서는, 3 개의 측면이 서로 대략 수직인 큐브 코너 재귀 반사 소자를 사용할 수도 있다. 큐브 코너 재귀 반사 소자에 있어서는 보호 커버 (1) 의 표면에 있어서 반사되어 광원 방향으로 되돌아온 광을 원래의 방향으로 되돌릴 수 있다. 따라서, 프리즘 (42) 을 큐브 코너 재귀 반사 소자로 함으로써, 보호 커버 (1) 를 통해 외부로부터 프리즘 시트 (4) 에 입사되는 광을, 보호 커버 (1) 를 향하여 재귀 반사할 수 있다. 또, 6 방위의 프리즘 측면은 균일한 휘도 분포 성능을 가져오므로 특히 바람직하다.

큐브 코너 재귀 반사 소자는 삼각뿔형 프리즘 이외의 형상, 예를 들어, 입사면 형상이 사각형이나 육각형의 큐브 코너 재귀 반사 소자여도 된다. 특히, 육각형의 큐브 코너 재귀 반사 소자는 재귀 반사 효율이 우수하기 때문에 바람직하다.

도 4 는 도 2 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 상기 서술한 리니어 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 리니어 프리즘의 돌기는 대칭 형상이며, 2 개의 프리즘 측면이 이루는 각도를 임의로 바꿀 수 있다. 또, 도 4 에 나타내는 바와 같이 이 프리즘 시트는 장방형 형상을 하고 있으며, 긴쪽 방향이 도 2 에 나타내는 보호 커버 (1) 의 긴쪽 방향을 따라 설치된다. 따라서, 이 리니어 프리즘의 홈의 방향은, 보호 커버 (1) 의 긴쪽 방향에 수직인 방향을 따라 형성되어 있지만, 보호 커버 (1) 의 긴쪽 방향을 따라 형성되어도 된다.

도 5 는 도 2 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 다른 리니어 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 리니어 프리즘의 돌기는 비대칭 형상이고, 2 개의 프리즘 측면이 이루는 각도는 임의로 바꿀 수 있다. 또, 주기적으로 프리즘 측면이 이루는 각도를 인접하는 프리즘의 각도에 대해 변화시켜도 된다.

도 6 은 도 2 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 상기 서술한 크로스 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 도 6 에 있어서의 크로스 프리즘의 저면 형상은 정방형이지만, 저면 형상이 장방형인 크로스 프리즘이어도 된다. 또, 도 5 에 나타내는 리니어 프리즘과 동일하게 하여, 서로 이웃하는 2 개의 프리즘 측면이 이루는 각도를 임의로 바꿀 수 있다.

도 7 은 도 2 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 상기 서술한 삼각뿔형 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 삼각뿔형 프리즘에 있어서는 3 개의 측면이 서로 대략 수직인 큐브 코너 재귀 반사 소자를 이용할 수도 있다. 큐브 코너 재귀 반사 소자에 있어서는, 조명 장치의 외부로부터 보호 커버를 통해 입사하는 광이나, 보호 커버 (1) 의 표면에 있어서 반사되어 광원 방향으로 되돌아온 광을 반사함으로써, 원래의 방향으로 되돌릴 수 있다. 또, 6 방위의 프리즘의 면은 균일한 휘도 분포 성능을 가져올 수 있다.

도 8 은 도 2 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 상기 서술한 육각형형 프리즘을 이용한 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 특히 도 8 에서는, 육각형형 프리즘 중, 각각의 측면끼리의 각도가 90 도가 되는 육각형형 큐브 코너 프리즘을 나타내고 있다. 이러한 프리즘을 사용함으로써, LED 조명 장치의 외부로부터 보호 커버를 통해 입사하는 광이나, 보호 커버 (1) 의 표면에 있어서 반사되어 광원 방향으로 되돌아온 광을 높은 효율로 반사하여, 원래의 방향으로 되돌릴 수 있다.

이상 설명한 본 실시형태의 조명 장치에 의하면, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 출광하는 광은 프리즘 시트 (4) 로 굴절되고, 이 굴절된 광은 프리즘 (42) 으로 진행 방향이 변화된 상태로 프리즘 시트 (4) 와 보호 커버 (1) 사이를 전파한다. 그리고, 본 실시형태의 프리즘 시트 (4) 가 보호 커버 (1) 의 내측 공간에 설치되어 있기 때문에, 보호 커버 (1) 와 프리즘 시트 (4) 의 거리를 크게 할 수 있다. 따라서, 보호 커버 (1) 로부터 광이 조사될 때에, 보호 커버 (1) 가 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있다. 예를 들어, 광을 확산하는 프리즘 시트를 사용하는 경우에는, 프리즘에 의한 굴절이 작음으로써, 프리즘 시트의 광의 확산성이 약한 경우라도, 용이하게 보호 커버 (1) 의 빛나는 부위를 크게 할 수 있다. 또, 광을 집광하는 프리즘 시트를 사용하는 경우에는, 프리즘에 의한 굴절이 작음으로써, 프리즘 시트의 광의 집광성이 약한 경우라도, 용이하게 보호 커버 (1) 의 빛나는 부위를 작게 할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 의한 LED 조명 장치는, 프리즘 시트 (4) 에 의한 광의 굴절 효과를 충분히 누림으로써 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있다.

