WO2012063759A1 - Ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

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WO2012063759A1
WO2012063759A1 PCT/JP2011/075549 JP2011075549W WO2012063759A1 WO 2012063759 A1 WO2012063759 A1 WO 2012063759A1 JP 2011075549 W JP2011075549 W JP 2011075549W WO 2012063759 A1 WO2012063759 A1 WO 2012063759A1
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WO
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prism
led
light source
protective cover
light
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PCT/JP2011/075549
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English (en)
French (fr)
Inventor
育夫 三村
Original Assignee
日本カーバイド工業株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/20—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports
    • F21S4/28—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources held by or within elongate supports rigid, e.g. LED bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/69—Details of refractors forming part of the light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to an LED illumination device, and more particularly to an LED illumination device that exhibits improved point light source diffusivity and luminance distribution uniformity.
  • LED lighting devices are about to replace incandescent bulbs and fluorescent lamps, which are conventional lighting devices, because they emit light emitted from an LED light source because of their excellent durability and low energy consumption.
  • As a system for propagating and irradiating light emitted from the LED there are mainly a sidelight system and a direct system.
  • a lighting device using a sidelight type LED light source includes a light guide sheet and an LED light source as main components.
  • the LED light source is installed facing the side surface of the light guide sheet.
  • the light guide sheet has a side surface as a light incident surface, and one main surface of the sheet as a light emission surface, and this light emission surface faces the light irradiation direction of the illumination device. Then, light emitted from the LED light source and incident from the side surface of the sheet propagates in the surface direction of the sheet and is emitted from the emission surface of the sheet in the irradiation direction of the illumination device.
  • Patent Document 1 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-215584 (Patent Document 1) by Shinohara et al. Discloses a side light type surface light emitting device in which a light guide sheet is disposed under a diffusion prism sheet. In this surface light emitting device, the light emitted from the LED light source arranged to face the side surface of the light guide sheet is emitted from one surface of the light guide sheet, and this light is emitted through the diffusion prism sheet. .
  • Patent Document 2 discloses a sidelight type illumination device in which an optical pattern in which a prism surface and a flat surface are formed on a light incident surface of a plate-like light guide. It is disclosed.
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-183005 (Patent Document 3) by Hatanaka et al. Discloses a backlight having a color mixing unit that refracts three primary color lights into parallel light and mixes them into white light.
  • the LED light source irradiates light to the light illuminating device and directly or indirectly irradiates this light.
  • Patent Document 4 Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-86849 (Patent Document 4) by Ideue discloses a surface light emitting device in which a color conversion film for converting LED light into white is provided between an LED chip and a diffusion film.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2011-60719 (Literature 5) by Lee et al. Discloses a lighting device in which an LED light source is disposed in an inner space, and a lens having the effect of a cylindrical lens is formed on the inner wall of a tube. A lighting device is described.
  • the LED light source needs to be disposed to face the side surface of the light guide sheet, and thus the arrangement position of the LED light source is limited.
  • the light guide sheet emits light from the exit surface while propagating the light, it is difficult to adjust the light to emit the light in a desired direction, and it is difficult to adjust the portion where the illumination device shines. There is a problem.
  • the lighting device described in Patent Document 4 is color-converted, the light control for changing the direction of light is performed by a light diffusion film that is also a cover. Therefore, the part where the light diffusion film shines depends on the light emission direction of the LED light source. That is, when an LED light source with a large light emission angle is used, a wide part of the light diffusion film shines, and when an LED light source with a small light emission angle is used, a narrow part of the light diffusion film shines.
  • the general LED light source cannot usually adjust the light emission angle, it is substantially impossible to adjust the location where the light diffusion film shines unless the LED light source is changed.
  • an object of the present invention is to provide an LED lighting device capable of easily adjusting a portion to shine.
  • the present invention provides an illuminating device including at least an LED light source and a light-transmitting protective cover that is disposed to face the light output portion of the LED light source at a distance from the LED light source.
  • seat in which the prism was provided in the inside or at least one surface is installed between the said LED light source and the said protective cover, It is characterized by the above-mentioned.
  • the distance between the protective cover and the prism sheet can be increased, and the light refracted by the prism sheet is changed between the prism sheet and the protective cover in a state in which the traveling direction is changed. Can propagate a long distance. Therefore, when light is irradiated from the protective cover, the part where the protective cover shines can be easily adjusted. For example, in the case of using a prism sheet that diffuses light, even if the light diffusibility of the prism sheet is weak, it is possible to easily increase the area where the protective cover shines.
  • the LED illumination device according to the present invention can easily adjust the portion to shine by sufficiently enjoying the effect of refraction of light by the prism sheet.
  • the prism sheet may be provided with the prism only on one surface.
  • the prism sheet may be configured such that the prism is provided on the surface on the LED light source side, or the prism sheet is provided on the surface on the protective cover side. Also good. If the prism of the prism sheet is provided on the surface on the LED light source side, a more dispersion effect can be obtained when light from the LED light source is diffused. Further, if the prism of the prism sheet is provided on the surface on the protective cover side, it is possible to obtain a light condensing effect when condensing light from the LED light source.
  • the prism sheet may be provided with the prisms on both sides.
  • the prism sheet By providing the prisms on both sides of the prism sheet, it becomes easier to design the light control by the prism sheet than when the prism sheet is provided only on one side, and the traveling direction of light in the prism sheet can be greatly changed.
  • the prism sheet may be formed by laminating a plurality of layers having different refractive indexes, and the prism may be provided at an interface between two layers laminated together. In this case, the light is refracted inside the prism sheet.
  • the prism element since the prism is at the interface, the prism element can be prevented from being deformed due to scratches or the like when the prism sheet is attached, and light can be adjusted accurately.
  • the protective cover may be cylindrical, and the LED light source may be installed in a space inside the protective cover. By making the protective cover cylindrical, it is possible to provide a lighting device that can replace the fluorescent tube.
  • the protective cover may have a semi-cylindrical shape, and the LED light source may be installed in a space inside the protective cover.
  • the protective cover By forming the protective cover in a semicircular cross section, it is possible to provide a lighting device that is convenient for mounting on a wall surface or ceiling.
  • the prism may be any one of a triangular prism linear prism, a linear Fresnel lens, a cross prism, a triangular pyramid prism, a Fresnel lens, and a hexagonal prism.
  • the prism is a cross prism, a triangular pyramid prism. Any one of hexagonal prisms is preferable. Since the cross prism has four orientations, the triangular pyramid prism has six orientations, and the hexagonal prism has three orientations, the light can be adjusted more easily than a linear prism having two orientations.
  • a light diffusion sheet is installed between the protective cover and the LED light source so as to overlap the prism sheet.
  • a light diffusion sheet may be installed between the prism sheet and the protective cover, and a light diffusion sheet is installed between the LED light source and the prism sheet. It's also good.
  • a light diffusion layer may be laminated in the prism sheet. Even in such a configuration, it is possible to appropriately adjust the light path from the LED light source to the protective cover by performing light diffusion using the light diffusion layer while performing light control with the prism.
  • the prism sheet may be made of a light diffusing material. Even in such a configuration, the light can be dimmed by the prism while diffusing the light in the prism sheet, and the light path from the LED light source to the protective cover by the combination of the dimming and the light diffusion. Can be adjusted appropriately.
  • the distance from the LED light source to the exit surface of the protective cover when the distance from the LED light source to the exit surface of the protective cover is 1, the distance from the LED light source to the prism may be 0.5 or less. preferable.
  • the distance between the prism sheet and the protective cover can be made sufficiently large, and the light refraction effect by the prism sheet can be fully enjoyed to protect the light. Can be irradiated from the cover.
  • the distance from the LED light source to the exit surface of the protective cover is 1, the distance from the LED light source to the prism is 0.005 to 0.3. Is more preferable, and 0.01 to 0.1 is more preferable.
  • an LED lighting device capable of easily adjusting a light emitting part is provided.
  • Example 3 It is a figure which shows the relationship between the radiation angle and relative luminance in Example 3 and Comparative Example 1. It is a figure which shows the relationship between the radiation angle in Example 4 and Comparative Example 1, and relative luminance. It is a figure which shows the relationship between the radiation angle and relative brightness in Example 5 and Comparative Example 1. It is a figure which shows the relationship between the radiation angle and the relative luminance in the comparative example 1 and the comparative example 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing an LED lighting device according to a reference embodiment.
  • This LED lighting device includes a protective cover 1, a base 2 disposed in a space in the protective cover 1, and an LED light source 3 disposed on the base 2 as main components.
  • the protective cover 1 in this embodiment is made of a light transmissive material and is formed in a cylindrical shape.
  • the light transmissive property may be light transmissive, may be colorless and transparent, may be colored, and may be milky white or the like. Further, the total light transmittance of the protective cover 1 is preferably 30% or more and more preferably 80% or more when measured using an A light source based on JIS K7105.
  • the material constituting the protective cover 1 is not particularly limited as long as it is light transmissive, but various synthetic resins and various glasses can be used. Examples of such synthetic resin include polycarbonate resin, acrylic resin, acrylic styrene resin, vinyl chloride resin, and polyethylene terephthalate resin.
  • the protective cover 1 can be used in combination with various inorganic fine powders and organic fine powders for the purpose of diffusing light and diffusing the light of the protective cover 1. These fine powders may be used by mixing in the above synthetic resin or glass, or may be dispersed in another synthetic resin and applied to the surface.
  • Examples of such inorganic fine powders include sodium oxide, calcium oxide, aluminum oxide, bismuth oxide, cerium oxide, copper oxide, silicon dioxide (silica), tin oxide, yttrium oxide, zinc oxide, titanium oxide, zirconium oxide, Examples include glass, quartz, diamond, sapphire and talc.
  • Examples of the organic fine powder include melamine resin, (meth) acrylic resin, urethane resin, styrene resin, polyolefin resin, and fluororesin.
  • These fine powders are preferably those having a large difference in refractive index from the synthetic resin or glass as a mixed medium because of excellent light scattering properties.
  • the protective cover 1 is formed with a pair of fixed convex portions 13 that protrude into the inner space and fix the base 2.
  • the LED light source 3 includes a flat substrate 31 and a plurality of light emitting element portions 32 arranged on the substrate 31.
  • substrate 31 is comprised from materials, such as a metal, ceramics, resin, for example.
  • the light emitting element portion 32 is formed by placing an LED chip in a frame made of ceramic or the like. A part of the upper surface (surface opposite to the substrate 31 side) of the light emitting element portion 32 is a light output portion 33 from which light is emitted.
  • the substrate 31 is provided with wiring for applying power to the LED chip.
  • LED chips can be used for the light emitting element section 32, and the wavelength of light emitted from the LED chips is not particularly limited.
  • a dye layer for wavelength conversion and a resinous lens for diffusing light may be directly installed on the LED chip.
  • various ceramics, metals, synthetic resins subjected to vapor deposition or plating, synthetic resins containing a white pigment, and the like can be used.
  • the base 2 includes a curved portion 21 that is curved along the inner wall of the protective cover 1 and a flat plate portion 22 that is connected to the curved portion 21 and formed in a flat plate shape.
  • the LED light source 3 is fixed to the flat plate portion 22 of the base 2, and various electrical wirings and electrical components are installed on the base 2.
  • the base 2 is installed in the space inside the protective cover 1 with the outside of the curved portion 21 being in close contact with the inner wall of the protective cover 1. In this state where the base 2 is installed in the space in the protective cover 1, the pair of fixed convex portions 13 provided on the protective cover 1 are in contact with the flat plate portion 22 of the base 2, respectively. The movement of the base 2 along the circumferential direction of the protective cover 1 is restricted.
  • the base 2 is preferably made of metal.
  • a metal an aluminum alloy can be exemplified.
  • the base 2 need not be made of metal, and may be made of resin or ceramics.
  • the LED light source device In the LED light source device according to such a reference form, electric power supplied from the outside is applied to the LED chip of the LED light source 3, and light is emitted from the light emitting part 33 of the LED chip.
  • the emitted light is irradiated to the outside through the protective cover 1. That is, in the protective cover 1, the inner peripheral surface 12 is a light incident surface, and the outer peripheral surface 11 is a light emitting surface. And in the protective cover 1, there exists a tendency for the part irradiated with the light from the LED light source 3 to become bright.
  • the spread of light emitted from the LED light source 3 is adjusted by mounting the light emitting element portion 32 having the desired light spread of the LED light source 3. There is a need to.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view illustrating the structure of the LED lighting device according to the present embodiment.
  • the LED illumination device according to the present embodiment includes at least an LED light source 3 and a light-transmitting protective cover 1 that is disposed opposite to the LED light source 3 and facing the light output part 33 of the LED light source 3.
  • a prism sheet 4 provided with a prism is installed between the LED light source 3 and the protective cover 1. That is, the LED lighting device of the present embodiment is different from the LED lighting device of the reference embodiment described above in that the prism sheet 4 is installed between the LED light source 3 and the protective cover 1.
  • the prism sheet 4 of the LED illumination device shown in FIG. 2 is provided with a prism 42 only on one surface.
  • the prism sheet 4 is made of a light transmissive sheet. Examples of the material of the prism sheet 4 include the same materials as the material of the protective cover 1.
  • the prism sheet 4 can refract light incident from one surface by the prism 42 and output the light from the other surface.
  • the base 2 is provided with a pair of holding portions 23 for sandwiching and holding the prism sheet 4, and the holding portions 23 are connected to the flat plate portion 22.
