JP2009295769A - Led flash unit and electronic apparatus - Google Patents

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Sadahiko Miura
貞彦 三浦
Yukiko Morioka
森岡  由紀子
Osamu Yamashita
修 山下
Koji Kajitani
浩司 梶谷
Toshiaki Arai
俊明 荒井
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Casio Hitachi Mobile Communications Co Ltd
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Casio Hitachi Mobile Communications Co Ltd
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    • Y02B20/40Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flash unit capable of emitting light with high luminance, while having a small and thin body, and capable of coping with red-eye prevention function, at photo shooting, seriography and motion video. <P>SOLUTION: An auxiliary power 21 has energy density of 5 Wh/kg or higher, and a current of 0.8 A or larger is made to flow to a LED 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、デジタルカメラやデジタルカメラ機能付き携帯電話機等の電子機器に用いられるフラッシュ装置に関し、特に、LED光源を有するLEDフラッシュ装置に関する。   The present invention relates to a flash device used in electronic devices such as a digital camera and a mobile phone with a digital camera function, and more particularly to an LED flash device having an LED light source.

フラッシュ装置(ストロボ装置)を搭載したデジタルカメラは、夜間であっても明瞭な写真が得られることから現在普及している。その原理を、図1に示す簡単な回路図で説明する。図1に示されたフラッシュ装置は、バッテリ部、DC−DCコンバータ(昇圧)、放電コンデンサ、トリガ回路、そしてキセノン放電管よって構成されている。バッテリ部の電圧は、DC−DCコンバータによって所定の電圧(通常250〜500V)に昇圧され、放電コンデンサに充電される。トリガ回路のスイッチが入れられると、放電コンデンサの電荷がトリガ回路のトランスの一次側を通して放電し、二次側には数千Vのパルス電圧が発生する。このパルス電圧がキセノンガスを封入した放電管に印加されると、管内のガスがイオン化して瞬間的に(50〜100μsec)キセノンガスが発光する。キセノンガス発光光のスペクトルは太陽光に近いため、このようなフラッシュ装置は、フィルム式のアナログカメラの時代から用いられてきた。   Digital cameras equipped with flash devices (strobe devices) are currently popular because clear pictures can be obtained even at night. The principle will be described with reference to a simple circuit diagram shown in FIG. The flash device shown in FIG. 1 includes a battery unit, a DC-DC converter (boost), a discharge capacitor, a trigger circuit, and a xenon discharge tube. The voltage of the battery unit is boosted to a predetermined voltage (usually 250 to 500 V) by the DC-DC converter, and charged to the discharge capacitor. When the trigger circuit is switched on, the electric charge of the discharge capacitor is discharged through the primary side of the transformer of the trigger circuit, and a pulse voltage of several thousand volts is generated on the secondary side. When this pulse voltage is applied to a discharge tube filled with xenon gas, the gas in the tube is ionized and the xenon gas emits light instantaneously (50 to 100 μsec). Since the spectrum of xenon gas emission light is close to that of sunlight, such a flash device has been used since the days of film analog cameras.

しかし、このようなフラッシュ装置は、携帯電話機等に用いる場合に、問題がある。即ち、放電用コンデンサとして高耐圧でかつ瞬間放電に耐えられる電解コンデンサを用いる必要があるが、その寸法は大きく、小型、薄型のデジタルカメラや携帯電話機等の電子機器に搭載することが困難である。敢えて搭載したとしても、電子機器の大型化を招来する。例えば、Sony Ericsson社の携帯電話機K800i(いずれも、商標または登録商標)には、キセノン放電管を用いたフラッシュ装置が搭載されており、放電コンデンサとして円筒型電解コンデンサ(直径7mm、長さ18mm)を2個搭載しているため、携帯電話機の厚さは20mmと厚いものとなってしまった。   However, such a flash device has a problem when used for a mobile phone or the like. That is, it is necessary to use an electrolytic capacitor having a high withstand voltage and capable of withstanding instantaneous discharge as a discharge capacitor, but its size is large, and it is difficult to mount it on electronic devices such as small and thin digital cameras and mobile phones. . Even if it is installed, the size of electronic equipment will be increased. For example, a Sony Ericsson mobile phone K800i (both are trademarks or registered trademarks) is equipped with a flash device using a xenon discharge tube, and a cylindrical electrolytic capacitor (diameter 7 mm, length 18 mm) as a discharge capacitor. Since two are mounted, the thickness of the mobile phone is as thick as 20 mm.

近年、フラッシュ装置を小型化する手法として、LED光源を有するLEDフラッシュ装置が注目されている。従来の低輝度タイプのLEDフラッシュ装置の簡単な回路図を図2に示す。このような回路を高輝度タイプのLEDフラッシュ装置に適用した場合、次のような問題が生じる。高輝度でLEDを発光させるためには、例えば1A(アンペア)用のLEDを2個並列に配置し、各LEDに5V程度印加する必要がある。LEDフラッシュドライバとしてブーストコンバータを用い、その変換効率を85%とすると、必要とされる電流Iは、「I=(5[V]/3.3[V]/85%)×2=3.6[A]」と大きく、一般的に用いられている携帯電話機用の二次電池の出力電流を越えている。   In recent years, an LED flash device having an LED light source has attracted attention as a method for reducing the size of the flash device. A simple circuit diagram of a conventional low-brightness type LED flash device is shown in FIG. When such a circuit is applied to a high-luminance type LED flash device, the following problems occur. In order to cause the LED to emit light with high brightness, for example, two LEDs for 1A (ampere) must be arranged in parallel, and about 5 V needs to be applied to each LED. When a boost converter is used as the LED flash driver and the conversion efficiency is 85%, the required current I is “I = (5 [V] /3.3 [V] / 85%) × 2 = 3. 6 [A] ", which exceeds the output current of a secondary battery for a mobile phone that is generally used.

この問題を克服するために、高容量のスーパーキャパシタを用いる技術が、非特許文献1に開示されている。この技術においては、高容量のスーパーキャパシタ(寸法:37×17×2.4t[mm])を用いることにより、2個の1AのLEDを150ミリ秒の間、高輝度に光らせることを可能としている。しかし、充電電流を300mAと仮定した場合に充電時間は10秒程度必要であることが述べられている。このため、150ミリ秒以上長い時間光らせると輝度が落ちるため、例えば赤目防止用に予備のフラッシュを発光させたり、また、LEDフラッシュの連射を行ったりすることが、非常に困難である。さらに、暗い所での高輝度のムービー照明機能(トーチ機能)を併せて実現することは、スーパーキャパシタの容量から考えて不可能である。   In order to overcome this problem, Non-Patent Document 1 discloses a technique using a high-capacity supercapacitor. In this technology, by using a high-capacity supercapacitor (dimensions: 37 x 17 x 2.4 t [mm]), two 1A LEDs can be illuminated with high brightness for 150 milliseconds. Yes. However, it is stated that a charging time of about 10 seconds is required when the charging current is assumed to be 300 mA. For this reason, since the luminance decreases when the light is lit for 150 milliseconds or longer, it is very difficult to emit a preliminary flash for preventing red-eye, for example, or to continuously fire the LED flash. Furthermore, it is impossible to realize a high brightness movie illumination function (torch function) in a dark place in view of the capacity of the super capacitor.

その他、LEDフラッシュ装置に関する技術は、例えば、特許文献1に開示されている。また、ダイオードレーザに関する技術は、例えば、特許文献2に開示されている。放電管によるフラッシュ装置に関する技術は、例えば、特許文献3に開示されている。また、コンデンサを用いた無停電電源装置に関する技術は、例えば、特許文献4に開示されている。リチウムイオン二次電池を用いた無停電電源装置に関する技術は、例えば、特許文献5に開示されている。また、太陽電池モジュールにコンデンサや低電圧ダイオードを併用した電源装置に関する技術は、例えば、特許文献6に開示されている。また、リチウムイオン二次電池の出力回復に関する技術は、例えば、特許文献7に開示されている。   In addition, the technique regarding an LED flash apparatus is disclosed by patent document 1, for example. Moreover, the technique regarding a diode laser is disclosed by patent document 2, for example. A technique related to a flash device using a discharge tube is disclosed in, for example, Patent Document 3. Moreover, the technique regarding the uninterruptible power supply device using a capacitor | condenser is disclosed by patent document 4, for example. A technique related to an uninterruptible power supply using a lithium ion secondary battery is disclosed in Patent Document 5, for example. Moreover, the technique regarding the power supply device which used the capacitor | condenser and the low voltage diode together for the solar cell module is disclosed by patent document 6, for example. Moreover, the technique regarding the output recovery | restoration of a lithium ion secondary battery is disclosed by patent document 7, for example.

http://www.powermanagementdesignline.com/showArticle.jhtml?printableArticle=true&articleId=188100789http://www.powermanagementdesignline.com/showArticle.jhtml?printableArticle=true&articleId=188100789 特開2007−121755号公報JP 2007-121755 A 特開2007−519259号公報JP 2007-519259 A 特開2006−208974号公報JP 2006-208974 A 特開2001−197686号公報JP 2001-197686 A 特開2002−058170号公報JP 2002-058170 A 特開2006−067759号公報JP 2006-0676759 A 特開2006−107864号公報JP 2006-107864 A

このように、LEDフラッシュ装置は、それまでの放電管を用いたフラッシュ装置に比べて小型化できる点で有利であるものの、高輝度発光等を行うためには上述のごとく解決しなければならない問題があり、それらの点を改善することが望まれている。   As described above, the LED flash device is advantageous in that it can be reduced in size as compared with the flash device using the discharge tube so far, but the problem that must be solved as described above in order to perform high-luminance emission or the like. There is a desire to improve these points.

