(57)【要約】【課題】  イメージングシステムにおけるインテリジェント電力管理及び制御を提供する。【解決手段】  動的電力管理システム（１００）は、電力入力（１０５）と、イメージングシステムの電流及び／又は電力を計測するための計測ユニット（１２０−１２４）と、構成要素間で利用可能な電力を配分する電力管理コントローラ（１１０）とを含む。電力管理コントローラにより、構成要素が使用する電流に基づいて、バッテリーを最大速度で充電することができる。本システムは、電流消費量が特定の限界を超える時を検出するリミットセンサや、メージングシステムの構成要素に送られる電力量を制御するスイッチングユニット（１３０−１３３）を含むことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングシステムの電流を計測するための計測ユニット（１２０−１２４）と、
中核システム機能用に前記イメージングシステムへ電力を供給するメインシステム電源（１４０）と、
イメージングに使用されるバッテリーを再充電する充電装置（１５０）と、
前記計測ユニット（１２０−１２４）からの電流計測値に基づいて、前記メインシステム電源（１４０）と前記充電装置（１５０）との間で電力を配分する電力コントローラ（１１０）と、
を含む適応電力管理システム（１００）。
【請求項２】
前記電力コントローラ（１１０）が電力限界以内で電力を動的に配分することを特徴とする請求項１に記載のシステム（１００）。
【請求項３】
イメージングシステムで動的に電力を管理する方法（２００）であって、
前記イメージングシステムの電流入力を計測する段階（２２０）と、
前記イメージングシステムのシステム構成及び入力電流に基づいて、前記イメージングシステムの電力を配分する段階（２４０）と、
を含む方法（２００）。
【請求項４】
前記配分する段階が、システム使用量に基づいて動的に電力を配分する段階（２４０）を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法（２００）。
【請求項５】
構成の変化に基づいて前記イメージングシステムの電力を再配分する段階（２６０）を更に含む請求項３に記載の方法（２００）。
【請求項６】
利用可能な電力を充電装置へ配分する段階（２４０）を更に含む請求項３に記載の方法（２００）。
【請求項７】
基本的なイメージングシステム機能のための少なくとも最小レベルの電力を維持する段階を更に含む請求項３に記載の方法（２００）。
【請求項８】
前記イメージングシステムの構成要素によって消費される電流量を制御する段階（２５０）を更に含む請求項３に記載の方法（２００）。
【請求項９】
イメージングシステムのための電力管理システム（１００）であって、
前記イメージングシステムへ電力を供給する電力入力（１０５）と、
前記イメージングシステムの電流を計測する少なくとも１つの計測ユニット（１２０−１２４）と、
前記イメージングシステムの構成要素間で利用可能な電力を配分する電力管理コントローラ（１１０）と、
を含む電力管理システム（１００）。
【請求項１０】
前記電力管理コントローラ（１１０）により、前記イメージングシステム用バッテリーが前記イメージングシステムの構成要素による消費電流に基づいて最大速度で充電することが可能となることを特徴とする請求項９に記載のシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に電力管理に関する。具体的には、本発明は、イメージングシステムにおけるインテリジェント電力管理及び制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線イメージングシステムなどのイメージングシステムは、例えば、光線、波動、粒子、及び放射線の放射によって画像を生成する。多くのイメージングシステムでは、バッテリーなどの電源によって放射が促進される。Ｘ線システムでは、例えば、バッテリー電源を使用してＸ線を発生させる。Ｘ線が発生すると、バッテリーが消耗する。従って、バッテリーはイメージングシステムによって再充電されて継続的なイメージングが可能となる。
【０００３】
現在のイメージングシステムは、最悪状況の電流及び／又は電力消費量に基づいて充電装置への電力を割り当てる。即ち、メインシステム電源と他の全てのシステム構成要素へ最大電流が配分されることを想定して、充電装置へ電力を送電する。現在のイメージングシステムでの電流及び／又は電力配分は、静的な配分である。バッテリー電流及びバッテリー再充電速度に関する限界は、生成可能な画像の数を制限する。
【０００４】
しかしながら、電流及び／又は電力消費量は、用途と持続時間によって変わる。例えば、プリンタはアイドル時よりも印刷時により多くの電力を消費する。モータによって消費される電流は、モータの用途及び使用法によって変わる。従って、電力消費量の変化に適応するシステムが非常に望ましいものとなる。
