JPH1013344A - 光送信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な回路構成でありながら、発光素子の発
光特性の劣化速度を低減するとともに焼損を防止するこ
とのできるようにした光送信装置を容易に提供できるよ
うにする。 【解決手段】 発光素子２の駆動回路を有する光送信装
置１０において、駆動回路への入力信号が一定時間以上
連続して入力されると入力信号を遮断するように動作す
るタイマ回路１ｄを駆動回路の入力に併設して設けるこ
とにより、発光素子２が連続して発光し続けないように
動作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光送信装置に関し、
詳しくはその回路構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、パソコンやＰＤＡといわれる携帯
情報端末機器等では、配線接続を行わないでもデータ通
信を行えるとともに、通信データ距離が短くて傍受され
難い光通信機能を有するものが多くなっている。このよ
うな光通信は、構造が簡単で安価であるとともに使用が
容易で、光ノイズとなる光発生源が可視光よりも少なく
通信の信頼性を向上し易い赤外線を通信光として用いる
ことが多い。そこで、送信装置の光源として赤外線発光
ダイオード（以下「発光素子」と称す）を用い、受光装
置の受光素子としてフォトダイオード（ホトダイオー
ド）やフォトトランジスタ（ホトトランジスタ）等を用
いれば、赤外線による光通信を容易に行えるようにな
る。

【０００３】図３はそのような光通信装置の光送信装置
を示し、ＧａＡｓ等からなる発光素子２と、発光素子２
に電流を供給して送信信号に応じた赤外線を発光させる
ための半導体集積回路装置（以下「送信装置」と称す）
１２とから構成され、送信装置１２は送信信号を生成す
るためのＣＰＵ等からなる制御回路１ａと、発光素子２
を駆動するための回路とから構成されている。

【０００４】また、発光素子２のアノードは電流制限用
の抵抗３を介して電源電圧（Ｖｃｃ）に接続され、その
カソードは送信装置１２の端子Ｔ１に接続されている。
更に、制御回路１ａからの信号出力が抵抗１ｂを介して
ＮＰＮ型のトランジスタ１ｃのベースに接続され、トラ
ンジスタ１ｃのコレクタは端子Ｔ１に接続され、そのエ
ミッタは基準電位（ＧＮＤ）に接続されている。

【０００５】このような構成により、図示しない操作キ
ー等からの制御入力に応じて制御回路１ａで図４に示す
ような送信すべき信号データを生成してトランジスタ１
ｃの導通を制御するようにすれば、発光素子２に数１０
ｍＡ乃至数１００ｍＡ程度の電流が流れて０．９３乃至
０．９５μｍの波長の赤外線を発光するようになる。こ
の赤外線を図示しない受光装置の受光素子で受光し、受
光装置で波形成形処理やデータ処理等を行うことにより
光通信を行えるようになっている。

【０００６】図４の信号はトランジスタ１ｃのベース電
圧を示し、発光区間Ｔ間の間隔ｔ０及びｔ１の時間によ
り送信データが決まるようになっている。即ち、図４
（ａ）では、発光区間Ｔ間の間隔が短い場合（ｔ１）を
データ“１”とし発光区間Ｔ間の間隔が長い場合（ｔ
０）をデータ“０”として、シリアルに信号を伝達して
いる様子を表している。尚、発光区間Ｔは図４（ｂ）に
時間軸を拡大して示すように数１０ｋＨｚのキャリア信
号で変調されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
送信装置１２は、その誤動作や誤った使用法等により発
光素子２に長時間に亘って大電流が流れ続けて発光素子
２が異常に発熱することがある。このようなことが生じ
ると、発光素子２の発光特性が劣化し光信号の伝達距離
が低下したり、発熱が発光素子２の許容損失を上回って
パッケージの信頼性が低下したりすることがあるととも
に、発熱が更に続いた場合には発光素子２が焼損して信
号を送信できなくなってしまうことさえあった。

