(57)【要約】      （修正有）【課題】発光ダイオード等の半導体発光素子の入力信号ＯＮ時の高速応答性を維持しつつ、入力信号ＯＦＦ時の消費電力を削減すると共に、半導体発光素子の劣化を抑制可能な光結合装置及びこれを用いた電子機器装置を提供する。【解決手段】半導体発光素子２、発光素子駆動手段１Ａ及び半導体受光素子３とで構成されると共に、入力信号に基づき発光素子駆動手段１Ａが半導体発光素子２に電流を流して該半導体発光素子２を発光させ、該光を半導体受光素子３が受光し、該受光した光量により該半導体受光素子３が電気的にＯＮ状態又はＯＦＦ状態となる光結合装置１０を、入力信号がＯＦＦ時に、発光素子駆動手段１Ａが低レベル電流と高レベル電流とを交互に流しで構成するパルス電流を半導体発光素子２に流しても、半導体受光素子２がＯＦＦ状態からＯＮ状態にならないような上記パルス電流を、半導体発光素子２に供給して構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子である半導体発光素子及び該半導体発光素子を駆動する発光素子駆動手段と、前記半導体発光素子が発光する光を受光するスイッチング素子である半導体受光素子と、で少なくとも構成されると共に、入力信号に基づき前記発光素子駆動手段が前記半導体発光素子に電流を流して該半導体発光素子を発光させ、該発光した光を前記半導体受光素子が受光し、該受光した光量により、該半導体受光素子が電気的にＯＮ状態又はＯＦＦ状態となる光結合装置において、
前記発光素子駆動手段は、該発光素子駆動手段への前記入力信号がＯＦＦ時に、低レベル電流と高レベル電流とを交互に流して構成するパルス電流であるＯＦＦ電流を前記半導体発光素子に流しても、前記半導体受光素子が前記ＯＦＦ状態から前記ＯＮ状態にならないような前記ＯＦＦ電流を、前記半導体発光素子に供給することを特徴とする光結合装置。
【請求項２】
前記発光素子駆動手段は、前記半導体発光素子に流れる前記ＯＦＦ電流に基づき該半導体発光素子が発光する光量が本来の光量から変化すると、本来の光量が得られるように、前記ＯＦＦ電流である前記パルス電流を構成する前記低レベル電流、又は、前記高レベル電流、若しくは、これら双方の電流の電流値を変更して、前記光量の変化を相殺可能とする請求項１記載の光結合装置。
【請求項３】
前記発光素子駆動手段への前記入力信号がＯＦＦ時に、前記半導体発光素子が発光する光量の増減をモニターするＯＦＦ光量モニター手段を備えると共に、
前記発光素子駆動手段は、前記ＯＦＦ光量モニター手段がモニターした前記光量の増減に基づき、前記ＯＦＦ電流である前記パルス電流を構成する前記低レベル電流、又は、前記高レベル電流、若しくは、これら双方の電流の電流値を変更する請求項２記載の光結合装置。
【請求項４】
前記発光素子駆動手段は、
該発光素子駆動手段への前記入力信号がＯＮ時に、前記ＯＦＦ電流における高レベル電流の電流値と同じ値の基本電流、及び、該基本電流に加える重畳電流を発生すると共に、
前記半導体発光素子に流すと前記半導体受光素子が前記ＯＮ状態となるようなＯＮ電流を、前記基本電流と前記重畳電流とを加えることにより合成して、前記半導体発光素子に供給する請求項１〜３のいずれか１項に記載の光結合装置。
【請求項５】
前記発光素子駆動手段は、前記半導体発光素子に流れる前記ＯＮ電流に基づき該半導体発光素子が発光する光量が本来の光量から変化すると、本来の光量が得られるように、前記ＯＮ電流の合成の基になっている前記重畳電流の電流値を変更して、前記光量の変化を相殺可能とする請求項４記載の光結合装置。
【請求項６】
前記発光素子駆動手段への前記入力信号がＯＮ時に、前記半導体発光素子が発光する光量の増減をモニターするＯＮ光量モニター手段を備えると共に、
前記発光素子駆動手段は、前記ＯＮ光量モニター手段がモニターした前記光量の増減に基づき、前記ＯＮ電流の合成の基になっている前記重畳電流の電流値を変更する請求項５記載の光結合装置。
【請求項７】
