(57)【要約】【課題】Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスを実現する。【解決手段】少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップ（３ｒ、３ｇ）が組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップ（３ｒ、３ｇ）が組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、実装面（２ａ）を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線（１７）を境にして分かれるように配置されており、全ての緑のＬＥＤチップ（３ｇ）の発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップ（３ｂ）の発光面の合計面積よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとのＬＥＤチップが１つのパッケージに収容されたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴とするＬＥＤデバイス。
【請求項２】
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが、色ごとに上記中央線を対称軸として線対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項３】
少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとのＬＥＤチップが１つのパッケージに収容されたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色のうちの一部の色について、上記一部の色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第３のＬＥＤチップ群と、上記一部の色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第４のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第３のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第４のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する第１の中央線を境にして分かれるように配置されているとともに、
上記少なくとも２色のうちの残りの色について、上記残りの色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第５のＬＥＤチップ群と、上記残りの色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第６のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第５のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第６のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する第２の中央線であって上記第１の中央線に直交する上記第２の中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴とするＬＥＤデバイス。
【請求項４】
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが、色ごとに上記第１の中央線と上記第２の中央線との少なくとも一方を対称軸として線対称に配置されていることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項５】
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての赤のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項６】
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとに、ＬＥＤチップの大きさまたは形状が異なっていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項７】
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとに、全てのＬＥＤチップを囲む外周包絡線として長方形が存在することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項８】
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色が、上記３色以外の波長の色を含んでいることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のＬＥＤデバイス。
【請求項９】
１色以上の色ごとのＬＥＤチップが収容されたＬＥＤパッケージが同じ平面上に複数並べられてなり、全体として少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが備えられたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記ＬＥＤパッケージが並べられた範囲の上記平面の領域を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴とするＬＥＤデバイス。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載のＬＥＤデバイスを備えていることを特徴とする光学ユニット。
【請求項１１】
ＬＥＤチップごと、あるいは、複数個のＬＥＤチップごとに、上記ＬＥＤデバイスとは独立した集光用のレンズが設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光学ユニット。
【請求項１２】
ライトバルブを備えており、
上記ＬＥＤデバイスから、上記ライトバルブまでの光路に、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の光を重ねあわせる光学部品と光の輝度むらを低減する部品とが配置されていないことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ（リアプロジェクタを含む）などに用いられる、ＬＥＤデバイス、およびそのＬＥＤデバイスを備える光学ユニット関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単板式のプロジェクタにおいては、赤色（以下、「Ｒ」と称する），緑色（以下、「Ｇ」と称する），青色（以下、「Ｂ」と称する）の各ＬＥＤ光源が、各々に対応した色の光を、各色間で時分割されるように、画素を構成する１つのライトバルブに照射する。そして、当該ライトバルブが、反射型ＬＣＯＳや透過型液晶の場合に偏光の位相を操作することにより、また、反射型ミラーデバイスの場合に反射光の角度を操作すること等により、光の明るさの階調を変えている。
【０００３】
この反射光あるいは透過光はスクリーン上に結像して画像を形成する。
【０００４】
この時、ライトバルブに照射されるＲ，Ｇ，Ｂの光について色毎に輝度むらがあると、ライトバルブ上に互いにＲ，Ｇ，Ｂの輝度の比率が異なる箇所が生じ、その結果、スクリーンに形成された画像に色むらが発生する。
【０００５】
