(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体内に充電可能な蓄電体を電源として備える電子機器と、前記電子機器の蓄電体に前記筐体の外部から充電を行う充電装置とを備える充電システムであって、
前記電子機器と前記充電装置のそれぞれに前記蓄電体の充電制御を行う充電制御部を設けると共に、前記充電装置の充電制御部による充電の電流値を前記電子機器の充電制御部による充電の電流値よりも大きくし、
前記蓄電体の電圧検出部と、
前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標電圧に達しない場合には前記充電装置の充電制御部による充電を行い、前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標電圧に達した場合には前記電子機器の充電制御部による充電に切り替える切替部と、
を有することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記電子機器の充電制御部は、前記蓄電体に対して定電流充電を行ってから定電圧充電を行うことを特徴とする請求項１記載の充電システム。
【請求項３】
前記充電装置の充電制御部は、前記蓄電体に対して定電流充電を行ってから定電圧充電を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の充電システム。
【請求項４】
前記切替部は、前記電子機器の前記蓄電体に併設された電圧検出部により前記蓄電体の電圧が所定の目標電圧に達したか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項５】
前記電子機器は、放射線画像検出装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記蓄電体は、リチウムイオンキャパシタであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器と充電装置を用いた充電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電子機器の一例として挙げられる医療用の放射線画像を取得する手段であるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる放射線画像検出装置について、近年、その内部に充電可能なバッテリやリチウムイオンキャパシタを内蔵し、ケーブルレスで駆動可能な可搬型に構成されたカセッテ型の放射線画像検出装置が開発されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。放射線画像検出装置を可搬型に構成した場合、患者のベッドサイド等におけるポータブル撮影をはじめとする自由度の高い撮影が可能となる。
そして、これらの放射線画像検出装置では、外部から定電圧の電力が供給され、内部の充電回路により充電制御が行われていた。
【０００３】
また、充電の方式としては、充電時に放射線画像検出装置をセットするクレードルを使用し、クレードル側に充電回路を設け、放射線画像検出装置内のバッテリを外部から監視しながら充電を行うものも存在している（例えば、特許文献３参照）。
また、バッテリを放射線画像検出装置から取り出し可能とし、バッテリ単体に充電を行うものも存在している（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０７２０２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２２５７５号公報
【特許文献３】特開２００９−２３７０７４号公報
【特許文献４】特開２００１−２２４５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献４に記載の従来技術のように、バッテリを放射線画像検出装置から分離可能とすると、バッテリと放射線画像検出装置とをそれぞれに管理する必要を生じ、特に可搬性により利便性を向上させる電子機器としては、本体とバッテリが分離して別々に管理されると、煩に耐えないという問題があった。
【０００６】
また、充電可能な蓄電体等を内蔵する放射線画像検出装置のような電子機器の場合、充電に要する時間の短縮化は必須の命題となる。そして、充電時間の短縮のためには、充電電流をより大きくして充電を行うことが望ましいが、大電流に対応する充電回路は、充電時の発熱量が大きく、特許文献１や２の従来技術のように、筐体内部に充電回路を内蔵する電子機器の場合、放熱手段を設ける必要があり、機器が大型化するという問題があった。また、局所的な温度変化が画像ムラの要因となる放射線画像検出装置のように、温度変化による影響を受けやすい電子機器の場合には、発熱量の大きな充電回路を搭載すること自体が好ましくなかった。
【０００７】
また、特許文献３の従来技術のように、電子機器ではなく、クレードル側に充電回路を搭載する場合には、放熱のための電子機器の大型化も充電回路の発熱による電子機器への悪影響も生じない。しかしながら、蓄電体の充電制御の際には、蓄電体の電圧を監視することが必須となり特許文献３の従来技術の場合には、クレードル側に設けられた充電回路により、蓄電体から離れた位置から当該蓄電体の電圧を監視しなければならず、蓄電体から充電回路までの電圧を監視するための配線経路が長くなり、配線経路の経路抵抗が大きくなることから大きな電圧降下が生じるため、蓄電体の正確な電圧を検出することが困難であった。
このため、例えば、高速充電が可能な定電流充電から過電圧の抑止に好適な定電圧充電へと途中で切り換える充電制御の実施において、定電流充電から定電圧充電に切り換えを行う目標電圧の監視を行うような場合に、目標電圧に達していないにも拘わらず、定電流充電から定電圧充電へ切り換えられてしまう場合があった。そして、蓄電体が目標電圧に達していない低電圧状態で定電圧充電を開始すると、充電の完了までに多大な時間が必要となるという問題があった。