それ故、本発明の課題は、小型、薄型であるけれども高輝度発光が可能であり、かつ、写真撮影時の赤目防止機能、連射、動画にも対応可能なフラッシュ装置、ならびに、そのようなフラッシュ装置を搭載した電子機器を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a flash device capable of emitting light with high brightness even though it is small and thin, and capable of preventing red-eye prevention, continuous shooting, and moving pictures during photography, and such a flash. It is to provide an electronic device equipped with a device.

本発明によれば、光源としてのLEDと、前記LED駆動用の補助電源と、フラッシュパルス幅を含む前記LEDの発光状態を制御するコントローラと、前記LEDの発光に必要な電圧を発生する昇圧回路と、前記コントローラの制御に応じて前記LEDに流れる電流をオン/オフする電流スイッチとを有するLEDフラッシュ装置において、前記補助電源は、そのエネルギ密度が5Wh/kg以上であると共に、前記LEDには、0.8A以上の電流が通電されることを特徴とするLEDフラッシュ装置が得られる。   According to the present invention, an LED as a light source, an auxiliary power source for driving the LED, a controller for controlling the light emission state of the LED including a flash pulse width, and a booster circuit for generating a voltage necessary for light emission of the LED And an LED flash device having a current switch for turning on / off the current flowing through the LED according to the control of the controller, the auxiliary power supply has an energy density of 5 Wh / kg or more and Thus, an LED flash device is obtained in which a current of 0.8 A or more is applied.

また、前記補助電源を充電するための充電回路をさらに有していてもよい。   Further, a charging circuit for charging the auxiliary power supply may be further included.

さらに、前記LEDフラッシュ装置は、電子機器に搭載され、電子機器全体の駆動用の主電源の内部抵抗(Rin(主電源))と、前記補助電源の内部抵抗(Rin(補助電源))との比(Rin(主電源)/Rin(補助電源))が、1以上であってもよい。 Further, the LED flash device is mounted on an electronic device, and an internal resistance (R in (main power source)) of a main power source for driving the entire electronic device and an internal resistance (R in (auxiliary power source)) of the auxiliary power source. The ratio (R in (main power supply) / R in (auxiliary power supply)) may be 1 or more.

また、前記補助電源は、前記フラッシュ装置以外の電子機器の動作のために、主電源と協働または代替に電子機器に電力を供給するバックアップ電源も兼ねていてもよい。   The auxiliary power source may also serve as a backup power source that supplies power to the electronic device in cooperation with or in place of the main power source for the operation of the electronic device other than the flash device.

さらに、前記補助電源は、主電源と並列に接続されていてもよい。あるいは、前記補助電源は、相互に直列に接続された複数の高出力電池によって構成されていてもよい。   Furthermore, the auxiliary power supply may be connected in parallel with the main power supply. Alternatively, the auxiliary power source may be constituted by a plurality of high-power batteries connected in series with each other.

また、前記補助電源は、有機ラジカル二次電池、リチウムイオン二次電池、あるいは、リチウムイオンキャパシタであってもよい。   The auxiliary power source may be an organic radical secondary battery, a lithium ion secondary battery, or a lithium ion capacitor.

本発明によればまた、前記LEDフラッシュ装置を搭載したことを特徴とする電子機器が得られる。   According to the present invention, there is also obtained an electronic apparatus that is equipped with the LED flash device.

本発明によるLEDフラッシュ装置は、小型、薄型であるけれども高輝度発光が可能であり、かつ、写真撮影時の赤目防止機能、連射、動画にも対応可能である。   Although the LED flash device according to the present invention is small and thin, the LED flash device can emit light with high brightness, and can cope with a red-eye prevention function, continuous shooting, and moving images when taking a picture.

以下、本発明の実施例形態によるLEDフラッシュ装置を説明する。   Hereinafter, LED flash devices according to embodiments of the present invention will be described.

本LEDフラッシュ装置は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機等の電子機器に搭載可能であり、光源としてのLEDと、LED駆動用の補助電源と、フラッシュパルス幅を含むLEDの発光状態を制御するコントローラと、LEDの発光に必要な電圧を発生する昇圧回路と、コントローラの制御に応じてLEDに流れる電流をオン/オフする電流スイッチとを有している。   The LED flash device can be mounted on an electronic device such as a mobile phone with a digital camera function, and controls a light emission state of an LED including a light source, an auxiliary power source for driving the LED, and a flash pulse width. And a booster circuit that generates a voltage necessary for light emission of the LED, and a current switch that turns on / off the current flowing through the LED in accordance with the control of the controller.

ここで、本発明によるフラッシュ装置の昇圧回路について説明する。本昇圧回路は、選択的に複数の昇圧値をとることができる。図3は、昇圧回路として用いられるチャージポンプの回路図を示す。このチャージポンプにおいて、図3(a)のポジションにあるとすると、コンデンサ(C1)は入力の電圧源によって端子電圧がVddまでチャージされる。一方、図3(b)の状態になると、C1はS2の下にある電圧源と直列になるため、図中点aの電圧は、Vddの2倍まで上昇する。同時にS3が閉じるため、出力には、Vddが2倍昇圧された電圧が得られる。チャージポンプは、同様の回路を連結すれば、Vddの3倍、4倍〜といった電圧を出力することも可能である。 Here, the booster circuit of the flash device according to the present invention will be described. This booster circuit can selectively take a plurality of boosted values. FIG. 3 shows a circuit diagram of a charge pump used as a booster circuit. In this charge pump, assuming that the capacitor is in the position of FIG. 3A, the capacitor (C1) is charged to the terminal voltage Vdd by the input voltage source. On the other hand, in the state of FIG. 3 (b), C1 is in series with the voltage source under S2, so that the voltage at point a in the figure rises to twice V dd . At the same time, since S3 is closed, a voltage obtained by boosting V dd twice is obtained at the output. If a similar circuit is connected to the charge pump, it is possible to output a voltage of 3 times, 4 times or more of Vdd .

さて、本装置は特に、補助電源のエネルギ密度が5Wh/kg以上であると共に、LEDには0.8A以上の電流が通電される。   Now, especially in this apparatus, the energy density of the auxiliary power source is 5 Wh / kg or more, and a current of 0.8 A or more is applied to the LED.

本発明における補助電源として、具体的には、有機ラジカル二次電池、リチウムイオン二次電池、あるいは、リチウムイオンキャパシタ等のいわゆる高出力電池が用いられる。   As the auxiliary power source in the present invention, specifically, a so-called high output battery such as an organic radical secondary battery, a lithium ion secondary battery, or a lithium ion capacitor is used.

次に、本フラッシュ装置の補助電源として、高容量、高出力のスーパーキャパシタを用いた比較例と、高出力電池を用いた本発明との特性比較を行った。両者の基本性能の比較を、表1に示す。   Next, the characteristics of the comparative example using a high-capacity, high-power supercapacitor as an auxiliary power source of the flash device and the present invention using a high-power battery were compared. Table 1 shows a comparison of both basic performances.

Figure 2009295769
Figure 2009295769

ここで、フラッシュパルス幅PWflash:150ミリ秒を実現する場合の比較を行う。LEDフラッシュ発光の条件は、LED電流ILED:2A、フラッシュパルス幅PWflash:150ミリ秒、順方向電圧LEDforward:4.2V、電流スイッチの抵抗:典型的には50mΩ(最大でも100mΩ未満)、キャパシタ充電電圧:5.3Vとした。 Here, a comparison is made when the flash pulse width PW flash : 150 milliseconds is realized. The conditions of LED flash emission are as follows: LED current I LED : 2A, flash pulse width PW flash : 150 milliseconds, forward voltage LED forward : 4.2V, current switch resistance: typically 50 mΩ (maximum less than 100 mΩ) Capacitor charging voltage: 5.3V.

[スーパーキャパシタ(比較例)]
順方向電圧LEDforward:4.2V・・・(1)
電流スイッチにおける電圧降下ΔVsw
ΔVsw=2[A]×0.05(最大で0.1未満)[Ω]=0.1[V]<0.2[V]・・・(2)
キャパシタでの電圧降下:ΔVd
ΔVd=ILEDxESR+ILED×PWflash/C=2[A]×0.1[Ω]+2[A]×0.15[秒/C]
よって、ΔVd=5.3[V]−(1)−(2)=5.3−4.2−0.2=0.9[V]
したがって、キャパシタ容量C:0.43Fとなり、規格値を満足する。つまり、スーパーキャパシタは、容量0.55Fで、LED電流2A以上(計算値2.5A)となる。
[Super capacitor (comparative example)]
Forward voltage LED forward : 4.2V (1)
Voltage drop ΔV sw at the current switch:
ΔV sw = 2 [A] × 0.05 (maximum less than 0.1) [Ω] = 0.1 [V] <0.2 [V] (2)
Voltage drop across the capacitor: ΔVd
ΔVd = I LED xESR + I LED × PW flash / C = 2 [A] × 0.1 [Ω] +2 [A] × 0.15 [sec / C]
Therefore, ΔVd = 5.3 [V] − (1) − (2) = 5.3-4.2−0.2 = 0.9 [V]
Therefore, the capacitor capacity C is 0.43F, which satisfies the standard value. That is, the supercapacitor has a capacity of 0.55 F and an LED current of 2 A or more (calculated value 2.5 A).

