DE19742840A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Schützen eines lichtemittierenden Elements - Google Patents

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrich­ tung und ein Verfahren zum Schützen eines lichtemittierenden Elements. Insbesondere ist die vorliegende Erfindung für den Fall vorzuziehen, in welchem verhindert wird, daß eine licht­ emittierende Diode infolge eines elektrischen Überstroms zer­ stört wird.

Verwandte Technik der Erfindung

Gegenwärtig ist ein Informationsaustausch zwischen Perso­ nalcomputern, zwischen einem Personalcomputer und einem Mo­ biltelefon, zwischen einem Personalcomputer und einem Drucker etc. durch eine eine lichtemittierende Diode verwendende op­ tische Nachrichtenübertragung implementiert. Falls man die lichtemittierende Diode kontinuierlich Licht emittieren läßt, liegt der Wert eines elektrischen Stroms, der an die lich­ temittierende Diode angelegt werden kann, ungefähr zwischen 20 mA und 50 mA. In einem Gebiet, wie z. B. einem Gebiet der optischen Nachrichtenübertragung, das eine optische Intensi­ tät erfordert, deren Wert gleich einem vorbestimmten Wert oder größer als dieser ist, wird augenblicklich ein elektri­ scher Strom von ungefähr 500 mA angelegt, und man läßt eine lichtemittierende Diode eine Puls-Licht-Emission ausführen, um eine erforderliche optische Intensität zu sichern. Zum Beispiel kann eine lichtemittierende Diode zitiert werden, die einem IRDA-(Infrared Data Association)-Standard ent­ spricht.

Ein Steuer-LSI, der eine lichtemittierende Diode steuert und auch als eine RS232C-Schnittstelle dient, ist brauchbar, wenn die lichtemittierende Diode bei einer durch einen Perso­ nalcomputer ausgeführten optischen Nachrichtenübertragung verwendet wird. Der Wert der RS232C (wie oben) ist standard­ mäßig auf einem hohen Pegel, während derjenige der IR-Nach­ richtenübertragung standardmäßig auf einem niedrigen Pegel ist. Demgemäß wird ein Signal für ein kontinuierliches Emit­ tieren von Licht zu einer lichtemittierenden Diode übertra­ gen, und ein elektrischer Strom, der ungefähr gleich 50 mA oder höher ist, fließt in die lichtemittierende Diode für die Dauer einer langen Periode (500 ms oder mehr), was die licht­ emittierende Diode zerstört, wenn Energie während der Rück­ stellperiode, oder einer Schaltperiode eines Steuer-LSI, etc. eingeschaltet wird.

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration eines Infrarotstrahlmoduls zur Verwendung in einem herkömmli­ chen optischen Nachrichtenübertragungssystem zeigt.

In dieser Figur bezeichnet V_CC eine Energieversorgungs­ spannung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt; R11 bezeichnet einen Widerstand, und dessen Wert ist norma­ lerweise auf mehrere Ohm eingestellt; LED6 bezeichnet eine lichtemittierende Diode; TR6 bezeichnet einen NPN-Bipolar­ transistor; und 71 bezeichnet einen Puffer.

Der Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR6 ist mit dem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED6 verbunden. Der Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR6 ist über den Puffer 71 mit dem TXD-(Übertragungsdaten)-Signaleingangsanschluß verbunden. Der Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR6 ist mit der Erdung verbunden. Der Anodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED6 ist über den Widerstand R11 mit der Energievorsorgungsspannung V_CC verbun­ den.

Wenn ein TXD-Signal in den NPN-Bipolartransistor TR6 ein­ gegeben wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR6 eingeschal­ tet, falls das TXD-Signal hochgefahren wird. Folglich fließt ein elektrischer Strom I_L von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED6, von der ein Infrarotstrahl emittiert wird.

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen des in Fig. 1 gezeigten Infrarotstrahlmoduls darstellt.

Wie in Fig. 2(A) gezeigt ist, ist ein TXD-Signal, das emittiert wird, ein Pulssignal. Der NPN-Bipolartransistor TR6 wird in Entsprechung zu dem Pulsbetrieb des TXD-Signals zwi­ schen EIN und AUS geschaltet. Folglich fließt ein elektri­ scher Strom I_L in pulsartiger Weise in die lichtemittierende Diode LED6, und die lichtemittierende Diode LED6 emittiert Pulse von Infrarotlicht, wie in Fig. 2(B) gezeigt ist.

Wenn eine Übertragungsperiode zu einer Rückstellperiode gewechselt wird, wird das TXD-Signal hochgefahren, und der NPN-Bipolartransistor TR6 bleibt EIN. Folglich fließt konti­ nuierlich der elektrische Strom I_L von 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED6. Weil die lichtemittierende Di­ ode LED6 kontinuierlich Licht emittiert, wird sie im Verlauf der kontinuierlichen Lichtemission zerstört.

Weil das Verfahren, um die lichtemittierende Diode LED6 Puls-Licht-Emission durch Anlegen eines elektrischen Stroms ausführen zu lassen, der gleich einem Nominalwert oder höher als dieser ist, die lichtemittierende Diode LED6, wie oben beschrieben, möglicherweise zerstören kann, sind verschiedene Verfahren zum Schützen einer lichtemittierenden Diode vorge­ schlagen worden.

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Schützen einer lichtemittierenden Diode bei­ spielhaft darstellt.

In dieser Figur bezeichnet V_CC eine Energieversorgungs-Spannung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt; R12 und R13 bezeichnen Widerstände, und der Wert des Wider­ stands R12 ist normalerweise auf mehrere Ohm eingestellt; 81 bezeichnet eine Differenzschaltung; LED7 bezeichnet eine lichtemittierende Diode; TR7 bezeichnet einen NPN-Bipolar­ transistor; und C5 bezeichnet einen Kondensator.

Der Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR7 ist mit dem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED7 verbunden. Der Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR7 ist über die Differenzschaltung 81 mit dem TXD-(Senderdaten)-Signal­ eingangsanschluß verbunden. Der Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR7 ist mit der Erdung verbunden. Der Anodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED7 ist über den Widerstand R12 mit der Energieversorgungsspannung V_CC verbun­ den.

Die Differenzschaltung 81 besteht aus dem Kondensator C5 und dem Widerstand R13. Der Kondensator C5 ist zwischen den TXD-Signaleingangsanschluß und den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR7 geschaltet. Der Widerstand R13 ist zwischen den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR7 und die Erdung geschaltet.

Ein TXD-Signal wird in den NPN-Bipolartransistor TR7 ein­ gegeben, nachdem seine Gleichstromkomponente durch die Diffe­ renzschaltung 81 entfernt ist. Folglich ist die Periode, wäh­ rend der der NPN-Bipolartransistor TR7 EIN ist, gestützt auf die Zeitkonstante der Differenzschaltung 81 beschränkt, wo­ durch die lichtemittierende Diode LED7 davor geschützt wird, zerstört zu werden.

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen des in Fig. 3 gezeigten Infrarotstrahlmoduls zeigt. Die Zeitkonstan­ te der Differenzschaltung 81 ist so eingestellt, daß ein Ein­ gangssignal in den NPN-Bipolartransistor TR7 eine Schwellen­ spannung Vth des NPN-Bipolartransistors TR7 erreicht, bevor die lichtemittierende Diode LED7 zerstört wird, wenn man die lichtemittierende Diode LED7 kontinuierlich Licht emittieren läßt.

Wie in Fig. 4(A) gezeigt ist, beträgt die Informations­ übertragungsgeschwindigkeit, die durch das TXD-Signal, das übertragen wird, erreicht wird, 2,4 Kbps-4 Mbps/Bits pro Sekunde. Demgemäß wird das TXD-Signal, das gerade übertragen und durch die Differenzschaltung 81 durchgelassen wird, bei­ nahe ungeändert in den NPN-Bipolartransistor TR7 eingegeben, wie in Fig. 4(B) gezeigt ist. Der NPN-Bipolartransistor wird in Entsprechung zu dem Pulsbetrieb des TXD-Signals zwischen EIN und AUS geschaltet. Folglich fließt der elektrische Strom I_L in pulsartiger Weise in die lichtemittierende Diode LED7, wie in Fig. 4(C) gezeigt ist. Die lichtemittierende Diode LED7 führt eine Puls-Licht-Emission aus.

Wenn die Übertragungsperiode zu der Rückstellperiode ge­ wechselt wird, wird das TXD-Signal hochgefahren, und der NPN-Bipolartransistor TR7 bleibt EIN. Das TXD-Signal gelangt durch die Differenzschaltung 81, so daß der Pegel des Ein­ gangssignals in den NPN-Bipolartransistor TR7 gestützt auf die Zeitkonstante der Differenzschaltung 81 niedriger wird. Wenn der Pegel des Eingangssignals in den NPN-Bipolartransi­ stors TR7 erreicht, wechselt der NPN-Bipolartransistor TR7 von EIN nach AUS, und der elektrische Strom I_L wird abge­ schaltet. Als Folge stoppt die lichtemittierende Diode LED7 ein Emittieren von Licht.

Wie durch die offengelegte japanische Patentschrift (Tok­ kaisho) Nr. 56-2679 oder die offengelegte japanische Patent­ schrift (Tokkaisho) Nr. 58-50785 offenbart ist, gibt es au­ ßerdem ein Verfahren zum Schützen einer lichtemittierenden Diode, indem ein Zeitumfang detektiert wird, während dem auf die lichtemittierende Diode Elektrizität angewendet wird, und ein in die lichtemittierende Diode fließenden elektrischen Strom abgeschaltet wird, wenn die Elektrizität-Anwendungszeit der lichtemittierenden Diode einen vorbestimmten Wert er­ reicht.

Mit dem Verfahren zum Schützen einer lichtemittierenden Diode, dargestellt in Fig. 3, kann in einem Eingangssignal in den NPN-Bipolartransistor TR7 manchmal ein kriechendes Ein­ schwingen oder Unterschwingen auftreten, wenn das TXD-Signal von EIN nach AUS wechselt, nachdem die in Fig. 4 gezeigte Rückstellperiode endet. Die umgekehrte tolerierbare Spannung des NPN-Bipolartransistors TR7 darf daher nicht überschritten werden. Falls das Unterschwingen die umgekehrte tolerierbare Spannung des NPN-Bipolartransistors TR7 übersteigt, kann der NPN-Bipolartransistor TR7 möglicherweise zerstört werden.

Selbst wenn sich die Größe eines in die lichtemittierende Diode fließenden elektrischen Stroms ändert, bleibt außerdem mit diesem Verfahren ein Zeitumfang ungeändert, der erforder­ lich ist, bis der in die lichtemittierende Diode fließende elektrische Strom abgeschaltet ist, und es ist unmöglich, je nach der Größe des in die lichtemittierende Diode fließenden elektrischen Stroms den Zeitumfang zu ändern, der erforder­ lich ist, bevor der in die lichtemittierende Diode fließende elektrische Strom abgeschaltet ist.

Folglich kann bei Verwenden des Verfahrens zum Abschalten des an die lichtemittierende Diode angelegten elektrischen Stroms, wenn die Elektrizitäts-Anwendungszeit der lichtemit­ tierenden Diode einen vorbestimmten Zeitumfang erreicht, die Diode manchmal zerstört werden, wenn ein Stoßstrom augen­ blicklich in die lichtemittierende Diode fließt.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schützen eines licht­ emittierenden Elements zu schaffen, um zu erlauben, daß die Zuverlässigkeit eines Schutzes eines lichtemittierenden Ele­ ments verbessert wird.

Um die oben beschriebenen Probleme zu überwinden, wird eine Ansteuereinheit zum Ansteuern einer lichtemittierenden Einheit gestützt auf ein von einer lichtdetektierenden Ein­ heit ausgegebenes Detektionssignal gemäß der vorliegenden Er­ findung gesteuert.