【０００５】
電源コードは、例えば、定格容量が１５又は２０アンペアで、１１０ボルト又は１２０ボルトなどの定格電圧とすることができる。例えば、標準的な壁コンセントは、１５アンペアで１２０ボルトの定格である。定格容量以内の電力消費量を維持することが望ましい。しかしながら、幾つかのシステムでは、静的電力配分に基づくと、１２０ボルトで１５アンペア又は２０アンペアサービスで利用可能な動作電力より多くを必要とする。従って、コードの定格容量以内に電力消費量を管理するシステムが強く望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、イメージングシステムの電力管理の改良に対するニーズが存在する。使用量及び利用度に基づいてシステムの電力を動的に配分するシステム及び方法が強く望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特定の実施形態は、イメージングシステムの電流及び電力を動的に管理する方法及びシステムを提供する。特定の実施形態は、複数のイメージングシステム及び画像診断装置と共に使用することができる。特定の実施形態では、適応電力システムは、イメージングシステムの電流及び／又は電圧を計測するための計測ユニットと、中核システム機能用にイメージングシステムへ電力を供給するメインシステム電源と、イメージングに使用されるバッテリーを再充電する充電装置と、計測ユニットからの電力計測に基づいてメインシステム電源と充電装置との間で電力を配分する電力コントローラとを含む。
【０００８】
１つの実施形態において、計測ユニットは、イメージングシステムの複数のポイントにおける電流及び／又は電圧を計測する。電力コントローラは、メインシステム電源が配分された後、残りの電力を充電装置へ配分することが可能である。また、本システムは、イメージングシステムの付加的な機能を提供する少なくとも１つの構成要素を含むことができる。電力コントローラは、電力を構成要素間に配分することができる。電力コントローラは、電流限界、電圧限界、及び／又は電力限界内で動的に電力を配分することができる。
【０００９】
特定の実施形態では、本方法は、イメージングシステムで電流入力及び／又は電圧入力を計測する段階と、イメージングシステムのシステム構成及び入力電流に基づいてイメージングシステムの電力を配分する段階とを含む。また、本方法は、イメージングシステムの複数の位置での電流及び／又は電圧を計測する段階を含むことができる。本方法はまた、即時のシステム電力使用量に基づいて電力を動的に配分する段階を含むことができる。電力は、構成の変化及び／又は予め定められた限界を超える電流消費量に基づいて再配分することができる。残りの電流は充電装置に配分することができる。１つの実施形態において、本方法は、基本イメージングシステム機能に対する少なくとも最小レベルの電力を維持する段階を含む。また、本方法は、イメージングシステムの構成要素によって消費される電流量を制御する段階を含むことができる。
【００１０】
特定の実施形態では、イメージングシステムの電力管理システムは、イメージングシステムへ電力を供給する電力入力と、イメージングシステムの電流及び／又は電圧を計測する少なくとも１つの計測ユニットと、イメージングシステムの構成要素間で利用可能な電力を配分する電力管理コントローラとを含む。電力管理コントローラにより、イメージングシステム用バッテリーが、イメージングシステムの構成要素による消費電流量に基づいて最大速度で充電することが可能になる。計測ユニットは、イメージングシステムに供給される電力の電圧及び電流を計測することができる。電力管理コントローラは、イメージングシステムの構成要素によって消費される電流を制御することができる。本システムはまた、電流及び／又は電圧使用量が、特定の電力限界を超えた時を検出するリミットセンサを含むことができる。更に本システムは、電力管理コントローラによって制御される少なくとも１つのスイッチングユニットを含むことができる。スイッチングユニットは、イメージングシステムの構成要素に送られる電力量を制御する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述の発明の開示、並びに本発明の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むとより良く理解されることになる。本発明を例証する目的のために、図面において特定の実施形態を示す。しかしながら、本発明は、添付の図面に示された構成及び手段に限定されるものではない点を理解されたい。
【００１２】
