JP5616077B2 - LED flash device and electronic device - Google Patents

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本発明は、デジタルカメラやデジタルカメラ機能付携帯電話機等の電子機器に用いられるＬＥＤフラッシュ装置および電子機器に関する。   The present invention relates to an LED flash device and an electronic device used in an electronic device such as a digital camera or a mobile phone with a digital camera function.

デジタルカメラは、夜間や暗いところにおいても明瞭な写真を撮影するために、フラッシュ装置を搭載したものが普及している。フラッシュ装置としては、キセノン放電管を使用したものとＬＥＤを使用したものとがある。
キセノン放電管を使用したフラッシュ装置は、バッテリ、ＤＣ−ＤＣコンバータ（昇圧回路）、キャパシタ（放電コンデンサ）、トリガ回路から構成され、例えば以下のように動作する。まず、バッテリの電圧をＤＣ−ＤＣコンバータで２５０〜５００Ｖ程度に昇圧し、キャパシタを充電する。次に、トリガ回路のスイッチによりキャパシタから放電させ、放電電流をトランスによって数千Ｖのパルス電圧に昇圧し、キセノン放電管を発光させる。このキセノン放電管を使用した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使用されてきている。 Digital cameras equipped with a flash device are widely used to take clear pictures even at night or in dark places. Flash devices include those using a xenon discharge tube and those using an LED.
A flash device using a xenon discharge tube includes a battery, a DC-DC converter (boost circuit), a capacitor (discharge capacitor), and a trigger circuit, and operates as follows, for example. First, the voltage of the battery is boosted to about 250 to 500 V by a DC-DC converter, and the capacitor is charged. Next, the capacitor is discharged by the switch of the trigger circuit, the discharge current is boosted to a pulse voltage of several thousand volts by the transformer, and the xenon discharge tube is caused to emit light. Flash devices using this xenon discharge tube have been used since the days of film analog cameras.

しかしながら、上記キャパシタとして高耐圧で瞬時放電容量の大きい電解コンデンサを用いる必要がありそのサイズが大きくなるため、小型のデジタルカメラや携帯電話機には搭載が困難であるという課題があった。
そこで、近年においては、フラッシュ装置を小型化する手段として、ＬＥＤ光源を使用したＬＥＤフラッシュ装置が注目されている。例えば、ＬＥＤと前記ＬＥＤ駆動用の補助電源と、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、前記補助電源のエネルギー密度が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ＬＥＤフラッシュ装置が提案されており、該補助電源として、有機ラジカル二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタを使用するとの記載がある（特許文献１参照）。 However, since it is necessary to use an electrolytic capacitor having a high withstand voltage and a large instantaneous discharge capacity as the capacitor, the size of the capacitor increases, and thus there is a problem that it is difficult to mount in a small digital camera or mobile phone.
Therefore, in recent years, an LED flash device using an LED light source has attracted attention as means for reducing the size of the flash device. For example, an LED, an auxiliary power source for driving the LED, a controller for controlling the light emission state of the LED, a booster circuit for generating a voltage necessary for light emission of the LED, and a current for turning on / off the current flowing through the LED In an LED flash device having a switch, an LED flash device in which the energy density of the auxiliary power source is 5 Wh / kg or more and a current of 0.8 A or more is supplied to the LED has been proposed. As an organic radical secondary battery, a lithium ion secondary battery, or a lithium ion capacitor (see Patent Document 1).

上記特許文献１には、ＬＥＤ駆動用の補助電源が直列接続された複数の高出力電池（有機ラジカル二次電池）からなる実施例と、補助電源が主電源に対して並列に配置された実施例との記載がある。前者の場合は、ＬＥＤの発光に必要な電圧を充電するために２つの高出力電池とセルバランス回路が必要となるが、昇圧回路は小型のブーストコンバータまたはチャージポンプが使用できる。後者の場合は、高出力電池は１つですむが、昇圧回路として大型のブーストコンバータが必要となる。   In the above-mentioned Patent Document 1, an embodiment composed of a plurality of high-power batteries (organic radical secondary batteries) in which an auxiliary power source for driving LEDs is connected in series, and an embodiment in which the auxiliary power source is arranged in parallel to the main power source. There are examples and descriptions. In the former case, two high-power batteries and a cell balance circuit are required to charge a voltage necessary for light emission of the LED, but a small boost converter or a charge pump can be used as the booster circuit. In the latter case, only one high-power battery is required, but a large boost converter is required as a booster circuit.