또, 본 실시형태의 LED 조명 장치에 있어서는, 상기 서술한 바와 같이 LED 광원 (3) 의 광축 방향에 있어서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 는, 프리즘 (42) 으로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L2) 이하로 되어 있다. 이와 같이 프리즘 시트 (4) 를 LED 광원 (3) 측에 설치함으로써, 프리즘 시트 (4) 와 보호 커버 (1) 의 거리를 충분히 크게 할 수 있고, 프리즘 시트 (4) 에 의한 광의 굴절 효과를 충분히 누려, 광을 보호 커버로부터 조사할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 LED 조명 장치에 있어서는, 프리즘 시트 (4) 의 일방의 면에만 프리즘 (42) 이 형성되고, 이 프리즘 (42) 이 LED 광원 (3) 측을 향한 상태로, 프리즘 시트 (4) 는 보호 커버 (1) 내의 공간에 설치되었다. 그러나, 프리즘 (42) 이 보호 커버 (1) (LED 광원 (3) 측과 반대측) 측에 형성되어도 된다. 즉, 프리즘 (42) 이 보호 커버 (1) 측을 향한 상태로, 프리즘 시트 (4) 는 보호 커버 (1) 내의 공간에 설치되어도 된다. 이 경우에 있어서는, LED 광원 (3) 으로부터의 광을 집광시키는 경우에 있어서, 보다 집광의 효과를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 보호 커버 (1) 가 원통상이며, 보호 커버 (1) 의 내측 공간에 설치되는 LED 광원 (3) 과 보호 커버 (1) 사이에 프리즘 시트 (4) 가 설치된다. 여기서, 본 실시형태와 달리, 보호 커버가 원통상이기는 하지만 보호 커버의 내벽면에 프리즘이 일체화되어 형성되고, 보호 커버 내의 공간에 프리즘 시트가 설치되지 않는 LED 조명 장치를 상정한다. 원통상의 보호 커버는 일반적으로 압출 성형에 의해 제조되는데, 압출 형성에 의해 성형되는 프리즘의 형상은 리니어 프리즘에 거의 한정되고, 또한, 프리즘의 높이가 1 ㎜ 정도 이상이 아니면 충분한 정밀도를 유지하여 프리즘을 성형할 수 없다는 제약이 있다. 그러나, 본 실시형태에 있어서는, 프리즘 시트 (4) 는 보호 커버 (1) 와 별도 제조되기 때문에, 바람직한 조광 상태에 맞추어 프리즘의 형상을 용이하게 형성할 수 있다. 본 실시형태에 있어서의 프리즘 시트 (4) 의 제조 방법에는, 예를 들어, 미리 반전한 형상의 금형을 제조하고, 각종 합성 수지를 금형과 함께 가열·가압하여, 전사하는 방법을 채용할 수 있다. 그 때문에, 프리즘 (42) 의 높이가 작은 경우라도 프리즘 (42) 의 형상을 양호한 정밀도로 제조할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 프리즘 시트 (4) 의 프리즘 (42) 의 높이는 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 0.5 ㎛ ∼ 750 ㎛ 이고, 바람직하게는 5 ㎛ ∼ 250 ㎛ 이다. 프리즘 (42) 의 높이가 0.5 ㎛ 이상인 경우, 프리즘 (42) 을 양호한 정밀도로 전사할 수 있고, 또, 프리즘 (42) 의 높이가 750 ㎛ 이하인 경우, 프리즘이 눈에 띄지 않아 LED 조명 장치를 우수한 외관으로 할 수 있다. 또, 프리즘 시트 (4) 가 보호 커버 (1) 와 별체이기 때문에 장착 및 분리가 용이하다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대하여 도 9 를 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다. 도 9 는 본 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.

도 9 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 LED 증명 장치는 프리즘 시트 (4) 의 양면에 프리즘 (42) 이 형성되어 있는 점에 있어서, 제 1 실시형태의 LED 조명 장치와 상이하다. 이와 같이 프리즘 시트 (4) 의 양면에 프리즘 (42) 을 형성함으로써, 프리즘 (42) 에 의한 광의 굴절이 작은 경우라도, 프리즘 시트 (4) 전체적으로는 광을 크게 굴절시킬 수 있다.

프리즘 시트 (4) 의 양면에 형성되는 프리즘 (42) 은 각각 제 1 실시형태의 설명에 있어서 예시한 프리즘을 사용할 수 있다. 그리고, 프리즘 시트 (4) 의 양면에 형성되는 프리즘 (42) 은 서로 동일한 종류의 프리즘이어도 되고, 서로 상이한 종류의 프리즘이어도 된다. 또, 서로 광 확산성을 갖는 프리즘이어도 되고, 일방의 면에 형성되는 프리즘이 광 확산성을 가지고, 타방의 면에 형성되는 프리즘이 집광성을 가져도 된다. 또, 프리즘 시트 (4) 의 양면에 동일한 종류의 프리즘이 형성되는 경우에 있어서도, 그 크기나 방향이 서로 동일해도 되고 상이해도 된다.

이와 같이 프리즘 시트 (4) 의 양면에 형성되는 프리즘 (42) 의 조합을 적절히 선택함으로써, 프리즘 (42) 에 있어서의 광을 굴절시키는 방법을 적절히 선택할 수 있어, 광의 확산성이나 집광성을 적절히 제어할 수 있다.

예를 들어, 프리즘 시트 (4) 의 양면에 리니어 프리즘이 형성되는 경우, 일방의 면과 타방의 면에 형성되는 리니어 프리즘의 홈의 방향이 서로 직교하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 양면의 프리즘을 형성함으로써, 프리즘 시트 (4) 는 양면 도합 4 방향의 방위를 갖는 것이 되어, 프리즘 시트 (4) 의 양면에 있어서 서로 직행하는 방향으로 조광할 수 있다. 예를 들어, 양면의 프리즘 (42) 이 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광에 대해 확산성을 나타내는 경우, 광을 보다 균일하게 확산하도록 조정할 수 있다. 따라서, 점 광원인 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광의 확산성을 보다 개선할 수 있다.

