JP2014188043A - 回診用ｘ線撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】操作者の姿勢に応じてモータの駆動を制御する回診用Ｘ線撮影装置を提供する。
【解決手段】
操作者が把持する操作ハンドルと、操作ハンドルの左右それぞれに加えられた操作力を検出する圧力センサ１４と、互いに独立に駆動される一対の駆動輪と、駆動輪をそれぞれ独立して駆動する左右モータと、左右モータをそれぞれ独立して制御するモータ駆動トルク算出部２４およびＰＷＭ制御回路１９と、操作者の姿勢が正常または異常のいずれであるかを判別する姿勢判別部２２とを備え、姿勢判別部２２が操作者の姿勢を正常と判別すると、モータ駆動トルク算出部２４およびＰＷＭ制御回路１９は圧力センサ１４の各検出値に応じて左右モータを駆動し、姿勢判別部２２が操作者の姿勢を異常と判別すると、モータ駆動トルク算出部２４およびＰＷＭ制御回路１９は左右モータを制動する回診用Ｘ線撮影装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は回診用Ｘ線撮影装置に係り、特に、操作者の姿勢に応じて走行を制御する回診用Ｘ線撮影装置に関する。

回診用Ｘ線撮影装置はその重量が４００ｋｇ以上になることから、走行用のモータが備えられており、モータを駆動することで移動することができる。たとえば、特許文献１に開示されているように、このモータ駆動はパルス幅変調（Pulse Width Modulation）制御（以下、ＰＷＭ制御と称す）により制御されており、操作ハンドルの位置に応じて、ＰＷＭ制御のパルス幅を制御している。モータの回転数が操作ハンドルからの入力信号に対する所定の回転数よりも低ければ、ＰＷＭ制御のパルス幅を広げることでモータの回転数を上げる。また、モータの回転数が操作ハンドルからの入力信号に対する所定の回転数よりも高ければ、ＰＷＭ制御のパルス幅を狭めることでモータの回転数を下げる。このようにして、操作ハンドルの位置によりモータの回転数を制御している。

また、回診用Ｘ線撮影装置にはブレーキレバーが備えられており、ブレーキレバーを握ると車輪と接続するモータにかけられていた電磁ロックが解除される構成である。つまり、操作者が回診用Ｘ線撮影装置から離れている時など、ブレーキレバーを握っていない時には、モータに電磁ロックが掛けられ回診用Ｘ線撮影装置は停止している。これに対して、回診用Ｘ線撮影装置を走行させる時には、操作者がブレーキレバーを握りながら操作ハンドルを前または後に移動させることで、モータに掛けられた電磁ロックが解除され前進または後進することができる。このように、回診用Ｘ線撮影装置を走行させるには、ブレーキレバーを握りながら操作ハンドルを前または後ろへ押さなければならない。

特開２０１０−２１３７６９号公報

しかしながら、操作者が予期せぬ出来事などにより、操作ハンドルを片手で運転する様な異常な姿勢で回診用Ｘ線撮影装置を走行すると、操作ハンドルの片側だけが押されて回診用Ｘ線撮影装置が旋回運動を始める。このような旋回運動は、操作者にとって予想外のことであり、操作者を慌てさせる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、操作者の姿勢に応じてモータの駆動を制御する回診用Ｘ線撮影装置を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明は、操作者が把持する操作ハンドルと、前記操作ハンドルの左右それぞれに加えられた操作力を検出する左右操作力検出器と、互いに独立に駆動される一対の駆動輪と、前記駆動輪をそれぞれ独立して駆動する左右モータと、前記左右モータをそれぞれ独立して制御するモータ制御部と、操作者の姿勢が正常または異常のいずれであるかを判別する姿勢判別部とを備え、前記姿勢判別部が操作者の姿勢を正常と判別すると、前記モータ制御部は前記左右操作力検出器の各検出値に応じて前記左右モータを駆動し、前記姿勢判別部が操作者の姿勢を異常と判別すると、前記モータ制御部は前記左右モータを制動または前記左右モータの駆動トルクを低減する回診用Ｘ線撮影装置である。

上記構成によれば、操作者が操作ハンドルを把持し、左右操作力検出器が操作ハンドルの左右それぞれに加えられた操作力を検出する。また、一対の駆動輪が互いに独立に左右モータにより駆動される。左右モータはモータ制御部によりそれぞれ独立して制御される。姿勢判別部は操作者の姿勢が正常であるか異常であるかを判別する。姿勢判別部が操作者の姿勢を正常と判別すると、モータ制御部は左右操作力検出器の各検出値に応じて左右モータを駆動する。姿勢判別部が操作者の姿勢を異常と判別すると、モータ制御部は左右モータを制動またはそれらの駆動トルクを低減する。

