(57)【要約】【課題】電子機器の内蔵電源の劣化度合を的確に推定することが可能な充電システムを提供する。【解決手段】充電システム１００は、充電可能な内蔵電源２４を内蔵する電子機器１と、内蔵電源２４に対して少なくとも充電電流が一定になるように充電を行う定電流充電を行い、電子機器１の内蔵電源２４への充電を制御する充電制御回路８０と、充電制御回路８０を介して電子機器１の内蔵電源２４に電力を供給する充電装置６０と、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖに基づいて内蔵電源２４の劣化度合を推定する推定手段２２とを備え、推定手段２２は、充電制御回路８０が定電流充電を行う際に、所定時間ΔＴthが経過した時点での充電電圧Ｖの上昇分ΔＶに基づいて内蔵電源２４の容量Ｃを算出し、算出した容量Ｃの、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinに対する比Ｃ／Ｃinを算出して、内蔵電源２４の劣化度合を推定する。【選択図】図６
2012235551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能な内蔵電源を内蔵する電子機器と、
前記内蔵電源に対して、少なくとも充電電流が一定になるように充電を行う定電流充電を行い、前記電子機器の前記内蔵電源への充電を制御する充電制御回路と、
前記充電制御回路を介して前記電子機器の前記内蔵電源に電力を供給する充電装置と、
前記内蔵電源に充電されている充電電圧に基づいて前記内蔵電源の劣化度合を推定する推定手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記充電制御回路が定電流充電を行う際に、所定時間が経過した時点での前記充電電圧の上昇分に基づいて前記内蔵電源の容量を算出し、算出した前記容量の、前記内蔵電源が劣化していない状態での容量に対する比を算出して、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記推定手段は、前記内蔵電源の容量を算出する際の前記所定時間を、前記内蔵電源が劣化していない状態で前記内蔵電源の容量を算出した際の前記所定時間と同じ時間として推定処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
前記推定手段は、
前記内蔵電源の容量を算出する際の前記充電電圧の上昇分を、前記内蔵電源が劣化していない状態で前記内蔵電源の容量を算出した際の前記充電電圧の上昇分と同じ上昇分になるようにして推定処理を行い、
前記内蔵電源が劣化していない状態で前記内蔵電源の容量を算出する際に、前記所定時間に相当するカウント数が２ｎ（ｎは自然数）となるようにして推定処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項４】
前記充電装置を複数種類備え、
前記推定手段は、前記充電装置ごとに前記比を算出し、前記充電装置ごとの前記比に基づいて、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする請求項１から請求項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、電力消費状態として複数の状態の間を遷移することが可能とされており、
前記推定手段は、前記電子機器の前記電力消費状態における前記状態ごとに前記比を算出し、前記状態ごとの前記比に基づいて、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項６】
前記推定手段は、前記比の、現在の前記比を含む過去の所定回数分の前記比の移動平均を算出し、前記移動平均に基づいて前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項７】
前記推定手段は、前記充電制御回路が定電流充電を行う時点での前記内蔵電源の前記充電電圧が所定の電圧値以上である場合には、前記推定処理を行わないことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項８】
前記電子機器の各機能部の動作を制御する制御手段が、前記推定手段としての機能を兼ねるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項９】
前記充電制御回路は、前記電子機器に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１０】
前記充電制御回路は、前記充電装置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１１】
前記内蔵電源は、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から請求項１０のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１２】
前記電子機器は、放射線画像撮影装置であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１３】
前記推定手段は、電子機器である前記放射線画像撮影装置に放射線が照射されて放射線画像撮影が行われている間は、前記推定処理を行わないことを特徴とする請求項１２に記載の充電システム。
【請求項１４】
前記充電装置は、クレードルであることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項１５】
充電可能な内蔵電源と、
前記内蔵電源に対して、少なくとも充電電流が一定になるように充電を行う定電流充電を行い、前記電子機器の前記内蔵電源への充電を制御する充電制御回路と、
前記充電制御回路を介して前記電子機器の前記内蔵電源に電力を供給する充電装置と、
前記内蔵電源に充電されている充電電圧に基づいて前記内蔵電源の劣化度合を推定する推定手段と、
を備える電子機器において、
前記推定手段は、前記充電制御回路が定電流充電を行う際に、所定時間が経過した時点での前記充電電圧の上昇分に基づいて前記内蔵電源の容量を算出し、算出した前記容量の、前記内蔵電源が劣化していない状態での容量に対する比を算出して、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電システムおよび電子機器に係り、特に充電装置で電子機器の内蔵電源を充電する充電システムや充電装置により内蔵電源が充電される電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に内蔵された充電可能な内蔵電源（バッテリや二次電池、蓄電デバイス等ともいう。）を充電するための充電制御回路を備えた電子機器や充電装置が種々開発されている（例えば特許文献１〜４等参照）。
【０００３】
このような充電制御回路では、内蔵電源に一定の電流を供給して定電流充電を行ったり、一定の電圧を供給して定電圧充電を行ったり、或いはそれらの充電の仕方を組み合わせて充電が行われるようになっている。なお、充電制御回路が電子機器側に内蔵されている場合もあり、また、充電装置側に内蔵されている場合もある。
【０００４】
ところで、上記のような内蔵電源が故障してしまうと、内蔵電源を内蔵する電子機器が動作しなくなったり、或いは、異常な動作をするようになったりする場合がある。そこで、内蔵電源の故障等を的確に検出するための技術が種々開発されている。
【０００５】
例えば、特許文献５では、制御回路で、内蔵電源（蓄電部）を定電流充電する際に、内蔵電源に充電されている電圧が所定の電圧幅だけ変化するまでに要した時間を計測し、当該時間が予め設定された時間以下になる等した場合に、内蔵電源に故障等の異常が生じていると判断する蓄電装置が提案されている。
【０００６】
また、特許文献６では、電子機器の内蔵電源の充電時や放電時に、内蔵電源に充電されている電圧が全く或いはほとんど変化しなかったり、逆に異常に急激に変化したような場合に、故障を検知する故障検知手段を備えた蓄電装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−７７５０１号公報
【特許文献２】特開２００８−１０４２７０号公報
【特許文献３】特開２００７−３０６６５４号公報
【特許文献４】特開２００６−３３９１７号公報
【特許文献５】特開２００９−９２６２８号公報
【特許文献５】特開２００５−２５３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の特許文献５や特許文献６に記載された手法では、内蔵電源等に故障があるかないかを判断したり検知したりするだけであり、故障や使用不能状態にまでは至らないまでも、内蔵電源の劣化がどの程度進んでいるかを推定することができない。
【０００９】
充電や放電が繰り返されて内蔵電源が経年的に劣化すると、内蔵電源に充電できる電気の量（すなわち内蔵電源から放電できる電気の量）が減り、１回の充電あたりの電子機器の駆動時間が短くなったり、１回の充電あたりに電子機器が行うことができる処理の量が低減する場合がある。
【００１０】
このような場合、ユーザが電子機器の内蔵電源を頻繁に充電することが必要になる。また、電子機器を使用している最中に内蔵電源が消耗してしまい、目的の処理を行うことができなくなってしまう場合もある。これでは、電子機器がユーザにとって使い勝手が悪いものとなる。