또, 예를 들어, 일방의 면에 크로스 프리즘이, 타방의 면에 삼각뿔형 프리즘이 형성되는 경우, 프리즘 시트 (4) 는 도합 최대 10 방향의 방위를 갖게 되어, 광을 보다 조정할 수 있다. 이 경우에 있어서도, 양면의 프리즘 (42) 이 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광에 대해 확산성을 나타내는 경우, 점 광원인 LED 광원으로부터 출사되는 광의 확산성을 보다 개선할 수 있다. 또, 일방의 면에 삼각뿔형 프리즘이, 타방의 면에 삼각뿔형 프리즘이, 서로의 프리즘 방향이 직교하도록 형성됨으로써, 프리즘 시트 (4) 는 도합 최대 12 방향의 방위를 갖게 되어, 이 경우에 있어서도, 양면의 프리즘 (42) 이 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광에 대해 확산성을 나타내는 경우, 광을 더욱 균일하게 조정할 수 있다.

도 10, 도 11 은, 도 9 에 나타내는 프리즘 시트 (4) 로서 사용할 수 있는 프리즘 시트의 예를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 10 은 이 프리즘 시트의 일방의 면의 구조의 일례를 나타내는 도면이고, 도 11 은 이 프리즘 시트의 타방의 면의 구조의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 이 프리즘 시트의 일방의 면에는 크로스 프리즘이 형성되어 있다. 이 크로스 프리즘의 저면 형상은 정방형이지만, 저면 형상이 장방형이어도 된다. 또, 도 6 에 나타내는 크로스 프리즘과 동일하게 하여, 서로 이웃하는 2 개의 프리즘 측면이 이루는 각도나, 서로 이웃하는 프리즘의 크기를 임의로 바꿀 수 있다.

또, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 이 프리즘 시트의 타방의 면에는 리니어 프리즘이 형성되어 있다. 이 리니어 프리즘은 도 4 에 나타내는 프리즘 시트의 리니어 프리즘과 동일하게 되지만, 도 5 에 나타내는 프리즘 시트에 형성되는 리니어 프리즘과 동일하게 하여, 리니어 프리즘의 돌기가 비대칭 형상이어도 되고, 2 개의 프리즘 측면이 이루는 각도가 임의로 바뀌어도 되고, 또, 주기적으로 프리즘 측면이 이루는 각도가 인접하는 프리즘의 각도에 대해 변화되어도 된다.

이와 같이 본 실시형태의 LED 조명 장치에 있어서의 프리즘 시트는 양면에 형성되는 프리즘이 서로 상이한 형상을 취할 수 있다. 그리고, 예를 들어, 일방의 면에 형성되는 프리즘이, 큐브 코너형의 삼각뿔형 프리즘이나 육각형형 프리즘과 같은 재귀 반사성을 갖는 재귀 반사 소자인 경우에는, 이 재귀 반사성을 갖는 프리즘이 형성되어 측의 면을 LED 광원 (3) 측으로 향하게 하고, 다른 프리즘이 형성된 타방의 면을 보호 커버 (1) 측 (LED 광원 (3) 측과 반대측) 으로 향하게 하여, 프리즘 시트를 보호 커버 (1) 내의 공간에 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 프리즘 시트를 설치함으로써, 조명 장치의 외부로부터 보호 커버를 통해 입사하는 광이나, 보호 커버 (1) 의 표면에 있어서 반사되어 LED 광원 (3) 방향으로 되돌아온 광을, 재귀 반사 소자인 프리즘으로 높은 효율로 반사하여 원래의 방향으로 되돌릴 수 있고, 또한, 일방의 면 및 타방의 면에 형성되는 프리즘에 의해 LED 광원 (3) 으로부터 출사되는 광을 원하는 방향으로 굴절시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태의 LED 조명 장치와 같이, 프리즘 시트 (4) 의 양면에 프리즘 (42) 이 형성되는 경우, 도 3 에 나타내는 거리 L1 은, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 와, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 측과 반대측 (보호 커버 (1) 측) 의 프리즘의 거리를 의미하며, 거리 L2 는 LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 측과 반대측의 프리즘과, 보호 커버 (1) 의 출사면의 거리를 의미한다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 대하여 도 12 를 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 제 1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다. 도 12 는 본 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.

도 12 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 LED 조명 장치는, 보호 커버 (1) 와 LED 광원 (3) 사이에 프리즘 시트 (4) 와 중첩되도록 광 확산 시트 (5) 가 설치되어 있는 점에 있어서, 제 1 실시형태의 LED 조명 장치와 상이하다. 광 확산 시트 (5) 는 LED 광원 (3) 과 프리즘 시트 (4) 사이에 설치되어도 되고, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 프리즘 시트 (4) 와 보호 커버 사이에 설치되어 있어도 된다.

광 확산 시트 (5) 는 광 투과성이며, 투과하는 광을 확산하는 성질을 갖는다.

이 광 확산 시트 (5) 는 프리즘 시트 (4) 의 근방에 설치되는 것이 광의 산란 효과가 증대되기 때문에 바람직하고, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 프리즘 시트 (4) 에 밀착하여 설치되는 것이 특히 바람직하다.

광 확산 시트 (5) 의 예로는, 각종 무기 미분말이나 유기 미분말이 단독 층으로서 도포된 광 투과성 합성 수지나 유리로 이루어지는 시트나, 이들 미분말을 분산시킨 광 투과성 합성 수지나 유리로 이루어지는 시트를 들 수 있다.

이러한 무기 미분말이나 유기 미분말의 예로는, 보호 커버 (1) 에 있어서, 빛나는 쪽을 확산시킬 목적으로 사용된 무기 미분말이나 유기 미분말을 들 수 있다.

또, 이들 미분말은, 분산되는 합성 수지나 유리와의 굴절률의 차이가 큰 쪽이 광 확산성이 우수하기 때문에 바람직하다.

또, 광 확산 시트 (5) 로는, 광의 입사면측 및 출사면측 중 적어도 일방의 면에 미세한 요철 형상이 형성된 시트를 사용할 수도 있으며, 이 경우에 있어서도 상기 미분말을 분산시켜도 된다.

