(57)【要約】下向きの発光アパーチャ（３６）を備えている密閉されたハウジング（１２、１４、１６、１８、２０）として形成されているクリーンルーム天井照明器具（１０）である。ハウジング内部に固定されハウジングから間隔を空けているヒートシンク（２２）がケーブルレースウェイ（２４）を形成している。ＬＥＤ（２６）がヒートシンクに取り付けられている。各ＬＥＤに結合されている高屈折率反射器（３０）が効率的に光をクリーンルームへと誘導する。ＬＥＤ及び／又は反射器の反射防止コーティング（３８）が光透過効率を改善する。各ＬＥＤ‐反射器対の間に塗布された屈折率整合化合物（４６）が効率を更に改善する。スペクトル選択性フィルタ材が、紫外線により損なわれるリソグラフィ工程に使用されるクリーンルームの紫外線照射を防止できる。ホログラフィック拡散レンズ（５２）及び／又は可変透過率フィルタ（５４）がＬＥＤの光を均一に分布するよう設置可能である。この器具はＨバー型クリーンルーム天井内部でスナップ式に噛み合うような大きさ及び形状に形成可能である。
2005506672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム天井照明器具（１０）であって、
（ａ）下向きの発光アパーチャ（３６）を備える密閉されたハウジング（１２、１４、１６、１８、２０）と、
（ｂ）ヒートシンク（２２）と前記ハウジングとの間にケーブルレースウェイ（２４）を形成するために、前記ハウジングの内壁（１６）から間隔を空けて、前記ハウジングの内壁（１６）の内側に固定されているヒートシンク（２２）と
（ｃ）前記ハウジング内部で前記ヒートシンク（２２）に取り付けられた複数の発光ダイオード（２６）と、前記発光ダイオード（２６）はそれぞれ、前記発光ダイオード（２６）の１つにより放出された光を前記アパーチャ（３６）を介して前記クリーンルームへと誘導するレンズ（２８）を備えており、
（ｄ）前記発光ダイオード（２６）に駆動電流を印加する電源とを備えるクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２】
前記発光ダイオード（２６）がそれぞれ、前記発光ダイオード（２６）の１つにより放出された光を前記アパーチャ（３６）を介して前記クリーンルームへ誘導する反射器（３０）を更に備えている請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項３】
前記レンズ（２８）はそれぞれ反射防止コーティング（３８）を更に有している請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項４】
前記反射器（３０）はそれぞれ反射防止コーティング（３８）を更に有している請求項２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項５】
前記反射器（３０）が高屈折率の材料で形成されている請求項２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項６】
前記高屈折率の材料がポリカーボネートである請求項５に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項７】
前記レンズ（２８）のそれぞれ及び前記反射器（３０）のうち隣接している１つに対し、前記レンズ（２８）の１つと前記反射器（３０）の隣接している１つとの間に塗布された屈折率整合化合物（４６）を更に有している請求項２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項８】
前記屈折率整合化合物（４６）がエラストマである請求項６に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項９】
前記反射器（３０）がスペクトル選択性フィルタ材で形成されている請求項２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１０】
前記スペクトル選択性フィルタ材が濃く染められたポリエステルである請求項５に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１１】
前記スペクトル選択性フィルタ材がスペクトル選択性薄膜フィルタ材である請求項５に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１２】
前記発光ダイオード（２６）により放出された前記光を前記アパーチャ（３６）を介して均一に分布させるホログラフィック拡散レンズ（５２）を更に有する請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１３】
前記ホログラフィック拡散レンズ（５２）が、表面を構造化されたプリズムフィルムを更に有する請求項１２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１４】