操作者が予期せぬ出来事により走行中の姿勢を崩したとしても、姿勢判別部が操作者の姿勢が異常であることを判別し、モータ制御部が左右モータを制動または駆動トルクを低減するので回診用Ｘ線撮影装置が減速する。これより、操作者の姿勢に応じてモータの駆動を制御することができ、操作者の異常な姿勢による回診用Ｘ線撮影装置の急な走行変化を防止することができる。

また、前記操作ハンドルは弾性体を介して回診用Ｘ線撮影装置に設置され、前記姿勢判別部は、前記左右操作力検出器の各検出値に対して、左右両方の検出値が検出されると正常な姿勢と判別し、左右片方の検出値だけが検出されると異常な姿勢と判別してもよい。この構成によれば、姿勢判別部は、左右操作力検出器の各検出値に対して、左右両方の検出値が検出されると操作者が正常な姿勢であると判別する。また、姿勢判別部は、左右片方の検出値だけが検出されると操作者が異常な姿勢であると判別する。左右操作力検出器が弾性体を介して操作ハンドルに設置されていることで、操作ハンドルを変位するのに弾性体による弾性力に対抗する力が必要である。操作者が正常な姿勢の場合、操作ハンドルの両側の弾性体が押圧され、左右操作力検出器により左右両側の押圧力が検出される。操作者が異常な姿勢である場合、操作ハンドルの片側だけが弾性体を押圧し、左右操作力検出器により左右いずれかの押圧力が検出される。このようにして、操作者の姿勢状態を検出することができる。

また、操作者を撮影するカメラを備え、前記姿勢判別部は、前記カメラにより撮影された画像を基に操作者の姿勢が正常または異常のいずれであるかを判別してもよい。撮影された画像により操作者の姿勢状態を判別することができ、姿勢状態に応じて駆動トルクおよび制動トルクの制御を実施することができる。

また、前記操作ハンドルと操作者との距離を測定する距離測定器を備え、前記モータ制御部は前記距離センサの測定距離に応じて前記左右モータのトルク制御をしてもよい。距離測定器を備えることで、操作者と操作ハンドルとの距離に応じて左右モータのトルク制御を実施できるので、ハンドルと操作者との距離が遠すぎる場合または近すぎる場合に回診用Ｘ線撮影装置の駆動トルクを低減することができる。

また、前記カメラにより撮影された画像を基に、操作者と回診用Ｘ線撮影装置との距離を測定する画像処理部を備え、前記モータ制御部は前記画像処理部が測定した測定距離に応じて前記左右モータのトルク制御をしてもよい。操作者と回診用Ｘ線撮影装置が撮影された画像を基に、操作者と回診用Ｘ線撮影装置との距離を測定することで、操作者と操作ハンドルとの距離に応じて左右モータのトルク制御を実施できるので、ハンドルと操作者との距離が遠すぎる場合または近すぎる場合に回診用Ｘ線撮影装置の駆動トルクを低減することができる。

また、撮影情報を表示する表示器を備え、前記姿勢判別部が操作者の姿勢を異常と判別すると、前記表示器にて警告が表示されてもよい。操作者の姿勢が異常であることが表示器により警告されるので、操作者が自分の姿勢の異常に気付くことができる。

本発明に係る回診用Ｘ線撮影装置によれば、操作者の姿勢に応じてモータの駆動を制御する回診用Ｘ線撮影装置を提供することができる。

実施例１に係る回診用Ｘ線撮影装置の側面図である。 実施例に係る回診用Ｘ線撮影装置の構成を示すブロック図である。 実施例１に係るＣＰＵの処理構成を示すブロック図である。 （ａ）は停止状態における操作ハンドル位置を示す説明図であり、（ｂ）は前進時における操作ハンドル位置を示す説明図であり、（ｃ）は左旋回時における操作ハンドル位置を示す説明図であり、（ｄ）は片手運転時における操作ハンドル位置を示す説明図である。 実施例に係るモータ駆動回路を示す回路図である。 実施例２に係る回診用Ｘ線撮影装置の側面図である。 実施例２に係るＣＰＵの処理構成を示すブロック図である。 実施例３に係る回診用Ｘ線撮影装置の側面図である。 実施例３に係るＣＰＵの処理構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は回診用Ｘ線撮影装置の概略側面図であり、図２は回診用Ｘ線撮影装置の構成を示すブロック図である。

＜回診用Ｘ線撮影装置＞
図１および図２に示すように、回診用Ｘ線撮影装置（以下、撮影装置と称す）１は、Ｘ線を照射するＸ線管２と、Ｘ線管２を保持するアーム３と、アーム３を支持しつつ台車４上で旋回可能な支柱１７と、前輪５および後輪６とを備える。ハンドル保持台７が台車４に取り付けられている。このハンドル保持台７に設けられた操作ハンドル８を前または後に操作することによって、台車４の下部に設けられた駆動モータ９が回転して前進または後進することができる。駆動モータ９には、ブレーキ機構１０が備えられており、ハンドル保持台７に設けられたブレーキレバー１１を離していると、ブレーキ機構１０から駆動モータ９へブレーキが作動し駆動モータ９が電磁ロックされ、後輪６にブレーキが掛けられる。ブレーキレバー１１を握ると、ブレーキ機構１０から駆動モータ９への電磁ロックが解除され、後輪６へのブレーキが解除される。後輪６は本発明における駆動輪に相当する。