本発明の特定の実施形態は、Ｘ線、超音波、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）、磁気共鳴（ＭＲ）、電子ビーム断層撮影（ＥＢＴ）、陽子放射断層撮影（ＰＥＴ）、及び単一光子放射コンピュータ断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のイメージングシステムなどといった種々のイメージングシステムと共に使用することができる。特定の実施形態は、可搬式及び／又は固定式のイメージングシステムと共に使用することができる。特定の実施形態は、医療分野並びに、例えば工業及びセキュリティ分野での用途がある。特定の実施形態は、例証としてのみの目的で可搬式Ｘ線イメージングシステムの関連において説明される。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に従って使用される適応電力管理システム１００を備えた可搬式Ｘ線システムを示す。本システム１００は、電力入力１０５と、インテリジェント電力コントローラ１１０と、計測ユニット１２０−１２４と、スイッチングユニット１３０−１３３と、メインシステム電源１４０と、充電装置１５０と、コンピュータ１６０、モータ１７０、及びプリンタ１８０などの他の構成要素とを含む。計測ユニット１２０−１２４は、インテリジェント電力コントローラ１１０へデータを送信する。電力コントローラ１１０は、充電装置１５０、コンピュータ１６０、モータ１７０、プリンタ１８０などの構成要素に電流を送るスイッチングユニット１３０−１３３を制御する。
【００１４】
電力コントローラ１１０は、例えば、汎用（汎用コンピュータなどの）又は専用のハードウエア内に実装しても良く、又はソフトウエア内に実装しても良い。電力コントローラ１１０は、電流及び／又は電圧計測値に基づいて、電力入力１０５からの電流をシステム１００の構成要素に配分する。電力コントローラ１１０は、システム１００の構成要素に付随する計測ユニット１２０−１２４から電圧情報及び／又は電流情報を受け取る。電力コントローラ１１０は、計測情報に基づいて電流配分を決定する。計測情報に基づいて、電力コントローラ１１０は、スイッチングユニット１３０−１３３を制御して電流を供給する。
【００１５】
計測ユニット１２０−１２４は、電流消費量を求めるために、システム１００における種々のポイントで電流及び／又は電圧を計測する。１つの実施形態におおいて、計測ユニット１２０−１２４は、システム１００の各構成要素に配置されている。別の実施形態においては、電力入力１０５の位置で電流及び電圧を計測しても良い。
【００１６】
１つの実施形態において、計測ユニット１２０−１２４は、二乗平均平方根（ＲＭＳ）計測装置を含む。ＲＭＳ計測装置は、電流及び／又は電圧を計測する。１つの実施形態において、電流と電圧は必ずしも互いに同位相ではないことから、ＲＭＳ計測装置は、電流及び／又は電圧を計測する。更に、ＲＭＳ計測装置は、１２０ＶＡＣ入力電圧が低下すると消費電流が増大することから、電流及び／又は電圧を計測することができる。１つの実施形態において、電圧は一定であり、電流は構成要素の使用に応じて「オン」又は「オフ」である。実際の電力負荷は、例えば、壁のコンセントのＡＣ電力入力などの電力入力１０５から計算することができる。より正確な計測及び電力管理のために、ＲＭＳ計測装置は、システム１００の個々の構成要素における電流及び電圧を計測することができる。
【００１７】
或いは、１つ又はそれ以上の計測ユニット１２０−１２４は、電圧計測のために負荷を駆動する電流変換器（例えば、コイル状にワイヤを数回巻いたもの）、直列抵抗、及び／又は他の電流又は電圧計測装置を含むことができる。計測ユニット１２０−１２４は、システム１００内で絶縁電流／電圧計測値を得ることができる。
【００１８】
１つの実施形態において、電源コードの定格は、電流容量１５又は２０アンペア、電圧１２０Ｖ、周波数６０ヘルツである。ヨーロッパのシステムの定格は、２２０ボルト又は１１０ボルト、５０ヘルツである。１つの実施形態において、計測ユニット１２０−１２４は、例えば、入口１０５の電圧及び電流計測値、メインシステム１４０電力、モータ１７０電力、コンピュータ１６０電力、プリンタ１８０電力、及び／又は他の付属品電力を電力コントローラ１１０へ伝送する。電力コントローラ１１０は、充電装置１５０の充電速度、及びモータ１７０、コンピュータ１６０、プリンタ１８０、及び／又は他のオプション品又は付属品などの構成要素に対する電力／電流を制御し、システム１００が電源コードの許容限度を超えることなく所望の機能で動作するようにする。
【００１９】
また、電力コントローラ１１０は、システム１００用の無停電電源装置（ＵＰＳ）又はＵＰＳ充電装置への電力を同様に制御することができる。計測ユニット１２０−１２４は、ＵＰＳ及び／又はＵＰＳ充電装置に関するデータを収集することができる。ＵＰＳは、メインシステム電源１４０を確実に安定化するのに役立つことができる。
【００２０】