前記発光ダイオード（２６）により放出された前記光を前記アパーチャ（３６）を介して均一に分布させる可変透過率フィルタ（５４）を更に有する請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１５】
前記天井がＨバー構成を備え、前記ハウジングが前記Ｈバー構成内部でスナップ式に噛み合うような大きさ及び形状に作られている請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１６】
前記ハウジングが前記クリーンルーム天井に取り外し可能な状態で磁気的に取り付け可能である請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１７】
前記ハウジングが前記クリーンルーム天井に取り外し可能な状態で粘着取り付け可能である請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１８】
前記電源が無停電電源装置（６４）を更に有する請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項１９】
前記電源が、高電圧ＤＣ電源と前記器具（１０）との間に結合された直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ（６６）を更に有する請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２０】
前記電源が、前記無停電電源装置（６４）と前記器具（１０）との間に結合された直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ（６６）を更に有する請求項１８に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２１】
前記無停電電源装置（６４）が前記器具（１０）から離れた位置に配置されている請求項１８に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２２】
記無停電電源装置（６４）が前記器具（１０）から離れた位置に配置されている請求項２０に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２３】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項１９に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２４】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項２０に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２５】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項２２に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２６】
前記電源が、前記駆動電流を時間の関数として調整する調節器を更に有する請求項１に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続的に密閉された容器内に設けられた発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体デバイスを利用するクリーンルームの照明に関する。
【背景技術】
【０００２】
「クリーンルーム」とは、環境が慎重に制御され入室が非常に制限された限定されている領域であり、この中では空気とあらゆる面とが極めて清潔に保たれている。クリーンルームが用いられるのは、非常に敏感な機械を操作したり、集積回路チップなどの敏感な装置を組み立てたり、微量の塵や湿気や他の汚染物質により危険にさらされる恐れのある他の精巧な操作を行ったりするためである。クリーンルームは、特定の用途に適合する、異なる清浄度の「クラス（ｃｌａｓｓ）」を達成するよう設計されている。クリーンルームの「クラス」は、クリーンルームのあらゆる場所で２．８３×１０−２立方メートル（１立方フィート）の空間につき存在が許されている０．３マイクロメートルサイズ以上の粒子の最大数を定義している。例えば、「クラス１」のクリーンルームに許されているこのような粒子は、２．８３×１０−２立方メートル（１立方フィート）の空間当たり１個のみである。
【０００３】
クリーンルームの照明には多数の課題が伴う。例えば、クラス１のクリーンルーム照明器具は、粒子を閉じ込めてしまう突起が全くないように、換気の行われているクリーンルーム天井構造内に引っ込んでいなければならない。このように引っ込んでいることで、天井に取り付けられ天井から床への層流空気流を維持する換気装置に支障があってはならず、この層流空気流は、全ての粒子がクリーンルームから除去されるようクリーンルームの床の通気口へと確実に直ちに運ばれるために必要である。換気装置があるために、換気装置に支障をきたさずに照明器具を引っ込めておけるクリーンルームの天井空間は比較的狭い。
【０００４】