なお、各図面において、左方向に配置された各構成物の符号には「Ｌ」を、右方向に配置された各構成物の符号には「Ｒ」をそれぞれ付している。また、弾性体１３および圧力センサ１４に関して、操作ハンドル８の前方に配置された構成物には「ｆ」を、後方に配置された構成物には「ｂ」をそれぞれ付している。なお、本明細書中において、右方向、左方向、前方および後方へ配置された各構成物に共通する事項については、「Ｌ」、「Ｒ」、「ｆ」および「ｂ」を省略した符号で説明する。

アーム３にはＸ線管２の支持機構と回転機構が備えられており、水平方向に伸縮するアーム３は支柱１７上をスムースに垂直移動し、バランスが取れる機構に設計され、被検者の撮影部位に応じてあらゆる方向と空間的な位置に、Ｘ線管２のコリメータ１２を向けることができる。台車４の後部には一対の後輪６が設けられ、台車４の前部には旋回自在の前輪５が設けられている。また、後輪６と駆動モータ９とは左右に独立の制御系統を持ち、後輪６Ｌ、６Ｒは台車４に装着された駆動モータ９Ｌ、９Ｒによりそれぞれ独立に駆動される。

そして、台車４には、自動車用バッテリとインバータで主回路１００〜１２０Ｖ、６０Ｈｚの内部電源を有し、高電圧変圧器とコンデンサとを備えている。また、台車４にはモニタ１８が設けられ、撮影操作メニュー画面、Ｘ線撮影画像等の種々の撮影情報を表示する。モニタ１８は本発明における表示器に相当する。

また、前輪５および後輪６にはゴムタイヤなどを用い、病室での出入りが自在であるように設計され、その他、カセッテボックス、付属装置を備えている。この撮影装置１は移動型装置として小型・軽量で移動操作性の良いことが重要であり、病院内でベッドルーム、技工室、手術室、小児室、レントゲン室、乳児室、エレベータ等に容易に移動して、手軽に現場でＸ線撮影用として使用される。

操作ハンドル８は弾性体１３および圧力センサ１４を介して台車４に接続されている。弾性体１３は、たとえば、比較的堅いが可撓性のあるバネ部材が挙げられる。操作ハンドル８を押し引きすることで、弾性体１３により、操作ハンドル８を僅かに前後方向に変位させることができる。操作ハンドル８を前後に操作することで操作ハンドル８を変位させることができるとともに、操作ハンドル８を離したとき、弾性体１３の弾性作用により、操作ハンドル８を中心位置にすばやく復帰させることができる。撮影装置１が停止状態にある場合、操作ハンドル８は中心位置にある。

操作者ＯＰが操作ハンドル８を前後に操作することで発生する左右それぞれの操作力が、弾性体１３を介して操作ハンドル８の左側の前後および右側の前後にそれぞれ配置された圧力センサ１４により検出される。すなわち、ハンドル左前方への押圧力は弾性体１３Ｌｆを介して圧力センサ１４Ｌｆに検出され、ハンドル左後方への押圧力は弾性体１３Ｌｂを介して圧力センサ１４Ｌｂに検出され、ハンドル右前方への押圧力は弾性体１３Ｒｆを介して圧力センサ１４Ｒｆに検出され、ハンドル右後方への押圧力は弾性体１３Ｒｂを介して圧力センサ１４Ｒｂに検出される。各圧力センサ１４から出力されるセンサ信号の符号すなわち極性は操作ハンドル８の変位の方向を表し、センサ信号の大きさは操作力に比例する。このようにして、操作ハンドル８に加わる操作力を電気信号に変換することができる。圧力センサ１４は本発明における左右操作力検出器に相当する。

操作者ＯＰが操作ハンドル８を前または後に操作すると、圧力センサ１４からの操作力信号Ｆｔが左右独立してＣＰＵ（Central Processing Unit）１５に入力される。なお、操作力信号Ｆｔの左右両系統の信号処理はそれぞれ独立して処理されるが、その処理手順は左右両系統ともに同様である。

また、ブレーキレバー１１が握られているかどうかの信号もＣＰＵ１５に入力される。ブレーキレバーが握られている時は、ブレーキ解除の信号がブレーキレバー１１からＣＰＵ１５に送られる。ブレーキレバーが握られていない時は、ブレーキレバー１１からＣＰＵ１５にブレーキ解除の信号が送られないので、後輪６にブレーキが負荷される。一方、後輪６の車軸に設けられた駆動モータ９の回転速度Ｖｔを検出するエンコーダ１６から、モータ回転速度信号がＣＰＵ１５に入力される。エンコーダ１６はモータの回転速度を検出してもよいし、後輪６の回転速度を検出してもよい。