前記発光素子駆動手段は、前記パルス電流と同期する連続した同期信号に、前記発光素子駆動手段への入力信号、及び、前記発光素子駆動手段で使用される信号を同期させて用いる請求項１〜６のいずれか１項に記載の光結合装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光結合装置を備えた電源装置、通信装置等の電子機器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチング素子である発光ダイオード等の半導体発光素子と、この半導体発光素子が発光する光を受光するフォトトランジスタ等のスイッチング素子である半導体受光素子とを備えた光結合装置、及び、これを用いた電子機器装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の電子機器が使用される環境は、誘導ノイズや電磁波ノイズ等が氾濫しており、又、電子回路自体も高周波化や小型化が進んでノイズを受けやすくなっている。このような状況の中で、発光ダイオード等の半導体発光素子とフォトトランジスタ等の半導体受光素子を用いた光結合装置は、入力信号と出力信号とを電気的に完全に分離できることから、非常に重宝されている。又、最近の電子機器では、情報の大量処理や高速処理の要求が強く、信号の伝送速度向上が至上命令となっている。そのため、半導体発光素子と半導体受光素子を用いた光結合装置においても、伝送速度の向上が求められている。
【０００３】
ところが、これらの光結合装置に用いられる半導体発光素子である発光ダイオード等は、内部静電容量を有しており、この内部静電容量が高速応答の障害になっている。このため、この内部静電容量に対する対策として、さまざまな提案がなされている(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
特許文献１記載の発光ダイオード駆動回路は、上記の内部静電容量に対する対策として、発光ダイオードのＯＮ駆動時に過渡的に発光ダイオードの駆動電流を増加させるほか、ＯＦＦ駆動時にも、過渡的に発光ダイオードの駆動電流を減少させるピーキング電流発生回路を用いるものである。
【０００５】
図４及び図５は、上記の発光ダイオード駆動回路の効果を説明した説明図である。図４はピーキング電流発生回路を用いない場合を示しており、図４(ａ)の入力信号に対して、発光ダイオードの駆動電流は図４(ｂ)のようになり、発光ダイオードの光出力は、図４(ｃ)のようになる。この場合は、立ち上がりエッジも立ち下がりエッジも波形が鈍り、高速応答性が劣る結果となる。これに対して、図５はピーキング電流発生回路を用いた場合を示しており、図５(ａ)の入力信号に対して、ピーキング電流発生回路を用いることで、発光ダイオードの駆動電流は図５(ｂ)のようになり、このため、発光ダイオードの光出力は、図５(ｃ)のようになる。この場合は、立ち上がりエッジも立ち下がりエッジも波形が鋭く、高速応答性に優れた結果となる。従って、この発光ダイオード駆動回路を用いることにより、高速応答が実現でき、信号の伝送速度向上に貢献することができる。
【０００６】
又、上記の発光ダイオード等の内部静電容量に対する対策としては、従来から用いられている方法として、入力信号ＯＦＦ時にも、発光ダイオード等がＯＮしない程度の電流を発光ダイオード等に多少流しておくことにより、発光ダイオード等の入力信号ＯＮ時における見かけの内部静電容量を減らして、高速応答を可能とする回路技術が用いられている。この回路技術は、発光ダイオードとしてAlGaAs系の発光ダイオードを用いる場合等では、高速伝送に対して特に優れており、例えば、１０Ｍｂ／Ｓ〜１００Ｍｂ／Ｓの高速伝送を行なう場合に有効である。
【特許文献１】特開平１１−７４５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の発光ダイオード等の入力信号ＯＮ時における見かけの内部静電容量を減らして高速応答を可能とする回路技術では、入力信号ＯＦＦ時にも常時、一定の電流を流し続けるので、入力信号ＯＦＦ時に電流を流さない場合に比べて消費電力が増大するという問題があった。又、入力信号ＯＦＦ時にも発光ダイオード等に一定の電圧がかかるので、発光ダイオード等の劣化が促進されるという問題もあった。
【０００８】