【０００８】
本発明は、機器の大型化を生じることなく、内蔵される蓄電体を迅速に充電することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の課題を解決するために、本発明に係る充電システムは、筐体内に充電可能な蓄電体を電源として備える電子機器と、前記電子機器の蓄電体に前記筐体の外部から充電を行う充電装置とを備える充電システムであって、前記電子機器と前記充電装置のそれぞれに前記蓄電体の充電制御を行う充電制御部を設けると共に、前記充電装置の充電制御部による充電の電流値を前記電子機器の充電制御部による充電の電流値よりも大きくし、前記蓄電体の電圧検出部と、前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標電圧に達しない場合には前記充電装置の充電制御部による充電を行い、前記電圧検出部の検出電圧が所定の目標電圧に達した場合には前記電子機器の充電制御部による充電に切り替える切替部と、を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明は、システムを構成する電子機器と充電装置の各々に充電制御部を設けると共に、充電装置側の充電制御部は、充電時に発生する熱の影響や放熱手段を設けることによる大型化の影響を電子機器に及ぼすことがないので、電子機器側の充電制御部よりも大きな電流でより高速に充電を行わせることが可能である。
また、電子機器側の充電制御部は、蓄電体と同じ電子機器内で充電制御を行うので、経路抵抗等の影響が抑えられ、精度の良い充電を行うことが可能である。
従って、蓄電体が所定の目標電圧に達することが検出されるまでは、充電装置側の充電制御部により充電を行い、蓄電体が所定の目標電圧に達したことが検出されてからは、電子機器側の充電制御部により充電を行うことにより、充電時間の短縮化を図りつつ、精度良く目標電圧となるように充電を行うことが可能となる。
また、蓄電体を電子機器に内蔵した状態で充電を行うので、電子機器から蓄電体を取り出して充電を行う場合のような煩雑性も抑止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】発明の実施形態に係る放射線画像検出装置の充電システムの構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す放射線画像検出装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図１に示す放射線画像検出装置のセンサパネル部及び読取部等の構成を示す等価回路図である。
【図４】クレードルと放射線画像検出装置の充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。
【図５】放射線画像撮影システムの構成を示す概略ブロック図である。
【図６】クレードル側での充電制御を示すフローチャートである
【図７】放射線画像検出装置側で行われる充電制御を示すフローチャートである。
【図８】クレードル及び放射線画像検出装置の協働により行われる充電制御全体における充電電流及びリチウムイオンキャパシタの検出電圧の変化を示した線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
【００１３】
図１から図８を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明を適用可能な実施形態は図示のものに限定されるものではない。図１は放射線画像検出装置の充電システム１の概略構成を示す図であり、図２は本実施形態における放射線画像検出装置の斜視図である。
図１に示すように、本実施形態に係る放射線画像検出装置の充電システム１（以下、単に「充電システム１」とする）は、蓄電体としてのリチウムイオンキャパシタ２８を電源として内蔵する放射線画像検出装置２と、放射線画像検出装置２が載置されるクレードル４とを備えている。
【００１４】
（放射線画像検出装置の画像撮影に関する構成）
本実施形態において放射線画像検出装置２は、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：以下「ＦＰＤ」という。）をカセッテ型に構成した可搬型のカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を取得するものである。
なお、以下では、放射線画像検出装置２として、シンチレータ等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像検出装置について説明するが、本発明は、シンチレータ等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像検出装置に対しても適用することができる。
【００１５】
図２に示すように、放射線画像検出装置２は、内部を保護する筐体２１を備えている。筐体２１は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｘ（以下、放射線入射面Ｘという。）が、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。
なお、図２では、筐体２１がフロント部材２１ａとバック部材２１ｂとで形成されている場合が示されているが、その形状、構成は特に限定されず、この他にも、筐体２１を筒状のいわゆるモノコック状等に形成することも可能である。
【００１６】
図２に示すように、本実施形態において、放射線画像検出装置２の側面部分には、電源スイッチ２２、インジケータ２５、及び装置側コネクタ部２６等が配置されている。
【００１７】
