(57)【要約】【課題】大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な非接触給電システムを提供する。【解決手段】受電装置に給電する非接触給電システムであって、間隙を形成して互いに対向し、電力が供給されることにより、間隙に磁界を生成する一対の磁界生成部と、一対の磁界生成部により形成された間隙に設置され、磁界生成部で生成された磁界から電磁誘導により供給された電力を受電する非接触受電部と、を有することを特徴とする非接触給電システム。【選択図】図４
2008206219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電装置に給電する非接触給電システムであって、
間隙を形成して互いに対向し、電力が供給されることにより、前記間隙に磁界を生成する一対の磁界生成部と、
前記一対の磁界生成部により形成された間隙に設置され、前記磁界生成部で生成された磁界から電磁誘導により供給された電力を受電する非接触受電部と、
を有することを特徴とする非接触給電システム。
【請求項２】
前記非接触給電システムは、
非接触受電部を備えた筐体と、
該筐体を着脱可能に保持する、前記磁界生成部を備えた筐体保持部と、
を有し、
前記磁界生成部は、前記筐体保持部に保持された筐体を挟んで互いに対向する位置に設置され、
前記非接触受電部は、前記筐体が前記筐体保持部に保持されたとき、前記一対の磁界生成部により形成された間隙に配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触給電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療診断にあっては、被写体にＸ線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されており、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として検出する放射線画像検出装置としてＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を用いた放射線画像撮影システムが開発されている。
【０００３】
この放射線画像撮影システムにあっては、システム構成の自由度を向上させる上で、撮影室に配設されたＦＰＤを所定の通信回線を介して操作するためのパーソナルコンピュータ等の所定のコンソールと接続して使用するように構成されたものが知られている。
【０００４】
また、放射線画像検出装置の運搬性・取扱い性の向上を目的としたカセッテ型放射線画像検出装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このような、カセッテ型放射線画像検出装置では充電池を内蔵しているが、充電の度に充電器を接続する必要があり操作が面倒であった。そのため、充電池をカセッテ型放射線画像検出装置から着脱自在にし、非接触充電装置を用いて充電する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、送電装置が備える１次側コイルと、受電装置が備える２次側コイルとを対向させて形成される磁気結合によって、非接触方式で電力を供給する方法が提案されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【特許文献１】特開平６−３４２０９９号公報
【特許文献２】特開２００１−２２４５７９号公報
【特許文献３】特開２００６−１４１１７０号公報
【特許文献４】特開２００５−１１０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、放射線検出装置（特に、ポータブル撮影対応のカセッテ型放射線画像検出装置）の非接触給電においては以下の制約があり、特許文献３、４のように１次コイルと２次コイルを対向させる非接触給電では十分な性能が得られなかった。
【０００７】
すなわち、放射線検出装置には放射線散乱防止のための遮蔽部材が内蔵されており、２次側コイルを設置しても磁力線の一部が遮られてしまう。同様に筐体の厚みを抑えるため遮蔽部材と２次コイルを密着させると磁力線の一部がさえぎられてしまう。そのため、特許文献３のように広範にわたる２次コイル設置を行うと、装置が大型化するなどの問題がある。
【０００８】
また、放射線検出装置の側面には、検出パネルを落下等の衝撃から保護するための緩衝材が充填されており、特許文献４のように側面で２次コイルを対向させると、十分な磁束密度が得られない場合がある。さらに、筐体の外形サイズに制限がある場合、コイル及び磁路の領域を確保するため、有効画像領域の減少を招いてしまう。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な非接触給電システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、下記構成により達成することができる。
【００１１】
１．
受電装置に給電する非接触給電システムであって、
間隙を形成して互いに対向し、電力が供給されることにより、前記間隙に磁界を生成する一対の磁界生成部と、