プロジェクタにおいて色むらを発生させないためには、ライトバルブ上に均一な輝度分布を有する光が照射される、あるいは、ライトバルブ上におけるＲ，Ｇ，Ｂの輝度分布が同じであることが必要である。
【０００６】
従来のＬＥＤを使用しているプロジェクタの光学エンジンでは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ光源から出射された光を、ライトバルブの手前にフライアイレンズやロッドインテグレータといった光学部品を使用することにより、均一光にしていた。
【０００７】
また、プロジェクタ用のライトバルブは、有効エリアが対角で１ｃｍ程度の小さなものであり、これに使用されるＬＥＤ光源も５ｍｍ角程度の小さなものが一般的である。
【０００８】
使用されるＬＥＤ光源には、ＬＥＤチップとしてはサイズの大きな１ｍｍ角程度の同じ大きさのＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップを個別に搭載したＬＥＤデバイスや、同様のＬＥＤチップを、Ｒについて１個、Ｇについて２個、Ｂについて１個をひとつのパッケージに搭載したＬＥＤデバイスを使用していた。
【０００９】
図１５に、従来のＬＥＤデバイスを使用したプロジェクタの光学エンジン１００を示す。
【００１０】
図１６に、図１５の光学系１００に使用されるＬＥＤデバイス１０１を示す。図１６では、簡略的に図示するが、面発光ダイオードからなるＲのＬＥＤチップ１０２，ＧのＬＥＤチップ１０３，ＢのＬＥＤチップ１０４が、発光面を上面側として実装されるようにして個別に搭載された、３個のＬＥＤデバイス１０１・１０１・１０１を使用する。
【００１１】
これらの光源から出射された３色の波長の異なる光は、効率良くライトバルブ１１１に導くためにレンズ１１３で集光され、ミラー１０５およびダイクロイックビームスプリッタ１０６・１０６によって３色の光路は重ね合わせられる。
【００１２】
３色の光はそれぞれ時分割で、輝度むらを低減するためのフライアイレンズ１０７を通り、均一な輝度分布を有する光となった後に、偏光板１０８、偏光ビームスプリッタ１０９、１／４波長板１１０を順次透過し、ライトバルブ１１１に到達する。
【００１３】
ライトバルブ１１１で反射された光は１／４波長板１１０を透過して再び偏光ビームスプリッタ１０９に到達し、その偏光方向により、一部の光が偏光ビームスプリッタ１０９で反射して投光光学系１１２を透過し、スクリーン（図示せず）に結像して画像を形成する。
【００１４】
上記構成では、ＬＥＤデバイス１０１からライトバルブまでの距離が遠く、かつ、各色のＬＥＤデバイス１０１からライトバルブまでの距離が異なることにより、光軸のずれ、および、各色の強度分布の差による輝度むらが発生するため、フライアイレンズ１０７を使用することで各色光を均一な輝度としている。
【００１５】
図１７に、従来の別のＬＥＤデバイスを使用したプロジェクタの光学エンジン２００を示す。
【００１６】
図１８に、図１７の光学系２００に使用されるＬＥＤデバイス２０１を示す。このＬＥＤデバイス２０１は、例えば非特許文献１に紹介されており、面発光ダイオードからなるＲのＬＥＤチップ２０２，ＧのＬＥＤチップ２０３，ＢのＬＥＤチップ２０４が、発光面を上面側として実装されるようにして１パッケージに搭載された構成である。
【００１７】
４つのＬＥＤデバイスの中心２１６は発光エリアの中心であるが、これを基準となる発光中心とみなすと、２つのＧのＬＥＤチップ２０３・２０３は中心２１６に対して互いに点対称の位置に配置されているが、ＲのＬＥＤチップ２０３とＢのＬＥＤチップ２０４とは中心１６からずれた位置にそれぞれ１つずつ配置されている。
【００１８】
このため、ＬＥＤデバイス２０１から出射された光は、Ｒ，Ｇ，Ｂ間で互いに輝度分布の中心が異なったものとなるが、レンズ付きのロッドインテグレータ２１５を通って均一な輝度分布を有する光になるとともにロッドインテグレータ２１５の出口のレンズで集光され、１／４波長板２１０を通過してライトバルブ２１１に向かう。
【００１９】
図１５、図１７の構成ともＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップは時分割で点灯するが、図１７の従来例では、１つのＬＥＤデバイスがＲ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤチップが同一パッケージに搭載された状態に構成されており、このＬＥＤデバイスの発光時間は各色の発光時間の和となる。従って、図１７のＬＥＤデバイス２０１の発光時間は、図１５の従来例の各ＬＥＤデバイス１０１における発光時間の３倍となる。このため、図１７の例では、ＬＥＤデバイス２０１の発熱が大きくなり、放熱を行う必要から、メタル基板使用、放熱用材料追加、ファン設置等の対応を行っている。
【００２０】
特許文献１には、２種類の発光色の発光素子が円形基板上に配置されるとともに、外周部に当該２種類の発光素子が交互に配置された可変色発光体が開示されている。当該可変色発光体は電光情報板等の光源に用いられ、外周部の上下対称位置と左右対称位置とにはそれぞれ異なる発光色の発光素子が配置される。
【００２１】
特許文献２には、それぞれがモールドパッケージに実装された５列５段のＬＥＤを格子状に配置した集合ランプが開示されている。この集合ランプは文字や図形を表示するのに使用される。集合ランプのハウジングにおけるＬＥＤ実装エリアは矩形状をなし、外周側の４辺の各々に三原色のＬＥＤが配置される。これにより、三原色のＬＥＤチップを同時点灯して白色を出す場合に良好な混色性色が得られるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】日本国実用新案公報「実公平４−３８５３３号公報：１９９２年９月９日公告」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開平８−１２５２２９号公報：１９９６年５月１７日公開」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２０１０−１４７３０６号公報：２０１０年７月１日公開」
【非特許文献】
【００２３】
【非特許文献１】OSRAM Opto Semiconductors - Product Catalog, " OSTAR - SMT Lead (Pb) Free Product - RoHS Compliant" 第１４頁, [on line], 2009年3月17日掲載, OSRAM Opto Semiconductors GmbH, [平成22年9月30日検索], インターネット(ＵＲＬ：http://catalog.osram-os.com)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
上述した従来のＬＥＤデバイスを用いたプロジェクタの光学エンジンにおいては、光源の寸法が小さければライトバルブへの集光が容易である。従って、このような光学エンジンの光源として、１ｍｍ角程度の小さな発光面積を有するＬＥＤチップが配置されて全体として数ｍｍ角程度の小さな面光源となるようなＬＥＤデバイスを用いることが有利になる。当該ＬＥＤデバイスでは、面発光ダイオードが発光面を上面側として実装されるので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色のＬＥＤチップが平坦に並んで発光面の高さが揃い、ライトバルブへの集光が特に容易になる。このような理由により、ＬＥＤデバイスを用いた光学エンジンは超小型のプロジェクタに利用される。
【００２５】
しかし、従来のＬＥＤデバイスを用いたプロジェクタの光学エンジンにおいては、フライアイレンズやロッドインテグレータなどの、出射する光の輝度を均一化するための光学部品を設けることが必要であった。また、放熱用の特殊な部品使用や追加部品が必要と成っていた。
