JPH05299739A - 発光素子の保護回路 - Google Patents

発光素子の保護回路

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JPH05299739A
JPH05299739A JP12992492A JP12992492A JPH05299739A JP H05299739 A JPH05299739 A JP H05299739A JP 12992492 A JP12992492 A JP 12992492A JP 12992492 A JP12992492 A JP 12992492A JP H05299739 A JPH05299739 A JP H05299739A
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JP
Japan
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current
laser diode
emitting element
laser
light emitting
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Withdrawn
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JP12992492A
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English (en)
Inventor
Yutaka Yamahira
豊 山平
Hiroyuki Kudo
博之 工藤
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Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Kyushu Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Tokyo Electron Kyushu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザダイオードLDへの過電流を自動的に
阻止し、破壊防止を可能とする。 【構成】 レーザダイオードLDへの給電ライン15中
にレーザ電流モニタ抵抗R1を挿入する。レーザ電流モ
ニタ抵抗R1の端子間に、このレーザ電流モニタ抵抗R
1に流れる電流がレーザダイオードLDの標準電流値と
最大電流値との間に定めた規定値を越えたときONする
ようにフォトカプラ18のLED19を接続する。これ
により、フォトカプラ18のフォトトランジスタ20で
レーザダイオードLDの出力電流を制限することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光検出器を構成する
発光素子の駆動回路、特にその発光素子の過大電流に対
する保護回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体ウエハ等の被処理体の処
理装置、例えば半導体ウエハの表面にレジスト液,現像
液等を供給する塗布/現像ステーションにおいては、そ
の搬入載置台とのインターフェースステーション内にピ
ンセットを有する中間受け渡し台,搬送機構及びバッフ
ァ用のキャリアと称するカセットを備える。そして、露
光されたウエハを搬入する場合には、搬送機構のピンセ
ットによりウエハを搬入載置台から中間受け渡し台を介
して塗布/現像ステーション側のメイン搬送アームに引
き渡すが、その際、中間受け渡し台上にウエハが載置さ
れているときには、搬送機構のピンセットによりウエハ
はバッファ用キャリア内に一時収納されるようになって
いる。
【0003】上記ピンセットによりキャリアに対してウ
エハを収納あるいは取り出す場合、カセット内に半導体
ウエハが存在するかどうかの有無検出が必要である。従
来、このカセット内のウエハの有無検出は、例えば搬送
機構に設けた左右一対のアーム先端に相対向して発光部
及び受光部を設けてウエハ有無検出器を構成し、これを
キャリア内のウエハの周縁部がその間に入る位置まで前
進させた後、キャリアの最上段から最下段のレベルまで
降下させることにより行っている。
【0004】図5は、かかるウエハ有無検出器の発光部
に用いられる発光素子例えば半導体レーザ素子の駆動回
路であり、パッケージ内に半導体レーザダイオードLD
及びモニタ用フォトダイオードPDを封入した半導体レ
ーザ素子10を用い、これをケーブルライン11及びコ
ネクタ12を介して駆動回路と接続している。レーザダ
イオードLD及びフォトダイオードPDはアースライン
14を共有しており、+5V電源を所定電圧に調整する
安定化ICである電圧調整回路13から半導体レーザL