そこで、この発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、発光ダイオード等の半導体発光素子の入力信号ＯＮ時の高速応答性を維持しつつ、入力信号ＯＦＦ時の消費電力を削減すると共に、半導体発光素子の劣化を抑制可能な光結合装置及びこれを用いた電子機器装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光結合装置は、スイッチング素子である半導体発光素子及び該半導体発光素子を駆動する発光素子駆動手段と、半導体発光素子が発光する光を受光するスイッチング素子である半導体受光素子と、で少なくとも構成されると共に、入力信号に基づき発光素子駆動手段が半導体発光素子に電流を流して該半導体発光素子を発光させ、該発光した光を半導体受光素子が受光し、該受光した光量により、該半導体受光素子が電気的にＯＮ状態又はＯＦＦ状態となる光結合装置である。
【００１０】
この光結合装置の発光素子駆動手段は、該発光素子駆動手段への入力信号がＯＦＦ時に、低レベル電流と高レベル電流とを交互に流して構成するパルス電流であるＯＦＦ電流を半導体発光素子に流しても、半導体受光素子がＯＦＦ状態からＯＮ状態にならないようなＯＦＦ電流を、半導体発光素子に供給することを特徴としている。
【００１１】
上記の光結合装置によれば、例えば、上記の入力信号ＯＦＦ時の高レベル電流値として、前述した従来例における入力信号ＯＦＦ時に発光ダイオード等の半導体発光素子に連続して流す電流と同レベルの電流を用いると共に、低レベル電流として、この高レベル電流の数分の一の電流を用いた場合は、１０Ｍｂ／Ｓ〜１００Ｍｂ／Ｓの高速伝送を行なうケースでは、前述の従来例の場合と、発光ダイオード等の半導体発光素子の見かけの内部静電容量はほとんど同じである。従って、上記の従来例の場合と比べると、上記の光結合装置ではパルス電流を流していることから、消費電力を削減することができると共に、高速応答性は同程度に維持することができる。
【００１２】
又、上記の光結合装置では、入力信号ＯＦＦ時に流れる電流がパルス電流であるので、入力信号ＯＦＦ時に高レベル電流を連続して流す従来例の場合と比べると、高レベル電流はパルス電流の高レベル電流として間歇的にしか流れない。従って、高レベル電流が流れる際に発光ダイオード等の半導体発光素子へ印加される電圧の印加時間が、従来例の場合と比べて減少するので、発光ダイオード等の半導体発光素子の劣化を抑制して寿命を延ばすことができる。
【００１３】
上記の光結合装置において、発光素子駆動手段は、半導体発光素子に流れるＯＦＦ電流に基づき該半導体発光素子が発光する光量が本来の光量から変化すると、本来の光量が得られるように、ＯＦＦ電流であるパルス電流を構成する低レベル電流、又は、高レベル電流、若しくは、これら双方の電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることができる。
【００１４】
この場合に、発光素子駆動手段への入力信号がＯＦＦ時に、半導体発光素子が発光する光量の増減をモニターするＯＦＦ光量モニター手段を備えると共に、発光素子駆動手段は、ＯＦＦ光量モニター手段がモニターした光量の増減に基づき、ＯＦＦ電流であるパルス電流を構成する低レベル電流、又は、高レベル電流、若しくは、これら双方の電流の電流値を自動的に変更するのが好ましい。
【００１５】
このようにすることにより、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等により、同一の低レベル電流や高レベル電流の電流値に対する半導体発光素子が発光する光量が変化しても、本来の光量が得られるように、低レベル電流や高レベル電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることにより、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等による影響を防止することができる。
【００１６】