前記一対の磁界生成部により形成された間隙に設置され、前記磁界生成部で生成された磁界から電磁誘導により供給された電力を受電する非接触受電部と、
を有することを特徴とする非接触給電システム。
【００１２】
２．
前記非接触給電システムは、
非接触受電部を備えた筐体と、
該筐体を着脱可能に保持する、前記磁界生成部を備えた筐体保持部と、
を有し、
前記磁界生成部は、前記筐体保持部に保持された筐体を挟んで互いに対向する位置に設置され、
前記非接触受電部は、前記筐体が前記筐体保持部に保持されたとき、前記一対の磁界生成部により形成された間隙に配置されている、ことを特徴とする１に記載の非接触給電システム。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、筐体保持部に筐体が保持されたとき、非接触受電部が筐体保持部の互いに対向する一対の非接触送電部に挟まれた位置になるように設けたので、充電のための磁界が漏れたり、遮られたりすることがなく、非接触充電を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係わる放射線画像撮影システム１の概略構成を示す図である。
【００１６】
本実施形態による放射線画像撮影システム１は、Ｘ線等の放射線を用いて画像撮影を行うシステムである。図１に示すように、放射線画像撮影に関する情報を管理するサーバ２と、放射線照射に関する操作を行う放射線照射操作装置４と、がネットワーク８を通じて接続され相互に情報の送受信が可能となるように構成されている。また、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信方式による通信を行うための基地局５がネットワーク８に接続されている。また、撮影室５０を管理し撮影室５０内に設置された放射線画像検出装置６を操作するコンソール７ａ，７ｂとがネットワーク８を通じて接続され相互に情報の送受信が可能となるように構成されている。
【００１７】
放射線照射操作装置４にはケーブルを介して、寝台１２上の被写体である患者Ｓに放射線を照射する放射線管球９が接続されている。なお、撮影に用いられる放射線はＸ線に限定されないが、Ｘ線が最も好適に用いられる。撮影にＸ線を用いる場合には、前記放射線管球９としてＸ線を照射するＸ線管球が用いられる。
【００１８】
後に詳しく説明するクレードル５１は、放射線画像検出装置６の図１には図示せぬ電源部４４を充電する充電器であり、放射線画像検出装置６を保持する形状になっている。
【００１９】
コンソール７ａ，７ｂはパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、大容量記憶装置、マウス、表示部８４ａ、８４ｂなどを備える。
【００２０】
撮影者は入力操作端末１８の入力操作部２８を操作して、患者ＳのＩＤ情報など撮影に必要な情報を入力する。入力された情報は通信部２６から基地局５に送信され、コンソール７ａ、７ｂに転送される。
【００２１】
次に、図２、図３、図４を用いて本発明に係わる非接触給電システム１００について説明する。本実施形態による非接触送電システム１００は、おもに放射線画像検出装置６とクレードル５１から構成され、クレードル５１から放射線画像検出装置６の筐体６１内に設置された電源部４４を非接触で充電する。
【００２２】
なお、以下の説明において、同一の機能要素には同番号を付し、説明を省略する。
【００２３】
図２は本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１のブロック図である。図３は本発明に係わる放射線画像検出装置６の筐体６１と、第１の実施形態のクレードル５１の外観図、図４は本発明に係わる放射線画像検出装置６の筐体６１と、第１の実施形態のクレードル５１の断面図である。
【００２４】
筐体６１は本発明の筐体、クレードル５１は本発明の筐体保持部である。
【００２５】
図２のブロック図のように、放射線画像検出装置６は、例えばＦＰＤ４０、タイミングコントローラ４１、信号処理部４２、通信部４３、電源部４４、充電回路４５、非接触受電部４６から構成される。
【００２６】
放射線管球９から放射された放射線は患者Ｓを通過し、透過したＸ線はシンチレータ７７で可視光領域の蛍光に変換される。ＦＰＤ４０はマトリクス状に平面配置された図示せぬ検出素子を有する。ＦＰＤ４０の検出素子は例えばフォトダイオードなどから構成されており、各検出素子は蛍光を電気信号に変換する。各検出素子が変換した電気信号は、タイミングコントローラ４１の出力するタイミング信号に従って読み出され、所定の処理を行って画像信号として順次出力される。画像信号は信号処理部４２でデジタル値に変換されて画像データとなり、通信部４３から基地局５に送信される。
【００２７】
なお、本実施形態ではシンチレータ７７を用いる間接変換方式で説明するが、本発明は間接変換方式に限定されるものではなく、直接変換方式にも適用できる。
【００２８】
電源部４４はリチウムイオン電池などの充電可能な２次電池、または電気的二重層コンデンサなどの蓄電素子であり、放射線画像検出装置６の信号処理部４２、ＦＰＤ４０など各部に電源を供給する。非接触受電部４６は磁界から電磁誘導により供給された電力を電流に変換するコイルなどから構成され、充電回路４５は非接触受電部４６が発生した電流を整流し、例えば定電流で電源部４４を充電する。また、充電回路４５は電源部４４が所定の電圧に充電されたことを検知すると充電を中止し、過充電を防止する機能を持っている。