Dへの給電ライン15中には出力電流モニタ抵抗である
レーザ電流モニタ抵抗R1が直列に挿入され、また−5
V電源からフォトダイオードPDへの給電ライン16中
には抵抗R11及び可変抵抗器(光量調整ボリューム)
VR1が直列に挿入される。また、モニタ用フォトダイ
オードPDは電圧調整回路13内部における誤差検出回
路と接続されている。
【0005】ここでレーザダイオードLDの電気的光学
特性は、小形汎用840nmレーザである場合、例えば
動作電流の標準値が60mA,最大値が85mAとする
ことができる。そこで、従来、上記半導体レーザ素子の
駆動回路の調整は、レーザダイオードLDへの供給電
流がレーザダイオードLDの最大定格値(85mA)を
越えないよう、光量調整ボリュームVR1を回して、レ
ーザ電流モニタ抵抗R1の端子電圧を上記動作電流の標
準値〜最大値(60mA〜が85mA)のほぼ中央
(1.55V)に合せ、相手方受光部を構成する受光
トランジスタ(図示せず)にレーザダイオードLDの光
軸を機械的に合せた後、その受光トランジスタの感度
に合わせて光量調整ボリュームVR1を微調整する、と
いう調整を行っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の駆動回路では、(1) 電源投入時、発振安定化用
コンデンサC1のため、レーザダイオードLDの供給電
流が多くなる、(2) 光量調整ボリュームVR1の回し過
ぎにより、レーザダイオードLDに過電流が流れる、
(3) モニタ用フォトダイオードPDのケーブルラインが
外れると過電流が流れる、(4) テスター等によりレーザ
ダイオードLDを電流測定した場合には、レーザダイオ
ードLDが静電破壊されることがある等の問題があっ
た。
【0007】この発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、レーザダイオードLDへの過電流を自動的に防止
し、調整ミス,接続ミスがあっても、レーザ素子を破壊
しない保護回路を提供しようとするものである。このレ
ーザダイオードの保護回路は、カセット内に半導体ウエ
ハが存在するかどうかの有無検出等に有用であるが、こ
れに限定されるものではない。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の発光素子の保護回路は、発光素子への給
電ライン中に電流モニタを挿入し、この電流モニタに流
れる電流が上記発光素子の標準電流値と最大電流値との
間に定めた規定値を越えたとき出力信号を発生する検出
手段と、この検出手段が上記出力信号を発生したとき発
光素子への電流を制限する電流調節手段とを設けた構成
のものである。
【0009】この発明において、上記検出手段は、上記
電流モニタに流れる電流が上記発光素子の標準電流値と
最大電流値との間に定めた規定値を越えたとき出力信号
を発生するものであれば、フォトカプラによるもの、或
いは、定電流回路によるもののいずれであってもよい。
【0010】
【作用】上記のように構成されるこの発明の発光素子の
保護回路によれば、モニタしている発光素子への電流が
規定値をオーバすると検出手段がONし、これにより電
流調節手段が動作して電流値を制限する。この規定値
は、発光素子の標準電流値と最大電流値との間に定めて
あるため、発光素子に過大電流が流れることがない。従
って、発光素子の取り扱い不十分による発光素子の破損
事故が防止される。
【0011】
【実施例】以下に、この発明の発光素子の保護回路の実
施例について図面を参照して詳細に説明する。
【0012】図1及び図2は、図5と同じくウエハ有無
検出器の発光部に用いられる半導体レーザ素子の駆動回
路であり、その構成も基本的には図5とほぼ同じであ
る。即ち、パッケージ内に発光素子例えば半導体レーザ
ダイオードLD及びモニタ用フォトダイオードPDを封
入した半導体レーザ素子10として、例えば小形汎用8
40nmレーザを用い、これをケーブルライン11及び
コネクタ12を介して駆動回路と接続している。
【0013】カセット内に半導体ウエハが存在するかど
うかの有無検出は、図3(a)(b)に示すように、ピ
ンセット7を有する搬送機構6に設けた左右一対のアー
ム1,2の先端に相対向して発光部3及び受光部4を設
けてウエハ有無検出器を構成し、これをキャリア8内の
ウエハWの周縁部がその光ビーム5間に入る位置まで前
進させた後、キャリア8の最上段から最下段のレベルま
で、矢印Bの上下方向に動かすことにより行っう。半導
体レーザ素子10は、この発光部3として設けられる。
【0014】レーザダイオードLD及びフォトダイオー
ドPDはアースライン14を共有しており、+5V電源
を所定電圧に調整する安定化ICである電圧調整回路1
3から半導体レーザLDへの給電ライン15中にはレー
ザ電流モニタ抵抗R1が直列に挿入され、また−5V電