Dieser Prozeß erlaubt, daß eine Ansteuereingabe die lichtemittierende Einheit gestützt auf die Lichtabgabe von der lichtemittierenden Einheit steuert.

Folglich kann die durch die lichtemittierende Einheit ausgeführte Operation gestoppt werden, wenn die lichtemittie­ rende Einheit Licht für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr abgibt, wodurch ein lichtemittierendes Element davor ge­ schützt wird, aufgrund eines Überstroms zerstört zu werden.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Ansteueroperation der lichtemittierenden Einheit, die durch die Ansteuereinheit ausgeführt wird, abgebrochen oder gelöscht, wenn ein Integrationsergebnis des Detektiersi­ gnals des lichtdetektierenden Mittels einen vorbestimmten Wert erreicht.

Dieser Prozeß erlaubt, daß ein in ein lichtemittierendes Element fließender elektrischer Strom gestützt auf eine Elek­ trizität-Anwendungszeit und die Größe eines in das lichtemit­ tierende Element fließenden elektrischen Stroms abgeschaltet wird. Selbst wenn ein starkes Licht von der lichtemittieren­ den Einheit abgegeben wird, erreicht das Ergebnis einer Inte­ gration eines Detektionssignals einen vorbestimmten Wert in einer kurzen Periode, wodurch die lichtemittierende Operation der lichtemittierenden Einheit gestoppt und die Zuverlässig­ keit eines Schutzes eines lichtemittierenden Elements verbes­ sert wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein photoelektrischer Strom von einer Photodiode oder einem Phototransistor durch eine CR-Schaltung integriert, und ein Eingangssignal in einen Transistor, der eine lichtemittieren­ de Diode ansteuert, wird abgeschaltet, nachdem ein vorbe­ stimmter Zeitumfang von der Zeit an verstrichen ist, wenn ein durch die CR-Schaltung integrierter Wert einen vorbestimmten Wert erreicht.

Dieser Prozeß erlaubt, daß ein Eingangssignal in den Transistor, der die lichtemittierende Diode ansteuert, abge­ schaltet wird, nachdem der vorbestimmte Zeitumfang von der Zeit an verstrichen ist, wenn der durch die CR-Schaltung in­ tegrierte Wert den vorbestimmten Wert erreicht, und erlaubt, daß die lichtemittierende Diode ein Emittieren von Licht stoppt. Folglich kann die lichtemittierende Diode davor ge­ schützt werden, infolge eines Überstroms zerstört zu werden. Falls die lichtemittierende Diode ein Emittieren von Licht stoppt, wird überdies kein photoelektrischer Strom von einer Photodiode oder einem Phototransistor in die CR-Schaltung fließen. Die in einem Kondensator der CR-Schaltung gespei­ cherte elektrische Ladung wird daher über den Widerstand der CR-Schaltung entladen, wodurch die lichtemittierende Diode wieder durch den Transistor angesteuert wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung wird der durch die CR-Schaltung integrierte Wert in einen Inverter eingegeben, um zwischen EIN und AUS zu schal­ ten. Wenn der integrierte Wert einer Ausgabe von dem Inverter einen vorbestimmten Wert oder mehr erreicht, wird eine durch einen Transistor implementierte Steuerung der lichtemittie­ renden Diode abgeschaltet.

Dieser Prozeß erlaubt, daß die Dauer, während der die lichtemittierende Diode ein Emittieren von Licht stoppt, willkürlich eingestellt wird. Falls ein Eingangssignal in ei­ nen Transistor Übertragungsdaten sind, kann es passend über­ tragen werden. Falls das Eingangssignal in den Transistor ein Gleichstromsignal mit einem hohen Pegel ist, wird es in ein Pulssignal umgewandelt. Folglich kann die lichtemittierende Diode davor geschützt werden, infolge des Gleichstromsignals mit einem hohen Pegel zerstört zu werden.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird eine Ansteuereinheit zum Ansteuern einer lichtemittierenden Einheit gestützt auf ein von einer tempe­ raturdetektierenden Einheit ausgegebenes Detektionssignal ge­ steuert.

Dieser Prozeß erlaubt, daß eine Ansteuereingabe in die lichtemittierende Einheit gestützt auf die Temperatur der lichtemittierenden Einheit gesteuert wird. Demgemäß fließt für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr ein elektrischer Strom mit einem hohen Pegel in die lichtemittierende Einheit. Wenn von der lichtemittierenden Einheit für einen vorbestimm­ ten Zeitumfang oder mehr Licht abgegeben wird, steigt die Temperatur der lichtemittierenden Einheit über einen normalen Temperaturbereich hinaus an. Folglich kann bestimmt werden, daß ein Überstrom in die lichtemittierende Einheit fließt, indem die Temperatur der lichtemittierenden Einheit detek­ tiert wird, wodurch verhindert wird, daß ein lichtemittieren­ des Element infolge des Überstroms zerstört wird.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird durch einen Komparator bestimmt, ob der Spannungswert eines Thermistors einen vorbestimmten Wert er­ reicht oder nicht, so daß bestimmt wird, ob ein Überstrom in die lichtemittierende Einheit fließt oder nicht.

Dieser Prozeß erlaubt, daß eine Änderung der Temperatur der lichtemittierenden Einheit mit hoher Empfindlichkeit de­ tektiert wird, und erlaubt, daß die Zuverlässigkeit eines Schutzes eines lichtemittierenden Elements verbessert wird.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung wird gestützt auf einen Ausgabewert von einem Temperatur-Meßwandler mit monolithischer integrierter Schal­ tung bestimmt; ob ein Überstrom in die lichtemittierende Ein­ heit fließt oder nicht.

Dieser Prozeß erlaubt, daß die Schaltungsanordnung ver­ einfacht wird, wenn eine Änderung der Temperatur der licht­ emittierenden Einheit detektiert werden soll. Weil der Tempe­ ratur-Meßwandler mit monolithischer integrierter Schaltung die Temperatur gemäß einer Änderung einer Vorwärtsenergielüc­ ke eines P-N-Übergangs detektiert, kann der Temperatur-Meß­ wandler mit monolithischer integrierter Schaltung leicht mit einem Transistor oder einer lichtemittierenden Diode inte­ griert werden. Folglich können sowohl die Produktivität bei Massenfertigung als auch eine Reduzierung der Größe und des Gewichts verbessert werden.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung läßt man ein Eingangssignal mit einer vorbe­ stimmten Pulsbreite, wie es ist, durchgehen, während ein Ein­ gangssignal mit einer Pulsbreite, die breiter als die vorbe­ stimmte Pulsbreite ist, in ein Signal mit der vorbestimmten Pulsbreite umgewandelt und an eine Ansteuereinheit geliefert wird.

Dieser Prozeß erlaubt, daß Übertragungsdaten optisch übertragen werden, falls ein Eingangssignal in die Ansteuer­ einheit die Übertragungsdaten ist. Falls das Eingangssignal in die Ansteuereinheit ein Gleichstromsignal ist, wird es in ein Pulssignal umgewandelt. Folglich kann die lichtemittie­ rende Einheit davor geschützt werden, infolge eines Gleich­ stromsignals mit einem hohen Pegel zerstört zu werden.

Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ist eine Pulssteuereinheit durch eine monosta­ bile Schaltung implementiert.

Die Implementierung durch die monostabile Schaltung kann eine lichtemittierende Diode davor schützen, infolge eines Überstroms zerstört zu werden, indem eine vereinfachte Schal­ tungsanordnung verwendet wird, die erlaubt, daß ein lichte­ mittierendes Element davor geschützt wird, infolge eines Überstroms zerstört zu werden. Außerdem kann die monostabile Schaltung leicht mit einem Transistor oder einer lichtemit­ tierenden Diode integriert werden, wodurch zusätzlich zum Re­ duzieren der Größe und des Gewichts eine verbesserte Produk­ tivität bei Massenfertigung erlaubt wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration eines herkömmlichen Infrarotstrahlmoduls zeigt;

Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen des in Fig. 1 gezeigten Infrarotstrahlmoduls darstellt;

Fig. 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer herkömmlichen, eine lichtemittierende Diode schützenden Vorrichtung zeigt;

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen der in Fig. 3 dargestellten, eine lichtemittierende Diode schützen­ den Vorrichtung zeigt;

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer in Fig. 5 dargestellten Steuereinheit 4 beispielhaft veran­ schaulicht;

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigura­ tion einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 7 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt;

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen der in Fig. 7 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schüt­ zenden Vorrichtung darstellt;

Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel zeigt, in welchem eine ein lichtemittierendes Element schüt­ zende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung auf ein optisches Nachrichtenübertragungssystem eines Notebook-Computers angewendet wird;

Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration ei­ ner ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung zeigt;

Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung zeigt;

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration ei­ ner ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung zeigt;

Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 17 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration der in Fig. 16 dargestellten monostabilen Schaltung beispielhaft veranschaulicht;

Fig. 18 zeigt logische Symbole, die die in Fig. 17 darge­ stellte monostabile Schaltung repräsentieren;

Fig. 19 ist eine Funktionstabelle, die die Operationen der in Fig. 17 gezeigten monostabilen Schaltung angibt;

Fig. 20 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Schaltung zeigt, welche an die in Fig. 17 dargestellte monostabile Schaltung extern angeschlossen wird;

Fig. 21 ist eine Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 16 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt; und

Fig. 22 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen der in Fig. 16 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schüt­ zenden Vorrichtung zeigt.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In dieser Figur ist eine lichtemittierende Einheit 1 dazu gedacht, Licht gestützt auf eine Ansteuereingabe zu emittie­ ren. Sie ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder eine Laserdiode.

Eine Ansteuereinheit 2 ist dazu gedacht, eine Ansteuer­ eingabe an die lichtemittierende Einheit 1 zu liefern und die lichtemittierende Einheit 1 anzusteuern. Sie ist z. B. ein Bi­ polartransistor, ein Feldeffekttransistor etc.

Eine lichtdetektierende Einheit 3 ist dazu gedacht, das von der lichtemittierenden Einheit 1 abgegebene Licht zu de­ tektieren. Sie ist beispielsweise ein Phototransistor, eine Photodiode, eine Lawinen-Photodiode etc.

Eine Steuereinheit 4 soll die Ansteuereinheit 2 gestützt auf ein von der lichtdetektierenden Einheit 3 ausgegebenes Detektionssignal steuern. Falls z. B. das Detektionssignal von der lichtdetektierenden Einheit 3 gleich einem vorbestimmten Wert oder höher als dieser ist, kann die Steuereinheit 4 im­ plementiert sein, um die Ansteuereinheit 2 am Ansteuern der lichtemittierenden Einheit 1 zu hindern. Falls ein Detekti­ onssignal, dessen Wert gleich dem vorbestimmten Wert oder hö­ her als dieser ist, von der lichtdetektierenden Einheit 3 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr übertragen wird, kann die Steuereinheit 4 auch implementiert sein, um die An­ steuereinheit 2 am Ansteuern der lichtemittierenden Einheit 1 zu hindern. Wenn der integrierte Wert des Detektionssignals von der lichtdetektierenden Einheit 3 einen vorbestimmten Wert oder mehr erreicht, kann überdies die Steuereinheit 4 implementiert sein, um die Ansteuereinheit 2 am Ansteuern der lichtemittierenden Einheit 1 zu hindern.

Die lichtdetektierende Einheit 3 ist dazu gedacht, Licht zu detektieren, das von der lichtemittierenden Einheit 1 ab­ gegeben wird, die durch die Ansteuereinheit 2 angesteuert wird. Das durch die lichtdetektierende Einheit 3 detektierte Detektionssignal wird zu der Steuereinheit 4 übertragen. Die Steuereinheit 4 hindert die Ansteuereinheit 2 am Ansteuern der lichtemittierenden Einheit 1, falls das Detektionssignal von der lichtdetektierenden Einheit 3 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr übertragen wird.