[高出力電池(本発明)]
順方向電圧LEDforward:4.2V・・・(1)
電流スイッチにおける電圧降下ΔVsw
ΔVsw=2[A]×0.05(最大で0.1未満)[Ω]=0.1[V]<0.2[V]・・・(2)
2個直列セルでのラジカル電池の電圧降下ΔVd:
ΔVd=3.5[V]×2−4.2[V]−0.2[V]=2.6[V]
単一セルでは等価直列抵抗1.5Ωのため、2個直列セルでの等価直列抵抗R:
R=1.5[Ω]×2=3[Ω]
よって、LED電流ILED
LED=2.6[V]/3[Ω]=0.87[A]
したがって、高出力電池の場合、LED電流は0.87A程度となる。
[High output battery (invention)]
Forward voltage LED forward : 4.2V (1)
Voltage drop ΔV sw at the current switch:
ΔV sw = 2 [A] × 0.05 (maximum less than 0.1) [Ω] = 0.1 [V] <0.2 [V] (2)
Voltage drop ΔVd of radical battery in two series cells:
ΔVd = 3.5 [V] × 2-4.2 [V] −0.2 [V] = 2.6 [V]
Since the equivalent series resistance is 1.5Ω in a single cell, the equivalent series resistance R in two series cells is:
R = 1.5 [Ω] × 2 = 3 [Ω]
Therefore, the LED current I LED :
I LED = 2.6 [V] / 3 [Ω] = 0.87 [A]
Therefore, in the case of a high-power battery, the LED current is about 0.87A.

フラッシュパルス幅PWflash:150ミリ秒での値を整理したものを表2に示す。出力電流1Aを流すのに必要なセル体積[cc/A(またはcm/A)]は、比較例のスーパーキャパシタが0.6cc/Aであるのに対し、本発明の高出力電池が0.55cc/Aであり、両者は同等である。 Table 2 shows the arrangement of values at the flash pulse width PW flash : 150 milliseconds. The cell volume [cc / A (or cm 3 / A)] required to flow the output current 1A is 0.6 cc / A for the supercapacitor of the comparative example, whereas the high-power battery of the present invention is 0. .55cc / A, both of which are equivalent.

Figure 2009295769
Figure 2009295769

さらに、フラッシュパルス幅PWflash:300ミリ秒を実現する場合の比較をも、上記と同様に行った。その結果として、フラッシュパルス幅PWflash:300ミリ秒での値を整理したものを表3に示す。フラッシュパルス幅PWflash:300ミリ秒で出力1A流すのに必要なセル体積[cc/A]は、比較例のスーパーキャパシタが1.18cc/Aであるのに対し、本発明の高出力電池が0.55cc/Aである。即ち、容量が大きな高出力電池ではセル体積が少なく、小型化できることが分かる。 Further, the comparison in the case of realizing the flash pulse width PW flash : 300 milliseconds was performed in the same manner as described above. As a result, the values of the flash pulse width PW flash : 300 milliseconds are shown in Table 3. Flash pulse width PW flash : The cell volume [cc / A] required to flow 1 A output in 300 milliseconds is 1.18 cc / A for the supercapacitor of the comparative example, whereas the high output battery of the present invention 0.55 cc / A. That is, it can be seen that a high-power battery having a large capacity has a small cell volume and can be miniaturized.

Figure 2009295769
Figure 2009295769

このようなフラッシュパルス幅PWflashが長いものとしては、赤目防止のため連射を行う場合等が考えられる(1パルスを70ミリ秒とし、4連射した場合は280ミリ秒となる)。また、1回放電すると、比較例のスーパーキャパシタでは容量が空になるため、10秒程度充電しなければならない。一方、本発明の高出力電池では容量が高いため、1回の放電では容量が空にはならず、連射(10〜20回)が可能となる。 As such a long flash pulse width PW flash , it may be considered that continuous firing is performed to prevent red eyes (one pulse is 70 milliseconds, and when four pulses are fired, it is 280 milliseconds). Moreover, since the capacity | capacitance will become empty in the super capacitor of a comparative example if it discharges once, you have to charge about 10 seconds. On the other hand, since the capacity of the high output battery of the present invention is high, the capacity is not emptied by one discharge, and continuous firing (10 to 20 times) is possible.

以下、図面を参照して、本発明の実施例(フラッシュ装置、フラッシュ装置が搭載される電子機器としてのデジタルカメラ機能付きの携帯電話機)を説明する。   DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention (a flash device and a mobile phone with a digital camera function as an electronic device in which the flash device is mounted) will be described below with reference to the drawings.

[実施例1]
本発明の実施例1は、LED駆動用の補助電源として相互に直列接続された複数の高出力電池を用いたLEDフラッシュ装置である。
[Example 1]
Embodiment 1 of the present invention is an LED flash device using a plurality of high-power batteries connected in series as an auxiliary power source for driving LEDs.

図4を参照すると、本発明の実施例1によるLEDフラッシュ装置は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機(図示せず)に搭載されており、光源としての高出力タイプのLED10と、LED10駆動用の補助電源21と、フラッシュパルス幅を含むLED10の発光状態を制御するコントローラ50と、LED10の発光に必要な電圧を発生する昇圧回路40と、コントローラ50の制御に応じてLED10に流れる電流をオン/オフする電流スイッチ60とを有している。尚、図中の符号30は、図示しない携帯電話機全体を駆動するための主電源である。   Referring to FIG. 4, the LED flash device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a mobile phone (not shown) with a digital camera function, and includes a high output type LED 10 as a light source and an LED 10 driving device. The auxiliary power supply 21, the controller 50 that controls the light emission state of the LED 10 including the flash pulse width, the booster circuit 40 that generates a voltage necessary for the light emission of the LED 10, and the current flowing through the LED 10 according to the control of the controller 50 is turned on / off. And a current switch 60 to be turned off. Incidentally, reference numeral 30 in the drawing is a main power source for driving the entire mobile phone (not shown).

補助電源21のエネルギ密度は、5Wh/kg以上である。また、LED10には、0.8A以上の電流が通電される。   The energy density of the auxiliary power source 21 is 5 Wh / kg or more. The LED 10 is energized with a current of 0.8 A or more.

本実施例において、高出力タイプのLED10駆動用の補助電源21は、直列接続された高出力電池(有機ラジカル二次電池)21a、21bによって構成されている。   In this embodiment, the auxiliary power source 21 for driving the high power type LED 10 is configured by high power batteries (organic radical secondary batteries) 21a and 21b connected in series.

コントローラ50は、上位回路(図示しないデジタルカメラ機能付きの携帯電話機の回路)からLED制御信号が入力されると、昇圧回路40にオン信号を出力すると共に、電流スイッチ60にLED10のオン/オフ信号ならびにフラッシュ/トーチ選択信号を出力する。   When an LED control signal is input from an upper circuit (a circuit of a mobile phone with a digital camera function (not shown)), the controller 50 outputs an on signal to the booster circuit 40 and an on / off signal of the LED 10 to the current switch 60. In addition, a flash / torch selection signal is output.

本実施例においては、補助電源21が高出力電池(有機ラジカル二次電池)であるため、昇圧回路40には大電流(1A級)を流す必要はない。このため、昇圧回路40は、図2に示された電流制御ブーストコンバータでも、また、図3に示されたチャージポンプ型でもよい。ブーストコンバータの場合には、インダクタLは、小さいインダクタンスでよい。   In this embodiment, since the auxiliary power source 21 is a high-power battery (organic radical secondary battery), it is not necessary to pass a large current (1A class) through the booster circuit 40. Therefore, the booster circuit 40 may be the current control boost converter shown in FIG. 2 or the charge pump type shown in FIG. In the case of a boost converter, the inductor L may be a small inductance.

このような昇圧回路40により、直列接続された高出力電池21a、21bが7〜8Vに充電され、コントローラ50からのオン/オフ信号に従って電流スイッチ60が導通モードにされ、大電流フラッシュパルスがLED10に入力される。   By such a booster circuit 40, the high-power batteries 21a and 21b connected in series are charged to 7 to 8V, the current switch 60 is set in the conduction mode in accordance with the on / off signal from the controller 50, and a large current flash pulse is emitted from the LED 10 Is input.