  • the prism sheet 4 is held at a distance from the protective cover 1 and the LED light emitting part with both ends fixed to the holding part 23 and the prism 42 facing the light emitting part 33 of the LED light source 3. .
  • FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of the LED lighting device shown in FIG.
  • the distance L1 from the light output portion 33 of the LED light source 3 to the prism 42 is protected from the prism 42 in the optical axis direction of the LED light source 3 indicated by the broken line arrow.
  • the distance to the emission surface of the cover 1 is not more than L2. That is, in the optical axis direction of the LED light source 3, when the distance L from the light output part 33 of the LED light source 3 to the output surface that is the outer peripheral surface 11 of the protective cover 1 is 1, the light output part 33 of the LED light source 3 is connected to the prism.
  • the distance L1 to the prism 42 of the sheet 4 is 0.5 or less.
  • the distance L1 is more preferably 0.005 to 0.3, and still more preferably 0.01 to 0.1. If the distance L1 is 0.5 or less, it is possible to sufficiently obtain a dimming effect in the space in the protective cover, and it is possible to suppress the prism sheet 4 from being conspicuous from the outside of the protective cover 1. Furthermore, the installation work of the prism sheet 4 becomes easy. Further, when the distance L1 is 0.005 or more, and more preferably 0.1 or more, the prism sheet can be prevented from being deformed by heat generated from the LED module.
  • the distance L1 from the light output portion 33 of the LED light source 3 to the prism 42 and the distance L2 from the prism 42 to the exit surface of the protective cover 1 are changed by changing the height of the holding portion 23 from the flat plate portion 22. Can do. And the light in the outer peripheral surface 11 (outgoing surface) of the protective cover 1 changes by the distance L1 from the light output part 33 of the LED light source 3 to the prism 42, and the distance L2 from the prism 42 to the outgoing surface of the protective cover 1 changing. The degree of diffusion and condensing can be changed, and the region where the protective cover 1 shines can be changed.
  • the prism 42 includes a shape whose refractive surface is a curved surface.
  • at least one refracting surface of the surfaces constituting the triangular prism linear prism or the triangular pyramid prism may be a curved surface.
  • the prism 42 provided on the prism sheet is a triangular prism linear prism, linear Fresnel lens, cross prism, triangular pyramid prism, Fresnel lens, hexagonal prism, or the like alone or in combination.
  • a cross prism, a triangular pyramid prism, and a hexagonal prism are preferable.
  • the triangular pyramid prism and the hexagonal prism are cube corner prisms whose side surfaces are in a relationship of 90 degrees with each other. And what kind of prism is installed can be appropriately selected according to the illumination pattern of the illumination device.
  • the linear prisms such as the triangular prism linear prism and the linear Fresnel lens are arranged so that the direction of the groove is aligned with the light emitting element portion 32.
  • the prism sheet 4 is installed.
  • a plurality of light emitting element portions 32 are often installed along the longitudinal direction of the protective cover.
  • a triangular prism linear prism a triangular prism linear prism
  • the linear prism such as a linear Fresnel lens is preferably provided with the prism sheet 4 so that the direction of the groove is along the longitudinal direction of the cylindrical protective cover 1.
  • the linear prism in which the grooves are arranged in parallel with the plurality of light emitting element portions 32 has an LED light source in the direction of the tangent line of the curve defined by the arrangement of the LED chips or the plane perpendicular to the straight line. Since the light from the light can be spread or narrowed, it has a remarkable effect on the uniformity of the luminance distribution. This is particularly effective when spreading light.
  • the refraction direction of light can be controlled in various directions. It has a remarkable effect in both uniformity of brightness distribution of emitted light and diffusivity.
  • the orientation of the prism in this specification means the number of directions of the prism side surfaces other than the incident surface constituting the prism.
  • the azimuth has two azimuths, and the directions are 180 degrees opposite each other.
  • the cross prism has four azimuths, and the triangular pyramid prism has six azimuths because there are two triangular pyramid prisms that are rotated 180 degrees and face each other.
  • the center position of the Fresnel lens and the position of the optical axis of the light emitted from the LED light source 3 are matched so that the light output portion 33 of the LED light source 3 is connected to the Fresnel lens. It is preferable to use the same number as that in combination.
  • Such a Fresnel lens is particularly effective in improving the light diffusibility. And when installing the other prism which is responsible for the improvement of luminance distribution uniformity on the other surface, it can be set as the LED lighting device which has more superior performance.
  • the light refraction angle can be controlled by changing the angle (side angle) formed by a plurality of side surfaces of the prism.
  • the side surface angle it is preferable to design the side surface angle to be large. Furthermore, it is possible to precisely control the light by installing the prisms 42 on both sides.
  • the individual side angles are changed symmetrically around the light output portion 33 of the LED light source 3 in order to obtain uniform luminance distribution.
  • the change pattern is preferably changed depending on the target luminance distribution pattern. In general, it is preferable to increase the side surface angle of the prism 42 at the central portion and decrease the side surface angle of the prism 42 at the outer peripheral portion.
  • a cube-corner retroreflective element whose three side surfaces are substantially perpendicular to each other can also be used.
  • the light reflected on the surface of the protective cover 1 and returned to the light source direction can be returned to the original direction. Therefore, by making the prism 42 a cube-corner retroreflective element, light incident on the prism sheet 4 from the outside via the protective cover 1 can be retroreflected toward the protective cover 1.
  • the prism side surfaces in six directions are particularly preferable because they provide uniform luminance distribution performance.
  • the cube-corner retroreflective element may be a shape other than the triangular pyramid prism, for example, a cube-corner retroreflective element whose incident surface has a square or hexagonal shape.
  • a hexagonal cube corner retroreflective element is preferable because of its excellent retroreflective efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a prism sheet using the above-described linear prism that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • the projections of the linear prism are symmetrical, and the angle formed by the two prism side surfaces can be arbitrarily changed.
  • the prism sheet has a rectangular shape, and the longitudinal direction is set along the longitudinal direction of the protective cover 1 shown in FIG. Accordingly, the groove direction of the linear prism is formed along a direction perpendicular to the longitudinal direction of the protective cover 1, but may be formed along the longitudinal direction of the protective cover 1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a prism sheet using another linear prism that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • the projection of the linear prism has an asymmetric shape, and the angle formed by the two prism side surfaces can be arbitrarily changed.
  • the angle formed by the prism side surfaces may be periodically changed with respect to the angle of the adjacent prism.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a prism sheet using the above-described cross prism that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • the shape of the bottom surface of the cross prism in FIG. 6 is a square, but a cross prism having a rectangular bottom surface shape may be used. Further, similarly to the linear prism shown in FIG. 5, the angle formed by the two prism side surfaces adjacent to each other can be arbitrarily changed.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a prism sheet using the above-described triangular pyramid prism that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • a cube-corner retroreflective element whose three side surfaces are substantially perpendicular to each other can also be used.
  • the cube-corner retroreflective element the light incident from the outside of the lighting device through the protective cover or the light reflected on the surface of the protective cover 1 and returning to the light source direction is reflected to return to the original direction. be able to.
  • the surface of the 6-directional prism can provide uniform luminance distribution performance.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a prism sheet using the above-described hexagonal prism that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • FIG. 8 shows a hexagonal cube corner prism in which the angle between the side surfaces of the hexagonal prism is 90 degrees.
  • the light emitted from the light output portion 33 of the LED light source 3 is refracted by the prism sheet 4, and the refracted light is changed in the traveling direction by the prism 42.
  • the light propagates between the prism sheet 4 and the protective cover 1.
  • the prism sheet 4 of this embodiment is installed in the space inside the protective cover 1, the distance of the protective cover 1 and the prism sheet 4 can be enlarged. Therefore, when the protective cover 1 is irradiated with light, the part where the protective cover 1 shines can be easily adjusted.
  • the LED illumination device can easily adjust the shining portion by sufficiently enjoying the light refraction effect of the prism sheet 4.
  • the distance L1 from the light output portion 33 of the LED light source 3 to the prism 42 is the emission surface of the protective cover 1 from the prism 42. Or less than the distance L2.
  • the prism 42 is provided only on one surface of the prism sheet 4, and the prism sheet 4 is disposed inside the protective cover 1 in a state where the prism 42 faces the LED light source 3 side.
  • the prism 42 may be provided on the protective cover 1 (the side opposite to the LED light source 3 side). That is, the prism sheet 4 may be installed in the space in the protective cover 1 with the prism 42 facing the protective cover 1 side. In this case, in the case where the light from the LED light source 3 is condensed, it is preferable because a light condensing effect can be obtained.
  • the protective cover 1 is cylindrical, and the prism sheet 4 is installed between the LED light source 3 and the protective cover 1 installed in the space inside the protective cover 1.
  • an LED lighting device is assumed in which the protective cover is cylindrical, but the prism is integrally formed on the inner wall surface of the protective cover, and the prism sheet is not installed in the space inside the protective cover.
  • a cylindrical protective cover is generally manufactured by extrusion molding.
  • the shape of a prism molded by extrusion is almost limited to a linear prism, and it is sufficient that the height of the prism is not more than about 1 mm.
  • the prism cannot be molded while maintaining accuracy.
  • the prism sheet 4 is manufactured separately from the protective cover 1, so that the prism shape can be easily formed in accordance with a desired dimming state.
  • a method for manufacturing the prism sheet 4 in the present embodiment for example, a method in which a mold having an inverted shape is prepared in advance, and various synthetic resins are heated and pressed together with the mold, and transferred can be employed. Therefore, even when the height of the prism 42 is small, the shape of the prism 42 can be accurately manufactured.
  • the height of the prism 42 of the prism sheet 4 in the present embodiment is not particularly limited, but is, for example, 0.5 ⁇ m to 750 ⁇ m, preferably 5 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • the prism 42 When the height of the prism 42 is 0.5 ⁇ m or more, the prism 42 can be transferred with high accuracy, and when the height of the prism 42 is 750 ⁇ m or less, the prism does not stand out and the LED illumination device has an excellent appearance. be able to. Moreover, since the prism sheet 4 is a separate body from the protective cover 1, attachment and removal are easy.
  • FIG. 9 is a cross-sectional perspective view illustrating the structure of the LED lighting device in the present embodiment.
  • the LED certification device of this embodiment is different from the LED lighting device of the first embodiment in that prisms 42 are provided on both surfaces of the prism sheet 4.
  • prisms 42 are provided on both surfaces of the prism sheet 4.
  • the prisms 42 provided on both sides of the prism sheet 4 the prisms exemplified in the description of the first embodiment can be used.
  • the prisms 42 provided on both surfaces of the prism sheet 4 may be the same type of prisms or different types of prisms.
  • the prisms may be light diffusive to each other, the prism formed on one surface may be light diffusive, and the prism provided on the other surface may be light condensing. Even when the same kind of prisms are provided on both surfaces of the prism sheet 4, the size and direction thereof may be the same or different from each other.
  • the directions of the grooves of the linear prisms formed on one surface and the other surface are orthogonal to each other.
  • the prism sheet 4 has four directions in total, and the light can be dimmed in the directions orthogonal to each other on both sides of the prism sheet 4.
  • the prisms 42 on both sides exhibit diffusibility with respect to light emitted from the LED light source 3, the light can be adjusted so as to diffuse more uniformly. Therefore, the diffusibility of the light emitted from the LED light source 3 which is a point light source can be further improved.
  • the prism sheet 4 has a total of 10 orientations, and light can be further adjusted. it can. Also in this case, when the prisms 42 on both sides exhibit diffusibility with respect to the light emitted from the LED light source 3, the diffusibility of the light emitted from the LED light source that is a point light source can be further improved. .
  • a triangular pyramid prism is provided on one surface, and a triangular pyramid prism is provided on the other surface so that the directions of the prisms are orthogonal to each other. Even in this case, when the prisms 42 on both sides exhibit diffusibility with respect to the light emitted from the LED light source 3, the light can be adjusted more uniformly.
  • FIG. 10 and 11 are diagrams showing examples of prism sheets that can be used as the prism sheet 4 shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the structure of one surface of the prism sheet
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the structure of the other surface of the prism sheet.
  • a cross prism is provided on one surface of the prism sheet.
  • the shape of the bottom surface of the cross prism is a square, but the shape of the bottom surface may be a rectangle.
  • the angle formed by the two adjacent prism side surfaces and the size of the adjacent prisms can be arbitrarily changed.
  • a linear prism is provided on the other surface of the prism sheet.
  • This linear prism is the same as the linear prism of the prism sheet shown in FIG. 4, but in the same way as the linear prism provided on the prism sheet shown in FIG.
  • the angle formed between the two prism side surfaces may be arbitrarily changed, and the angle formed between the prism side surfaces may be periodically changed with respect to the angle of the adjacent prism.
  • the prism sheets in the LED lighting device of the present embodiment can have different shapes for the prisms provided on both sides.
  • the prism formed on one surface is a retroreflective element having retroreflectivity such as a cube-corner triangular pyramid prism or a hexagonal prism
  • the prism having retroreflectivity is The prism sheet is placed in the space inside the protective cover 1 with the surface on the side facing the LED light source 3 and the other surface provided with the other prisms facing the protective cover 1 side (opposite the LED light source 3 side). It is preferable to install.
  • the prism sheet By installing the prism sheet in this way, the light incident from the outside of the lighting device through the protective cover or the light reflected on the surface of the protective cover 1 and returning to the LED light source 3 is reflected by the retroreflective element. It can be reflected with high efficiency by a certain prism and returned to the original direction, and the light emitted from the LED light source 3 is refracted in a desired direction by the prism provided on one surface and the other surface. be able to.
