(57)【要約】【課題】可搬型超音波診断装置におけるバッテリーの劣化を抑える。【解決手段】超音波の送受信時に大きな電力を要する回路部を含む第１回路ブロックと前記第１回路ブロックに含まれない回路からなる第２回路ブロックとにブロック分けし、バッテリーから前記第２回路ブロックに電力を供給し、前記バッテリーにより充電される電力蓄積部から前記第１回路ブロックに電力を供給する。【効果】電力蓄積部から第１回路ブロックに流れる電流は超音波の送受信時と休止時で大きく変化するが、バッテリーから電力蓄積部へ流れる電流は大きく変化しないので、バッテリーに大きな電流が流れることを回避でき、バッテリーの劣化を抑えることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波の送受信時に大きな電力を要する回路部を含む第１回路ブロックと前記第１回路ブロックに含まれない回路からなる第２回路ブロックとにブロック分けし、バッテリーから前記第２回路ブロックに電力を供給し、前記バッテリーにより充電される電力蓄積部から前記第１回路ブロックに電力を供給することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項２】
請求項１に記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記第１回路ブロックは、超音波探触子を駆動する送受信部を含むことを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記第２回路ブロックは、超音波画像を表示する画像表示部を含むことを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記バッテリーは、充電電池であることを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記電力蓄積部は、バッテリー電圧以上の電圧を出力することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記電力蓄積部は、パルス的にオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンの時に前記バッテリーから供給される電流が流れて電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、前記スイッチング素子がオフの時に前記インダクタンスから供給される電流が流れて電力を蓄積するコンデンサと、前記コンデンサから電流が逆流するのを防止するダイオードを具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項７】
請求項６に記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記スイッチング素子のオン／オフの比を変えることにより前記コンデンサへの充電電流を調節する充電電流調節回路を具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の超音波診断装置の電力供給方法において、前記コンデンサの電圧が上限設定値を越えないように制限するコンデンサ電圧制限回路を具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法。
【請求項９】
超音波の送受信時に大きな電力を要する回路部を含む第１回路ブロックと、前記第１回路ブロックに含まれない回路からなる第２回路ブロックと、前記第２回路ブロックに電力を供給するバッテリーと、前記バッテリーにより充電されると共に前記第１回路ブロックに電力を供給する電力蓄積部とを具備したことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の超音波診断装置において、前記第１回路ブロックは、超音波探触子を駆動する送受信部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の超音波診断装置において、前記第２回路ブロックは、超音波画像を表示する画像表示部を含むことを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記バッテリーは、充電電池であることを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１２のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記電力蓄積部は、バッテリー電圧以上の電圧を出力することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれかに記載の超音波診断装置において、前記電力蓄積部は、パルス的にオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンの時に前記バッテリーから供給される電流が流れて電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、前記スイッチング素子がオフの時に前記インダクタンスから供給される電流が流れて電力を蓄積するコンデンサと、前記コンデンサから電流が逆流するのを防止するダイオードを具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の超音波診断装置において、前記スイッチング素子のオン／オフの比を変えることにより前記コンデンサへの充電電流を調節する充電電流調節回路を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【請求項１６】
請求項１４または請求項１５に記載の超音波診断装置において、前記コンデンサの電圧が上限設定値を越えないように制限するコンデンサ電圧制限回路を具備することを特徴とする超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置の電力供給方法および超音波診断装置に関し、さらに詳しくは、バッテリーの劣化を抑えることが出来る超音波診断装置の電力供給方法および超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バッテリーから回路への電力供給方法を工夫してバッテリーの電力の消耗を抑えるようにした超音波診断装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００４−５００１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