尚、本実施例においては、高出力電池21a、21bが直列に接続されているため、両電池の内部抵抗等の相違に因って中間点の電圧がドリフトして片方のセルに過剰な電圧が印加されることを防止するためのセルバランス回路が必要である。最も簡素なセルバランス回路は、図4に示されたごとく、2つのセルバランス抵抗を用いる方法である。ただし、この場合は、バランス抵抗からのリーク電流のため、主電源30(VBATT)の持ち時間(持続時間)の低下を招く。その解決策としては、「携帯端末がカメラモードになっていない時はコントローラ50から昇圧回路40にオフ信号を送り、昇圧回路40をスタンバイ状態にする」、「高抵抗低電流のオペアンプを用いたアクティブバランス回路を用いる」等が考えられる。 In this embodiment, since the high-power batteries 21a and 21b are connected in series, the voltage at the midpoint drifts due to the difference in internal resistance between the two batteries and an excessive voltage is applied to one cell. It is necessary to provide a cell balance circuit for preventing. The simplest cell balance circuit is a method using two cell balance resistors as shown in FIG. However, in this case, due to a leakage current from the balance resistance, the holding time (duration) of the main power supply 30 (V BATT ) is reduced. As a solution, “when the portable terminal is not in the camera mode, an off signal is sent from the controller 50 to the booster circuit 40 to put the booster circuit 40 in a standby state”, “a high-resistance, low-current operational amplifier is used. “Using an active balance circuit” can be considered.

[実施例2]
本発明の実施例2は、LED駆動用の補助電源(高出力電池)が、LEDフラッシュ装置が搭載される電子機器全体を駆動する主電源に並列に接続されたLEDフラッシュ装置である。
[Example 2]
Embodiment 2 of the present invention is an LED flash device in which an auxiliary power source (high power battery) for driving an LED is connected in parallel to a main power source that drives the entire electronic device on which the LED flash device is mounted.

図5を参照すると、本発明の実施例2によるLEDフラッシュ装置は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機(図示せず)に搭載されており、光源としての高出力タイプのLED10と、LED10駆動用の補助電源22と、フラッシュパルス幅を含むLED10の発光状態を制御するコントローラ50と、LED10の発光に必要な電圧を発生する昇圧回路40と、コントローラ50の制御に応じてLED10に流れる電流をオン/オフする電流スイッチ60とを有している。尚、図中の符号30は、図示しない携帯電話機全体を駆動するための主電源である。   Referring to FIG. 5, the LED flash device according to the second embodiment of the present invention is mounted on a mobile phone (not shown) with a digital camera function, and includes a high output type LED 10 as a light source and an LED 10 driving device. The auxiliary power supply 22, the controller 50 that controls the light emission state of the LED 10 including the flash pulse width, the booster circuit 40 that generates a voltage necessary for the light emission of the LED 10, and the current flowing through the LED 10 according to the control of the controller 50 is turned on / off. And a current switch 60 to be turned off. Incidentally, reference numeral 30 in the drawing is a main power source for driving the entire mobile phone (not shown).

補助電源22のエネルギ密度は、5Wh/kg以上である。また、LED10には、0.8A以上の電流が通電される。   The energy density of the auxiliary power source 22 is 5 Wh / kg or more. The LED 10 is energized with a current of 0.8 A or more.

本実施例において、高出力タイプのLED10駆動用の補助電源22は、主電源30と並列に接続された高出力電池である。   In the present embodiment, the auxiliary power source 22 for driving the high power type LED 10 is a high power battery connected in parallel with the main power source 30.

コントローラ50は、上位回路(図示しないデジタルカメラ機能付きの携帯電話機の回路)からLED制御信号が入力されると、昇圧回路40にオン信号を出力すると共に、電流スイッチ60にLED10のオン/オフ信号ならびにフラッシュ/トーチ選択信号を出力する。   When an LED control signal is input from an upper circuit (a circuit of a mobile phone with a digital camera function (not shown)), the controller 50 outputs an on signal to the booster circuit 40 and an on / off signal of the LED 10 to the current switch 60. In addition, a flash / torch selection signal is output.

本実施例においては、高出力タイプのLED10を点灯させる電流が昇圧回路40を経由するため、昇圧回路40としては、図2に示された電流制御ブーストコンバータが好適である。尚、本実施例の場合は、ブーストコンバータであっても、インダクタLは大きいインダクタンスである必要がある。   In the present embodiment, since the current for turning on the high output type LED 10 passes through the booster circuit 40, the booster circuit 40 is preferably the current control boost converter shown in FIG. In the case of the present embodiment, the inductor L needs to have a large inductance even in the boost converter.

また、本実施例において、補助電源22が主電源30に対して並列に配置されており、補助電源22の充電はフローティングの状態にすればよいため、複雑な充電回路は不要になる。ただし、補助電源22(高出力電池)には、そのフロート状態での耐久性が要求される。   In the present embodiment, the auxiliary power source 22 is arranged in parallel to the main power source 30, and charging of the auxiliary power source 22 may be in a floating state, so that a complicated charging circuit is unnecessary. However, the auxiliary power source 22 (high power battery) is required to have durability in the float state.

また、補助電源22の高出力放電時の電圧降下は、主電源30と同じである。本実施例のごとくLEDフラッシュ装置が搭載される電子機器が携帯電話機の場合、その主電源30は、フル充電において3A程度、ローバッテリ状態では1.5A程度の電流を放電することが可能である。携帯電話機の表示や通信等の動作時に0.8A程度が消費されると考えると、ローバッテリ状態でLEDに放電可能な電流値は、0.7A程度と考えられる。LED10の放電電流を1.5A程度とすると、高出力補助電池で0.8A程度放電する必要があり、補助電源22には、最低限、主電源30と同等の放電電流が必要である。つまり、補助電源22の内部抵抗は主電源30の内部抵抗と同等か、それ以下である必要がある。   Further, the voltage drop during the high output discharge of the auxiliary power supply 22 is the same as that of the main power supply 30. When the electronic device on which the LED flash device is mounted is a mobile phone as in this embodiment, the main power supply 30 can discharge a current of about 3 A in full charge and about 1.5 A in a low battery state. . Assuming that about 0.8 A is consumed during operations such as display and communication of the mobile phone, the current value that can be discharged to the LED in the low battery state is considered to be about 0.7 A. If the discharge current of the LED 10 is about 1.5 A, it is necessary to discharge about 0.8 A with a high-power auxiliary battery, and the auxiliary power source 22 requires at least a discharge current equivalent to that of the main power source 30. That is, the internal resistance of the auxiliary power supply 22 needs to be equal to or less than the internal resistance of the main power supply 30.

[実施例3]
本発明の実施例3は、LED駆動用の補助電源(高出力電池)が、LEDフラッシュ装置が搭載される電子機器全体を駆動する主電源に並列に接続され、さらに、主電源と補助電源との間に充電回路を有するLEDフラッシュ装置である。
[Example 3]
In the third embodiment of the present invention, an auxiliary power source (high power battery) for driving the LED is connected in parallel to the main power source that drives the entire electronic device on which the LED flash device is mounted. LED flash device having a charging circuit in between.

図6を参照すると、本発明の実施例3によるLEDフラッシュ装置は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機(図示せず)に搭載されており、光源としての高出力タイプのLED10と、LED10駆動用の補助電源22と、フラッシュパルス幅を含むLED10の発光状態を制御するコントローラ50と、LED10の発光に必要な電圧を発生する昇圧回路40と、コントローラ50の制御に応じてLED10に流れる電流をオン/オフする電流スイッチ60とを有している。尚、図中の符号30は、図示しない携帯電話機全体を駆動するための主電源である。   Referring to FIG. 6, the LED flash device according to the third embodiment of the present invention is mounted on a mobile phone (not shown) with a digital camera function, and includes a high output type LED 10 as a light source and an LED 10 driving device. The auxiliary power supply 22, the controller 50 that controls the light emission state of the LED 10 including the flash pulse width, the booster circuit 40 that generates a voltage necessary for the light emission of the LED 10, and the current flowing through the LED 10 according to the control of the controller 50 is turned on / off. And a current switch 60 to be turned off. Incidentally, reference numeral 30 in the drawing is a main power source for driving the entire mobile phone (not shown).

補助電源22のエネルギ密度は、5Wh/kg以上である。また、LED10には、0.8A以上の電流が通電される。   The energy density of the auxiliary power source 22 is 5 Wh / kg or more. The LED 10 is energized with a current of 0.8 A or more.

本実施例において、高出力タイプのLED10駆動用の補助電源22は、主電源30と並列に接続された高出力電池である。さらに、主電源30と補助電源22との間には、充電回路70が備えられている。充電回路70は、過放電、過充電保護回路を備えている。   In the present embodiment, the auxiliary power source 22 for driving the high power type LED 10 is a high power battery connected in parallel with the main power source 30. Further, a charging circuit 70 is provided between the main power supply 30 and the auxiliary power supply 22. The charging circuit 70 includes an overdischarge / overcharge protection circuit.