본 실시형태에 따른 LED 조명 장치에 의하면, 프리즘 시트 (4) 에 의한 조광과 광 확산 시트 (5) 에 의한 광의 확산을 조합하여, LED 광원 (3) 으로부터 보호 커버 (1) 까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다. 특히, 프리즘 시트 (4) 가 광 확산성인 경우에 있어서는, 프리즘 시트 (4) 와 광 확산 시트 (5) 에 의해 보다 우수한 광 확산성을 나타내어, 보호 커버 (1) 에 있어서의 빛나는 부위를 크게 할 수 있고, 보호 커버의 넓은 부위를 균일하게 빛나게 할 수 있다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 대하여 도 13 을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 제 2 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다. 도 13 은 본 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다.

도 13 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 LED 조명 장치는, 보호 커버 (1) 와 LED 광원 (3) 사이에 프리즘 시트 (4) 와 중첩되도록 광 확산 시트 (5) 가 설치되어 있는 점에 있어서, 제 2 실시형태의 LED 조명 장치와 상이하다. 또한, 광 확산 시트 (5) 는, 제 3 실시형태와 마찬가지로, LED 광원 (3) 과 프리즘 시트 (4) 사이에 설치되어도 되고, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 프리즘 시트 (4) 와 보호 커버 사이에 설치되어 있어도 된다.

이 광 확산 시트 (5) 는 제 3 실시형태와 동일한 구성으로 된다. 그리고, 광 확산 시트 (5) 는, 프리즘 시트 (4) 의 근방에 설치되는 것이 광의 산란 효과가 증대하기 때문에 바람직하고, 프리즘 시트 (4) 의 보호 커버 (1) 측의 프리즘에 밀착하여 설치되는 것이 특히 바람직하다.

본 실시형태에 의한 LED 조명 장치에 의하면, 제 3 실시형태의 LED 조명 장치보다 LED 광원 (3) 으로부터 보호 커버 (1) 까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다.

(제 5 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 대하여 도 14, 도 15 를 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 제 2 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 14 는 본 실시형태에 있어서의 LED 조명 장치의 구조를 설명하는 단면 사시도이다. 도 13 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 LED 조명 장치는 프리즘 시트 4 대신에 프리즘 시트 4' 가 사용되고 있는 점에 있어서, 제 2 실시형태의 LED 조명 장치와 상이하다.

도 15 는 도 14 의 프리즘 시트 (4') 를 나타내는 도면이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이 본 실시형태의 프리즘 시트 (4') 는, 편면에 프리즘 (42) 이 형성되는 제 1 프리즘층 (4a) 및 편면에 프리즘 (42) 이 형성되는 제 2 프리즘층 (4b) 과, 제 1 프리즘층 (4a) 과 제 2 프리즘층 (4b) 사이에 적층되는 광 확산층 (5a) 으로 이루어진다. 구체적으로는, 제 1 프리즘층 (4a) 및 제 2 프리즘층 (4b) 의 프리즘 (42) 이 형성되어 있지 않은 면이 서로 대향하고, 이들 프리즘 (42) 이 형성되어 있지 않은 각각의 면이 광 확산층 (5a) 의 양면에 밀착되어 있다. 이렇게 하여, 제 1 프리즘층 (4a), 광 확산층 (5a), 제 2 프리즘층 (4b) 이 이 순서로 적층되어 있다. 이렇게 하여, 프리즘 시트 (4') 는 양면에 프리즘 (42) 이 형성되고, 광 확산층 (5a) 이 적층된 시트가 된다.

제 1 프리즘층 (4a) 및 제 2 프리즘층 (4b) 은, 예를 들어 제 1 실시형태에 있어서의 프리즘 시트 (4) 와 동일한 구성으로 된다. 그리고, 제 1 프리즘층 (4a) 및 제 2 프리즘층 (4b) 에 형성되는 프리즘 (42) 의 관계는, 제 2 실시형태의 프리즘 시트 (4) 의 양면에 형성되는 프리즘 (42) 과 동일해진다.

또, 광 확산층 (5a) 의 구성은, 예를 들어 제 3 실시형태에 있어서의 광 확산 시트 (5) 와 동일해진다.

본 실시형태의 LED 조명 장치에 의하면, 제 1 프리즘층 (4a) 및 제 2 프리즘층 (4b) 에 있어서의 프리즘 (42) 에 의한 조광과, 광 확산층 (5a) 에 의한 광의 확산을 조합하여, LED 광원 (3) 으로부터 보호 커버 (1) 까지 도달하는 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 프리즘 시트 (4') 가 광 확산층을 갖기 때문에, 제 3, 제 4 실시형태와 같이, 프리즘 시트 이외에 광 확산 시트를 설치할 필요가 없다. 따라서, 보호 커버 (1) 내의 공간이 좁은 경우에 있어서도, 프리즘 (42) 에 의한 굴절과 광 확산층 (5a) 에 의한 광의 확산을 실현할 수 있어, 광의 경로를 적절히 조절할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 제 1 프리즘층 (4a) 및 제 2 프리즘층 (4b) 의 각각의 프리즘층의 편면에 프리즘 (42) 이 형성되었지만, 일방의 프리즘층의 편면에만 프리즘 (42) 이 형성되고, 타방의 프리즘층에는 프리즘 (42) 이 형성되어 있지 않아도 된다. 이 경우, 프리즘 시트 (4') 는 일방의 면에만 프리즘 (42) 이 형성되는 시트가 된다.

이상, 본 발명에 대하여 각 실시형태를 예로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.

예를 들어, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 있어서, 프리즘 시트 (4) 의 재료가 제 3 실시형태나 제 4 실시형태의 광 확산 시트 (5) 와 동일해져도 된다. 이와 같이 함으로써, 프리즘 시트 (4) 는 광 확산성을 갖는 재료로 이루어진다.

