(57)【要約】  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
2012063759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２１５５８４号公報
【特許文献２】特開２００５−  １９４１７号公報
【特許文献３】特開２００５−１８３００５号公報
【特許文献４】特開２００３−  ８６８４９号公報
【特許文献５】特開２０１１−  ６０７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。【００１２】
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。【００１３】
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。【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。【００１６】
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。【００１７】
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。【００１８】
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。【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
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。【００２７】
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。【００２８】
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。【００２９】
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。
【発明の効果】
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】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。
【図２】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３】図２に示すＬＥＤ照明装置の断面の構造を示す図である。
【図４】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５】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６】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７】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８】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。
【図９】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１０】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１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】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１５】図１４のプリズムシートを示す図である。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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。
【図２１】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。
【図２２】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。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
（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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
（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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
（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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【実施例】
【０１１２】
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。【０１１３】
＜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。【０１１４】
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。【０１１５】
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。【０１１６】
＜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。【０１１７】
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。【０１１８】
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。【０１１９】
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。【０１２０】
＜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。【０１２１】
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。【０１２２】
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。【０１２３】
＜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。【０１２４】
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。【０１２５】
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。【０１２６】
＜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。【０１２７】
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。【０１２８】
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。【０１２９】
＜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。【０１３０】
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。【０１３１】
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。【０１３２】
＜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。【０１３３】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
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。
【符号の説明】
【０１３５】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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