【００１１】
本発明は、上記の各問題点を鑑みてなされたものであり、電子機器の内蔵電源の劣化度合を的確に推定することが可能な充電システムおよび電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の問題を解決するために、本発明の充電システムは、
充電可能な内蔵電源を内蔵する電子機器と、
前記内蔵電源に対して、少なくとも充電電流が一定になるように充電を行う定電流充電を行い、前記電子機器の前記内蔵電源への充電を制御する充電制御回路と、
前記充電制御回路を介して前記電子機器の前記内蔵電源に電力を供給する充電装置と、
前記内蔵電源に充電されている充電電圧に基づいて前記内蔵電源の劣化度合を推定する推定手段と、
を備え、
前記推定手段は、前記充電制御回路が定電流充電を行う際に、所定時間が経過した時点での前記充電電圧の上昇分に基づいて前記内蔵電源の容量を算出し、算出した前記容量の、前記内蔵電源が劣化していない状態での容量に対する比を算出して、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の電子機器は、
充電可能な内蔵電源と、
前記内蔵電源に対して、少なくとも充電電流が一定になるように充電を行う定電流充電を行い、前記電子機器の前記内蔵電源への充電を制御する充電制御回路と、
前記充電制御回路を介して前記電子機器の前記内蔵電源に電力を供給する充電装置と、
前記内蔵電源に充電されている充電電圧に基づいて前記内蔵電源の劣化度合を推定する推定手段と、
を備える電子機器において、
前記推定手段は、前記充電制御回路が定電流充電を行う際に、所定時間が経過した時点での前記充電電圧の上昇分に基づいて前記内蔵電源の容量を算出し、算出した前記容量の、前記内蔵電源が劣化していない状態での容量に対する比を算出して、前記内蔵電源の劣化度合を推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のような方式の充電システムおよび電子機器によれば、放射線画像撮影装置等の電子機器の内蔵電源の劣化度合を的確に推定することが可能となる。そして、電子機器のユーザが内蔵電源の劣化度合を任意のタイミングで認知することが可能となるとともに、内蔵電源の劣化が進んだ場合には、電子機器側からユーザに内蔵電源の交換を的確に知らせること等が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電子機器の例としての放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】図１の放射線画像撮影装置の回路構成を表すブロック図である。
【図４】充電制御回路の回路構成を表すブロック図である。
【図５】定電流充電および定電圧充電における充電電流および充電電圧の値の時間的な変化等を表すグラフである。
【図６】推定手段としての制御手段の制御構成を説明するためのブロック図である。
【図７】第１の実施形態における（Ａ）電子機器の使用開始後、および（Ｂ）電子機器の工場出荷時等における充電時間と充電電圧との関係等を表すグラフである。
【図８】ケーブルを接続した状態の放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。
【図９】第２の実施形態における（Ａ）電子機器の工場出荷時等、および（Ｂ）電子機器の使用開始後における充電時間と充電電圧との関係等を表すグラフである。
【図１０】第３の実施形態において電子機器の内蔵電源の故障検知処理で（Ａ）内蔵電源に供給される電流、および（Ｂ）内蔵電源の充電電圧の時間的な推移を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る充電システムおよび電子機器の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１７】
なお、以下では、電子機器が放射線画像撮影装置（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）であり、充電装置がクレードルである場合について説明するが、本発明は、この形態に限定されない。また、以下では、充電制御回路８０（後述する図４参照）が、電子機器（放射線画像撮影装置１）に内蔵されている場合について説明するが、充電装置（クレードル）側に設けられていてもよい。
【００１８】
［第１の実施の形態］
［電子機器の例としての放射線画像撮影装置の構成例について］
ここで、まず、電子機器の例として、放射線画像撮影装置１の構成例について簡単に説明する。図１は、放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００１９】
放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体状のハウジング２内にシンチレータ３や基板４等で構成されるセンサパネルＳＰが収納されて構成されている。本実施形態では、筐体２は、放射線入射面Ｒを有する中空の角筒状のハウジング本体部２Ａの両側の開口部を蓋部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで形成されている。
【００２０】
図１に示すように、筐体２の一方側の蓋部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクタ３９、内蔵電源２４（図２や後述する図３参照）の状態や放射線画像撮影装置１の稼働状態等を表示するＬＥＤ等で構成されたインジケータ４０等が配置されている。なお、後述するように、本実施形態では、コネクタ３９が後述するクレードル６０のコネクタ６２（後述する図４等参照）と接続することで、充電装置としてのクレードル６０から放射線画像撮影装置１に電力が供給されて充電が行われるようになっている。
【００２１】
また、図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の反対側の蓋部材２Ｃに、放射線画像撮影装置１が外部装置と信号等の送受信を無線方式で行うためのアンテナ装置４１（後述する図３参照）が、例えば蓋部材２Ｃに埋め込まれるようにして設けられている。
【００２２】
図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や内蔵電源２４等が取り付けられている。また、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３４が配設されており、センサパネルＳＰと筐体２の側面との間に緩衝材３５が設けられている。
【００２３】
図示を省略するが、基板４の検出部Ｐ上には、フォトダイオード等からなる複数の放射線検出素子７が二次元状（マトリクス状）に配列されており、各放射線検出素子７にスイッチ手段としての薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８や走査線５、信号線６、バイアス線９等が接続されている。また、シンチレータ３が、基板４の検出部Ｐに対向するように設けられるようになっている。
【００２４】
放射線画像撮影装置１の回路構成を、図３に示すブロック図を用いて説明する。本実施形態では、複数の放射線検出素子７が基板４上に二次元状に配列されて検出部Ｐが形成されている。また、各放射線検出素子７の第２電極７ｂにはそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。そして、バイアス電源１４は、結線１０および各バイアス線９を介して各放射線検出素子７の第２電極７ｂにそれぞれ逆バイアス電圧を印加するようになっている。
【００２５】
走査駆動手段１５では、電源回路１５ａからゲートドライバ１５ｂに配線１５ｃを介してオン電圧やオフ電圧が供給され、ゲートドライバ１５ｂで走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えて、各ＴＦＴ８のオン状態とオフ状態とを切り替えることで、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理等を行うようになっている。
【００２６】
各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されており、読み出し回路１７は、増幅回路１８と相関二重サンプリング回路１９等で構成されている。読み出しＩＣ１６内には、さらに、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。
【００２７】
そして、例えば、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理の際には、ゲートドライバ１５ｂからオン電圧が印加された走査線５に接続されているＴＦＴ８がオン状態になり、オン状態になったＴＦＴ８に接続されている放射線検出素子７から信号線６に電荷が放出され、放出された電荷が読み出し回路１７の増幅回路１８で電荷電圧変換される。
【００２８】