또, 상기 실시형태에서는, 프리즘 시트 (4, 4') 의 적어도 일방의 면에 프리즘 (42) 이 형성되었다. 그러나, 본 발명의 LED 조명 장치에 사용되는 프리즘 시트는 이러한 예에 한정되지 않는다. 도 16 은 상기 실시형태의 LED 조명 장치에 사용할 수 있는 프리즘 시트의 변형예를 나타내는 도면이다. 또한, 본 변형예를 설명함에 있어서, 상기 실시형태와 동일 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이고 특별히 설명하는 경우를 제외하고 중복되는 설명은 생략한다.

도 16 에 나타내는 바와 같이, 본 변형예에 있어서의 프리즘 시트는 제 1 프리즘층 (4d) 과, 저굴절률층 (4c) 과, 제 2 프리즘층 (4e) 으로 이루어진다. 제 1 프리즘층 (4d) 과 제 2 프리즘층 (4e) 은 서로 동일한 굴절률이 된다. 또, 저굴절률층 (4c) 의 굴절률은 제 12 프리즘층 (4d) 및 제 2 프리즘층 (4e) 보다 낮은 굴절률이 된다. 제 1 프리즘층 (4d) 및 제 2 프리즘층 (4e) 은, 예를 들어, 제 1 실시형태에 있어서의 프리즘 시트 (4) 와 동일한 재료로 이루어진다. 또, 저굴절률층 (4c) 의 재료는, 예를 들어, 제 1 프리즘층 (4d) 이나 제 2 프리즘층 (4e) 과 동일한 재료에 불소 등의 굴절률을 낮게 하는 도펀트가 첨가된 재료가 된다.

제 1 프리즘층 (4d) 및 제 2 프리즘층 (4e) 은 각각 일방의 면에 프리즘 (42) 이 형성되어 있고, 타방의 면은 평면으로 된다. 그리고, 각각의 프리즘 (42) 이 형성된 면이 서로 대향하여, 이들 프리즘 (42) 이 형성된 각각의 면이 저굴절률층 (4c) 의 양면에 밀착되어 있다. 따라서, 제 1 프리즘층 (4d), 저굴절률층 (4c), 제 2 프리즘층 (4e) 이 이 순서로 적층되어 있다. 이렇게 하여, 본 변형예의 프리즘 시트는 양면이 평탄하고, 서로 굴절률이 상이한 복수의 층이 적층되어 이루어지고, 프리즘 (42) 은 서로 적층되는 2 개의 층의 계면에 형성되어 있다.

또한, 본 변형예에 있어서는, 제 1 프리즘층 (4d) 과 제 2 프리즘층 (4e) 사이에 저굴절률층 (4c) 을 적층했지만, 저굴절률층 (4c) 대신에, 제 1 프리즘층 (4d) 및 제 2 프리즘층 (4e) 보다 굴절률이 높은 고굴절률층을 적층해도 된다. 또, 제 1 프리즘층 (4d) 및 제 2 프리즘층 (4e) 및 저굴절률층 (4c) 이나 고굴절률층 중 적어도 하나의 층을, 제 5 실시형태에 있어서의 광 확산층 (5a) 과 동일하게 하여 광 확산성을 갖는 층으로 해도 된다.

또, 상기 실시형태에 있어서는, LED 광원 (3) 의 광축 방향에 있어서, LED 광원 (3) 의 출광부 (33) 로부터 프리즘 (42) 까지의 거리 (L1) 는, 프리즘 (42) 으로부터 보호 커버 (1) 의 출사면까지의 거리 (L2) 이하가 되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

또, 상기 실시형태에서는, 보호 커버 (1) 는 원통상의 형상으로 되었지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 보호 커버 (1) 의 외형을 임의의 형상으로 할 수 있다. 예를 들어, 보호 커버 (1) 는, 통상으로서, 단면 형상이 직사각형상이나 타원상으로 되어도 된다. 혹은, 보호 커버가 평면상으로 되고, 직사각형의 금속 케이싱의 전면에 이 보호 커버가 설치되고, 케이싱 내에 LED 광원이 배치되고, LED 광원과 보호 커버 사이에 프리즘 시트가 배치되어도 된다. 또, 보호 커버는 단면 형상이 반원상인 반원통상으로 되어도 된다. 이 경우, LED 광원은, 보호 커버 내의 공간, 즉, 보호 커버에 의해 형성되는 홈 내에 설치되고, LED 광원과 보호 커버 사이에 프리즘 시트가 배치되면 된다. 또한 보호 커버의 형상이 대략 구체상이어도 된다. 이들의 경우, 프리즘 시트는 상기 실시형태나 변형예와 동일하게 하면 된다.

또, 상기 실시형태나 변형예에서는 프리즘 시트가 평판 상태로 배치되었다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 프리즘 시트는 만곡된 상태로 배치되어도 된다. 구체적으로는, LED 광원의 출광부를 둘러싸도록 하여 만곡되는 것이 바람직하고, 또한, LED 광원의 출광부로부터 프리즘 시트까지의 거리가 동일해지도록 만곡되는 것이 보다 바람직하다.

그 외, 상기 실시형태에 각 변형이 실시되거나, 상기 실시형태나 변형예의 일부끼리를 조합해도 된다.

실시예

이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 내용을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

＜비교예 1＞

관 직경이 외치수로 26 ㎜, 관의 두께가 0.5 ㎜ 인 폴리카보네이트 (굴절률 1.58) 제 보호 커버 내의 공간에, LED 칩 (니치아 화학 공업 주식회사 제조 백색 LED 품번 NSPW300DS) 이 10 ㎜ 간격으로 배열된 LED 광원으로서의 LED 모듈을 설치하여, LED 조명 장치로 하였다.

다음으로, LED 조명 장치의 긴쪽 방향을 수평으로 하여, 고니오미터에 장착한다. 또, 이 LED 조명 장치의 LED 광원 정면에, 분광 방사계 (주식회사 탑콘 제조 SR-3AR 0.2° 시야) 를 LED 조명 장치와 분광 방사계의 거리를 400 ㎜ 로 유지하여 설치하였다.