ＣＰＵ１５は、圧力センサ１４からの前進、後退の操作力信号Ｆｔに比例した走行駆動トルクを算出する。このモータ駆動トルクをＰＷＭ制御回路１９へ送る。ＰＷＭ制御回路１９は、ＣＰＵ１５から送られたモータ駆動トルクを基にデューティ比を算出し、算出されたデューティ比のスイッチングパルス信号を生成し、このスイッチングパルス信号をモータ駆動回路２０へ送ることで、モータ駆動回路２０をＰＷＭ制御する。

モータ駆動回路２０はＰＷＭ制御回路１９から送られるＰＷＭ制御されたスイッチングパルス信号により、駆動モータ９に流れる電流をオン・オフ制御することで駆動モータ９を駆動する。モータ駆動トルク算出部２４、ＰＷＭ制御回路１９およびモータ駆動回路２０は、本発明におけるモータ制御部に相当し、駆動モータ９は本発明におけるモータに相当する。

こうして回転する駆動モータ９の回転速度Ｖｔをエンコーダ１６が検出し、そのモータ回転速度信号が再びＣＰＵ１５に入力される。回転速度Ｖｔが操作ハンドル８からの操作力信号Ｆｔに対する所定の回転数よりも低ければ、より大きい走行トルクを算出する。また、所定の回転数よりも高ければ走行トルクを減少させて帰還制御する。ＣＰＵ１５は、それに対応したモータ駆動トルクをＰＷＭ制御回路１９に入力し、ＰＷＭ制御回路１９はＣＰＵ１５から送られたモータ駆動トルクに従ってデューティ比を調節してモータ駆動回路２０をＰＷＭ制御し、モータ駆動回路２０は駆動モータ９の回転速度Ｖを制御するものである。次に各構成部について詳細に説明する。

＜ＣＰＵ＞
図３を参照して、ＣＰＵ１５の構成を説明する。図３はＣＰＵ１５の処理構成を示すブロック図である。ＣＰＵ１５は、操作者ＯＰの姿勢状態を判別する姿勢判別部２２と、撮影装置１の走行速度を算出する走行速度算出部２３と、駆動モータ９の駆動トルクを算出するモータ駆動トルク算出部２４とを有する。

姿勢判別部２２は、左右各圧力センサ１４からの操作力信号Ｆｔを基に、操作者ＯＰの姿勢状態を判別する。図４を参照して、姿勢判別部２２における姿勢判別方法を説明する。図４は、各走行状態における操作ハンドル位置を示す説明図である。

図４（ａ）は、撮影装置１が停止状態における操作ハンドル８の位置を示している。操作ハンドル８は、各弾性体１３Ｌｆ、１３Ｌｂ、１３Ｒｆおよび１３Ｒｂからの弾性力が釣り合う位置にて静止する。この静止位置は、操作ハンドル８の前後方向に対する中心位置ＣＰである。なお、撮影装置１が走行中に操作ハンドル８から操作者ＯＰの両手が離れた場合、操作ハンドル８は中心位置ＣＰに復帰される。この場合、ブレーキレバー１１も離されるので、ブレーキレバー１１からモータ駆動トルク算出部２４へブレーキ解除信号が送られないので、モータ駆動トルク算出部２４は回転トルクとは逆方向のトルクをＰＷＭ制御回路１９に指示することで、後輪６に制動をかける。

図４（ｂ）は、撮影装置１が前進時における操作ハンドル８の位置を示す説明図である。操作者ＯＰが両手で操作ハンドル８を前方に均等に押すことで、圧力センサ１４Ｌｆおよび１４Ｒｆは、操作ハンドル８から弾性体１３Ｌｆおよび１３Ｒｆそれぞれを介して左右均等に押圧力を検出する。圧力センサ１４Ｌｆおよび１４Ｒｆが検出する押圧力がそれぞれ同じ値であれば、後輪６Ｌおよび６Ｒを駆動する駆動トルクが同じであるので、撮影装置１は直線的に前進する。また、操作者ＯＰが両手で操作ハンドル８を後方に均等に引くことで、圧力センサ１４Ｌｂおよび１４Ｒｂは、弾性体１３Ｌｂおよび１３Ｒｂそれぞれを介して左右均等に押圧力を検出する。この場合、撮影装置１は直線的に後進する。

図４（ｃ）は、撮影装置１が左旋回時における操作ハンドル８の位置を示す説明図である。操作者ＯＰが撮影装置１を左に旋回するように操作する場合、右手を前に突き出すことで操作ハンドル８の右側を前方に押し、左手を後に引くことで操作ハンドル８の左側を後方に引く操作を行う。操作ハンドル８は左周りに回転動作する。この際、圧力センサ１４Ｒｆおよび１４Ｌｂは、操作ハンドル８から弾性体１３Ｒｆ、１３Ｌｂそれぞれを介して、押圧力を検出する。