【００２６】
そのため、プロジェクタの光学エンジンは価格も高価になり、サイズも大きく成っていた。
【００２７】
また、Ｒ，Ｇ，Ｂの光源は、その波長により必要な明るさの比率が決まり、ＬＥＤ光源の場合には、その明るさを電流で調整する。人の視感度に合せた発光を行わせるために、一般に各色のＬＥＤチップ間で必要な電流が異なる。従って、ＬＥＤチップのサイズや配置が最適化されていなかったという理由と併せて、各色のＬＥＤチップ間に電流密度の大きな偏りが生じてしまっていた。ＬＥＤは電流密度を大きくすると発光効率が低下する特性がある。発光効率の低下分は熱となり、ＬＥＤの温度上昇をもたらす問題が発生するので、さらに放熱性の向上等の対応が必要であった。
【００２８】
このように、プロジェクタの光学エンジンなどの光学ユニットに用いられる従来のＬＥＤデバイスに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ光源の輝度分布やＬＥＤ光源間の電流密度の相違があることによって、当該ＬＥＤデバイスを使用する光学ユニットに特別な輝度分布向上対策や放熱対策を講じる必要性が生じるという問題があった。
【００２９】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスおよびそれを備えた光学ユニットを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとのＬＥＤチップが１つのパッケージに収容されたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴としている。
【００３１】
上記の発明によれば、上記少なくとも２色の複数のＬＥＤチップを有する色については中央線の両側の領域に第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置される。従って、各色の発光中心が実装面の中心付近で一致しやすくなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりも輝度むらが少なくなる。
【００３２】
また、全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積が、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいので、比視感度に依存した緑と青との電流密度の差を小さくすることができる。
【００３３】
以上により、赤，緑，青の各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスを実現することができるという効果を奏する。
【００３４】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが、色ごとに上記中央線を対称軸として線対称に配置されていることを特徴としている。
【００３５】
上記の発明によれば、各色の発光中心が実装面の中心にかなり近い位置で一致することとなり、よりいっそう輝度むらが少なくなるという効果を奏する。
【００３６】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとのＬＥＤチップが１つのパッケージに収容されたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色のうちの一部の色について、上記一部の色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第３のＬＥＤチップ群と、上記一部の色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第４のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第３のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第４のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する第１の中央線を境にして分かれるように配置されているとともに、
上記少なくとも２色のうちの残りの色について、上記残りの色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第５のＬＥＤチップ群と、上記残りの色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる第６のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第５のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第６のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する第２の中央線であって上記第１の中央線に直交する上記第２の中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴としている。
【００３７】
上記の発明によれば、上記少なくとも２色のうちの一部の色については、各色について第１の中央線の両側の領域に第３のＬＥＤチップ群と第４のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置され、上記少なくとも２色のうちの残りの色については、各色について第２の中央線の両側の領域に第５のＬＥＤチップ群と第６のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置される。
【００３８】
従って、各色の発光中心が実装面の中心付近に揃いやすくなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりも輝度むらが少なくなる。
【００３９】
また、全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積が、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいので、比視感度に依存した緑と青との電流密度の差を小さくすることができる。
【００４０】
以上により、赤，緑，青の各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスを実現することができるという効果を奏する。
【００４１】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが、色ごとに上記第１の中央線と上記第２の中央線との少なくとも一方を対称軸として線対称に配置されていることを特徴としている。
【００４２】
上記の発明によれば、各色の発光中心が実装面の中心にかなり近い位置で一致することとなり、よりいっそう輝度むらが少なくなるという効果を奏する。
【００４３】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての赤のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴としている。
【００４４】
上記の発明によれば、色間でＬＥＤチップの電流密度差がより小さくなるため、より容易に、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【００４５】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとに、ＬＥＤチップの大きさまたは形状が異なっていることを特徴としている。
【００４６】