超音波診断装置では、超音波の送受信と休止とが数十〜数百ｍｓ間隔で繰り返されており、休止時にはバッテリーにそれほど大きな電流は流れないが、送受信時にはバッテリーに大きな電流が流れる。ところが、バッテリーは、大きな電流が流れると劣化が促進されてしまう。
上記従来の超音波診断装置でも、送受信時にはバッテリーに大きな電流が流れ、バッテリーの劣化が促進されてしまう問題点がある。
そこで、本発明の目的は、バッテリーの劣化を抑えることが出来る超音波診断装置の電力供給方法および超音波診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、超音波の送受信時に大きな電力を要する回路部を含む第１回路ブロックと前記第１回路ブロックに含まれない回路からなる第２回路ブロックとにブロック分けし、バッテリーから前記第２回路ブロックに電力を供給し、前記バッテリーにより充電される電力蓄積部から前記第１回路ブロックに電力を供給することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第１の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、バッテリーにより電力蓄積部に充電し、電力蓄積部から第１回路ブロックに電力を供給する。第１回路ブロックへの電流は超音波の送受信時には大きくなるが、電力蓄積部に蓄積した電力を供給できるため、バッテリーに大きな電流が流れることはない。また、第１回路ブロックへの電流は休止時には小さくなるので、送受信時に消耗した電力をバッテリーから電力蓄積部に補充すればよい。これにより、電力蓄積部から第１回路ブロックに流れる電流は超音波の送受信時と休止時で大きく変化するが、バッテリーから電力蓄積部へ流れる電流は大きく変化しない。他方、バッテリーから第２回路ブロックに電力を供給するが、この第２回路ブロックへの電流は超音波の送受信時でも休止時でもほとんど変わらない。結局、バッテリーに大きな電流が流れることを回避できるため、バッテリーの劣化を抑えることが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記第１回路ブロックは、超音波探触子を駆動する送受信部を含むことを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第２の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、超音波の送受信時と休止時で電流が大きく変化する送受信部には電力蓄積部から電力を供給することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、前記第１または前記第２の観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記第２回路ブロックは、超音波画像を表示する画像表示部を含むことを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第３の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、超音波の送受信時と休止時で電流が大きく変化しない画像表示部にはバッテリーから電力を供給することが出来る。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記バッテリーは、充電電池であることを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第４の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、バッテリーを充電することで電力を補給することが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、前記第１から前記第４のいずれかの観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記電力蓄積部は、バッテリー電圧以上の電圧を出力することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第５の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、バッテリー電圧以上の電圧を第１回路ブロックへ供給することが出来る。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、前記第１から前記第５のいずれかの観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記電力蓄積部は、パルス的にオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンの時に前記バッテリーから供給される電流が流れて電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、前記スイッチング素子がオフの時に前記インダクタンスから供給される電流が流れて電力を蓄積するコンデンサと、前記コンデンサから電流が逆流するのを防止するダイオードを具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第６の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、バッテリー電圧以上の電圧をコンデンサから第１回路ブロックへ出力することが出来る。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、前記第６の観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記スイッチング素子のオン／オフの比を変えることにより前記コンデンサへの充電電流を調節する充電電流調節回路を具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第７の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、コンデンサから第１回路ブロックへ出力する電圧を調節することが出来る。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、前記第６または前記第７の観点による超音波診断装置の電力供給方法において、前記コンデンサの電圧が上限設定値を越えないように制限するコンデンサ電圧制限回路を具備することを特徴とする超音波診断装置の電力供給方法を提供する。