従来、クリーンルームは、換気装置の設置後に天井に残っている空間へ引っ込められて設置されている直径の小さい蛍光管により照明されている。この方法には幾つかの欠点がある。例えば、蛍光管は故障したら交換しなくてはならない。殆どのクリーンルームは１日２４時間週７日稼働している上に、蛍光管交換処置はクリーンルーム操作環境を損なうので、故障していてもいなくても全ての蛍光管が交換される年一回の交換のためにクリーンルームが操業停止されるまでは、故障した管は一般に同じ場所に放置されている。年一回の交換処置は費用のかかるクリーンルームの操業停止を必要とする上、その処置自体に時間も費用もかかる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、クリーンルームが汚染物質により重大な障害を発生するおそれのある、壊れやすいガラス、の部分のない、蛍光管よりもかなり長寿命の固体照明デバイスを利用して、前述の欠点に対処する。固体照明デバイスは更に、蛍光管よりも紫外線を含まない光を容易に生成すべく構成可能である。集積回路のリソグラフィ生産に使用されるクリーンルームではこのような光が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、下向きの発光アパーチャを備えている密閉されたハウジングとして形成されているクリーンルーム天井照明器具を提供する。ハウジング内部で、ハウジングから間隔を空けて固定されているヒートシンクがハウジングの内側にケーブルレースウェイを形成している。複数のＬＥＤがヒートシンクに取り付けられている。各ＬＥＤに結合されている高屈折率（ポリカーボネート）反射器が効率的にＬＥＤの光をアパーチャを介して前記クリーンルームへと誘導する。ＬＥＤ及び／又は反射器は光透過効率の改善のために反射を防止するよう覆われていてよい。ＬＥＤ‐反射器の各対の間に塗布された屈折率整合化合物が光透過効率を更に改善できる。スペクトル選択性フィルタ材が、紫外線により損なわれるリソグラフィ工程に使用されるクリーンルームの紫外線照射を防止できる。ホログラフィック拡散レンズ及び／又は可変透過率フィルタがＬＥＤの光をアパーチャを介して均一に分布すべく設置可能である。この器具はＨバー型クリーンルーム天井内部でスナップ式に噛み合うような大きさ及び形状に形成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下の説明全体に亘って、本発明がより完全に理解されるよう特定の細部が説明される。しかし、本発明はこれらの細目なしで実践されてもよい。他に、本発明を不必要に分かりにくくしないよう、周知の構成要素の図示ないしは詳細な説明がない場合がある。従って、本明細書及び図面は制限的な意味ではなく説明的な意味で認識されるべきである。
【０００８】
図１は、単一の「Ｈバー（Ｈ−Ｂａｒ）」型ハウジングを備えたクリーンルーム天井照明器具１０を図示する。このハウジングは、押し出し成形されたアルミニウムの垂直フレーム部材１２及び１４と、水平フレーム部材１６と、ハンガ１８と、ハンガレール２０とから形成されている。このＨバー構成は一般にクリーンルーム天井に備えられているので、照明器具１０を既存のＨバー型クリーンルーム天井に後付けすることは簡単であり、更に照明器具１０を最初に組み立てている間に照明器具１０を新型のＨバー型クリーンルーム天井と一体化することも容易である。
【０００９】
照明器具１０内部には押し出し成形されたアルミニウムのヒートシンク２２がその全長を延長するように固定されて、垂直フレーム部材１２と１４との間かつ水平フレーム部材１６の下にあり、水平フレーム部材１６とヒートシンク２２との間にケーブルレースウェイ２４が形成される。クリーンルームの重要な操作要件は、クリーンルームの全ての空気がクリーンルーム天井に設けられたフィルタを通り絶えず再循環されていなければならないことである。特に、代表的なクラス１のクリーンルームには３つのフロアがある。この３つのフロアとは、（１）高効率粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタを収容しているフロアを備えた上部の「ある程度清潔な（ｓｅｍｉ−ｃｌｅａｎ）」歩いてよいプレナム（ｐｌｅｎｕｍ）空間、（２）クラス１のクリーンルーム空間で構成された中間のフロア、（３）空気が再循環され上部のプレナム空間へと戻る、下部のフロアの空気循環室である。プレナム空間とクリーンルーム空間との間及びＨＥＰＡフィルタ同士間にＨバー構造が配置されている。Ｈバー構造は、プレナム空間とクリーンルーム空間との間を気密シールすべく、連続的に密閉されていなくてはならない。これを容易にするには、器具１０そのものが「連続的に密閉された容器」でなくてはならない。ヒートシンク２２と器具１０のハウジング部分との間に特別な密閉は必要ないが、ヒートシンク２２とハウジングとの間に温度伝達型粘着シーラントを塗布することが有用である。
【００１０】