  • the distance L1 illustrated in FIG. 3 is equal to the light output part 33 of the LED light source 3 and the light output part 33 of the LED light source 3.
  • the distance L2 means the distance between the prism on the opposite side to the light output part 33 side of the LED light source 3 and the exit surface of the protective cover 1. .
  • FIG. 12 is a cross-sectional perspective view illustrating the structure of the LED lighting device in the present embodiment.
  • the LED lighting device of the present embodiment is the first implementation in that a light diffusion sheet 5 is installed between the protective cover 1 and the LED light source 3 so as to overlap the prism sheet 4. It differs from the LED lighting device of the form.
  • the light diffusion sheet 5 may be installed between the LED light source 3 and the prism sheet 4, or may be installed between the prism sheet 4 and the protective cover as shown in FIG.
  • the light diffusion sheet 5 is light transmissive and has a property of diffusing transmitted light.
  • the light diffusion sheet 5 is preferably installed in the vicinity of the prism sheet 4 in order to increase the light scattering effect, and is particularly preferably installed in close contact with the prism sheet 4 as shown in FIG. preferable.
  • Examples of the light diffusion sheet 5 include a sheet made of a light-transmitting synthetic resin or glass coated with various inorganic fine powders and organic fine powders as a single layer, and a light-transmitting material in which these fine powders are dispersed.
  • seat which consists of a synthetic resin and glass can be mentioned.
  • Examples of such inorganic fine powder and organic fine powder include inorganic fine powder and organic fine powder used in the protective cover 1 for the purpose of diffusing light.
  • these fine powders have a larger difference in refractive index from the synthetic resin or glass to be dispersed because of excellent light diffusibility.
  • the light diffusion sheet 5 a sheet having a fine uneven shape formed on at least one of the light incident surface side and the light emission surface side can be used.
  • the fine powder is dispersed. You may do it.
  • the light path from the LED light source 3 to the protective cover 1 is appropriately adjusted by combining the light control by the prism sheet 4 and the light diffusion by the light diffusion sheet 5.
  • the prism sheet 4 is light diffusive
  • the prism sheet 4 and the light diffusing sheet 5 exhibit more excellent light diffusibility, and the area where the protective cover 1 shines can be increased. It is possible to uniformly illuminate a wide area of.
  • FIG. 13 is a cross-sectional perspective view illustrating the structure of the LED lighting device in the present embodiment.
  • the LED illumination device is the second embodiment in that a light diffusion sheet 5 is installed between the protective cover 1 and the LED light source 3 so as to overlap the prism sheet 4. It differs from the LED lighting device of the form.
  • the light diffusion sheet 5 may be installed between the LED light source 3 and the prism sheet 4, and as shown in FIG. 13, between the prism sheet 4 and the protective cover. It may be installed.
  • This light diffusion sheet 5 has the same configuration as that of the third embodiment.
  • the light diffusion sheet 5 is preferably installed in the vicinity of the prism sheet 4 in order to increase the light scattering effect.
  • the light diffusion sheet 5 may be installed in close contact with the prism on the protective cover 1 side of the prism sheet 4. Particularly preferred.
  • the light path from the LED light source 3 to the protective cover 1 can be adjusted more appropriately than the LED illumination device of the third embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional perspective view illustrating the structure of the LED lighting device according to this embodiment. As shown in FIG. 13, the LED illumination device of this embodiment is different from the LED illumination device of the second embodiment in that a prism sheet 4 ′ is used instead of the prism sheet 4.
  • FIG. 15 is a diagram showing the prism sheet 4 ′ in FIG. 14.
  • the prism sheet 4 ′ of the present embodiment includes a first prism layer 4a in which a prism 42 is formed on one side, a second prism layer 4b in which a prism 42 is formed on one side, and a first prism.
  • the light diffusion layer 5a is laminated between the layer 4a and the second prism layer 4b.
  • the surfaces of the first prism layer 4a and the second prism layer 4b where the prism 42 is not formed face each other, and the surfaces where these prisms 42 are not formed are both surfaces of the light diffusion layer 5a. It is in close contact with.
  • the prism sheet 4 ′ is a sheet in which the prisms 42 are formed on both surfaces and the light diffusion layer 5 a is laminated.
  • the first prism layer 4a and the second prism layer 4b have, for example, the same configuration as the prism sheet 4 in the first embodiment.
  • the relationship between the prisms 42 provided in the first prism layer 4a and the second prism layer 4b is the same as that of the prisms 42 provided on both surfaces of the prism sheet 4 of the second embodiment.
  • the configuration of the light diffusion layer 5a is the same as that of the light diffusion sheet 5 in the third embodiment, for example.
  • the dimming by the prism 42 in the first prism layer 4a and the second prism layer 4b and the light diffusion by the light diffusion layer 5a are combined to provide the protective cover 1 from the LED light source 3. It is possible to appropriately adjust the light path leading up to. Furthermore, in this embodiment, since the prism sheet 4 ′ has a light diffusion layer, it is not necessary to install a light diffusion sheet in addition to the prism sheet as in the third and fourth embodiments. Therefore, even when the space in the protective cover 1 is narrow, refraction by the prism 42 and light diffusion by the light diffusion layer 5a can be realized, and the light path can be adjusted appropriately.
  • the prism 42 is provided on one side of each of the first prism layer 4a and the second prism layer 4b, but the prism 42 is provided only on one side of one prism layer.
  • the prism 42 does not have to be provided on the other prism layer.
  • the prism sheet 4 ′ is a sheet in which the prism 42 is provided only on one surface.
  • the material of the prism sheet 4 may be the same as that of the light diffusion sheet 5 of the third embodiment or the fourth embodiment.
  • the prism sheet 4 consists of a material which has light diffusivity.
  • the prism 42 is formed on at least one surface of the prism sheets 4 and 4 ′.
  • the prism sheet used in the LED lighting device of the present invention is not limited to such an example.
  • FIG. 16 is a diagram showing a modification of the prism sheet that can be used in the LED lighting device of the embodiment. In the description of the present modification, the same or equivalent components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted unless specifically described.
  • the prism sheet in the present modification example includes a first prism layer 4d, a low refractive index layer 4c, and a second prism layer 4e.
  • the first prism layer 4d and the second prism layer 4e have the same refractive index.
  • the refractive index of the low refractive index layer 4c is lower than those of the twelfth prism layer 4d and the second prism layer 4e.
  • the first prism layer 4d and the second prism layer 4e are made of the same material as the prism sheet 4 in the first embodiment, for example.
  • the material of the low refractive index layer 4c is, for example, a material obtained by adding a dopant that lowers the refractive index, such as fluorine, to the same material as the first prism layer 4d and the second prism layer 4e.
  • the first prism layer 4d and the second prism layer 4e are each provided with a prism 42 on one surface, and the other surface is a flat surface.
  • the surfaces on which the prisms 42 are provided face each other, and the surfaces on which the prisms 42 are provided are in close contact with both surfaces of the low refractive index layer 4c. Accordingly, the first prism layer 4d, the low refractive index layer 4c, and the second prism layer 4e are laminated in this order.
  • the prism sheet of this modification is formed by laminating a plurality of layers that are flat on both sides and different in refractive index, and the prism 42 is provided at the interface between the two layers that are laminated together.
  • the low refractive index layer 4c is laminated between the first prism layer 4d and the second prism layer 4e.
  • the first prism layer 4d and the second prism layer 4c are stacked.
  • a high refractive index layer having a higher refractive index than that of the prism layer 4e may be laminated.
  • at least one of the first prism layer 4d, the second prism layer 4e, the low refractive index layer 4c, and the high refractive index layer is formed in the same manner as the light diffusion layer 5a in the fifth embodiment. It may be a diffusive layer.
  • the distance L1 from the light output portion 33 of the LED light source 3 to the prism 42 is set to be equal to or less than the distance L2 from the prism 42 to the exit surface of the protective cover 1.
  • the present invention is not limited to this.
  • the protective cover 1 has a cylindrical shape.
  • the present invention is not limited to this, and the outer shape of the protective cover 1 can be any shape.
  • the protective cover 1 may be cylindrical and the cross-sectional shape may be rectangular or elliptical.
  • the protective cover is installed on the front surface of the rectangular metal casing, the LED light source is disposed in the casing, and the prism sheet is disposed between the LED light source and the protective cover. good.
  • the protective cover may be a semi-cylindrical shape with a semicircular cross section.
  • the LED light source may be installed in a space in the protective cover, that is, in a groove formed by the protective cover, and a prism sheet may be disposed between the LED light source and the protective cover.
  • the shape of the protective cover may be a substantially spherical shape.
  • the prism sheet may be the same as in the above-described embodiment or modification.
  • the prism sheet is arranged in a flat plate state.
  • the present invention is not limited to this, and the prism sheet may be arranged in a curved state. Specifically, it is preferable to bend so as to surround the light output portion of the LED light source, and it is more preferable to bend so that the distance from the light output portion of the LED light source to the prism sheet is equal.
  • each modification may be applied to the above embodiment, or a part of the above embodiment or modification may be combined.
  • An LED chip (white LED product number NSPW300DS manufactured by Nichia Corporation) is 10 mm in the space inside a protective cover made of polycarbonate (refractive index 1.58) with a tube diameter of 26 mm and a tube thickness of 0.5 mm. LED modules as LED light sources arranged at intervals were installed to form an LED lighting device.
  • the LED lighting device was attached to a goniometer with the longitudinal direction thereof being horizontal.
  • a spectroradiometer (SR-3AR 0.2 ° field of view manufactured by Topcon Co., Ltd.) was installed in front of the LED light source of the LED illuminator, keeping the distance between the LED illuminator and the spectroradiometer at 400 mm.
  • the LED illumination device was turned on, and the angle of the goniometer to which the illumination device was attached was changed every 5 ° from plus 80 ° to minus 80 °, and the luminance was measured in a dark room.
  • the angle of the goniometer is adjusted to 0, and the angle of the goniometer is changed counterclockwise when the measurement system is viewed from above. Is defined as plus, and the radiation angle changed clockwise is defined as minus.
  • the relative luminance with the highest luminance value of 1 in the measurement value group in which the radiation angle was changed was plotted on the vertical axis, and the goniometer angle (radiation angle) was plotted on the horizontal axis.
  • Example 1 Using a polycarbonate film having a thickness of 150 ⁇ m, a prism sheet in which triangular pyramid prisms are closely packed and arranged under the conditions described in Example 1 of US Pat. No. 6,318,866 was produced. Specifically, first, on a 100 mm square brass plate whose surface is cut flat, using a diamond bite, the repetition pitch is 210.88 ⁇ m in the y direction and the z direction, and the depth is 100 ⁇ m. A method of fly-cutting a large number of V-shaped parallel grooves having symmetrical cross-sections in each of the y direction and the z direction so that the crossing angle between the y direction and the z direction is 58.76 °. Cut by.
  • a V-shaped groove in the x direction is a straight line connecting two intersections of the groove in the y direction and the groove in the z direction, using a diamond bite, having a repetition pitch of 214.92 ⁇ m and a depth of 115 ⁇ m.
  • the V-shaped parallel groove group whose cross-sectional shape is symmetric in the x direction was cut in a repeated pattern so that the offset amount from the straight line was 11 ⁇ m.
  • a mother mold was formed in which a large number of convex triangular pyramidal cube corner element groups were arranged in a close-packed manner on a brass plate.
  • the triangular-pyramidal retroreflective element had an optical axis tilt angle ( ⁇ ) of + 1 °, and the apex angles of the three side surfaces constituting the reflective element were 90 °.
  • a concave cube corner molding die having an inverted shape was created by using this brass mother die.
  • a polycarbonate resin sheet having a thickness of 150 ⁇ m is molded, and a large number of triangular pyramid retroreflective elements having a thickness of about 100 ⁇ m are arranged on the surface in a close-packed manner.
  • a triangular pyramid cube corner prism sheet was created.
  • the distance between the outer peripheral surface of the protective cover and the prism of the prism sheet is 20 mm, and the distance from the prism to the light emitting part of the LED module is 0.5 mm.
  • the prism sheet was disposed so as to cover the LED chip and the prism surface of the prism sheet was on the LED chip side.
  • the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • the measurement results are shown in FIG.
  • the LED illumination device of this example has a higher relative luminance curve than the LED illumination device of Comparative Example 1, even when the radiation angle is a large angle, and the relative luminance curve changes relative to the radiation angle.
  • the change in brightness was small. From this, it can be seen that, in the lighting device of Example 1, the part where the protective cover shines widens and the point light source diffusibility and the luminance distribution uniformity are improved as compared with the light emitting state of the LED lighting device of Comparative Example 1. It was.
  • the appearance of the LED lighting device of this example was visually observed. Visual observation is performed by setting the angle of the goniometer to 0 °, fixing the position of the LED lighting device, and the observer from a position 1 m away from the LED lighting device, and appearance from the front, left and right directions, and up and down directions of the LED lighting device. was observed. It was found that the lighting device of this example was in a substantially uniform light emission state regardless of the brightness of the LED chip arrangement position at any angle. Moreover, the prism did not stand out and showed an excellent appearance.