電力コントローラ１１０は、システム１００の電流需要及び／又は電力利用度に応じてスイッチングユニット１３０−１３３を起動し、又はスイッチングユニットに指令を伝送する。１つの実施形態において、システム１００の構成要素の電流限界は、プログラム可能である。電力コントローラ１１０は、例えば電力入力１０５及び他の制約に基づいて構成要素の電流限界を定めることができ、又は、電流限界を、例えば、プログラム又はプリセットセットすることができる。電力コントローラ１１０は、スイッチングユニット１３０−１３３が、電流限界及び電流／電圧計測値に基づいた特定の電流量を引当てるようにプログラムすることができる。また、電力コントローラ１１０は、スイッチングユニット１３０−１３３を電源オン又はオフにすることができる。例えば、プリンタ１８０及び／又はコンピュータ１６０を、非使用時にはオフにして、イメージング及びバッテリー充電向けにより多くの電流を供給することが可能である。スイッチングユニット１３０−１３３を電源オン又はオフすることにより、スイッチングユニットに接続された構成要素をオン又はオフすることができる。電力コントローラ１１０は、スイッチングユニット１３０−１３３によって引当てられた電力／電流を制御して、例えば充電装置１５０、コンピュータ１６０、モータ１７０、及びプリンタ１８０などの構成要素へ供給する。１つの実施形態において、メインシステム電源１４０は電力コントローラ１１０によって電源オフ又はシャットダウンされることは可能ではなく、その結果、基本システム機能を維持するための基本的電力量が供給される。
【００２１】
電力コントローラ１１０によって、より高度電力システム１００が定格電圧（例えば１２０ボルト）で１５又は２０アンペアの電源コード定格以内で動作することが可能となる。計測ユニット１２０−１２４は、システム１００の実電流消費量を監視する。電力コントローラ１１０は、現時点で非使用の構成要素への利用可能な電流を除去又は低減して、その電力を現時点で使用中の構成要素へ再配分し、及び／又は充電装置１５０電流を増大させることができる。電力コントローラ１１０によって、システム１００の電流需要を、現在の環境及び動作状況に基づいて動的に適合させることが可能となる。１つの実施形態において、システム１００のユーザがシステム１００を設定するか、或いは設定を選択すると、電力コントローラ１１０は、その設定が最大電流消費に対する一定の制約となるか否かを判定する。電力コントローラ１１０は、適宜システム１００を設定することができる。
【００２２】
また、システム１００は、リミットセンサを含むことができる。リミットセンサは、電力コントローラ１１０内に組み込むか、又は、システム１００内の他の場所に配置することができる。電流消費量が上限限界を超えると、リミットセンサは、一定時間量（例えばサージ期間）以上の間限界を超えないことを保証する。リミットセンサは、電力コントローラ１１０又は他の外部源によって起動可能であり、又は、電流／電圧計測値に基づいて自律的に起動されても良い。リミットセンサは、定義された時間期間にわたって電流の超過を検出する。システム１００によって消費される電流が、定義された時間期間以上の間電源コード限界を超えると、リミットセンサは、システム１００又は構成要素のシャットダウンを起動することができる。リミットセンサは、電力コントローラ１１０の一部として実装されても良く、又は、別個のコントローラであっても良く、又は、例えばフィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）上の状態機械であっても良い。リミットセンサは、システム１００に対する安全停止機能を付加することができる。また、電力コントローラ１１０は、安全及び適正電流消費量を保証するハードウエア及び／又はソフトウエアチェックを有することができる。
【００２３】
動作中、例えば、ユーザは、可搬式Ｘ線システムなどのシステム１００を壁のＡＣ電力コンセントなどの電源に接続する。電力コントローラ１１０は、電力入力１０５及びシステム１００におけるコード電流容量限界を求める。計測ユニット１２０−１２４は、電力入力１０５、メインシステム電源１４０、充電装置１５０、コンピュータ１６０、モータ１７０、及びプリンタ１８０における電流及び電圧を計測する。ユーザは、フルオロスコピー・イメージングなどのシステム１００に対する設定を選択する。電力コントローラ１１０は、利用可能な電流及びユーザ設定に基づいてシステム１００内の構成要素に電力を配分する。ユーザがイメージング中にコンピュータ１６０の電源をオンにしようとする場合、電力コントローラ１１０は、システム１００への電力を管理して、スイッチングユニット１３０−１３３を適宜制御する。フルオロスコピーＸ線イメージングにメインシステム電源１４０を提供するために利用可能な電流が不十分である場合には、電力コントローラ１１０は、コンピュータ１６０への電流を低減するか、或いはコンピュータ１６０を停止することができる。同様に、ユーザがイメージング中にプリンタ１８０を用いて印刷しようとしており、利用可能な電流が不十分であるか、又は使用量が電流限界を超える場合には、電力コントローラ１１０は、一時的にプリンタ１８０を無効にする。電力コントローラ１１０は、メインシステム電源１４０と、少なくとも充電装置に対する最小レベルの電流を維持して、イメージング用のバッテリーの再充電を継続するのが好ましい。