複数の固体照明装置２６（図１には１つだけ示されているが、図１１には複数の固体照明装置２６が示されている）には、ヒートシンク２２の下面への温度伝達型粘着化合物による固定又は機械的な固定の少なくともどちらかがなされており、各装置２６の光出力レンズ２８が下に向けられた状態である。下方に突出した一般に放物線状の光反射器３０が、各レンズ２８を覆って固定され、支持フランジ３２と３４によりこれらの間に機械的に所定の位置に保持され、支持フランジ３２と３４はそれぞれフレーム部材１２と１４の下端に形成されている。各反射器３０には平らな下面３６があり、この下面３６は延長しフランジ３２及び３４の最下端同士間にシリコーンないしは他のゴムのガスケットシール（図示せず）により密閉され、これにより器具１０にはギャップのない下面がもたらされる。この下面は、ハンガ１８とレール２０とを介して器具１０が取り付けられた際にクリーンルーム天井と同一平面になる。下面３６は同時に、図１１に示されるように、照明器具１０の下向きの発光アパーチャを構成する。
【００１１】
電源及び／又は制御線（以下に図１０を参照して説明する）はレースウェイ２４を通りヒートシンク２２を通り直流（ＤＣ）電源（以下に説明する）と各装置２６との間に延びている。例えば、ヒートシンク２２の下面に沿う各装置２６の間隔に対応する間隔を空けてヒートシンク２２を貫通してアパーチャが開けられていてもよい。制御線がアパーチャを通って延長された後、アパーチャはシリコーンで密閉される。装置２６は、オランダのアイントホーフェンのＬｕｍｉｌｅｄｓ  Ｌｉｇｈｔｉｎｇ  Ｂ．Ｖ．より販売されているＬＵＸＥＯＮ（商標）高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）型高線束出力装置などでよい。
【００１２】
レンズ２８及び反射器３０は、ＬＥＤのサイズが本質的に小さくＬＥＤに光指向性があるため、下面３６を通りクリーンルームへと入る光出力を、先行技術の蛍光管型クリーンルーム照明システムよりも効率的にＬＥＤ２６によって結合できる。これに対して、蛍光管などの比較的大型で光を散乱させる光源により光出力を効率的に結合することは困難である。室内を照明するための高い「照明率（ＣＵ）」特性を備えている指向性光源に比べ、光を散乱させる光源にはこの難易度は高い。指向性照明は、望ましくない壁や天井の反射のために光を「無駄にする（ｗａｓｔｉｎｇ）」ことがなく、仕事領域を照明することに更に適している。レンズ２８及び反射器３０は、照明器具１０による光出力の指向性を改善する。
【００１３】
ヒートシンク２２は、ＬＥＤ２６により生成された熱を効果的に放散できなくてはならず、各ＬＥＤ２６には非常に小型（１平方ミリメートルまで）の光源と更に小型の熱を生成する電気的接合部とがある。ヒートシンク２２には、ＬＥＤ２６により生成された熱をできる限り早く放散するために必要な最小量の熱伝導性材料が含有されていることが望ましい。器具１０内部にはヒートシンク２２の収容に比較的狭い空間しかないが、天井に取り付けた換気装置に支障をきたす恐れを最小に抑えるべく、ヒートシンク２２が器具１０の外部に全く突出しないようにしておくことが望ましい。前述のようにレースウェイ２４を設けるべくヒートシンク２２を取り付けることで、効果的な熱放散が達成され、必要な配線が器具１０の外部に突出することはなくなり、更に換気装置に支障をきたす恐れが最小に抑えられ、器具１０を連続的に密閉された容器として構成するという目的が達成される。
【００１４】
器具１０の光伝送効率の改善は、反射器３０の下面３６の外側の（即ち、図２に図示されているように下の）面及び／又はＬＥＤ２６と反射器３０の隣接した部分との間に、薄膜の反射防止コーティング３８（図２）を化学的ないしは物理的に蒸着することにより可能である。周知のように、このコーティングはコーティングされた面に入射する光線に光学干渉して、フレネル界面で反射される光量を最小に抑える。これは図２に概略的に示され、図２の左側では反射防止コーティング３８がないことによる入射光４２の望ましくない反射４０が示され、図２の右側では反射防止コーティング３８の塗布によってどのように入射光４４がこの界面で実質的に反射せずに反射器３０の下面３６を通過するかが示されている。
【００１５】
反射器３０は、屈折率ｎが約１．６のポリカーボネートなどの高屈折率の材料で形成されることが望ましい。スネルの法則に従って、高屈折率の材料により、反射器の光反射力を低下させることなく反射器３０を薄くすることが可能になるので、器具１０内部の利用可能な限定された空間は保存され、器具１０内部に収容可能なヒートシンク２２のサイズを大きくすることができる。
【００１６】
器具１０の光伝送効率の更なる改善は、レンズ２８と反射器３０の隣接した部分との間に屈折率整合化合物４６（図３）、例えば未加工のシリコーンエラストマー（即ち、フロリダ州ジュピターのＨ．Ｗ．  Ｓａｎｄｓ  Ｃｏｒｐ．より販売されているカタログ番号ＯＣＡ５１７０）などを、例えば、液噴射により塗布することで可能である。この化合物は、反射器３０が前述のように高屈折率の材料で形成されている場合には、この高屈折率の材料はかなりフレネル表面反射するという特徴があるため、特に有益であり、高屈折率の材料は最小限に抑えられていることが望ましい。特に、任意の材料とこの材料に隣接する空気との間のフレネル反射Ｒは以下の式で与えられる。
【００１７】