また、操作者ＯＰが撮影装置１を右に旋回するように操作する場合、操作ハンドル８の左側を前方に押し、操作ハンドル８の右側を後方に引く操作を行う。これより、操作ハンドル８は左周りに回転動作する。この際、圧力センサ１４Ｌｆおよび１４Ｒｂは、操作ハンドル８から弾性体１３Ｌｆ、１３Ｒｂそれぞれを介して、押圧力を検出する。

このように、操作者ＯＰが正常な姿勢で操作ハンドル８を操作する場合、左右両方の操作力が検出される。ここで、操作者ＯＰの正常な姿勢として、たとえば、操作者ＯＰが両手で操作する場合が挙げられる。しかしながら、操作者ＯＰが異常な姿勢で操作ハンドル８を操作する場合、左右片側の操作力しか検出されない。ここで、操作者ＯＰの異常な姿勢として、たとえば、操作者ＯＰが片手で操作する場合が挙げられる。

図４（ｄ）は、操作者ＯＰが撮影装置１を片手で運転する場合における操作ハンドル８の位置を示す説明図である。操作ハンドル８を片手で運転する場合、ほとんどが、操作者ＯＰが操作ハンドル８の長手方向、つまり左右方向において中心位置つまり重心位置からずれて操作ハンドル８を把持する。このように把持して前後方向に操作ハンドル８を押すまたは引く場合、各弾性体１３からの弾性力により、操作ハンドル８の片側だけが大きく押されるまたは引かれるので、左右いずれかの圧力センサ１４からしか操作力信号Ｆｔが出力されないか、いずれか一方の操作力信号Ｆｔがもう一方の操作力信号にくらべて小さい。

上述した理由により、姿勢判別部２２は、各圧力センサ１４からの操作力信号Ｆｔを入力して、左右いずれかの圧力センサ１４からしか操作力信号Ｆｔが入力されていない場合、操作者ＯＰの姿勢が異常であると判別する。この判別において、圧力センサ１４からの操作力信号Ｆｔがゼロ値であるかどうかは、予め定められた閾値を設けて、この閾値以下であればゼロ値であると識別してもよい。また、左側の圧力センサ１４Ｌｆまたは１４Ｌｂと、右側の圧力センサ１４Ｒｆまたは１４Ｒｂとの操作力信号の値の差が、予め定められた閾値よりも大きい場合に、片手運転であると判別してもよい。また、左右両方の圧力センサ１４から操作力信号Ｆｔが入力されている場合および、圧力センサ１４からの操作力信号が全く入力されていない場合は、操作者ＯＰの姿勢が正常であると判別する。

姿勢判別部２２は、操作者ＯＰの姿勢を正常と判別すると、モータ駆動トルク算出部２４に各圧力センサ１４の検出値に応じて左右それぞれの駆動モータ９の駆動トルクを算出するように指示する。また、姿勢判別部２２は、操作者ＯＰの姿勢を異常と判別すると、モータ駆動トルク算出部２４に、左右それぞれの駆動モータ９を制動する制動トルクを算出するように指示する。また、姿勢を異常と判別した場合、制動トルクを算出する替わりに、駆動トルクを低減するように指示してもよい。さらに、モニタ１８に姿勢異常信号を出力し、モニタ１８にて異常姿勢であることを表示して、操作者ＯＰに警告する。

モータ駆動トルク算出部２４は、圧力センサ１４からのセンサ信号の大きさに応じた駆動トルクを算出する。つまり、信号値の強度が大きいほど駆動トルクは大きいトルク値として算出される。また、姿勢判別部２２から制動トルクを算出するよう指示された場合およびブレーキレバーが離された場合、モータ駆動トルク算出部２４は駆動モータ９を制動する制動トルクを算出する。また、姿勢判別部２２から駆動トルクを低減するよう指示された場合、モータ駆動トルク算出部２４は圧力センサ１４からのセンサ信号の大きさに応じた駆動トルクよりも低減された駆動トルクを算出する。制動トルクおよび駆動トルクの低減量は、予め定められた値でもよいし、走行速度算出部２３から入力される撮影装置１の走行速度に応じた値としてもよい。算出された駆動トルクまたは制動トルクはＰＷＭ制御回路１９へ送られる。

制動トルクの負荷の方法は駆動モータ９に逆回転のトルクが発生するように、ＰＷＭ制御回路に対して駆動モータ９に制動電流が流れるように指示してもよいし、駆動モータ９に逆電圧を負荷するように指示してもよい。

＜ＰＷＭ制御回路＞
ＰＷＭ制御回路１９は、ＣＰＵ１５から送られる駆動トルクまたは制動トルクからモータ駆動回路２０へ流す電流のオン・オフ制御するデューティ比を算出し、スイッチングパルス信号をモータ駆動回路２０へ転送する。

