Vielleicht eine Inverterstufe mit npn-Transistor und zwei Standarddioden in Durchlassrichtung vor der Basis, die die überschüssige Spannung bei Low wegnehmen, aber bei High nicht stören. Dann ist allerdings eine Softwareanpassung fällig (eher schlecht). Alternativ noch eine zweite Invertierung dahinter, dann ist die Signalpolarität wiederhergestellt.

Ist sichergestellt, dass der SFH511x bei der/den nicht-funktionierenden Schaltung(en) auch keine Ströme eines "fremden" Pullup ableiten muss? Mein Datenblatt besagt übrigens Low max. 0,5V, da steht nichts von 0,3*Vcc !?!?!? Allerdings für 500µA Ausgangsstrom. Interner Pullup den Controllers deaktiviert?

Edit:
Mist, wieder zu spät! Alles schon gesagt.