Ｒ＝１／２［｛ｓｉｎ２（１−ｒ）／ｓｉｎ２（１＋ｒ）｝＋｛ｔａｎ２（ｉ−ｒ）／ｔａｎ２（ｉ＋ｒ）｝］
ここで、ｉは光が材料に入射する角度であり、ｒは屈折角でスネルの法則に従いｒ＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎ（ｉ／ｎ２）であり、ｎ２は材料の屈折率である。
【００１８】
効率的な屈折率整合化合物は、間に化合物が配置される２つの材料の屈折率の相乗平均に屈折率が等しい化合物である。図４Ａには、屈折率が整合していない化合物がレンズ２８（ｎ〜２）と反射器３０（ｎ〜１．６）との間に塗布され、空気（ｎ〜１）ギャップ４８がその間に残されている状況が概略的に図示されている。その結果として、入射光５０はレンズ２８とギャップ５０との間のポリマー：空気界面で望ましくない反射をし、更にギャップ４８と反射器３０との間の空気：ポリマー界面でも望ましくない反射をする。図４Ｂには、レンズ２８と反射器３０との間に、屈折率（ｎ〜√（２×１．６）〜１．７９、即ちレンズ２８及び反射器３０の屈折率の積の平方根）を備えた屈折率整合化合物４６が塗布され、その間にエアギャップのない状況が図示されている。この効果は望ましくないフレネル反射を低減させることであり、この所望の低減効果は、間に化合物が配置される２つの材料の屈折率の差が広がるに伴って増加する。
【００１９】
器具１０の光伝送効率の更なる改善は、選択された光波長がクリーンルームに伝達されないよう、反射器３０及び／又は反射器３０の下面３６を、（カリフォルニア州ハリウッドのＧＡＭ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．より販売されている）ＧＡＭの濃く染められた（ｄｅｅｐ  ｄｙｅｄ）ポリエステルのカラーフィルタなどのスペクトル選択性フィルタ材で形成することで可能である。このような形成は、反射器３０の形成に用いられる成形過程中に染料を注入するか、カラーフィルタフィルムを付加することにより可能である。一方、反射器３０及び／又は反射器３０の下面３６にはスペクトル選択性薄膜フィルタ材が化学蒸着により塗布されてもよい。スペクトルの選択性はクリーンルームが集積回路チップのリソグラフィの生産に使用される場合には特に重要であり、これは非常に精密なリソグラフィ工程に特定の光波長が干渉するためである。一般に、このようなリソグラフィに使用されるクリーンルームでは、紫外線を含む４００ｎｍ（青）から紫外線までの光波長と更に短い波長の範囲とが禁止されている。図５には、このスペクトルのろ過の効果が図示されている。実線の曲線は、前述のスペクトルろ過を行わなかった場合の器具１０の標準的な光出力特性を表す。破線の曲線は、約４００ｎｍ未満の光波長を除去するために前述のスペクトルろ過を行った場合の器具１０の標準的な光出力特性を表す。
【００２０】
器具１０により照明されているクリーンルーム空間の全体に亘って器具１０が光を均一に分布させることが望ましい。指向性の高い光出力特性を持つ幾つかのタイプの小型ＬＥＤ２６の場合及び／又は幾つかのクリーンルーム構成の場合には、所望の均一な照明を達成するため、図６に示すようにフランジ３２と３４との間にホログラフィック拡散レンズ５２を設ける必要がある。（この文脈では、「ホログラフィックの（ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ）」はレンズ５２がホログラフ的に記録された原型から複製されることを意味する。）適切なホログラフィック拡散レンズの例は、表面を構造化されたプリズムフィルム、例えばカリフォルニア州トランスのＰｈｙｓｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより販売されているＬｉｇｈｔ  Ｓｈａｐｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｅｒ（登録商標）フィルムなど、ないしはフレネルレンズと同類のより複雑なプリズム構造、例えば指向性を持たずにＬＥＤの光を比較的広い領域に亘り最も効果的に広げることができる受注製造の精密な射出成形フィルムなどである。
【００２１】
所望の均一な光出力効果の達成ないしは改善は、図７に示すように、反射器３０の下面３６に、米国特許４，９３７，７１６号に記載されているタイプ（１つ以上）の可変透過率フィルタ５４を設けることでも可能である。‘７１６特許で説明されているように、可変透過率フィルタ５４は暗い点及び／又は明るい点を最小に抑え、これらの点はフィルタ５４がない場合には、ＬＥＤ２６に指向性の高い点光源特性があるため下面３６の別個の領域で知覚されてしまう。図８に示すように、フィルタ５４がない場合には貫通して伝達され明るい領域として知覚されてしまう光が、５６で示されるように反射され（ないしは減衰され）、器具１０内部での続く反射（１回以上）の後で、フィルタ５４がない場合には暗い領域として知覚されてしまう可変透過率フィルタ５４の異なる領域５７を通過して放出されてもよく、従って、ＬＥＤ２６による光出力が保存されることで器具１０の効率は高められ、より均一にクリーンルームが照明される。