Dieser Prozeß kann die lichtemittierende Einheit 1 am Emittieren von Licht hindern, falls Licht von der lichtemit­ tierenden Einheit 1 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr abgegeben wird. Folglich kann die lichtemittierende Ein­ heit 1 davor geschützt werden, infolge eines Überstroms zer­ stört zu werden.

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der in Fig. 5 gezeigten Steuereinheit 4 veranschaulicht.

In dieser Figur integriert eine Integriereinheit 5 ein von der lichtdetektierenden Einheit 3 ausgegebenes Detekti­ onssignal; bestimmt eine Bestimmungseinheit 6, ob das Ergeb­ nis der durch die Integriereinheit 5 durchgeführten Integra­ tion einen vorbestimmten Wert erreicht oder nicht; und löscht eine Löscheinheit 7 die Ansteueroperation der lichtemittie­ renden Einheit 1, die durch die Ansteuereinheit 2 ausgeführt wird.

Die lichtdetektierende Einheit 3 detektiert das Licht, das von der lichtemittierenden Einheit 1 gemäß der Ansteuer­ operation der lichtemittierenden Einheit 1 abgegeben wird, die durch die Ansteuereinheit 2 ausgeführt wird. Das durch die lichtdetektierende Einheit 3 detektierte Detektionssignal wird zu der Integriereinheit 5 übertragen. Die Integrierein­ heit 5 integriert das Detektionssignal von der lichtdetektie­ renden Einheit 3. Wenn die Bestimmungseinheit 6 bestimmt, daß das Ergebnis einer Integration durch die Integriereinheit 5 einen vorbestimmten Wert erreicht, hindert die Löscheinheit 7 die Ansteuereinheit 2 am Ansteuern der lichtemittierenden Einheit 1, so daß die Emission der lichtemittierenden Einheit 1 gestoppt wird.

Durch Integrieren des durch die lichtdetektierende Ein­ heit 3 detektierten Detektionssignals, wie oben beschrieben, kann ein in die lichtemittierende Einheit 1 fließender elek­ trischer Strom gestützt auf die Lichtemissionszeit und die Intensität der lichtemittierenden Einheit 1 gestoppt werden.

Selbst wenn starkes Licht von der lichtemittierenden Einheit 1 abgegeben wird, erreicht demgemäß das Ergebnis einer Inte­ gration des Detektionssignals einen vorbestimmten Wert in ei­ ner kurzen Periode. Folglich kann die Lichtemissionsoperation der lichtemittierenden Einheit 1 in einer kurzen Periode ge­ stoppt werden.

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigura­ tion einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In dieser Figur bezeichnet V_CC eine Energieversorgungs-Spannung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt;
bezeichnen R1 und R2 Widerstände, und ihre Werten sind norma­ lerweise ungefähr auf mehrere Ohm bzw. 5 kOhm eingestellt;
bezeichnen C1 und C2 Kondensatoren, und ihre Werte sind unge­ fähr auf 40 nF bzw. 2 µF eingestellt; bezeichnet LED1 eine lichtemittierende Diode; bezeichnet TR1 einen NPN-Bipolar­ transistor, der die lichtemittierende Diode LED1 ansteuert;
bezeichnet PD1 eine Photodiode, die einen Infrarotstrahl von der lichtemittierenden Diode LED1 detektiert; bezeichnen IN1, IN2 und IN3 Inverter; und bezeichnet UND1 eine UND-Schaltung.

Ein Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 ist mit einem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED1 verbunden. Ein Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 ist mit einem Ausgangsanschluß der UND-Schaltung UND1 verbun­ den. Ein Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 ist mit der Erdung verbunden. Ein Anodenanschluß der lichtemit­ tierenden Diode LED1 ist über den Widerstand R1 mit einer Energieversorgungsspannung V_CC verbunden.

Der Widerstand R2 und der Kondensator C1 sind parallel verbunden, um so eine RC-Schaltung zu bilden. Ein Ende der RC-Schaltung ist mit einem Anodenanschluß der Photodiode PD1 und einem Eingangsanschluß des Inverters IN1 verbunden. Das andere Ende der RC-Schaltung ist mit der Erdung verbunden. Ein Kathodenanschluß der Photodiode PD1 ist mit einer Ener­ gieversorgungsspannung V_DD verbunden.

Die Inverter IN1, IN2 und IN3 sind in Reihe geschaltet. Der geerdete Kondensator C2 ist zwischen die Inverter IN2 und IN3 geschaltet. Ein erster Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND1 ist mit einem Ausgangsanschluß des Inverters IN3 verbun­ den. Ein zweiter Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND1 ist mit einem Eingangsanschluß des TXD-Signals verbunden.

Weil die lichtemittierende Diode LED1 kein Licht emit­ tiert, bis das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND1 eingege­ ben wird, fließt kein photoelektrischer Strom I_P in die Pho­ todiode PD1. Demgemäß wird die Spannung VC1 des Kondensators C1 "0", und auch die Spannung VC2 des Kondensators C2 bleibt "0". Der Pegel der Spannung VC2 des Kondensators C2 wird durch den Inverter IN3 invertiert, so daß das elektrische Po­ tential an einem Punkt B1 des ersten Eingangsanschlusses der UND-Schaltung UND1 hochgefahren wird.

Falls das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND1 in diesem Zustand eingegeben wird, geht dieses Signal ungeändert durch die UND-Schaltung UND1, und das elektrische Potential an ei­ nem Punkt D1 des Ausgangsanschlusses der UND-Schaltung UND1 wird ein dem TXD-Signal entsprechender Wert.

Folglich fließt das TXD-Signal, das durch die UND-Schal­ tung UND1 durchging, in den Basisanschluß des NPN-Bipolar­ transistors TR1. Wenn das TXD-Signal hochgefahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR1 eingeschaltet. Demgemäß fließt in die lichtemittierende Diode LED1 ein elektrischer Strom I_L1 von 300 mA-450 mA, und von der lichtemittierenden Diode LED1 wird ein Infrarotstrahl abgegeben.

Ein Teil des von der lichtemittierenden Diode LED1 abge­ gebenen Infrarotstrahls wird in die Photodiode PD1 eingege­ ben, und der photoelektrische Strom I_P fließt in die Photo­ diode PD1. Der photoelektrische Strom IP fließt in die RC-Schaltung, die aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C1 besteht. Folglich wird eine elektrische Ladung in dem Konden­ sator C1 gespeichert. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt die Spannung VC1 in dem Kondensa­ tor C1, und die Spannung VC1 wird in den Inverter IN1 einge­ geben.

Wenn von der lichtemittierenden Diode LED1 für einen vor­ bestimmten Zeitumfang oder mehr ein Infrarotstrahl abgegeben wird und die Spannung VC1 eine Schwellenspannung Vth1 des In­ verters IN1 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inver­ ters IN1 einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang. Folglich gibt der Inverter IN1 eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Inver­ ter IN2 aus. Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN1 in den Inverter IN2 eingegeben wird, macht die Ausgangsspannung des Inverters IN2 einen Niedrig-zu-Hoch-Übergang. Folglich gibt der Inverter IN2 an den Kondensator C2 eine Spannung mit hohem Pegel aus.

Demgemäß fließt ein gemäß der Kapazität des Kondensators und der Ausgangsimpedanz des Inverters IN2 bestimmter elek­ trischer Strom in den Kondensator C2, und in dem Kondensator C2 wird eine elektrische Ladung gespeichert. Die in dem Kon­ densator C2 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt dann die Spannung VC2 in dem Kondensator C2, und die Spannung VC2 wird in den Inverter IN3 eingegeben.

Wenn die Spannung VC2 die Schwellenspannung Vth2 des In­ verters IN3 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inver­ ters IN3 einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang. Der Inverter IN3 gibt eine Spannung mit niedrigem Pegel an die UND-Schaltung UND1 aus. Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem In­ verter IN3 eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND1, daß das TXD-Signal durch die Schaltung selbst durch­ geht.

Das TXD-Signal wird an der UND-Schaltung UND1 gestoppt und nicht zu dem NPN-Bipolartransistor TR1 übertragen, das Eingangssignal in den NPN-Bipolartransistor TR1 wird niedrig­ gefahren. Demgemäß fließt in die lichtemittierende Diode LED1 kein elektrischer Strom I_L1, und die lichtemittierende Diode LED1 stoppt ein Emittieren von Licht.

Die Emission der lichtemittierenden Diode LED1 wird ähn­ lich zwischen EIN und AUS geschaltet, während das TXD-Signal hochgeht, wodurch die lichtemittierende Diode LED1 davor ge­ schützt wird, infolge eines Überstroms zerstört zu werden.

Fig. 8 zeigt eine Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 7 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt. Wenn der logische Wert des TXD-Signals in dieser Figur "1" ist, wird das elektrische Po­ tential am Punkt 31 eine Pulsform werden. Demgemäß wird auch das elektrische Potential am Punkt D1 eine Pulsform werden, und die lichtemittierende Diode LED1 wird zwischen EIN und AUS geschaltet. Falls der logische Wert des TXD-Signals "0" ist, werden die logischen Werte an den Punkten B1 und D1 "1" bzw. "0" werden. Folglich wird die lichtemittierende Diode LED1 ausgeschaltet.

Fig. 9 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen der in Fig. 7 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schüt­ zenden Vorrichtung darstellt. Falls das TXD-Signal für eine lange Periode hoch bleibt, wird die Zeitkonstante der CR-Schaltung so eingestellt, daß eine Ausgabe von der UND-Schal­ tung UND1 niedriggefahren wird, und das TXD-Signal während einer Datenübertragungsperiode wird passend durch die UND-Schaltung UND1 durchgehen, bevor die lichtemittierende Diode LED1 zerstört wird.

Nimmt man an, daß eine durch das TXD-Signal implementier­ te Informationsübertragungsgeschwindigkeit während der Daten­ übertragungsperiode ungefähr 2,4 Kbps-4 Mbps beträgt und eine maximale relative Einschaltdauer 20% beträgt, wird die Zeitkonstante der aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C1 bestehenden CR-Schaltung auf ungefähr 100 µs eingestellt werden. Außerdem wird die Zeitkonstante der aus der Ausgangs­ impedanz des Inverters IN2 und dem Kondensator C2 bestehenden Integrierschaltung auf ungefähr 50 µs eingestellt werden.

Man nehme auch an, daß die Spannungen mit niedrigem Pegel der Inverter IN1, IN2 und IN3 auf 0 V eingestellt sind, ihre hohen Spannungen auf 5 V eingestellt sind, und ihre Schwel­ lenspannungen, bei denen die Inverter einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang machen, auf 1,5 V eingestellt sind.

Während der in Fig. 9(A) dargestellten Übertragungsperi­ ode des TXD-Signals geht das Signal durch die UND-Schaltung UND1, und wird in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR1, wie es ist, eingegeben. Der NPN-Bipolartransistor TR1 wird in Entsprechung zum Pulsbetrieb des TXD-Signals zwi­ schen EIN und AUS geschaltet. Folglich fließt der elektrische Strom I_L1 in pulsartiger Weise in die lichtemittierende Diode LED1, und die lichtemittierende Diode LED1 führt eine Puls-Licht-Emission durch.

Ein Teil eines Infrarotstrahls von der lichtemittierenden Diode LED1 wird in die Photodiode PD1 eingegeben, und der in Fig. 9(C) gezeigte photoelektrische Strom I_P fließt in puls­ artiger Weise in die Photodiode PD1. Der photoelektrische Strom IP fließt in die aus dem Widerstand R2 und dem Konden­ sator C1 bestehende RC-Schaltung, und in dem Kondensator C1 wird eine elektrische Ladung gespeichert. Die in dem Konden­ sator C1 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt die Spannung VC1 in dem Kondensator C1, und die Spannung VC1 wird dann in den Inverter IN1 eingegeben.