ここで、リチウムイオンキャパシタとは、正極は電気二重層キャパシタと同様に活性炭を活物質とし、負極はリチウムイオン二次電池と同様にリチウムイオンを吸蔵放出する炭素質材料を活物質とした蓄電素子であり（例えば、特許文献２参照）、蓄電可能なエネルギー密度はリチウムイオン二次電池に劣るものの電気二重層キャパシタより優れ、瞬時に放出できるエネルギー量は二次電池や電気二重層キャパシタより優れる。   Here, the lithium ion capacitor is an electric storage element in which the positive electrode uses activated carbon as an active material like an electric double layer capacitor, and the negative electrode uses a carbonaceous material that absorbs and releases lithium ions as an active material like a lithium ion secondary battery. (See, for example, Patent Document 2) The energy density that can be stored is inferior to that of a lithium ion secondary battery, but is superior to that of an electric double layer capacitor, and the amount of energy that can be instantaneously released is superior to that of a secondary battery or electric double layer capacitor.

特開２００９−２９５７６９号公報JP 2009-295769 A 国際公開２００９／０６３９６６号パンフレットInternational Publication No. 2009/063966 Pamphlet

上述したように、リチウムイオンキャパシタはＬＥＤフラッシュ装置のキャパシタ（放電コンデンサ）を小型化するにあたって好ましい特性を有していると考えられる。しかしながら、リチウムイオンキャパシタには、通常のキャパシタとは異なって好ましい使用電圧範囲が存在する。本発明は、リチウムイオンキャパシタを使用した小型化に適したＬＥＤフラッシュ装置、及び該ＬＥＤフラッシュ装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。   As described above, it is considered that the lithium ion capacitor has preferable characteristics for downsizing the capacitor (discharge capacitor) of the LED flash device. However, a lithium ion capacitor has a preferable working voltage range unlike a normal capacitor. An object of this invention is to provide the LED flash apparatus suitable for size reduction using a lithium ion capacitor, and the electronic device carrying this LED flash apparatus.

本発明者は、前記課題を検討した結果、ＬＥＤフラッシュ装置において、複数のリチウムイオンキャパシタを該キャパシタの電圧監視回路と組合せて使用することで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。即ち、本発明は以下のＬＥＤフラッシュ装置とそれを用いた電子機器である。
すなわち、本発明の第一の態様は、光源としてのＬＥＤと、前記ＬＥＤ駆動用の複数のリチウムイオンキャパシタと、前記リチウムイオンキャパシタ充電用の非水系二次電池と、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／オフする第一のスイッチング素子と、複数の前記リチウムイオンキャパシタの充電時に各々の該リチウムイオンキャパシタの満充電電圧を監視する監視回路と、前記リチウムイオンキャパシタと前記非水系二次電池とを直接接続し、該リチウムイオンキャパシタと該非水系二次電池との接続を開閉可能な第四のスイッチング素子と、前記リチウムイオンキャパシタ間に接続され、該リチウムイオンキャパシタ同士の接続を開閉可能な第三のスイッチング素子と、前記第三のスイッチング素子がオフ状態でオン状態となることにより複数の前記リチウムイオンキャパシタを並列接続し、前記第三のスイッチング素子がオン状態でオフ状態となることにより複数の前記リチウムイオンキャパシタを直列接続する第二のスイッチング素子と、を備え、前記非水系二次電池によって並列接続した複数の前記リチウムイオンキャパシタの各々を該非水系二次電池の電圧を昇圧させることなく充電し、直列接続に切り替えて前記複数のリチウムイオンキャパシタを放電させることを特徴とすることを特徴とする。 As a result of examining the above problems, the present inventor has found that the above problems can be solved by using a plurality of lithium ion capacitors in combination with a voltage monitoring circuit of the capacitors in the LED flash device, and completed the present invention. . That is, this invention is the following LED flash apparatus and an electronic device using the same.
That is, the first aspect of the present invention is an LED as a light source, a plurality of lithium ion capacitors for driving the LED, a nonaqueous secondary battery for charging the lithium ion capacitor, and the LED including a flash pulse width. A controller for controlling the light emission state of the LED, a first switching element for turning on / off the current flowing through the LED in accordance with the control of the controller, and the charging of each of the lithium ion capacitors when charging the plurality of lithium ion capacitors. A monitoring circuit for monitoring a charging voltage; a fourth switching element that directly connects the lithium ion capacitor and the non-aqueous secondary battery; and can open and close a connection between the lithium ion capacitor and the non-aqueous secondary battery; Connected between the lithium ion capacitors, connection between the lithium ion capacitors A third switching element that can be opened and closed, and a plurality of the lithium ion capacitors are connected in parallel when the third switching element is turned off and turned on, and the third switching element is turned on and turned off. A plurality of lithium ion capacitors connected in series by the non-aqueous secondary battery, and each of the plurality of lithium ion capacitors connected in parallel by the non-aqueous secondary battery with the voltage of the non-aqueous secondary battery. Charging is performed without boosting , and switching to a series connection is performed to discharge the plurality of lithium ion capacitors.

