JP3212648U - 発光ダイオードの安全制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】発光ダイオードの安全制御回路を提供する。【解決手段】発光ダイオード１１の安全制御回路１に関し、該発光ダイオードの一端は、供給電圧ＶＣＣに接続し、他端は、バイポーラ接合型トランジスタ１２のコレクタ端子に接続し、且つバイポーラ接合型トランジスタのエミッタ端子及びベース端子は、それぞれ第１電界効果トランジスタ１３一端及びもう１つの供給電圧に接続し、更に、第１電界効果トランジスタの他端は、第２電界効果トランジスタ１４に接続し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタの他側は、パルス幅変調発生器１５に共通で接続し、そのパルス幅変調発生器は、パルス信号を発生し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタを駆動してオンにし、回路全体の制御時間に基づく導通を確保し、発光パワーに安全検査を通過させ、且つ安定性を安全規範に符合させ、使用上の安全性を向上する。【選択図】図１

Description

本考案は、発光ダイオードの安全制御回路に関し、特に、パルス幅変調発生器を利用して、パルス信号を発送し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタを駆動し、オンにし、回路全体の制御時間に基づく導通を確保し、安全制御回路の発光効率を安定させて安全検査を通過させ且つ安全規範の所定の範囲に符合させることができる。

現在、発光ダイオードは、一般の照明、教学用ポインタ、水平器具又は照準器等の用途に広く運用されているが、この種の発光ダイオードビームは、フォーカスレンズによって人体の眼に合わせる時、目の網膜が傷付けられるか、失明する可能性があり、現在の発光ダイオードポインタのほとんどが管上に押圧スイッチを設け、このスイッチを押圧した後、その発光ダイオードのビームが直接外にレーザ発射され、この種の設計は、子供が好奇心で遊び、不注意にスイッチを押圧して発光ダイオードのビームを人体の眼にレーザ発射させることを有効に防止できず、人体（使用者又は傍観者）の眼の網膜に照射させ易く、更には、回復不能な傷害を招く（発光ダイオードビームの出力パワーの高さの設定と比例する）。

従って、人体の眼に発光ダイオードビームが照射された後、網膜が傷付けられる状況が発生することを回避するため、発光ダイオードの回路に制御ラインを設計し、光パワーを制限しているが、この制御ラインの動作不良を回避するため、更に保護回路を設置し、発光ダイオードビームの発光パワーが動作不良によって上昇して人体を傷付けることを低減しているが、発光ダイオードポインタは、出荷前に何れも安全規範の検査作業を行い、発光ダイオードビームの発射パワーが確かに安全規範の所定範囲に符合することを確認する必要があり、該安全規範の検査作業は、オープン又は短絡の試験方式により異なる回路の間の伝導（Ｌｉｎｅ ｔｏ Ｌｉｎｅ）に対して試験を行い、その２点間の回路のパワーが所定規範値よりも小さくなる必要があり、そうしてようやく安全基板に符合でき、使用上の安全性を確保することができる。

特開2015-50061号公報

本考案の目的は、該安全制御回路が、発光ダイオードの一端が供給電圧に接続し、発光ダイオードの他端がバイポーラ接合型トランジスタのコレクタ端子に接続し、且つバイポーラ接合型トランジスタのエミッタ端子及びベース端子がそれぞれ第１電界効果トランジスタ一端及びもう１つの供給電圧に接続し、第１電界効果トランジスタの他端が第２電界効果トランジスタに接続し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタの他側は、それにオン又はオフ状態を呈させるパルス幅変調発生器を共通で接続し、また、該第２電界効果トランジスタの他端は、接地電圧に接続し、それは、パルス幅変調発生器によってパルス信号を発送し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタを駆動し、オンにし、回路全体の制御時間に基づく導通を確保し、発光ダイオードの発光パワーを安定させて安全規範の所定範囲に符合させ、従って、安全制御回路のバイポーラ接合型トランジスタが第１電界効果トランジスタ、第２電界効果トランジスタ及びパルス幅変調発生器の使用を必要としてようやく発光ダイオードの発光パワーを安全規範に符合させることができ、これにより、全体の使用上の安全性を向上することにある。

本考案のもう１つの目的は、該安全制御回路の使用時、その安全制御回路のパルス幅変調発生器がパルス信号を第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタに発送し、回路全体に制御時間に基づく導通を確保させ、オープン又は短絡現象の発生時に発光パワーが異常に大量発生して安全を脅かす状況を回避し、発光ダイオードの出力パワーを安定させ、安全検査作業を通過させ、安全規範の所定範囲に符合させ、使用上の安定性、安全性を向上することである。

本考案の発光ダイオードの安全制御回路は、発光ダイオードの一端が供給電圧に接続し、発光ダイオードの他端がバイポーラ接合型トランジスタ的コレクタ端子に接続し、且つバイポーラ接合型トランジスタのエミッタ端子及びベース端子がそれぞれ第１電界効果トランジスタ一端及びもう１つの供給電圧に接続し、第１電界効果トランジスタの他端が第２電界効果トランジスタに接続し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタの他側がそれにオン又はオフ状態を呈させるパルス幅変調発生器に共通で接続し、更に、該第２電界効果トランジスタの他端が接地電圧に接続する。