Weil die in dem Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung über den Widerstand R2 entladen wird, beginnt die Spannung VC1 des Kondensators C1 zu fallen, wenn der photo­ elektrische Strom I_P abgeschaltet ist. Folglich wird die Spannung VC1 0 V, nachdem ein vorbestimmter Zeitumfang ver­ streicht. Weil die elektrische Ladung des Kondensators C1 in Entsprechung zu EIN/AUS des photoelektrischen Stroms I_P wie­ derholt geladen und entladen wird, wie in den Fig. 9(D) ge­ zeigt ist, wird die Zeitkonstante der aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C1 bestehenden RC-Schaltung so einge­ stellt, daß die Spannung VC1 des Kondensators C1 nicht die Schwellenspannung Vth1 des Inverters IN1 während der in Fig. 9(A) dargestellten Übertragungsperiode des TXD-Signals er­ reicht.

Folglich bleibt der Inverter IN1 hoch, wie in Fig. 9(E) gezeigt ist, während der Inverter IN2 niedrig bleibt. Die in Fig. 9(F) dargestellte Spannung VC2 des Kondensators C2 bleibt daher 0 V.

Falls die Spannung VC2 des Kondensators C2 0 V ist, wird die Ausgangsspannung des Inverters IN3 hochgefahren, wie in Fig. 9(G) gezeigt ist. Die UND-Schaltung UND1 fährt fort, das TXD-Signal zu dem Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 zu übertragen.

Wenn die Übertragungsperiode zu einer Rückstellperiode gewechselt wird, wird das TXD-Signal hochgefahren, wie in Fig. 9(A) gezeigt ist, und der NPN-Bipolartransistor TR1 bleibt EIN. Folglich fließt in die lichtemittierende Diode LED1 der elektrische Strom I_L1 von ungefähr 300 mA-450 mA, und von der lichtemittierenden Diode LED1 wird ein Infrarot­ strahl abgegeben.

Ein Teil des von der lichtemittierenden Diode LED1 abge­ gebenen Infrarotstrahls wird in die Photodiode PD1 eingege­ ben, und der photoelektrische Strom I_P fließt in die Photodi­ ode PD1, wie in Fig. 9(C) gezeigt ist. Der photoelektrische Strom I_P fließt in die aus dem Widerstand R2 und dem Konden­ sator C1 bestehende RC-Schaltung, und in dem Kondensator C1 wird eine elektrische Ladung gespeichert. Die in dem Konden­ sator C1 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt in dem Kon­ densator C1 die Spannung VC1, und diese Spannung wird dann in den Inverter IN1 eingegeben.

Wenn der Infrarotstrahl von der lichtemittierenden Diode LED1 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr abgegeben wird und die Spannung VC1 die Schwellenspannung Vth1 des In­ verters IN1 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inver­ ters IN1 einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang. Der Inverter IN1 gibt eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Inverter IN2 ab (Fig. 9 (1)). Wenn von dem Inverter IN1 die Spannung mit nied­ rigem Pegel eingegeben wird, gibt der Inverter IN2 eine Span­ nung mit hohem Pegel an den Kondensator C2 ab (Fig. 9 (2)). Folglich fließt gemäß dem Kapazitätswert des Kondensators C2 und der Ausgangsimpedanz des Inverters IN2 bestimmter ein elektrischer Strom in den Kondensator C2, und in dem Konden­ sator C2 wird eine elektrische Ladung gespeichert. Die in dem Kondensator C2 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt in dem Kondensator C2 die Spannung VC2. Die Spannung VC2 wird dann in den Inverter IN3 eingegeben.

Wenn in dem Kondensator C2 die elektrische Ladung gespei­ chert wird und die Spannung VC2 die Schwellenspannung Vth2 des Inverters IN3 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inverters IN3 einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang (Fig. 9 (3)). Folglich gibt der Inverter IN3 eine Spannung mit niedrigem Pegel an die UND-Schaltung UND1 ab. Wenn von dem Inverter IN3 die Spannung mit niedrigem Pegel eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND1, daß das TXD-Signal in den Basisan­ schluß des NPN-Bipolartransistors TR1 fließt, und fährt das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR1 niedrig (Fig. 9 (4)).

Wenn das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 niedriggefahren wird, fließt der elek­ trische Strom I_L1 nicht in die lichtemittierende Diode LED1 (Fig. 9 (5)). Folglich stoppt die lichtemittierende Diode LED1 ein Emittieren von Licht, und der photoelektrische Strom I_P fließt nicht in die Photodiode PD1 (Fig. 9 (6)). Die in dem Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung wird über den Widerstand R2 entladen, und die Spannung VC1 des Kondensators C1 beginnt zu fallen (Fig. 9 (7)).

Wenn die Spannung VC1 des Kondensators C1 die Schwellen­ spannung Vth1 des Inverters IN1 erreicht, macht die Ausgangs­ spannung des Inverters IN1 einen Niedrig-zu-Hoch-Übergang (Fig. 9 (8)). Folglich gibt der Inverter IN1 eine Spannung mit hohem Pegel an den Inverter IN2 ab. Wenn die Spannung mit ho­ hem Pegel vom Inverter IN1 eingegeben wird, macht die Aus­ gangsspannung des Inverters IN2 einen Hoch-zu-Niedrig-Über­ gang, und der Inverter IN2 gibt eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Kondensator C2 ab (Fig. 9 (9)). Daher wird die in dem Kondensator C2 gespeicherte elektrische Ladung über den Inverter IN2 entladen, und die Spannung VC2 des Kondensators C2 beginnt zu fallen.

Wenn die in dem Kondensator C2 gespeicherte elektrische Ladung entladen wird und die Spannung VC2 die Schwellenspan­ nung Vth2 des Inverters IN3 erreicht, macht die Ausgangsspan­ nung des Inverters IN3 einen Niedrig-zu-Hoch-Übergang (Fig. 9 (10)). Der Inverter IN3 gibt dann eine Spannung mit hohem Pegel an die UND-Schaltung UND1 ab. Wenn die Spannung mit ho­ hem Pegel von dem Inverter IN3 eingegeben wird, läßt die UND-Schaltung UND1 das TXD-Signal, wie es ist, durchgehen und fährt das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipo­ lartransistors TR1 hoch (Fig. 9 (11)).

Wenn das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 hochgefahren wird, beginnt der elek­ trische Strom I_L1 in die lichtemittierende Diode LED1 zu fließen (Fig. 9 (12)). Die lichtemittierende Diode LED1 be­ ginnt, wieder Licht zu emittieren.

Ein Teil des von der lichtemittierenden Diode LED1 abge­ gebenen Infrarotstrahls wird in die Photodiode PD1 eingege­ ben, und der photoelektrische Strom I_P fließt in die Photodi­ ode PD1 (Fig. 9 (13)). Der photoelektrische Strom I_P fließt in die aus dem Widerstand R2 und dem Kondensator C1 bestehende RC-Schaltung, und in dem Kondensator C1 wird eine elektrische Ladung gespeichert. Die in dem Kondensator C1 gespeicherte elektrische Ladung erhöht die Spannung VC1 des Kondensators C1 (Fig. 9 (14)).

Wenn die Spannung VC1 die Schwellenspannung Vth1 des In­ verters IN1 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inver­ ters IN1 einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang (Fig. 9 (15)). Der In­ verter IN1 gibt dann eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Inverter IN2 ab. Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN1 eingegeben wird, macht die Ausgangsspannung des Inverters IN2 einen Niedrig-zu-Hoch-Übergang, und der In­ verter IN2 gibt eine Spannung mit hohem Pegel an den Konden­ sator C2 ab.

Folglich fließt ein gemäß der Kapazität des Kondensators C2 und der Ausgangsimpedanz des Inverters IN2 bestimmter elektrischer Strom in den Kondensator C2, und die Spannung VC2 des Kondensators C2 steigt an (Fig. 9 (16)).

Wenn die Spannung VC2 des Kondensators C2 ansteigt und die Schwellenspannung Vth2 des Inverters IN3 erreicht, macht die Ausgangsspannung des Inverters IN3 einen Hoch-zu-Niedrig- Übergang (Fig. 9 (17)). Der Inverter IN3 gibt dann eine Span­ nung mit niedrigem Pegel an die UND-Schaltung UND1 ab.

Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN3 eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND1, daß das TXD-Signal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartran­ sistors TR1 gelangt, und fährt das Eingangssignal in den Ba­ sisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR1 niedrig (Fig. 9 (18)). Demgemäß fließt der elektrische Strom I_L1 nicht in die lichtemittierende Diode LED1, und die lichtemittierende Diode stoppt ein Emittieren von Licht.

Die lichtemittierende Diode LED1 wird dann zwischen EIN und AUS geschaltet, bis die Rückstellperiode endet, um so die lichtemittierende Diode LED1 davor zu schützen, infolge eines Überstroms zerstört zu werden.

Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm, das das Beispiel zeigt, in welchem eine ein lichtemittierendes Element schüt­ zende Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung für eine optische Nachrichtenübertragung ver­ wendet wird, die von einem Notebook-Computer durchgeführt wird.

In dieser Figur bezeichnen 11a und 11b Notebook-Computer; 12a und 12b bezeichnen CPUs, die die Notebook-Computer 11a und 11b steuern; 13a und 13b bezeichnen Steuer-LSIs, welche Infrarotstrahleinheiten 14a und 14b steuern; 14a und 14b be­ zeichnen die Infrarotstrahleinheiten, welche eine optische Nachrichtenübertragung zwischen den jeweiligen Notebook-Computern 11a und 11b und ihnen selbst vornehmen; 15a und 15b bezeichnen lichtemittierende Elemente; 16a und 16b bezeichnen lichtempfangende Elemente, welche Licht von den anderen lichtemittierenden Elementen 15b und 15a detektieren; und 17a und 17b bezeichnen lichtempfangende Elemente, welche Licht von ihrem eigenen lichtemittierenden Element 15a bzw. 15b de­ tektieren.

Die Steuer-LSIs 13a und 13b werden durch die CPUs 12a und 12b gesteuert. Wenn von den Steuer-LSIs 13a und 13b TXD-Signale 18a und 18b zu den Infrarotstrahleinheiten 14a und 14b übertragen werden, geben die Infrarotstrahleinheiten 14a und 14b Infrarotstrahlen von den lichtemittierenden Elementen 15a und 15b ab. Die Infrarotstrahlen von den lichtemittieren­ den Elementen 15a und 15b werden durch die lichtempfangenden Elemente 16b und 16a detektiert, und die Infrarotstrahlein­ heiten 14a und 14b geben RXD (Empfangsübertragungsdaten)- Signale (engl. reception transmission data) 19a und 19b an die Steuer-LSIs 13a bzw. 13b ab.

Während der Rückstellperiode, der Schaltperiode der Steu­ er-LSIs, wenn die Energieversorgung EIN ist, werden die von den Steuer-LSIs 13b und 13a zu den Infrarotstrahleinheiten 14a und 14b übertragenen TXD-Signale hochgefahren, und ein elektrischer Strom von ungefähr 50 mA fließt in die licht­ emittierenden Elemente 15a und 15b.

Die Infrarotstrahleinheiten 14a und 14b überwachen die von den lichtemittierenden Elementen 15a und 15b abgegebenen Infrarotstrahlen, dabei die lichtempfangenden Elemente 17a und 17b zu dieser Zeit nutzend. Falls die lichtemittierenden Elemente 15a und 15b fortfahren, Licht für einen vorbestimm­ ten Zeitumfang oder mehr zu emittieren, hindern die Infrarot­ strahleinheiten 14a und 14b die lichtemittierenden Elemente 15a und 15b daran, Licht zu emittieren, indem die in die lichtemittierenden Elemente 15a und 15b fließenden elektri­ schen Ströme abgeschaltet werden. Folglich sind die licht­ emittierenden Elemente 15a und 15b geschützt.

Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in Fig. 11 gezeigte Ausführungsform ver­ wendet einen Phototransistor FT anstelle der Photodiode PD1 in der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform.