다음으로, LED 조명 장치를 점등하고, 조명 장치가 장착된 고니오미터의 각도를 플러스 80° 에서 마이너스 80° 까지 5° 마다 변화시키고, 휘도를 암실에서 측정하였다. 또한, LED 조명 장치의 LED 광원이 분광 방사계에 정대 (正對) 하는 상태가 고니오미터의 각도를 0 이 되도록 조정하고, 측정계를 위에서 보아, 고니오미터의 각도를 반시계 방향으로 변화시킨 방사 각도를 플러스, 시계 방향으로 변화시킨 방사 각도를 마이너스라고 정의하였다. 그리고, 방사 각도를 바꾼 측정값군에서 가장 휘도가 높은 값을 1 로 한 상대 휘도를 세로축에, 고니오미터의 각도 (방사 각도) 를 가로축에 플롯하였다.

＜실시예 1＞

두께 150 ㎛ 의 폴리카보네이트 필름을 사용하여, 미국 특허 제6318866호의 실시예 1 에 기재된 조건으로, 삼각뿔형 프리즘이 최밀 충전 배치된 프리즘 시트를 제조하였다. 구체적으로는, 먼저, 표면을 평탄하게 절삭한 가로 세로 100 ㎜ 의 놋쇠판 상에, 다이아몬드 바이트를 이용하여, y 방향 및 z 방향으로, 반복 피치가 210.88 ㎛ 이고, 깊이가 100 ㎛ 이며, y 방향과 z 방향의 교차 각도가 58.76˚가 되도록, y 방향 및 z 방향의 각각에 있어서, 단면 형상이 대칭인 V 자상의 다수의 평행 홈군을 플라이 커팅법에 의해 절삭하였다. 다음으로, x 방향의 V 자상의 홈을, 다이아몬드 바이트를 이용하여, 반복 피치가 214.92 ㎛, 깊이가 115 ㎛ 이며, y 방향의 홈과 z 방향의 홈의 2 개의 교점을 잇는 직선과 병행하여, 그 직선으로부터의 오프셋량이 11 ㎛ 가 되도록 하여, x 방향에 있어서 단면 형상이 대칭인 V 자상의 평행 홈군을 반복 패턴으로 절삭하였다. 이렇게 하여, 놋쇠판 상에 볼록 형상의 다수의 삼각뿔형 큐브 코너 소자군이 최밀 충전상으로 배치된 모형을 형성하였다. 이 삼각뿔형 재귀 반사 소자의 광학축 경사각 (θ) 은 ＋1˚ 이며, 반사 소자를 구성하는 3 개의 측면의 꼭지각은 모두 90˚ 였다. 다음으로, 이 놋쇠제 모형을 이용하여, 형상이 반전된 오목 형상의 큐브 코너 성형용 금형을 작성하였다. 다음으로, 이 성형용 금형을 이용하여, 두께 150 ㎛ 의 폴리카보네이트 수지 시트를 성형하고, 표면에 유지체층의 두께가 약 100 ㎛ 인 다수의 삼각뿔형 재귀 반사 소자를 최밀 충전상으로 배치한 삼각뿔형 큐브 코너 프리즘 시트를 작성하였다.

그리고, 제조한 프리즘 시트를, LED 모듈의 광축 방향에 있어서, 보호 커버의 외주면으로부터 프리즘 시트의 프리즘까지의 거리가 20 ㎜, 프리즘으로부터 LED 모듈의 출광부까지의 거리가 0.5 ㎜ 가 되도록 하여, 비교예 1 과 동일한 LED 조명 장치의 보호 커버 내에 설치하여, LED 조명 장치를 제조하였다. 그 때, 프리즘 시트는 LED 칩을 덮고, 또한 프리즘 시트의 프리즘면이 LED 칩측이 되도록 배치하였다.

다음으로, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다. 이 측정 결과를 비교예 1 과 함께 도 17 에 나타낸다. 도 17 에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치보다, 상대 휘도 곡선이 방사 각도가 큰 각도여도 높은 값을 나타내어, 방사 각도의 변화에 따른 상대 휘도의 변화가 작은 결과가 되었다. 이로부터, 실시예 1 의 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치의 발광 상태와 비교하여, 보호 커버의 빛나는 부위가 넓어지고, 점 광원 확산성 및 휘도 분포 균일성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.

또, 본 실시예의 LED 조명 장치의 외관을 육안으로 관찰하였다. 육안은, 고니오미터의 각도를 0° 로 설정하고, LED 조명 장치의 위치를 고정하여, 관찰자가 LED 조명 장치로부터 1 m 떨어진 위치에서 실시하고, LED 조명 장치의 정면, 좌우 방향, 상하 방향으로부터 외관 관찰을 실시하였다. 본 실시예의 조명 장치는 어느 각도에 있어서도 LED 칩의 배치 위치의 밝기가 신경쓰이지 않고, 거의 균일한 발광 상태인 것을 알 수 있었다. 또, 프리즘이 눈에 띄지 않아 우수한 외관을 나타냈다.

＜실시예 2＞

실시예 1 에서 사용한 금형을 2 개 준비하였다. 그리고, 프리즘 시트의 가열 압축 성형시, 두께 150 ㎛ 의 폴리카보네이트 필름을 2 개의 금형으로 끼우고, 양면을 가열 압축 성형함으로써, 실시예 1 의 프리즘 시트의 프리즘과 동일한 프리즘이 양면에 최밀 충전 배치된 프리즘 시트를 제조하였다. 이 때, 표면 및 이면의 삼각뿔형 프리즘의 소자 방향은 서로 일치하도록 성형하였다.