上記の発明によれば、色ごとにＬＥＤチップの大きさが異なれば色間のＬＥＤチップの電流密度差を小さくしやすくなり、色ごとにＬＥＤチップの形状が異なっていれば実装面上で各色のＬＥＤチップを発光面積に応じて適切に配置しやすくなるという効果を奏する。
【００４７】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとに、全てのＬＥＤチップを囲む外周包絡線として長方形が存在することを特徴としている。
【００４８】
上記の発明によれば、ＬＥＤデバイスをプロジェクタ装置などのディスプレイ投影用光源として用いる場合に、横長の画面サイズ規格に適合した形状のビームをライトバルブに照射することができるという効果を奏する。
【００４９】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色が、上記３色以外の波長の色を含んでいることを特徴としている。
【００５０】
上記の発明によれば、赤，緑，青以外の波長の色を加えることにより、各色の混色により再現できる色範囲を広げることができるという効果を奏する。
【００５１】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、１色以上の色ごとのＬＥＤチップが収容されたＬＥＤパッケージが同じ平面上に複数並べられてなり、全体として少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップが備えられたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記ＬＥＤパッケージが並べられた範囲の上記平面の領域を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きいことを特徴とするＬＥＤデバイス。
【００５２】
上記の発明によれば、赤，緑，青の各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスを実現することができるという効果を奏する。
【００５３】
本発明の光学ユニットは、上記課題を解決するために、上記ＬＥＤデバイスを備えていることを特徴としている。
【００５４】
上記の発明によれば、赤，緑，青の各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできる光学ユニットを実現することができるという効果を奏する。
【００５５】
本発明の光学ユニットは、上記課題を解決するために、ＬＥＤチップごと、あるいは、複数個のＬＥＤチップごとに、上記ＬＥＤデバイスとは独立した集光用のレンズが設けられていることを特徴としている。
【００５６】
上記の発明によれば、ＬＥＤチップからの放射光を効率よく集光することができるという効果を奏する。
【００５７】
本発明の光学ユニットは、上記課題を解決するために、ライトバルブを備えており、
上記ＬＥＤデバイスから、上記ライトバルブまでの光路に、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の光を重ねあわせる光学部品と光の輝度むらを低減する部品とが配置されていないことを特徴としている。
【００５８】
上記の発明によれば、部品が省略できるので、小型の光学ユニットを実現することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００５９】
本発明のＬＥＤデバイスは、上記課題を解決するために、少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の色ごとのＬＥＤチップが１つのパッケージに収容されたＬＥＤデバイスであって、
上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、
上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードであり、
上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記実装面を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されており、
全ての緑のＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全ての青のＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きい。
【００６０】
以上により、赤，緑，青の各ＬＥＤ光源の輝度分布およびＬＥＤ光源間の電流密度の相違を改善することのできるＬＥＤデバイスを実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態を示すものであり、第１の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態を示すものであり、第２の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態を示すものであり、第３の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態を示すものであり、第３の実施例に係る他のＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態を示すものであり、第４の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図６】本発明の実施形態を示すものであり、第５の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図７】Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップの発光面積の比を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態を示すものであり、第６の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図９】本発明の実施形態を示すものであり、第７の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態を示すものであり、第８の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施形態を示すものであり、第８の実施例に係る他のＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施形態を示すものであり、第８の実施例に係るさらに他のＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の実施形態を示すものであり、第９の実施例に係るＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態を示すものであり、光学ユニットの構成を示す図である。
【図１５】従来技術を示すものであり、第１の光学ユニットの構成を示す図である。
【図１６】図１５の光学ユニットが備えるＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【図１７】従来技術を示すものであり、第２の光学ユニットの構成を示す図である。
【図１８】図１７の光学ユニットが備えるＬＥＤデバイスの構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６２】
本発明の実施形態について図１ないし図１４を用いて説明すれば、以下の通りである。
【００６３】
〔光学エンジンの構成〕
図１４に、本実施形態に係るＬＥＤデバイスを用いたプロジェクタ装置の光学エンジン（光学ユニット）５０の構成例を示す。
【００６４】