又、上記の光結合装置において、発光素子駆動手段は、該発光素子駆動手段への入力信号がＯＮ時に、ＯＦＦ電流における高レベル電流の電流値と同じ値の基本電流、及び、該基本電流に加える重畳電流を発生すると共に、半導体発光素子に流すと半導体受光素子がＯＮ状態となるようなＯＮ電流を、基本電流と重畳電流とを加えることにより合成して、半導体発光素子に供給するのが妥当である。
【００１７】
又、上記の光結合装置において、発光素子駆動手段は、半導体発光素子に流れるＯＮ電流に基づき該半導体発光素子が発光する光量が本来の光量から変化すると、本来の光量が得られるように、ＯＮ電流の合成の基になっている重畳電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることができる。
【００１８】
この場合に、発光素子駆動手段への入力信号がＯＮ時に、半導体発光素子が発光する光量の増減をモニターするＯＮ光量モニター手段を備えると共に、発光素子駆動手段は、ＯＮ光量モニター手段がモニターした光量の増減に基づき、ＯＮ電流の合成の基になっている重畳電流の電流値を自動的に変更するのが好ましい。このＯＮ光量モニター手段は、上記のＯＦＦ光量モニター手段と兼用することもできる。
【００１９】
このようにすることにより、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等により、同一のＯＮ電流の電流値に対する半導体発光素子が発光する光量が変化しても、本来の光の量が得られるように、重畳電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることにより、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等による影響を防止することができる。
【００２０】
又、上記の光結合装置において、発光素子駆動手段は、パルス電流と同期する連続した同期信号に、発光素子駆動手段への入力信号、及び、発光素子駆動手段で使用される信号を同期させて用いるのが好ましい。
【００２１】
このようにすることにより、光結合装置において、発光素子駆動手段が誤動作するのを防止することができる。
【００２２】
又、上記の各光結合装置のいずれかを備えた電源装置、通信装置等の電子機器装置を製作することができる。これらの電子機器装置は、上述した各光結合装置の有する作用効果と同じ作用効果を備えている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光結合装置によれば、例えば、上記の入力信号ＯＦＦ時の高レベル電流値として、前述した従来例における入力信号ＯＦＦ時に発光ダイオード等の半導体発光素子に連続して流す電流と同レベルの電流を用いると共に、低レベル電流として、この高レベル電流の数分の一の電流を用いた場合は、１０Ｍｂ／Ｓ〜１００Ｍｂ／Ｓの高速伝送を行なうケースでは、前述の従来例の場合と、発光ダイオード等の半導体発光素子の見かけの内部静電容量はほとんど同じである。従って、上記の従来例の場合と比べると、上記の光結合装置ではパルス電流を流していることから、消費電力を削減することができると共に、高速応答性は同程度に維持することができる。
【００２４】
又、上記の光結合装置では、入力信号ＯＦＦ時に流れる電流がパルス電流であるので、入力信号ＯＦＦ時に高レベル電流を連続して流す従来例の場合と比べると、高レベル電流はパルス電流の高レベル電流として間歇的にしか流れない。従って、高レベル電流が流れる際に発光ダイオード等の半導体発光素子へ印加される電圧の印加時間が、従来例の場合と比べて減少するので、発光ダイオード等の半導体発光素子の劣化を抑制して寿命を延ばすことができる。
【００２５】
又、本発明の光結合装置によれば、発光素子駆動手段は、ＯＦＦ電流或いはＯＮ電流が半導体発光素子に流れることにより、該半導体発光素子が発光する光量が変化しても、本来の光量が得られるように、パルス電流を構成する低レベル電流、又は、高レベル電流、若しくは、これらの双方の電流値、或いは、重畳電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることができる。
【００２６】