【０００８】尚、発光素子２は略純粋なエポキシ樹脂を
用いた略透明なパッケージで半導体チップを封止して発
光を透過できるようにしているが、この透明パッケージ
は他の材料を混入した黒色のパッケージよりも耐熱性や
機械的強度等の信頼性が低くなっているので、前述のよ
うなことが起こり易くなってしまう。そこで本発明はこ
れらの問題を解決し、簡単な回路構成でありながら、発
光素子の発光特性の劣化速度を低減するとともに焼損を
防止することのできるようにした光送信装置を容易に提
供できるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の問題を解決するた
めに、請求項１の記載に係わる光送信装置は、発光素子
２の駆動回路を有する光送信装置１０において、駆動回
路への入力信号が一定時間以上連続して入力されると入
力信号を遮断するように動作するタイマ回路１ｄを駆動
回路の入力に併設して設けることにより、発光素子２が
連続して発光し続けないように動作することを特徴とす
る。また、請求項２に記載の光送信装置は、発光素子２
を駆動回路を有する光送信装置１１において、発光素子
２による発熱を検出するための感温回路４を駆動回路の
入力に併設して設けることにより、発光素子２が所定温
度以上に発熱しないように動作することを特徴とする。

【００１０】本発明のような回路構成をとることによ
り、請求項１の記載に係わる光送信装置１０は、発光素
子へ信号が連続して入力されることが無くなり発光素子
に大電流が流れ続けることがなくなる。また、請求項２
の記載に係わる光送信装置１１は、発光素子の発熱に応
じて駆動電流が制限されるようになって発光素子が異常
に発熱することがなくなる。更に、請求項１または請求
項２の記載に係わる光送信装置は、外付け部品の少ない
簡単な回路構成で発光素子の焼損を無くすことができる
ようになる。

【００１１】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１及び図
２を参照しながら詳細に説明する。尚、本明細書では全
図面を通して同一または同様の回路要素には同一の符号
を付して重複する説明を省略している。図１は、本発明
の第１の実施形態としての光送信装置１０を示し、図３
の従来例と次のような相違がある。即ち、制御回路１ａ
の出力が抵抗１ｆ及び１ｂを介してトランジスタ１ｃの
ベース入力に接続されるとともに、トランジスタ１ｃの
ベースにタイマ回路１ｄが接続され、その出力はエミッ
タが基準電位に接続されコレクタが抵抗１ｆ及び抵抗１
ｂの接続点に接続されたＮＰＮ型のトランジスタ１ｅの
ベースに接続されている。

【００１２】このような構成により、タイマ回路１ｄで
予め設定された時間よりも短い期間の信号が入力されて
いるときには従来と同様な動作を行うとともに、予め設
定された時間よりも長い信号が入力されたときには、ト
ランジスタ１ｅを導通させてトランジスタ１ｃのベース
入力を低レベルにすることにより、発光素子２に大電流
が流れ続けるのを防止できるようになっている。その
後、更に所定の時間を経過して発光素子２の発熱が低下
した後、タイマ回路１ｄの出力を低レベルにしてトラン
ジスタ１ｅを遮断状態にし、通常の動作状態に復帰する
ように動作する。タイマ回路の設定時間としては、例え
ば、キャリアの周期（ｔｃ）の数倍程度にするのが良
い。また、好ましくは、トランジスタ１ｅのベース入力
を制御回路１ａにも帰還するようにして、発光素子２へ
の信号が遮断されているときには制御回路１ａから信号
を出力しないようにするのが良い。

【００１３】図２は、本発明の第２の実施形態としての
光送信装置１１を示し、図３の従来例と次のような相違
がある。即ち、感温回路として、一端が基準電位に接続
された感温素子４が端子Ｔ２を介して光送信装置１１に
接続されるとともに、端子Ｔ２は非反転入力（＋）が基
準電位１ｈに接続された比較器（コンパレータ）１ｇの
反転入力（−）に接続されている。比較器１ｇの反転入
力は更に抵抗１ｉを介して電源電圧に接続され、その出
力はエミッタが基準電位に接続されコレクタが抵抗１ｆ
及び抵抗１ｂの接続点に接続されたトランジスタ１ｅの
ベースに接続されている。尚、感温素子４としては、温
度上昇に伴いその抵抗値が低下する負の温度係数を有す
るサーミスタ等を用いれば良く、その設定温度は発光素
子２の定格の動作温度範囲内の温度に設定するのが良
い。