光学エンジン５０は、ＬＥＤデバイス１、偏光板８、偏光ビームスプリッタ９、１／４波長板１０、ライトバルブ１１、および、投光光学系１２を備えている。ＬＥＤデバイス１のドライバ回路やライトバルブ１１のドライバ回路は光学エンジン５０の外部に設けられるが、光学エンジン５０に備えられていてもよい。光学エンジン５０には、フライアイレンズやロッドインテグレータなどの、出射する光の輝度を均一化するための光学部品は省略可能である。
【００６５】
光学エンジン５０における上記各光学素子の配置を説明するために、ＬＥＤデバイス１から出射された光の進行する光路を順に説明する。ＬＥＤデバイス１からはＲ，Ｇ，Ｂの３色が時系列で出射される。ＬＥＤデバイス１から出射された３色の波長の異なる光は、偏光板８で、一方向の直性偏光のみが透過する。その透過光は、偏光ビームスプリッタ９を透過し、１／４波長板１０で円偏光となり、ライトバルブ１１に到達する。ライトバルブ１１は単板式の反射型ライトバルブで構成される。ライトバルブ１１は、入射した光が、内部のミラー部分で反射され、出射されるまでに偏光の位相を操作する。ライトバルブから出射された光は、１／４波長板１０を透過して再び偏光ビームスプリッタ９に到達し、その偏光状態に応じて、一部の光が偏光ビームスプリッタ９で反射して投光光学系１２を透過し、スクリーン（図示せず）に結像して画像を形成する。
【００６６】
上記例では反射型ライトバルブを用いた光学エンジンが挙げられているが、透過型ライトバルブを用いた光学エンジンも可能である。
【００６７】
〔ＬＥＤデバイスの構成〕
光学エンジン５０におけるＬＥＤデバイス１は、面発光ダイオードからなるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色のＬＥＤチップが、個別に、発光面を上面側として実装面上に平坦に実装されるようにして搭載された構成である。
【００６８】
以下に、ＬＥＤデバイス１の各実施例を説明する。
【実施例１】
【００６９】
図１に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ａの構成を平面図で示す。
【００７０】
ＬＥＤデバイス１Ａは、パッケージ２と、２つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、２つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとを備えている。
【００７１】
パッケージ２の外周は水平方向が長手方向となる長方形の形状をなしている。パッケージ２の外周の内側領域は、実装面２ａ上にＬＥＤチップ３ｒ・３ｇ・３ｂが実装された実装領域がある。当該実装領域はＬＥＤデバイス１Ａの発光エリア２ａを構成している。当該実装領域すなわち発光エリア２ａは、ＬＥＤチップ３ｒ・３ｇ・３ｂが個別のチップでありながら、全体として拡散光源としての面光源を構成する光束放射源である。従って、発光エリア２ａの正面側は、発光エリア２ａの形状を反映した光束出射用の窓が形成されている。窓に出射光に対するレンズ機能を持たせることも可能である。また、ＬＥＤデバイス１Ａにおける当該レンズ機能の有無に関わらず、ＬＥＤデバイス１Ａからの出射光を集束するレンズがＬＥＤデバイス１Ａの外部に設けられてもよい。
【００７２】
ＬＥＤチップ３ｒ・３ｇ・３ｂが実装された実装面を有する基板は、ヒートシンクを兼ねたダイマウント用の基板であり、ＬＥＤチップ３ｒ・３ｇ・３ｂのそれぞれには、少なくともコモン電極側でない側の電極に対して図示しない独立に引き回された配線によって電気的導通が施されている。各ＬＥＤチップは電流駆動されることによって輝度が制御される。同じ発光色のＬＥＤチップどうしは、同じドライバ電源で駆動されてもよいし、独立に駆動されてもよい。
【００７３】
ここでは、例えばＬＥＤチップ３ｒ・３ｇ・３ｂの一個一個が色の区別なく同じ面積を有している。ここで、各ＬＥＤチップの大きさおよび形状は、ＬＥＤ製造工程で切り出されたベアチップの大きさおよび矩形形状をそのままあるいはほぼ反映させたものであり、各チップの発光面積は駆動電流の流れる断面積に等しいとみなせる状態にある。
【００７４】
ここで、それぞれが複数のＬＥＤチップを有する色であるＲ，Ｇについて、１つのＲのＬＥＤチップ３ｒと１つのＧのＬＥＤチップ３ｇとが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、同じく１つのＲのＬＥＤチップ３ｒと１つのＧのＬＥＤチップ３ｇとが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、実装面２ａを第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線１７を境にして分かれるように配置されている。中央線１７は、二分した領域が並ぶ方向の各領域の最外端から互いに等しい距離にある仮想線としての直線であり、実装面２ａが中央線１７を線対称軸とする典型的な線対称図形である場合には、当該図形の中心軸である。
【００７５】
また、第１のＬＥＤチップ群のＲのＬＥＤチップ３ｒと第２のＬＥＤチップ群のＲのＬＥＤチップ３ｒとを結ぶ直線と、第１のＬＥＤチップ群のＧのＬＥＤチップ３ｇと第２のＬＥＤチップ群のＧのＬＥＤチップ３ｇとを結ぶ直線とが、実装面２ａの中心１６を通って互いに傾きの方向が逆の関係となるように、ＬＥＤチップ３ｒとＬＥＤチップ３ｇとが配置されている。
【００７６】
また、ここでは、全ての色の中で１つのＬＥＤチップのみの色が存在するＢのＬＥＤチップ３ｂについては、一例として中央線１７上に配置されている。ここでは、ＢのＬＥＤチップ３ｂの領域が中央線１７に対して線対称になるように配置されている。また、ここでは特に、ＢのＬＥＤチップ３ｂは実装面２ａの中心１６上にある。さらに特にここでは、ＬＥＤチップ３ｂの中心が中心１６に一致している。
【００７７】
なお、実装面２ａの中心１６は、実装面２ａが上記線対称図形である場合には実装面２ａの形状の重心に等しく、一般には、ＬＥＤデバイス１Ａの出射光軸が実装面２ａと交差する点である。各ＬＥＤチップの中心は当該ＬＥＤチップの形状の重心に等しい。
【００７８】
なお、上記の中央線１７は、ここではＬＥＤデバイス１Ａが光学エンジン５０に搭載されることを想定していることから、システムに搭載された状態で実装面２ａ上を鉛直方向に延びるようにして、第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とを水平方向の左右に分けている。しかし、一般にＬＥＤデバイス１Ａがシステムに搭載されていない単独状態を考慮した場合には、第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とが二分される方向を水平方向に規定しなくてもよく、実装面２ａをどの方向に第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とに二分する中央線が存在しても構わない。
【００７９】
上述したように、Ｒ，Ｇという２色の複数のＬＥＤチップを有する色については中央線１７の両側の領域に第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置される。また、ここでは、Ｂという１つのＬＥＤチップを有する色については、一例として中心１６上にＬＥＤチップが配置される。従って、各色の発光中心が中心１６付近に揃うこととなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりも輝度むらが少なくなる。
【００８０】
ここでは特に、ＲとＧとのそれぞれのＬＥＤチップが第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群との間で中心１６に対して互いに点対称に位置することで、各色の発光中心がほぼ中心１６で一致することとなり、極めて輝度むらが少なくなる。