従って、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等により、同一の低レベル電流や高レベル電流の電流値に対する半導体発光素子が発光する光の量が変化しても、本来の光量が得られるように、低レベル電流や高レベル電流の電流値、或いは、重畳電流の電流値を変更して、光量の変化を相殺可能とすることで、経年変化や、半導体発光素子の周囲温度等による影響を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態における光結合装置について図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２８】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１における光結合装置１０の構成を示したブロック図、図２は、実施の形態１における光結合装置１０の動作説明用のタイムチャートである。この光結合装置１０は、この光結合装置１０に入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号である入力信号を出力に伝達して、出力信号として出力する装置であるが、ノイズ特性の向上を図るため、光結合装置１０の内部で、入力側と出力側とを電気的に完全に分離している。即ち、この光結合装置１０は、光結合装置１０の内部で、電気信号である入力信号を半導体発光素子により一旦光信号に変換して入力側から出力側に伝え、出力側で半導体受光素子により再び電気信号である出力信号に変換する仕組みを採用している。
【００２９】
この光結合装置１０は、図１に示すように、発光ダイオード駆動部１Ａ、半導体発光素子である発光ダイオード２、半導体受光素子であるフォトトランジスタ３、及び、出力回路４で構成されている。
【００３０】
発光ダイオード駆動部１Ａは、同期パルス発生回路１１、入力信号同期回路１２、信号重畳回路１３、基本信号電流発生回路１４Ａ、入力信号電流発生回路１５Ａ、ピーキング電流付加回路１６、及び、電流重畳回路１７で構成されている。この発光ダイオード駆動部１Ａは、発光ダイオード２を最適に駆動する機能を有している。光結合装置１０に入力される入力信号は、この発光ダイオード駆動部１Ａに入力される。この発光ダイオード駆動部１Ａに入力される入力信号は、一般に、ＴＴＬ論理ＩＣ等の出力信号であり、０又は１を示す論理信号である。
【００３１】
又、発光ダイオード２は、発光ダイオード２の入力電流に対応した光を発生する機能を有しており、AlGaAs系の発光ダイオードが用いられている。フォトトランジスタ３は発光ダイオード２が発光する光を受光して電気信号として出力する機能を有している。そして、出力回路４はフォトトランジスタ３の出力を基に光結合装置１０としての出力信号を生成して出力する機能を有している。
【００３２】
次に、上記の発光ダイオード駆動部１Ａを構成する各回路の機能について説明する。同期パルス発生回路１１は発光ダイオード駆動部１Ａで使用される同期パルス信号を発生する。入力信号同期回路１２は、発光ダイオード駆動部１Ａへ入力される入力信号を同期パルス発生回路１１が発生した同期パルス信号で同期化する。信号重畳回路１３は、入力信号同期回路１２で同期化された入力信号と同期パルス発生回路１１で発生された同期パルス信号との論理和信号を合成する。これらの回路は、論理信号レベルの処理を行なう回路である。
【００３３】
基本信号電流発生回路１４Ａは、信号重畳回路１３で合成された論理和信号を基にして、基本信号電流を発生する。この基本信号電流における電流発光ダイオード駆動部１Ａの入力信号ＯＮ時の部分が、前述した基本電流に相当し、この基本信号電流における電流発光ダイオード駆動部１Ａの入力信号ＯＦＦ時の部分が、前述したパルス電流に相当する。入力信号電流発生回路１５Ａは、入力信号同期回路１２で同期化された入力信号を基にして、入力信号電流を発生する。この入力信号電流が前述した重畳電流に相当する。ピーキング電流付加回路１６は、前述した特許文献１記載の発光ダイオード駆動回路に用いられているようなピーキング電流発生回路を備えており、入力信号電流発生回路１５Ａで発生された入力信号電流の立ち上がりのエッジ部分、及び、立下りのエッジ部分に、それぞれピーキング電流を付加する。