【００２９】
非接触受電部４６は本発明の非接触受電部である。
【００３０】
次に、クレードル５１について説明する。図２のブロック図のように、クレードル５１は、クレードル電源５３と非接触送電部５２から構成される。非接触送電部５２は、例えばコイルなどから構成される図示せぬ磁界生成部５４と、例えば鉄などから構成される図示せぬコア５５などから構成されている。クレードル電源５３は商用電源をスイッチングして高周波の交流電圧を発生し、非接触送電部５２の磁界生成部５４に印加する公知の回路である。
【００３１】
放射線画像検出装置６を充電するときは、図３の矢印の方向に放射線画像検出装置６の筐体６１をクレードル５１に設けられた凹部に挿入する。クレードル５１の凹部は筐体６１が着脱可能に保持できる寸法で設けられている。
【００３２】
図４は筐体６１が挿入され、筐体６１が第１の実施形態のクレードル５１に保持された状態の断面図である。
【００３３】
磁界生成部５４は、クレードル５１の内部に放射線画像検出装置６の筐体６１を挟むように対向して設けられ、クレードル５１が筐体６１を保持すると、磁界生成部５４で発生した磁束が非接触受電部４６を貫くように配置されている。したがって、磁界生成部５４と非接触受電部４６は磁界生成部５４を１次側のコイル、非接触受電部４６を２次側のコイルとするトランスを構成する。磁界生成部５４は、本発明の磁界生成部である。
【００３４】
このように、１次側のコイルである磁界生成部５４が対向して設けられているので、磁束は外部に漏れることなく２次側のコイルである非接触受電部４６を通過し、効率よく２次側のコイルに電力を発生させることができる。また、磁界が漏れて他の検査機器や、診療機器に悪影響を及ぼす可能性が少ない。さらに、磁界生成部５４がクレードル５１に内蔵されているので、磁界が漏れるおそれは非常に少なく、また磁界生成部５４が発生する熱も外部に伝わりにくい。
【００３５】
図５は放射線画像検出装置６の充電回路４５の概略構成を示す回路図である。
【００３６】
充電回路４５は例えば整流器３２、平滑用コンデンサ３３、コイル３４、充電制御回路３５などから構成される。図４のように筐体６１がクレードル５１に収納すると、１次側のコイルである磁界生成部５４と２次側コイルである非接触受電部４６が磁気結合し、非接触受電部４６の両端に交流電圧が誘起される。誘起された交流電圧は整流器３２と平滑用コンデンサ３３、コイル３４により平滑化される。充電制御回路３５は平滑化された電圧を利用して電源部４４を充電する。
【００３７】
図６は磁界生成部５４と非接触受電部４６が磁気結合する状態を説明するための概念図である。
【００３８】
クレードル５１の内部にはクレードル電源５３と、コア５５と磁界生成部５４ａ、５４ｂから構成される非接触送電部５２を備える。
【００３９】
コア５５は例えばパーマロイ系の磁性材料から成り、図６のようにクレードル５１に挿入された放射線画像検出装置６の非接触受電部４６を挟む部分が空隙になっている。
【００４０】
コア５５の非接触受電部４６を挟む両側部分には、対向して磁界生成部５４ａ、５４ｂが配置されている。磁界生成部５４ａ、５４ｂは例えばコイルであり、コア５５に巻き付けられている。また、磁界生成部５４ａ、５４ｂは、それぞれクレードル電源５３に接続されていて、交流電圧が印加される。
【００４１】
図６の矢印は磁界生成部５４ａ、５４ｂが発生した磁束が形成する磁路を示している。磁界生成部５４ａ、５４ｂが発生した磁束は、コア５５に設けられた空隙に挿入された非接触受電部４６を通過し、コア５５内を通って閉じた磁路を形成する。このように閉じた磁路を形成するので、漏れ磁束が少なく効率よく２次側の非接触受電部４６に電圧を発生することができる。
【００４２】
なお、磁界生成部５４ａ、５４ｂに印加されるのは交流電圧であり、矢印の示す磁束の方向は交流電圧の周波数に応じて反転する。
【００４３】
図７は本発明に係わる放射線画像検出装置６の構造を説明するための概略図である。図７（ａ）は放射線画像検出装置６の放射線管球９に対向する面側の平面図であり、内部構造の説明のためＦＰＤ４０などを覆う筐体６１の一部を除いた状態を図示している。
【００４４】
図７に示すＸＹＺ３次元直交座標系を適宜用いて、方向および向きを示すこととする。ここで、Ｚ軸方向は放射線画像検出装置６の厚み方向であり、Ｚ軸正方向は放射線管球９の配置されている方向であり、Ｚ軸負方向に放射線が照射される。
【００４５】
放射線画像検出装置６の筐体６１の周囲は、ゴム等の材料から成る緩衝部材８１で構成されている。ＦＰＤ４０は緩衝部材８１の内側に配置され、ＦＰＤ４０と緩衝部材８１の隙間部分にはＦＰＤ４０と回路基板３６とを結ぶＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）３９が配置されている。回路基板３６はタイミングコントローラ４１、信号処理部４２、通信部４３、電源部４４、充電回路４５などを搭載した基板である。
【００４６】
図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ、Ａで示す部分の断面図である。