【００８１】
また、図１において、全てのＧのＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全てのＢのＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きい。ここではＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝２：２：１となっている。
【００８２】
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの色に必要な明るさを得るための光束（ｌｍ）は、使用するＬＥＤの波長に応じた比視感度によりその比率が変わるが、例えば、Ｒ：６３５ｎｍ、Ｇ：５３０ｎｍ、Ｂ：４４５ｎｍであれば、概略、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝１０：４０：１程度の比の光束が必要である。また、ＬＥＤの光束−電流の効率は、各ＬＥＤチップの性能にもよるが、概略、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１程度である。
【００８３】
これより、同じ面積のＬＥＤチップであれば、前記光束と電流効率との割り算で、必要な光束を得るための電流は、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝５：１０：１となり、各色のＬＥＤチップを同じ発光面積で形成したと仮定すると色ごとにＬＥＤチップの電流密度が異なる。
【００８４】
前述したように、電流密度はＲ，Ｇ，Ｂの各波長のＬＥＤチップの性能によって変わってくるため、上記電流密度の比率は上記数値に固定されるものではない。しかし、特にＧとＢとの電流密度の比が上記数値でＧ：Ｂ＝１０：１と大きく異なっているように、一般に比視感度に依存したＧとＢとの電流密度の差は非常に大きい。
【００８５】
このため、本実施例では、Ｇのチップを２個、Ｂのチップを１個として、その面積合計比をＧ：Ｂ＝２：１に設定することにより、上記電流密度の比の差もＧ：Ｂ＝５：１に改善することができる。
【００８６】
これにより、ＬＥＤチップの中に突出して電流密度の高い色のものがなくなるため、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【実施例２】
【００８７】
図２に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｂの構成を平面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【００８８】
ＬＥＤデバイス１Ｂは、パッケージ２と、実装面２ａと、３つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、３つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、２つのＢのＬＥＤチップ３ｂとを備えている。
【００８９】
ここでは、第１のＬＥＤチップ群は、１つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、２つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとから構成されている。また、第２のＬＥＤチップ群は、１つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、２つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとから構成されている。また、中央線１７上に、１つのＲのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｒと、２つのＧのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｇとが配置されている。
【００９０】
そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤチップは、色ごとに中央線１７を対称軸として線対称に配置されている。
【００９１】
本実施例では、複数のＬＥＤチップを有するＲ，Ｇ，Ｂのうち、ＲとＧとについて、第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とのいずれにも含まれない他のＬＥＤチップが存在するが、これらの他のＬＥＤチップが中央線１７上に配置されている。また、ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤチップが色ごとに中央線１７を対称軸として線対称に配置されている。従って、各色の発光中心が中心１６にかなり近い位置で一致することとなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりもいっそう輝度むらが少なくなる。
【００９２】
また、Ｒの全ＬＥＤチップの重心がほぼ中心１６に、Ｇの全ＬＥＤチップの重心がほぼ中心１６に、それぞれ位置する。さらに、Ｂの２つのＬＥＤチップが第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群との間で中心１６に対して互いに点対称に位置することで、Ｂの全ＬＥＤチップの重心がほぼ中心１６に位置する。従って、各色の発光中心がほぼ中心１６で一致することとなり、極めて輝度むらが少なくなる。
【００９３】
そして、ここではＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝１．５：２：１となっている。ここではＧの合計面積がＢの合計面積に対してのみならずＲの合計面積よりも大きい。
【００９４】
これにより、ＬＥＤチップの中に電流密度差がより小さくなるため、より容易に、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【実施例３】
【００９５】
図３に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｃの構成を平面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【００９６】
ＬＥＤデバイス１Ｃは、パッケージ２と、実装面２ａと、７つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、８つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、４つのＢのＬＥＤチップ３ｂとを備えている。
【００９７】
ここでは、第１のＬＥＤチップ群は、３つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、４つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとから構成されている。また、第２のＬＥＤチップ群は、３つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、４つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとから構成されている。また、中央線１７上に、１つのＲのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｒと、２つのＢのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｂとが配置されている。
【００９８】
