본 발명은 프레넬 렌즈 및 이를 이용한 LED 조명 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 중심축을 대향하는 프레넬 렌즈의 출사면의 내측면이 상기 중심축에 대하여 이루는 각도(θ)가 프레넬 렌즈에 의하여 광로 변환되어 출사되는 광의 방사각(Φ)과 동일한 프레넬 렌즈(50b) 및 이를 이용한 LED 조명 장치에 관한 것이다. LED 조명 장치는 광을 발산하는 LED(10)와; 상기 LED(10)의 전방에 구비되어 상기 LED(10)에서 발산되는 광의 광로를 변환하여 출사시키는 프레넬 렌즈(50b)를 포함하여 이루어지고, 중심축을 대향하는 상기 프레넬 렌즈(50b)의 출사면의 내측면이 상기 중심축에 대하여 이루는 각도(θ)가, 상기 프레넬 렌즈에 의하여 광로 변환되어 출사되는 광의 방사각(Φ)과 동일하다. 바람직하게는, 상기 LED 조명 장치는 상기 LED(10)를 감싸도록 형성되어 상기 LED(10)로부터 발산되는 광이 통과되는 형광층(30)을 추가적으로 포함한다. 바람직하게는, 상기 LED(10)는 청색광을 발산하는 블루 LED이고, 상기 형광층(30)은 YAG:Ce 형광 물질을 포함한다. 바람직하게는, 상기 형광층(30)은, 상기 LED(10)로부터의 측방향 두께가 상기 LED(10)로부터의 전방향 두께보다 크게 형성된다. 바람직하게는, 상기 LED(10)를 내부에 안착시켜, 상기 LED(10)로부터 측방향으로 발산되는 광을 전방향으로 반사시키는 LED컵(20)을 추가적으로 구비한다.