電源スイッチ２２は、放射線画像検出装置２の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものであり、電源スイッチ２２を操作することにより、後述するリチウムイオンキャパシタ２８（図１参照）による放射線画像検出装置２の各機能部（機能部の具体的構成は後述する）に対する電力供給の開始及び停止を指示する信号が後述する本体制御部３０（図１参照）に出力される。放射線画像検出装置２を撮影に使用しないときには、電源をＯＦＦ（すなわち、リチウムイオンキャパシタ２８による各機能部に対する電力供給を停止）にしておくことにより、リチウムイオンキャパシタ２８の電力消費を抑えることができる。
【００１８】
インジケータ２５は、例えばＬＥＤ等で構成されリチウムイオンキャパシタ２８の充電残量や各種の操作状況等を表示するものである。
【００１９】
また、放射線画像検出装置２の側面部分には、筐体２１内に内蔵されたリチウムイオンキャパシタ２８の交換のために開閉される蓋部材７０が設けられており、蓋部材７０の側面部には、放射線画像検出装置２が後述する無線アクセスポイント１１３（図５参照）を介して外部と無線方式で情報の送受信を行うためのアンテナ装置７１が埋め込まれている。
【００２０】
装置側コネクタ部２６は、クレードル４と電気的に接続可能に構成されており、また、相互に着脱可能となっている。
また、装置側コネクタ部２６は、放射線画像検出装置２がクレードル４に載置されたときにクレードル出力コネクタ部４２に対応する位置に設けられている。
【００２１】
また、リチウムイオンキャパシタ２８と各機能部との間には、電源回路２９が設けられている。電源回路２９は、リチウムイオンキャパシタ２８から供給される電力を供給先の各機能部に適するように、その電圧値等を適宜変換・調整する機能部である。
なお、ここで言う各機能部とは、放射線画像検出装置２において、放射線画像撮影における各種の機能を実行し、電力の供給を必要とするモジュール又はデバイスであり、前述した本体制御部３０の他、後述するＲＡＭ２７，記憶部３１，走査駆動回路３２，信号読み出し回路３３，信号処理部３４，通信部３５，Ａ／Ｄ変換部４０がこれに該当する。
【００２２】
筐体２１の放射線入射面Ｘ（図２参照）の内側には、放射線入射面Ｘから入射した放射線を吸収して可視光を含む波長の光に変換する図示しないシンチレータ層が形成されている。シンチレータ層は、例えばＣｓＩ：ＴｌやＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活された蛍光体を用いて形成されたものを用いることができる。
【００２３】
シンチレータ層の放射線が入射する側の面の反対側となる面側には、シンチレータ層から出力された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子２３（図３参照）が２次元状に複数配列された検出手段としてのセンサパネル部２４が設けられている。光電変換素子２３は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ層等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。
【００２４】
本実施形態においては、本体制御部３０、走査駆動回路３２、信号読出し回路３３等により、このセンサパネル部２４の各光電変換素子２３の出力値を読み取る読取手段である読取部４５（図３参照）が構成されている。
【００２５】
センサパネル部２４及び読取部４５の構成について、図３の等価回路図を参照しつつ、さらに説明する。
図３に示すように、センサパネル部２４の各光電変換素子２３の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるＴＦＴ４６のソース電極が接続されている。また、各光電変換素子２３の他方の電極にはバイアス線Ｌｂが接続されており、バイアス線Ｌｂはバイアス電源３６に接続されていて、バイアス電源３６から各光電変換素子２３に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
【００２６】
各ＴＦＴ４６のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路３２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ４６のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ４６のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路３３内の増幅回路３７に接続されており、各増幅回路３７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路３８を経てアナログマルチプレクサ３９に接続されている。また、信号読出し回路３３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部４０が接続されており、アナログマルチプレクサ３９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部４０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路３３は、このＡ／Ｄ変換部４０を介して本体制御部３０に接続されており、デジタルの画像信号が本体制御部３０に出力される。本体制御部３０には、記憶部３１が接続されており、本体制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部４０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部３１に記憶させるようになっている。
【００２７】