また、本発明の第二の態様は、上記第一の態様に係るＬＥＤフラッシュ装置であって、前記リチウムイオンキャパシタは２つ備えられ、前記リチウムイオンキャパシタは２．０〜４．０Ｖの電圧範囲内で使用され、前記非水系二次電池は３．０〜４．２Ｖの電圧範囲内で使用され、前記ＬＥＤは５〜８Ｖの電圧で駆動されることを特徴とする。
また、本発明の第三の態様は、上記第一又は第二の態様に係るＬＥＤフラッシュ装置を搭載した電子機器であることを特徴とする。なお、本発明の第三の態様に係る電子機器としては、例えば、デジタルカメラ、カメラ付携帯機器が好適である。 The second aspect of the present invention is the LED flash device according to the first aspect, wherein two lithium ion capacitors are provided, and the lithium ion capacitor has a voltage range of 2.0 to 4.0 V. The non-aqueous secondary battery is used in a voltage range of 3.0 to 4.2V, and the LED is driven at a voltage of 5 to 8V .
Also, a third aspect of the present invention is characterized in that it is an electronic device equipped with LED flash device according to the first or second aspect. In addition, as an electronic device which concerns on the 3rd aspect of this invention, a digital camera and a portable apparatus with a camera are suitable, for example.

本発明によれば、リチウムイオンキャパシタを使用した小型化に適したＬＥＤフラッシュ装置、及び該ＬＥＤフラッシュ装置を搭載した電子機器を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the LED flash apparatus suitable for size reduction using a lithium ion capacitor, and the electronic device carrying this LED flash apparatus can be provided.

本発明の第一の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
本発明のＬＥＤフラッシュ装置の第一の実施形態は、図１のブロック図にて示すように、非水系二次電池４の電圧を、ＬＥＤ２の発光に必要な電圧まで昇圧させる昇圧回路２０を有するＬＥＤフラッシュ装置である。
詳しくは、同図に示すように、このＬＥＤフラッシュ装置１は、光源としてのＬＥＤ２と、このＬＥＤ２を駆動するためのリチウムイオンキャパシタ３と、このリチウムイオンキャパシタ３を充電するための非水系二次電池４と、フラッシュパルス幅を含む前記ＬＥＤ２の発光状態を制御するコントローラ５と、このコントローラ５の制御に応じて前記ＬＥＤ２に流れる電流をオン／オフする第一のスイッチング素子６を有して構成されている。ここで、図１における第一のスイッチング素子６は高電位側に位置しているが、低電位側に位置するようにしてもよい。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate.
As shown in the block diagram of FIG. 1, the first embodiment of the LED flash device of the present invention has a booster circuit 20 that boosts the voltage of the non-aqueous secondary battery 4 to a voltage necessary for light emission of the LED 2. LED flash device.
Specifically, as shown in the figure, the LED flash device 1 includes an LED 2 as a light source, a lithium ion capacitor 3 for driving the LED 2, and a nonaqueous secondary for charging the lithium ion capacitor 3. A battery 4, a controller 5 that controls the light emission state of the LED 2 including the flash pulse width, and a first switching element 6 that turns on and off the current flowing through the LED 2 in accordance with the control of the controller 5. Has been. Here, the first switching element 6 in FIG. 1 is located on the high potential side, but may be located on the low potential side.