In Fig. 11 bezeichnet V_CC eine Energieversorgung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt; R3 und R4 be­ zeichnen Widerstände, und ihre Werte sind ungefähr auf mehre­ re Ohm bzw. 5 KOhm eingestellt; C3 und C4 bezeichnen Konden­ satoren, und ihre Werte sind ungefähr auf 40 nF bzw. 2 µF eingestellt; LED2 bezeichnet eine lichtemittierende Diode; TR2 bezeichnet einen NPN-Bipolartransistor, der die licht­ emittierende Diode LED2 ansteuert; FT bezeichnet eine Photo­ diode, welche einen Infrarotstrahl von der lichtemittierenden Diode LED2 detektiert; IN4, IN5 und IN6 bezeichnen Inverter; und UND2 bezeichnet eine UND-Schaltung.

Ein Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR2 ist mit einem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED2 verbunden. Ein Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR2 ist mit einem Ausgangsanschluß der UND-Schaltung UND2 verbun­ den. Ein Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR2 ist mit einer Erdung verbunden. Ein Anodenanschluß der lichtemit­ tierenden Diode LED2 ist über den Widerstand R3 mit der Ener­ gieversorgungsspannung V_CC verbunden.

Der Widerstand R4 und der Kondensator C3 sind parallel verbunden, um eine RC-Schaltung zu bilden. Ein Ende der RC-Schaltung ist mit einem Emitteranschluß des Phototransistors FT und einem Eingangsanschluß des Inverters IN4 verbunden. Das andere Ende der RC-Schaltung ist mit einer Erdung verbun­ den, und ein Kollektoranschluß des Phototransistors FT ist mit der Energieversorgungsspannung V_DD verbunden.

Die Inverter IN4, IN5 und IN6 sind in Reihe geschaltet, und der geerdete Kondensator C4 ist zwischen die Inverter IN5 und IN6 gekoppelt. Ein erster Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND2 ist mit einem Ausgangsanschluß des Inverters IN6 verbunden. Ein zweiter Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND2 ist mit einem Eingangsanschluß des TXD-Signals verbun­ den.

Weil die lichtemittierende Diode LED2 kein Licht emit­ tiert, bis das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND2 eingege­ ben wird, fließt kein photoelektrischer Strom I_F in den Pho­ totransistor FT. Demgemäß ist die Spannung VC3 des Kondensa­ tors C3 "0", und auch die Spannung VC4 des Kondensators C4 bleibt "0". Weil der Pegel der Spannung VC4 des Kondensators C4 durch den Inverter IN6 invertiert wird, wird das elektri­ sche Potential des ersten Eingangsanschlusses der UND-Schal­ tung UND2 an einem Punkt B2 hochgefahren.

Wenn das TXD-Signal in diesem Zustand in die UND-Schal­ tung UND2 eingegeben wird, geht das Signal durch die UND-Schaltung UND2 ungeändert durch, und das elektrische Potenti­ al des Ausgangsanschlusses der UND-Schaltung UND2 an einem Punkt D2 wird der dem TXD-Signal entsprechende Wert.

Folglich wird das TXD-Signal, das durch die UND-Schaltung UND2 durchgeht, ungeändert in den Basisanschluß des NPN-Bi­ polartransistors TR2 eingegeben. Wenn das TXD-Signal hochge­ fahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR2 eingeschal­ tet. Demgemäß fließt der elektrische Strom I_L2 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED2, und ein Infrarotstrahl wird von der lichtemittierenden Diode LED2 ab­ gegeben.

Ein Teil des von der lichtemittierenden Diode LED2 abge­ gebenen Infrarotstrahls wird in den Phototransistor FT einge­ geben, und der photoelektrische Strom I_F fließt in den Photo­ transistor FT. Der photoelektrische Strom I_F fließt in die aus dem Widerstand R4 und dem Kondensator C3 bestehende RC-Schaltung, und eine elektrische Ladung wird in dem Kondensa­ tor C3 gespeichert. Die in dem Kondensator C3 gespeicherte elektrische Ladung erzeugt die Spannung VC3 in dem Kondensa­ tor C3, und diese Spannung wird in den Inverter IN4 eingege­ ben.

Wenn der Infrarotstrahl von der lichtemittierenden Diode LED2 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr abgegeben wird und die Spannung VC3 eine Schwellenspannung Vth3 des In­ verters IN4 erreicht, gibt der Inverter IN4 eine Spannung mit niedrigem Pegel an den Inverter IN5 ab. Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN4 eingegeben wird, gibt der Inverter IN5 eine Spannung mit hohem Pegel an den Konden­ sator C4 ab. Folglich fließt ein gemäß der Kapazität des Kon­ densators C4 und der Ausgangsimpedanz des Inverters IN5 be­ stimmter elektrischer Strom in den Kondensator C4, und eine elektrische Ladung wird in dem Kondensator C4 gespeichert. Die in dem Kondensator C4 gespeicherte elektrische Ladung er­ zeugt die Spannung VC4 in dem Kondensator C4. Die Spannung VC4 wird dann in den Inverter IN6 eingegeben.

Wenn die Spannung VC4 eine Schwellenspannung Vth4 des In­ verters IN6 erreicht, gibt der Inverter IN6 eine Spannung mit niedrigem Pegel an die UND-Schaltung UND2 ab. Wenn die Span­ nung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN6 eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND2, daß das TXD-Signal durch die Schaltung selbst durchgeht.

Wenn das TXD-Signal durch die UND-Schaltung UND2 gestoppt und nicht zu dem Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR2 übertragen wird, wird das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR2 niedriggefahren. Folglich fließt der elektrische Strom I_L2 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED2, und die lichtemittierende Diode LED2 stoppt ein Emittieren von Licht.

Ähnlich wird die Emission der lichtemittierenden Diode LED2 zwischen EIN und AUS geschaltet, während das TXD-Signal hoch bleibt, wodurch die lichtemittierende Diade LED2 davor geschützt wird, infolge eines Überstroms zerstört zu werden.

Die die Operationen der in Fig. 11 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angebende Wahrheitstabelle ist der in Fig. 8 gezeigten ähnlich. Das heißt, falls der logische Wert des TXD-Signals "1" ist, wird der Potentialpegel am Punkt B2 eine Pulsform. Demgemäß wird auch das elektrische Potential am Punkt D2 eine Pulsform, und die lichtemittierende Diode LED2 schaltet zwischen EIN und AUS. Falls der logische Wert des TXD-Signals "0" ist, werden die logischen Werte an den Punkten B2 und D2 "1" bzw. "0" werden. Die lichtemittierende Diode LED2 wird daher ausge­ schaltet.

Die in Fig. 7 gezeigte Ausführungsform bezieht sich auf den Fall, in welchem das lichtdetektierende Element durch die Photodiode PD1 implementiert ist, während sich die in Fig. 11 dargestellte Ausführungsform auf den Fall bezieht, in welchem das lichtdetektierende Element durch den Phototransistor FT implementiert ist. Das lichtdetektierende Element kann jedoch auch durch eine Lawinen-Photodiode implementiert sein. Die Verwendung einer Lawinen-Photodiode als das lichtdetektieren­ de Element erlaubt eine Hochgeschwindigkeits-Lichtdetektion.

Außerdem kann das lichtdetektierende Element durch einen Photoleiter implementiert sein, wie z. B. eine CdS-Zelle, CdSe-Zelle, PbS-Zelle, etc. Weil die Antwortgeschwindigkeit eines Photoleiters niedrig ist, kann er eine Gleichstromkom­ ponente, welche eine lichtemittierende Diode zerstört, effek­ tiv detektieren, ohne Daten nachteilig zu beeinflussen, die bei einer hohen Bitrate übertragen werden sollen.

Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration ei­ ner eine lichtemittierende Diode schützenden Vorrichtung ge­ mäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Temperatur einer lichtemittierenden Einheit 21 detektiert, so daß diese Ein­ heit davor geschützt wird, infolge eines Überstroms zerstört zu werden.

In Fig. 12 emittiert die lichtemittierende Einheit 21 Licht gestützt auf eine Ansteuereingabe; eine Ansteuereinheit 22 steuert die lichtemittierende Diode 21 an, indem eine An­ steuereingabe an die lichtemittierende Einheit 21 geliefert wird; eine temperaturdetektierende Einheit 23 detektiert die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 21; eine Steuerein­ heit 21 steuert die Ansteuereinheit 22, gestützt auf ein De­ tektionssignal von der temperaturdetektierenden Einheit 23.

Falls z. B. die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 21, die durch die temperaturdetektierende Einheit 23 detek­ tiert wird, gleich einem vorbestimmten Wert oder höher als dieser ist, kann die Steuereinheit 24 so implementiert sein, daß sie die Ansteuereinheit 22 daran hindert, die lichtemit­ tierende Einheit 21 anzusteuern.

Wenn die Ansteuereinheit 22 die lichtemittierende Einheit 21 ansteuert und Licht von der lichtemittierenden Einheit 21 für einen vorbestimmten Zeitumfang oder mehr abgegeben wird, steigt die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 21 über den Temperaturbereich normaler Betriebsabläufe hinaus. Die temperaturdetektierende Einheit 23 detektiert die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 21, und ihr Detektionssignal wird zu der Steuereinheit 24 übertragen. Die Steuereinheit 24 überwacht die Temperatur der lichtemittierenden Einheit 21, gestützt auf das von der temperaturdetektierenden Einheit 23 übertragene Detektionssignal. Wenn die Temperatur der licht­ emittierenden Einheit 21 einen vorbestimmten Wert übersteigt, hindert die Steuereinheit 24 die Ansteuereinheit 22 daran, die lichtemittierende Einheit 21 anzusteuern. Folglich wird die lichtemittierende Einheit 21 davor geschützt, durch einen Überstrom zerstört zu werden.

Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird durch ei­ nen Komparator bestimmt, ob der Spannungswert eines Thermi­ stors einen vorbestimmten Wert erreicht oder nicht, so daß bestimmt wird, ob ein Überstrom in eine lichtemittierende Di­ ode fließt oder nicht.

In Fig. 13 bezeichnet V_CC eine Energieversorgungsspan­ nung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt. R5, R6, R7 und R8 bezeichnen Widerstände; der Wert des Wider­ stands R5 ist normalerweise auf mehrere Ohm eingestellt; und die Werte der Widerstände R6, R7 und R8 sind so eingestellt, daß das Verhältnis des Widerstandswertes des Thermistors S zu dem des Widerstands R7 bei der Temperatur, bei der die licht­ emittierende Diode LED3 normalerweise arbeitet, größer als das Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstands R6 zu dem des Widerstands R8 ist und das Verhältnis des Wider­ standswertes des Thermistors S zu dem des Widerstands R7 bei der Temperatur, bei der die lichtemittierende Diode LED3 zer­ stört wird, kleiner als das Verhältnis des Widerstandswertes des Widerstands R6 zu dem des Widerstands R8 ist.

LED3 bezeichnet eine lichtemittierende Diode; TR3 be­ zeichnet einen NPN-Bipolartransistor, der die lichtemittie­ rende Diode LED3 ansteuert; S bezeichnet den Thermistor, der die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED3 detektiert; CP bezeichnet einen Komparator. IN7 bezeichnet einen Inver­ ter; und UND3 bezeichnet eine UND-Schaltung.

Ein Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR3 ist mit einem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED3 verbunden. Ein Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR3 ist mit einem Ausgangsanschluß der UND-Schaltung UND3 verbun­ den. Ein Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR3 ist mit einer Erdung verbunden. Ein Anodenanschluß der lichtemit­ tierenden Diode LED3 ist über den Widerstand R5 mit der Ener­ gieversorgungsspannung V_CC verbunden.

Der Thermistor S und der Widerstand R7 sind in Reihe ge­ schaltet, und ein erster Eingangsanschluß des Komparators CP ist dazwischen geschaltet. Der andere Anschluß des Thermi­ stors S ist mit einer Energieversorgungsspannung V_DD verbun­ den, und der andere Anschluß des Widerstands R7 ist geerdet.