コントローラ50は、上位回路(図示しないデジタルカメラ機能付きの携帯電話機の回路)からLED制御信号が入力されると、昇圧回路40にオン信号を出力すると共に、電流スイッチ60にLED10のオン/オフ信号ならびにフラッシュ/トーチ選択信号を出力する。   When an LED control signal is input from an upper circuit (a circuit of a mobile phone with a digital camera function (not shown)), the controller 50 outputs an on signal to the booster circuit 40 and an on / off signal of the LED 10 to the current switch 60. In addition, a flash / torch selection signal is output.

本実施例においても、実施例2と同様に、高出力タイプのLED10を点灯させる電流が昇圧回路40を経由するため、昇圧回路40としては、図2に示された電流制御ブーストコンバータが好適である。尚、本実施例の場合は、ブーストコンバータであっても、インダクタLは大きいインダクタンスである必要がある。   Also in the present embodiment, as in the second embodiment, the current for turning on the high output type LED 10 passes through the booster circuit 40. Therefore, the current control boost converter shown in FIG. is there. In the case of the present embodiment, the inductor L needs to have a large inductance even in the boost converter.

本実施例においては、充電回路70が主電源30と補助電源22との間に設けられているため、主電源30の状態による電圧の違い(フル充電では高電圧(4.2V程度)、ローバッテリ状態では低電圧(3.2V程度)など)に依存せず、補助電源22の電圧が一定に保たれる。また、補助電源22への充電では定電流充電や定電圧充電等の制御が可能であり、高出力で電池である補助電源22の長期信頼性が向上する。また、LED10の放電は主に補助電源22の駆動によるため、充電回路には大電流(1A級)を通電する必要がない。   In the present embodiment, since the charging circuit 70 is provided between the main power supply 30 and the auxiliary power supply 22, the voltage difference depending on the state of the main power supply 30 (high voltage (about 4.2V) in full charge), low In the battery state, the voltage of the auxiliary power source 22 is kept constant without depending on a low voltage (about 3.2 V). In addition, charging to the auxiliary power source 22 can control constant current charging, constant voltage charging, and the like, and the long-term reliability of the auxiliary power source 22 that is a battery with high output is improved. Moreover, since the discharge of the LED 10 is mainly driven by the auxiliary power supply 22, it is not necessary to supply a large current (1A class) to the charging circuit.

[実施例4]
本発明の実施例4は、LED駆動用の補助電源(高出力電池)が、LEDフラッシュ装置が搭載される電子機器全体を駆動する主電源に並列に接続され、主電源と補助電源との間に充電回路を有し、さらに、補助電源が電子機器の動作のために主電源と協働または代替に電子機器に電力を供給するバックアップ電源も兼ねているLEDフラッシュ装置である。
[Example 4]
In Embodiment 4 of the present invention, an auxiliary power source (high power battery) for driving an LED is connected in parallel to a main power source that drives the entire electronic device on which the LED flash device is mounted, and between the main power source and the auxiliary power source. In addition, the LED flash device includes a charging circuit, and an auxiliary power source also serves as a backup power source that cooperates with the main power source or alternatively supplies power to the electronic device for the operation of the electronic device.

図7を参照すると、本発明の実施例4によるLEDフラッシュ装置は、デジタルカメラ機能付きの携帯電話機(図示せず)に搭載されており、光源としての高出力タイプのLED10と、LED10駆動用の補助電源22と、フラッシュパルス幅を含むLED10の発光状態を制御するコントローラ50と、LED10の発光に必要な電圧を発生する昇圧回路40と、コントローラ50の制御に応じてLED10に流れる電流をオン/オフする電流スイッチ60と、後述する第2コントローラ80とを有している。尚、図中の符号100はデジタルカメラ機能付きの携帯電話機であり、符号30は携帯電話機全体を駆動するための主電源である。図中、携帯電話機100と、主電源30や本フラッシュ装置とが個別に描かれているが、主電源30や本フラッシュ装置は、携帯電話機100の構成要素として見なすこともできる。   Referring to FIG. 7, the LED flash device according to the fourth embodiment of the present invention is mounted on a mobile phone (not shown) with a digital camera function, and includes a high output type LED 10 as a light source and an LED 10 driving device. The auxiliary power supply 22, the controller 50 that controls the light emission state of the LED 10 including the flash pulse width, the booster circuit 40 that generates a voltage necessary for the light emission of the LED 10, and the current flowing through the LED 10 according to the control of the controller 50 is turned on / off. A current switch 60 to be turned off and a second controller 80 to be described later are included. In the figure, reference numeral 100 denotes a mobile phone with a digital camera function, and reference numeral 30 denotes a main power source for driving the entire mobile phone. In the figure, the mobile phone 100 and the main power supply 30 and the flash device are depicted separately, but the main power supply 30 and the flash device can also be regarded as components of the mobile phone 100.

補助電源22のエネルギ密度は、5Wh/kg以上である。また、LED10には、0.8A以上の電流が通電される。   The energy density of the auxiliary power source 22 is 5 Wh / kg or more. The LED 10 is energized with a current of 0.8 A or more.

本実施例においても、高出力タイプのLED10駆動用の補助電源22は、主電源30と並列に接続された高出力電池である。さらに、主電源30と補助電源22との間には、充電回路70が備えられている。充電回路70は、過放電、過充電保護回路を備えている。   Also in this embodiment, the auxiliary power source 22 for driving the high power type LED 10 is a high power battery connected in parallel with the main power source 30. Further, a charging circuit 70 is provided between the main power supply 30 and the auxiliary power supply 22. The charging circuit 70 includes an overdischarge / overcharge protection circuit.

コントローラ50は、上位回路(デジタルカメラ機能付きの携帯電話機100の一回路)からLED制御信号が入力されると、昇圧回路40にオン信号を出力すると共に、電流スイッチ60にLED10のオン/オフ信号ならびにフラッシュ/トーチ選択信号を出力する。   When an LED control signal is input from a higher-level circuit (one circuit of the mobile phone 100 with a digital camera function), the controller 50 outputs an ON signal to the booster circuit 40 and an ON / OFF signal of the LED 10 to the current switch 60. In addition, a flash / torch selection signal is output.

本実施例においても、実施例3と同様に、充電回路70が主電源30と補助電源22との間に設けられているため、主電源30の状態による電圧の違い(フル充電では高電圧(4.2V程度)、ローバッテリ状態では低電圧(3.2V程度)など)に依存せず、補助電源22の電圧が一定に保たれる。また、補助電源22への充電では定電流充電や定電圧充電等の制御が可能であり、高出力で電池である補助電源22の長期信頼性が向上する。   Also in the present embodiment, since the charging circuit 70 is provided between the main power supply 30 and the auxiliary power supply 22 as in the third embodiment, the voltage difference depending on the state of the main power supply 30 (high voltage ( In the low battery state, the voltage of the auxiliary power source 22 is kept constant without depending on the low voltage (about 3.2 V). In addition, charging to the auxiliary power source 22 can control constant current charging, constant voltage charging, and the like, and the long-term reliability of the auxiliary power source 22 that is a battery with high output is improved.

また、本実施例においては、主電源30の電圧が低下し、通話等が不能になった場合、第2コントローラ80を介して、補助電源22から携帯電話機100に電力を供給し、非常時の通話やメール等が可能である。高出力電池である補助電源22が2A程度放電可能であり、その放電は100Cに相当すると考えられるから、高出力電池の容量としては、20mAh程度である。この容量は、例えば携帯電話機100の主電源30の容量の1/40程度であり、非常時の通話やメールが十分可能であることが分かる。   Further, in this embodiment, when the voltage of the main power supply 30 decreases and a telephone call or the like becomes impossible, power is supplied from the auxiliary power supply 22 to the mobile phone 100 via the second controller 80, so Calls and emails are possible. Since the auxiliary power source 22 which is a high-power battery can discharge about 2 A and the discharge is considered to correspond to 100 C, the capacity of the high-power battery is about 20 mAh. This capacity is, for example, about 1/40 of the capacity of the main power supply 30 of the mobile phone 100, and it can be seen that emergency calls and mails are sufficiently possible.

[実施例5]
本発明の実施例5は、高出力電池である実施例1の補助電源21や実施例2〜4の補助電源22の具体的な構造について説明する。
[Example 5]
In the fifth embodiment of the present invention, specific structures of the auxiliary power source 21 of the first embodiment and the auxiliary power sources 22 of the second to fourth embodiments, which are high-power batteries, will be described.

実施例1〜4における補助電源21や補助電源22としては、薄型の有機ラジカル二次電池を用いている。薄型の有機ラジカル二次電池の基本構成は、安定ラジカル化合物を正極活物質としたラジカル正極と、多孔質ポリプロピレンやセルロースなどからなるセパレータと、金属リチウム、Liプレドープしたカーボンなどからなる負極と、正極に接続された正極リードと、負極に接続された負極リードと、電解液と、これらを封止する外装用フィルムと、からなるものである。外装用フィルムとしては、水蒸気透過性の低いアルミラミネートフィルムなどが使用される。   As the auxiliary power source 21 and the auxiliary power source 22 in Examples 1 to 4, a thin organic radical secondary battery is used. The basic structure of a thin organic radical secondary battery is composed of a radical positive electrode using a stable radical compound as a positive electrode active material, a separator made of porous polypropylene or cellulose, a negative electrode made of metallic lithium, Li-predoped carbon, and the like. A positive electrode lead connected to the negative electrode, a negative electrode lead connected to the negative electrode, an electrolyte, and an exterior film for sealing them. As the exterior film, an aluminum laminate film having a low water vapor permeability is used.