【００２４】
或いは、コンピュータ１６０は、インテリジェント電力制御及び他のイメージングシステム機能に使用されるソフトウエアの実行を維持することができる。付加的な電力がメインシステム電源１４０に供給される場合には、コンピュータ１６０を停止するのではなく、バッテリー充電速度を低減する。
【００２５】
従って、本発明の特定の実施形態は、実電流消費量を監視して、ある時間において構成要素によって使用されない電力を制御する。特定の実施形態は、動的な適応電力配分及び管理システム１００を示す。特定の実施形態は、利用可能な電流を充電装置１５０へ許容限界最大まで動的に配分する。
【００２６】
図２は、本発明の実施形態によって使用される動的電力管理の方法２００のフロー図を示す。最初に、ステップ２１０で、電力がイメージングシステムに入力される。電力は、壁コンセント又は他の電源などの電源からのＡＣ電力又はＤＣ電力とすることができる。次にステップ２２０で、電流及び／又は電圧を、イメージングシステム及び装着されている付属品の種々のポイントで計測する。電流は、電力入力において、及び／又はシステムの構成要素並びにオプション装置への電力接続部（例えば、スイッチ）などのシステム内の複数のポイントで計測さすることができる。構成要素及びオプション装置は、例えばコンピュータ、プリンタ、モータ、及び充電装置を含むことができる。
【００２７】
ステップ２３０で、電力コントローラ１１０などの適応電力コントローラが、イメージングシステムの電流計測値を受け取る。次にステップ２４０で、電力コントローラ１１０は、例えば電流計測値、構成情報、及び他のシステム要因に基づいて、イメージングシステム及び構成要素に電力を配分する。例えば、電力コントローラ１１０は、選択されたイメージング動作モード、使用中の構成要素の数、構成要素の電流消費量、利用可能な入力電流、及びコード電流容量限界に基づいてシステム構成要素への電力を配分する。
【００２８】
次いで、ステップ２５０で、スイッチ又は電流経路設定ユニットによって、システム内の選択された構成要素が、適応電力コントローラによって決定された電流を消費することが可能になる。ステップ２６０で、イメージングシステムの構成が変化するか、又は、別の構成要素が起動及び／又は停止した場合には、適応電力コントローラは、イメージングシステム内の電力を再配分する。更に、電流限界に達した場合には、電力コントローラは、メージングシステム内の電力を再配分する。
【００２９】
このように、本発明の特定の実施形態は、イメージングシステムの動的な電力管理のための方法及びシステムを提供する。本システム及び方法は、複数のイメージングシステム診断装置及びプラットフォームと共に使用することができる。特定の実施形態は、実際のシステム電力要求及び電力消費量を考慮して、バッテリー再充電への最大電力を供給する。特定の実施形態は、電力配分によりイメージングシステムの電流使用量及び構成に基づく動的な調整を可能とする。特定の実施形態は、電流、電圧、及び／又は電力を計測して入力電流を配分する。特定の実施形態によって、システムの入力電流及び／又は電圧並びにコードの安全限界範囲内で電力を配分及び管理することが可能になる。特定の実施形態は、最悪状況の電流ケースによって制限されないイメージングシステムのインテリジェント電力管理を可能にする。
【００３０】
本発明を特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変更が実施可能であり、均等物によって代替可能であることは当業者には理解されるであろう。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本発明の教示に適合させるために多くの修正を行うことができる。従って、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項の範囲に包含される全ての実施形態を含むことが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態により使用される適応電力管理システムを備える可搬式Ｘ線システム。
【図２】本発明の実施形態により使用される動的電力管理システムの方法を示すフロー図。
【符号の説明】
【００３２】
１００  電力管理システム、
１０５  ＡＣ電力入力
１１０  インテリジェント電力コントローラ
１２０−１２４  計測ユニット
１４０  メインシステム電源
１５０  充電装置
【図１】
2005057997.tif 000003
【図２】
2005057997.tif 000004