  • Example 2 Two molds used in Example 1 were prepared. Then, at the time of heat compression molding of the prism sheet, a prism film similar to the prism of the prism sheet of Example 1 is formed on both surfaces by sandwiching a polycarbonate film having a thickness of 150 ⁇ m between two molds and performing heat compression molding on both surfaces. A prism sheet arranged in a close packed arrangement was produced. At this time, the element directions of the triangular pyramid prisms on the front surface and the back surface were formed to coincide with each other.
  • Example 1 the prepared prism sheet was installed to produce an LED lighting device, and the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • the distance from the prism on the side opposite to the LED module side (protective cover side) of the prism sheet to the outer peripheral surface of the protective cover is 20 mm, and the distance from this prism to the light emitting part of the LED module was set to 0.5 mm.
  • the measurement results are shown in FIG. 18 together with Comparative Example 1.
  • the LED illumination device of this example has a smaller change in relative luminance due to a change in the radiation angle in the relative luminance curve than the LED illumination device of Comparative Example 1.
  • the illuminating device of this example had improved point light source diffusibility and luminance distribution uniformity as compared with the light emitting state of the LED illuminating device of Comparative Example 1.
  • Example 2 when the external appearance of the LED lighting apparatus of a present Example was observed visually similarly to Example 1, the LED lighting apparatus of a present Example was concerned about the brightness of the arrangement position of an LED chip in any angle. In other words, it was found that the light emission state was almost uniform and the LED chip installation position appeared brighter than in Example 1. Moreover, the prism did not stand out and showed an excellent appearance.
  • Example 3 The hexagonal cube corner prism is close-packed in the same manner as in Example 1 except that a hexagonal cube corner prism having a 100 ⁇ m side retroreflective element as a retroreflective element is used. The arranged prism sheet was produced.
  • Example 1 the prepared prism sheet was installed to produce an LED lighting device, and the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • the measurement results are shown in FIG. 19 together with Comparative Example 1.
  • the LED illumination device of this example has a smaller change in relative luminance due to a change in the radiation angle in the relative luminance curve than the LED illumination device of Comparative Example 1. That is, it is adjusted so that light is appropriately irradiated even in a place with a large radiation angle. From this, it was found that the illuminating device of this example had improved point light source diffusibility and luminance distribution uniformity as compared with the light emitting state of the LED lighting device of Comparative Example 1.
  • the LED lighting apparatus of a present Example is concerned about the brightness of the arrangement position of an LED chip in any angle. In other words, it was found that the light emission state was almost uniform, and was almost the same as in Example 1, and the installation position of the LED chip appeared bright. Moreover, the prism did not stand out and showed an excellent appearance.
  • Example 4 On a 150 mm square brass plate with a flat polished surface, a number of parallel V-shaped members with a depth of 14 ⁇ m at a pitch of 30 ⁇ m laterally by a fly-cut method using a diamond tool with a tip angle of 90 °.
  • the mold groove group Vx was cut.
  • a diamond tool having a tip angle of 90 ° so as to intersect the V-shaped groove group at an angle of 90 ° a large number of parallel V-shaped groove groups having a depth of 14 ⁇ m at a pitch of 30 ⁇ m.
  • Vy was cut to produce a mother die on which a large number of convex cross prism element groups were formed.
  • a concave mold was produced by electroforming.
  • a prism sheet in which cross prisms are arranged in a close-packed manner was produced in the same manner as in Example 1 except that this mold was used.
  • Example 2 the prepared prism sheet was installed to produce an LED lighting device, and the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • the measurement results are shown in FIG.
  • the LED lighting device of this example has a smaller change in relative luminance due to the change in the radiation angle in the relative luminance curve than the LED lighting device of Comparative Example 1. That is, it is adjusted so that light is appropriately irradiated even in a place with a large radiation angle. From this, it was found that the illuminating device of Example 4 had improved point light source diffusivity and luminance distribution uniformity as compared with the light emitting state of the conventional LED illuminating device without the prism layer.
  • Example 1 when the external appearance of the LED lighting apparatus of a present Example was confirmed visually similarly to Example 1, the LED lighting apparatus of a present Example is concerned about the brightness of the arrangement position of an LED chip in any angle. In other words, it was found that the light emission state was substantially uniform, and the LED installation position appeared to be bright as much as in Example 1. Moreover, the prism did not stand out and showed an excellent appearance.
  • Example 5 An LED lighting device was produced in the same manner as in Example 4 except that the direction of the prism of the prism sheet was set on the protective cover side, and the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1. The measurement results are shown in FIG.
  • the LED illumination device of this example has a smaller emission angle in the relative luminance curve than the LED illumination device of Comparative Example 1 at a large angle.
  • the relative luminance of Comparative Example 1 is 0.40
  • the relative luminance of Example 5 is 0.26
  • the difference is as large as 0.14.
  • the LED illumination device of Comparative Example 1 has a luminance measurement value of 52500 (cd / m 2 ) at a radiation angle of 0 °, whereas the LED illumination device of Example 5 is similar.
  • the measured luminance value is 73900 (cd / m 2 ), indicating a high luminance value. From this, it was found that the LED illumination device of this example focused light at an angle with a small radiation angle as compared with the light emission state of the LED illumination device of Comparative Example 1.
  • ⁇ Comparative Example 2> A prism sheet similar to the prism sheet prepared in Example 1 was prepared. Then, a light-transmitting acrylic ester adhesive (trade name: PE-121, manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.) was applied to the inner wall surface of the protective cover of the LED lighting device of Comparative Example 1 with a thickness of 0.5 mm. Then, the prism sheet was adhered to the inner wall surface of the protective cover so that the direction of the prism was on the light source side. Thus, a prism was formed on the inner wall surface of the protective cover. At this time, the distance from the outer peripheral surface of the protective cover to the prism sheet was 1 mm, and the distance from the prism sheet to the LED chip was 19.5 mm. Thereafter, the luminance was measured in the same manner as in Comparative Example 1.
  • a light-transmitting acrylic ester adhesive trade name: PE-121, manufactured by Nippon Carbide Industries Co., Ltd.