그리고, 실시예 1 과 동일하게 작성한 프리즘 시트를 설치하여 LED 조명 장치를 제조하고, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다. 이 때, LED 모듈의 광축 방향에 있어서, 프리즘 시트의 LED 모듈측과 반대측 (보호 커버측) 의 프리즘으로부터 보호 커버의 외주면까지의 거리가 20 ㎜, 이 프리즘으로부터 LED 모듈의 출광부까지의 거리가 0.5 ㎜ 가 되도록 하였다. 이 측정 결과를 비교예 1 과 함께 도 18 에 나타낸다. 도 18 에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치보다, 상대 휘도 곡선에 있어서의 방사 각도의 변화에 따른 상대 휘도의 변화가 작다. 즉, 방사 각도가 큰 장소도 적절히 광이 조사되도록 조정되어 있다. 이로부터, 본 실시예의 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치의 발광 상태와 비교하여 점 광원 확산성 및 휘도 분포 균일성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.

또, 본 실시예의 LED 조명 장치의 외관을 실시예 1 과 동일하게 육안으로 관찰한 바, 본 실시예의 LED 조명 장치는 어느 각도에 있어서도 LED 칩의 배치 위치의 밝기가 신경쓰이지 않고, 거의 균일한 발광 상태이며, LED 칩의 설치 위치가 밝게 보이는 것이, 실시예 1 보다 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 또, 프리즘이 눈에 띄지 않아 우수한 외관을 나타냈다.

＜실시예 3＞

한 변이 100 ㎛ 인 입방체를 재귀 반사 소자로 하는 육각형형 큐브 코너 프리즘이 표면에 형성된 금형을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 육각형형 큐브 코너 프리즘이 최밀 충전 배치된 프리즘 시트를 제조하였다.

그리고, 실시예 1 과 동일하게 작성한 프리즘 시트를 설치하여 LED 조명 장치를 제조하고, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다. 이 측정 결과를 비교예 1 과 함께 도 19 에 나타낸다. 도 19 에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치보다, 상대 휘도 곡선에 있어서의 방사 각도의 변화에 따른 상대 휘도의 변화가 작다. 즉, 방사 각도가 큰 장소도 적절히 광이 조사되도록 조정되어 있다. 이로부터, 본 실시예의 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치의 발광 상태와 비교하여 점 광원 확산성 및 휘도 분포 균일성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.

또, 본 실시예의 LED 조명 장치의 외관을 실시예 1 과 동일하게 육안으로 확인한 바, 본 실시예의 LED 조명 장치는 어느 각도에 있어서도 LED 칩의 배치 위치의 밝기가 신경쓰이지 않고, 거의 균일한 발광 상태이며, 실시예 1 과 거의 동일한 정도로 하여, LED 칩의 설치 위치가 밝게 보이는 것이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 또, 프리즘이 눈에 띄지 않아 우수한 외관을 나타냈다.

＜실시예 4＞

표면을 평탄하게 연마한 가로 세로 150 ㎜ 의 놋쇠판 상에, 선단 각도가 90° 인 다이아몬드 툴을 이용하여 플라이 컷법으로 가로 방향으로 30 ㎛ 의 피치로, 14 ㎛ 깊이의 다수의 평행한 V 자형 홈군 Vx 를 절삭하였다. 다음으로 V 자형 홈군에 대해 90° 의 각도로 교차하도록, 선단 각도가 90° 인 다이아몬드 툴을 이용하여, 30 ㎛ 피치로, 14 ㎛ 깊이의 다수의 평행한 V 자형 홈군 Vy 를 절삭하여, 볼록형의 다수의 크로스 프리즘 소자군이 형성된 모형을 제조하였다. 이 모형을 이용하여 전기 주조법에 의해 오목형의 금형을 제조하였다. 이 금형을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 크로스 프리즘이 최밀 충전 배치된 프리즘 시트를 제조하였다.

그리고, 실시예 1 과 동일하게 작성한 프리즘 시트를 설치하여 LED 조명 장치를 제조하고, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다. 이 측정 결과를 비교예 1 과 함께 도 20 에 나타낸다. 도 20 에 나타내는 바와 같이 본 실시예 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치보다, 상대 휘도 곡선에 있어서의 방사 각도의 변화에 따른 상대 휘도의 변화가 작다. 즉, 방사 각도가 큰 장소도 적절히 광이 조사되도록 조정되어 있다. 이로부터, 실시예 4 의 조명 장치는, 종래의 프리즘층이 없는 LED 조명 장치의 발광 상태와 비교하여, 점 광원 확산성 및 휘도 분포 균일성이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다.

또, 본 실시예의 LED 조명 장치의 외관을 실시예 1 과 동일하게 육안으로 확인한 바, 본 실시예의 LED 조명 장치는 어느 각도에 있어서도 LED 칩의 배치 위치의 밝기가 신경쓰이지 않고, 거의 균일한 발광 상태이며, 실시예 1 과 거의 동일한 정도로, LED 의 설치 위치가 밝게 보이는 것이 개선되어 있는 것을 알 수 있었다. 또, 프리즘이 눈에 띄지 않아 우수한 외관을 나타냈다.

＜실시예 5＞

프리즘 시트의 프리즘 방향을 보호 커버측으로 설치한 것 이외에는, 실시예 4 와 동일하게 하여 LED 조명 장치를 제조하고, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다. 이 측정 결과를 비교예 1 과 함께 도 21 에 나타낸다.

도 21 에 나타내는 바와 같이 본 실시예 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치보다, 상대 휘도 곡선에 있어서의 방사 각도가 큰 각도로 작아져 있다. 예를 들어, 방사 각도가 플러스 40° 에 있어서, 비교예 1 의 상대 휘도는 0.40 인데 반해, 실시예 5 의 상대 휘도는 0.26 으로, 그 차이는 0.14 로 크다. 또, 휘도 측정값으로 비교하면, 비교예 1 의 LED 조명 장치는, 방사 각도 0° 에 있어서, 휘도 측정값이 52500 (cd/㎡) 인데 반해, 실시예 5 의 LED 조명 장치는, 동일한 방사 각도에 있어서 휘도 측정값이 73900 (cd/㎡) 이 되어, 높은 휘도값을 나타내고 있다. 이로부터, 본 실시예의 LED 조명 장치는, 비교예 1 의 LED 조명 장치의 발광 상태와 비교하여, 방사 각도가 작은 각도에 광이 집광하고 있는 것을 알 수 있다.