そして、このＬＥＤフラッシュ装置１は、２個を直列に配置したリチウムイオンキャパシタ３を備え、各リチウムイオンキャパシタ３は、少なくとも２個以上のセルからなり、該セルの充電時に各々のセルの満充電電圧を監視する監視回路１０と、該セルの接続を開閉可能な第二のスイッチング素子７とを有している。ここで、図１における第二のスイッチング素子７は低電位側に位置しているが、高電位側に位置するようにしてもよい。   The LED flash device 1 includes two lithium ion capacitors 3 arranged in series, and each lithium ion capacitor 3 includes at least two cells, and each cell is fully charged when the cell is charged. It has a monitoring circuit 10 that monitors the voltage, and a second switching element 7 that can open and close the connection of the cell. Here, the second switching element 7 in FIG. 1 is located on the low potential side, but may be located on the high potential side.

上記非水系二次電池４としては、動作電圧及びエネルギー密度が高いことから、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。ここで、リチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」ともいう）とは、遷移金属とリチウムとの複合酸化物を正極活物質とする正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を負極活物質とする負極と、リチウムイオンを含む電解質を有機溶媒に溶解させた非水系電解液とを有するものである。好適には正極活物質としてコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、またはオリビン酸リチウム、負極活物質としてグラファイト、またはコークスが使用される。以下においては、正極活物質としてコバルト酸リチウム、負極活物質としてグラファイトを使用した電池を代表例として説明する。   The non-aqueous secondary battery 4 is preferably a lithium ion secondary battery because of its high operating voltage and energy density. Here, a lithium ion secondary battery (hereinafter also simply referred to as “battery”) is a positive electrode using a composite oxide of a transition metal and lithium as a positive electrode active material, and a material capable of occluding and releasing lithium ions. It has a negative electrode as a substance and a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte containing lithium ions is dissolved in an organic solvent. Preferably, lithium cobaltate, lithium manganate, lithium nickelate, or lithium olivine are used as the positive electrode active material, and graphite or coke is used as the negative electrode active material. In the following, a battery using lithium cobaltate as the positive electrode active material and graphite as the negative electrode active material will be described as a representative example.

リチウムイオンキャパシタ３は、活性炭を正極活物質とする正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な材料を負極活物質とする負極と、リチウムイオンを含む電解質を有機溶媒に溶解させた非水系電解液とを有するものである。好適には、負極活物質として、グラファイト、難黒鉛化性炭素材料（ハードカーボン）、または活性炭の表面に炭素質材料を被着させた複合多孔質炭素材料が使用される。   The lithium ion capacitor 3 includes a positive electrode using activated carbon as a positive electrode active material, a negative electrode using a material capable of occluding and releasing lithium ions as a negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte solution in which an electrolyte containing lithium ions is dissolved in an organic solvent, It is what has. Preferably, as the negative electrode active material, graphite, a non-graphitizable carbon material (hard carbon), or a composite porous carbon material in which a carbonaceous material is deposited on the surface of activated carbon is used.