【００４７】
図７（ｂ）のように、ＦＰＤ４０の背面（Ｚ軸負方向）には放射線管球９から放射される放射線がＦＰＤ４０を透過して信号処理部４２などが誤動作を起こさないように鉛シート３７を配置し、放射線を遮蔽している。回路基板３６と、図７（ｂ）には図示せぬ電源部４４は、鉛シート３７の下に配置されている。
【００４８】
ＦＰＣ３９は、図７（ｂ）のように折り曲げ角度が急にならないようにしてＦＰＤ４０と回路基板３６を結線している。非接触受電部４６は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、充電用の磁束を遮る鉛シート３７に覆われない位置の、ＦＰＤ４０の隙間部分に配置されている。放射線画像検出装置６をクレードル５１に挿入すると、クレードル５１で発生した充電用の磁束は放射線画像検出装置６のＺ軸方向を貫き、非接触受電部４６に電圧を誘起する。
【００４９】
このように非接触受電部４６を配置すると、クレードル５１で発生した充電用の磁束によって受電できるので、放射線画像検出装置６の放射線の遮蔽性能低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電を行うことができる。また、緩衝部材８１が放射線画像検出装置６に設けられていても非接触受電部４６を配置できるので、放射線画像検出装置６の大型化や耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電を行うことができる。
【００５０】
さらに、非接触充電により発熱する非接触受電部４６を、熱に比較的弱いメモリ、制御回路等の搭載された回路基板３６から隔離された位置に配置できるので、メモリ、制御回路等への熱対策の自由度が上げることができる。さらに、発熱対策（変形、熱伝導）も、非接触受電部４６の周辺だけに施せばよく、耐熱材料の節約、設計の自由度向上を実現できる。また、筐体を薄く設計できる利点がある。
【００５１】
次に、２つの筐体６１を保持可能な第２の実施形態のクレードル５１について説明する。
【００５２】
図８は筐体６１ａ、６１ｂが挿入され、筐体６１ａ、６１ｂが第２の実施形態のクレードル５１に保持された状態の断面図である。
【００５３】
第２の実施形態のクレードル５１には、２つの凹部が設けられ２つの筐体６１ａ、６１ｂを保持することができる。磁界生成部５４ａ、５４ｂは、クレードル５１の内部に放射線画像検出装置６の筐体６１ａ、６１ｂをそれぞれ挟むように対向して設けられている。
【００５４】
クレードル５１が筐体６１ａ、６１ｂを保持すると、磁界生成部５４ａ、５４ｂで発生した磁束が非接触受電部４６ａ、４６ｂをそれぞれ貫くように配置されている。磁界生成部５４ａと磁界生成部５４ｂの間には磁気遮蔽板１０１が設けられており、磁界生成部５４ａと磁界生成部５４ｂの間に磁束が漏れないようにしている。
【００５５】
このように第２の実施形態では２つの放射線画像検出装置６に同時に給電することができる。また、本実施形態では２つの放射線画像検出装置６に同時に給電する例を説明したが、同様の構成でさらに多くの放射線画像検出装置６に同時に給電することもできる。
【００５６】
以上このように、本発明によれば、大型化や放射線の遮蔽性能低下、耐衝撃性低下を伴うことなく、効率のよい非接触充電が可能な非接触給電システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係わる放射線画像撮影システム１の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係わる放射線画像検出装置６とクレードル５１のブロック図である。
【図３】本発明に係わる放射線画像検出装置６と第１の実施形態のクレードル５１の外観図である。
【図４】本発明に係わる放射線画像検出装置６と第１の実施形態のクレードル５１の断面図である。
【図５】放射線画像検出装置６の充電回路４５の概略構成を示す回路図である。
【図６】磁界生成部５４と非接触受電部４６が磁気結合する状態を説明するための概念図である。
【図７】本発明に係わる放射線画像検出装置６の構造を説明するための概略図である。
【図８】本発明に係わる放射線画像検出装置６と第２の実施形態のクレードル５１の断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  放射線画像撮影システム
２  サーバ
３  放射線画像撮影装置
４  放射線照射操作装置
６  放射線画像検出装置
７  コンソール
８  ネットワーク
４０  ＦＰＤ
４１  タイミングコントローラ
４２  信号処理部
４３  通信部
４４  電源部
４５  充電回路
４６  非接触受電部
５１  クレードル
５２  非接触送電部
５３  クレードル電源
５４  磁界生成部
５５  コア
６１  筐体
【図１】
2008206219.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008206219.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008206219.tif 000008
【図７】
2008206219.tif 000009
【図８】
2008206219.tif 000010