专利名称：发光单元、使用该发光单元的照明装置以及图像读取装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光单元、在组装有该发光单元的照明、汽车、工业设 备、普通民用设备中使用的发光装置与线照明装置、以及组装有该线照 明装置的图像读取装置。
背景技术：
图像传感器组装在传真装置、复印机、图像扫描装置等用于读取原 稿的图像读取装置中。图像传感器具有紧密接触型和缩小型，任何一种 中都具有横跨主扫描范围线状地照明原稿面的线照明装置。
并且，公知使用导光体作为线照明装置。例如，在特开平8 - 163320 号公报和特开平10 - 126581号公报(特许第2999431号公报)中，记 载了使用成棒状或板状的导光体的线照明装置和使用该装置的图像读 取装置。
所述线照明装置由使从端面射入的光在内部反射并从沿长度方向 设置的射出面射出的导光体、和设置在该导光体端面侧的发光单元构 成。图14示出现有的发光单元的正面图，图15示出现有的线照明单元 的立体图。发光单元20如在特开2003 - 023525号公报或特开平11 -136449号公报中所记载的那样，在配置有引线框22的树脂制的发光元 件基板框架材料21中设置用于安装发光元件23a、 23b、 23c的开口窗 21a，引线框22具有成为外部连接端子的引线端子部22a、内部引线部 22c、和在开口部窗内露出的发光元件安装连接部22b,在开口窗内露出 的引线框中粘接发光元件，并且，由金属线24连接发光元件的电极和 引线框，由透明树脂封闭开口窗。
专利文献h特开2003 - 023525号公报
专利文献2:特开平11 - 136449号公报
在图像读取装置中，通过提高照明装置的照明光的亮度，可以提高 读取图像的品质，但是，为了提高照明光的亮度，需要提高发光单元的 通电电流，从而提高发光量。
若对发光元件通电，则在发光的同时接合处的温度上升(由发光元
件自身发热)。由于所产生的热传到发光元件基板侧，最后散热到空气 中，所以，接合处温度的上升依赖于发光元件基板的散热特性，大致与 通电电流成比例。即，如果发光单元中所使用的基板的散热特性良好， 则接合处温度的上升率变小。
另一方面，由于在高温下将发光元件通电(点亮)会加快发光元件 的恶化，所以，为了延长寿命，优选极力地抑制发光元件的温度上升。 由此，发光元件基板的散热性能越好，发光元件中可以流动的最大电流 就越大。
在散热性能不充分的发光单元中，为了提高线照明装置的亮度而增 加发光元件的通电电流时，则与此相伴，发光元件的发热量变多，发光 效率降低，存在难以提高亮度的问题。
随着技术的进步，要求更高品质的图像读取性能，因此要求将发光
元件的通电电流提高到现有的10倍左右。但是，在使用现有的发光单 元的情况下，由于散热性能不充分，只能将电流提高2 3倍左右。
对于现有的发光单元来说，在树脂制的发光元件基板框架材料21 上设置引线框22,在引线框上安装发光元件23a、 23b、 23c。但是，在
使用树脂制基板的情况下，由于散热性能不充分，不能够提高发光元件 的通电电流。如图16所示，代替将金属引线框收纳在树脂框架材料内， 而将电极设置在热导率大的金属基板上，将树脂框架材料仅设置在金属 基板表面，由此，能够提高散热性能，但是，在将电极27设置在金属 板28上的情况下，需要将电极27设置在绝缘保护层281上。由于该绝 缘保护层281的热导率小，所以，发光元件23的热量不能有效地传导 到金属基板28上，存在不能得到充分的散热性能的问题。
发明内容