Die Widerstände R6 und R8 sind in Reihe geschaltet, und ein zweiter Eingangsanschluß des Komparators CP ist dazwi­ schen geschaltet. Der andere Anschluß des Widerstands R6 ist mit der Energieversorgungsspannung V_DD verbunden, und der an­ dere Anschluß des Widerstands R8 ist geerdet.

Mit einem Eingangsanschluß des Inverters IN7 ist ein Aus­ gangsanschluß des Komparators CP verbunden. Ein erster Ein­ gangsanschluß der UND-Schaltung UND3 ist mit einem Ausgangs­ anschluß des Inverters IN7 verbunden. Ein zweiter Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung UND3 ist mit einem Eingangsanschluß des TXD-Signals verbunden.

Weil der elektrische Strom I_L3 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED3 fließt, bis das TXD-Signal in die UND-Schal­ tung UND3 eingegeben wird, bleibt die lichtemittierende Diode LED3 bei Raumtemperatur. Demgemäß wird der Widerstandswert des Thermistors S größer, niedriger, und das elektrische Po­ tential an einem Punkt I ist niedriger als das an einem Punkt J. Folglich wird ein Signal mit niedrigem Pegel von dem Kom­ parator CP ausgegeben. Nachdem das von dem Komparator CP aus­ gegebene Signal mit niedrigem Pegel invertiert und durch den Inverter IN7 hochgefahren ist, wird es in den ersten Ein­ gangsanschluß der UND-Schaltung UND3 eingegeben.

Wenn das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND3 in diesem Zustand eingegeben wird, geht es durch die UND-Schaltung UND3 ungeändert durch. Das elektrische Potential des Ausgangsan­ schlusses der UND-Schaltung UND3 an dem Punkt D3 wird ein dem TXD-Signal entsprechender Wert.

Folglich wird das TXD-Signal, das durch die UND-Schaltung UND3 durchgeht, in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR3 ungeändert eingegeben. Wenn das TXD-Signal hochge­ fahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR3 eingeschal­ tet. Folglich fließt der elektrische Strom I_L3 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED3, und ein Infrarotstrahl wird von der lichtemittierenden Diode LED3 ab­ gegeben.

Wenn der elektrische Strom I_L3 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED3 fließt, steigt die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED3 an. Während die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED3 ansteigt, wird der Widerstandswert des Thermistors S größer. Falls das elek­ trische Potential am Punkt I niedriger als das am Punkt J wird, macht ein Ausgangssignal von dem Komparator CP einen Niedrig-zu-Hoch-Übergang. Das von dem Komparator CP ausgege­ bene Signal mit hohem Pegel wird durch den Inverter IN7 in­ vertiert und niedriggefahren und in den ersten Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung UND3 eingegeben.

Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN7 eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND3, daß das TXD-Signal durch die UND-Schaltung UND3 durchgeht.

Wenn das TXD-Signal durch die UND-Schaltung UND3 gestoppt und nicht zu dem Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR3 übertragen wird, wird ein Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR3 niedriggefahren. Folglich fließt der elektrische Strom I_L3 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED3, und die lichtemittierende Diode LED3 stoppt ein Emittieren von Licht.

Wenn der elektrische Strom I_L3 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED3 fließt, fällt die Temperatur der lichtemit­ tierenden Diode LED3. Während die Temperatur der lichtemit­ tierenden Diode LED3 fällt, wird der Widerstandswert des Thermistors S größer. Demgemäß fällt das elektrische Potenti­ al am Punkt I und wird niedriger als das am Punkt J, und das Ausgangssignal von dem Komparator CP macht einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang. Das von dem Komparator CP ausgegebene Si­ gnal mit niedrigem Pegel wird durch den Inverter IN7 inver­ tiert und hochgefahren und in den ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND3 eingegeben.

Folglich wird das TXD-Signal, das durch die UND-Schaltung UND3 durchging, in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR3 eingegeben, wie es ist. Wenn das TXD-Signal hochge­ fahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR3 eingeschal­ tet. Folglich fließt der elektrische Strom I_L3 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED3, und ein Infrarotstrahl wird von der lichtemittierenden Diode LED3 ab­ gegeben.

Ähnlich wird der in die lichtemittierende Diode LED3 fließende elektrische Strom I_L3 zwischen EIN und AUS geschal­ tet, während das TXD-Signal hochgeht. Die lichtemittierende Diode LED3 wird deshalb davor geschützt, infolge eines Über­ stroms zerstört zu werden.

Die Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 13 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt, ist der in Fig. 8 gezeigten ähnlich. Das heißt, falls der logische Wert des TXD-Signals "1" ist, wird der Pegel des elektrischen Potentials an dem Punkt B3 eine Pulsform. Entsprechend wird auch der Pegel des elektrischen Potentials am Punkt D3 eine Pulsform, und die lichtemittie­ rende Diode LED3 wird zwischen EIN und AUS geschaltet. Falls der logische Wert des TXD-Signals "0" ist, werden die logi­ schen Werte an den Punkten B3 und D3 "1" bzw. "0" werden. Als Folge wird die lichtemittierende Diode LED3 ausgeschaltet.

Man beachte, daß die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED3 durch den Thermistor S, der mit einem Epoxidharz an die lichtemittierende Diode LED3 angebracht ist, durch Wärmeleitung von der lichtemittierenden Diode LED3 detektiert werden kann. Die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED3 kann ferner durch Eingeben einer Lichteingabe von der licht­ emittierenden Diode LED3 in den Thermistor S und Verwenden eines Anstiegs in der Temperatur des Thermistors S detektiert werden, der durch das von der lichtemittierenden Diode LED3 abgegebene Licht verursacht wird.

Die in Fig. 13 gezeigte Ausführungsform bezieht sich auf den Fall, in welchem das temperaturdetektierende Element durch den Thermistor S implementiert ist. Das temperaturde­ tektierende Element kann jedoch auch durch ein Thermoelement implementiert sein. Der Temperaturmeßbereich kann durch Ver­ wenden eines Thermoelements als das temperaturdetektierende Element vergrößert werden.

Fig. 14 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird gestützt auf einen Ausgabewert von einem Temperatur-Meßwandler mit mo­ nolithischer integrierter Schaltung bestimmt, ob ein Über­ strom in eine lichtemittierende Diode fließt oder nicht.

In Fig. 14 bezeichnet V_CC eine Energieversorgungsspan­ nung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt; R9 bezeichnet einen Widerstand, und sein Wert ist normalerweise auf mehrere Ohm eingestellt; LED4 bezeichnet eine lichtemit­ tierende Diode; TR4 bezeichnet einen NPN-Bipolartransistor, der die lichtemittierende LED4 ansteuert; 31 bezeichnet einen Temperatur-Meßwandler mit monolithischer integrierter Schal­ tung, der die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED4 detektiert; IN8 bezeichnet einen Inverter; und UND4 bezeich­ net eine UND-Schaltung.

Der Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer inte­ grierter Schaltung wird durch Anwenden des Phänomens imple­ mentiert, bei dem sich eine Vorwärtsschwellenspannung in ei­ nem P-N-Übergang gemäß einer Temperaturänderung nahezu linear ändert. Verschiedene Signalschaltungen und Temperatur-Meß­ wandler sind integriert, und die Temperatur kann beinahe ohne externen Schaltungsbetrieb detektiert werden.

Als Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer inte­ grierter Schaltung sind ein LM35, geliefert von National Se­ miconductor, AD590 und AD594, geliefert von Analog Devices, ICL8073 und ICL8074, geliefert von Intercil, etc. verfügbar.

Ein Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR4 ist hier mit einem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED4 verbunden. Ein Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR4 ist mit einem Ausgangsanschluß der UND-Schaltung UND4 verbunden. Ein Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR4 ist mit einer Erdung verbunden. Ein Anodenanschluß der licht­ emittierenden Diode LED4 ist über den Widerstand R9 mit der Energieversorgungsspannung V_CC verbunden.

Der Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer inte­ grierter Schaltung ist mit einer Energieversorgungsspannung V_DD und einer Erdung verbunden. Ein Ausgangsanschluß des Tem­ peratur-Meßwandlers 31 mit monolithischer integrierter Schal­ tung ist mit einem Eingangsanschluß des Inverters IN8 verbun­ den. Ein erster Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND4 ist mit einem Ausgangsanschluß des Inverters IN8 verbunden. Ein zweiter Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND4 ist mit einem Eingangsanschluß des TXD-Signals verbunden.

Weil ein elektrischer Strom I_L4 nicht in eine lichtemit­ tierende Diode LED4 fließt, bis das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND4 eingegeben wird, bleibt die lichtemittierende Diode LED4 bei Raumtemperatur. Demgemäß wird der Ausgabewert von dem Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer inte­ grierter Schaltung niedriggefahren. Das von dem Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer integrierter Schaltung aus­ gegebene Signal mit niedrigem Pegel wird durch den Inverter IN8 invertiert und hochgefahren und in den ersten Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung UND4 eingegeben.

Wenn das TXD-Signal in die UND-Schaltung UND4 in diesem Zustand eingegeben wird, geht es durch die UND-Schaltung UND4 durch, wie es ist, und das elektrische Potential des Aus­ gangsanschlusses der UND-Schaltung UND4 an einem Punkt D4 wird ein dem TXD-Signal entsprechender Wert.

Folglich wird das TXD-Signal, das durch die UND-Schaltung UND4 durchging, in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR4 eingegeben. Wenn das TXD-Signal hochgefahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR4 eingeschaltet. Daher fließt der elektrische Strom I_L4 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED4, und von der lichtemit­ tierenden Diode LED4 wird ein Infrarotstrahl abgegeben.

Wenn der elektrische Strom I_L4 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED4 fließt, steigt die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED4 an. Während die Temperatur der lichtemittierenden Diode LED4 ansteigt, wird der Ausgabewert von dem Temperatur-Meßwandler 31 mit mono­ lithischer integrierter Schaltung höher. Das von dem Tempera­ tur-Meßwandler 31 mit monolithischer integrierter Schaltung ausgegebene Signal mit hohem Pegel wird durch den Inverter IN8 invertiert und niedriggefahren und in den ersten Ein­ gangsanschluß der UND-Schaltung UND4 eingegeben.

Wenn die Spannung mit niedrigem Pegel von dem Inverter IN8 eingegeben wird, verhindert die UND-Schaltung UND4, daß das TXD-Signal durch die UND-Schaltung UND4 durchgeht.

Wenn das TXD-Signal durch die UND-Schaltung UND4 gestoppt und nicht zu dem Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR4 übertragen wird, wird das Eingangssignal in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR4 niedriggefahren. Folglich fließt der elektrische Strom I_L4 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED4, und die lichtemittierende Diode LED4 stoppt ein Emittieren von Licht.

Wenn der elektrische Strom I_L4 nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED4 fließt, fällt die Temperatur der lichtemit­ tierenden Diode LED4. Während die Temperatur der lichtemit­ tierenden Diode LED4 fällt, wird der Ausgabewert von dem Tem­ peratur-Meßwandler 31 mit monolithischer integrierter Schal­ tung niedriger. Das von dem Temperatur-Meßwandler 31 mit mo­ nolithischer integrierter Schaltung ausgegebene Signal mit niedrigem Pegel wird durch den Inverter IN8 invertiert und hochgefahren und in den ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND4 eingegeben.

Folglich wird das TXD-Signal, das durch die UND-Schaltung UND4 durchging, in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransi­ stors TR4 eingegeben. Wenn das TXD-Signal hochgefahren wird, wird der NPN-Bipolartransistor TR4 eingeschaltet. Demgemäß fließt der elektrische Strom I_L4 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED4, und von der lichtemit­ tierenden Diode LED4 wird ein Infrarotstrahl abgegeben.