[ラジカル正極]
ラジカル正極における正極活物質として、還元状態において化学式1中の式(I)で表わされるニトロキシドラジカル、酸化状態において式(II)で表わされるオキソアンモニウム(ニトロキシドカチオン)を部分構造として分子中に有するニトロキシドラジカルポリマを用いることができる。
[Radical cathode]
As a cathode active material in a radical cathode, a nitroxide having a nitroxide radical represented by the formula (I) in the chemical formula 1 in the reduced state and an oxoammonium (nitroxide cation) represented by the formula (II) in the oxidized state as a partial structure in the molecule A radical polymer can be used.

Figure 2009295769
Figure 2009295769

ニトロキシドラジカルポリマの分子量は、500以上であることが好ましく、さらには5000以上であることがより好ましい。これは、分子量が500以上であると電池用電解液に溶解しづらくなり、さらに分子量5000以上になるとほぼ不溶となるからである。重合体の形状としては、鎖状、分岐状、網目状のいずれでもよい。また、架橋剤で架橋したような構造でもよい。   The molecular weight of the nitroxide radical polymer is preferably 500 or more, and more preferably 5000 or more. This is because when the molecular weight is 500 or more, it is difficult to dissolve in the battery electrolyte, and when the molecular weight is 5000 or more, it is almost insoluble. The shape of the polymer may be any of a chain shape, a branched shape, and a network shape. Moreover, the structure which bridge | crosslinked with the crosslinking agent may be sufficient.

また、ニトロキシドラジカルポリマを用いて電極を形成する場合に、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助剤を混合させることもできる。導電付与剤の材料としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアセン等の導電性高分子が挙げられる。   Moreover, when forming an electrode using a nitroxide radical polymer, a conductive support agent can also be mixed in order to reduce impedance. Examples of the material for the conductivity-imparting agent include carbonaceous fine particles such as graphite, carbon black, and acetylene black, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, and polyacene.

また、ニトロキシドラジカルポリマ、導電付与剤の結びつきを強めるために、結着剤を用いることもできる。このような結着剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、各種ポリウレタン等の樹脂バインダーが挙げられる。   A binding agent can also be used in order to strengthen the bond between the nitroxide radical polymer and the conductivity-imparting agent. Examples of such binders include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, styrene / butadiene copolymer rubber, polypropylene, and polyethylene. Resin binders such as polyimide and various polyurethanes.

ラジカル正極は、正極集電体上に形成することができ、正極集電体としては、ニッケルやアルミニウム、銅、金、銀、アルミニウム合金、ステンレス、炭素等からなる箔、金属平板上を用いることができる。   The radical positive electrode can be formed on a positive electrode current collector. As the positive electrode current collector, a foil made of nickel, aluminum, copper, gold, silver, aluminum alloy, stainless steel, carbon, or the like, or a metal flat plate should be used. Can do.

[負極]
負極としては、リチウム金属、リチウム合金Liやプレドープしたカーボンを用いることができる。その形状や製法としては、例えば、薄膜状、粉末を固めたもの、繊維状のもの、フレーク状のもの等であってもよい。また、これらの負極活物質を単独、もしくは組み合わせて使用できる。負極は、ニッケルやアルミニウム、銅、金、銀、アルミニウム合金、ステンレス、炭素等からなる箔、金属平板などの上に形成されたものを用いることができる。
[Negative electrode]
As the negative electrode, lithium metal, lithium alloy Li, or pre-doped carbon can be used. The shape and manufacturing method may be, for example, a thin film, a powdered product, a fiber, or a flake. These negative electrode active materials can be used alone or in combination. The negative electrode can be formed on a foil, a metal flat plate, or the like made of nickel, aluminum, copper, gold, silver, an aluminum alloy, stainless steel, carbon, or the like.

[電解質]
電解質は、負極と正極の両極間の荷電担体輸送を行うものであり、一般には20℃で10−5〜10−1S/cmのイオン伝導性を有していることが好ましい。電解質としては、例えば電解質塩を溶剤に溶解した電解液を利用することができる。電解質塩として、例えばLiPF、LiClO、LiBF、LiCFSO、Li(CFSON、Li(CSON、Li(CFSOC、Li(CSOC等の従来公知の材料を用いることができる。
[Electrolytes]
The electrolyte performs charge carrier transport between both electrodes of the negative electrode and the positive electrode, and generally preferably has an ionic conductivity of 10 −5 to 10 −1 S / cm at 20 ° C. As the electrolyte, for example, an electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a solvent can be used. Examples of the electrolyte salt include LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N, Li (CF 3 SO 2 ) 3 C Conventionally known materials such as Li (C 2 F 5 SO 2 ) 3 C can be used.

電解液に溶剤を用いる場合、溶剤としては例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等の有機溶媒を用いることができる。これらの溶剤を単独もしくは2種類以上混合して用いることもできる。   When a solvent is used for the electrolytic solution, examples of the solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, dioxolane, sulfolane, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2- An organic solvent such as pyrrolidone can be used. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.

[セパレータ]
ラジカル正極、および負極が接触しないようにポリエチレン、ポリプロピレン等からなる多孔質フィルム、セルロース膜、不織布などのセパレータを用いることもできる。
[Separator]
A separator such as a porous film made of polyethylene, polypropylene, or the like, a cellulose film, or a nonwoven fabric may be used so that the radical positive electrode and the negative electrode do not come into contact with each other.

[電池形状]
本発明において、小型化、薄型化という観点から、電池形状はラミネートフィルムによって封止されたものが望ましい。これは上述した正極、負極、セパレータなどの電極積層体をアルミニウム箔などの金属箔と合成樹脂フィルムからなるラミネートフィルムによって封止することによって作製される。
[Battery shape]
In the present invention, from the viewpoint of miniaturization and thinning, the battery shape is preferably sealed with a laminate film. This is produced by sealing an electrode laminate such as the positive electrode, negative electrode, and separator described above with a laminate film made of a metal foil such as an aluminum foil and a synthetic resin film.

次に、薄型有機ラジカル二次電池の作製例について説明する。図8(a)および(b)に単層の電池の作製例を示す。微粉化した化学式2中の式(1)で表されるポリラジカル化合物1.68g、炭素粉末0.6g、カルボキシメチルセルロース(CMC)96mg、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)24mgと水7.2mLをホモジナイザーにて攪拌し、均一なスラリー状に調整した。このスラリーを電極作製用コーターにて、アルミ箔(厚さ20μm)上に塗布し、さらに80℃で3分間乾燥し、厚さ100μmのラジカル正極層を形成した。   Next, an example of manufacturing a thin organic radical secondary battery will be described. 8A and 8B show an example of manufacturing a single-layer battery. Homogenizer of 1.68 g of polyradical compound represented by formula (1) in chemical formula 2 in fine powder, 0.6 g of carbon powder, 96 mg of carboxymethylcellulose (CMC), 24 mg of polytetrafluoroethylene (PTFE) and 7.2 mL of water The mixture was stirred to prepare a uniform slurry. This slurry was applied onto an aluminum foil (thickness: 20 μm) with an electrode production coater, and further dried at 80 ° C. for 3 minutes to form a radical positive electrode layer having a thickness of 100 μm.

Figure 2009295769
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次に、このようにして得られた正極を所定の寸法に打ち抜いた。この正極のアルミ箔面に、長さ3cm、幅3mmのアルミリードを溶接した。また、リチウム張り合わせ銅箔(リチウム厚30μm)を正極同様に所定の寸法に打ち抜いて金属リチウム負極とし、長さ3cm、幅3mmのニッケルリードを銅箔面に溶接した。正極、多孔質ポリプロピレンセパレータ、負極の順に、ラジカル正極層と金属リチウム負極とを対峙する向きで重ね合わせニッケルリード付電極対とした。   Next, the positive electrode thus obtained was punched into a predetermined size. An aluminum lead having a length of 3 cm and a width of 3 mm was welded to the aluminum foil surface of the positive electrode. Further, a lithium-laminated copper foil (lithium thickness 30 μm) was punched out to a predetermined size in the same manner as the positive electrode to form a metal lithium negative electrode, and a nickel lead having a length of 3 cm and a width of 3 mm was welded to the copper foil surface. In order of the positive electrode, the porous polypropylene separator, and the negative electrode, the radical positive electrode layer and the metallic lithium negative electrode were opposed to each other to form an electrode pair with a nickel lead.