本体制御部３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）を備え、併設されたＲＡＭ（Random Access Memory）２７と共にコンピュータを構成し、放射線画像検出装置２全体を統括的に制御する。
【００２８】
ＲＯＭには、実写画像データ生成処理、オフセット補正値生成処理、放射線画像検出装置２において各種の処理を行うためのプログラム、各種の制御プログラムやパラメータ等が記憶されている。
本体制御部３０は、ＲＯＭに格納された所定のプログラムを読み出してＲＡＭ２７の作業領域に展開し、当該プログラムに従ってＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。
【００２９】
信号処理部３４は、画像データに所定の信号処理を施すことによって画像データを外部に出力するのに適した形式のデータとする機能部である。
【００３０】
記憶部３１は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等で構成されて
おり、記憶部３１には、読取部４５（図３参照）により生成される実写画像データ（被写体を透過した放射線に基づく画像データ）や、暗画像データ（放射線を照射しない状態で取得された画像データ）等が記憶されるようになっている。
なお、記憶部３１は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。また、その容量は特に限定されないが、複数枚分の画像データを保存可能な容量を有することが好ましい。このような記憶手段を備えることによって、被写体に対して連続して放射線を照射し、その度ごとに画像データを記録し蓄積していくことができ、連続撮影や動画撮影を行うことが可能となる。
【００３１】
通信部３５は、本体制御部３０の制御に従って、コンソール１０１等の外部装置との間で各種信号の送受信を行うものである。通信部３５は、アンテナ装置７１により、無線アクセスポイント１１３（図７参照）を介して無線方式でコンソール１０１等の外部装置との通信を行うことが可能であり、また、装置側コネクタ部２６及びクレードル出力コネクタ部４２によりクレードル４を介して有線でコンソール１０１等の外部装置との通信を行うことも可能となっている。
本実施形態において、通信部３５は、読取部４５によって読み取られＡ／Ｄ変換部４０においてアナログ信号からデジタル信号に変換された画像信号に基づく画像データを外部機器であるコンソール１０１に送信するとともにコンソール１０１等から撮影オーダ情報等を受信する。
【００３２】
（クレードルにおけるリチウムイオンキャパシタの充電に関する構成）
図４は充電システム１におけるリチウムイオンキャパシタ２８の充電に関する構成のみを主に図示したブロック図である。
充電システム１では、クレードル４側と放射線画像検出装置２側とにそれぞれ充電制御回路を設け、これらを効果的に組み合わせてリチウムイオンキャパシタ２８の充電制御を行うことにより高速且つ精密な充電を可能としている。
【００３３】
クレードル４は、放射線画像検出装置２を載置することにより、外部から放射線画像検出装置２に電力を供給可能に構成されたキャパシタ用の充電装置である。
図４に示すように、クレードル４は、図示しない外部電源と接続されるコンセント８が接続されている安定化電源回路４１と、放射線画像検出装置２の装置側コネクタ部２６と接続されてクレードル４から放射線画像検出装置２のリチウムイオンキャパシタ２８に充電の電力を供給するためのコネクタとしての出力コネクタ部４２と、安定化電源回路４１の出力を制御して定電流充電を行う充電制御部としての外部充電制御回路４３と、安定化電源回路４１と外部充電制御回路４３のいずれか一方を選択してクレードル側コネクタ部４２に接続する内外充電切替回路４４と、クレードル４からの充電電流を検出する電流検出部４５とを備えている。
【００３４】
上記安定化電源回路４１は、外部の交流電源であるコンセント８に接続され、一定の直流電圧を出力する図示しないＡＣ／ＤＣコンバータを備えている。かかる安定化電源回路４１からの直流電圧出力は、リチウムイオンキャパシタ２８に対する適正な充電電圧よりも高い電圧Ｖｓで出力が行われる。
【００３５】
外部充電制御回路４３は、スイッチング素子を備えたＰＷＭ出力回路から構成されており、安定化電源回路４１からの電源出力を受けて定電流電源の出力制御を行う。この外部充電制御回路４３の出力側には電流検出部４５が設けられており、リチウムイオンキャパシタ２８に対する充電時には、電流検出部４５で検出される電流値を監視して、予め定められた充電電流値Ｉｏを維持するようスイッチング制御を行い、定電流充電を実現する。
【００３６】
なお、上記外部充電制御回路４３における充電時の充電電流値Ｉｏは、後述する放射線画像検出装置２内に設けられた内部充電制御回路５２充電時の充電電流値Ｉｉよりも大きな値が設定されている。そして、これにより、外部充電制御回路４３ではスイッチング素子による発熱が生じる。このため、外部充電制御回路４３では、スイッチング素子の放熱フィンと冷却ファン等の放熱手段が設けられている。
【００３７】
内外充電切替回路４４は、安定化電源回路４１からの出力電源をそのままクレードル出力コネクタ部４２側に供給する経路と、安定化電源回路４１からの出力電源に基づいて外部充電制御回路４３において定電流制御がなされた電源出力をクレードル出力コネクタ部４２側に供給する経路とを択一的に切り替えるための切替素子を備えている。
そして、内外充電切替回路４４は、クレードル側コネクタ部４２及び装置側コネクタ部２６を介して後述する放射線画像検出装置２内の電圧検出部５４により、放射線画像検出装置２のリチウムイオンキャパシタ２８の電圧検出を行うことができるよう放射線画像検出装置２と接続されている。そして、内外充電切替回路４４は、電圧検出部５４によって検出されたリチウムイオンキャパシタ２８の電圧が外部充電制御回路４３による定電流充電の目標電圧Ｖｏ未満の場合には、外部充電制御回路４３の電源出力をクレードル出力コネクタ部４２側に供給する経路を放射線画像検出装置２に接続し、目標電圧Ｖｏ以上の場合には、安定化電源回路４１からの出力電源を直接クレードル出力コネクタ部４２側に供給する経路を放射線画像検出装置２に接続するよう、切替素子を制御する。