  • the relative luminance curve of the LED lighting device of this comparative example shows substantially the same behavior as the relative luminance curve of the lighting device of comparative example 1.
  • the relative luminance of Comparative Example 1 is 0.40
  • the relative luminance of Comparative Example 2 is 0.34
  • the difference is as small as 0.06.
  • the LED lighting device of Comparative Example 1 has a luminance of 52500 (cd / m 2 ) when the radiation angle is 0 °
  • the LED lighting device of Comparative Example 2 has the same radiation as that of Comparative Example 1.
  • the measured luminance value is 55700 (cd / m 2 ), which is substantially the same value as in Comparative Example 1, and it was found that the dimming effect could not be obtained so much.
  • the prism sheet was integrated with the protective cover, the prism was conspicuous and inferior in appearance as compared with the LED lighting devices of Examples 1 to 5.
  • an LED lighting device capable of easily adjusting a portion to shine is provided, and can be applied to a lighting device having excellent design properties.

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Abstract

　光る部位を容易に調整することができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。　ＬＥＤ光源３と、ＬＥＤ光源３と間隔をあけて、ＬＥＤ光源３の出光部３３に対向して設置される光透過性の保護カバー１と、を少なくとも備える照明装置であって、ＬＥＤ光源３と保護カバー１との間に、内部若しくは少なくとも一方の面にプリズム４２が設けられたプリズムシート４が設置されることを特徴とする。ＬＥＤ照明装置は、このような構成により、光る部位を容易に調整することができる

Description

ＬＥＤ照明装置
　本発明はＬＥＤ照明装置に関し、より詳しくは、改善された点光源拡散性および輝度分布均一性を示すＬＥＤ照明装置に関する。
　ＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ光源から出射する光を照射するために、優れた耐久性、低エネルギー消費性などの性質から従来の照明装置である白熱電球や蛍光灯に置き換わろうとしている。このＬＥＤから出射する光を伝播し照射する方式として、主にサイドライト方式と直下方式とがある。
　サイドライト方式のＬＥＤ光源を用いる照明装置は、導光シート、及び、ＬＥＤ光源を主な構成として備える。ＬＥＤ光源は、導光シートの側面に対向して、設置される。この導光シートは、側面が光の入射面とされ、シートの一方の主面が出射面とされて、この出射面が照明装置の光の照射方向を向いている。そして、ＬＥＤ光源から出射して、シートの側面から入射する光は、シートの面方向に伝播し、シートの出射面から照明装置の照射方向に出射する。
　篠原らによる特開２００３－２１５５８４号公報（特許文献１）には、拡散プリズムシートの下に導光シートを配置したサイドライト方式の面発光装置が開示されている。この面発光装置においては、導光シートの側面と対向して配置されるＬＥＤ光源から出射する光が、導光シートの一方の面から出射して、この光が拡散プリズムシートを介して出射する。
　川上による特開２００５－１９４１７号公報（特許文献２）には、板状の導光体の入光面に、プリズム面と平面とが連続する光学パターンが形成されたサイドライト方式の照明装置が開示されている。
　畠中らによる特開２００５－１８３００５号公報（特許文献３）には、３原色光を屈折させ平行光にする光学手段と混色して白色光とする混色手段をもつバックライトが開示されている。
　また、直下ライト方式のＬＥＤ光源を用いる照明装置は、ＬＥＤ光源が、光の照明装置の照射に光を照射して、この光を直接的或いは間接的に照射する。
　井手上による特開２００３－８６８４９号公報（特許文献４）には、ＬＥＤチップと拡散フィルムとの間にＬＥＤの光を白色に変換する色変換フィルムを設けた面発光装置が開示されている。
　また、李らによる特開２０１１－６０７１９号公報（特許文献５）には、ＬＥＤ光源が、内側の空間に配置される照明装置であって、管の内壁にシリンドリカルレンズの効果を有するレンズが形成された照明装置が記載されている。
特開２００３－２１５５８４号公報 特開２００５－　１９４１７号公報 特開２００５－１８３００５号公報 特開２００３－　８６８４９号公報 特開２０１１－　６０７１９号公報
　しかし、特許文献１～３に記載の照明装置は、サイドライト方式を用いるため、ＬＥＤ光源が導光シートの側面に対向して配置される必要があるので、ＬＥＤ光源の配置位置が制限される。また、導光シートは、光を伝播させつつ、光を出射面から出射させるため、所望の方向に光を出射させるための調光が困難であり、照明装置が光る部位を調整することが困難という問題がある。
　また、特許文献４に記載の照明装置は、色変換がなされているものの、光の方向を変える調光は、カバーでもある光拡散フィルムにより行われる。従って、光拡散フィルムが光る部位は、ＬＥＤ光源の光の出射方向に依存してしまう。つまり、光の出射角度の大きなＬＥＤ光源を用いると、光拡散フィルムの広い部位が光り、光の出射角度の小さなＬＥＤ光源を用いると、光拡散フィルムの狭い部位が光る。しかし、一般的なＬＥＤ光源は、通常、光の出射角度を調整することができないため、光拡散フィルムの光る場所を調整することは、ＬＥＤ光源を変更しない限り実質的にできない。
　更に、特許文献５に記載の照明装置は、シリンドリカルレンズにより光の出射方向を調正する調光が行われるが、かかるレンズが管の内壁に形成されているため、レンズと管の外周面との距離が小さく、結局、管が光る部位は、ＬＥＤ光源の光の出射方向に略依存してしまう。
　そこで、本発明は、光る部位を容易に調整することができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明は、ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と間隔をあけて、前記ＬＥＤ光源の出光部に対向して設置される光透過性の保護カバーと、を少なくとも備える照明装置であって、前記ＬＥＤ光源と前記保護カバーとの間に、内部若しくは少なくとも一方の面にプリズムが設けられたプリズムシートが設置されることを特徴とするものである。
　このようなＬＥＤ照明装置によれば、保護カバーとプリズムシートとの距離を大きくすることができ、プリズムシートで屈折した光が、進行方向を変化された状態で、プリズムシートと保護カバーとの間を長い距離伝播することができる。従って、保護カバーから光が照射されるときに、保護カバーが光る部位を、容易に調整することができる。例えば、光を拡散するプリズムシートを用いる場合には、プリズムシートの光の拡散性が弱い場合であっても、容易に保護カバーの光る部位を大きくすることができる。また、光を集光するプリズムシートを用いる場合には、プリズムシートの光の集光性が弱い場合であっても、容易に保護カバーの光る部位を小さくすることができる。このように本発明によるＬＥＤ照明装置は、プリズムシートによる光の屈折の効果を十分に享受することで、光る部位を容易に調整することができるのである。
　また、前記プリズムシートは、一方の面のみに前記プリズムが設けられていることとしても良い。この場合においては、前記プリズムシートは、前記プリズムが前記ＬＥＤ光源側の面に設けられていることとしても良く、或いは、前記プリズムシートは、前記プリズムが前記保護カバー側の面に設けられていても良い。プリズムシートのプリズムがＬＥＤ光源側の面に設けられていれば、ＬＥＤ光源からの光を拡散する場合に、より分散の効果を得ることができる。また、プリズムシートのプリズムが保護カバー側の面に設けられていれば、ＬＥＤ光源からの光を集光する場合に、より集光の効果を得ることができる。
　或いは、前記プリズムシートは、両面に前記プリズムが設けられていることとしても良い。プリズムがプリズムシートの両面に設けられることにより、片面にのみ設けられる場合と比べ、プリズムシートによる調光の設計が容易になり、プリズムシートにおける光の進行方向を大きく変化させることができる。
　或いは、前記プリズムシートは、互いに屈折率が異なる複数の層が積層されて成り、前記プリズムは、互いに積層される２つの層の界面に設けられていることとしても良い。この場合、光は、プリズムシートの内部で屈折する。また、プリズムが界面にあるため、プリズムシート取り付け際、傷等によるプリズム素子の変形を抑え、光の調整を精度よく行うことができる。
　前記保護カバーは、円筒状であり、前記ＬＥＤ光源は、前記保護カバー内の空間に設置されることとしても良い。保護カバーを円筒状にすることにより、蛍光管と代替えし得る照明装置とすることができる。
　或いは、前記保護カバーは、半円筒状であり、前記ＬＥＤ光源は、前記保護カバー内の空間に設置されることとしても良い。保護カバーを断面が半円状に形成することにより、壁面や天井に取り付けるのに適便な照明装置とすることができる。
　また、前記プリズムが三角柱リニアプリズム、リニアフレネルレンズ、クロスプリズム、三角錐型プリズム、フレネルレンズ、六角形型プリズムのいずれかであることとしても良く、特に、前記プリズムがクロスプリズム、三角錐型プリズム、六角形型プリズムのいずれかであることが好ましい。クロスプリズムは４方向の方位を、三角錐型プリズムは６方向の方位を、六角形型プリズムは３方向の方位を有するため、２方向の方位を有するリニアプリズムより、容易に調光できる。
　また、前記保護カバーと前記ＬＥＤ光源との間に、前記プリズムシートと重なるように光拡散シートが設置されていることが好ましい。このように構成することにより、プリズムシートによる調光と、光拡散シートによる光の拡散とを組み合わせて、ＬＥＤ光源から保護カバーまでに至る光の経路を適切に調節することができる。
　更に、この場合においては、前記プリズムシートと前記保護カバーとの間に光拡散シートが設置されていることとしても良く、前記ＬＥＤ光源と前記プリズムシートとの間に光拡散シートが設置されていることとしても良い。
　或いは、前記プリズムシート内に光拡散層が積層されていることとしても良い。このような構成においても、プリズムで調光を行いつつ、光拡散層により光の拡散を行い、ＬＥＤ光源から保護カバーまでに至る光の経路を適切に調節することができる。
　また或いは、前記プリズムシートは、光拡散性を有する材料から成ることとしても良い。このような構成おいても、プリズムシート内で光を拡散させつつ、プリズムにより調光することができ、この調光と光の拡散との組み合わせにより、ＬＥＤ光源から保護カバーまでに至る光の経路を適切に調節することができる。
　また、前記ＬＥＤ光源の光軸方向において、前記ＬＥＤ光源から前記保護カバーの出射面までの距離を１とする場合に、前記ＬＥＤ光源から前記プリズムまでの距離は、０．５以下であることが好ましい。
　このようにプリズムシートをＬＥＤ光源側に設置することにより、プリズムシートと保護カバーとの距離を十分に大きくすることができ、プリズムシートによる光の屈折の効果を十分に享受して、光を保護カバーから照射することができる。
　さらに、前記ＬＥＤ光源の光軸方向において、前記ＬＥＤ光源から前記保護カバーの前記出射面までの距離を１とする場合に、前記ＬＥＤ光源から前記プリズムまでの距離が、０．００５～０．３であることがより好ましく、０．０１～０．１であることがより好ましい。
　以上のように、本発明によれば、光る部位を容易に調整することができるＬＥＤ照明装置が提供される。
参考形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 図２に示すＬＥＤ照明装置の断面の構造を示す図である。 図２に示すプリズムシートとして用いることができるリニアプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。 図２に示すプリズムシートとして用いることができる他のリニアプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。 図２に示すプリズムシートとして用いることができるクロスプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。 図２に示すプリズムシートとして用いることが出来る三角錐型プリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。 図２に示すプリズムシートとして用いることができる六角形型プリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。 本発明の第２実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 図９に示すプリズムシートとして用いることができるプリズムシートの一方の面の構造の一例を示す図である。 図９に示すプリズムシートとして用いることができるプリズムシートの他方の面の構造の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 本発明の第４実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 本発明の第５実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。 図１４のプリズムシートを示す図である。 ＬＥＤ照明装置に用いることができるプリズムシートの変形例を示す図である。 実施例１及び比較例１における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。 実施例２及び比較例１における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。 実施例３及び比較例１における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。 実施例４及び比較例１における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。 実施例５及び比較例１における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。 比較例１及び比較例２における放射角度と相対輝度との関係を示す図である。
　以下、本発明に係るＬＥＤ照明装置の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
　（参考形態）
　まず、本発明のＬＥＤ照明装置を容易に理解できるように、参考形態におけるＬＥＤ照明装置について説明する。
　図１は、参考形態によるＬＥＤ照明装置を示す図である。このＬＥＤ照明装置は、保護カバー１と、保護カバー１内の空間に配置される基台２と、基台２上に配置されるＬＥＤ光源３とを主な構成として備える。
　本形態における保護カバー１は、光透過性の材料から構成され、円筒状に形成されている。光透過性とは、光を透過すればよく、無色透明であっても良く、着色されていても良く、乳白色等であっても良い。また、保護カバー１の全光線透過率は、ＪＩＳ　Ｋ７１０５に基づきＡ光源を用いて測定した際、３０％以上となることが好ましく、８０％以上となることがより好ましい。このような保護カバー１を構成する材料としては、光透過性である限りにおいて、特に限定されないが、各種の合成樹脂や各種のガラスを用いることが出来る。このような合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、塩化ビニール樹脂およびポリエチレンテレフタレート樹脂などを挙げることができる。
　また、保護カバー１は、光を拡散して保護カバー１の光り方を拡散させる目的で各種の無機微粉末や有機微粉末を併せて用いることが出来る。これらの微粉末は上記の合成樹脂やガラスの中に混合して用いても良く、他の合成樹脂に分散させて表面に塗布しても良い。