또, 본 실시예의 LED 조명 장치의 외관을 실시예 1 과 동일하게 육안으로 관찰한 바, 프리즘이 눈에 띄지 않아 우수한 외관을 나타냈다.

＜비교예 2＞

실시예 1 에서 제조한 프리즘 시트와 동일한 프리즘 시트를 제조하였다. 그리고, 광 투과성의 아크릴산에스테르계 점착제 (닛폰 카바이드 공업 주식회사 제조 상품명 PE-121) 를 두께 0.5 ㎜ 로, 비교예 1 의 LED 조명 장치의 보호 커버의 내벽면에 도포하여, 보호 커버의 내벽면에 프리즘 시트를 프리즘 방향이 광원측이 되도록 접착하였다. 이렇게 하여, 보호 커버의 내벽면에 프리즘이 형성된 상태로 하였다. 이 때, 보호 커버의 외주면으로부터 프리즘 시트까지의 거리는 1 ㎜ 이며, 프리즘 시트로부터 LED 칩까지의 거리는 19.5 ㎜ 였다. 그 후, 비교예 1 과 동일하게 하여 휘도를 측정하였다.

이 결과를 도 21 에 나타낸다. 도 21 에 나타내는 바와 같이, 본 비교예의 LED 조명 장치의 상대 휘도 곡선은 비교예 1 의 조명 장치의 상대 휘도 곡선과 대략 동일한 거동을 나타낸다. 예를 들어, 방사 각도가 플러스 40° 에 있어서, 비교예 1 의 상대 휘도는 0.40 인데 반해, 비교예 2 의 상대 휘도는 0.34 로, 그 차이는 0.06 으로 작다. 또, 비교예 1 의 LED 조명 장치는, 방사 각도가 0° 인 경우, 휘도가 52500 (cd/㎡) 인데 반해, 비교예 2 의 LED 조명 장치는, 비교예 1 과 동일한 방사 각도인 경우, 휘도 측정값이 55700 (cd/㎡) 으로서, 비교예 1 과 대략 동일한 값을 나타내어, 조광의 효과가 그다지 얻어지지 않는 것을 알 수 있다. 또, 프리즘 시트가 보호 커버와 일체화되어 있기 때문에, 실시예 1 ∼ 5 의 LED 조명 장치와 비교하여, 프리즘이 눈에 띄어 외관이 뒤떨어지는 결과가 되었다.

산업상 이용가능성

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 빛나는 부위를 용이하게 조정할 수 있는 LED 조명 장치가 제공되어, 우수한 의장성을 갖는 조명 장치 등에 적용 가능하다.

1 : 보호 커버
2 : 기대
3 : LED 광원
4 : 프리즘 시트
4a, 4b : 프리즘층
4c : 저굴절률층
4d, 4e : 프리즘층
5 : 광 확산 시트
5a : 광 확산층
11 : 외주면
12 : 내주면
13 : 고정 볼록부
21 : 만곡부
22 : 평판부
23 : 유지부
31 : 기판
32 : 발광 소자부
33 : 출광부
42 : 프리즘

Claims

LED 광원과, 상기 LED 광원과 간격을 두고 상기 LED 광원의 출광부에 대향하여 설치되는 광 투과성 보호 커버를 적어도 구비하는 조명 장치로서,
상기 LED 광원과 상기 보호 커버 사이에 내부 혹은 적어도 일방의 면에 프리즘이 형성된 프리즘 시트가 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 일방의 면에만 상기 프리즘이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 상기 프리즘이 상기 LED 광원측의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 상기 프리즘이 상기 보호 커버측의 면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 양면에 상기 프리즘이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 서로 굴절률이 상이한 복수의 층이 적층되어 이루어지고,
상기 프리즘은 서로 적층되는 2 개의 층의 계면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 커버는 원통상이고, 상기 LED 광원은 상기 보호 커버 내의 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 커버는 반원통상이고, 상기 LED 광원은 상기 보호 커버 내의 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리즘이 삼각기둥 리니어 프리즘, 리니어 프레넬 렌즈, 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 프레넬 렌즈, 육각형형 프리즘 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 프리즘이 크로스 프리즘, 삼각뿔형 프리즘, 육각형형 프리즘 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 보호 커버와 상기 LED 광원 사이에 상기 프리즘 시트와 중첩되도록 광 확산 시트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 프리즘 시트와 상기 보호 커버 사이에 광 확산 시트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 11 항에 있어서,
상기 LED 광원과 상기 프리즘 시트 사이에 광 확산 시트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리즘 시트 내에 광 확산층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프리즘 시트는 광 확산성을 갖는 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 LED 광원의 광축 방향에 있어서, 상기 LED 광원으로부터 상기 보호 커버의 출사면까지의 거리를 1 로 하는 경우에, 상기 LED 광원으로부터 상기 프리즘까지의 거리는 0.5 이하인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 LED 광원의 광축 방향에 있어서, 상기 LED 광원으로부터 상기 보호 커버의 상기 출사면까지의 거리를 1 로 하는 경우에, 상기 LED 광원으로부터 상기 프리즘까지의 거리가 0.005 ∼ 0.3 인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 LED 광원의 광축 방향에 있어서, 상기 LED 광원으로부터 상기 보호 커버의 상기 출사면까지의 거리를 1 로 하는 경우에, 상기 LED 광원으로부터 상기 프리즘까지의 거리가 0.01 ∼ 0.1 인 것을 특징으로 하는 LED 조명 장치.