Während das TXD-Signal hoch bleibt, wird ähnlich der in die lichtemittierende Diode LED4 fließende elektrische Strom I_L4 zwischen EIN und AUS geschaltet. Daher kann die licht­ emittierende Diode LED4 davor geschützt werden, durch einen Überstrom zerstört zu werden.

Falls der Temperatur-Meßwandler 31 mit monolithischer in­ tegrierter Schaltung als die temperaturdetektierende Einheit der lichtemittierenden Diode LED4 verwendet wird, kann die Schaltungskonfiguration vereinfacht werden. Weil der Tempera­ tur-Meßwandler 31 mit monolithischer integrierter Schaltung die Temperatur gemäß einer Änderung einer Vorwärtsenergielüc­ ke eines P-N-Übergangs detektiert, kann er leicht mit dem NPN-Bipolartransistor TR4, der lichtemittierenden Diode LED4, dem Inverter IN8, der UND-Schaltung UND4 etc. integriert wer­ den. Folglich kann die Größe und das Gewicht der schützenden Vorrichtung für die lichtemittierende Diode LED4 reduziert werden, und gleichzeitig kann ihre Produktivität bei Massen­ fertigung verbessert werden.

Die Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 14 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt, ist der in Fig. 8 gezeigten ähnlich. Das heißt, falls der logische Wert des TXD-Signals "1" ist, wird der Pegel des elektrischen Potentials an dem Punkt 34 eine Pulsform. Entsprechend wird auch der Pegel des elektrischen Potentials an dem Punkt D4 eine Pulsform, und die lichtemit­ tierende Diode LED4 wird zwischen EIN und AUS geschaltet. Falls der logische Wert des TXD-Signals "0" ist, werden die logischen Werte an den Punkten B4 und D4 "1" bzw. "0" werden, und die lichtemittierende Diode LED4 wird ausgeschaltet.

Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration ei­ ner ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

In dieser Figur emittiert eine lichtemittierende Einheit 41 Licht, gestützt auf eine Ansteuereingabe; steuert eine An­ steuereinheit 42 die lichtemittierende Einheit 41 an; läßt eine Pulssteuereinheit 43 ein Eingangssignal mit einer vorbe­ stimmten Pulsbreite, wie es ist, durch, wandelt ein Eingangs­ signal mit einer Pulsbreite, die größer als die vorbestimmte Breite ist, in das Signal mit der neu bestimmten Pulsbreite um und liefert es an die Ansteuereinheit 42.

Falls ein Eingangssignal zu der Ansteuereinheit 42 Über­ tragungsdaten mit der vorbestimmten Pulsbreite ist, wird es mit diesem Prozeß ungeändert von der lichtemittierenden Ein­ heit 41 optisch übertragen. Falls ein Eingangssignal in die Ansteuereinheit 42 ein Gleichstromsignal ist, wird es in ein Pulssignal mit einer vorbestimmten Pulsbreite umgewandelt und an die Ansteuereinheit 42 geliefert. Demgemäß wird eine kon­ tinuierliche Lichtemission durch die lichtemittierende Ein­ heit 41 verhindert, wodurch die lichtemittierende Einheit 41 davor geschützt wird, infolge eines Gleichstromsignals mit hohem Pegel zerstört zu werden.

Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das die Konfigu­ ration einer ein lichtemittierendes Element schützenden Vor­ richtung gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß dieser Ausführungsform wird eine Puls­ breite mit einem Eingangssignal durch Verwenden einer mono­ stabilen Schaltung umgewandelt.

In Fig. 16 bezeichnet V_CC eine Energieversorgungsspan­ nung, und ihr Wert ist normalerweise auf 5 V eingestellt; R10 bezeichnet einen Widerstand, und sein Wert ist normalerweise auf mehrere Ohm eingestellt; LED5 bezeichnet eine lichtemit­ tierende Diode; TR5 bezeichnet einen NPN-Bipolartransistor, der die lichtemittierende Diode LED5 ansteuert; 51 bezeichnet eine monostabile Schaltung, die eine Pulsbreite eines Ein­ gangssignals umwandelt; und IN9 bezeichnet einen Inverter.

In der monostabilen Schaltung 51 sind A1, A2, B1 und B2 Eingangsanschlüsse; CLR bezeichnet einen Löschanschluß; Q be­ zeichnet einen Ausgangs- oder Ausgabe-Anschluß; XQ gibt einen Invertierte-Ausgabe-Anschluß; Ri bezeichnet einen Externer- Zeitsteuerwiderstand-Anschluß; Ce bezeichnet einen Externe- Kapazität-Anschluß; und Re bezeichnet einen Externe-Kapazi­ tät/Externer-Widerstand-Anschluß.

Als die monostabile Schaltung 51 sind z. B. Vorrichtungen SN54122, SN74122, SN54LS122, SN74LS122, die von Texas Instru­ ments geliefert werden, etc. verfügbar.

Ein Kollektoranschluß des NPN-Bipolartransistors TR5 ist mit einem Kathodenanschluß der lichtemittierenden Diode LED5 verbunden. Ein Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR5 ist mit dem Ausgangsanschluß Q der monostabilen Schaltung verbunden. Ein Emitteranschluß des NPN-Bipolartransistors TR5 ist mit der Erdung verbunden. Ein Anodenanschluß der lichte­ mittierenden Diode LED5 ist über den Widerstand R10 mit der Energieversorgungsspannung V_TC verbunden. Der Eingangsan­ schluß A1 der monostabilen Schaltung 51 ist über den Inverter IN9 mit einem Eingangsanschluß des TXD-Signals verbunden.

Der Löschanschluß CLR der monostabilen Schaltung 51 mit einem Löschanschluß eines Rückstell-IC verbunden. Ein Lösch­ signal von dem Rückstell-IC wird in den Löschanschluß CLR der monostabilen Schaltung 51 eingegeben, und der logische Wert "1" wird in die Eingangsanschlüsse A2, B1 und B2 eingegeben.

Fig. 17 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm, das die Konfiguration der in Fig. 16 gezeigten monostabilen Schaltung 51 darstellt. Fig. 18 zeigt die logischen Symbole, die die in Fig. 17 dargestellte monostabile Schaltung 51 re­ präsentieren.

In Fig. 17 bezeichnet 1 einen A1-Anschluß; 2 bezeichnet einen A2-Anschluß 3 bezeichnet einen B1-Anschluß; 4 bezeich­ net einen B2-Anschluß; 5 bezeichnet einen CLR-Anschluß; 6 be­ zeichnet einen Invertierte-Ausgabe-Anschluß; 7 bezeichnet ei­ nen GND-Anschluß; 8 bezeichnet einen Nicht-Invertierte-Aus­ gabe-Anschluß; 9 bezeichnet einen Rint-Anschluß; 10 bezeich­ net einen NC-Anschluß; 11 bezeichnet einen Cext-Anschluß; 12 bezeichnet einen NC-Anschluß; 13 bezeichnet einen Rext/Cext-Anschluß; und 14 bezeichnet einen V_CC-Anschluß.

ODER bezeichnet eine ODER-Schaltung mit zwei Eingängen, die mit einem logischen NICHT-Element ausgestattet ist; UND5 bezeichnet eine UND-Schaltung mit fünf Eingängen; 61 bezeich­ net einen Multivibrator, der mit einem Löschanschluß ausge­ stattet ist; und Rint bezeichnet einen externen Zeitsteuerwi­ derstand.

Der A1-Anschluß 1 ist mit einem ersten Eingangsanschluß der ODER-Schaltung ODER verbunden. Der A2-Anschluß 2 ist mit einem zweiten Eingangsanschluß der ODER-Schaltung ODER ver­ bunden. Der B1-Anschluß 3 ist mit einem zweiten Eingangsan­ schluß der UND-Schaltung UND5 verbunden. Der B2-Anschluß 4 ist mit einem dritten Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND5 verbunden. Der CLR-Anschluß 5 ist mit einem vierten Eingangs­ anschluß der UND-Schaltung UND5 und dem Löschanschluß CLR des Multivibrators 61 verbunden. Der Invertierte-Ausgabe-Anschluß 6 ist mit einem Invertierte-Ausgabe-Anschluß des Multivibra­ tors 61 verbunden. Der Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß 8 ist mit einem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß des Multivi­ brators 61 verbunden. Der externe Zeitsteuerwiderstand Rint ist zwischen den Rint-Anschluß 9 und den Rext/Cext-Anschluß 13 geschaltet.

Der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung ODER ist mit ei­ nem ersten Eingangsanschluß der UND-Schaltung UND5 verbunden, und ein Ausgangsanschluß der UND-Schaltung UND5 ist mit einem Eingangsanschluß des Multivibrators 61 verbunden.

Fig. 19 ist eine Funktionstabelle, die die Operationen in der Fig. 17 dargestellten, monostabilen Schaltung angibt.

Man nehme an, daß der A2-Anschluß 2, B1-Anschluß 3, B2-Anschluß 4 und der CLR-Anschluß 5 auf einen "H"-Pegel einge­ stellt sind, und ein Triggerpuls in den A1-Anschluß in dieser Figur eingegeben wird. Zu dieser Zeit wird ein nicht-inver­ tierter Ausgabepuls mit einer Pulsbreite t_W von dem Nicht- Invertierte-Ausgabe-Anschluß 8 ausgegeben, und ein invertier­ ter Ausgabepuls mit der Pulsbreite t_{W wird von dem Invertier­ te-Ausgabe-Anschluß} 6 abgegeben, in Entsprechung zu einer ne­ gativen Flanke des in den A1-Anschluß 1 eingegebenen Trigger­ puls.

Fig. 20 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Konfiguration einer Schaltung zeigt, die extern an die in Fig. 17 darge­ stellte monostabile Schaltung angefügt wird.

In dieser Figur ist ein externer Widerstand RT zwischen eine Energieversorgungsspannung V_CC und einen Rext/Cext-An­ schluß 13 geschaltet. Eine externe Kapazität Cext ist zwi­ schen einen Cext-Anschluß 11 und den Rext/Cext-Anschluß 13 geschaltet.

Zu dieser Zeit wird die Pulsbreite t_W eines-von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß 8 ausgegebenen Pulses ge­ mäß dem Wert des externen Widerstands RT und dem Wert der ex­ ternen Kapazität Cext bestimmt und durch die folgende Glei­ chung genähert.

t_W = K.RT.Cext (1 + 0,7/RT)

wo K eine Konstante ist, die Einheiten der Pulsbreite t_W ns (Nanosekunde) sind, die Einheiten des externen Widerstands RT kΩ sind, und die Einheiten der externen Kapazität Cext pF sind.

Nimmt man an, daß der Wert des externen Widerstands RT auf 10 KΩ eingestellt ist und der Wert der externen Kapazi­ tät Cext auf 1.000 pF eingestellt ist, wird die Pulsbreite t_W eines von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß 8 ausgegebe­ nen Pulses 3,42 µs betragen.

Als nächstes wird die Erläuterung der Operationen der in Fig. 16 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schüt­ zenden Vorrichtung gegeben.

In Fig. 16 sind die Pegel der Einganganschlüsse A1, A2, B1 und B2 hoch und der Pegel des Ausgabewertes von dem posi­ tiven Ausgangsanschluß Q ist niedrig, bevor das TXD-Signal in die monostabile Schaltung 51 eingegeben wird, und der Pegel des Ausgabewertes von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q ist niedrig. Demgemäß wird ein Eingabewert in den Basisan­ schluß des NPN-Bipolartransistors TR5 niedriggefahren, und der elektrische Strom I_L5 fließt nicht in die lichtemittie­ rende Diode LED5. Folglich stoppt die lichtemittierende Diode LED5 ein Emittieren von Licht.