　このような無機微粉末の例としては、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化セリウム、酸化銅、二酸化ケイ素（シリカ）、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化ジルコニウム、ガラス、石英、ダイアモンド、サファイアおよびタルクが挙げられる。また、有機微粉末の例としてはメラミン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、ポリオレフィン樹脂およびフッ素樹脂が挙げられる。
　これらの微粉末は、混合媒体である合成樹脂やガラスとの屈折率の違いが大きい方が、光散乱性が優れるために好ましい。
　なお、保護カバー１には、内側の空間に突出して、基台２を固定する一対の固定凸部１３が形成されている。
　ＬＥＤ光源３は、平板状の基板３１と、基板３１上に配置される複数の発光素子部３２とを有する。基板３１は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の材料から構成される。発光素子部３２は、ＬＥＤチップが、セラミック等から成る枠体内に載置されてなる。そして、発光素子部３２の上面（基板３１側と反対側の面）の一部が、光が出射する出光部３３とされる。なお、特に図示しないが、基板３１には、ＬＥＤチップに電力を印加するための配線が設けられている。
　発光素子部３２には、各種の方式のＬＥＤチップを用いることができ、ＬＥＤチップが出射する光の波長は特に限定されない。また、ＬＥＤチップの上には波長変換のための色素層や光を拡散するための樹脂性のレンズが、ＬＥＤチップに直接設置されていても良い。また、ＬＥＤチップの出光部３３側と反対側（背面側）に向かった光を出光部３３側に向けるためのリフレクターを設置してもよい。リフレクターの材質としては各種のセラミックス、金属、蒸着またはメッキが施された合成樹脂、白色顔料が配合された合成樹脂などを用いることができる。
　基台２は、保護カバー１の内壁に沿って湾曲して形成される湾曲部２１と、湾曲部２１に接続され平板状に形成される平板部２２とから成る。基台２の平板部２２には、ＬＥＤ光源３が固定され、基台２には、様々な電気配線、電気部品が設置されている。そして、基台２は、湾曲部２１の外側が、保護カバー１の内壁に密着して、保護カバー１内の空間に設置されている。このように基台２が保護カバー１内の空間に設置された状態において、保護カバー１に設けられた一対の固定凸部１３が、それぞれ基台２の平板部２２に当接しており、基台２が保護カバー１の周方向に沿った動きが規制されている。
　また、ＬＥＤ光源３の発生する熱を効率よく放熱する観点から、基台２は、金属から成ることが好ましい。好ましい金属としては、アルミニウム合金を例示することができる。ただし、基台２は、特に金属から成らなくても良く、樹脂やセラミックスからなっても良い。
　このような参考形態によるＬＥＤ光源装置においては、外部から供給される電力がＬＥＤ光源３のＬＥＤチップに印加されて、ＬＥＤチップの出光部３３から光が出射する。出射した光は、保護カバー１を介して外部に照射される。つまり保護カバー１においては、内周面１２が光の入射面であり、外周面１１が光の出射面である。そして、保護カバー１では、ＬＥＤ光源３からの光が照射される部分が明るくなる傾向がある。
　本形態において、この明るくなる部分の大きさを調整するには、ＬＥＤ光源３の所望の光の広がりを有する発光素子部３２を搭載することで、ＬＥＤ光源３から出射される光の広がりを調整する必要がある。
　（第１実施形態）
　次に本発明の第１実施形態について図２を参照して詳細に説明する。なお、上述の参考形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
　図２は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ光源３と、ＬＥＤ光源３と間隔をあけて、ＬＥＤ光源３の出光部３３に対向して設置される光透過性の保護カバー１と、を少なくとも備える照明装置であって、ＬＥＤ光源３と保護カバー１との間に、プリズムが設けられたプリズムシート４が設置されている。つまり、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、ＬＥＤ光源３と保護カバー１との間に、プリズムシート４が設置される点において、上述の参考形態のＬＥＤ照明装置と異なる。
　図２に示すＬＥＤ照明装置のプリズムシート４は、一方の面にのみにプリズム４２が設けられている。プリズムシート４は、光透過性のシートからなる。このプリズムシート４の材料としては、例えば、保護カバー１の材料と同様の材料を挙げることができる。そして、プリズムシート４は、一方の面から入射する光をプリズム４２で屈折して、他方の面から出力することができる。
　基台２には、プリズムシート４を挟持して保持するための一対の保持部２３が設けられており、保持部２３は、平板部２２に接続されている。そして、プリズムシート４は、両端が保持部２３に固定されて、プリズム４２がＬＥＤ光源３の出光部３３に対向した状態で、保護カバー１及びＬＥＤ出光部と間隔をあけて、保持されている。
　図３は、図２に示すＬＥＤ照明装置の断面の構造を示す図である。図３に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置においては、破線矢印で示すＬＥＤ光源３の光軸方向において、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズム４２までの距離Ｌ１は、プリズム４２から保護カバー１の出射面までの距離Ｌ２以下とされている。つまり、ＬＥＤ光源３の光軸方向において、ＬＥＤ光源３の出光部３３から保護カバー１の外周面１１である出射面までの距離Ｌを１とする場合に、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズムシート４のプリズム４２までの距離Ｌ１は、０．５以下とされている。そして、ＬＥＤ光源３の光軸方向において、ＬＥＤ光源３の出光部３３から保護カバー１の出射面までの距離Ｌを１とする場合に、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズムシート４のプリズム４２までの距離Ｌ１は、０．００５～０．３であることがより好ましく、０．０１～０．１であることが更に好ましい。距離Ｌ１が０．５以下であれば、保護カバー内の空間において調光効果を得ることが十分に得られ、また、プリズムシート４が保護カバー１の外から目立つことを抑制することができる。更に、プリズムシート４の設置作業が容易となる。また、距離Ｌ１が０．００５以上、さらに好ましくは０．１以上であると、ＬＥＤモジュールから発生する熱によるプリズムシートが変形することを防止することができる。
　これらＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズム４２までの距離Ｌ１や、プリズム４２から保護カバー１の出射面までの距離Ｌ２は、保持部２３の平板部２２からの高さを変えることにより変化させることができる。そして、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズム４２までの距離Ｌ１や、プリズム４２から保護カバー１の出射面までの距離Ｌ２が変化することにより、保護カバー１の外周面１１（出射面）における光の拡散や集光の度合いを変化させることができ、保護カバー１が光る領域を変化させることができる。
　ここで、プリズムシート４に設けられるプリズム４２について、更に詳細に説明する。上記のプリズム４２には、屈折面が曲面である形状も含まれる。たとえば、三角柱リニアプリズムや三角錐型プリズムを構成する面の少なくともひとつの屈折面が曲面であってもかまわない。
　また、本実施形態において、プリズムシートに設けられているプリズム４２は三角柱リニアプリズム、リニアフレネルレンズ、クロスプリズム、三角錐型プリズム、フレネルレンズ、六角形型プリズム等を単独、或いは、複数種類組み合わせて適宜用いることができ、中でもクロスプリズム、三角錐型プリズム、六角形型プリズムが好ましい。更に、三角錐型プリズム及び六角形型プリズムは、それぞれの側面が互いに９０度の関係であるキューブコーナープリズムであることが好ましい。そして、いかなるプリズムを設置するかは照明装置の照明パターンによって適宜選択することができる。
　ＬＥＤ光源３の発光素子部３２（ＬＥＤチップ）が複数設けられている場合には、三角柱リニアプリズム、リニアフレネルレンズ等のリニアプリズムは溝の方向が、発光素子部３２の並びに沿うようにして、プリズムシート４が設置されることが好ましい。例えば、円筒状の保護カバー１を用いたＬＥＤ照明装置においては、複数の発光素子部３２が、保護カバーの長手方向に沿って設置されている場合が多く、この場合においては、三角柱リニアプリズム、リニアフレネルレンズ等のリニアプリズムは溝の方向が、円筒状の保護カバー１の長手方向に沿うようにして、プリズムシート４が設置されることが好ましい。
　このように複数の発光素子部３２に並列に平行に溝が配置されたリニアプリズムは、ＬＥＤチップの配列で規定される曲線の接線、または、直線に対して垂直な面の方向に、ＬＥＤ光源からの光を広げたり狭めたりすることが出来るために輝度分布の均一性において著しい効果を有する。特に光を広げる場合には優れた効果がある。
　一方、クロスプリズム、三角錐型プリズム、またはフレネルレンズなど３方向以上のプリズムの方位を有するプリズムにおいては、光の屈折方位を様々な方向に制御する事が出来るため、点光源であるＬＥＤ光源から出射する光の輝度分布の均一性や、拡散性のいずれにおいても著しい効果を有する。
　なお、本明細書におけるプリズムの方位とは、プリズムを構成する入射面以外のプリズム側面の方向の数を意味している。リニアプリズムにおいて方位は２方位であり、また方向は互いに１８０度向かい合った方向である。一方、クロスプリズムにおいては４つの方位を有しており、三角錐型プリズムにおいては１８０度回転して向かい合った２方向の三角錐型プリズムが存在するため方位は６方位となる。
　また、同心円状のフレネルレンズを用いる場合は、フレネルレンズの中心位置と、ＬＥＤ光源３から出射される光の光軸の位置とが一致するようにして、フレネルレンズをＬＥＤ光源３の出光部３３の数と同じ数だけ組み合わせて用いることが好ましい。このようなフレネルレンズは特に光の拡散性の改善に効果がある。そして、他の面に輝度分布均一性の改善を受け持つ他のプリズムを設置する場合においては、より優れた性能を有するＬＥＤ照明装置とすることが出来る。
　光の屈折角度の制御はプリズムの複数の側面が互いになす角度（側面角）を変化させることにより可能となる。一般にプリズム４２に入射光に対するＬＥＤ光源３からの出射光の角度を大きくする場合には、側面角を大きく設計する事が好ましい。さらに、両面にプリズム４２を設置する事により光の制御を精密に制御する事が可能となる。
　また、個々の側面角は均一な輝度分布性を得るために、ＬＥＤ光源３の出光部３３を中心に対称形に変化させることが好ましい。変化のパターンは目的とする輝度分布のパターンによって変えることが好ましく、一般的には中心部のプリズム４２の側面角を大きく、外周部のプリズム４２の側面角を小さくすることが好ましい。
　三角錐型プリズムにおいては、３つの側面が互いに略垂直なキューブコーナー再帰反射素子を用いることもできる。キューブコーナー再帰反射素子においては保護カバー１の表面において反射して光源方向に戻ってきた光を元の方向に戻すことが出来る。従って、プリズム４２をキューブコーナー再帰反射素子にすることにより、保護カバー１を介して外部からプリズムシート４に入射する光を、保護カバー１に向けて再帰反射することができる。また、６方位のプリズム側面は均一な輝度分布性能をもたらすので特に好ましい。
　キューブコーナー再帰反射素子は三角錐型プリズム以外の形状、例えば、入射面形状が四角形や六角形のキューブコーナー再帰反射素子であってもよい。特に、六角形のキューブコーナー再帰反射素子は再帰反射効率に優れているために好ましい。
　図４は、図２に示すプリズムシート４として用いることができる上述のリニアプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。リニアプリズムの突起は対称形状であり、２つのプリズム側面のなす角度を任意に変えることが出来る。また、図４に示すようにこのプリズムシートは、長方形の形状をしており、長手方向が図２に示す保護カバー１の長手方向に沿って設置される。従って、このリニアプリズムの溝の方向は、保護カバー１の長手方向に垂直な方向に沿って形成されているが、保護カバー１の長手方向に沿って形成されも良い。
　図５は、図２に示すプリズムシート４として用いることができる他のリニアプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。リニアプリズムの突起は非対称形状であり、２つのプリズム側面のなす角度は任意に変えることが出来る。また、周期的にプリズム側面のなす角度を隣接するプリズムの角度に対して変化させてもよい。
　図６は、図２に示すプリズムシート４として用いることができる上述のクロスプリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。図６におけるクロスプリズムの底面の形状は正方形であるが、底面形状が長方形のクロスプリズムであってもよい。また、図５に示すリニアプリズムと同様にして、互いに隣り合う２つのプリズム側面のなす角度を任意に変えることが出来る。
　図７は、図２に示すプリズムシート４として用いることが出来る上述の三角錐型プリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。三角錐型プリズムにおいては３つの側面が互いに略垂直なキューブコーナー再帰反射素子を用いることもできる。キューブコーナー再帰反射素子においては、照明装置の外部から保護カバーを介して入射する光や、保護カバー１の表面において反射して光源方向に戻ってきた光を反射することで、元の方向に戻すことができる。また、６方位のプリズムの面は均一な輝度分布性能をもたらすことができる。
　図８は、図２に示すプリズムシート４として用いることができる上述の六角形型プリズムを用いたプリズムシートの例を示す図である。特に図８では、六角形型プリズムの内、それぞれの側面同士の角度が、９０度とされる六角形型キューブコーナープリズムを示している。このようなプリズムを用いることにより、ＬＥＤ照明装置の外部から保護カバーを介して入射する光や、保護カバー１の表面において反射して光源方向に戻ってきた光を高い効率で反射して、元の方向に戻すことができる。
　以上説明した本実施形態の照明装置によれば、ＬＥＤ光源３の出光部３３から出光する光は、プリズムシート４で屈折し、この屈折した光は、プリズム４２で進行方向を変化された状態で、プリズムシート４と保護カバー１との間を伝播する。そして、本実施形態のプリズムシート４が保護カバー１の内側の空間に設置されているため、保護カバー１とプリズムシート４との距離を大きくすることができる。従って、保護カバー１から光が照射されるときに、保護カバー１が光る部位を、容易に調整することができる。例えば、光を拡散するプリズムシートを用いる場合には、プリズムによる屈折が小さいことにより、プリズムシートの光の拡散性が弱い場合であっても、容易に保護カバー１の光る部位を大きくすることができる。また、光を集光するプリズムシートを用いる場合には、プリズムによる屈折が小さいことにより、プリズムシートの光の集光性が弱い場合であっても、容易に保護カバー１の光る部位を小さくすることができる。このように本発明によるＬＥＤ照明装置は、プリズムシート４による光の屈折の効果を十分に享受することで、光る部位を容易に調整することができる。
　また、本実施形態のＬＥＤ照明装置においては、上述のようにＬＥＤ光源３の光軸方向において、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズム４２までの距離Ｌ１は、プリズム４２から保護カバー１の出射面までの距離Ｌ２以下とされている。このようにプリズムシート４をＬＥＤ光源３側に設置することにより、プリズムシート４と保護カバー１との距離を十分に大きくすることができ、プリズムシート４による光の屈折の効果を十分に享受して、光を保護カバーから照射することができる。
　なお、本実施形態のＬＥＤ照明装置においては、プリズムシート４の一方の面のみにプリズム４２が設けられ、このプリズム４２がＬＥＤ光源３側を向いた状態で、プリズムシート４は、保護カバー１内の空間に設置された。しかし、プリズム４２が保護カバー１（ＬＥＤ光源３側と反対側）側に設けられても良い。つまり、プリズム４２が、保護カバー１側を向いた状態で、プリズムシート４は、保護カバー１内の空間に設置されても良い。この場合においては、ＬＥＤ光源３からの光を集光させる場合において、より集光の効果を得ることができるため好ましい。