【００２２】
照明器具１０が既存のＨバー型クリーンルーム天井に後付けされる場合、図９に示すように、取り外し可能で交換可能な照明モジュール５８を利用することが有利である。既存のＨバー型クリーンルーム天井には、垂直フレーム部材１２及び１４と、水平フレーム部材１６と、ハンガ１８と、ハンガレール２２とが既に存在する。各モジュール５８は予め密閉された薄壁の長方形の箱として形成可能で、この箱には、ヒートシンク２２と、ケーブルレースウェイ２４と、複数の固体照明ＬＥＤ２６とが収容され、上述のように、ＬＥＤ２６には付随するレンズ２８と反射器３０とが備えられ、更に反射防止コーティング、屈折率整合化合物、ホログラフィック拡散フィルタ、及び／又は可変透過率フィルタも備えられている。モジュール５８の側壁６０及び６２は、モジュール５８とフランジ３２、３４とが取り外し可能な状態でスナップ式に噛み合うために柔軟に作られていてよい。一方、Ｈバー天井構造が磁性体から形成されている場合は、モジュール５８は、モジュール５８の側壁を磁化された材料で形成することで、垂直フレーム部材１２と１４との間に取り外し可能な状態で磁気的に保持されていてよい。Ｈバー天井構造が非磁性体から形成されている場合は、前述のようにモジュール５８を磁気的に保持するために、強磁性体が天井構造の選択された部分に機械的に固定されていてよい。更なる代案として、モジュール５８は垂直フレーム部材１２と１４との間に取り外し可能な状態で粘着して保持されていてもよい。クリーンルーム天井への照明器具の迅速な後付けを容易にすることに加えて、モジュール５８は、クリーンルームが操業している間でも、蛍光管のガラスが破損するおそれやクリーンルーム環境に蛍光体が開放されるおそれがないため、欠陥のあるモジュールの簡単で迅速な交換を容易にする。
【００２３】
図１０に示すように、照明器具１０ないしはモジュール５８から遠く離れている無停電電源装置（ＵＰＳ）６４、又は、電力をＬＥＤ２６に効率的に分布するよう照明器具１０ないしはモジュール５８の各々に近接している直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ６６のうち、少なくとも一方を配置可能する。ＵＰＳ６４は停電の場合でもクリーンルームを照明された状態にしておける。十分なクリーンルームの非常用照明を維持するには、幾つかの照明器具１０ないしはモジュール５８のみを照明すれば通常は十分なので、ＵＰＳ６４は選択された幾つかの照明器具１０ないしはモジュール５８に電気的に接続されていればよい。
【００２４】
ＬＥＤ２６は低電圧のＤＣデバイスとしては最も効率的に働く。しかし、低電圧のＤＣ電力は、従来の天井照明器具の電力導体６８を通ると抵抗損失のため効率的に伝達されない。直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ６６のうちの１つが照明器具１０ないしはモジュール５８の各々に近接して配置されていれば、ＤＣ電力は、損失の少ない高いＤＣ電圧レベルで従来の電力導体６８を通り、コンバータ６６へと効率的に伝達される。コンバータ６６は電力信号をＬＥＤ２６に必要な低いＤＣ電圧レベルへと変換するので、照明器具１０ないしはモジュール５８への効率的な配電が達成される。
【００２５】
ＬＥＤ２６へと送り出される電力を徐々に慎重に調整することにより、ＬＥＤ２６は十分なクリーンルーム照明レベルを長い期間に亘って維持できる。ＬＥＤ２６の寿命は極めて長い（一般に１００，０００時間を上回る）が、ＬＥＤ２６が一定の電流信号により駆動されていても、ＬＥＤ２６の光出力特性は徐々に低下する。ＬＥＤ２６の「有効（ｕｓｅｆｕｌ）」寿命（即ち、ＬＥＤ２６の光出力がクリーンルームを照明するために十分な期間）の延長は、ＬＥＤ２６の光出力強度が規定された最低レベルを切らないようにＬＥＤ２６へと送り出される電力を調整することで可能である。この延長は、適切な光センサ（図示せず）をクリーンルームに取り付けてＬＥＤ２６に印加される駆動電流を光センサの出力信号の関数として（例えば光センサの出力信号に反比例して）調整することで達成可能であり、又、ＬＥＤ２６へと送り出される電力を予め選択された量だけ予め選択された時間に手操作で変動させることでも達成可能であり、或いは、照明器具１０ないしはモジュール５８に結合され適切にプログラムされた電子制御装置（図示せず）を介しても達成可能である。ＬＥＤ２６に印加される駆動電流のこの調整は、ＬＥＤ２６の「有効（ｕｓｅｆｕｌ）」寿命の終わりに近づいたときにＬＥＤ２６が過度に駆動させられると、ＬＥＤ２６の総合的な寿命を縮めることがあるが、ＬＥＤ２６の総合的な有効寿命は前述のように延長され、図１２Ａ〜図１２Ｆに示される通りである。
【００２６】
図１２Ａ及び図１２Ｂには、定電力駆動信号（図１２Ｂの実線）がＬＥＤ２６に印加され、そのためＬＥＤ２６による光束（Φ）出力（図１２Ａ）が経時的に低下する状況が図示されている。図１２Ａの水平な破線はＬＥＤ２６の最小許容光束出力を表している。図１２Ｂの水平な破線はＬＥＤ２６の最大入力電力定格を表している。ＬＥＤ２６に印加される図１２Ｂの定電力駆動信号は、ＬＥＤ２６の最大入力電力定格よりも若干少ない。図１２Ａに見られるように、ＬＥＤ２６による光束（Φ）出力は時間ｔ０まで低下し、時間ｔ０はＬＥＤ２６が最小許容光束出力を生成できなくなったため交換されなくてはならない時間を表す。