＜モータ駆動回路＞
モータ駆動回路２０は、例えば、図５に示すように、直流定電圧が出力される直流電源Ｖと、供給される電流により装置を走行させる駆動モータ９と、ＦＥＴトランジスタ等のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４で構成されたＨブリッジ回路と、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と並列に接続されたダイオードＤ１〜Ｄ４と、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４をオン、オフするためのスイッチング素子駆動回路２８とを備える。

このＨ型ブリッジ回路によれば、スイッチング素子ＳＷ１をオン状態、ＳＷ２とＳＷ３とをオフ状態にして、ＳＷ４をＰＷＭ制御すれば、駆動モータ９を正転駆動することができる。また、スイッチング素子ＳＷ３をオン状態、ＳＷ１とＳＷ４とをオフ状態にしてＳＷ２をＰＷＭ制御すれば、駆動モータ９を逆転駆動することができる。

モータ駆動回路２０内のスイッチング素子駆動回路２８には、ＰＷＭ制御回路１９からスイッチングパルス信号が送られる。このスイッチングパルス信号に基づいてスイッチング素子駆動回路２８から駆動信号が発せられてスイッチング素子ＳＷ１とＳＷ４とがオン・オフ制御される。スイッチング素子ＳＷ１とＳＷ４とがオン状態のときに、直流電源Ｖ、スイッチング素子ＳＷ１、モータ１１、スイッチング素子ＳＷ４とで閉回路が形成されるのでモータの駆動電流Ｉａが流れて駆動モータ９が正回転して回診用Ｘ線撮影装置１が前方向へ加速する。

一方、撮影装置１を後方へ走行させたい場合には、同様に、操作ハンドル８を後ろへ操作すると、スイッチング素子駆動回路２８から駆動信号が発せられてスイッチング素子ＳＷ２とＳＷ３とがオン状態、ＳＷ１とＳＷ４とがオフ状態となり、上記駆動電流Ｉａとは逆方向の駆動電流が流れて駆動モータ９が逆回転して撮影装置１が後方へ移動する。

実施例１における撮影装置１によれば、各圧力センサ１４における操作ハンドル８の左右それぞれに加えられた操作力Ｆｔの検出状況から、操作者ＯＰの操作ハンドル８の把持状態を識別することができる。姿勢判別部２２は操作ハンドル８の把持状態から操作者ＯＰの姿勢が正常であるか異常であるかを判別する。姿勢判別部２２が操作者ＯＰの姿勢を正常と判別すると、通常の走行をする。姿勢判別部２２が操作者ＯＰの姿勢を異常と判別すると、左右それぞれの駆動モータ９を制動またはそれらの駆動トルクを低減する。

操作者ＯＰが予期せぬ出来事により走行中の姿勢を崩したとしても、姿勢判別部２２が操作者ＯＰの姿勢が異常であることを判別し、駆動モータ９を制動または駆動トルクを低減するので回診用Ｘ線撮影装置１が減速する。これより、操作者ＯＰの姿勢に応じて駆動モータ９の駆動を制御することができ、操作者ＯＰの異常な姿勢による撮影装置１の急な走行変化を防止することができる。

図６および図７を参照して実施例２に係る回診用Ｘ線撮影装置について説明する。
図６は実施例２に係る撮影装置の側面図であり、図７はＣＰＵの処理構成を示すブロック図である。

実施例２の特徴は、実施例１における操作者ＯＰの姿勢状態に加え、操作者ＯＰと撮影装置との間の距離に応じて、駆動モータ９の駆動トルクを制御する構成である。よって、ここで記載した以外の撮影装置の構造は実施例１と同様である。図６および図７において、実施例１に示した符号と同一の符号で示した部分は、実施例１と同様の構成であるのでここでの説明は省略する。

実施例２における撮影装置４１は、実施例１における撮影装置１に、操作者ＯＰとの距離を測定する距離センサ３２、測定された距離Ｄｐ１から、操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ２を算出する距離算出部３３、および算出された距離Ｄｐ２から、操作者ＯＰか適切な範囲内にいるかどうかを判別する距離判別部３４を備える。

距離センサ３２は、ハンドル８の下方の台車４に設置される。距離センサ３２の設置場所は、これ以外の他の場所でもよく、たとえば、支柱１７やハンドル保持台７に設けてもよい。距離センサ３２は、たとえば、超音波センサ、レーザーセンサ、赤外線センサなどが挙げられる。距離センサ３２は、距離センサ３２と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ１を測定して、ＣＰＵ４５に測定距離を出力する。なお、操作者ＯＰへの距離というのは、操作者ＯＰの胴体または頭部までの距離をいう。

ＣＰＵ４５は、実施例１のＣＰＵ１５に、さらに、距離算出部３３および距離判別部３４を加えたものである。距離算出部３３は、距離センサ３２から送られた測定距離Ｄｐ１と、予め求められた距離センサ３２と操作ハンドル８との位置関係から、操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ２を算出する。算出された距離Ｄｐ２は、距離判別部３４へ送られる。距離センサ３２および距離算出部３３は本願発明における距離測定器に相当する。