为了解决所述问题，本发明的发光单元具有发光元件、用于安装所 述发光元件的发光元件基板、具有用于使所述发光元件露出的开口窗的 发光元件基板框架材料、对所述发光元件供电的电极，其特征在于，所 述发光元件基板是金属，所述发光元件直接安装在所述发光元件基板 上。此外，本发明的发光单元的特征在于，所述发光元件基板是金属， 在所述发光元件基板上设置金属氧化膜，所述发光元件安装于形成在所 述金属氧化膜上的所述电极上。优选所述金属氧化膜是氧化铝膜。
此外，本发明的照明装置是使用了所述发光单元的棒状照明装置， 其中，从在棒状导光体的长度方向的端面侧所设置的发光单元射入的光 在棒状导光体的内部反射，并且，从沿着长度方向设置的射出面射出。 本发明的照明装置是使用了所述发光单元的板状照明装置，其中，从在 板状导光体的厚度方向的侧面上所设置的发光单元射入的光在板状导 光体的内部反射，并且，从板状导光体的上表面或下表面射出。
并且，本发明的图像传感器的特征在于，将所述照明装置、线图像 传感器、和使来自原稿的反射光或透过光会聚到所述线图像传感器的光 学系统组装到框体中，并且本发明的图像读取装置的特征在于，组装有 所述图像传感器。
根据本发明，由于可以将发光元件直接安装在基板上，所以，来自 发光元件的接合处的发热可以有效地传导到基板上，能够流过高电流。 根据本发明，由于在金属基板上设置金属氧化膜作为绝缘膜，所以，散 热效率比现有的树脂保护膜好，能够流过高电流。
在使用由树脂基板构成的大型发光单元的情况下，由于散热性能不 充分，所以，不能够提高电流。因此，即使大型化，也只流过与小型单 元相同程度的电流，但是，根据本发明，由于能够提高发光单元中所使 用的基板的散热性能，所以，能够使用大型发光单元提供发光强度较高 的照明装置。
图1是组装有本发明的线照明装置的图像读取装置的剖面图。
图2是线照明装置的分解立体图。
图3是示出形成在导光体的背面的光散射图形的一例的立体图。
图4是本发明的发光单元的正面透视图。
图5是本发明的发光单元的侧剖面图。
图6是本发明的发光单元的部分剖面图。
图7是本发明其他方式的发光单元的部分剖面图。
图8是发光单元内的发光元件的接线图。
图9是使用本发明的发光单元的照明装置的立体图。
图IO是发光单元开口窗部分的部分剖面图。
图11是示出图像读取装置的其他实施例的剖面图。
图12是组装到图11中的照明装置的分解立体图。 图13是示出缩小型图像传感器的结构的模型图。 图14是现有的发光单元的正面图。 图15是现有的线照明装置的立体图。 图16是现有的发光单元的部分剖面图。
具体实施例方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是组装有线照明装置的图像读取装置的剖面图，图2是线照明 装置的分解立体图，图3是示出形成在导光体的背面的光散射图形的一 例的立体图。
如图l所示，图像读取装置由图像传感器、玻璃板以及收纳它们的 框体构成。对于图像传感器来说，在图像传感器的框架1中形成各凹部 la、 lb、 lc，在凹部lc中配置线照明装置10,此外在凹部lb中安装具 有光电转换元件(线图像传感器)3的传感器基板4,并且，在框架1 内保持等倍成像用的棒状透镜阵列5。在框架1的上部设置玻璃板2。 并且，从线照明装置10的射出面lib射出的光通过玻璃板2而照射到 原稿G，通过正立等倍成像系统的透镜阵列5由光电变换元件(线图像 传感器)3检测来自原稿G的反射光，由此，读取原稿G。作为正立等 倍成像系统，可使用棒状透镜阵列或平板型微透镜阵列等。相对于玻璃 板2使图像传感器的框架1在图2的副扫描方向移动，进行原稿G的所 希望的区域的读取。
在透明导光体11上安装发光单元20的方法如下所述。设置与透明 导光体11和发光单元20对应的凹部或凸部，4吏该凹部和凸部嵌合。透 明导光体11和发光单元20可以紧密接触地安装，也可以间隔固定距离 地安装，以产生间隙。能够利用安装距离调节向导光体导出的光量。