これにより、例えば、電圧が低下したリチウムイオンキャパシタ２８の充電を行う際には、目標電圧Ｖｏに達するまでは、外部充電制御回路４３の定電流充電による電源出力が装置側コネクタ部２６に供給され、目標電圧Ｖｏに達すると、安定化電源回路４１の出力電源が装置側コネクタ部２６に供給される。
【００３８】
一方、放射線画像検出装置２は、クレードル４と電気的に接続可能な装置側コネクタ部２６と、クレードル４から供給される電力に基づいて充電制御を行う充電制御部としての内部充電制御回路５２と、内部充電制御回路５２による充電電流を検出する電流検出部５３と、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧を検出する電圧検出部５４と、装置側コネクタ部２６側からの供給電力に基づく電圧に応じて内部充電制御回路５２をリチウムイオンキャパシタ２８に接続する経路と、装置側コネクタ部２６からリチウムイオンキャパシタ２８に直接的に接続する経路を択一的に切り替え可能な切替部としての充電経路切替回路５１とを備えている。
【００３９】
上記充電経路切替回路５１は、放射線画像検出装置２がクレードル４に接続されていない状態[1]と、クレードル４の内外充電切替回路４４が外部充電制御回路４３をクレードル出力コネクタ部４２に接続している状態[2]と、クレードル４の内外充電切替回路４４が安定化電源回路４１をクレードル出力コネクタ部４２に直接接続している状態[3]からなる三つの状態を識別する。
即ち、充電経路切替回路５１は、装置側コネクタ部２６側の電圧が0Ｖの場合には状態[1]と判定する。
また、充電経路切替回路５１は、クレードル４が状態[2]の場合には、外部充電制御回路４３が定電流充電を行っているので、装置側コネクタ部２６側の電圧が外部充電制御回路４３の目標電圧Ｖｏを含むＶｔ１〜Ｖｔ２の範囲（Ｖｔ１＜Ｖｏ＜Ｖｔ２）内の場合には、状態[2]と判定する。なお、判定値Ｖｔ１，Ｖｔ２は、外部充電制御回路４３の定電流充電において変動する電圧値を網羅する上限値及び下限値とする。
また、充電経路切替回路５１は、クレードル４が状態[3]の場合には、安定化電源回路４１から直接電力供給が行われているので、装置側コネクタ部２６側の電圧が安定化電源回路４１の出力電圧Ｖｓを含むＶｔ３〜Ｖｔ４の範囲（Ｖｔ３＜Ｖｓ＜Ｖｔ４）内の場合に状態[3]と判定する。なお、判定値Ｖｔ３はＶｓ以下であってＶｓに近い値が設定され、Ｖｔ４は安定化電源回路４１の出力電圧の取り得る値より大きな値が設定される。
【００４０】
そして、充電経路切替回路５１は、状態[1]を検出すると装置側コネクタ部２６を遮断し、状態[2]を検出すると装置側コネクタ部２６からリチウムイオンキャパシタ２８に直接的に接続する経路を選択し、状態[3]を検出すると内部充電制御回路５２をリチウムイオンキャパシタ２８に接続する経路を選択する。
即ち、状態[1]ではリチウムイオンキャパシタ２８の充電は行われず、また、装置側コネクタ部２６が遮断されるので、当該装置側コネクタ部２６に導電性を有する異物等が接触して短絡等が発生することも防止される。
そして、状態[2]ではリチウムイオンキャパシタ２８に対して、クレードル４の外部充電制御回路４３による充電制御が行われ、状態[3]ではリチウムイオンキャパシタ２８に対して、内部充電制御回路５２による充電制御が行われる。
【００４１】
内部充電制御回路５２は、スイッチング素子を備えたＰＷＭ出力回路から構成されており、クレードル４の安定化電源回路４１からの電源出力を受けて充電制御を行う。この内部充電制御回路５２の出力側には電流検出部５３が設けられており、さらにリチウムイオンキャパシタ２８側には電圧検出部５４が設けられている。
そして、リチウムイオンキャパシタ２８に対する充電時には、電圧検出部５３の検出電圧が目標電圧Ｖｏ未満の場合には、電流検出部５３で検出される電流値を監視して、予め定められた充電電流値Ｉｉを維持するようスイッチング制御を行い、電圧検出部５３により目標電圧Ｖｏが検出されると、それ以降は充電を終了させる電流値Ｉｅが検出されるまで定電圧充電を実行する。
なお、上記内部充電制御回路５２の定電流充電における充電電流値Ｉｉは、クレードル４の外部充電制御回路４３における充電電流値Ｉｏよりも小さい値が設定されている。即ち、内部充電制御回路５２は小さい電流で充電を行うことより、回路を構成するスイッチング素子などの発熱量を低減し、放熱手段を不要或いは小型の放熱手段で放熱可能として、回路全体の小型化、省スペース化を図っている。
【００４２】
かかる構成により放射線画像検出装置２とクレードル４は、協働して各々の充電制御回路４３，５２による充電制御を順番に実行してリチウムイオンキャパシタ２８の充電を行うようになっている。
【００４３】
（放射線画像撮影システム）
なお、上記充電システム１は、例えば図５に示すような放射線画像撮影システム１００内に配置されて使用される。
放射線画像撮影システム１００は、放射線画像検出装置２を含む充電システム１と、放射線画像検出装置２と通信可能なコンソール１０１とを備えている。
【００４４】
図５に示すように、放射線画像検出装置２は、例えば、放射線を照射して患者Ｍの一部である被写体（患者Ｍの撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１に設けられており、コンソール１０１は、この撮影室Ｒ１に対応して設けられている。