距離判別部３４では、操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ２が、適切な範囲内にあるか否かの判別をする。すなわち、距離Ｄｐ２が、予め定められた下限閾値ＴＬ以上であり、予め定められた閾値ＴＨ以下であるか判別される。距離Ｄｐ２が下限閾値ＴＬ以上、かつ、上限閾値ＴＨ以下である場合、すなわち、ＴＬ≦Ｄｐ２≦ＴＨの場合、距離判別部３４は操作者ＯＰが適切な位置にいると判別してモータ駆動トルク算出部４４に何も指示を出力しない。

距離Ｄｐ２が下限閾値ＴＬ未満、または、上限閾値ＴＨを越える場合、すなわち、Ｄｐ２＜ＴＬ、または、ＴＨ＜Ｄｐ２の場合、距離判別部３４は操作者ＯＰが適切な位置にいないと判別してモータ駆動トルク算出部４４に制動トルクの算出または低減された駆動トルクを算出するように指示する。また、この場合、距離判別部３４は、モニタ１８に位置異常信号を出力して、モニタ１８上に、操作者ＯＰが異常位置にいることを表示して、操作者ＯＰに警告する。また、各閾値を例示すると、下限閾値ＴＨは１０ｃｍであり、上限閾値ＴＨは５０ｃｍである。各閾値は、この他にも適切な値であってもよい。

また、距離センサ３２が検出した距離Ｄｐ１を基に距離算出部３３が操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離を算出していたが、これに限らない。たとえば、距離算出部３３を省略して、距離Ｄｐ１を基に、距離判別部３４が操作者ＯＰが適切な位置にいるかどうかの判別をしてもよい。すなわち、撮影装置１の任意の点と操作者ＯＰとの距離が適切な位置にあるかどうかの判別により、駆動モータ９に対して駆動トルクまたは制動トルクの制御を実施してもよい。

操作者ＯＰが撮影装置４１に近すぎると肘が極端に曲げられてしまい、操作者ＯＰが撮影装置４１に遠すぎると腕が伸びきってしまって、操作ハンドル８の操作に不便を感じる。
実施例２における撮影装置４１によれば、撮影装置４１と操作者ＯＰとの距離が適切でない場合、駆動モータ９の駆動トルクが低減または駆動モータ９が制動されるので、撮影装置４１の速度が低減され、操作者ＯＰが適切な位置に復帰しやすくなる。

図８および図９を参照して実施例３に係る回診用撮影装置について説明する。図８は実施例２に係る回診用撮影装置の側面図であり、図９はＣＰＵの処理構成を示すブロック図である。

実施例３の特徴は、実施例１における操作者ＯＰの姿勢状態および実施例２における操作者ＯＰと撮影装置との間の距離をカメラにより撮影した画像を基に検出する構成である。よって、ここで記載した以外の撮影装置の構造は実施例１または実施例２と同様である。図８および図９において、実施例１または実施例２に示した符号と同一の符号で示した部分は、実施例１または実施例２と同様の構成であるのでここでの説明は省略する。

実施例３における撮影装置５１は、実施例１における撮影装置１に、撮影装置５１の後部および操作者ＯＰを撮影するカメラ５２と、カメラ５２により撮影された画像を基に、操作者ＯＰの姿勢状態を判別する姿勢判別部５３と、カメラ５２により撮影された画像を基に、操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ２を算出する距離算出部５４とを備える。

カメラ５２は、動画撮影用カメラであるが、撮影周期は１／３０ｓｅｃよりも長くてもよい。カメラ５２により周期的に撮影される画像はＣＰＵ５５に送られ、姿勢判別部５３および距離算出部５４へ入力される。姿勢判別部５３は、撮影された操作者ＯＰの画像から操作者ＯＰの姿勢が正常であるか異常であるかを判別する。この判別は、画像マッチング方法等の画像処理にて実施する。たとえば、操作者ＯＰが理想的な姿勢で操作している正常な姿勢を撮影しておき、正常画像として保存しておく。この正常画像とカメラ５２により周期的に撮影される画像とをパターンマッチングさせて、両画像の操作者ＯＰの重なる画素数を予め定められた閾値と比較することで、正常姿勢であるか異常姿勢であるかを判別する。また、カメラ５２により周期的に撮影される画像のエッジを強調して操作者ＯＰの輪郭線を抽出し、正常画像における操作者ＯＰの輪郭線からの距離に応じて正常または異常のどちらかを判別してもよい。また、操作者ＯＰは単色の制服を着用していることが多いので、撮影された画像の操作者ＯＰの画素領域は輝度の変化が少ない。そこで、カメラ５２のアングルから操作者ＯＰが必ず配置されていると予想される画素領域から、ある一定の範囲内の輝度の画素を順に連結してラベリング画像を作成する。このラベリング画像の形状と予め保存しておいた正常姿勢の形状とをパターンマッチングさせて、重なる画素数を予め定められた閾値と比較することで、操作者ＯＰの姿勢が正常であるか異常であるかを判別してもよい。操作者ＯＰが必ず配置されていると予想される画素領域は、撮影装置５１に特徴点を設けて、特徴点から一定の画素数離れた画素領域と設定すればよい。判別された結果はモータ駆動トルク算出部４４へ送られ、実施例１のモータ駆動トルク算出部２４と同様の処理が実施される。