上記第８の観点による超音波診断装置の電力供給方法では、コンデンサから第１回路ブロックへ出力する電圧の上限を制限することが出来る。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、超音波の送受信時に大きな電力を要する回路部を含む第１回路ブロックと、前記第１回路ブロックに含まれない回路からなる第２回路ブロックと、前記第２回路ブロックに電力を供給するバッテリーと、前記バッテリーにより充電されると共に前記第１回路ブロックに電力を供給する電力蓄積部とを具備したことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第９の観点による超音波診断装置では、バッテリーにより電力蓄積部に充電し、電力蓄積部から第１回路ブロックに電力を供給する。第１回路ブロックへの電流は超音波の送受信時には大きくなるが、電力蓄積部に蓄積した電力を供給できるため、バッテリーに大きな電流が流れることはない。また、第１回路ブロックへの電流は休止時には小さくなるので、送受信時に消耗した電力をバッテリーから電力蓄積部に補充すればよい。これにより、電力蓄積部から第１回路ブロックに流れる電流は超音波の送受信時と休止時で大きく変化するが、バッテリーから電力蓄積部へ流れる電流は大きく変化しない。他方、バッテリーから第２回路ブロックに電力を供給するが、この第２回路ブロックへの電流は超音波の送受信時でも休止時でもほとんど変わらない。結局、バッテリーに大きな電流が流れることを回避できるため、バッテリーの劣化を抑えることが出来る。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、前記第９の観点による超音波診断装置において、前記第１回路ブロックは、超音波探触子を駆動する送受信部を含むことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１０の観点による超音波診断装置では、超音波の送受信時と休止時で電流が大きく変化する送受信部には電力蓄積部から電力を供給することが出来る。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、前記第９または前記第１０の観点による超音波診断装置において、前記第２回路ブロックは、超音波画像を表示する画像表示部を含むことを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１１の観点による超音波診断装置では、超音波の送受信時と休止時で電流が大きく変化しない画像表示部にはバッテリーから電力を供給することが出来る。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、前記第９から前記第１１のいずれかの観点による超音波診断装置において、前記バッテリーは、充電電池であることを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１２の観点による超音波診断装置では、バッテリーを充電することで電力を補給することが出来る。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、前記第９から前記第１２のいずれかの観点による超音波診断装置において、前記電力蓄積部は、バッテリー電圧以上の電圧を出力することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１３の観点による超音波診断装置では、バッテリー電圧以上の電圧を第１回路ブロックへ供給することが出来る。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、前記第９から前記第１３のいずれかの観点による超音波診断装置において、前記電力蓄積部は、パルス的にオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子がオンの時に前記バッテリーから供給される電流が流れて電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、前記スイッチング素子がオフの時に前記インダクタンスから供給される電流が流れて電力を蓄積するコンデンサと、前記コンデンサから電流が逆流するのを防止するダイオードを具備することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１４の観点による超音波診断装置では、バッテリー電圧以上の電圧をコンデンサから第１回路ブロックへ出力することが出来る。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、前記第１４の観点による超音波診断装置において、前記スイッチング素子のオン／オフの比を変えることにより前記コンデンサへの充電電流を調節する充電電流調節回路を具備することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第１５の観点による超音波診断装置では、コンデンサから第１回路ブロックへ出力する電圧を調節することが出来る。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、前記第１４または前記第１５の観点による超音波診断装置において、前記コンデンサの電圧が上限設定値を越えないように制限するコンデンサ電圧制限回路を具備することを特徴とする超音波診断装置を提供する。
上記第８の観点による超音波診断装置では、コンデンサから第１回路ブロックへ出力する電圧の上限を制限することが出来る。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の超音波診断装置の電力供給方法および超音波診断装置によれば、バッテリーに大きな電流が流れることを回避できるため、バッテリーの劣化を抑えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、実施例１に係る超音波診断装置１００の構成説明図である。
この超音波診断装置１００は、超音波探触子１と、超音波探触子１を駆動して被検体内を超音波ビームで走査する送受信部２と、超音波画像を生成する画像生成部３と、超音波画像などを表示する画像表示部４と、操作者が指示やデータを与えるための操作部５と、超音波画像などを記録する記録部６と、全体を制御する制御部７と、バッテリー８と、バッテリー８から供給された電力を蓄積する電力蓄積部１０とを具備している。
【００２３】