そして、増幅回路１８の出力側に設けられた相関二重サンプリング回路１９で、放射線検出素子７から電荷が放出される前後の増幅回路１８からの出力値の差分を算出し、算出した差分をアナログ値の画像データとして出力する。そして、出力されたアナログ値の画像データが、アナログマルチプレクサ２１を介して順次Ａ／Ｄ変換器２０に送信され、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換されて出力され、記憶手段２３に順次保存される。このようにして、各放射線検出素子７からの画像データの読み出し処理が順次行われる。
【００２９】
制御手段２２は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたマイクロコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。
【００３０】
また、制御手段２２には、ＳＲＡＭ（Static ＲＡＭ）やＳＤＲＡＭ（Synchronous ＤＲＡＭ）等で構成される記憶手段２３が接続されている。また、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置４１が接続されており、さらに、前述した電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクタ３９、インジケータ４０（図１参照）等も接続されている。
【００３１】
また、制御手段２２には、制御手段２２や走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するための内蔵電源２４が接続されている。本実施形態では、内蔵電源２４として、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）が用いられているが、本発明はこれに限定されず、充電可能な内蔵電源であれば、電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイスやリチウムイオンバッテリ等のバッテリや二次電池等であってもよい。
【００３２】
なお、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の制御手段２２が、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖ等に基づいて内蔵電源２４の劣化度合を推定する推定手段として機能するようになっているが、この点については後で説明する。
【００３３】
［充電制御回路の構成について］
次に、本実施形態の放射線画像撮影装置１に設けられている充電制御回路８０の構成等について説明する。図３では図示を省略したが、本実施形態では、内蔵電源２４には、内蔵電源２４への充電を制御する充電制御回路８０が接続されている。図４は、充電制御回路８０の回路構成を概略的に表すブロック図である。
【００３４】
図４に示すように、本実施形態では、充電制御回路８０は、主に、接続されたコネクタ３９、６２を介してクレードル６０の定電圧電源６１から供給された電力を放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に供給する配線としての充電電流経路８１と、内蔵電源２４への充電を制御する充電制御部８２とを備えて構成されている。また、本実施形態では、充電制御部８２には、少なくとも充電電圧検出部８３と、充電電流検出部８４と、スイッチング制御部８５とが設けられている。
【００３５】
充電制御回路８０では、充電電流経路８１上には第１スイッチ素子８６が、充電電流経路８１から分岐してグランド（ＧＮＤ）に接続されている配線８８上には第２スイッチ素子８７がそれぞれ設けられている。そして、第１スイッチ素子８６および第２スイッチ素子８７は、それぞれ電界効果トランジスタ（Field effect transistor：ＦＥＴ）で構成されており、また、それぞれスイッチング制御部８５によりそれらのオン／オフ動作が制御されるようになっている。
【００３６】
また、充電電流経路８１にはインダクタ（コイルともいう。）８９が挿入されており、また、充電電流経路８１とグランド（ＧＮＤ）との間にコンデンサ９０が設けられている。そして、スイッチング制御部８６による第１スイッチ素子８７ａや第２スイッチ素子８７ｂのオン／オフにインダクタ８９のインダクタンス（inductance）成分により蓄えられるエネルギを制御することにより、充電電流Ｉおよび充電電圧Ｖを制御する。コンデンサ９０は、内蔵電源２４への出力に対してローパスフィルタ状に機能して、充電電圧Ｖを平滑化するようになっている。
【００３７】
充電電流経路８１には、さらに充電電流検出用の抵抗部９１が挿入されている。また、充電電流検出用の抵抗部９１は、その両極が充電電流検出部８４に接続されており、充電電流検出部８４によって充電電流検出用の抵抗部９１の両極間の電位差Δｖが検出されるようになっている。そして、この電位差Δｖが、Δｖ＝ＩＲの関係により充電電流経路８１を流れる充電電流Ｉに相当する値として検出されるようになっている。
【００３８】
また、充電電流経路８１は、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の一方の充電端子に接続されており、内蔵電源２４の他方の充電端子は、充電制御回路８０のグランド（ＧＮＤ）に接続されている。また、充電制御回路８０内では、充電電流経路８１とグランド（ＧＮＤ）とが２つの抵抗９２ａ、９２ｂを介して接続されており、２つの抵抗９２ａ、９２ｂの間に接続された配線９３が充電電圧検出部８３に接続されている。そして、充電制御部８２の充電電圧検出部８３で、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖが検出されるようになっている。
【００３９】
そして、充電電圧検出部８３で検出された内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖの情報や、充電電流検出部８４で検出された充電電流検出用の抵抗部９１の両極間の電位差Δｖの情報（すなわち充電電流経路８１を流れる充電電流Ｉの情報）が、充電制御部８２のスイッチング制御部８５に送られるようになっている。
【００４０】
充電制御部８２のスイッチング制御部８５は、充電電圧検出部８３からもたらされる内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖの情報や、充電電流検出部８４からもたらされる充電電流検出用の抵抗部９１の両極間の電位差Δｖの情報（すなわち充電電流経路８１を流れる充電電流Ｉの情報）に応じて、充電電流経路８１を介して内蔵電源２４に供給される充電電流Ｉを制御するようになっている。
【００４１】
そして、スイッチング制御部８５は、フィードバックされたそれらの情報に応じて第１スイッチ素子８６および第２スイッチ素子８７のオン／オフ動作を制御して、充電装置であるクレードル６０の定電圧電源６１から供給される電力の内蔵電源２４への供給を制御するようになっている。
【００４２】
［充電制御回路における内蔵電源の充電制御について］
本実施形態では、充電制御回路８０は、電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の充電の仕方を、図５に示すように、充電電流Ｉが一定になるように充電を行う定電流充電を行った後、充電電圧Ｖが一定になるように充電を行う定電圧充電に切り替えるようになっている。
【００４３】
具体的には、充電制御回路８０のスイッチング制御部８５は、充電電圧検出部８３が検出した内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖ（図５の右側の目盛りおよび破線参照）が予め設定された目標電圧Ｖ０よりも小さい場合には、充電電流検出部８４が検出する充電電流検出用の抵抗部９１の両極間の電位差Δｖが、設定された電流値（例えば１０［Ａ］）に相当する電位差になるように、第１スイッチ素子８６と第２スイッチ素子８７のオン／オフ動作を制御して定電流充電を行う。
【００４４】
そして、上記のようにして定電流充電を行い、充電電圧検出部８３が検出した内蔵電源２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ０に達すると、図５に示すように、スイッチング制御部８５は、今度は、内蔵電源２４に対する充電の仕方を定電圧充電に切り替える。
【００４５】
上記のように定電流充電を行って、充電電圧検出部８３が検出した内蔵電源２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ０に達したとしても、内蔵電源２４内部や充電電流経路８１等の抵抗による電圧降下が存在するため、内蔵電源２４の実際の充電電圧Ｖは、実際には目標電圧Ｖ０には達していない。
【００４６】
そこで、スイッチング制御部８５は、充電の仕方を切り替えた後の定電圧充電時には、充電電圧検出部８３が検出する内蔵電源２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ０を越えずに目標電圧Ｖ０を維持するように第１スイッチ素子８６と第２スイッチ素子８７のオン／オフ動作を制御しながら定電圧充電を行う。
【００４７】
そして、スイッチング制御部８５は、充電電流検出部８４が検出する充電電流検出用の抵抗部９１の両極間の電位差Δｖが次第に減少し、充電電流経路８１中を流れる充電電流Ｉが非常に小さくなってそれに対応する電位差Δｖが予め設定された閾値Δｖth以下になった時点で、内蔵電源２４の充電を終了するようになっている（図５の時刻ｔ１参照）。