源からフォトダイオードPDへの給電路16中には抵抗
R11及び光量調整ボリュームVR1が直列に挿入され
る。また、モニタ用フォトダイオードPDのアノード
は、電圧調整回路13内部で出力調節回路を構成してい
る演算増幅器30の非反転入力端子に接続されており、
そのフォトダイオードPDでモニタされる電圧が、反転
入力端子と−5V電源ライン間に接続された基準電圧3
1と比較され、その差分が出力指示偏差として電圧調整
回路の機能に与えられるようになっている。例えば、モ
ニタ電圧が基準電圧31よりも低い場合には、光量不足
の状態のため、電圧調整回路13の出力電圧を上げて、
レーザダイオードLDへの供給電圧を増加させることに
より発光量を増加させる。モニタ電圧が基準電圧31よ
りも高い場合は上記と逆の動作をする。
【0015】図1及び図2の駆動回路が図5と大きく相
違する点は、レーザダイオードLDの保護回路17を有
していることにある。この保護回路17は赤外LED1
9とフォトトランジスタ20から成るフォトカプラ18
を用いて構成されており、その赤外LED19はダイオ
ード21を介して出力電流モニタ抵抗R1(以下にレー
ザ電流モニタ抵抗という)の端子間に並列に接続され、
またフォトトランジスタ20は、そのエミッタが給電路
16のラインに、コレクタがアースライン14に接続さ
れて、フォトダイオードPDに並列に接続されている。
【0016】半導体レーザ素子10におけるレーザダイ
オードLDの電気的光学特性は、例えば動作電流の標準
値が60mA,最大値が85mAであり、この60〜8
5mAの電流値に対してレーザ電流モニタ抵抗R1はR
1=22Ωとしてある。従って、レーザ電流モニタ抵抗
R1の端子電圧VFは、約1.3V〜1.9Vを示すこ
とになる。一方、互いに直列に接続された赤外LED1
9及びダイオード21のうち、赤外LED19の有する
固有の順方向電圧は例えば1.0V、ダイオード21が
有する固有の順方向電圧は0.6Vであり、両者の和は
1.6Vである。よって赤外LED19は、レーザ電流
モニタ抵抗R1の端子電圧VFがこの1.6V以上にな
ったときONし、点灯する。つまり、この赤外LED1
9及びダイオード21の直列回路が持つ順方向電圧1.
6Vが保護回路17の動作点を定める電流の規定値を定
める。この動作点は、レーザダイオードLDの動作電流
の標準値〜最大値(60mA〜85mA)に対応するレ
ーザ電流モニタ抵抗R1の端子電圧VFの範囲(1.3
V〜1.9V)のほぼ中央に定めたことに相当する。
【0017】次に、保護回路17の動作について説明す
る。
【0018】フォトカプラ18は、上記ダイオード21
及び赤外LED19による順方向電圧1.6Vを基準と
して、レーザダイオードLDへの出力電流がこれより大
きいか否かを常時モニタしている。レーザダイオードL
Dに流れる電流が、その規定値である72mA(1.6
V)をオーバすると、赤外LED19がONとなり、出
力信号として発光する。このため、フォトトランジスタ
20が発生した発光を受光して導通し、ライン14,1
6間の電流が増大して、電圧調整回路13の演算増幅器
30からの検出量が多くなり、ライン15に流れる電流
が制限され、レーザダイオードLDへの過電流を防止す
ることができる。
【0019】要するに、上記フォトカプラ18は、レー
ザ電流モニタ抵抗R1に流れる電流がレーザダイオード
LDの標準電流値と最大電流値との間に定めた規定値を
越えたとき出力信号を発生する検出手段として機能し、
また演算増幅器30は、この検出手段が出力信号を発生
したときレーザダイオードLDへの出力電流を制限する
電流調節手段として機能する。
【0020】従って、(1) 電源投入時も保護回路17が
動作するので、レーザダイオードLDへの過電流を防止
することができ、(2) 調整ミスにより光量調整ボリュー
ムVR1を回し過ぎても、レーザダイオードLDへの電
流を制限することができ、(3) 配線ミスにより、モニタ
ライン16のケーブルが接続されてないときも、レーザ
ダイオードLDへの電流を制限することができ、(4) レ
ーザダイオードLDへの供給電流が最大定格値を越えな
いよう、光量調整ボリュームVR1を回して、レーザ電
流モニタ抵抗R1の端子電圧を許容可変範囲のほぼ中央
に合せる調整が要しなくなるため、テスター等の使用が
不要となり、レーザダイオードLDの静電破壊がなくな
る。
【0021】上記実施例では、フォトカプラ18を用い
た保護回路17を接続し、この保護回路17の後段に発
振安定化用コンデンサC1を接続する構成としたが、必
ずしもこのような構成とする必要はなく、図4に示すよ
うに、トランジスタ41,42と抵抗43〜45とで形
成される定電流回路40により保護回路を形成すること
もできる。この定電流回路40によれば、給電ライン1
5に電流が流れると、トランジスタ41がONし、抵抗