【００３４】
そして、電流重畳回路１７は、基本信号電流発生回路１４Ａで発生された基本信号電流と、ピーキング電流付加回路１６でピーキング電流が付加された入力信号電流とを合成して、発光ダイオード駆動電流を合成する。この発光ダイオード駆動電流における電流発光ダイオード駆動部１Ａの入力信号ＯＮ時の部分が、前述したＯＮ電流に相当し、この発光ダイオード駆動電流における電流発光ダイオード駆動部１Ａの入力信号ＯＦＦ時の部分が、前述したＯＦＦ電流に相当する。
【００３５】
次に、光結合装置１０の動作について説明する。上述したように、発光ダイオード駆動部１Ａでは、同期パルス発生回路１１により、発光ダイオード駆動部１Ａで使用される同期パルス信号が発生されている。図２(ａ)は、この同期パルス信号を示したものであり、発光ダイオード駆動部１Ａに入力される入力信号と同じく、０又は１を示す論理信号である。
【００３６】
発光ダイオード駆動部１Ａへ、図２(ｂ)に示すような入力信号が入力されると、この入力信号は、入力信号同期回路１２により、図２(ａ)に示す同期パルス信号で、図２(ｃ)に示すように同期化される。この際、図２(ｂ)に示す入力信号の立ち上がりは、図２(ａ)に示す同期パルス信号の立ち上がりで同期化され、図２(ｂ)に示す入力信号の立ち下がりは、図２(ａ)に示す同期パルス信号の立ち下がりで同期化される。
【００３７】
上記のようにして同期化された図２(ｃ)に示す信号は、信号重畳回路１３により、同期パルス発生回路１１で発生された図２(ａ)に示す同期パルス信号と、論理和処理されて、図２(ｄ)に示す論理和信号に合成される。この図２(ｄ)に示す論理和信号を基に、基本信号電流発生回路１４Ａにより、図２(ｅ)に示すような、高レベル電流値がＩ２、低レベル電流値がＩ１の基本信号電流が発生される。上述したように、入力信号ＯＮ時の基本信号電流が前述した基本電流に相当し、入力信号ＯＦＦ時の基本信号電流が前述したパルス電流に相当する。
【００３８】
これと同時に、入力信号同期回路１２で同期化された図２(ｃ)に示す信号を基にして、入力信号電流発生回路１５Ａにより、図２(ｆ)に示すような、高レベル電流値がＩ３、低レベル電流値が０の入力信号電流が発生される。上述したように、この入力信号電流が前述した重畳電流に相当する。そして、この図２(ｆ)に示す入力信号電流の立ち上がりのエッジ部分、及び、立下りのエッジ部分に、ピーキング電流付加回路１６の備えるピーキング電流発生回路により、それぞれピーキング電流が付加されて、図２(ｇ)に示すような、高レベルピーキング電流値がＩ４、低レベルピーキング電流値がＩ５のピーキング済入力信号電流が合成される。
【００３９】
そして、この図２(ｇ)に示すピーキング済入力信号電流と、基本信号電流発生回路１４Ａで発生された図２(ｅ)に示す基本信号電流とが、電流重畳回路１７により合成されて、図２(ｈ)に示す発光ダイオード駆動電流が合成される。この発光ダイオード駆動電流は、図２(ｈ)に示すように、入力信号ＯＮ時における高レベル電流値がＩ６であり、入力信号ＯＦＦ時における高レベル電流値がＩ２で低レベル電流値がＩ１である。
【００４０】
入力信号ＯＮ時におけるこの発光ダイオード駆動電流の高レベル電流値Ｉ６は、図２(ｅ)に示す基本信号電流の高レベル電流値Ｉ２に、図２(ｆ)に示す入力信号電流の高レベル電流値Ｉ３を加えた値であり、この高レベル電流値Ｉ６の電流が、前述したＯＮ電流である。又、この高レベル電流値がＩ６の高レベル電流における高レベルピーキング電流値はＩ７であり、低レベルピーキング電流値はＩ５である。
【００４１】
又、入力信号ＯＦＦ時における発光ダイオード駆動電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１は、図２(ｅ)に示す基本信号電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１と同じである。これらの、高レベル電流値がＩ２の高レベル電流と、低レベル電流値がＩ１の低レベル電流との両者が交互に流れてパルス電流が形成され、このパルス電流が前述したＯＦＦ電流である。
【００４２】