【００４８】
［推定手段による内蔵電源の劣化度合の推定処理について］
次に、推定手段による内蔵電源２４の劣化度合の推定処理について説明する。また、それとあわせて、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１（電子機器）や充電システム１００（図４や後述する図６参照）の作用について説明する。
【００４９】
上記のような構成において、本実施形態では、前述したように、放射線画像撮影装置１（電子機器）の各機能部の動作を制御する制御手段２２が、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖ等に基づいて内蔵電源２４の劣化度合を推定する推定手段としての機能を兼ねるように構成されている。以下、この点について説明する。
【００５０】
なお、放射線画像撮影装置１（電子機器）の内蔵電源２４の劣化の形態としては、主に、内蔵電源２４の容量Ｃが減少していく場合と、内蔵電源２４の内部抵抗が増大していく場合とがあるが、本発明では、内蔵電源２４の容量Ｃの減少の度合を劣化度合として推定する場合を対象としている。
【００５１】
また、本実施形態のように放射線画像撮影装置１の制御手段２２が推定手段としての機能を兼ねるように構成する代わりに、例えば、充電制御回路８０がＣＰＵを搭載する等して設けることも可能であり、必ずしも制御手段２２が推定手段としての機能を兼ねるように構成する必要はない。
【００５２】
図６は、推定手段としての制御手段２２の制御構成を説明するためのブロック図である。図３や図４では図示を省略したが、本実施形態での電子機器である放射線画像撮影装置１では、図６に示すように、内蔵電源２４と制御手段２２との間に放射線画像撮影装置１用の電源生成回路２５が設けられている。
【００５３】
電源生成回路２５は、内蔵電源２４から供給される電力を、制御手段２２やセンサパネルＳＰにおける走査駆動手段１５や読み出し回路１７、バイアス電源１４（図３参照）等の各機能部に供給する際に、各機能部で要求される適切な状態に電力を生成して供給するようになっている。
【００５４】
そして、前述したように、充電制御回路８０が充電装置であるクレードル６０から供給された充電電流Ｉを内蔵電源２４に供給して内蔵電源２４を充電する際には、その充電電流Ｉの一部が電源生成回路２５にも供給されるようになっている。そして、電源生成回路２５は、供給された充電電流Ｉの一部を、制御手段２２等の各機能部で必要な形の電流に変換して供給するようになっている。
【００５５】
なお、以下では、電源生成回路２５に供給される充電電流Ｉの一部を、充電の際に放電される電流という意味で放電電流Ｉｄという。また、充電制御回路８０が定電流充電を行う際に予め設定される電流値（例えば１０［Ａ］）を充電電流設定値Ｉｃsetという。
【００５６】
このように定義した場合、定電流充電時に、内蔵電源２４には、充電制御回路８０から出力された充電電流設定値Ｉｃsetから放電電流Ｉｄ分だけ減少した電流が供給される。そのため、内蔵電源２４には、
Ｉｃ＝Ｉｃset−Ｉｄ    …（１）
の電流Ｉｃが供給されることになる。
【００５７】
また、その際、充電制御回路８０から電源生成回路２５に供給される放電電流Ｉｄの量は、充電時における放射線画像撮影装置１の各機能部の稼動状況によって変わり得る。しかし、放射線画像撮影装置１がクレードル６０に挿入されて充電されている場合に充電に関与する機能部は決まっており、各機能部で消費される電力も同じ値になる。
【００５８】
そのため、放射線画像撮影装置１をクレードル６０で充電するごとに、放電電流Ｉｄは同じ値になるため、少なくともクレードル６０で放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４を充電する場合、内蔵電源２４に供給される上記の電流Ｉｃは、充電を行うごとに同じ値になる。
【００５９】
なお、後述するように、放射線画像撮影装置１がクレードル６０以外の充電装置により充電される場合もあり、各機能部の稼動状況も変わり得るため、充電に使用される充電装置や放射線画像撮影装置１の各機能部の稼動状況等に応じて上記の放電電流Ｉｄは変わり得る。しかし、上記と同様に、同じ充電装置を用い、放射線画像撮影装置１の各機能部の稼動状況が同じ状況であれば、放電電流Ｉｄの値は同じ値になり、内蔵電源２４に供給される上記の電流Ｉｃも同じ値になる。
【００６０】
一方、本実施形態では、図６に示すように、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖの情報が、推定手段としての制御手段２２に入力されるようになっている。なお、図６では、充電電圧Ｖの情報を内蔵電源２４から直接入手する場合が示されているが、例えば、前述した充電制御回路８０の充電電圧検出部８３が検出した内蔵電源２４の充電電圧Ｖの情報を、充電制御回路８０から制御手段２２に送信するように構成することも可能である。
【００６１】
そして、制御手段２２は、上記のように充電制御回路８０が定電流充電を行う際に、所定時間ΔＴthが経過した時点での上記の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶに基づいて、内蔵電源２４の現状での容量Ｃを算出し、算出した容量Ｃの、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinに対する比Ｃ／Ｃinを算出して、内蔵電源２４の劣化度合を推定するようになっている。
【００６２】
なお、本実施形態では、制御手段２２を構成するマイクロコンピュータでソフトウエア的に処理して内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成されているが、例えば、制御手段２２のＦＰＧＡの部分に推定手段としての機能を有する回路を構築する等して、この推定処理をハードウエア的に行うように構成することも可能である。
【００６３】
本実施形態では、この推定処理は、具体的には例えば以下のようにして行われる。
【００６４】
すなわち、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１が充電装置であるクレードル６０に挿入されて定電流充電が開始された時点での内蔵電源２４の充電電圧Ｖを読み取って、充電電圧Ｖ１として記憶する。また、その時点で、経過時間ΔＴのカウントをリセットした後、経過時間ΔＴのカウントを開始する。
【００６５】
そして、図７（Ａ）に示すように、経過時間ΔＴが所定時間ΔＴthになった時点、すなわち所定時間ΔＴthが経過した時点で、内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖを読み取って、充電電圧Ｖ２として記憶する。制御手段２２は、この充電電圧Ｖ２を記憶すると、
ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１    …（２）
の演算を行って、上記の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを算出する。
【００６６】
この所定時間ΔＴthの間に内蔵電源２４に供給された電流Ｉｃは、上記（１）式に示したように充電電流設定値Ｉｃsetから放電電流Ｉｄ分だけ減少した電流Ｉｃ（すなわちＩｃset−Ｉｄ）であるため、内蔵電源２４には、上記の所定時間ΔＴthの間に、
Ｑ＝Ｉｃ×ΔＴth
＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth    …（３）
の電荷Ｑが供給されることになる。
【００６７】
そのため、Ｃ＝Ｑ／ΔＶの関係から、この場合の内蔵電源２４の容量Ｃは、
Ｃ＝Ｉｃ×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）
＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）    …（４）
の演算を行うことにより算出することができる。
【００６８】
そこで、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１をクレードル６０に挿入して定電流充電を行う場合の充電電流設定値Ｉｃsetおよび放電電流Ｉｄの各値、或いはそれらの差分Ｉｃset−Ｉｄの値を予めメモリに記憶しておく。そして、上記の充電電圧Ｖ１、Ｖ２を読み取る前や後に、メモリから値Ｉｃset、Ｉｄ或いは差分Ｉｃset−Ｉｄを読み出して、それらの値を上記（４）式に代入して、内蔵電源２４の容量Ｃを算出するようになっている。
【００６９】
一方、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを取得するために、推定手段としての制御手段２２は、例えば放射線画像撮影装置１の工場出荷時や病院等の施設への導入時等に、上記の処理を行う。
【００７０】
そして、図７（Ｂ）に示すように、放射線画像撮影装置１が充電装置であるクレードル６０に挿入されて定電流充電が開始された時点での内蔵電源２４の充電電圧Ｖ１inと、所定時間ΔＴthが経過した時点での内蔵電源２４に充電されている充電電圧Ｖ２inとを読み取り、それらの値と充電電流設定値Ｉｃset_inとに基づいて、