如图2所示，在线照明装置10中，以射出面lib在白色的导光体 盒12露出的方式装入导光体11，此外，在导光体盒12的一端安装具有 作为发光源的一个或多个发光元件(例如发光二极管)23的发光单元。 导光体11由玻璃或丙烯等透光性材料构成，与主扫描方向(纵向)正 交的方向的剖面形状的基本形状为矩形，成为对设置有散射图形的面 1 la和侧面1 lb所成的角部、以及面1 la和面1 lc所成的角部进4亍C倒
角后的形状。
如图3所示，在导光体11的背面形成用于对从射入面所射入的来 自发光源的光进行散射的光散射图形20,该光散射图形20是利用白色 涂料的丝网印刷或形成凹凸而成的。线照明装置IO将来自发光源的光 从导光体11的一端(射入面)导入到导光体11内，由形成在导光体的 背面的光散射图形20对在导光体11内传送的光进行散射，从射出面lib 射出该散射后的光。
在靠近射入面的一侧，从发光源射入的光的强度大，随着距离射入 面变远，光的强度变小。因此，如图3所示，随着距离射入面变远而使 光散射图形的形成区域扩大，由此，从射出面llb射出的光跨过主扫描 方向的全长变得均匀。
如图1和图2所示，由导光体盒12覆盖导光体11,由此，保护导 光体ll，并且，防止散射光无用地射出到导光体外部，使射出光的强度 增力口。
图4是发光单元的正面透视图，图5是发光单元的侧剖面图。在发 光单元20中，在金属基板28上设置电极27，在电极上设置发光元件23 (23a， 23b， 23c )。通过电极27对发光元件23供电。发光元件23a 发出蓝色的光，23b发出红色的光，23c发出绿色的光。金属基板28由 具有用于使发光元件23露出的开口窗21a的框架材料29覆盖。为了容 易对光进行反射，框架材料29的材质优选为白色树脂。开口窗21a的 内部由透明树脂25密封。作为金属基板，优选为热导率高的金属，例 如可以使用铝、铜、银、金、不锈钢等。
图6是图5的A部分的部分剖面放大图。
在金属基板28上，直接设置发光元件23,在发光元件23以外的部 分上设置绝缘保护膜281和电极27。发光元件23由导电膏或树脂粘接 剂等粘接在金属基板28上。发光元件23利用金属线24电连接到电极 27。在需要由发光元件背面供电的情况下，使用导电膏将发光元件粘接 在金属基板上，但是，在仅来自金属线的供电就足够的情况下，使用透 明粘接剂将发光元件粘接到金属基板上。使用透明粘接剂是因为容易对 光进行反射从而能够有效地利用射出光。在本实施例中，对红色发光元 件23b使用导电膏，对蓝色发光元件23a、绿色发光元件23c使用透明 树脂粘接剂。
图7是表示本发明其他实施方式的发光单元的部分剖面放大图。
在金属基板28上，依次地设置金属氧化膜层282、电极27、发光 元件23。发光元件23利用金属线24电连接到电极27。金属氧化膜层 282起到绝缘层的作用。优选金属氧化膜层使用热导率高的材料。在使 用铝作为金属基板的情况下，能够对表面进行白色防蚀铝处理，作成金 属氧化膜。之所以作成白色，是因为能够反射来自发光元件的光，并且 可以提高射出效率。
图8是发光单元内的发光元件的接线图。图8示出颜色读取用线照 明装置的例子。安装在发光单元20内的发光元件23的颜色、个数、接 线根据读取的目的有各种组合。若对发光单元20通电，则发光元件23 发光。使通电电流增大，由此，发光亮度也变大。
图9是表示组装有安装了大型发光元件的发光单元的照明装置的立 体图。在使用大型发光单元的情况下，如图10 (D)所示，由于发光元 件基板框架材料的开口窗上部的面积比棒状导光体射入端面的面积 大，所以，如图10 (A) 、 (B) 、 (C)所示，优选在开口窗内部填充 亮度高的有色树脂26,以调整开口面积。