（一）該安全制御回路１のパルス幅変調発生器１５は、パルス信号を発送し、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４を駆動してオンにし、回路全体の制御時間に基づく導通を確保し、安全制御回路１の発光ダイオード１１の発光パワーを安定させ、安全規範の所定範囲に符合させ、従って、安全制御回路１のバイポーラ接合型トランジスタ１２は、第１電界効果トランジスタ１３、第２電界効果トランジスタ１４及びパルス幅変調発生器１５と合わせて使用する必要があり、そうしてようやく発光ダイオード１１の発光パワーを安全規範内に符合させることができ、これにより、全体的使用上の安全性を向上する効果を達成する。
（二）該安全制御回路１のパルス幅変調発生器１５は、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４に接続し、安全制御回路１の使用時、その第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４は、回路全体を制御時間に基づき導通させることができ、発光ダイオード１１の発光パワーを安定させ、安全検査作業を通過させ、且つ安全規範の所定範囲に符合させ、これにより使用上の安定性、安全性の向上を達成する。

本考案の回路図である。

図１を参照し、それは、本考案の回路図であり、図から明確に分かるように、本考案の安全制御回路１は、発光ダイオード１１（例えば、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ；ＬＤ））一端は、供給電圧（ＶＣＣ）に接続し、発光ダイオード１１の他端は、バイポーラ接合型トランジスタ１２（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＢＪＴ）のコレクタ端子に接続し、且つバイポーラ接合型トランジスタ１２のエミッタ端子は、第１電界効果トランジスタ１３（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＦＥＴ）一端に接続し、更に、第１電界効果トランジスタ１３の他端は、第２電界効果トランジスタ１４（ＦＥＴ）に接続し、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４他側は、それにオン又はオフ状態を呈させることができるパルス幅変調発生器１５（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＰＷＭ）に共通で接続し、また、該第２電界効果トランジスタ１４の他端は、接地電圧（ＧＮＤ）に接続し、又はバイポーラ接合型トランジスタ１２のベース端子は、電圧補償モジュール１６に接続し、その電圧補償モジュール１６は、フォトダイオード１６１（Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ ）及び電圧補償回路１６２を含み、フォトダイオード１６１一端は、安全制御回路１の供給電圧（ＶＣＣ）及び発光ダイオード１１の間に接続され、且つフォトダイオード１６１の他端は、電圧補償回路１６２の一端に接続し、電圧補償回路１６２の他の２端は、それぞれバイポーラ接合型トランジスタ１２のベース端子及びもう１つの供給電圧（ＶＣＣ）に接続する。

前記安全制御回路１のバイポーラ接合型トランジスタ１２は、ベースが受け取る電圧を利用してエミッタからドレインに流通する電流量を制御することができ、且つ該パルス幅変調発生器１５は、パルス信号を発送して第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４がオン又はオフ状態を呈するように制御し、該電圧補償モジュール１６のフォトダイオード１６１は、光エネルギーを電圧に変換でき、電圧補償回路１６２によってバイポーラ接合型トランジスタ１２により検出される電圧値を調節し、発光ダイオード１１の発光パワーを変化させることができる。

また、上記電圧補償モジュール１６の電圧補償回路１６２は、主にフォトダイオード１６１が検出した電圧を調節する作用をなし、バイポーラ接合型トランジスタ１２に調節した電圧値によって流通する電流値を制御させ、発光ダイオード１１の発光パワーを安全規範の所定の範囲内に符合させることができるが、電圧補償モジュール１６の電圧補償回路１６２の回路設計方式は、非常に多く、且つ従来技術の範疇であるので、内部の電子部品及び回路設計は、ここでは更に説明しない。

しかしながら、上記安全制御回路１の第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４は、ｎチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ｎ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であり、そのバイポーラ接合型トランジスタ１２のエミッタ端子は、第１電界効果トランジスタ１３のドレインに接続でき、該第１電界効果トランジスタ１３のソースは、第２電界効果トランジスタ１４のドレインに接続し、且つ第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４のゲートは、パルス幅変調発生器１５に共通で接続するが、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４の実際の応用時、Pチャネル金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Ｐ−ｃｈａｎｎｅｌ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又は接合型電界効果トランジスタ（Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＪＦＥＴ）等のトランジスタ上であってもよい。