Ｃin＝Ｉｃin×ΔＴth／（Ｖ２in−Ｖ１in）
＝（Ｉｃset_in−Ｉｄin）×ΔＴth／（Ｖ２in−Ｖ１in）    …（５）
の演算を行うことにより、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを算出する。
【００７１】
また、制御手段２２は、算出した容量Ｃinを不揮発性メモリに記憶しておく。或いは推定処理をソフトウエア的に行う場合には、予めそのためのプログラム中に上記の値等を書き込んでおく。
【００７２】
そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１が施設に導入された後、上記のようにして、放射線画像撮影装置１が充電装置であるクレードル６０に挿入されて定電流充電が行われるごとに推定処理を行い、内蔵電源２４の現状での容量Ｃを算出する。そして、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを不揮発性メモリやプログラム中から読み出して、容量Ｃinに対する容量Ｃの比Ｃ／Ｃinを算出して、内蔵電源２４の劣化度合を推定するようになっている。
【００７３】
制御手段２２は、例えば外部の処理装置等から内蔵電源２４の劣化度合すなわち上記の比Ｃ／Ｃin（或いは例えばそれを百分率で表した割合）の送信要求があった場合には、その情報を当該処理装置等に送信する。また、放射線画像撮影装置１に表示部（不図示）を設けておき、表示部に、算出した比Ｃ／Ｃin或いはそれを百分率で表した割合等を表示するように構成することも可能である。
【００７４】
また、例えば、内蔵電源２４の劣化度合すなわち比Ｃ／Ｃinに閾値（例えば０．５（すなわち５０％））を設けておき、比Ｃ／Ｃinが閾値以下になった場合（すなわち内蔵電源２４の劣化が進んだ場合）に、例えばインジケータ４０（図１参照）を特定の色や特定の仕方で発光させる等して警告したり、或いは、放射線画像撮影装置１に設けた表示部に、内蔵電源２４を交換すべきこと等を表示するように構成することも可能である。
【００７５】
なお、上記のように、放射線画像撮影装置１が充電装置であるクレードル６０に挿入されて定電流充電が行われるごとに内蔵電源２４の容量Ｃを算出する代わりに、例えば以下のように処理するように構成することも可能である。
【００７６】
すなわち、予め工場出荷時等に推定処理を行う際に、充電電流設定値Ｉｃset_inを、放射線画像撮影装置１の施設への導入後に定電流充電を行う際の充電電流設定値Ｉｃsetと同じ値にして推定処理を行うようにすると、Ｉｃset_in＝Ｉｃsetとなる。また、工場出荷時等と通常の使用時とで放射線画像撮影装置１における上記の放電電流Ｉｄの値が変わらないとすれば、Ｉｄin＝Ｉｄとなる。
【００７７】
そのため、上記（４）、（５）式から、上記の比Ｃ／Ｃinは、
Ｃ／Ｃin＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）
／｛（Ｉｃset_in−Ｉｄin）×ΔＴth／（Ｖ２in−Ｖ１in）｝…（６）
∴Ｃ／Ｃin＝（Ｖ２in−Ｖ１in）／（Ｖ２−Ｖ１）    …（７）
となる。
【００７８】
そこで、放射線画像撮影装置１の制御手段２２に、工場出荷時等の充電電圧Ｖ１in、Ｖ２in或いはそれらの差分Ｖ２in−Ｖ１inを記憶させておく。そして、放射線画像撮影装置１がクレードル６０に挿入されて定電流充電が行われるごとに、制御手段２２で、定電流充電開始時の内蔵電源２４の充電電圧Ｖ１と、所定時間ΔＴth経過後の充電電圧Ｖ２とを検出して、それらの値と工場出荷時等の充電電圧Ｖ１in、Ｖ２in或いはそれらの差分Ｖ２in−Ｖ１inを上記（７）式に代入するように構成する。
【００７９】
このように構成すれば、推定手段としての制御手段２２が、推定処理において比Ｃ／Ｃinを算出する際に、内蔵電源２４の容量Ｃを算出しなくても、検出した充電電圧Ｖ１、Ｖ２と記憶している工場出荷時等の充電電圧Ｖ１in、Ｖ２inを上記（７）式に代入するだけで比Ｃ／Ｃinを算出することが可能となる。そのため、上記のように構成することで、比Ｃ／Ｃinの算出処理を非常に容易に行うことが可能となる。
【００８０】
なお、放射線画像撮影装置１に対する定電流充電が開始される時点での内蔵電源２４の充電電圧Ｖ１が、既に上記の目標電圧Ｖ０に近い値である場合、上記の所定時間ΔＴthが経過する前に、充電の仕方が定電流充電から定電圧充電に切り替わってしまい、少なくとも所定時間ΔＴth経過後の充電電圧Ｖ２の情報が制御手段２２に入力されなくなる。
【００８１】
そのため、上記のように比Ｃ／Ｃinを算出して内蔵電源２４の劣化度合を推定することができなくなる。そこで、放射線画像撮影装置１に対する定電流充電開始時点での内蔵電源２４の充電電圧Ｖ１が所定の電圧値以上である場合には、上記の推定処理を行わないように構成することが可能である。
【００８２】
ところで、上記の実施形態では、電子機器としての放射線画像撮影装置１を充電装置としてのクレードル６０に挿入して充電する場合について説明したが、例えば、携帯電話を充電ホルダに装填して充電する場合のように、電子機器を充電装置に挿入したり装填したりして充電する場合にも全く同様に適用することができる。
【００８３】
そして、この場合、本実施形態における「放射線画像撮影装置１の施設導入後の推定処理」は、ユーザによる使用開始後の携帯電話等の電子機器に対する推定処理と読み替えることができる。従って、以下では、「施設導入後」を「使用開始後」として説明する。
【００８４】
［クレードル以外の充電装置で充電する場合について］
一方、電子機器が放射線画像撮影装置１である場合には、放射線画像撮影装置１をクレードル６０に挿入して充電する場合だけでなく、例えば図８に示すように、放射線画像撮影装置１のコネクタ３９に、ケーブルＣａの先端に設けられたコネクタＣを接続した状態で、ケーブルＣａやコネクタＣ、３９を介して図示しない外部の充電装置から電力を供給して放射線画像撮影装置１を充電する場合もある。
【００８５】
そして、このようにして放射線画像撮影装置１にケーブルＣａを接続した状態で内蔵電源２４の充電を行う場合にも、上記と同様にして、推定手段としての制御手段２２で推定処理を行い、比Ｃ／Ｃinを算出して内蔵電源２４の劣化度合を推定することが可能である。
【００８６】
しかし、上記のように放射線画像撮影装置１をクレードル６０に挿入して充電を行う場合には、放射線画像撮影装置１が放射線画像撮影に用いられることはないが、放射線画像撮影装置１にケーブルＣａを接続して充電を行う場合には、その状態で放射線画像撮影装置１を用いて放射線画像撮影が行われる場合がある点に注意する必要がある。
【００８７】
この場合、例えば、図８に示した状態の放射線画像撮影装置１を図示しないブッキー撮影台に装填してブッキー撮影台の前部に患者を起立させたり、或いは放射線画像撮影装置１を図８に示した状態のまま用い、放射線入射面Ｒ上に患者の脚部等の撮影部位を載置する等した状態で、図示しない放射線源から放射線画像撮影装置１に放射線を照射して放射線画像撮影が行われる。
【００８８】
その際、放射線画像撮影装置１に放射線が照射されて放射線画像撮影が行われ、放射線画像撮影装置１の各放射線検出素子７（図３参照）内での電荷の蓄積や画像データの読み出し処理が行われている最中にケーブルＣａを介した充電が行われると、読み出される画像データにノイズが重畳される等の問題が生じる。
【００８９】
そのため、本実施形態では、放射線画像撮影装置１にケーブルＣａを接続して充電を行っている際に、例えば図示しないコンソールから放射線画像撮影を開始する旨の指示等が送信されてきた場合には、充電制御回路８０は充電を停止するようになっている。そして、制御手段２２は、充電中に上記の推定処理を行っている最中に例えば上記の指示等が送信されてきて充電が停止された場合には、制御手段２２は推定処理を停止し、その回の推定処理を終了するようになっている。
【００９０】
すなわち、本実施形態では、撮影時には推定処理は行われず、非撮影時（放射線画像撮影装置１がクレードル６０に挿入されている場合を含む。）にのみ、推定処理が行われるようになっている。
【００９１】
なお、上記のように放射線画像撮影が開始される場合、放射線画像撮影装置１では、撮影前に、走査駆動手段１５や読み出し回路１７（図３参照）等の各機能部に電力が供給される。そして、各機能部は、撮影が的確に行われるようにするための所定の動作を行い、例えば各放射線検出素子７内に残存している電荷を除去する各放射線検出素子７のリセット処理等が行われる。
【００９２】
このようにして、放射線画像撮影装置１は、放射線の照射を待つ待機状態となる。その際、この待機状態においても、上記のように実際に放射線源から放射線画像撮影装置１に放射線が照射されるまでの間、すなわち待機状態においても、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に対する充電を行うように構成することも可能である。そして、この待機状態での充電の際にも、推定手段としての制御手段２２で上記の推定処理を行うように構成することも可能である。
【００９３】