なお、上述したリチウムイオンキャパシタ３の負極活物質は、下記の条件（１）および（２）を満たす複合多孔質炭素材料であることがより好ましい。
（１） ＢＪＨ法で算出されたメソ孔量（直径が２ｎｍ以上５０ｎｍ以下である細孔の量）Ｖｍ１（ｃｃ／ｇ）が、０．０１≦Ｖｍ１＜０．１０である。
（２） ＭＰ法で算出されたマイクロ孔量（直径が２ｎｍ未満である細孔の量）Ｖｍ２（ｃｃ／ｇ）が、０．０１≦Ｖｍ２＜０．３０である。 The negative electrode active material of the lithium ion capacitor 3 described above is more preferably a composite porous carbon material that satisfies the following conditions (1) and (2).
(1) Mesopore amount (amount of pores having a diameter of 2 nm to 50 nm) Vm1 (cc / g) calculated by the BJH method is 0.01 ≦ Vm1 <0.10.
(2) The amount of micropores (amount of pores having a diameter of less than 2 nm) Vm2 (cc / g) calculated by the MP method is 0.01 ≦ Vm2 <0.30.

また、上述したリチウムイオンキャパシタ３の正極活物質は、下記の条件（３）〜（５）を満たす活性炭であることが好ましい。
（３） ＢＪＨ法で算出されたメソ孔量Ｖ１（ｃｃ／ｇ）が、０．３≦Ｖ１＜０．８である。
（４） ＭＰ法で算出されたマイクロ孔量Ｖ２（ｃｃ／ｇ）が、０．５≦Ｖ２＜１．０である。
（５） ＢＥＴ法で測定された比表面積が１５００ｍ2／ｇ以上３０００ｍ2／ｇ以下である。 Moreover, it is preferable that the positive electrode active material of the lithium ion capacitor 3 described above is activated carbon that satisfies the following conditions (3) to (5).
(3) The mesopore amount V1 (cc / g) calculated by the BJH method is 0.3 ≦ V1 <0.8.
(4) The micropore volume V2 (cc / g) calculated by the MP method is 0.5 ≦ V2 <1.0.
(5) The measured specific surface area by the BET method is less than 1500 m 2 / g or more 3000 m 2 / g.

上記リチウムイオンキャパシタ３の負極活物質ないし正極活物質が、上記（１）〜（５）を満たせば、上限電圧（４．０Ｖ）の条件を一層安定して繰り返し充放電可能とすることができる。本実施形態においては、これら条件（１）〜（５）を満たしたリチウムイオンキャパシタ３を採用してＬＥＤフラッシュ回路を構成している。
リチウムイオン二次電池の使用電圧は正極活物質の種類によって異なるが、コバルト酸リチウムを正極活物質として使用するものは、通常３．０〜４．２Ｖ程度の電圧範囲内で使用される。これに対して、リチウムイオンキャパシタ３は、４．０Ｖより高い電圧での使用は素子の寿命に悪影響を与えることがあるため、２．０〜４．０Ｖ程度の電圧範囲内で使用される。 If the negative electrode active material or the positive electrode active material of the lithium ion capacitor 3 satisfies the above (1) to (5), the condition of the upper limit voltage (4.0 V) can be further stably and repeatedly charged and discharged. . In the present embodiment, the LED flash circuit is configured using the lithium ion capacitor 3 that satisfies these conditions (1) to (5).
The operating voltage of the lithium ion secondary battery varies depending on the type of the positive electrode active material, but those using lithium cobalt oxide as the positive electrode active material are usually used within a voltage range of about 3.0 to 4.2V. On the other hand, the lithium ion capacitor 3 is used within a voltage range of about 2.0 to 4.0 V because use at a voltage higher than 4.0 V may adversely affect the life of the device.

一方、出力側のＬＥＤ２の発光には瞬間的な発光のため１Ａ以上の大電流が必要となる。そのため、内部抵抗による電圧降下を考慮すると、５〜８Ｖ程度の電源電圧が必要となる。従って、ＬＥＤ２を発光させるためには、放電コンデンサであるリチウムイオンキャパシタ３を、２個を直列で放電させる必要がある。そして、この２個を直列に配置したリチウムイオンキャパシタ３を充電するためには、リチウムイオン二次電池の出力を昇圧回路２０によって２倍程度にする必要があることになる。この昇圧回路２０としては、例えば、前述した特許文献１に記載のチャージポンプや電流制御ブーストコンバータを使用することができる。スイッチング素子としては、ＦＥＴを好適に使用することができる。   On the other hand, the light emission of the LED 2 on the output side requires a large current of 1 A or more for instantaneous light emission. Therefore, in consideration of a voltage drop due to internal resistance, a power supply voltage of about 5 to 8 V is required. Therefore, in order to cause the LED 2 to emit light, it is necessary to discharge two lithium ion capacitors 3 that are discharge capacitors in series. In order to charge the lithium ion capacitor 3 in which the two are arranged in series, the output of the lithium ion secondary battery needs to be doubled by the booster circuit 20. As the booster circuit 20, for example, a charge pump or a current control boost converter described in Patent Document 1 described above can be used. As the switching element, an FET can be preferably used.