图11是示出图像读取装置的其他实施例的剖面图，图12是组装到 图11中的照明装置的分解立体图，对于如图11所示的图像读取装置， 通过棒状透镜阵列5由光电转换元件(线图像传感器)3检测来自原稿 G的反射光，由此，读取原稿G,但是，在本实施例中，除了所述功能 外，也可以在OHP原稿G等之上配置照明装置30，由光电转换元件3 读取原稿G的透过光。这些实施例也与图1的读取装置相同，相对玻璃 板2使框架1移动，从而进行原稿G的所希望的区域的读取。
对于所述照明装置30来说，在由透明丙烯树脂构成的板状导光体 31的厚度方向侧面安装发光单元20,将该板状导光体31收纳在白色盒 32内，并且，在成为反射面的上表面设置白色反射板33，在成为射出 面的下表面设置扩散片34。
所述内容示出了在紧密接触型图像传感器(接触图像传感器)的实 施方式，但是，本发明的照明装置也可以用于缩小型图像传感器。如图 13所示，对于使用了缩小型图像传感器8的图像读取装置9来说，由照 明装置10对放置在玻璃等透明原稿台上的原稿进行照明，由反射镜7 反射从原稿面反射的光，由透镜6会聚，由光电转换元件3进行检测。
并且，在缩小型图像传感器中，所谓的图像传感器部有时仅意味着光电 转换元件3，但是，对于本说明书中的图像传感器来说，在缩小型图像 传感器中，意味着由照明装置、反射镜、光电变换元件、透镜构成的部
权利要求
1.一种发光单元，具有发光元件；发光元件基板，用于安装所述发光元件；发光元件基板框架材料，具有用于使所述发光元件露出的开口窗；电极，对所述发光元件供电，其特征在于，所述发光元件基板是金属，所述发光元件直接安装在所述发光元件基板上。
2. —种发光单元，具有发光元件；发光元件基板，用于安装所述 发光元件；发光元件基板框架材料，具有用于使所述发光元件露出的开 口窗；电极，对所述发光元件供电，其特征在于，所述发光元件基板是金属，在所述发光元件基板上设置金属氧化 膜，所述发光元件安装于形成在所述金属氧化膜上的所述电极上。
3. 根据权利要求2的发光单元，其特征在于， 所述金属氧化膜是氧化铝膜。
4. 一种照明装置，从在棒状导光体的长度方向的端面侧所设置的发 光单元射入的光在棒状导光体的内部反射，并从沿着长度方向设置的射 出面射出，其特征在于，所述发光单元是权利要求1至3的发光单元。
5. —种照明装置，从在板状导光体的厚度方向的侧面所设置的发光 单元射入的光在板状导光体的内部反射，并从板状导光体的上表面或下 表面射出，其特征在于，所述发光单元是权利要求1至3的发光单元。
6. —种图像传感器，其特征在于，将权利要求4的照明装置、线图像传感器、和使来自原稿的反射光 或透过光会聚到所述线图像传感器的光学系统组装到框体中。
7. —种图像读取装置，其特征在于， 组装有权利要求6的图像传感器。
8. —种图像读取装置，具有图像传感器、用于放置原稿的透明体、 设置在所述透明体的上方的照明装置，其特征在于，所述照明装置是权利要求4的照明装置。
全文摘要
提供一种散热性能优良的照明装置用发光单元。该发光单元具有发光元件、用于安装所述发光元件的发光元件基板、具有用于使所述发光元件露出的开口窗的发光元件基板框架材料、对所述发光元件供电的电极，其特征在于，所述发光元件基板是金属，所述发光元件直接安装在所述发光元件基板上。或者，该发光元件的特征在于，所述发光元件基板是金属，在所述发光元件基板上设置金属氧化膜，所述发光元件安装于形成在所述金属氧化膜上的所述电极上。
文档编号H01L33/00GK101180744SQ20068001797
公开日2008年5月14日 申请日期2006年4月3日 优先权日2005年4月4日
发明者岸本隆, 根本浩之, 炭谷直文, 竹内秀光, 齐藤富久 申请人:日本板硝子株式会社;日亚化学工业株式会社