【００２７】
図１２Ｃ及び図１２Ｄには、ＬＥＤ２６による光束（Φ）出力を対応して増加させる（図１２Ｃ）ために、ＬＥＤ２６に印加される電力駆動信号（図１２Ｄの実線）が定期的な間隔で増加する、改善された状況が図示されている。図１２Ｃと図１２Ｄの水平な破線はやはり、ＬＥＤ２６の最小許容光束出力とＬＥＤ２６の最大入力電力定格をそれぞれ表している。図１２Ｃに見られるように、ＬＥＤ２６による光束（Φ）出力は前述の通り時間ｔ１＞ｔ０まで定期的に増加し、時間ｔ１はＬＥＤ２６が最小許容光束出力を生成できなくなったため交換されなくてはならない時間を表す。
【００２８】
図１２Ｅ及び図１２Ｆには、ＬＥＤ２６による光束（Φ）出力を一定のレベルに保つ（図１２Ｅ）ために、ＬＥＤ２６に印加される電力駆動信号（図１２Ｆの実線の曲線）が徐々に連続的に増加する更なる改善が図示されている。図１２Ｅと図１２Ｆの水平な破線はやはり、ＬＥＤ２６の最小許容光束出力とＬＥＤ２６の最大入力電力定格をそれぞれ表している。図１２Ｅに見られるように、ＬＥＤ２６による光束（Φ）出力は時間ｔ２＞ｔ１＞ｔ０まで一定を保ち、時間ｔ２はＬＥＤ２６が最最小許容光束出力を生成できなくなったため交換されなくてはならない時間を表す。
【００２９】
前述の開示を考慮すると当業者には明らかなように、本発明の実施に際して本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更及び修正が可能である。従って、本発明の範囲は以下の請求項で規定された内容に従って解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る固体照明デバイスを組み込んだクリーンルーム天井照明器具の断面図。
【図２】反射防止コーティングを光出力反射器に塗布することによる効果を概略的に図示している、図１の照明器具の一部を拡大した断面図。
【図３】固体照明デバイスと光出力反射器との間に塗布された屈折率整合化合物を示している、図１に類似した図。
【図４Ａ】固体照明デバイスと光出力反射器との間に屈折率整合化合物が結合されていることによる効果を概略的に示す図。
【図４Ｂ】固体照明デバイスと光出力反射器との間に屈折率整合化合物が結合されていることによる効果を概略的に示す図。
【図５】光出力反射器をスペクトル選択性フィルタ材で形成することによる効果を示す図。
【図６】本発明に係るホログラフィック拡散レンズを組み込んだクリーンルーム天井照明器具の断面図。
【図７】可変透過率フィルタを組み込んだ固体照明デバイスを備えたクリーンルーム天井照明器具の断面図。
【図８】図７の可変透過率フィルタを組み込んだ図１の照明器具の概念側断面図。
【図９】本発明に係る交換可能な固体照明モジュールを組み込んだクリーンルーム天井照明器具の断面図。
【図１０】無停電電源装置及び直列型ＤＣ−ＤＣコンバータをブロック図のかたちで示している、本発明に係るクリーンルーム天井照明器具の断面図。
【図１１】本発明に係る複数の固体照明デバイスを組み込んだクリーンルーム天井照明器具の断片的な概念側断面図。
【図１２Ａ】本発明に係る光出力調整による効果を、光束（Φ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図１２Ｂ】本発明に係る光出力調整による効果を、電力（Ｐ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図１２Ｃ】本発明に係る光出力調整による効果を、光束（Φ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図１２Ｄ】本発明に係る光出力調整による効果を、電力（Ｐ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図１２Ｅ】本発明に係る光出力調整による効果を、光束（Φ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図１２Ｆ】本発明に係る光出力調整による効果を、電力（Ｐ）を時間（ｔ）の関数としてプロットして示す図。
【図５】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年1月12日(2004.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｈ−バー構造に組まれた複数のフレーム部材によって形成されたクリーンルーム天井の照明器具（１０）であって、
（ａ）下向きの発光アパーチャ（３６）を備えた、天井のフレーム部材内に、取り外しや入れ替え可能なように組み込まれ得るサイズと形状の、密閉されたモジュール（５８）と、
（ｂ）ヒートシンク（２２）と内壁との間にケーブルレースウェイ（２４）を形成するために、前記モジュールの内壁から間隔を空けて、前記モジュールの内側に固定されているヒートシンク（２２）と,