監視回路１０は、２個のリチウムイオンキャパシタ３のそれぞれの両端の電圧が設定範囲内となるように監視し、充電時に設定範囲の最大電圧を超える場合に第２のスイッチング素子７（ＳＷ２）をオフするとともに２つのリチウムイオンキャパシタ３のセル電圧をバランスさせる機能を有するものである。また、放電時に設定範囲の最小電圧を超える場合に第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）をオフする機能を有していても良い。   The monitoring circuit 10 monitors the voltage across each of the two lithium ion capacitors 3 so as to be within the set range. When the voltage exceeds the maximum voltage in the set range during charging, the monitoring circuit 10 switches the second switching element 7 (SW2). It has a function of turning off and balancing the cell voltages of the two lithium ion capacitors 3. Moreover, you may have the function to turn off the 1st switching element 6 (SW1), when exceeding the minimum voltage of a setting range at the time of discharge.

図１記載のＬＥＤフラッシュ装置１は、以下のように動作させることができる。
今、フラッシュを点灯させる状況になると、コントローラ５が、昇圧回路２０をオン、第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）をオフ、第２のスイッチング素子７（ＳＷ２）をオンとして充電を開始する。これにより非水系二次電池４の電圧（４Ｖ）を昇圧回路２０により８Ｖに昇圧して２つのリチウムイオンキャパシタ３を直列で充電することができる。監視回路１０が２つのリチウムイオンキャパシタ３の電圧が上限（４Ｖ）に達したことを検出したら、ＳＷ２をオフにする。 The LED flash device 1 shown in FIG. 1 can be operated as follows.
Now, when the flash is turned on, the controller 5 starts charging by turning on the booster circuit 20, turning off the first switching element 6 (SW1), and turning on the second switching element 7 (SW2). Thereby, the voltage (4V) of the non-aqueous secondary battery 4 can be boosted to 8V by the booster circuit 20, and the two lithium ion capacitors 3 can be charged in series. When the monitoring circuit 10 detects that the voltages of the two lithium ion capacitors 3 have reached the upper limit (4 V), SW2 is turned off.

コントローラ５が必要な発光タイミングに応じて第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）をオンとして２つのリチウムイオンキャパシタ３の放電が開始する。これによりＬＥＤ２が発光する。コントローラ５が必要な発光時間経過を検出するか、監視回路１０がリチウムイオンキャパシタ３の電圧が下限（２Ｖ）に達したことを検出したら、ＳＷ１をオフにする。
上記構成により、リチウムイオンキャパシタ３を好適な電圧範囲で使用可能なＬＥＤフラッシュ装置１とすることができる。 The controller 5 turns on the first switching element 6 (SW1) according to the required light emission timing, and the discharge of the two lithium ion capacitors 3 starts. As a result, the LED 2 emits light. When the controller 5 detects the necessary light emission time elapse or the monitoring circuit 10 detects that the voltage of the lithium ion capacitor 3 has reached the lower limit (2 V), the SW1 is turned off.
With the above configuration, the LED flash device 1 that can use the lithium ion capacitor 3 in a suitable voltage range can be obtained.