2枚の熱融着可能なアルミラミネートフィルムの三方を熱融着することにより袋状のケースとし、ニッケルリード付電極対を入れた。電解液[1.0〜1.5mol/LのLiPF電解質塩を含むエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート混合溶液(混合比3:7)]をアルミラミネートケースの中に入れた。この際、ニッケルリード付電極のニッケルリードの端を1cm外に出し、アルミラミネートケースの未溶着の一辺を熱融着した。これにより、電極と電解液をアルミラミネートケース中に完全に密閉した。 A bag-like case was formed by heat-sealing three sides of two heat-sealable aluminum laminate films, and a pair of nickel-leaded electrodes was inserted. An electrolytic solution [ethylene carbonate / diethyl carbonate mixed solution containing 1.0 to 1.5 mol / L LiPF 6 electrolyte salt (mixing ratio 3: 7)] was placed in an aluminum laminate case. At this time, the end of the nickel lead of the electrode with the nickel lead was taken out by 1 cm, and one side of the aluminum laminate case that was not welded was thermally fused. As a result, the electrode and the electrolyte were completely sealed in the aluminum laminate case.

以上、単層の電池セルの作製法を説明したが、これらを積層にすることにより、大容量化、高出力化が可能となる。図9は、有機ラジカル二次電池セルの内部構造の概略断面図を示している。両面塗布した正極を4層積層し(全体で正極8層構造)、それぞれに対応してセパレータ、負極を配置した。正極は1層当たり25×10mm、全体で8層×2.5cm/層=20cmとした。セルの体積は外装体、タブの部分を除き0.625cm(セルの厚さ:2.5mm)であった。正極ラジカル材料は化学式(2)で示したポリ(2,2,6,6,―テトラメチルピペリジノキシルビニルエーテル)(PTVE)とした。 As described above, the manufacturing method of the single-layer battery cell has been described. However, by stacking these, the capacity can be increased and the output can be increased. FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of the internal structure of the organic radical secondary battery cell. Four layers of positive electrodes coated on both sides were laminated (a total of eight positive electrode layers), and a separator and a negative electrode were arranged corresponding to each. The positive electrode was 25 × 10 mm per layer, and the total was 8 layers × 2.5 cm 2 / layer = 20 cm 2 . The volume of the cell was 0.625 cm 3 (cell thickness: 2.5 mm) excluding the exterior body and the tab portion. The positive electrode radical material was poly (2,2,6,6, -tetramethylpiperidinoxyl vinyl ether) (PTVE) represented by chemical formula (2).

上記に示した電池の特性を評価した。評価に用いた回路の概略図を図10に示す。評価に用いたこの回路は、図5に示されたLEDフラッシュ装置に似ているが、補助電源としての高出力電池の特性のみを測定するため、主電源は無い。   The characteristics of the battery shown above were evaluated. A schematic diagram of the circuit used for the evaluation is shown in FIG. The circuit used for the evaluation is similar to the LED flash device shown in FIG. 5, but does not have a main power source because it measures only the characteristics of a high-power battery as an auxiliary power source.

測定時のパルス幅200ミリ秒とした際の、電池の電圧Vbattの変化ΔV(ΔV=VS_batt(開放状態)−VS_batt(所定の電流を流した状態))と、流した電流密度I[A/cm]との関係を、図11(a)に示す。電解液の量、濃度、添加剤の有無により若干特性は異なる。またΔVとIとの関係はリニアではなく、若干非線形性がある。 Change ΔV (ΔV = V S_batt (open state) −V S_batt (state in which a predetermined current is passed)) of the battery voltage V batt when the pulse width at the time of measurement is 200 milliseconds, and the flowed current density I The relation with [A / cm 2 ] is shown in FIG. The characteristics slightly differ depending on the amount and concentration of the electrolytic solution and the presence or absence of additives. In addition, the relationship between ΔV and I is not linear, and is slightly nonlinear.

図11(a)の関係をもとに電極面積Sで規格化した電池の内部抵抗R(R=ΔV/(I[A/cm]×S[cm](:20cm)))と、ΔVとの関係を、図11(b)に示す。図11(a)で非線形性を示したことに対応し、規格化した電池の内部抵抗は、ΔVの増加と共に減少する傾向が見られる。 The internal resistance R (R = ΔV / (I [A / cm 2 ] × S [cm 2 ] (: 20 cm 2 ))) of the battery normalized by the electrode area S based on the relationship of FIG. , ΔV is shown in FIG. Corresponding to the non-linearity shown in FIG. 11A, the standardized internal resistance of the battery tends to decrease as ΔV increases.

尚、図11(a)ならびに図11(b)においては、本発明における高出力電池である補助電源に用い得るものとして、二種類の有機ラジカル二次電池の他に、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタのΔV−I関係ならびに内部抵抗の値をも示している。リチウムイオン二次電池およびリチウムイオンキャパシタの規格化した電池の内部抵抗は、ΔVに対して殆ど変化せず、一定であった。リチウムイオン二次電池は17〜20Ωcm、リチウムイオンキャパシタは8Ωcmであった。 In addition, in FIG. 11 (a) and FIG.11 (b), as what can be used for the auxiliary power supply which is a high output battery in this invention, in addition to two types of organic radical secondary batteries, a lithium ion secondary battery, The ΔV-I relationship and the internal resistance value of the lithium ion capacitor are also shown. The internal resistance of the standardized batteries of the lithium ion secondary battery and the lithium ion capacitor hardly changed with respect to ΔV and was constant. The lithium ion secondary battery was 17-20 Ωcm 2 and the lithium ion capacitor was 8 Ωcm 2 .

電池の内部抵抗を一定とすると、最大出力(I×V)[W]を得るためには、開放状態の電圧の半分程度での放電が望ましい。また、昇圧回路40の変換効率をも考慮すると、ΔVとして0.6〜1.0Vが望ましい。そのような電圧領域においては、有機ラジカル二次電池の内部抵抗は、リチウムイオン二次電池のそれよりも低く、リチウムイオンキャパシタと同等であることが分かる。また、有機ラジカル二次電池は、リチウムイオンキャパシタよりも単位電極面積あたりの容量が高く、リチウムイオンキャパシタよりも連射回数を多くすることが可能となる。   If the internal resistance of the battery is constant, in order to obtain the maximum output (I × V) [W], it is desirable to discharge at about half of the voltage in the open state. In consideration of the conversion efficiency of the booster circuit 40, ΔV is preferably 0.6 to 1.0V. In such a voltage region, it can be seen that the internal resistance of the organic radical secondary battery is lower than that of the lithium ion secondary battery and is equivalent to that of the lithium ion capacitor. In addition, the organic radical secondary battery has a higher capacity per unit electrode area than the lithium ion capacitor, and can increase the number of times of fire more than the lithium ion capacitor.

これらの結果より、有機ラジカル二次電池は、LEDフラッシュ用補助電源として好適である。   From these results, the organic radical secondary battery is suitable as an auxiliary power source for LED flash.

[実施例6]
本発明の実施例6は、高出力電池である実施例1の補助電源21や実施例2〜4の補助電源22として用い得るリチウムイオンキャパシタについて説明する。
[Example 6]
Example 6 of the present invention describes a lithium ion capacitor that can be used as the auxiliary power source 21 of Example 1 and the auxiliary power source 22 of Examples 2 to 4 which are high-power batteries.

図12は、リチウムイオンキャパシタのセル構成と、等価回路とを示している。   FIG. 12 shows a cell configuration and an equivalent circuit of a lithium ion capacitor.

電解質塩にはリチウム塩を用い、正極は電気二重層を蓄電機構とし、負極は炭素系材料に予めリチウムイオンをドーピングして電位幅を広げ、容量を最大化している(この操作をプレドープと呼ぶ)。   Lithium salt is used for the electrolyte salt, the positive electrode has an electric double layer as a power storage mechanism, and the negative electrode is preliminarily doped with lithium ions in a carbon-based material to widen the potential width and maximize the capacity (this operation is called pre-doping) ).

セルの静電容量は正極の電気二重層の容量をフルに引き出すため、従来のキャパシタの2倍程度の容量を得ることができる。   Since the capacitance of the cell fully draws the capacitance of the electric double layer of the positive electrode, it is possible to obtain a capacitance about twice that of a conventional capacitor.

負極電位は、従来の負極より1.5V前後低いため、2.3〜2.7V程度であったセル電圧を3.8〜4.2V程度とリチウムイオン二次電池と同等のレベルまで向上できる。   Since the negative electrode potential is about 1.5 V lower than that of the conventional negative electrode, the cell voltage, which was about 2.3 to 2.7 V, can be improved to about 3.8 to 4.2 V to a level equivalent to a lithium ion secondary battery. .

セルのエネルギEは、容量Cと電圧Vにより、E=(CV)/2で計算されるため、従来の4倍以上のエネルギ密度が期待できる。また、正極の上限電位を下げて耐久性を向上させた場合でも、3.6V程度のセル電圧を得ることが可能である。 Since the energy E of the cell is calculated by E = (CV 2 ) / 2 by the capacity C and the voltage V, it is possible to expect an energy density that is four times or more that of the prior art. Even when the upper limit potential of the positive electrode is lowered to improve the durability, a cell voltage of about 3.6 V can be obtained.

製造方法も容易であり、材料・製造プロセスは電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電池の既存の技術を転用できる。特に、市販の電気二重層キャパシタと比較した場合、同じエネルギ性能を得るためのコストを抑制することが期待される。   The manufacturing method is also easy, and the materials and manufacturing processes can be transferred from existing technologies for electric double layer capacitors and lithium ion secondary batteries. In particular, when compared with a commercially available electric double layer capacitor, it is expected to suppress the cost for obtaining the same energy performance.