【００１４】このような構成により、発光素子２に大電
流が流れて発光素子２が発熱すると、発熱に応じて感温
素子４の抵抗値が低下することにより比較器の入力電圧
が低下し、所定の温度を検出すると比較器１ｇの出力が
反転してトランジスタ１ｅが導通することによりトラン
ジスタ１ｃのベース電圧が低下するので、発光素子２に
大電流が流れ続けて異常発熱することがなくなり、発光
特性が劣化したり焼損したりするのを防止できるように
なる。

【００１５】尚、本発明は上述の実施形態のみに限定さ
れるものではなく、抵抗３を光送信装置１０または１１
に内蔵するようにしても構わないし、複数の発光素子を
同時に駆動するような光送信装置に用いても構わない。
また、タイマ回路１ｄは、光送信装置１０に用いられて
いるクロック信号をカウンタ回路でカウントするような
回路でも、ワンショットモノマルチ回路等を用いて入力
が有ってから一定時間を作るような回路でも構わない。
更に、感温回路は、光送信装置１１内部の温度依存性の
有る回路を利用するようにしても構わないし、比較器１
ｇを省略して感温素子４の一端をトランジスタ１ｃのベ
ースに直接接続し、発熱に応じてトランジスタ１ｃの導
通状態を可変させて発光素子２に流れる電流を制限する
ようにしても構わない。勿論、トランジスタ１ｃを外付
けにしたり、ＭＯＳ型のトランジスタを用いるようにし
ても構わないし、信号データの信号体系（フォーマッ
ト）には依存しない。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、請求項１
の記載に係わる光送信装置は、発光素子へ信号が連続し
て入力されることが無くなり発光素子に大電流が流れ続
けることがなくなるので、発光素子が不要に発熱するこ
とが無くその発光特性が急速に劣化したり発光素子の信
頼性が低下したりすることが無くなるとともに、発光素
子が焼損して光送信ができなくなることが無くなるとい
う効果がある。

【００１７】また、請求項２の記載に係わる光送信装置
は、発光素子の発熱に応じて駆動電流が制限されるよう
になって発光素子が異常に発熱することがなくなるの
で、発光素子が不要に発熱することが無くその発光特性
が急速に劣化したり発光素子の信頼性が低下したりする
ことが無くなるとともに、発光素子が焼損して光送信が
できなくなることが無くなるという効果がある。

【００１８】更に、請求項１または請求項２の記載に係
わる光送信装置は、外付け部品の少ない簡単な回路構成
で発光素子の焼損を無くすことができるようになるの
で、光送信装置の信頼性が向上するとともに光送信装置
を用いた光通信システムの信頼性が向上することにな
り、光通信を容易に使用できるようになるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す回路図、

【図２】本発明の他の実施形態を示す回路図、

【図３】従来の光送信装置を示す回路図、

【図４】発光素子の駆動波形例を示すタイミング図であ
る。

【符号の説明】

１０、１１：光送信装置（半導体集積回路装置） １ａ ：制御回路（ＣＰＵ） １ｃ、１ｅ：トランジスタ １ｄ ：タイマ回路 １ｇ ：比較器（コンパレータ） ２ ：発光素子（赤外線発光ダイオード） ４ ：感温素子（サーミスタ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子の駆動回路を有する光送信装置
   において、前記駆動回路への入力信号が一定時間以上連
   続して入力されると前記入力信号を遮断するように動作
   するタイマ回路を前記駆動回路の入力に併設して設ける
   ことにより、前記発光素子が連続して発光し続けないよ
   うに動作することを特徴とする光送信装置。
2. 【請求項２】 発光素子を駆動回路を有する光送信装置
   において、前記発光素子による発熱を検出するための感
   温回路を前記駆動回路の入力に併設して設けることによ
   り、前記発光素子が所定温度以上に発熱しないように動
   作することを特徴とする光送信装置。