次に、本発明のＬＥＤフラッシュ装置１の第２の実施形態について図２を適宜参照しつつ説明する。なお、上記第一実施形態と同様の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
図２にブロック図にて示すように、このＬＥＤフラッシュ装置１の第２の実施形態は、上記昇圧回路２０に替えて第四のスイッチング素子９（ＳＷ４）を有するとともに、第二のスイッチング素子７（ＳＷ２）を二つ備え、二つのリチウムイオンキャパシタ３間に第三のスイッチング素子８（ＳＷ３）を備えている。そして、これらのスイッチング素子は、前記非水系二次電池４によって前記複数のリチウムイオンキャパシタ３を並列接続で充電し、第三のスイッチング素子８によって前記複数のリチウムイオンキャパシタ３を直列接続に切り替えて放電させるようになっている。ここで、図２における第一のスイッチング素子６は高電位側に位置しているが、低電位側に位置するようにしてもよい。また、図２における第四のスイッチング素子９は高電位側に位置しているが、低電位側に位置するようにしてもよい。 Next, a second embodiment of the LED flash device 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 2 as appropriate. In addition, about the structure similar to said 1st embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in a block diagram in FIG. 2, the second embodiment of the LED flash device 1 includes a fourth switching element 9 (SW4) instead of the booster circuit 20 and a second switching element 7. Two (SW2) are provided, and a third switching element 8 (SW3) is provided between the two lithium ion capacitors 3. These switching elements charge the plurality of lithium ion capacitors 3 in parallel connection by the non-aqueous secondary battery 4, and switch the plurality of lithium ion capacitors 3 in series connection by the third switching element 8. It is designed to discharge. Here, the first switching element 6 in FIG. 2 is located on the high potential side, but may be located on the low potential side. Further, the fourth switching element 9 in FIG. 2 is located on the high potential side, but may be located on the low potential side.

この第２の実施形態のＬＥＤフラッシュ装置１は、以下のように動作させることができる。
すなわち、今、フラッシュを点灯させる状況になると、コントローラ５が第四のスイッチング素子（ＳＷ４）と第二のスイッチング素子７（ＳＷ２）とをオンにして、第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）と第三のスイッチング素子８（ＳＷ３）とをオフにすることにより、２つのリチウムイオンキャパシタ３を並列接続で充電する。 The LED flash device 1 of the second embodiment can be operated as follows.
That is, when the flash is turned on now, the controller 5 turns on the fourth switching element (SW4) and the second switching element 7 (SW2) to turn on the first switching element 6 (SW1) and the second switching element. By turning off the three switching elements 8 (SW3), the two lithium ion capacitors 3 are charged in parallel connection.

次いで、監視回路１０が２つのリチウムイオンキャパシタ３の電圧が上限（４Ｖ）に達したことを検出したら、第二のスイッチング素子７（ＳＷ２）をオフし、充電完了すれば第四のスイッチング素子（ＳＷ４）をオフにして第三のスイッチング素子８（ＳＷ３）をオンにすることにより、２つのリチウムイオンキャパシタ３の接続を直列接続に変更する。   Next, when the monitoring circuit 10 detects that the voltages of the two lithium ion capacitors 3 have reached the upper limit (4 V), the second switching element 7 (SW2) is turned off, and when charging is completed, the fourth switching element ( By turning off SW4) and turning on third switching element 8 (SW3), the connection of two lithium ion capacitors 3 is changed to a series connection.

コントローラ５が必要な発光タイミングに応じて第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）をオンとして２つのリチウムイオンキャパシタ３の放電が開始する。これによりＬＥＤ２が発光する。コントローラ５が必要な発光時間経過を検出するか、監視回路１０がリチウムイオンキャパシタ３の電圧が下限（２Ｖ）に達したことを検出したら、第一のスイッチング素子６（ＳＷ１）をオフする。
上記構成により、リチウムイオンキャパシタ３を好適な電圧範囲で使用可能なＬＥＤフラッシュ装置１を昇圧回路２０なしで構成することができる。 The controller 5 turns on the first switching element 6 (SW1) according to the required light emission timing, and the discharge of the two lithium ion capacitors 3 starts. As a result, the LED 2 emits light. When the controller 5 detects that the necessary light emission time has elapsed or the monitoring circuit 10 detects that the voltage of the lithium ion capacitor 3 has reached the lower limit (2 V), the first switching element 6 (SW1) is turned off.
With the above configuration, the LED flash device 1 that can use the lithium ion capacitor 3 in a suitable voltage range can be configured without the booster circuit 20.