そして、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤチップは、色ごとに中央線１７を対称軸として線対称に配置されている。
【００９９】
本実施例では、複数のＬＥＤチップを有するＲ，Ｇ，Ｂのうち、ＲとＢとについて、第１のＬＥＤチップ群と第２のＬＥＤチップ群とのいずれにも含まれない他のＬＥＤチップが存在するが、これらの他のＬＥＤチップが中央線１７上に配置されている。また、ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各ＬＥＤチップが色ごとに中央線１７を対称軸として線対称に配置されている。従って、各色の発光中心が中心１６にかなり近い位置で一致することとなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりもいっそう輝度むらが少なくなる。
【０１００】
また、図３ではＲ，Ｇ，ＢのそれぞれのＬＥＤチップが、色ごとに中心１６に対して点対称に位置しているため、各色の全ＬＥＤチップの重心が中心１６に位置する。従って、各色の発光中心が中心１６で一致することとなり、よりいっそう輝度むらが少なくなる。
【０１０１】
そして、ここではＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝１．７５：２．５：１となっている。
【０１０２】
これにより、ＬＥＤチップ間の電流密度差がよりいっそう小さくなるため、より容易に、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【０１０３】
また、図４に、ＬＥＤデバイス１ＣにさらにＧのＬＥＤチップを追加したＬＥＤデバイス１Ｄの構成を平面図で示す。
【０１０４】
図４では、中央線１７上にＧのＬＥＤチップが２つ追加されている。これにより、ＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１となっている。
【実施例４】
【０１０５】
図５に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｅの構成を平面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【０１０６】
ＬＥＤデバイス１Ｅは、パッケージ２と、実装面２ａと、２つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、２つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂとを備えている。Ｒ，Ｇ，Ｂの任意の色どうしでＬＥＤチップ１個あたりの面積が異なっていてもよい例が示されており、ここでは当該面積にＧ＞Ｒ＞Ｂの関係がある。
【０１０７】
ここでは、さらに、実装面２ａの領域を中央線（第１の中央線）１７の両側に第３のＬＥＤチップ群が配置される領域と第４のＬＥＤチップ群が配置される領域とに２分する場合と、実装面２ａの領域を中央線１７に直交する中央線（第２の中央線）１８の両側に第５のＬＥＤチップ群が配置される領域と第６のＬＥＤチップ群が配置される領域とに２分する場合との２通りが可能である。
【０１０８】
第３および第４のＬＥＤチップ群のそれぞれは、上記少なくとも２色のうちの一部の色について、上記一部の色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる。
【０１０９】
第５および第６のＬＥＤチップ群のそれぞれは、上記少なくとも２色のうちの残りの色について、上記残りの色に含まれる各色の１つ以上のＬＥＤチップからなる。
【０１１０】
実装面２ａの領域を中央線１７の両側に２分した場合に、第３のＬＥＤチップ群は１つのＲのＬＥＤチップ３ｒから構成される。また、第４のＬＥＤチップ群は１つのＲのＬＥＤチップ３ｒから構成される。また、ここでは一例として、中央線１７上に、２つのＧのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｇと、１つのＢのＬＥＤチップ（第１の他のＬＥＤチップ）３ｂとが配置される。
【０１１１】
一方、実装面２ａの領域を中央線１８の両側に２分した場合に、第５のＬＥＤチップ群は１つのＧのＬＥＤチップ３ｇから構成される。また、第６のＬＥＤチップ群は１つのＧのＬＥＤチップ３ｇから構成される。また、ここでは一例として、中央線１８上に、２つのＲのＬＥＤチップ（他のＬＥＤチップ）３ｒと、１つのＢのＬＥＤチップ（第２の他のＬＥＤチップ）３ｂとが配置される。
【０１１２】
ＢのＬＥＤチップ３ｂは、中央線１７と中央線１８との交点である中心１６上に配置されることになる。
【０１１３】
以上のように、Ｒという複数のＬＥＤチップを有する色については中央線１７の両側の領域に第３のＬＥＤチップ群と第４のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置され、Ｇという複数のＬＥＤチップを有する色については中央線１８の両側の領域に第５のＬＥＤチップ群と第６のＬＥＤチップ群とに分けてＬＥＤチップが配置される。また、ここでは、Ｂという１つのＬＥＤチップを有する色については、一例として中心１６上にＬＥＤチップが配置される。従って、各色の発光中心が中心１６付近に揃うこととなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりも輝度むらが少なくなる。
【０１１４】
ここでは特に、Ｒの各ＬＥＤチップ３ｒは第３のＬＥＤチップ群と第４のＬＥＤチップ群との間で中央線１７を対称軸として線対称に配置されている。Ｇの各ＬＥＤチップ３ｇは第５のＬＥＤチップ群と第６のＬＥＤチップ群との間で中央線１８を対称軸として線対称に配置されている。ＢのＬＥＤチップ３ｂは、中央線１７と中央線１８との両方を対称軸として配置されている。
【０１１５】
従って、各色の発光中心が中心１６にかなり近い位置で一致することとなり、放射光の輝度を面内で均一化する光学部品を使用しない場合で比較すると、従来例のＬＥＤデバイスをそのまま使用するよりもいっそう輝度むらが少なくなる。
【０１１６】
また、図５では、Ｇの各ＬＥＤチップ３ｇが中央線１７に対して線対称であり、Ｒの各ＬＥＤチップ３ｒが中央線１８に対して線対称である。従って、図５では、このように、直交する２つの線対称軸を有するようにして、Ｒ，Ｇ，ＢのそれぞれのＬＥＤチップが、色ごとに中心１６に対して点対称に位置している。よって、各色の全ＬＥＤチップの重心が中心１６に位置する。従って、各色の発光中心が中心１６で一致することとなり、よりいっそう輝度むらが少なくなる。
【０１１７】
そして、ここではＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝３：６：１となっている。なお、同じく図７に示すように、Ｒ：Ｇ：Ｂ＝５：１０：１となるようなＬＥＤデバイス１Ｅ’を構成することもでき、Ｒ，Ｇ，Ｂの面積比は自由に設定可能である。それだけ、色間のＬＥＤチップの電流密度差を小さくしやすくなる。また、色間でＬＥＤチップの形状を異ならせてもよい。これにより、実装面上で各色のＬＥＤチップを発光面積に応じて適切に配置しやすくなる。
【０１１８】
これにより、ＬＥＤチップ間の電流密度差がよりいっそう小さくなるため、より容易に、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【実施例５】
【０１１９】
図６に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｆの構成を平面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【０１２０】
ＬＥＤデバイス１Ｆは、パッケージ２と、実装面２ａと、７つのＲのＬＥＤチップ３ｒと、８つのＧのＬＥＤチップ３ｇと、４つのＢのＬＥＤチップ３ｂとを備えている。
