數(shù)碼照相機(jī)閃光燈趨于LED化，其關(guān)鍵部件在哪里?

信號燈、電子招牌、顯示器的背光燈、照明產(chǎn)品等，LED(發(fā)光二極管)的應(yīng)用領(lǐng)域正在穩(wěn)步擴(kuò)大。估計在不久的將來，還可作為數(shù)碼相機(jī)的閃光燈使用。

迄今為止，數(shù)碼相機(jī)長期以來都是用氙氣燈作為閃光燈的，原因是氙氣燈可在瞬間發(fā)出強(qiáng)光，而且價格低廉。但因為利用氙氣放電等原理方面的原因，無法輕松且靈活地調(diào)整發(fā)光間隔及長度。

而LED很容易實現(xiàn)各種各樣的閃光，比如適合近拍的微量發(fā)光、可針對室內(nèi)及逆光等多種情況輕松進(jìn)行優(yōu)化的多次發(fā)光，以及拍攝視頻時十分有用的火炬式連續(xù)發(fā)光等。唯一的缺點(diǎn)是，目前還無法達(dá)到數(shù)碼相機(jī)廠商要求的光量標(biāo)準(zhǔn)。(其實，具備數(shù)碼相機(jī)功能的智能手機(jī)已開始配備LED閃光燈，因為智能手機(jī)對光量的要求不如數(shù)碼相機(jī)高。)

在這樣的背景下，羅姆找到了使數(shù)碼相機(jī)閃光燈實現(xiàn)LED化的眉目，因為落幕開發(fā)出了一個關(guān)鍵部件。那么，這個關(guān)鍵部件究竟是什么呢?

答案是，薄型(積層型)雙電層電容器(EDLC)。羅姆開發(fā)的雙電層電容器(EDLC)可在瞬間提供數(shù)碼相機(jī)閃光燈所需要的大電流。表示閃光燈光量的閃光指數(shù)(GN)方面，由該EDLC和LED組合而成的LED閃光燈模塊的GN值達(dá)到4以上。而使用氙氣燈的袖珍數(shù)碼相機(jī)用閃光燈的GN通常為4～6，“數(shù)碼相機(jī)廠商要求實現(xiàn)與之同等的GN值”(羅姆)。該公司正考慮今后幾個月內(nèi)開始樣品供貨。

此次，羅姆為了達(dá)到4以上的GN值，采用了積層型EDLC構(gòu)造(圖1)。因集電極頂端到電極的距離很短，因此可降低電阻，容易提高功率密度。據(jù)該公司介紹，此次開發(fā)的積層型產(chǎn)品可將功率密度提高至相當(dāng)于圓筒型產(chǎn)品約60倍的4萬W/kg。

圖1通過采用積層型構(gòu)造提高了功率密度。原來的圓筒型構(gòu)造因集電極頂端到電極的距離較長，電阻較高，很難提高功率密度(a)。而積層型構(gòu)造縮短了這一距離，電阻較低，可提高功率密度(b)。

關(guān)于積層型EDLC，除了羅姆之外，目前還有三家公司正在開發(fā)這種產(chǎn)品，有的廠商已開始量產(chǎn)(其他公司的積層型EDLC好像也實現(xiàn)了與羅姆此次開發(fā)的產(chǎn)品同等的功率密度)。

但羅姆表示，其他公司的產(chǎn)品“大多為了降低電阻而在電解液中使用了劇毒物質(zhì)”。對使用劇毒物質(zhì)的EDLC施加過電壓時，會產(chǎn)生有毒氣體。應(yīng)盡量避免使用劇毒物質(zhì)。

于是，羅姆為了在不使用劇毒物質(zhì)的情況下實現(xiàn)較高的功率密度，降低了三種內(nèi)部電阻(圖2)。

第一是提高了活性物質(zhì)與活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集電極之間的導(dǎo)電性，從而減小了體電阻。

第二是改進(jìn)了集電極的表面處理工藝，抑制了氧化膜的產(chǎn)生，并使界面電阻基本降為零。

第三是提高了充放電時離子吸附和脫離活性物質(zhì)的速度，從而減小了離子擴(kuò)散電阻。通過這些改進(jìn)措施，使數(shù)碼相機(jī)配備EDLC的設(shè)想變成了現(xiàn)實。