本発明は、デジタルカメラ、カメラ付携帯機器の分野で好適に利用できる。   The present invention can be suitably used in the fields of digital cameras and camera-equipped mobile devices.

１ ＬＥＤフラッシュ装置
２ ＬＥＤ
３ リチウムイオンキャパシタ
４ 非水系二次電池
５ コントローラ
６ 第一のスイッチング素子
７ 第二のスイッチング素子
８ 第三のスイッチング素子
９ 第四のスイッチング素子
１０ 監視回路
２０ 昇圧回路 1 LED flash device 2 LED
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Lithium ion capacitor 4 Non-aqueous secondary battery 5 Controller 6 1st switching element 7 2nd switching element 8 3rd switching element 9 4th switching element 10 Monitoring circuit 20 Booster circuit

Claims (3)

光源としてのＬＥＤと、
前記ＬＥＤ駆動用の複数のリチウムイオンキャパシタと、
前記リチウムイオンキャパシタ充電用の非水系二次電池と、
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／オフする第一のスイッチング素子と、
複数の前記リチウムイオンキャパシタの充電時に各々の該リチウムイオンキャパシタの満充電電圧を監視する監視回路と、
前記リチウムイオンキャパシタと前記非水系二次電池とを直接接続し、該リチウムイオンキャパシタと該非水系二次電池との接続を開閉可能な第四のスイッチング素子と、
前記リチウムイオンキャパシタ間に接続され、該リチウムイオンキャパシタ同士の接続を開閉可能な第三のスイッチング素子と、
前記第三のスイッチング素子がオフ状態でオン状態となることにより複数の前記リチウムイオンキャパシタを並列接続し、前記第三のスイッチング素子がオン状態でオフ状態となることにより複数の前記リチウムイオンキャパシタを直列接続する第二のスイッチング素子と、
を備え、
前記非水系二次電池によって並列接続した複数の前記リチウムイオンキャパシタの各々を該非水系二次電池の電圧を昇圧させることなく充電し、直列接続に切り替えて前記複数のリチウムイオンキャパシタを放電させる
ことを特徴とするＬＥＤフラッシュ装置。 An LED as a light source;
A plurality of lithium ion capacitors for driving the LED;
A non-aqueous secondary battery for charging the lithium ion capacitor;
A controller for controlling a light emission state of the LED including a flash pulse width;
A first switching element for turning on / off a current flowing through the LED according to the control of the controller;
A monitoring circuit for monitoring a full charge voltage of each of the lithium ion capacitors when charging a plurality of the lithium ion capacitors;
A fourth switching element that directly connects the lithium ion capacitor and the non-aqueous secondary battery, and that can open and close the connection between the lithium ion capacitor and the non-aqueous secondary battery;
A third switching element connected between the lithium ion capacitors and capable of opening and closing the connection between the lithium ion capacitors;
A plurality of the lithium ion capacitors are connected in parallel by turning on the third switching element in the off state, and a plurality of lithium ion capacitors are formed by turning off the third switching element in the on state. A second switching element connected in series;
With
Charging each of the plurality of lithium ion capacitors connected in parallel by the non-aqueous secondary battery without increasing the voltage of the non-aqueous secondary battery, and switching to a series connection to discharge the plurality of lithium ion capacitors. A featured LED flash device. 前記リチウムイオンキャパシタは２つ備えられ、
前記リチウムイオンキャパシタは２．０〜４．０Ｖの電圧範囲内で使用され、
前記非水系二次電池は３．０〜４．２Ｖの電圧範囲内で使用され、
前記ＬＥＤは５〜８Ｖの電圧で駆動される
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤフラッシュ装置。 Two lithium ion capacitors are provided,
The lithium ion capacitor is used within a voltage range of 2.0 to 4.0V,
The non-aqueous secondary battery is used within a voltage range of 3.0 to 4.2 V,
The LED flash device according to claim 1, wherein the LED is driven with a voltage of 5 to 8V. 請求項１又は２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 apparatus comprising the LED flash device according to claim 1.
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