44,トランジスタ41,抵抗43の回路が形成され
て、レーザダイオードLDが発光する。また、給電ライ
ン15に過剰電流が流れると、抵抗43の両端電位差が
増大してトランジスタ42がONし、抵抗44,45,
トランジスタ42の回路が形成され、トランジスタ41
はOFF状態になる。従って、給電ライン15に流れる
電流が制限され、レーザダイオードLDへの過剰電流を
防止することができる。
【0022】上記のように構成される定電流回路40に
おいて、抵抗44,45,トランジスタ41,抵抗43
により形成される回路は、検出手段として機能し、また
抵抗44,45,トランジスタ42により形成される回
路は、検出手段がONしたときレーザダイオードLDの
出力電流を制限する電流調節手段として機能する。
【0023】なお、第二実施例において、上記第一実施
例と同様に、発振安定化用コンデンサC1を設ける場合
には、図4中に想像線で示すように、コンデンサC2を
定電流回路40の電源側に接続することもできる。
【0024】また、上記実施例は、クリーントラックに
おいてウエハ有無検出器を構成する場合について説明し
たが、ウエハの所定位置からの飛び出し検出や、ウエハ
の受け渡し確認等に適用できることは勿論、他の用途に
おけるレーザダイオードを使用するもの全般にわたり適
用できるものである。更に、発光素子としては、レーザ
ダイオードに限らず、LED,ランプ球等を適用するこ
とも可能である。
【0025】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明の保護
回路によれば、上記のように構成されているので、以下
のような優れた効果が得られる。
【0026】1)電源投入時もこの発明の保護回路が動
作するので、発光素子への過電流を防止することができ
る。
【0027】2)調整ミスにより光量調整ボリュームを
回し過ぎても、発光素子への電流を制限することができ
る。
【0028】3)配線ミスにより、モニタラインのケー
ブルが接続されてないときも、発光素子への電流を制限
できる。
【0029】4)光量調整ボリュームを回して電流モニ
タ抵抗の端子電圧を許容可変範囲の中央に合せる調整が
要しなくなるため、テスター等の使用が不要となり、発
光素子の静電破壊がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第一実施例の保護回路を示す図であ
る。
【図2】図1の保護回路の詳細を示した図である。
【図3】この発明の一実施例のウエハ有無検出器の構成
図である。
【図4】この発明の第二実施例の保護回路を示す図であ
る。
【図5】従来の半導体レーザ素子の駆動回路を示す図で
ある。
【符号の説明】
LD 半導体レーザダイオード PD モニタ用フォトダイオード R1 レーザ電流モニタ抵抗(出力電流モニタ抵抗) 10 半導体レーザ素子 17 保護回路 18 フォトカプラ(検出手段) 19 赤外LED 20 フォトトランジスタ 21 ダイオード 30 演算増幅器(電流調節手段) 40 定電流回路 41,42 トランジスタ 43〜45 抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光素子への給電ライン中に電流モニタ
    を挿入し、この電流モニタに流れる電流が上記発光素子
    の標準電流値と最大電流値との間に定めた規定値を越え
    たとき出力信号を発生する検出手段と、この検出手段が
    上記出力信号を発生したとき発光素子への電流を制限す
    る電流調節手段とを設けたことを特徴とする発光素子の
    保護回路。
JP12992492A 1992-04-24 1992-04-24 発光素子の保護回路 Withdrawn JPH05299739A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004200213A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Sony Corp 半導体レーザの保護回路及びこれを備えた半導体レーザの測定装置
JP2007073841A (ja) * 2005-09-08 2007-03-22 Sony Corp 駆動回路
WO2011136495A3 (ko) * 2010-04-26 2011-12-29 (주)파워에이앤디 Led 램프 조도제어용 보호회로
KR101222994B1 (ko) * 2008-05-10 2013-01-17 심현섭 교류전원을 이용한 엘이디 조명모듈

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Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990706