なお、本実施形態においては、放射線画像撮影システム内に１つの撮影室Ｒ１が設けられており、撮影室Ｒ１内には使用状態の２つの放射線画像検出装置２（２Ａと２Ｂとする）とＨＵＢ機能を有する中継器１１３とが設けられている。そして、中継器１１３にはクレードル４が接続されている。このクレードル４には充電状態の放射線画像検出装置２（２Ｃとする）がセットされており、これら放射線画像検出装置２Ｃとクレードル４とにより充電システム１が構成されている。
なお、撮影室の数、各撮影室に設けられる放射線画像検出装置２の数は図示例に限定されない。
また、撮影室Ｒ１が複数ある場合に、コンソール１０１は各撮影室Ｒ１に対応して設けられていなくてもよく、複数の撮影室Ｒ１に対して１台のコンソール１０１が対応付けられていてもよい。
【００４５】
撮影室Ｒ１内には、放射線画像検出装置２を装填・保持可能なカセッテ保持部１１１を備えるブッキー装置１１０、被写体（患者Ｍの撮影対象部位）に放射線を照射するＸ線管球等の放射線源（図示せず）を備える放射線発生装置１１２が設けられている。カセッテ保持部１１１は、撮影時に放射線画像検出装置２を装填するものである。
なお、図５には撮影室Ｒ１内に臥位撮影用のブッキー装置１１０ａと立位撮影用のブッキー装置１１０ｂとがそれぞれ１つずつ設けられている場合を例示しているが、撮影室Ｒ１内に設けられるブッキー装置１１０の数は特に限定されない。また、本実施形態では、各ブッキー装置１１０に対応して１つずつ放射線発生装置１１２が設けられている構成を例示しているが、例えば、撮影室Ｒ１内に放射線発生装置１１２を１つ備え、複数のブッキー装置１１０に対して１つの放射線発生装置１１２が対応し、適宜位置を移動させたり、放射線照射方向を変更する等して使用するようになっていてもよい。
【００４６】
また、撮影室Ｒ１は、放射線を遮蔽する室であり、無線通信用の電波も遮断されるため、撮影室Ｒ１内には、放射線画像検出装置２とコンソール１０１等の外部装置とが通信する際にこれらの通信を中継する無線アクセスポイント（基地局）１１５を設け、当該無線アクセスポイント１１５は中継器１１３に接続されている。そして、中継器１１３は、ネットワーク回線を通じてコンソール１０１に接続されている。
【００４７】
また、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接して前室Ｒ２が設けられている。前室Ｒ２には、放射線技師や医師等（以下「操作者」と称する。）が被写体に放射線を照射する放射線発生装置１１２の管電圧、管電流、照射野絞り等の制御を行ったり、ブッキー装置１１０の操作等を行う操作装置１１４が配置されている。
【００４８】
操作装置１１４にはコンソール１０１から放射線発生装置１１２の放射線照射条件を制御する制御信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２の放射線照射条件は、操作装置１１４に送信されたコンソール１０１からの制御信号に応じて設定される。放射線照射条件としては、例えば、放射線管電流の値、放射線管電圧の値、フィルタ種等がある。
【００４９】
放射線発生装置１１２には、操作装置１１４から放射線の曝射を指示する曝射指示信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２は、曝射指示信号に従って所定の放射線を所定時間、所定のタイミングで照射するようになっている。
【００５０】
コンソール１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部、記憶部、入力部、表示部、通信部（いずれも図示せず）等を備えるコンピュータである。
コンソール１０１は、放射線画像検出装置２から送られた画像データに基づく画像を表示部に表示したり、この画像データに各種の画像処理を施すものである。
本実施形態において、コンソール１０１は、ネットワークＮを介して、ＨＩＳ／ＲＩＳ１２１、ＰＡＣＳサーバ１２２、イメージャ１２３等の外部装置と接続されるようになっている。
【００５１】
放射線画像検出装置２は、上記放射線画像撮影システム１００において、クレードル４に対する非接続状態にあっては、放射線画像の撮影が行われ、クレードル４に対する接続状態にあっては、充電及び必要時にはコンソール１０１に対するデータの送信が行われるようになっている。
【００５２】
（充電システムの充電制御）
ここで、充電システム１により行われる充電制御について図６乃至図８に基づいて説明する。図６はクレードル４側での充電制御を示すフローチャートであり、図７は放射線画像検出装置２側で行われる充電制御を示すフローチャートである。また、図８はクレードル４及び放射線画像検出装置２の協働により行われる充電制御全体における充電電流及びリチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧の変化を示した線図である。図８の横軸は時間の経過を示している。
【００５３】
まず、放射線画像検出装置２がクレードル４にセットされた状態において、クレードル４の内外充電切替回路４４は、放射線画像検出装置２の電圧検出部５４からリチウムイオンキャパシタ２８の電圧を検出し、その検出電圧が定電流充電の目標電圧Ｖｏに達していない場合には（ステップＳ１）、外部充電制御回路４３がクレードル出力コネクタ部４２側に接続される（ステップＳ３）。
また、電圧検出部５４による検出電圧が定電流充電の目標電圧Ｖｏに達した場合には、内外充電切替回路４４は、安定化電源回路４１を直接的にクレードル出力コネクタ部４２側に接続する（ステップＳ５）。
【００５４】
一方、放射線画像検出装置２では、充電経路切替回路５１が、装置側コネクタ部２６側の電圧を判定して、０Ｖの場合には（ステップＳ１１）、装置側コネクタ部２６側の接続を遮断する（ステップＳ１３）。
また、装置側コネクタ部２６側の電圧が０Ｖではない場合には、装置側コネクタ部２６側の電圧が外部充電制御回路４３の目標電圧Ｖｏを含むＶｔ１〜Ｖｔ２の範囲内か否かを判定する（ステップＳ１５）。