　また、本実施形態においては、保護カバー１が円筒状であり、保護カバー１の内側の空間に設置されるＬＥＤ光源３と保護カバー１との間に、プリズムシート４が設置される。ここで、本実施形態と異なり、保護カバーが円筒状であるものの保護カバーの内壁面にプリズムが一体化して形成され、保護カバー内の空間にプリズムシートが設置されないＬＥＤ照明装置を想定する。円筒状の保護カバーは、一般的に押出成型により作製されるが、押し出し形成により成型されるプリズムの形状は、リニアプリズムにほぼ限定され、さらに、プリズムの高さが１ｍｍ程度以上でないと十分な精度を保ち、プリズムを成型できないといった制約がある。しかし、本実施形態においては、プリズムシート４は、保護カバー１と別途作製されるため、望ましい調光の状態に合わせてプリズムの形状を容易に形成することができる。本実施形態におけるプリズムシート４の作製方法には、例えば、予め反転した形状の金型を作製し、各種の合成樹脂を金型とともに加熱・加圧して、転写する方法を採用することができる。そのため、プリズム４２の高さが小さい場合であってもプリズム４２の形状を精度よく作製することができる。なお、本実施形態におけるプリズムシート４のプリズム４２の高さは、特に限定されないが、たとえば０．５μｍ～７５０μｍであり、好ましくは５μｍ～２５０μｍである。プリズム４２の高さが０．５μｍ以上の場合、プリズム４２を精度良く転写することができ、また、プリズム４２の高さが７５０μｍ以下の場合、プリズムが目立たずＬＥＤ照明装置を優れた外観にすることができる。また、プリズムシート４が保護カバー１と別体であるため、取り付けおよび取り外しが容易である。
　（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図９は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。
　図９に示すように、本実施形態のＬＥＤ証明装置は、プリズムシート４の両面にプリズム４２が設けられている点において、第１実施形態のＬＥＤ照明装置と異なる。このようにプリズムシート４の両面にプリズム４２を設けることにより、プリズム４２による光の屈折が小さい場合であっても、プリズムシート４全体としては、光を大きく屈折させることができる。
　プリズムシート４の両面に設けられるプリズム４２は、それぞれ第１実施形態の説明において例示したプリズムを用いることができる。そして、プリズムシート４の両面に設けられるプリズム４２は、互いに同じ種類のプリズムであっても良く、互いに異なる種類のプリズムであっても良い。また、互いに光拡散性を有するプリズムであっても良く、一方の面に形成されるプリズムが光拡散性を有し、他方の面に設けられるプリズムが、集光性を有しても良い。また、プリズムシート４の両面に同じ種類のプリズムが設けられる場合においても、その大きさや向きが、互いに同じであっても良く異なっていても良い。
　このようにプリズムシート４の両面に設けられるプリズム４２の組み合わせを適宜選択することにより、プリズム４２における光の屈折のさせ方を適宜選択することができ、光の拡散性や集光性を適宜制御することができる。
　例えば、プリズムシート４の両面にリニアプリズムが設けられる場合、一方の面と他方の面に形成されるリニアプリズムの溝の方向が互いに直交するようにすることが好ましい。このように両面のプリズムを設けることで、プリズムシート４は、両面あわせて４方向の方位を有することになり、プリズムシート４の両面において、互いに直行する方向に調光することができる。例えば、両面のプリズム４２が、ＬＥＤ光源３から出射される光に対して、拡散性を示す場合、光をより均一に拡散するよう調整することができる。従って、点光源であるＬＥＤ光源３から出射される光の拡散性をより改善できる。
　また、例えば、一方の面にクロスプリズムが、他方の面に三角錐型プリズムが設けられる場合、プリズムシート４は、合わせて最大１０方向の方位を有することになり、光をより調整することができる。この場合においても、両面のプリズム４２が、ＬＥＤ光源３から出射される光に対して、拡散性を示す場合、点光源であるＬＥＤ光源から出射される光の拡散性をより改善することができる。また、一方の面に三角錐型プリズムが、他方の面に三角錐型プリズムが、互いのプリズムの向きが直交するように設けられることで、プリズムシート４は、合わせて最大１２方向の方位を有することになり、この場合においても、両面のプリズム４２が、ＬＥＤ光源３から出射される光に対して、拡散性を示す場合、光を更に均一に調整することができる。
　図１０、図１１は、図９に示すプリズムシート４として用いることができるプリズムシートの例を示す図である。具体的には、図１０は、このプリズムシートの一方の面の構造の一例を示す図であり、図１１は、このプリズムシートの他方の面の構造の一例を示す図である。図１０に示すように、このプリズムシートの一方の面にはクロスプリズムが設けられている。このクロスプリズムの底面の形状は正方形であるが、底面形状が長方形であってもよい。また、図６に示すクロスプリズムと同様にして、互いに隣り合う２つのプリズム側面のなす角度や、互いに隣り合うプリズムの大きさを任意に変えることができる。
　また、図１１に示すように、このプリズムシートの他方の面には、リニアプリズムが設けられている。このリニアプリズムは、図４に示すプリズムシートのリニアプリズムと同様とされるが、図５に示すプリズムシートに設けられるリニアプリズムと同様にして、リニアプリズムの突起が非対称形状であっても、２つのプリズム側面のなす角度が任意に変えられても良く、また、周期的にプリズム側面のなす角度が隣接するプリズムの角度に対して変化されても良い。
　このように本実施形態のＬＥＤ照明装置におけるプリズムシートは、両面に設けられるプリズムが互いに異なる形状をとることができる。そして、例えば、一方の面に形成されるプリズムが、キューブコーナー型の三角錐型プリズムや六角形型プリズムといった再帰反射性を有する再帰反射素子である場合には、この再帰反射性を有するプリズムが設けられ側の面をＬＥＤ光源３側に向け、他のプリズムが設けた他方の面を保護カバー１側（ＬＥＤ光源３側と反対側）に向けて、プリズムシートを保護カバー１内の空間に設置することが好ましい。このようにプリズムシートを設置することにより、照明装置の外部から保護カバーを介して入射する光や、保護カバー１の表面において反射してＬＥＤ光源３方向に戻ってきた光を、再帰反射素子であるプリズムで高い効率で反射して、元の方向に戻すことができ、さらに、一方の面、及び、他方の面に設けられるプリズムにより、ＬＥＤ光源３から出射する光を所望の方向に屈折させることができる。
　なお、本実施形態のＬＥＤ照明装置のように、プリズムシート４の両面にプリズム４２が設けられる場合、図３に示す距離Ｌ１は、ＬＥＤ光源３の出光部３３と、ＬＥＤ光源３の出光部３３側と反対側（保護カバー１側）のプリズムとの距離を意味し、距離Ｌ２は、ＬＥＤ光源３の出光部３３側と反対側のプリズムと、保護カバー１の出射面との距離を意味する。
　（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態について図１２を参照して詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１２は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。
　図１２に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、保護カバー１とＬＥＤ光源３との間に、プリズムシート４と重なるように光拡散シート５が設置されている点において、第１実施形態のＬＥＤ照明装置と異なる。光拡散シート５は、ＬＥＤ光源３とプリズムシート４との間に設置されても良く、図１２に示すように、プリズムシート４と保護カバーとの間に設置されていても良い。
　光拡散シート５は、光透過性であり、透過する光を拡散する性質を有する。
　この光拡散シート５は、プリズムシート４の近傍に設置されることが、光の散乱効果が増大するために好ましく、図１２に示すように、プリズムシート４に密着して設置されることが特に好ましい。
　光拡散シート５の例としては、各種の無機微粉末や有機微粉末が単独の層として塗布された光透過性の合成樹脂やガラスからなるシートや、これらの微粉末を分散した光透過性の合成樹脂やガラスからなるシートを挙げることができる。
　このような無機微粉末や有機微粉末の例としては、保護カバー１において、光り方を拡散させる目的で用いられた無機微粉末や有機微粉末を挙げることができる。
　また、これらの微粉末は、分散される合成樹脂やガラスとの屈折率の違いが大きい方が、光拡散性が優れるため好ましい。
　また、光拡散シート５としては、光の入射面側及び出射面側の少なくとも一方の面に微細な凹凸形状が形成されたシートを用いることもでき、この場合においても、上記の微粉末を分散しても良い。
　本実施形態によるＬＥＤ照明装置によれば、プリズムシート４による調光と、光拡散シート５による光の拡散とを組み合わせて、ＬＥＤ光源３から保護カバー１までに至る光の経路を適切に調節することができる。特に、プリズムシート４が光拡散性である場合においては、プリズムシート４と光拡散シート５とにより、より優れた光拡散性を示し、保護カバー１における光る部位を大きくすることができ、保護カバーの広い部位を均一に光らせることができる。
　（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態について図１３を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。図１３は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。
　図１３に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、保護カバー１とＬＥＤ光源３との間に、プリズムシート４と重なるように光拡散シート５が設置されている点において、第２実施形態のＬＥＤ照明装置と異なる。なお、光拡散シート５は、第３実施形態と同様に、ＬＥＤ光源３とプリズムシート４との間に設置されても良く、図１３に示すように、プリズムシート４と保護カバーとの間に設置されていても良い。
　この光拡散シート５は、第３実施形態と同様の構成とされる。そして、光拡散シート５は、プリズムシート４の近傍に設置されることが、光の散乱効果が増大するために好ましく、プリズムシート４の保護カバー１側のプリズムに密着して設置されることが特に好ましい。
　本実施形態によるＬＥＤ照明装置によれば、第３実施形態のＬＥＤ照明装置よりもＬＥＤ光源３から保護カバー１までに至る光の経路を適切に調節することができる。
　（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態について図１４、図１５を参照して詳細に説明する。なお、第２実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
　図１４は、本実施形態におけるＬＥＤ照明装置の構造を説明する断面斜視図である。図１３に示すように、本実施形態のＬＥＤ照明装置は、プリズムシート４に代わりプリズムシート４’が用いられている点において、第２実施形態のＬＥＤ照明装置と異なる。
　図１５は、図１４のプリズムシート４’を示す図である。図１５に示すように本実施形態のプリズムシート４’は、片面にプリズム４２が形成される第１プリズム層４ａ、及び、片面にプリズム４２が形成される第２プリズム層４ｂと、第１プリズム層４ａと第２プリズム層４ｂとの間に積層される光拡散層５ａとからなる。具体的には、第１プリズム層４ａ及び第２プリズム層４ｂのプリズム４２が形成されていない面が互いに対向して、これらプリズム４２が形成されていないそれぞれの面が、光拡散層５ａの両面に密着している。こうして、第１プリズム層４ａ、光拡散層５ａ、第２プリズム層４ｂが、この順に積層されている。こうして、プリズムシート４’は、両面にプリズム４２が形成され、光拡散層５ａが積層されたシートとされる。
　第１プリズム層４ａ及び第２プリズム層４ｂは、例えば、第１実施形態におけるプリズムシート４と同様の構成とされる。そして、第１プリズム層４ａ及び第２プリズム層４ｂに設けられるプリズム４２の関係は、第２実施形態のプリズムシート４の両面に設けられるプリズム４２と同様とされる。
　また、光拡散層５ａの構成は、例えば、第３実施形態における光拡散シート５と同様とされる。
　本実施形態のＬＥＤ照明装置によれば、第１プリズム層４ａ及び第２プリズム層４ｂにおけるプリズム４２による調光と、光拡散層５ａによる光の拡散とを組み合わせて、ＬＥＤ光源３から保護カバー１までに至る光の経路を適切に調節することができる。さらに、本実施形態においては、プリズムシート４’が光拡散層を有するため、第３、第４実施形態のように、プリズムシートの他に光拡散シートを設置する必要がない。従って、保護カバー１内の空間が狭い場合においても、プリズム４２による屈折と光拡散層５ａによる光の拡散とが実現でき、光の経路を適切に調節することができる。
　なお、本実施形態においては、第１プリズム層４ａ、及び、第２プリズム層４ｂのそれぞれのプリズム層の片面にプリズム４２が設けられたが、一方のプリズム層の片面のみにプリズム４２が設けられ、他方のプリズム層にはプリズム４２が設けられていなくても良い。この場合、プリズムシート４’は、一方の面のみにプリズム４２が設けられるシートとなる。
　以上、本発明について、各実施形態を例に説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されない。
　例えば、第１実施形態や第２実施形態において、プリズムシート４の材料が、第３実施形態や第４実施形態の光拡散シート５と同様とされても良い。このようにすることで、プリズムシート４は、光拡散性を有する材料から成る。
　また、上記実施形態では、プリズムシート４，４’の少なくとも一方の面にプリズム４２が形成された。しかし、本発明のＬＥＤ照明装置に用いられるプリズムシートは、このような例に限らない。図１６は、上記実施形態のＬＥＤ照明装置に用いることができるプリズムシートの変形例を示す図である。なお、本変形例を説明するに当たり、上記実施形態と同一又は同等の構成要素については、同一の参照符号を付して特に説明する場合を除き重複する説明は省略する。
　図１６に示すように、本変形例におけるプリズムシートは、第１プリズム層４ｄと、低屈折率層４ｃと、第２プリズム層４ｅとからなる。第１プリズム層４ｄと第２プリズム層４ｅとは、互いに同じ屈折率とされる。また、低屈折率層４ｃの屈折率は、第１２プリズム層４ｄ及び第２プリズム層４ｅよりも低い屈折率とされる。第１プリズム層４ｄ、及び、第２プリズム層４ｅは、例えば、第１実施形態におけるプリズムシート４と同様の材料からなる。また、低屈折率層４ｃの材料は、例えば、第１プリズム層４ｄや第２プリズム層４ｅと同様の材料に、フッ素等の屈折率を低くするドーパントが添加された材料とされる。
　第１プリズム層４ｄ、及び、第２プリズム層４ｅは、それぞれ一方の面にプリズム４２が設けられており、他方の面は平面とされる。そして、それぞれのプリズム４２が設けられた面が互いに対向して、これらプリズム４２が設けられたそれぞれの面が、低屈折率層４ｃの両面に密着している。従って、第１プリズム層４ｄ、低屈折率層４ｃ、第２プリズム層４ｅが、この順に積層されている。こうして、本変形例のプリズムシートは、両面が平坦であり、互いに屈折率が異なる複数の層が積層されて成り、プリズム４２は、互いに積層される２つの層の界面に設けられている。
　なお、本変形例においては、第１プリズム層４ｄと第２プリズム層４ｅとの間に低屈折率層４ｃを積層したが、低屈折率層４ｃに代えて、第１プリズム層４ｄ及び第２プリズム層４ｅよりも屈折率の高い高屈折率層を積層しても良い。また、第１プリズム層４ｄ、及び、第２プリズム層４ｅ、及び、低屈折率層４ｃや高屈折率層の少なくとも一つの層を、第５実施形態における光拡散層５ａと同様にして、光拡散性を有する層としても良い。
　また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光源３の光軸方向において、ＬＥＤ光源３の出光部３３からプリズム４２までの距離Ｌ１は、プリズム４２から保護カバー１の出射面までの距離Ｌ２以下とされたが、本発明はこれに限らない。
　また、上記実施形態では、保護カバー１は、円筒状の形状とされたが、本発明は、これに限らず、保護カバー１の外形を任意の形状とすることができる。例えば、保護カバー１は、筒状であって、断面の形状が矩形状や楕円状とされてもよい。或いは、保護カバーが平面状とされ、矩形の金属筐体の前面にこの保護カバーが設置され、筐体内にＬＥＤ光源が配置され、ＬＥＤ光源と保護カバーとの間にプリズムシートが配置されても良い。また、保護カバーは、断面の形状が半円状である半円筒状とされてもよい。この場合、ＬＥＤ光源は、保護カバー内の空間、すなわち、保護カバーにより形成される溝内に設置され、ＬＥＤ光源と保護カバーとの間にプリズムシートが配置されればよい。さらに保護カバーの形状が略球体状であってもよい。これらの場合、プリズムシートは、上記実施形態や変形例と同様にすればよい。
　また、上記実施形態や変形例では、プリズムシートが平板の状態で配置された。しかし、本発明はこれに限らず、プリズムシートは、湾曲した状態で配置されても良い。具体的には、ＬＥＤ光源の出光部を囲むようにして湾曲することが好ましく、更に、ＬＥＤ光源の出光部からプリズムシートまでの距離が等しくなるように湾曲されることがより好ましい。
　その他、上記実施形態に各変形が施されたり、上記の実施形態や変形例の一部同士を組み合わせても良い。