本考案の実際の使用時、該安全制御回路１は、レーザポインタ、一般教学ポインタ、水平器具又は照準器等のレーザ製品の回路中に応用でき、その安全制御回路１の発光パダイオード１１の一端は、供給電圧（ＶＣＣ）を受け、電流を発光ダイオード１１に流通させ、他端に接続するバイポーラ接合型トランジスタ１２まで伝送し、バイポーラ接合型トランジスタ１２は、電圧補償モジュール１６の電圧を検出し、電流を安全規範の所定範囲に調節し、電流を接地電圧（ＧＮＤ）方向へ伝送させ、同時に、該パルス幅変調発生器１５は、パルス信号を発送し、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４を駆動して動作を開始させ、電流は、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４を流れ、接地電圧（ＧＮＤ）端と電気的導通を呈し、更に、回路全体をループし、発光ダイオード１１にパワーを安定出力させ、安全規範の所定の範囲内のレーザビームに符合させ、レーザの発光パワーが過度に強くなる状況の発生を回避し、使用上の安全性を向上する効果を達成する。

安全制御回路１が検出作業を行う時、それは、検査員がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの隣り合う２点間の回路に対してオープン又は短絡の方式を利用して検出を行い、安全制御回路１のバイポーラ接合型トランジスタ１２一端は、順に第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４に接続し、且つ第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４は、パルス幅変調発生器１５に共通接続し、従って、ＡからＢまで、ＢからＣまで又はＣからＤまでの間の回路を短絡させ、そのパルス幅変調発生器１５が駆動する第１電界効果トランジスタ１３又は第２電界効果トランジスタ１４の両者のうち、１つは全体回路に導通時間の制御を確保させることができる必要があり（例えば、ＡからＢまでの回路を検査する時、その第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４は、何れも導通時間を制御する。ＢからＣまでの回路を検出する時、その第２電界効果トランジスタ１４は、導通時間を制御する。ＣからＤまでの回路を検出する時、その第１電界効果トランジスタ１３は、導通時間を制御する）、発光ダイオード１１の発光パワーを安定させ、安全規範の所定範囲に符合させ、使用上の安定性、安全性を向上する効果を達成する。

本考案は、以下の利点を有する。
（一）該安全制御回路１のパルス幅変調発生器１５は、パルス信号を発送し、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４を駆動してオンにし、回路全体の制御時間に基づく導通を確保し、安全制御回路１の発光ダイオード１１の発光パワーを安定させ、安全規範の所定範囲に符合させ、従って、安全制御回路１のバイポーラ接合型トランジスタ１２は、第１電界効果トランジスタ１３、第２電界効果トランジスタ１４及びパルス幅変調発生器１５と合わせて使用する必要があり、そうしてようやく発光ダイオード１１の発光パワーを安全規範内に符合させることができ、これにより、全体的使用上の安全性を向上する効果を達成する。
（二）該安全制御回路１のパルス幅変調発生器１５は、第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４に接続し、安全制御回路１の使用時、その第１電界効果トランジスタ１３及び第２電界効果トランジスタ１４は、回路全体を制御時間に基づき導通させることができ、発光ダイオード１１の発光パワーを安定させ、安全検査作業を通過させ、且つ安全規範の所定範囲に符合させ、これにより使用上の安定性、安全性の向上を達成する。

なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

上記を総合し、本考案の上記発光ダイオードの安全制御回路の使用時、その効果及び目的を確かに達成することができ、故に本考案は、実際に実用性を有する優れた考案である。

１ 安全制御回路
１１ 発光ダイオード
１２ バイポーラ接合型トランジスタ
１３ 第１電界効果トランジスタ
１４ 第２電界効果トランジスタ
１５ パルス幅変調発生器
１６ 電圧補償モジュール
１６１ フォトダイオード
１６２ 電圧補償回路
ＶＣＣ 供給電圧
ＧＮＤ 接地電圧

Claims (3)

1. 発光ダイオードの安全制御回路であって、該安全制御回路は、発光ダイオードの一端が供給電圧に接続し、発光ダイオードの他端がバイポーラ接合型トランジスタ的コレクタ端子に接続し、且つバイポーラ接合型トランジスタのエミッタ端子及びベース端子がそれぞれ第１電界効果トランジスタ一端及びもう１つの供給電圧に接続し、第１電界効果トランジスタの他端が第２電界効果トランジスタに接続し、第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタの他側がそれにオン又はオフ状態を呈させるパルス幅変調発生器に共通で接続し、更に、該第２電界効果トランジスタの他端が接地電圧に接続する発光ダイオードの安全制御回路。
2. 前記安全制御回路の発光ダイオードは、レーザダイオードであり、且つ該第１電界効果トランジスタ及び第２電界効果トランジスタは、ｎチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ、ｐチャネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ又は接合型電界効果トランジスタである請求項１に記載の発光ダイオードの安全制御回路。
3. 前記安全制御回路のバイポーラ接合型トランジスタのベース端子及びもう１つの供給電圧の間は、電圧補償モジュールに接続し、該電圧補償モジュールは、フォトダイオード及び電圧補償回路を含み、そのフォトダイオードの一端は、安全制御回路の供給電圧及び発光ダイオードの間に接続され、フォトダイオードの他端は、補償回路の一端に接続し、且つ電圧補償回路の他の二端は、それぞれバイポーラ接合型トランジスタのベース端子及びもう１つの供給電圧に接続する請求項２に記載の発光ダイオードの安全制御回路。