そして、Ｖｔ１〜Ｖｔ２の範囲内の場合には、クレードル４側で外部充電制御回路４３による定電流充電が行われていることを示すので、充電経路切替回路５１は、装置側コネクタ部２６からリチウムイオンキャパシタ２８を直接的に接続する。これにより、クレードル４の外部充電制御回路４３による定電流充電が実行される（ステップＳ１７）。
【００５５】
そして、外部充電制御回路４３による定電流充電が実行されると、図８の外部充電[定電流充電]に示すように、リチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧は充電電流Ｉｏに応じて徐々に上昇する。
これにより、前述したステップＳ１，Ｓ５のように、検出電圧が目標電圧Ｖｏに達すると、安定化電源回路４１からの高い電圧Ｖｓで装置側コネクタ部２６に電源供給が行われる。
一方、放射線画像検出装置２の充電経路切替回路５１では、装置側コネクタ部２６側の電圧が安定化電源回路４１の出力電圧Ｖｓを含むＶｔ３〜Ｖｔ４の範囲内であるかを判定する（ステップＳ１９）。
【００５６】
そして、装置側コネクタ部２６側の電圧がＶｔ３〜Ｖｔ４の範囲内と判定した場合には、充電経路切替回路５１は、装置側コネクタ部２６から内部充電制御回路５２側に経路の切り替えを行う。
そして、内部充電制御回路５２は、電圧検出部５４によりリチウムイオンキャパシタ２８の電圧を検出し、その値が目標電圧Ｖｏに達しているかを判定する（ステップＳ２１）。
なお、この時点で、クレードル４ではリチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧がＶｏに達したことが検出されて外部充電制御回路４３による定電流充電が終了しているが、実際には、図８に示すように、外部充電［定電流充電］の終了による電圧降下が発生する。即ち、クレードル４からリチウムイオンキャパシタ２８までは経路長が長いので、経路抵抗による影響が発生し、クレードル４側ではリチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧がＶｏに達したことが検出されても、実際には、リチウムイオンキャパシタ２８は電圧降下分だけ電圧が低い状態にある。
従って、内部充電制御回路５２では、リチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧が目標電圧Ｖｏに達していないと判定し、充電電流をＩｉとする定電流充電を実行する（ステップＳ２３）。この場合、外部充電制御回路４３による定電流充電の電流よりも小さい電流値ではあるが、一定の電流値を維持しつつ充電が行われるので、図８の内部充電［定電流充電］に示すように、リチウムイオンキャパシタ２８を本来の目標電圧Ｖｏまで速やかに高めることが可能である。
【００５７】
そして、内部充電制御回路５２により、再び、リチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧の判定が行われ（ステップＳ２１）、検出電圧が目標電圧Ｖｏに達していると判定されると、定電圧充電のタイムアウトを監視する図示しない計時タイマによる計時を開始すると共に（ステップＳ２４）、充電電圧をＶｏとする定電圧充電に切り替えて充電を継続する（ステップＳ２５，図８の内部充電［定電圧充電］）。即ち、定電圧充電に切り替えられるので、リチウムイオンキャパシタ２８に対する過電圧の発生を効果的に防止して充電を行うことが可能である。
そして、内部充電制御回路５２では、電流検出部５３により検出電流が充電を終了する電流値Ｉｅまで低減したかを判定し（ステップＳ２７）、低減したらリチウムイオンキャパシタ２８に対する充電制御を終了する。
また、電流検出部５３による検出電流が電流値Ｉｅまで低減していない場合には、定電圧充電の開始からの経過時間を計時している計時タイマにより、定電圧充電の充電終了時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２８）。そして、定電圧充電の開始からの経過時間が充電終了時間を経過している場合には、リチウムイオンキャパシタ２８に対する充電を終了し、定電圧充電の開始からの経過時間が充電終了時間を経過していない場合には、ステップＳ２５に処理を戻して定電圧充電を継続する。
【００５８】
また、充電経路切替回路５１では、装置側コネクタ部２６側の電圧が、０，Ｖｔ１〜Ｖｔ２，Ｖｔ３〜Ｖｔ４のいずれにも該当しない場合には（ステップＳ１９：ＮＯ）、本体制御部３０に対して充電制御エラーを示す報知信号を入力する（ステップＳ２９）。これに対して、本体制御部３０は、例えば、インジケータ２５の点滅制御等を実行して、外部に充電エラーを報知する。
【００５９】
なお、上記充電制御では、外部充電制御における目標電圧と内部充電制御における目標電圧とを同じ値であるＶｏに設定している場合を例示したが、外部充電制御と内部充電制御の双方において、リチウムイオンキャパシタ２８に対して充電時における過電圧の発生が防止可能であれば、目標電圧の値を等しく設定しなくとも良い。例えば、リチウムイオンキャパシタ２８がＶｏを超えないようにするために内部充電の目標電圧をＶｏに定めた場合には、外部充電の目標電圧はＶｏよりも低い値としても良い。
また、前述したように、外部充電の際には、配線経路が長くなることから経路抵抗により電圧降下を生じるため、外部充電時に検出された充電電圧がＶｏであっても、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧はＶｏよりも低くなることを考慮して、過電圧とならない範囲で、外部充電における目標電圧をＶｏよりも高く設定しても良い。
【００６０】
（充電システムの技術的な効果）