【０１２１】
図６には、ＬＥＤデバイス１Ｆに備えられた各色のＬＥＤチップを、色ごとに、全てのＬＥＤチップを囲む外周包絡線として長方形が存在するように配置した状態が示されている。例えば、Ｂの全てのＬＥＤチップは長方形２１が外周包絡線として存在しており、Ｒの全てのＬＥＤチップとＧの全てのＬＥＤチップとは、長方形２２が外周包絡線として存在している。
【０１２２】
これにより、ＬＥＤデバイス１Ｆをプロジェクタ装置などのディスプレイ投影用光源として用いる場合に、横長の画面サイズ規格に適合した形状で、輝度分布がより平坦に近いビームをライトバルブ１１に照射することができる。
そして、ここではＲとＧとＢとの合計面積比は、図７に示すようにＲ：Ｇ：Ｂ＝１．７５：２：１となっている。
【０１２３】
これにより、ＬＥＤチップ間の電流密度差がよりいっそう小さくなるため、より容易に、発熱が大きくなってＬＥＤの発光効率が低下する問題を避けることができ、特別な放熱機構が不要となる。
【実施例６】
【０１２４】
図８に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｇの構成を平面図および側面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【０１２５】
ＬＥＤデバイス１Ｇは図２のＬＥＤデバイス１Ｂと同じ構成であるが、ＬＥＤデバイス１Ｇの外部に、各ＬＥＤチップの前方に個別のレンズ１９ａが配置されるようなレンズ部材１９が設けられた構成である。これにより、側面図で示すように各ＬＥＤチップからの放射立体角ωを狭めて、ライトバルブ１１への到達光の強度を高めることができる。
【０１２６】
なお、ＬＥＤチップごとにレンズを設けるのではなく、複数のＬＥＤチップにまとめて１つのレンズを設けて集光することも可能である。また、ＬＥＤチップ形状が長方形である場合、レンズは円形以外の形状でもよい。
【実施例７】
【０１２７】
図９に、ＬＥＤデバイス１としてのＬＥＤデバイス１Ｈの構成を平面図で示す。パッケージ２、実装面２ａ、中心１６、および、中央線１７については図１と同様のものである。
【０１２８】
ＬＥＤデバイス１Ｈは、図３のＬＥＤデバイス１ＣにＲ，Ｇ，Ｂとは異なる波長の色であるＹ（黄）のＬＥＤチップ３ｙを６つ追加したものである。
【０１２９】
第１のＬＥＤチップ群の中に２つのＬＥＤチップ３ｙが含まれ、第２のＬＥＤチップ群の中に２つのＬＥＤチップ３ｙが含まれ、中央線１７上に２つのＬＥＤチップ３ｙが配置されている。ＬＥＤチップ３ｙの配置の仕方もＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤチップの配置の仕方に従う。
【０１３０】
Ｒ，Ｇ，Ｂ以外の波長の色を加えることにより、各色の混色により再現できる色範囲を広げることができる。
【実施例８】
【０１３１】
図１０に、ＬＥＤパッケージ１Ｉが複数並べられてなるＬＥＤデバイスの構成を示す。ＬＥＤパッケージ１Ｉは、１色以上の色ごとのＬＥＤチップが収容された構成であり、ここでは、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれか１個が収容されたＬＥＤパッケージ１Ｉのみが構成されている。１つのＲのＬＥＤチップ３ｒを収容したＬＥＤパッケージ２つと、１つのＧのＬＥＤチップ３ｇを収容したＬＥＤパッケージ２つと、１つのＢのＬＥＤチップ３ｂを収容したＬＥＤパッケージ１つとが配置されている。この場合に、１パッケージに１つのＬＥＤチップを実装するため、汎用のＬＥＤチップおよびＬＥＤパッケージを使用できる利点がある。
【０１３２】
これらのＬＥＤパッケージは、同じ平面上に複数並べられてなる。ＬＥＤデバイス全体として少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色を含む色の各ＬＥＤチップが備えられている。少なくともＲ，Ｇ，Ｂの３色を含む色の各ＬＥＤチップは、発光面が上面側となるように実装面上に実装された面発光ダイオードである。
【０１３３】
一般には、上記３色のうち少なくとも２色のＬＥＤチップは複数個あり、上記少なくとも２色について、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第１のＬＥＤチップ群と、それぞれの色の１つ以上のＬＥＤチップが組み合わされてなる第２のＬＥＤチップ群とが、上記ＬＥＤパッケージが並べられた範囲の上記平面の領域を上記第１のＬＥＤチップ群が配置される領域と上記第２のＬＥＤチップ群が配置される領域とに二分する中央線を境にして分かれるように配置されている。また、ここでは一例として、上記少なくとも赤，緑，青の３色を含む色のうちに１つのＬＥＤチップのみの色が存在する場合の上記１つのＬＥＤチップと、上記少なくとも２色において上記第１のＬＥＤチップ群と上記第２のＬＥＤチップ群とのいずれにも含まれない他のＬＥＤチップが存在する場合の上記他のＬＥＤチップとは、上記中央線上に配置されている。
【０１３４】
ここでは中央線１７０によって、Ｒの１つのＬＥＤパッケージ１ＩとＧの１つのＬＥＤパッケージ１Ｉとからなる第１のＬＥＤチップ群と、Ｒの１つのＬＥＤパッケージ１ＩとＧの１つのＬＥＤパッケージ１Ｉとからなる第２のＬＥＤチップ群とに分かれている。ＢのＬＥＤパッケージ１Ｉは、ＢのＬＥＤチップ３ｂが中央線１７０上に位置するように配置されている。
【０１３５】
また、全てのＧのＬＥＤチップの発光面の合計面積は、全てのＢのＬＥＤチップの発光面の合計面積よりも大きい。
【０１３６】
このようにして、ＬＥＤチップの配置関係をＬＥＤパッケージを越えた空間に拡張して実施例１〜７と同様に設定することにより、ＬＥＤデバイス１Ａ〜１Ｈと同じ効果が得られる。
【０１３７】
図１０の構成を応用し、図１１には、１パッケージに１個のＬＥＤチップを実装したＬＥＤパッケージ１Ｉと、１パッケージに複数個（ここではＲ，Ｇ，Ｂ各１個）のＬＥＤチップを実装したＬＥＤパッケージ１Ｉとを組み合わせて構成したＬＥＤデバイスを示す。
【０１３８】
また、図１２に、図１１のＲ，Ｇ，Ｂを全て実装したＬＥＤパッケージにおけるＬＥＤチップの配置を回転させた構成を示す。
【実施例９】
【０１３９】
図１３に、別のＬＥＤデバイスの構成を示す。
【０１４０】
これは、ＬＥＤデバイス１Ａ〜１Ｈにおいて中央線１７上に何らかの色のＬＥＤチップが配置されていたのに対して、中央線１７上にいずれのＬＥＤチップも配置されていない場合の構成例を示すものである。
【０１４１】
この考え方は、図１０〜図１２の構成にも適用可能である。
【０１４２】
以上、各実施例について説明した。
【０１４３】
以上のＬＥＤデバイスを使用すれば、Ｒ，Ｇ，Ｂの重ねあわせの光学部品や、明るさの分布を均一化する光学部品を省略できて、ライトバルブにＬＥＤデバイスを近づける事が可能になる。図１４の光学系においては、ＬＥＤデバイスから出射された光を有効にライトバルブに集光するためのレンズも省いている。部品が省略できるので、小型の光学ユニットを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、プロジェクタ装置や照明装置に好適に使用することができる。
【符号の説明】
【０１４５】
１、１Ａ〜１Ｈ        ＬＥＤデバイス
３ｒ、３ｇ、３ｂ      ＬＥＤチップ
２ａ                  実装面
１７                  中央線（第１の中央線）
１８                  中央線（第２の中央線）
５０                  光学エンジン（光学ユニット）
【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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