一方、上記のように待機状態にある放射線画像撮影装置１に放射線が照射されない状態が続くと、放射線画像撮影装置１では、走査駆動手段１５等の各機能部に電力を供給する状態が続き、電力が無駄に消費されてしまう。
【００９４】
そこで、本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、電力の消費状態として、上記のように各機能部に電力を供給して放射線の照射を待つ待機状態と、走査駆動手段１５等には電力を供給せず、外部から信号を受信するアンテナ装置４１（図３参照）や推定手段としての制御手段２２等の必要な機能部にのみ電力を供給するスリープ状態（省電力状態等ともいう。）との間で遷移することができるように構成されている。
【００９５】
そして、例えば外部装置から覚醒信号（wake up信号等ともいう。）やスリープ信号が送信されると、放射線画像撮影装置１はスリープ状態から待機状態、或いは待機状態からスリープ状態に遷移するようになっている。また、待機状態が所定時間継続した場合には、放射線画像撮影装置１は自動的に待機状態からスリープ状態に遷移するように構成されている。
【００９６】
そして、このスリープ状態においても、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に対する充電を行うことができる。そのため、本実施形態では、推定手段としての制御手段２２は、このスリープ状態での充電の際にも上記の推定処理を行うようになっている。
【００９７】
このように、電子機器には、電力消費状態を、放射線画像撮影装置１における待機状態のように、その電子機器が機能している状態或いはユーザの要求等に基づいて即座に機能し得る状態としての覚醒（wake up）状態と、放射線画像撮影装置１におけるスリープ状態のように、内蔵電源２４から必要な機能部にのみ電力を供給して他の機能部には電力を供給しないスリープ（sleep）状態との間で遷移させることが可能となるように構成されているものがある。
【００９８】
そして、そのような電子機器が、覚醒状態に遷移している場合も、スリープ状態に遷移している場合も、いずれの場合でも内蔵電源２４に対する充電を行うことができるように構成されている場合には、推定手段（例えば放射線画像撮影装置１の制御手段２２）は、覚醒状態およびスリープ状態のいずれの状態においても、充電の際に上記の推定処理を行うことができる。
【００９９】
［各充電装置や各状態ごとの比Ｃ／Ｃinの用い方について］
その際、上記のように、覚醒状態とスリープ状態とでは、通常、各機能部に供給される電流（電力）の値が比較的大きく変わる。そして、その場合、図６に示したように、定電流充電中に充電制御回路８０から出力される充電電流設定値Ｉｃsetの電流のうち、電源生成回路２５を介して各機能部に供給される電流、すなわち前述した放電電流Ｉｄの値が変わる。
【０１００】
なお、以下、覚醒状態とスリープ状態の例として、本実施形態の放射線画像撮影装置１における待機状態およびスリープ状態について説明する。
【０１０１】
また、放射線画像撮影装置１がクレードル６０に挿入されて定電流充電が行われる場合と、放射線画像撮影装置１がケーブルＣａに接続された状態で定電流充電が行われる場合との間でも、放電電流Ｉｄの値が変わり得る。
【０１０２】
その際、放射線画像撮影装置１がいずれの状態で充電されていても、内蔵電源２４の劣化度合が同じであれば、同じ値が算出されるはずである。
【０１０３】
しかし、発明者らの研究によれば、実際には、上記（４）式に基づいて算出される容量Ｃや上記（６）式に基づいて算出される比Ｃ／Ｃinの値は、内蔵電源２４の充電の仕方に依存して多少変わる場合があることが分かっている。このような現象が生じる原因としては、例えば以下のような原因が考えられている。
【０１０４】
すなわち、充電制御回路８０から内蔵電源２４に電流Ｉｃ（＝Ｉｃset−Ｉｄ。上記（１）式参照）が供給されると、内蔵電源２４内部で内部抵抗による電圧降下が発生する。そのため、内蔵電源２４の実際の充電電圧は、制御手段２２が検出する充電電圧Ｖから上記の電圧降下分だけ小さい値になる。そして、上記のように充電の仕方が変わると、放電電流Ｉｄの値が変わり、電流Ｉｃの値が変わる。そのため、内部抵抗による電圧降下の値が変わり、内蔵電源２４の実際の充電電圧の値が変わる。
【０１０５】
一方で、制御手段２２では、上記の各式から分かるように、充電制御回路８０から内蔵電源２４に供給される電流Ｉｃについては、充電電流設定値Ｉｃsetから放電電流Ｉｄを減算することで、充電の仕方の変化による放電電流Ｉｄの変化分が考慮されているが、充電の仕方の変化による電流Ｉｃの変化に起因する内蔵電源２４内部での電圧降下分については考慮されていない。
【０１０６】
そのため、上記の各式に従って算出される容量Ｃや比Ｃ／Ｃinの値が、内蔵電源２４の充電の仕方に依存して変わる場合があると考えられている。
【０１０７】
このような現象が生じることを回避するためには、内蔵電源２４の容量Ｃや比Ｃ／Ｃinの算出において、内蔵電源２４の内部抵抗による電圧降下分を加味するような演算式に基づいて算出を行うように構成することも可能である。
【０１０８】
しかし、前述したように、内蔵電源２４の劣化の形態としては、本発明で扱う内蔵電源２４の容量Ｃの減少だけでなく、内蔵電源２４の内部抵抗が増大していく場合もある。そして、内蔵電源２４の内部抵抗の変化を検出するためには、そのための手段や回路、機構等を新たに設けなければならなくなる虞れがある。
【０１０９】
そこで、例えば内蔵電源２４の内部抵抗の値を仮に設定しておき、その仮の値に基づいて内蔵電源２４の内部抵抗による電圧降下分を推定し、それを加味して、上記の比Ｃ／Ｃinすなわち内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成することが可能である。
【０１１０】
また、上記のように内蔵電源２４の内部抵抗による電圧降下分を推定せずに、異なる複数種類の充電装置（すなわち例えばクレードル６０やケーブルＣａを介して接続される外部の充電装置）ごとや、電子機器の電力消費状態における各状態（覚醒状態やスリープ状態。本実施形態では放射線画像撮影装置１における待機状態やスリープ状態）ごとに、上記の比Ｃ／Ｃinを算出するように構成することも可能である。
【０１１１】
この場合、例えば、各充電装置や各状態ごとに算出した各比Ｃ／Ｃinの最低値やそれらの平均値等を、内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成することが可能である。
【０１１２】
一方、本実施形態のように、内蔵電源２４としてリチウムイオンキャパシタを用いるように構成すると、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗は数ｍΩと非常に小さいため、内蔵電源２４の内部抵抗による電圧降下分の影響がほとんど現れなくなるといったメリットがある。
【０１１３】
そのため、推定処理において、各充電装置や各状態ごとに上記の比Ｃ／Ｃinを算出すると、算出した比Ｃ／Ｃinがほとんど同じ値になる。そのため、各充電装置や各状態ごとに算出された比Ｃ／Ｃinを区別せずに内蔵電源２４の劣化度合を表す値として用いることが可能となる。
【０１１４】
［比Ｃ／Ｃinに重畳されるノイズに対する対応法について］
ところで、上記のように、本実施形態では電子機器（放射線画像撮影装置１）を充電しながら推定処理を行うため、定電流充電の開始時点に読み取られる充電電圧Ｖ１や所定時間ΔＴthの経過時点に読み取られる充電電圧Ｖ２等には、充電装置（クレードル６０や外部の充電装置）や充電制御回路８０等で発生したノイズが重畳される。
【０１１５】
そのため、それらの値に基づいて算出される比Ｃ／Ｃinにもノイズが重畳される。なお、そのため、上記のように内蔵電源２４の内部抵抗による電圧降下分の影響が現れる場合であっても、その電圧降下分による比Ｃ／Ｃinの差よりもノイズの方が大きくなる場合がある。少なくとも本実施形態のように放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４としてリチウムイオンキャパシタを用いる場合には、各充電装置や各状態ごとのリチウムイオンキャパシタの内部抵抗による電圧降下分の差は、充電装置や充電制御回路８０等で発生したノイズにいわば埋もれてしまう。
【０１１６】
このように、算出される比Ｃ／Ｃinにもノイズが重畳されると、比Ｃ／Ｃinの経時的な低下傾向、すなわち内蔵電源２４の劣化度合が経時的に低下していく傾向を正確に読み取ることができなくなる可能性がある。
【０１１７】
そこで、推定手段としての制御手段２２は、例えば、推定処理を行って算出した現在の比Ｃ／Ｃinを含む過去の所定回数分（例えば１０回分）の比Ｃ／Ｃinをメモリに保存しておき、それらの移動平均を算出して内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成することが可能である。
【０１１８】
具体的には、制御手段２２は、過去の例えば１０回分の推定処理で算出した比Ｃ／Ｃinをそれぞれメモリに保存しておく。すなわち、この場合、メモリに、１０個のＣ／Ｃinが保存されている状態とする。そして、推定処理を行って比Ｃ／Ｃinを算出するごとに、算出した比Ｃ／Ｃinをメモリに保存するとともに、最も古い比Ｃ／Ｃinをメモリから削除する。
【０１１９】