そして、上記のＯＮ電流やＯＦＦ電流でなる発光ダイオード駆動電流が発光ダイオード２に流れ、この電流に対応した光が発光ダイオード２から発光され、この光がフォトトランジスタ３により受光されて電気信号として出力され、この電気信号から出力回路４により光結合装置１０の出力信号が生成されて出力される。
【００４３】
上記の図２(ｈ)に示す入力信号ＯＦＦ時の発光ダイオード駆動電流、即ち、上記のＯＦＦ電流において、このＯＦＦ電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１は、いずれも、次のような電流値である。即ち、この高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１は、これらの値の電流が発光ダイオード２に流れて発光ダイオード２が発光し、発光したこの光をフォトトランジスタ３が受光しても、発光ダイオード２にとっては、フォトトランジスタ３が電気的にＯＮ状態にはならないような光量しか発光しないような電流値である。このＯＦＦ電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１は、基本信号電流発生回路１４Ａで発生される基本信号電流の入力信号ＯＦＦ時の部分が基になっている。従って、ＯＦＦ電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１は、結局、基本信号電流の高レベル電流値Ｉ２、及び、低レベル電流値Ｉ１の設定によって決定される。
【００４４】
このＯＦＦ電流の高レベル電流値Ｉ２は、フォトトランジスタ３の受光量−出力電流特性や、発光ダイオード２の入力電流−発光量特性を考慮して設定される。又、このＯＦＦ電流の高レベル電流値Ｉ２は、前述した従来例における、入力信号ＯＦＦ時に発光ダイオード等の半導体発光素子に流す電流と同レベルの電流値に設定することができる。又、低レベル電流値Ｉ１は、０以上で上記の高レベル電流値Ｉ２よりも低い電流値に設定される。
【００４５】
又、上記の図２(ｈ)に示す入力信号ＯＮ時の発光ダイオード駆動電流、即ち、上記のＯＮ電流の高レベル電流値Ｉ６は、上述のようにして設定された図２(ｅ)に示す基本信号電流の高レベル電流値Ｉ２(前述の基本電流に相当)に、図２(ｆ)に示す入力信号電流の高レベル電流値Ｉ３(前述の重畳電流に相当)を加えた値である。そこで、この図２(ｆ)に示す入力信号電流の高レベル電流値Ｉ３(前述の重畳電流に相当)は、次のようにして設定される。
【００４６】
即ち、まず、入力信号ＯＮ時に、図２(ｈ)に示す発光ダイオード駆動電流の高レベル電流値Ｉ６、即ち、０Ｎ電流を発光ダイオード２に流して発光ダイオード２を発光させ、この光をフォトトランジスタ３が受光するとフォトトランジスタ３が電気的にＯＮ状態となるように、発光ダイオード駆動電流の高レベル電流値Ｉ６、即ち、０Ｎ電流を設定する。そして、この設定された発光ダイオード駆動電流の高レベル電流値Ｉ６(前述のＯＮ電流に相当)から、上記の図２(ｅ)に示す基本信号電流の高レベル電流値Ｉ２(前述の基本電流に相当)を差し引いた値を、入力信号電流の高レベル電流値Ｉ３(前述の重畳電流に相当)として設定するのである。上記の発光ダイオード駆動電流の入力信号ＯＮ時の高レベル電流値Ｉ６も、フォトトランジスタ３の受光量−出力電流特性や、発光ダイオード２の入力電流−発光量特性を考慮して決定される。
【００４７】
上記の光結合装置１０によれば、例えば、上記の入力信号ＯＦＦ時の高レベル電流値Ｉ２として、前述した従来例における入力信号ＯＦＦ時に発光ダイオード２に連続して流す電流と同レベルの電流を用いると共に、低レベル電流Ｉ１として、この高レベル電流Ｉ２の数分の一の電流を用いた場合は、１０Ｍｂ／Ｓ〜１００Ｍｂ／Ｓの高速伝送を行なうケースでは、前述の従来例の場合と、発光ダイオード２の見かけの内部静電容量はほとんど同じである。従って、上記の従来例の場合と比べると、上記の光結合装置１０ではパルス電流を流していることから、消費電力を削減することができると共に、高速応答性は同程度に維持することができる。
【００４８】