Wenn das TXD-Signal in die monostabile Schaltung 51 ein­ gegeben wird und in diesem Zustand einen Niedrig-zu-Hoch- Übergang macht, wird das TXD-Signal durch den Inverter IN9 invertiert, und der Eingangsanschluß AI der monostabilen Schaltung 51 macht einen Hoch-zu-Niedrig-Übergang. Ein Ein­ zelpulssignal mit der Pulsbreite t_W wird von dem Nicht- Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q der monostabilen Schaltung 51 in Entsprechung zu der negativen Flanke des Eingangssignals ausgegeben, das an den Eingangsanschluß Al der monostabilen Schaltung 51 geliefert wird.

Demgemäß wird der Eingabewert in den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR5 während einer Periode hochgefah­ ren, die der Pulsbreite t_W des von dem Nicht-Invertierte- Ausgabe-Anschluß Q ausgegebenen Pulssignals entspricht, und der NPN-Bipolartransistor TR5 wird eingeschaltet. Folglich fließt der elektrische Strom I_L3 von ungefähr 300 mA-450 mA in die lichtemittierende Diode LED5, und von der lichtemit­ tierenden Diode LED5 wird ein Infrarotstrahl während einer Periode abgegeben, die der Pulsbreite t_W des von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q ausgegebenen Pulssignals ent­ spricht.

Von der lichtemittierenden Diode LED5 wird ähnlich ein Infrarotstrahl während der Periode abgegeben, die der Puls­ breite t_W eines von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q ausgegebenen Pulssignals entspricht, in Entsprechung zu der positiven Flanke des TXD-Signals. Selbst wenn ein TXD-Signal mit einer breiten Pulsbreite, die die lichtemittierende Diode LED5 zerstören könnte, eingegeben wird, emittiert folglich die Diode nur Licht während der Periode, die der Pulsbreite t_W des von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q der mono­ stabilen Schaltung 51 ausgegebenen Pulssignals entspricht. Daher kann die lichtemittierende Diode LED5 davor geschützt werden, infolge eines Überstroms zerstört zu werden.

Wie oben beschrieben wurde, kann die lichtemittierende Diode LED5 mit einer einfachen Schaltungsanordnung geschützt werden, indem der NPN-Bipolartransistor TR5 die monostabile Schaltung 51 dabei verwendend angesteuert wird. Es wird dem­ gemäß möglich, die monostabile Schaltung 51, den NPN-Bipolar­ transistor TR5 und die lichtemittierende Diode LED5 zu inte­ grieren, wodurch nicht nur die Größe und das Gewicht der schützenden Vorrichtung für die lichtemittierende Diode LED5 reduziert werden, sondern auch deren Produktivität bei Mas­ senfertigung verbessert wird.

Fig. 21 zeigt eine Wahrheitstabelle, die die Operationen der in Fig. 16 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schützenden Vorrichtung angibt.

Falls ein einzelner positiver Puls mit einer beliebigen Pulsbreite als das TXD-Signal eingegeben wird, wird in dieser Figur dieser Puls durch den Inverter IN9 invertiert, und ein einzelner negativer Puls wird in den Eingangsanschluß A1 der monostabilen Schaltung 51 eingegeben. Folglich wird ein Ein­ zelpulssignal mit einer Pulsbreite t_W von dem Nicht-Inver­ tierte-Ausgabe-Anschluß Q der monostabilen Schaltung 51 aus­ gegeben, und die lichtemittierende Diode LED5 wird während einer Periode eingeschaltet, die der Pulsbreite t_W eines von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q ausgegebenen Puls­ signals entspricht.

Fig. 22 ist ein Zeitdiagramm, das die Operationen der in Fig. 16 dargestellten, ein lichtemittierendes Element schüt­ zenden Vorrichtung zeigt.

Wie in Fig. 22(A) gezeigt ist, ist das TXD-Signal während der Übertragungsperiode ein Pulssignal. Ein Pulssignal mit einer Pulsbreite t_W wird von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe- Anschluß Q der monostabilen Schaltung 51 in Entsprechung zu der positiven Flanke des TXD-Signals ausgegeben, wie in Fig. 22(B) gezeigt ist. Hier ist die Pulsbreite t_W des von dem Nicht-Invertierte-Ausgabe-Anschluß Q der monostabilen Schal­ tung 51 ausgegebenen Pulssignals auf z. B. die Pulsbreite des TXD-Signals während der Übertragungsperiode eingestellt, so daß das TXD-Signal, wie es ist, während der Übertragungsperi­ ode an den Basisanschluß des NPN-Bipolartransistors TR5 ge­ liefert wird. Folglich fließt der elektrische Strom I_L5 in pulsartiger Weise in die lichtemittierende Diode LED5, und die lichtemittierende Diode LED5 führt eine Puls-Licht-Emission durch.

Wenn die Übertragungsperiode zur Rückstellperiode wech­ selt, wird das TXD-Signal hochgefahren, und ein Löschsignal mit hohem Pegel wird von der Rückstell-IC in den Löschan­ schluß CLR der monostabilen Schaltung 51 eingegeben. Zu die­ ser Zeit wird ein Einzelpulssignal mit der Pulsbreite t_W in Entsprechung zu der positiven Flanke des TXD-Signals ausgege­ ben. Demgemäß wird der NPN-Bipolartransistor TR5 während der Periode eingeschaltet, die der Pulsbreite t_W eines von der monostabilen Schaltung 51 ausgegebenen Pulssignals ent­ spricht. Folglich emittiert die lichtemittierende Diode LED5 während der Periode Licht, die der Pulsbreite t_W des von der monostabilen Schaltung 51 ausgegebenen Pulssignals ent­ spricht, wodurch die lichtemittierende Diode LED5 davor ge­ schützt wird, durch einen Überstrom zerstört zu werden.

Claims (13)

1. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
lichtemittierendes Mittel zum Emittieren von Licht, ge­ stützt auf eine Ansteuereingabe;
lichtdetektierendes Mittel zum Detektieren von von dem lichtemittierenden Mittel abgegebenem Licht; und
Steuermittel zum Steuern des Ansteuermittels, gestützt auf ein Detektionssignal von dem lichtdetektierenden Mittel.

2. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das Steuermittel aufweist:
Integriermittel zum Integrieren des Detektionssignals von dem lichtdetektierenden Mittel;
Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob ein Integrationser­ gebnis durch das Integriermittel einen vorbestimmten Wert er­ reicht oder nicht; und
Löschmittel zum Löschen einer Ansteueroperation des lichtemittierenden Mittels, die durch das Ansteuermittel aus­ geführt wird, gestützt auf ein Ergebnis einer durch das Be­ stimmungsmittel vorgenommenen Bestimmung.

3. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
eine lichtemittierende Diode;
einen Transistor zum Ansteuern der lichtemittierenden Di­ ode;
eine Photodiode zum Detektieren von von der lichtemittie­ renden Diode abgegebenem Licht;
eine Differenzschaltung zum Integrieren eines photoelek­ trischen Stroms von der Photodiode; und
eine verhindernde Schaltung zum Verhindern, daß der Tran­ sistor die lichtemittierende Diode ansteuert, während ein vorbestimmter Zeitumfang von der Zeit an verstreicht, wenn ein durch die Differenzschaltung integrierter Wert einen vor­ bestimmten Wert erreicht.

4. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
eine lichtemittierende Diode;
einen Transistor zum Ansteuern der lichtemittierenden Di­ ode;
einen Phototransistor zum Detektieren von von der licht­ emittierenden Diode abgegebenem Licht;
eine Differenzschaltung zum Integrieren eines photoelek­ trischen Stroms von dem Phototransistor; und
eine verhindernde Schaltung zum Verhindern, daß der Tran­ sistor die lichtemittierende Diode ansteuert, während ein vorbestimmter Zeitumfang von der Zeit an verstreicht, wenn ein durch die Differenzschaltung integrierter Wert einen vor­ bestimmten Wert erreicht.

5. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, worin die verhindernde Schaltung aufweist:
einen ersten Inverter, in den der durch die Differenz­ schaltung integrierte Wert eingegeben wird;
einen zweiten Inverter, in den ein Ausgabewert von dem ersten Inverter eingegeben wird;
einen Kondensator zum Integrieren eines Ausgabewertes von dem zweiten Inverter;
einen dritten Inverter, in den ein Spannungswert des Kon­ densators angegeben wird; und
eine UND-Schaltung zum Ausgeben, an den Transistor, eines UND-verarbeiteten Ergebnisses eines eine Übertragung anwei­ senden Signals und eines Ausgabewertes von dem dritten Inver­ ter.

6. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
lichtemittierendes Mittel zum Emittieren von Licht, ge­ stützt auf eine Ansteuereingabe;
Ansteuermittel zum Ansteuern des lichtemittierenden Mit­ tels;
temperaturdetektierendes Mittel zum Detektieren einer Temperatur des lichtemittierenden Mittels; und
Steuermittel zum Steuern des Ansteuermittels, gestützt auf ein Detektionssignal von dem temperaturdetektierenden Mittel.

7. Lichtemittierendes Mittel schützende Vorrichtung, auf­ weisend:
eine lichtemittierende Diode;
einen Transistor zum Ansteuern der lichtemittierenden Di­ ode;
einen Thermistor zum Detektieren einer Temperatur der lichtemittierenden Diode;
einen Komparator zum Bestimmen, ob ein Spannungswert des Thermistors einen vorbestimmten Wert erreicht oder nicht;
einen Inverter zum Invertieren eines Ausgabewertes von dem Komparator; und
eine UND-Schaltung zum Ausgeben, an den Transistor, eines UND-verarbeiteten Ergebnisses eines eine Übertragung anwei­ senden Signals und eines Ausgabewertes von dem Inverter.

8. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
eine lichtemittierende Diode;
einen Transistor zum Ansteuern der lichtemittierenden Di­ ode;
einen Temperatur-Meßwandler mit monolithischer integrier­ ter Schaltung zum Detektieren einer Temperatur der lichtemit­ tierenden Diode;
einen Inverter zum Invertieren eines Ausgabewertes von dem Temperatur-Meßwandler mit monolithischer integrierter Schaltung; und
eine UND-Schaltung zum Ausgeben, an den Transistor, eines UND-verarbeiteten Ergebnisses eines eine Übertragung anwei­ senden Signals und eines Ausgabewertes von dem Inverter.

9. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung, aufweisend:
lichtemittierendes Mittel zum Emittieren von Licht, ge­ stützt auf eine Ansteuereingabe;
Ansteuermittel zum Ansteuern eines lichtemittierenden Mittels, gestützt auf ein Eingangssignal; und
Pulssteuermittel zum Umwandeln eines Eingangssignals mit einer willkürlichen Pulsbreite in ein Pulssignal mit einer vorbestimmten Pulsbreite und Liefern des Pulssignals an das Ansteuermittel.

10. Lichtemittierendes Element schützende Vorrichtung nach Anspruch 9, worin das Pulssteuermittel eine monostabile Schaltung ist.

11. Lichtemittierendes Element schützendes Verfahren, aufweisend die Schritte eines:
Detektierens einer Elektrizität-Anwendungszeit und einer Größe eines in ein lichtemittierendes Element fließenden elektrischen Stroms; und
Zulassens, daß der in das lichtemittierende Element flie­ ßende elektrische Strom gestützt auf die Elektrizität-Anwen­ dungszeit des lichtemittierenden Elements und die Größe des in das lichtemittierende Element fließenden elektrischen Stroms stoppt.

12. Lichtemittierendes Element schützendes Verfahren, aufweisend den Schritt eines:
Zulassens, daß ein in ein lichtemittierendes Element fließender elektrischer Strom gestützt auf eine Temperatur des lichtemittierenden Elements stoppt.

13. Lichtemittierendes Element schützendes Verfahren, aufweisend die Schritte eines:
Umwandelns eines Ansteuersignals, das ein lichtemittie­ rendes Element ansteuert, in ein Pulssignal mit einer vorbe­ stimmten Pulsbreite; und
Ansteuerns des lichtemittierenden Elements, gestützt auf das Pulssignal.