そして、メモリ中に保存されている１０個の比Ｃ／Ｃinの平均値（すなわち移動平均）を算出する。このようにして移動平均を算出するように構成することが可能である。なお、その際、例えば１０個の比Ｃ／Ｃinを単純に平均化する代わりに、例えば、今回算出した比Ｃ／Ｃinの重みが大きくなるように重み付け平均を行うように構成することも可能である。
【０１２０】
このように、過去の所定回数分の比Ｃ／Ｃinの移動平均を内蔵電源２４の劣化度合として算出することで、推定処理を行うごとに比Ｃ／Ｃinに重畳されるノイズによる比Ｃ／Ｃinのばらつきを平滑化することが可能となる。そして、比Ｃ／Ｃinのばらつきが平滑化されることにより、比Ｃ／Ｃinの経時的な低下傾向、すなわち内蔵電源２４の劣化度合が経時的に低下していく傾向を正確に把握することが可能となる。
【０１２１】
そして、内蔵電源２４の劣化度合の経時的な低下傾向を正確に把握して、内蔵電源２４の劣化度合すなわち比Ｃ／Ｃinの移動平均が閾値以下になったか否かを判定する。
【０１２２】
このように構成することで、内蔵電源２４の劣化があまり進んでいないにもかかわらず、算出された比Ｃ／Ｃinにノイズが重畳されていてたまたま閾値以下になったためにユーザに内蔵電源２４を交換すべきことが警告される等の事態が生じることを防止することが可能となる。
【０１２３】
そして、ノイズの影響が確実に低減された比Ｃ／Ｃinの移動平均に基づいて、内蔵電源２４が劣化しているか否かを的確に判定して、内蔵電源２４が確実に劣化した状態になった場合に、ユーザに内蔵電源２４を交換すべきこと等を知らせることが可能となる。
【０１２４】
以上のように、本実施形態に係る充電システム１００や電子機器（放射線画像撮影装置１）によれば、推定手段（制御手段２２）は、充電制御回路８０が定電流充電を行う際に、所定時間ΔＴthが経過した時点での充電電圧Ｖの上昇分Ｖ２−Ｖ１に基づいて内蔵電源２４の容量Ｃを算出し、算出した容量Ｃの、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinに対する比Ｃ／Ｃinを算出して内蔵電源２４の劣化度合を推定する。
【０１２５】
そのため、電子機器（放射線画像撮影装置１）の内蔵電源２４の劣化度合を的確に推定することが可能となる。そして、電子機器のユーザが内蔵電源２４の劣化度合を任意のタイミングで認知することが可能となるとともに、内蔵電源２４の劣化が進んだ場合には、電子機器側からユーザに内蔵電源２４の交換を的確に知らせること等が可能となる。
【０１２６】
［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、上記（６）式に示されるように、推定処理で比Ｃ／Ｃinを算出する際に、除算を複数回（上記（６）式の場合には３回）行うことが必要となる。しかし、よく知られているように、加算や減算、乗算の処理に比べて、除算を行う処理には時間がかかる。そのため、上記のように除算を複数回行うと、比Ｃ／Ｃinの算出処理に要する時間が長くなるという問題がある。
【０１２７】
そこで、第１の実施形態では、例えば、電子機器である放射線画像撮影装置１の使用開始後（施設導入後）の充電の際に行われる通常の推定処理において、定電流充電が開始された後の所定時間ΔＴthを、工場出荷時等の内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを取得する際の所定時間ΔＴthと同じ時間になるようにして推定処理を行う場合を例示した。
【０１２８】
このように構成すると、上記（６）式において分母と分子のΔＴthが同一となるため、前述した他の条件を満たすように構成することで、上記（７）式に示したように推定処理における比Ｃ／Ｃinの算出処理において除算の演算を１回だけ行えばよくなる。そのため、比Ｃ／Ｃinの算出処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【０１２９】
しかし、推定処理を以下のようにして行うように構成すれば、比Ｃ／Ｃinの算出処理や推定処理をさらに短い時間で行うことが可能となる。第２の実施形態では、このように構成された推定処理について説明する。
【０１３０】
なお、推定処理の仕方以外の構成や機能等については、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。また、本実施形態では、工場出荷時等の内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを取得する際の所定時間ΔＴthを、ΔＴth_inと表す。また、この場合、上記（５）式は、
Ｃin＝（Ｉｃset_in−Ｉｄin）×ΔＴth_in／（Ｖ２in−Ｖ１in）    …（８）
と表される。
【０１３１】
本実施形態では、推定処理を行う際に、工場出荷時等の推定処理と、使用開始後の通常の推定処理とで、上記のように所定時間ΔＴthを同一とする代わりに、定電流充電が開始されてから所定時間ΔＴth、ΔＴth_inが経過した後の内蔵電源２４の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１が同一になるようにして推定処理を行うようになっている。
【０１３２】
すなわち、上記（６）式において、
Ｖ２−Ｖ１＝Ｖ２in−Ｖ１in    …（９）
となるようにして推定処理を行う。そして、この場合も、少なくとも同じ充電装置を用いて同じ状態で充電を行った場合、Ｉｃset_in＝ＩｃsetおよびＩｄin＝Ｉｄが成り立つ。
【０１３３】
そのため、この場合、比Ｃ／Ｃinは、上記（４）式と（８）式とに基づいて、
Ｃ／Ｃin＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）
／｛（Ｉｃset_in−Ｉｄin）×ΔＴth_in／（Ｖ２in−Ｖ１in）｝
∴Ｃ／Ｃin＝ΔＴth／ΔＴth_in    …（１０）
となる。
【０１３４】
このように、上記のように定電流充電時の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１が、工場出荷時等の推定処理における上昇分ΔＶin＝Ｖ２in−Ｖ１inと同じになるようにして推定処理を行うように構成すると、比Ｃ／Ｃinを、上記の上昇分まで充電電圧Ｖが上昇するために要する上記の所定時間ΔＴthとΔＴth_inとの比として算出することが可能となる。
【０１３５】
そのため、比Ｃ／Ｃinの算出処理が非常に容易になるとともに、除算の演算を１回だけ行えばよくなるため、比Ｃ／Ｃinの算出処理に要する時間を短縮することが可能となる。
【０１３６】
この場合の推定処理における具体的な構成としては、推定手段（放射線画像撮影装置１の制御手段２２）は、図９（Ａ）に示すように、工場出荷時等に行われた推定処理における充電電圧Ｖの上昇分ΔＶin＝Ｖ２in−Ｖ１inの値と所定時間ΔＴth_inとを不揮発性のメモリに記憶したり、プログラム中に書き込んだりしておく。
【０１３７】
そして、電子機器（放射線画像撮影装置１）の使用開始後の推定処理においては、推定手段は、まず、工場出荷時等に行われた推定処理における充電電圧Ｖの上昇分ΔＶin＝Ｖ２in−Ｖ１inの値を読み出す。そして、定電流充電が開始された時点で、内蔵電源２４の充電電圧Ｖを読み取って充電電圧Ｖ１として記憶し、経過時間ΔＴのカウントをリセットして経過時間ΔＴのカウントを開始する。
【０１３８】
なお、本実施形態では、推定手段は、所定時間（例えば１クロック）が経過するごとに２進数で表されるカウント数をメモリ上でインクリメントしていくことで、経過時間ΔＴをカウント数として読み取るように構成されている。
【０１３９】
そして、図９（Ｂ）に示すように、充電電圧Ｖの上昇分ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１が上記の上昇分ΔＶin＝Ｖ２in−Ｖ１inになった時点で、経過時間ΔＴすなわち使用開始後の所定時間ΔＴthに相当するカウント数を読み取る。そして、上記（１０）式に従って比Ｃ／Ｃinを算出するように構成される。
【０１４０】
また、本実施形態では、さらに、上記のように工場出荷時等に内蔵電源２４が劣化していない状態で推定処理を行う際に、所定時間Δｔth_inに相当するカウント数が２ｎ（ｎは自然数）となるようにして推定処理を行うようになっている。このように構成することで、比Ｃ／Ｃinの算出処理に要する時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１４１】
このように構成すると、上記の（１０）式におけるΔＴthのΔＴth_in（すなわち２ｎ）による除算処理を、レジスタ上でΔＴthに相当するカウント数を右にｎビットシフトすることによって行うことが可能となる。具体的には、推定手段は、上記のように使用開始後の推定処理で所定時間ΔＴthに相当するカウント数を読み取ると、そのカウント数をレジスタに入力し、そのカウント数をレジスタ上で右にｎビットシフトさせて、比Ｃ／Ｃinを算出する。
【０１４２】
そのため、上記（１０）式に基づいて実際に除算演算を行わなくてもよく、レジスタ上で所定時間ΔＴthに相当するカウント数を右にｎビットシフトさせるだけで上記（１０）式の演算を行ったことになる。そのため、実際に除算演算を行う必要がなくなり、比Ｃ／Ｃinの算出処理に要する時間をさらに短縮することが可能となる。