[実施例7]
本発明の実施例7は、高出力電池である実施例1の補助電源21や実施例2〜4の補助電源22として用い得るリチウムイオン二次電池について説明する。
[Example 7]
Example 7 of this invention demonstrates the lithium ion secondary battery which can be used as the auxiliary power supply 21 of Example 1 which is a high output battery, and the auxiliary power supply 22 of Examples 2-4.

本発明におけるリチウムイオン二次電池は、図8に示された有機ラジカル二次電池と同様に、負極と正極とを電解液を含むセパレータを介して重ね合わせた構成を有している。   Similar to the organic radical secondary battery shown in FIG. 8, the lithium ion secondary battery in the present invention has a configuration in which a negative electrode and a positive electrode are superposed via a separator containing an electrolytic solution.

導電性を高めるために粒子の表面を炭素で被覆したマンガン酸リチウム(LiMn)を使用している。炭素の被覆率は重量比で15%であり、正極の組成は、活物質/導電性付与剤/結着剤=80/15/5とした。導電性付与剤としてはケッチェンブラックを使用し、結着剤としてはポリフッ化ビニリデンを用いた。正極の厚さは80ミクロンである。 In order to enhance conductivity, lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) whose particle surface is coated with carbon is used. The carbon coverage was 15% by weight, and the composition of the positive electrode was active material / conductivity imparting agent / binder = 80/15/5. Ketjen black was used as the conductivity-imparting agent, and polyvinylidene fluoride was used as the binder. The thickness of the positive electrode is 80 microns.

一方、負極活物質には黒鉛を使用した。負極の組成は黒鉛/導電性付与剤/結着剤=90/1/9とした。導電性付与剤としてはケッチェンブラックを使用し、結着剤としてはポリフッ化ビニリデンを用いた。負極の厚さは40ミクロンである。   On the other hand, graphite was used as the negative electrode active material. The composition of the negative electrode was graphite / conductivity imparting agent / binder = 90/1/9. Ketjen black was used as the conductivity-imparting agent, and polyvinylidene fluoride was used as the binder. The thickness of the negative electrode is 40 microns.

電解液としては、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)の混合溶媒を用いた。ECとDECの混合比は、EC/DEC=3/7とした。支持塩には1.0Mの六フッ化燐酸リチウム(LiPF)を用いている。 As the electrolytic solution, a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) was used. The mixing ratio of EC and DEC was EC / DEC = 3/7. 1.0M lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as the supporting salt.

リチウムイオン二次電池を用いた場合、電池の内部抵抗は高いものの、容量が大きいため、ムービー撮影のためのトーチ機能、即ち、長時間の高輝度LED照明に好適である。   When a lithium ion secondary battery is used, the internal resistance of the battery is high, but the capacity is large, and therefore, it is suitable for a torch function for movie shooting, that is, high-intensity LED lighting for a long time.

以上説明した実施例に限定されることなく、本発明は、当該特許請求の範囲に記載された技術範囲内であれば、種々の変形が可能であることは云うまでもない。   The present invention is not limited to the embodiments described above, and it goes without saying that various modifications are possible within the technical scope described in the claims.

従来のストロボ機能の原理を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principle of the conventional strobe function. 従来の低輝度のLEDフラッシュ機能の簡単な回路図である。It is a simple circuit diagram of a conventional low-brightness LED flash function. 従来の昇圧回路40として用いられるチャージポンプ方式の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a charge pump system used as a conventional booster circuit 40. 本発明の実施例1によるLEDフラッシュ装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the LED flash apparatus by Example 1 of this invention. 本発明の実施例2によるLEDフラッシュ装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the LED flash apparatus by Example 2 of this invention. 本発明の実施例3によるLEDフラッシュ装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the LED flash apparatus by Example 3 of this invention. 本発明の実施例4によるLEDフラッシュ装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the LED flash apparatus by Example 4 of this invention. 本発明の実施例5を説明するための図であり、(a)は高出力電池としての有機ラジカル二次電池の製造方法を説明するための図であり、(b)は製造された単一セルの有機ラジカル二次電池を示す斜視図である。It is a figure for demonstrating Example 5 of this invention, (a) is a figure for demonstrating the manufacturing method of the organic radical secondary battery as a high output battery, (b) is the manufactured single It is a perspective view which shows the organic radical secondary battery of a cell. 本発明の高出力電池としての複数セル積層された有機ラジカル二次電池を示す概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing an organic radical secondary battery in which a plurality of cells are stacked as a high-power battery of the present invention. 本発明の高出力電池の特性を評価するための回路を示す図である。It is a figure which shows the circuit for evaluating the characteristic of the high output battery of this invention. 本発明の高出力電池の特性を示す図であり、(a)はΔVとIとの関係を示し、(b)はΔVと電池の内部抵抗Rとの関係を示している。It is a figure which shows the characteristic of the high output battery of this invention, (a) shows the relationship between (DELTA) V and I, (b) has shown the relationship between (DELTA) V and the internal resistance R of a battery. 本発明の高出力電池としてのリチウムイオンキャパシタの内部の概略的な構造と、等価回路とを示す図である。It is a figure which shows the schematic structure inside the lithium ion capacitor as a high output battery of this invention, and an equivalent circuit.

符号の説明Explanation of symbols

10 LED
21、22 補助電源
21a、21b 高出力電池(有機ラジカル二次電池)
40 昇圧回路
50 コントローラ
60 電流スイッチ
70 充電回路
80 第2コントローラ
100 携帯電話機
10 LED
21, 22 Auxiliary power supply 21a, 21b High-power battery (organic radical secondary battery)
40 Booster Circuit 50 Controller 60 Current Switch 70 Charging Circuit 80 Second Controller 100 Mobile Phone

Claims (10)

光源としてのLEDと、前記LED駆動用の補助電源と、フラッシュパルス幅を含む前記LEDの発光状態を制御するコントローラと、前記LEDの発光に必要な電圧を発生する昇圧回路と、前記コントローラの制御に応じて前記LEDに流れる電流をオン/オフする電流スイッチとを有するLEDフラッシュ装置において、
前記補助電源は、そのエネルギ密度が5Wh/kg以上であると共に、前記LEDには、0.8A以上の電流が通電されることを特徴とするLEDフラッシュ装置。
An LED as a light source, an auxiliary power source for driving the LED, a controller for controlling the light emission state of the LED including a flash pulse width, a booster circuit for generating a voltage necessary for light emission of the LED, and control of the controller An LED flash device having a current switch for turning on / off a current flowing in the LED according to
The auxiliary power supply has an energy density of 5 Wh / kg or more, and the LED is supplied with a current of 0.8 A or more.
前記補助電源を充電するための充電回路をさらに有する請求項1に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to claim 1, further comprising a charging circuit for charging the auxiliary power source. 前記LEDフラッシュ装置は、電子機器に搭載され、
電子機器全体の駆動用の主電源の内部抵抗(Rin(主電源))と、前記補助電源の内部抵抗(Rin(補助電源))との比(Rin(主電源)/Rin(補助電源))が、1以上である請求項1または2に記載のLEDフラッシュ装置。
The LED flash device is mounted on an electronic device,
A ratio (R in (main power) / R in ( in ) of the internal resistance (R in (main power))) of the main power source for driving the entire electronic device and the internal resistance (R in (auxiliary power source)) of the auxiliary power source. 3. The LED flash device according to claim 1, wherein the auxiliary power supply)) is 1 or more.
前記補助電源は、前記フラッシュ装置以外の電子機器の動作のために、主電源と協働または代替に電子機器に電力を供給するバックアップ電源も兼ねている請求項3に記載のLEDフラッシュ装置。   4. The LED flash device according to claim 3, wherein the auxiliary power supply also serves as a backup power supply for supplying power to the electronic device in cooperation with or in place of the main power supply for the operation of the electronic device other than the flash device. 前記補助電源は、主電源と並列に接続されている請求項3または4に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to claim 3 or 4, wherein the auxiliary power source is connected in parallel with the main power source. 前記補助電源は、相互に直列に接続された複数の電池によって構成されている請求項1乃至5のいずれか一項に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to any one of claims 1 to 5, wherein the auxiliary power source includes a plurality of batteries connected in series with each other. 前記補助電源は、有機ラジカル二次電池である請求項1乃至6のいずれか一項に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to any one of claims 1 to 6, wherein the auxiliary power source is an organic radical secondary battery. 前記補助電源は、リチウムイオン二次電池である請求項1乃至6のいずれか一項に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to any one of claims 1 to 6, wherein the auxiliary power source is a lithium ion secondary battery. 前記補助電源は、リチウムイオンキャパシタである請求項1乃至6のいずれか一項に記載のLEDフラッシュ装置。   The LED flash device according to any one of claims 1 to 6, wherein the auxiliary power source is a lithium ion capacitor. 請求項1乃至9のいずれか一項に記載のLEDフラッシュ装置を搭載したことを特徴とする電子機器。   An electronic device comprising the LED flash device according to any one of claims 1 to 9.
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