距離算出部５４は、撮影された操作者ＯＰおよび撮影装置５１の後部の画像から、操作ハンドル８と操作者ＯＰとの距離Ｄｐ２を算出する。この算出は、画像処理にて実施される。算出された距離Ｄｐ２は、距離判別部３４へ送られて、以後、実施例２と同様の処理がされる。

実施例３における撮影装置５１によれば、操作者ＯＰの姿勢撮影装置４１と操作者ＯＰとの距離が適切でない場合、駆動モータ９の駆動トルクが低減または駆動モータ９が制動されるので、撮影装置４１の速度が低減され、操作者ＯＰが適切な位置に復帰しやすくなる。また、操作者ＯＰの姿勢が異常である場合、駆動モータ９の駆動トルクが低減または駆動モータ９が制動されるので、撮影装置４１の速度が低減され、撮影装置１の急な走行変化を防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

上述した実施例では、左右操作力検出器として、押圧センサを採用したが、これに限らない。たとえば、ホール効果センサを左右操作力検出器として採用してもよい。操作ハンドル８の両端に操作ハンドル８と共に動く一対の線形磁石を取り付け、台車４に左右それぞれに一対のホール効果センサを取り付け、それぞれ対応する磁石に隣接して配置される。

ホール効果センサが磁石に対して中心位置にあるとき、ホール効果センサの出力信号はゼロ・レベルになり、操作ハンドル８と共に磁石をずらすと、ホール効果センサの出力信号は正の最大値と負の最大値の間でほぼ線形に変化する。すなわち、ホール効果センサは、操作ハンドルに加えられた左右それぞれの操作力の検出器として機能する。

１ … 回診用Ｘ線撮影装置
６Ｒ、６Ｌ … 後輪
８ … 操作ハンドル
１４Ｌｆ、１４Ｌｂ、１４Ｒｆ、１４Ｒｂ … 圧力センサ
９Ｌ、９Ｒ … 駆動モータ
１３Ｌｆ、１３Ｌｂ、１３Ｒｆ、１３Ｒｂ … 弾性体
１８ … モニタ
２２、５３ … 姿勢判別部
３２ … 距離センサ
５２ … カメラ

Claims (6)

1. 操作者が把持する操作ハンドルと、
   前記操作ハンドルの左右それぞれに加えられた操作力を検出する左右操作力検出器と、
   互いに独立に駆動される一対の駆動輪と、
   前記駆動輪をそれぞれ独立して駆動する左右モータと、
   前記左右モータをそれぞれ独立して制御するモータ制御部と、
   操作者の姿勢が正常または異常のいずれであるかを判別する姿勢判別部と
   を備え、
   前記姿勢判別部が操作者の姿勢を正常と判別すると、前記モータ制御部は前記左右操作力検出器の各検出値に応じて前記左右モータを駆動し、
   前記姿勢判別部が操作者の姿勢を異常と判別すると、前記モータ制御部は前記左右モータを制動または前記左右モータの駆動トルクを低減する
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
2. 請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
   前記操作ハンドルは弾性体を介して回診用Ｘ線撮影装置に設置され、
   前記姿勢判別部は、前記左右操作力検出器の各検出値に対して、
   左右両方の検出値が検出されると正常な姿勢と判別し、
   左右片方の検出値だけが検出されると異常な姿勢と判別する
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
3. 請求項１に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
   操作者を撮影するカメラを備え、
   前記姿勢判別部は、前記カメラにより撮影された画像を基に操作者の姿勢が正常または異常のいずれであるかを判別する
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
   前記操作ハンドルと操作者との距離を測定する距離測定器を備え、
   前記モータ制御部は前記距離センサの測定距離に応じて前記左右モータのトルク制御をする
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
5. 請求項３に記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
   前記カメラにより撮影された画像を基に、操作者と回診用Ｘ線撮影装置本体との距離を測定する画像処理部を備え、
   前記モータ制御部は前記画像処理部が測定した測定距離に応じて前記左右モータのトルク制御をする
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載の回診用Ｘ線撮影装置において、
   撮影情報を表示する表示器を備え、
   前記姿勢判別部が操作者の姿勢を異常と判別すると、前記表示器にて警告が表示される
   ことを特徴とする回診用Ｘ線撮影装置。
   

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