（ｃ）前記モジュール内部で前記ヒートシンク（２２）に取り付けられた複数の発光ダイオード（２６）と、前記発光ダイオード（２６）はそれぞれ、前記発光ダイオード（２６）の１つにより放出された光を、前記アパーチャ（３６）を介して前記クリーンルームへと誘導するレンズ（２８）を備えており、
（ｄ）前記発光ダイオード（２６）に駆動電流を印加する電源と、を備える照明器具（１０）。
【請求項２】
前記発光ダイオード（２６）がそれぞれ、前記発光ダイオード（２６）の１つにより放出された光を前記アパーチャ（３６）を介して前記クリーンルームへ誘導する反射器（３０）を更に備えている請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項３】
前記レンズ（２８）はそれぞれ反射防止コーティング（３８）を更に有している請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項４】
前記反射器（３０）はそれぞれ反射防止コーティング（３８）を更に有している請求項２に記載の照明器具（１０）。
【請求項５】
前記反射器（３０）が高屈折率の材料で形成されている請求項２に記載の照明器具（１０）。
【請求項６】
前記高屈折率の材料がポリカーボネートである請求項５に記載の照明器具（１０）。
【請求項７】
前記レンズ（２８）のそれぞれ及び前記反射器（３０）のうち隣接している１つに対し、前記レンズ（２８）の１つと前記反射器（３０）の隣接している１つとの間に塗布された屈折率整合化合物（４６）を更に有している請求項２に記載の照明器具（１０）。
【請求項８】
前記屈折率整合化合物（４６）がエラストマである請求項７に記載の照明器具（１０）。
【請求項９】
前記反射器（３０）がスペクトル選択性フィルタ材で形成されている請求項２に記載の照明器具（１０）。
【請求項１０】
前記スペクトル選択性フィルタ材が濃く染められたポリエステルである請求項９に記載の照明器具（１０）。
【請求項１１】
前記スペクトル選択性フィルタ材がスペクトル選択性薄膜フィルタ材である請求項９に記載の照明器具（１０）。
【請求項１２】
前記発光ダイオード（２６）により放出された前記光を前記アパーチャ（３６）を介して均一に分布させるホログラフィック拡散レンズ（５２）を更に有する請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１３】
前記ホログラフィック拡散レンズ（５２）が、表面を構造化されたプリズムフィルムを更に有する請求項１２に記載の照明器具（１０）。
【請求項１４】
前記発光ダイオード（２６）により放出された前記光を前記アパーチャ（３６）を介して均一に分布させる可変透過率フィルタ（５４）を更に有する請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１５】
前記モジュールが前記天井フレーム部材に取り外し可能な状態で磁気的に取り付け可能である請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１６】
前記モジュールが前記天井フレーム部材に取り外し可能な状態で粘着取り付け可能である請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１７】
前記電源が無停電電源装置（６４）を更に有する請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１８】
前記電源が、高電圧ＤＣ電源と前記器具（１０）との間に結合された直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ（６６）を更に有する請求項１に記載の照明器具（１０）。
【請求項１９】
前記電源が、前記無停電電源装置（６４）と前記器具（１０）との間に結合された直列型ＤＣ−ＤＣコンバータ（６６）を更に有する請求項１７に記載のクリーンルーム天井照明器具（１０）。
【請求項２０】
前記無停電電源装置（６４）が前記器具（１０）から離れた位置に配置されている請求項１７に記載の照明器具（１０）。
【請求項２１】
記無停電電源装置（６４）が前記器具（１０）から離れた位置に配置されている請求項１９に記載の照明器具（１０）。
【請求項２２】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項１８に記載の照明器具（１０）。
【請求項２３】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項１９に記載の照明器具（１０）。
【請求項２４】
前記ＤＣ−ＤＣ直列型コンバータ（６６）が前記器具（１０）に極めて近接して配置されている請求項２１に記載の照明器具（１０）。
【請求項２５】
前記電源が、前記駆動電流を時間の関数として調整する調節器を更に有する請求項１に記載の照明器具（１０）。出願時の請求項１５を取り消し、他の請求項は変更した。
【国際調査報告】
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2005506672.tif 000040