【０１４３】
なお、例えば、比Ｃ／Ｃinを百分率（単位は％）の形で算出するように構成する場合には、推定手段は、まず、使用開始後の推定処理で読み取った所定時間ΔＴthに相当するカウント数を１００倍してレジスタに入力する。そして、レジスタ上で、１００倍したカウント数を右にｎビットシフトするように構成される。このように構成すれば、レジスタ上で右にｎビットシフトさせるだけで、比Ｃ／Ｃinを百分率の形で非常に短時間に算出することが可能となる。
【０１４４】
また、上記のように所定時間ΔＴthに相当するカウント数やそれを１００倍した数をレジスタ上で右にｎビットシフトさせる代わりに、小数点の位置を左にｎビットシフトさせるように構成することも可能である。
【０１４５】
以上のように、本実施形態に係る充電システム１００や電子機器（放射線画像撮影装置１）によれば、第１の実施形態の場合と同様の優れた効果を発揮することが可能となるとともに、比Ｃ／Ｃinの算出処理や内蔵電源２４の劣化度合の推定処理を、非常に短時間で行うことが可能となる。
【０１４６】
なお、本実施形態においても、第１の実施形態の場合と同様に、過去の所定回数分の比Ｃ／Ｃinから算出した移動平均に基づいて内蔵電源の劣化度合を推定するように構成する等の種々の変形（改良）が可能である。
【０１４７】
［第３の実施の形態］
ところで、電子機器（放射線画像撮影装置１）の内蔵電源２４に対する定電流充電を行う際に、内蔵電源２４が故障しているか否かを調べるために、例えば図１０（Ａ）に示すように、充電制御回路８０から内蔵電源２４に対して低い値の定電流Ｉ１を流して定電流充電を行いながら、その間にパルス状に高い値の定電流Ｉ２を数回供給して内蔵電源２４の故障検知処理を行うように構成されている場合がある。
【０１４８】
このように構成されている場合、この故障検知処理の際に内蔵電源２４に対して供給されるパルス状の定電流を利用して推定処理を行い、比Ｃ／Ｃinを算出して内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成することが可能である。
【０１４９】
この場合、図１０（Ａ）に示したように高い値の定電流をパルス状に供給すると、内蔵電源２４の充電電圧Ｖは、図１０（Ｂ）に示すように上昇していく。
【０１５０】
そして、内蔵電源２４に供給される電流が低い電流Ｉ１から高い電流Ｉ２に切り替わる瞬間の充電電圧ＶをＶｎ−１とし、その時点で内蔵電源２４に蓄えられている電荷量をＱｎ−１、内蔵電源２４の内部抵抗をｒ、容量をＣとすると、それらと電流Ｉ１との間には、
Ｖｎ−１＝Ｑｎ−１／Ｃ＋ｒ×Ｉ１    …（１１）
の関係が成り立っている。
【０１５１】
また、内蔵電源２４に供給される電流が低い電流Ｉ１から高い電流Ｉ２に切り替えられた後、所定時間Δｔが経過した時点での充電電圧ＶをＶｎとし、その時点で内蔵電源２４に蓄えられている電荷量をＱｎとすると、
Ｑｎ＝Ｑｎ−１＋Ｉ２×Δｔ    …（１２）
Ｖｎ＝Ｑｎ／Ｃ＋ｒ×Ｉ２    …（１３）
の関係が成り立つ。
【０１５２】
そこで、所定時間Δｔ間の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを計算すると、上記の（１１）式から（１３）式を用いて、
ΔＶ＝Ｖｎ−Ｖｎ−１
＝（Ｑｎ／Ｃ＋ｒ×Ｉ２）−（Ｑｎ−１／Ｃ＋ｒ×Ｉ１）
＝（Ｑｎ−Ｑｎ−１）／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）
＝（Ｑｎ−１＋Ｉ２×Δｔ−Ｑｎ−１）／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）
∴ΔＶ＝Ｉ２×Δｔ／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）    …（１４）
が成り立つ。
【０１５３】
そのため、内蔵電源１４の容量Ｃは、上記（１４）式を変形して、
Ｃ＝Ｉ２×Δｔ／｛ΔＶ−ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）｝    …（１５）
として算出することができる。
【０１５４】
この場合、定電流Ｉ１、Ｉ２の値や所定時間Δｔは既知であるため、内蔵電源２４の内部抵抗ｒが既知であれば、検出された充電電圧Ｖｎ−１およびＶｎから上昇分ΔＶを算出して上記（１５）式に代入することにより、内蔵電源２４の容量Ｃを算出することができる。
【０１５５】
また、本実施形態のように、内蔵電源２４としてリチウムイオンキャパシタを用いる場合、前述したように、リチウムイオンキャパシタの内部抵抗ｒは数ｍΩと非常に小さい。そのため、上記（１５）式においてｒ≒０と見なすことで、内蔵電源２４の容量Ｃは、定電流Ｉ２と所定時間Δｔと充電電圧Ｖの上昇分ΔＶとを用いて、
Ｃ＝Ｉ２×Δｔ／ΔＶ    …（１６）
の演算を行うことで算出することが可能となる。
【０１５６】
また、図１０（Ａ）に示したように、この処理では高い値の定電流Ｉ２がパルス状に複数回繰り返して供給されるため、図１０（Ｂ）に示すように、充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを複数回検出することが可能となる。そのため、複数回分の上昇分ΔＶの平均値を算出して上記（１６）式に適用し、或いは、各回ごとに上昇分ΔＶに基づいて容量Ｃを算出してそれらの平均値を算出することで、内蔵電源２４の容量Ｃをより的確に算出することが可能となる。
【０１５７】
また、この場合、工場出荷時等に同様の処理を行って、内蔵電源２４が劣化していない状態での内蔵電源２４の容量Ｃinを算出しておく。なお、この場合、内蔵電源２４の容量Ｃinは、例えば第１の実施形態や第２の実施形態で算出された容量Ｃinを用いたり、或いは、内蔵電源２４の容量Ｃinとして適切な値を予め設定しておくように構成することも可能である。
【０１５８】
そして、比Ｃ／Ｃinを算出して、内蔵電源２４の劣化度合を推定するように構成することが可能である。
【０１５９】
以上のように、本実施形態に係る充電システム１００や電子機器（放射線画像撮影装置１）によれば、第１の実施形態や第２の実施形態の場合と同様の優れた効果を発揮することが可能となるとともに、内蔵電源２４の故障検知処理の際に内蔵電源２４に対して供給されるパルス状の定電流を利用して推定処理を行うことが可能となる。
【０１６０】
なお、本実施形態においても、第１、第２の実施形態の場合と同様に、過去の所定回数分の比Ｃ／Ｃinから算出した移動平均に基づいて内蔵電源の劣化度合を推定するように構成する等の種々の変形（改良）が可能である。
【０１６１】
また、上記の第１〜第３の実施形態では、推定処理における比Ｃ／Ｃinの算出処理をより簡単に行うための種々のパターンを示したが（上記の（７）、（１０）、（１５）、（１６）式参照）、本発明はこれらの場合に限定されない。
【０１６２】
すなわち、工場出荷時等の推定処理における充電電流設定値Ｉｃset_in、放電電流Ｉｄin、所定時間ΔＴth_in、充電電圧Ｖの値Ｖ１in、Ｖ２inを上記（８）式に代入すれば、内蔵電源２４が劣化していない状態での容量Ｃinを算出することができる。また、電子機器（放射線画像撮影装置１）の使用開始後の推定処理における充電電流設定値Ｉｃset、放電電流Ｉｄ、所定時間ΔＴth、充電電圧Ｖの値Ｖ１、Ｖ２を上記（４）式に代入すれば、電子機器の使用状態における容量Ｃを算出することができる。
【０１６３】
そして、
Ｃ／Ｃin＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）
／｛（Ｉｃset_in−Ｉｄin）×ΔＴth_in／（Ｖ２in−Ｖ１in）｝…（１７）
の演算を行うことで、上記の比Ｃ／Ｃinを算出することができる。
【０１６４】
さらに、上記の各実施形態では、主に、電子機器が放射線画像撮影装置１である場合について説明したが、この他にも、充電可能な内蔵電源２４を内蔵する電子機器であれば、ノート型パソコンや携帯電話、携帯情報端末等の種々の電子機器についても、本発明を適用することが可能である。また、それらの電子機器を充電装置で充電する充電システムについても、本発明を適用することが可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
１  放射線画像撮影装置（電子機器）
２２  制御手段（推定手段）
２４  内蔵電源
６０  クレードル（充電装置）
８０  充電制御回路
１００  充電システム
Ｃ  容量
Ｃin  内蔵電源が劣化していない状態での容量
Ｃ／Ｃin  比（内蔵電源の劣化度合）
Ｖ  充電電圧
Δｔ  所定時間
ΔＴth  所定時間
ΔＴth_in  所定時間
ΔＶ、Ｖ２−Ｖ１  充電電圧の上昇分
ΔＶin、Ｖ２in−Ｖ１in  充電電圧の上昇分
【図１】
2012235551.tif 000003
【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】
2012235551.tif 000008
【図７】
2012235551.tif 000009
【図８】
2012235551.tif 000010
【図９】
2012235551.tif 000011
【図１０】
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