超音波の送受信時に大きな電力を要する超音波探触子１および送受信部２からなる第１回路ブロックＢ１には、電力蓄積部１０から電圧Ｖｂで電力が供給される。
第１回路ブロックＢ１に属さない画像生成部３や画像表示部４などからなる第２回路ブロックＢ１には、バッテリー８から電圧Ｖａで電力が供給される。
【００２４】
図２は、実施例１に係る電力蓄積部１０を示す回路図である。
電力蓄積部１０は、パルス的にオン／オフするスイッチング素子１１と、スイッチング素子１１がオンの時にバッテリー８から供給される電流が流れて電磁エネルギーを蓄積するインダクタンス１２と、スイッチング素子１１がオフの時にインダクタンス１１から供給される電流が流れて電力を蓄積するコンデンサ１３と、コンデンサ１３から電流が逆流するのを防止するダイオード１４とを具備している。
【００２５】
また、電力蓄積部１０は、操作者が予め設定した上限設定値Ｖｓとコンデンサ１３の出力電圧Ｖｂの差分Δ＝Ｖｓ−Ｖｂを出力する差分増幅器１５ａと、差分Δが大きいほど出力電圧Ｖｃを高くする充電電流調節回路１６と、鋸歯状波電圧Ｖｄを発生する鋸歯状波発生回路１７と、充電電流調節回路１６の出力電圧Ｖｃが鋸歯状波電圧Ｖｄより高い時は「Ｈ」を出力しそうでない時は「Ｌ」を出力する比較器１８と、比較器１８の出力が「Ｈ」のときはスイッチング素子１１を「オン」に比較器１８の出力が「Ｌ」のときはスイッチング素子１１を「オフ」にする反転ＭＯＳドライバー１９とを具備している。
【００２６】
さらに、電力蓄積部１０は、出力電圧Ｖｂが上昇してきて上限設定値Ｖｓに一致すると「Ｌ」から「Ｈ」を出力を反転し出力電圧Ｖｂが降下してきて上限設定値Ｖｓより少し低い電圧に一致すると「Ｈ」から「Ｌ」に出力を反転するヒステリシス付き比較器１５ｂと、ヒステリシス付き比較器１５ｂの出力が「Ｌ」か又は操作者の指示により入力される停止指令ｋが「Ｌ」のときに出力「Ｌ」を鋸歯状波発生回路１７に入力しそうでないときは出力「Ｈ」を鋸歯状波発生回路１７に入力するＡＮＤ回路２０とを具備している。
【００２７】
鋸歯状波発生回路１７は、ＡＮＤ回路２０から「Ｈ」を入力されている間は鋸歯状波電圧Ｖｄを出力するが、ＡＮＤ回路２０から「Ｌ」を入力されている間は鋸歯状波でなく鋸歯状波電圧Ｖｄの最高値の一定電圧を出力する。
【００２８】
図３は、コンデンサ１３の充電能力が第１回路ブロックＢ１の負荷に対して適正な場合のコンデンサ１３の出力電圧Ｖｂの変化を示す波形図である。
超音波の送受信の休止中は、第１回路ブロックＢ１の負荷が小さく、第１回路ブロックＢ１の需要よりも充電能力が上回るため、出力電圧Ｖｂは上昇してゆく。
超音波の送受信が始まると、第１回路ブロックＢ１の負荷が大きくなり、第１回路ブロックＢ１の需要よりも充電能力が下回るため、出力電圧Ｖｂは下降してゆく。
コンデンサ１３の充電能力が第１回路ブロックＢ１の負荷に対して適正な場合は、コンデンサ１３の出力電圧Ｖｂは、常にバッテリー８の電圧Ｖａよりも高く且つ上限設定値Ｖｓよりも低くなる。
【００２９】
図４は、コンデンサ１３の充電能力が第１回路ブロックＢ１の負荷に対して過剰な場合のコンデンサ１３の出力電圧Ｖｂの変化を示す波形図である。
超音波の送受信の休止中は、第１回路ブロックＢ１の負荷が小さく、第１回路ブロックＢ１の需要よりも充電能力が上回るため、出力電圧Ｖｂは上昇してゆく。そして、上限設定値Ｖｓに達すると、鋸歯状波発生回路１７の出力が鋸歯状波電圧Ｖｄの最高値の一定電圧になってしまうため、それ以上は充電されない。
【００３０】
図５は、コンデンサ１３の充電能力が第１回路ブロックＢ１の負荷に対して不足する場合のコンデンサ１３の出力電圧Ｖｂの変化を示す波形図である。
超音波の送受信が始まると、第１回路ブロックＢ１の負荷が大きくなり、第１回路ブロックＢ１の需要よりも充電能力が下回るため、出力電圧Ｖｂは下降してゆく。そして、バッテリー８の電圧Ｖａまで下がるとバッテリー８から電力が供給されるようになる。
【００３１】
実施例１の超音波診断装置１００によれば、電力蓄積部１０から第１回路ブロックＢ１に流れる電流は超音波の送受信時と休止時で大きく変化するが、バッテリー８から電力蓄積部１０へ流れる電流は大きく変化しない。他方、バッテリー８から第２回路ブロックＢ２に電力を供給するが、この第２回路ブロックＢ２への電流は超音波の送受信時でも休止時でもほとんど変わらない。結局、バッテリー８に大きな電流が流れることを回避できるため、バッテリー８の劣化を抑えることが出来る。
なお、図３の場合が最も好ましいが、図４や図５の場合でも一定の効果がある。
【実施例２】
【００３２】
実施例１ではブーストアップ回路を用いて電力蓄積部１０を構成したが、バック又はシンクロナスバックコンバータによって電力蓄積部１０を構成してもよい。また、デジタル処理を行うＤＳＰ等を用いて電力蓄積部１０を構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の超音波診断装置の電力供給方法および超音波診断装置は、バッテリー駆動の可搬型超音波診断装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１に係る超音波診断装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例１に係る電力蓄積部を示す回路図である。
【図３】電力蓄積能力が第１回路ブロックの負荷に対して適正な場合の出力電圧の変化を示す波形図である。
【図４】電力蓄積能力が第１回路ブロックの負荷に対して過剰な場合の出力電圧の変化を示す波形図である。
【図５】電力蓄積能力が第１回路ブロックの負荷に対して不足する場合の出力電圧の変化を示す波形図である。
【符号の説明】
【００３５】
１                  超音波探触子
２                  送受信部
３                  画像生成部
４                  画像表示部
７                  制御部
１０                電力蓄積部
１１                スイッチング素子
１２                インダクタンス
１３                コンデンサ
１４                ダイオード
１６                充電電流調節回路
１００              超音波診断装置
【図１】
2008206885.tif 000003
【図２】
2008206885.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008206885.tif 000006
【図５】
2008206885.tif 000007