又、上記の光結合装置１０では、入力信号ＯＦＦ時に流れる電流がパルス電流であるので、入力信号ＯＦＦ時に高レベル電流値Ｉ２の高レベル電流を連続して流す従来例の場合と比べると、高レベル電流値Ｉ２の高レベル電流は、パルス電流の高レベル電流として間歇的にしか流れない。従って、高レベル電流が流れる際に発光ダイオード２へ印加される電圧の印加時間が、従来例の場合と比べて減少するので、発光ダイオード２の劣化を抑制し、寿命を延ばすことができる。
【００４９】
＜実施の形態２＞
図３は、本発明の実施の形態２における光結合装置２０の構成を示したブロック図である。実施の形態２における光結合装置２０は、実施の形態１における光結合装置１０に、光量モニター回路５を追加したものであり、フォトトランジスタ３及び出力回路４は、実施の形態１と全く同じである。又、光量モニター回路５の追加により、実施の形態２では、発光ダイオード駆動部を、実施の形態１における発光ダイオード駆動部１Ａから、発光ダイオード駆動部１Ｂへ変更している。この発光ダイオード駆動部１Ｂが、実施の形態１における発光ダイオード駆動部１Ａと異なるのは、基本信号電流発生回路１４Ｂと入力信号電流発生回路１５Ｂのみであり、その他は、実施の形態１における発光ダイオード駆動部１Ａと同じである。
【００５０】
上記の光量モニター回路５は、発光ダイオード２が発光する光の量をモニターする回路である。この光量モニター回路５は、例えば、フォトトランジスタ３と同じ素子を用いて発光ダイオード２が発光する光の量を測定し、この結果を、基本信号電流発生回路１４Ｂと入力信号電流発生回路１５Ｂに提供する。この提供により、基本信号電流発生回路１４Ｂと入力信号電流発生回路１５Ｂは、次のような作用を行なう。
【００５１】
即ち、基本信号電流発生回路１４Ｂは、発光ダイオード２に流れるＯＦＦ電流に基づき発光ダイオード２が発光する光量が本来の光量から変化すると、ＯＦＦ電流であるパルス電流を構成する低レベル電流の低レベル電流値Ｉ１、又は、高レベル電流の高レベル電流値Ｉ２、若しくは、これら双方の電流の電流値を自動的に変更して、発光ダイオード２が発光する光量として、本来の光量が得られるようにする。これにより、周囲温度等の環境変化や、経年変化による発光ダイオード２の光量の変化を相殺可能としている。
【００５２】
又、入力信号電流発生回路１５Ｂは、発光ダイオード２に流れるＯＮ電流に基づき発光ダイオード２が発光する光量が本来の光量から変化すると、ＯＮ電流の合成の基になっている図２(ｆ)に示す入力信号電流の高レベル電流値Ｉ３(前述の重畳電流に相当)の電流値を自動的に変更して、発光ダイオード２が発光する光量として、本来の光量が得られるようにする。これにより、周囲温度等の環境変化や、経年変化による発光ダイオード２の光量の変化を相殺可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施の形態１における光結合装置の構成を示したブロック図である。
【図２】(ａ)〜(ｈ)は、実施の形態１における光結合装置の動作説明用のタイムチャートである。
【図３】実施の形態２における光結合装置の構成を示したブロック図である。
【図４】(ａ)〜(ｃ)は、従来例の発光ダイオード駆動回路におけるピーキング電流発生回路を用いない場合のタイムチャートである。
【図５】(ａ)〜(ｃ)は、従来例の発光ダイオード駆動回路におけるピーキング電流発生回路を用いた場合のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
１Ａ  発光ダイオード駆動部
１Ｂ  発光ダイオード駆動部
２  発光ダイオード
３  フォトトランジスタ
４  出力回路
５  光量モニター回路
１０  光結合装置
１１  同期パルス発生回路
１２  入力信号同期回路
１３  信号重畳回路
１４Ａ  基本信号電流発生回路
１４Ｂ  基本信号電流発生回路
１５Ａ  入力信号電流発生回路
１５Ｂ  入力信号電流発生回路
１６  ピーキング電流付加回路
１７  電流重畳回路
２０  光結合装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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