　以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものでは無い。
　＜比較例１＞
　管径が外寸で２６ｍｍ、管の厚みが０．５ｍｍのポリカーボネート（屈折率　１．５８）製の保護カバー内の空間に、ＬＥＤチップ（日亜化学工業株式会社製　白色ＬＥＤ　品番ＮＳＰＷ３００ＤＳ）が１０ｍｍ間隔に配列されたＬＥＤ光源としてのＬＥＤモジュールを設置して、ＬＥＤ照明装置とした。
　次に、ＬＥＤ照明装置の長手方向を水平にして、ゴニオメータに取り付けた。また、このＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源の正面に、分光放射計（株式会社トプコン製　ＳＲ－３ＡＲ　０．２°視野）を、ＬＥＤ照明装置と分光放射計との距離を４００ｍｍに保ち設置した。
　次に、ＬＥＤ照明装置を点灯し、照明装置が取り付けられたゴニオメータの角度がプラス８０°からマイナス８０°まで、５°ごとに変化させ、輝度を暗室にて測定した。なお、ＬＥＤ照明装置のＬＥＤ光源が分光放射計に正対する状態がゴニオメータの角度を０になるように調整し、測定系を上から見て、ゴニオメータの角度を反時計方向に変化させた放射角度をプラス、時計方向に変化させた放射角度をマイナスと定義した。そして、放射角度を変えた測定値群で最も輝度が高い値を１とした相対輝度を縦軸に、ゴニオメータの角度（放射角度）を横軸にプロットした。
　＜実施例１＞
　厚さ１５０μｍのポリカーボネートフィルムを用いて、米国特許第６３１８８６６号の実施例１に記載の条件で、三角錐型プリズムが最密充填配置されたプリズムシートを作製した。具体的には、まず、表面を平坦に切削した１００ｍｍ角の真鍮板の上に、ダイアモンドバイトを用いて、ｙ方向、及び、ｚ方向に、繰り返しピッチが２１０．８８μｍであり、深さが１００μｍであって、ｙ方向とｚ方向との交差角度が５８．７６゜となるように、ｙ方向及びｚ方向のそれぞれにおいて、断面形状が対称なＶ字状の多数の平行溝群をフライカッティング法によって切削した。次に、ｘ方向のＶ字状の溝を、ダイアモンドバイトを用いて、繰り返しピッチが２１４．９２μｍ、深さが１１５μｍであり、ｙ方向の溝とｚ方向の溝との２つの交点を結ぶ直線と並行で、該直線からのオフセット量が１１μｍとなるようにして、ｘ方向において断面形状が対称なＶ字状の平行溝群を繰返しのパターンで切削した。こうして、真鍮板上に凸形状の多数の三角錐型キューブコーナー素子群が最密充填状に配置された母型を形成した。この三角錐型再帰反射素子の光学軸傾斜角(θ)は＋１゜であり、反射素子を構成する３つの側面の頂角はいずれも９０゜であった。次に、この真鍮製母型を用いて、形状が反転された凹形状のキューブコーナー成形用金型を作成した。次に、この成形用金型を用いて、厚さ１５０μｍのポリカーボネート樹脂シートを成形し、表面に保持体層の厚さが約１００μｍの多数の三角錐型再帰反射素子を最密充填状に配置した三角錐型キューブコーナープリズムシートを作成した。
　そして、作製したプリズムシートを、ＬＥＤモジュールの光軸方向において、保護カバーの外周面からプリズムシートのプリズムまでの距離が２０ｍｍ、プリズムからＬＥＤモジュールの出光部までの距離が０．５ｍｍとなるようにして、比較例１と同様のＬＥＤ照明装置の保護カバー内に設置して、ＬＥＤ照明装置を作製した。その際、プリズムシートは、ＬＥＤチップを覆い、かつプリズムシートのプリズム面がＬＥＤチップ側になるように配置した。
　次に、比較例１と同様にして輝度を測定した。この測定結果を比較例１と共に図１７に示す。図１７に示すように本実施例のＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置よりも、相対輝度曲線が、放射角度が大きな角度であっても高い値を示し、放射角度の変化による相対輝度の変化が小さい結果となった。このことから、実施例１の照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置の発光状態と比べ、保護カバーの光る部位が広がり、点光源拡散性及び輝度分布均一性が改善されていることが分かった。
　また、本実施例のＬＥＤ照明装置の外観を目視により観察した。目視は、ゴニオメータの角度を０°に設定し、ＬＥＤ照明装置の位置を固定して、観察者がＬＥＤ照明装置から１ｍ離れた位置から行い、ＬＥＤ照明装置の正面、左右方向、上下方向から外観の観察を行った。本実施例の照明装置は、いずれの角度においてもＬＥＤチップの配置位置の明るさが気にならず、ほぼ均一な発光状態であることが分かった。また、プリズムが目立たず優れた外観を示した。
　＜実施例２＞
　実施例１で用いた金型を２枚用意した。そして、プリズムシートの加熱圧縮成型時、厚さ１５０μｍのポリカーボネートフィルムを２枚の金型ではさみ、両面を加熱圧縮成形することで、実施例１のプリズムシートのプリズムと同様のプリズムが、両面に最密充填配置されたプリズムシートを作製した。この際、表面および裏面の三角錐型プリズムの素子方向は互いに一致するように成形した。
　そして、実施例１と同様に、作成したプリズムシートを設置して、ＬＥＤ照明装置を作製し、比較例１と同様にして輝度を測定した。このとき、ＬＥＤモジュールの光軸方向において、プリズムシートのＬＥＤモジュール側と反対側（保護カバー側）のプリズムから保護カバーの外周面までの距離が２０ｍｍ、このプリズムからＬＥＤモジュールの出光部までの距離が０．５ｍｍとなるようにした。この測定結果を比較例１と共に図１８に示す。図１８に示すように本実施例のＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置よりも、相対輝度曲線における放射角度の変化による相対輝度の変化が小さい。つまり、放射角度の大きな場所も適切に光が照射されるよう調整されている。このことから、本実施例の照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置の発光状態と比べ、点光源拡散性及び輝度分布均一性が改善されていることがわかった。
　また、本実施例のＬＥＤ照明装置の外観を実施例１と同様に目視により観察したところ、本実施例のＬＥＤ照明装置は、いずれの角度においてもＬＥＤチップの配置位置の明るさが気にならず、ほぼ均一な発光状態であり、ＬＥＤチップの設置位置が明るく見えることが、実施例１よりも改善されていることが分かった。また、プリズムが目立たず優れた外観を示した。
　＜実施例３＞
　一辺が１００μｍの立方体を再帰反射素子とする六角形型キューブコーナープリズムが、表面に形成された金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、六角形型キューブコーナープリズムが最密充填配置されたプリズムシートを作製した。
　そして、実施例１と同様に、作成したプリズムシートを設置して、ＬＥＤ照明装置を作製し、比較例１と同様にして輝度を測定した。この測定結果を比較例１と共に図１９に示す。図１９に示すように本実施例のＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置よりも、相対輝度曲線における放射角度の変化による相対輝度の変化が小さい。つまり、放射角度の大きな場所も適切に光が照射されるよう調整されている。このことから、本実施例の照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置の発光状態と比べ、点光源拡散性及び輝度分布均一性が改善されていることが分かった。
　また、本実施例のＬＥＤ照明装置の外観を実施例１と同様に目視により確認したところ、本実施例のＬＥＤ照明装置は、いずれの角度においてもＬＥＤチップの配置位置の明るさが気にならず、ほぼ均一な発光状態であり、実施例１とほぼ同程度にして、ＬＥＤチップの設置位置が明るく見えることが改善されていることが分かった。また、プリズムが目立たず優れた外観を示した。
　＜実施例４＞
　表面を平坦に研磨した１５０ｍｍ角の真鍮板の上に、先端角度が９０°のダイヤモンドツールを用いてフライカット法にて横方向に３０μｍのピッチで、１４μｍの深さの多数の平行なＶ字型溝群Ｖｘを切削した。次にＶ字型溝群に対して９０°の角度で交差するように、先端角度が９０°のダイヤモンドツールを用いて、３０μｍピッチで、１４μｍの深さの多数の平行なＶ字型溝群Ｖｙを切削し、凸型の多数のクロスプリズム素子群が形成された母型を製作した。この母型を用いて電鋳法により凹型の金型を製作した。この金型を用いた以外は、実施例１と同様にして、クロスプリズムが最密充填配置されたプリズムシートを作製した。
　そして、実施例１と同様に、作成したプリズムシートを設置して、ＬＥＤ照明装置を作製し、比較例１と同様にして輝度を測定した。この測定結果を比較例１と共に図２０に示す。図２０に示すように本実施例ＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置よりも、相対輝度曲線における放射角度の変化による相対輝度の変化が小さい。つまり、放射角度の大きな場所も適切に光が照射されるよう調整されている。このことから、実施例４の照明装置は、従来のプリズム層がないＬＥＤ照明装置の発光状態と比べ、点光源拡散性及び輝度分布均一性が改善されていることが分かった。
　また、本実施例のＬＥＤ照明装置の外観を実施例１と同様に目視により確認したところ、本実施例のＬＥＤ照明装置は、いずれの角度においてもＬＥＤチップの配置位置の明るさが気にならず、ほぼ均一な発光状態であり、実施例１とほぼ同程度に、ＬＥＤの設置位置が明るく見えることが改善されていることが分かった。また、プリズムが目立たず優れた外観を示した。
　＜実施例５＞
　プリズムシートのプリズムの向きを保護カバー側に設置した以外は、実施例４と同様にしてＬＥＤ照明装置を作製し、比較例１と同様にして輝度を測定した。この測定結果を比較例１と共に図２１に示す。
　図２１に示すように本実施例ＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置よりも、相対輝度曲線における放射角度が大きな角度で小さくなっている。例えば、放射角度がプラス４０°において、比較例１の相対輝度は０．４０であるのに対し、実施例５の相対輝度は０．２６であり、その差は０．１４と大きい。また、輝度測定値で比較すると、比較例１のＬＥＤ照明装置は、放射角度０°において、輝度測定値が５２５００（ｃｄ/ｍ２）であるに対し、実施例５のＬＥＤ照明装置は、同様の放射角度において、輝度測定値が７３９００（ｃｄ/ｍ２）となり、高い輝度値を示している。このことから、本実施例のＬＥＤ照明装置は、比較例１のＬＥＤ照明装置の発光状態と比べ、放射角度が小さい角度に光が集光していることが分かった。
　また、本実施例のＬＥＤ照明装置の外観を実施例１と同様に目視により観察したところ、プリズムが目立たず優れた外観を示した。
　＜比較例２＞
　実施例１で作製したプリズムシートと同様のプリズムシートを作製した。そして、光透過性のアクリル酸エステル系粘着剤（日本カ－バイド工業株式会社製　商品名　ＰＥ－１２１）を厚み０．５ｍｍで、比較例１のＬＥＤ照明装置の保護カバーの内壁面に塗布して、保護カバーの内壁面に、プリズムシートをプリズムの向きが光源側になるように接着した。こうして、保護カバーの内壁面にプリズムが形成された状態とした。このとき、保護カバーの外周面からプリズムシートまでの距離は、１ｍｍであり、プリズムシートからＬＥＤチップまでの距離は１９．５ｍｍであった。その後、比較例１と同様にして輝度を測定した。
　この結果を図２１に示す。図２１に示すように、本比較例のＬＥＤ照明装置の相対輝度曲線は、比較例１の照明装置の相対輝度曲線と略同じ挙動を示す。たとえば、放射角度がプラス４０°において、比較例１の相対輝度は０．４０に対し、比較例２の相対輝度は０．３４であり、その差は０．０６と小さい。また、比較例１のＬＥＤ照明装置は、放射角度が０°の場合、輝度が５２５００（ｃｄ/ｍ２）であるのに対し、比較例２のＬＥＤ照明装置は、比較例１と同様の放射角度の場合、輝度測定値が５５７００（ｃｄ/ｍ２）であり、比較例１と略同じ値を示し、調光の効果が然程得られないことが分かった。　また、プリズムシートが保護カバーと一体化しているため、実施例１～５のＬＥＤ照明装置と比較して、プリズムが目立ち外観が劣る結果となった。
　以上説明したように、本発明によれば、光る部位を容易に調整することができるＬＥＤ照明装置が提供され、すぐれた意匠性を有する照明装置等に適用可能である。
　１・・・保護カバー
　２・・・基台
　３・・・ＬＥＤ光源
　４・・・プリズムシート
　４ａ，４ｂ・・・プリズム層
　４ｃ・・・低屈折率層
　４ｄ，４ｅ・・・プリズム層
　５・・・光拡散シート
　５ａ・・・光拡散層
　１１・・・外周面
　１２・・・内周面
　１３・・・固定凸部
　２１・・・湾曲部
　２２・・・平板部
　２３・・・保持部
　３１・・・基板
　３２・・・発光素子部
　３３・・・出光部
　４２・・・プリズム

Claims (18)

  1. 　ＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源と間隔をあけて、前記ＬＥＤ光源の出光部に対向して設置される光透過性の保護カバーと、を少なくとも備える照明装置であって、
    　前記ＬＥＤ光源と前記保護カバーとの間に、内部若しくは少なくとも一方の面にプリズムが設けられたプリズムシートが設置される
    ことを特徴とするＬＥＤ照明装置。
  2. 　前記プリズムシートは、一方の面のみに前記プリズムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
  3. 　前記プリズムシートは、前記プリズムが前記ＬＥＤ光源側の面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
  4. 　前記プリズムシートは、前記プリズムが前記保護カバー側の面に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のＬＥＤ照明装置。
  5. 　前記プリズムシートは、両面に前記プリズムが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
  6. 　前記プリズムシートは、互いに屈折率が異なる複数の層が積層されて成り、
    　前記プリズムは、互いに積層される２つの層の界面に設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明装置。
  7. 　前記保護カバーは、円筒状であり、前記ＬＥＤ光源は、前記保護カバー内の空間に設置されることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  8. 　前記保護カバーは、半円筒状であり、前記ＬＥＤ光源は、前記保護カバー内の空間に設置されることを特徴とする１～６のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  9. 　前記プリズムが三角柱リニアプリズム、リニアフレネルレンズ、クロスプリズム、三角錐型プリズム、フレネルレンズ、六角形型プリズムのいずれかであることを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  10. 　前記プリズムがクロスプリズム、三角錐型プリズム、六角形型プリズムのいずれかであることを特徴とする請求項９に記載のＬＥＤ照明装置。
  11. 　前記保護カバーと前記ＬＥＤ光源との間に、前記プリズムシートと重なるように光拡散シートが設置されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
  12. 　前記プリズムシートと前記保護カバーとの間に光拡散シートが設置されていることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
  13. 　前記ＬＥＤ光源と前記プリズムシートとの間に光拡散シートが設置されていることを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明装置。
  14. 　前記プリズムシート内に光拡散層が積層されていることを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載のＬＥＤ照明装置。
  15. 　前記プリズムシートは、光拡散性を有する材料から成ることを特徴とする請求項１～１０に記載のＬＥＤ照明装置。
  16. 　前記ＬＥＤ光源の光軸方向において、前記ＬＥＤ光源から前記保護カバーの出射面までの距離を１とする場合に、前記ＬＥＤ光源から前記プリズムまでの距離は、０．５以下であることを特徴とする請求項１～１５のいずれか１項に記載のＬＥＤ照明装置。
  17. 　前記ＬＥＤ光源の光軸方向において、前記ＬＥＤ光源から前記保護カバーの前記出射面までの距離を１とする場合に、前記ＬＥＤ光源から前記プリズムまでの距離が、０．００５～０．３であることを特徴とする請求項１６に記載のＬＥＤ照明装置。
  18. 　前記ＬＥＤ光源の光軸方向において、前記ＬＥＤ光源から前記保護カバーの前記出射面までの距離を１とする場合に、前記ＬＥＤ光源から前記プリズムまでの距離が、０．０１～０．１であることを特徴とする請求項１７に記載のＬＥＤ照明装置。
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