充電システム１では、クレードル４の内外充電切替回路４４が、リチウムイオンキャパシタ２８の検出電圧に応じて外部充電制御回路４３による充電制御を実行する経路と実行しない経路との切り替えを行い、これにより放射線画像検出装置２側の入力電圧を変化させる。その一方で、放射線画像検出装置２の充電経路切替回路５１は、クレードル４からの入力電圧の変化に応じて、内部充電制御回路５２による充電制御を実行しない経路と実行する経路との切り替えを行う。従って、簡易な回路構成により、クレードル４側の外部充電制御回路４３による充電制御と放射線画像検出装置２の内部充電制御回路５２による充電制御の切り替えを円滑に行うことが可能となる。
【００６１】
また、充電システム１では、クレードル４側に放射線画像検出装置２よりも大電流で充電を行う外部充電制御回路４３を設けたので、充電時の発熱により放射線画像検出装置２への影響を抑制すると共に、放射線画像検出装置２側により放熱効率の高い放熱手段を不要とすることができるので、放射線画像検出装置２の小型化を図ることが可能である。
また、クレードル４の外部充電制御回路４３により大きな電流値で定電流充電を行い、放射線画像検出装置２の内部充電制御回路５２によりリチウムイオンキャパシタ２８に対して経路的に近い位置から電圧検出を行いつつ充電制御を行うことから、充電時間の短縮を図りつつも目標となる電圧に正確に充電を行うことが可能である。
特に、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧検出部５４はリチウムイオンキャパシタ２８に併設する配置としたので、その電圧検出をより精度良く行うことが可能であり、充電制御もより精度良く行うことが可能である。
【００６２】
また、放射線画像検出装置２とクレードル４との間には、相互に接続可能な装置側コネクタ部２６とクレードル側コネクタ部４２とが設けられているので、リチウムイオンキャパシタ２８が放射線画像検出装置２に内蔵された状態のままで充電が行われ、放射線画像検出装置２からリチウムイオンキャパシタ２８を取り出して充電を行う場合のような煩雑性も回避することが可能である。
【００６３】
また、放射線画像検出装置２の内部充電制御回路５２は、定電流充電の後に定電圧充電に切り替えてリチウムイオンキャパシタ２８の充電を行うので、充電時間の短縮を図りつつも、リチウムイオンキャパシタ２８に対する過電圧の発生も防止することが可能である。
【００６４】
（その他）
上記充電システム１では、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧検出部５４を放射線画像検出装置２内においてリチウムイオンキャパシタ２８に併設する構成とし、これにより、経路抵抗等の影響を極力低減して、より充電制御を精密に行うこととしているが、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧検出部をクレードル４の内部、例えば、内外充電切替回路４４とクレードル出力コネクタ部４２との間にも設ける構成としても良い。
【００６５】
また、クレードル４の外部充電制御回路４３は定電流充電のみを行う構成を例示したが、内部充電制御回路５２と同様に、定電流充電を行い、リチウムイオンキャパシタ２８の電圧が予め設定された所定の目標電圧に達すると、定電圧制御に切り替える充電制御を行っても良い。その場合、外部充電制御回路４３は、定電圧制御においてリチウムイオンキャパシタ２８への充電電流が予め設定された所定の電流値に達してから、放射線画像検出装置２の内部充電制御回路５２による充電制御に切り替える構成とすることが望ましい。
【００６６】
なお、充電体を内蔵する電子機器として放射線画像検出装置２を例示したが、放射線画像検出装置は、可搬性と小型化が要求され、内部の温度上昇も低減すべき要求があるため、上記の技術的効果を有する充電システム１は特に好適であるということができる。
そして、可搬性、小型化又は内部の温度上昇回避の要求がある他の電子機器についても、上記充電システムを適用しても良い。
【００６７】
また、充電装置としては、クレードル形式のものに限らず、放射線画像検出装置２に接続可能なものであればいかなる形式の充電装置でも良い。また、例えば、前述したブッキー装置１１０のような他の用途に用いる装置にクレードル４の充電に関する構成を搭載してなる充電装置を使用しても良い。
【００６８】
また、上述した放射線画像検出装置２では、電源となる蓄電体としてリチウムイオンキャパシタ２８を搭載する場合を例示したが、蓄電体としてはこれに限らず、例えば、他の電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池のような充電可能なバッテリを使用しても良い。但し、リチウムイオンキャパシタは、充電時において温度上昇の発生が少なく、取り扱い性に優れるという利点がある。また、リチウムイオンキャパシタは、充電時において電圧の制御に正確性が要求されることから、上述のように精度の良い充電制御を行うことが可能な充電システム１の放射線画像検出装置２の電源として特に有利である。
【符号の説明】
【００６９】
１  充電システム
２  放射線画像検出装置（電子機器）
４  クレードル（充電装置）
２１  筐体
２８  リチウムイオンキャパシタ（蓄電体）
４３  外部充電制御回路（充電制御部）
４４  内外充電切替回路
５１  充電経路切替回路（切替部）
５２  内部充電制御回路（充電制御部）
５４  電圧検出部
１００  放射線画像撮影システム
【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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【図６】
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【図７】
0005728897.tif 000008
【図８】
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