JP2015102471A - X線検出装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大型にしないで、かつ、バッテリーを容易に交換することが可能なX線検出装置を提供する。【解決手段】実施形態のX線検出装置は、給電手段を有する。給電手段は、スロットと、給電機構とを有する。スロットは、バッテリーを収納可能な貫通穴の形状を有し、貫通穴の両端のいずれか一方を入口とし、他方を出口とし、第1のバッテリーが収納されている状態で、入口から第2のバッテリーが挿入されたとき、第2のバッテリーが挿入された分だけ、出口から第1のバッテリーが押し出されることにより、バッテリーが交換されるように構成される。給電機構は、貫通穴の内壁部に設けられた給電端子と、バッテリーの電極とを有し、バッテリーが交換される過程で、第1のバッテリーに接続、第1のバッテリーと第2のバッテリーの双方に接続、および、第2のバッテリーに接続の三つの接続を連続して切替可能に構成される。【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、X線検出装置に関する。
X線を照射するX線発生部に対向する位置に着脱可能に構成され、X線発生部から照射されたX線を検出可能な可搬型のX線検出装置がある。
この種のX線検出装置は、複数の検出素子と、バッテリーに電気的に接続して検出素子に電力を供給する給電手段と、バッテリーを接続状態に拘束するロック機構と、を有する。
バッテリーは定期的に交換される。バッテリーの交換に伴い、一旦、電源を切ると再接続までに時間が必要となる。これを回避するために、X線検出装置の内部に一時的にキャパシタが設けられたものがある。
さらに、X線検出装置の2つの側面に給電手段が設けられたものがある(例えば、特許文献1)。
特開2012−63341号公報
しかしながら、キャパシタの容量は小さく、短時間で電源が切れるという問題があった。さらに、バッテリーを交換するためには、旧のバッテリーを拘束解除し、旧のバッテリーを給電手段から外し、新たなバッテリーを給電手段に接続し、新たなバッテリーを拘束する作業が必要となる。そのため、バッテリーの交換作業に手間がかかるという問題点があった。さらに、上記公報に記載された技術では、X線検出装置において、2つの給電手段を設置するための2つのスペースが必要となり、スペースが増えた分だけ、X線検出装置が大型になるという問題点があった。
この実施形態は、上記の問題を解決するものであり、大型にしないで、かつ、バッテリーを容易に交換することが可能なX線検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、実施形態のX線検出装置は、X線を発生するX線発生部に対向する位置に装着され、X線発生部からのX線を検出可能に構成され、給電手段を有する。給電手段は、スロットと、給電機構とを有する。スロットは、バッテリーを収納可能な貫通穴の形状を有し、貫通穴の両端のいずれか一方を入口とし、他方を出口とし、第1のバッテリーが収納されている状態で、入口から第2のバッテリーが挿入されたとき、第2のバッテリーが挿入された分だけ、出口から第1のバッテリーが押し出されることにより、バッテリーが交換されるように構成される。給電機構は、貫通穴の内壁部に設けられた給電端子と、バッテリーの電極とを有し、バッテリーが交換される過程で、第1のバッテリーに接続、第1のバッテリーと第2のバッテリーの双方に接続、および、第2のバッテリーに接続の三つの接続を連続して切替可能に構成されることを特徴とする。
X線診断装置の構成ブロック図。 第1実施形態に係るX線検出装置の概念図。 給電手段の回路図。 バッテリーが交換される過程で、給電端子が第1のバッテリーに接続したときの状態を示す図。 バッテリーが交換される過程で、給電端子が双方のバッテリーに接続したときの状態を示す図。 バッテリーが交換される過程で、給電端子が第2のバッテリーに接続したときの状態を示す図。 第2実施形態に係る貫通穴に収納された第1のバッテリーを示す図。 入口に挿入された第2のバッテリーおよび出口から押し出された第1のバッテリーを示す図。 貫通穴に収納された第2のバッテリーを示す図。 第3実施形態において、貫通穴に収納された第1のバッテリーを挟む一対のフック部材を示す図。 第1のバッテリーから離間された一対のフック部材を示す図。 貫通穴に収納された第2のバッテリーを挟む一対のフック部材を示す図。 第4実施形態に係るX線検出装置を概念的に示す正面図。 X線検出装置を概念的に示す側面図。
図1を参照して、X線診断装置1について説明する。図1はX線診断装置1の構成ブロック図である。
X線診断装置1は、可搬型の複数のX線検出装置10を保管するとともに、複数のX線検出装置10のいずれかを用いて、X線検出装置10に対しX線を照射するX線発生部11を有する。X線検出装置10は、被検体(患者)についてのX線撮影において、X線発生部11に対向する位置に装着され、X線発生部11から照射されて被検体を透過したX線を検出する。
図1に示すように、X線診断装置1は、画像処理部21、インターフェース22、および、制御部30を有する。画像処理部21は、X線撮影において、X線検出装置10により検出されたX線に基づいて画像を再構成する。インターフェース22は、表示制御部23、表示部24、および、入力部25を有する。表示制御部23は、画像処理部21により再構成された画像を表示部24に表示させる。制御部30は、入力部25の操作による指示を受けて、X線検出装置10およびX線発生部11を制御してX線撮影を行わせる。
[第1実施形態]
X線検出装置10の第1実施形態について各図を参照して説明する。
X線検出装置10の構成について図2を参照して簡単に説明する。図2は、X線検出装置10の概念図、図3は給電手段の回路図である。
図2および図3に示すように、可搬型のX線検出装置10は、複数の検出素子を含む回路(以下、単に「検出素子」という)と、バッテリー40に接続して検出素子に電力を供給する給電手段50とを有する。また、X線検出装置10は、4つの角部をもつ略矩形状の外形を有する。
(スロット51)
図2に示すように、給電手段50はスロット51と給電機構とを有する。スロット51は、X線検出装置10の外形の両側縁を貫通し、バッテリー40を収納可能な貫通穴の形状を有する。貫通穴の両端は入口でもあり、出口でもある。ここで、以下の説明では、バッテリー40が挿入される方の端を入口511といい、バッテリー40が押し出される方の端を出口512と称する。ここで、交換される側の被交換用のバッテリーを第1のバッテリー40とし、交換する側の交換用のバッテリーを第2のバッテリー40とする。
貫通穴の長さは、第1のバッテリー40が収納されている状態で、入口511から第2のバッテリー40が挿入されたとき、第2のバッテリー40が挿入された分だけ、出口512から第1のバッテリー40が押し出されるように、さらに、第2のバッテリー40が収納されたとき、第1のバッテリー40が貫通穴から外れるように設定される。
(給電機構)
給電機構は、給電端子とバッテリー40の電極とを有する。
図3に示すように、給電機構は、貫通穴の内壁部513に設けられ、スロット51の挿入方向に所定間隔離して配置されたプラス、マイナスの電極を組とする2組の給電端子61(63a)、62(63b)が設けられている。図3に、2組の給電端子61(63a)、62(63b)の間隔を“L1”で示す。給電端子61(63a)を挿入方向の奥側に配置された端子とし、給電端子62(63b)を挿入方向の手前側に配置された端子とする。
2組の給電端子61(63a)、62(63b)は互いに電気接続される。プラス側の給電端子61、62は、挿入されて収納された動作状態のバッテリー40のプラス電極41に対向する位置に設けられ、プラス電極41に接続される。マイナス側の給電端子63a、63bは、挿入されて収納された動作状態のバッテリー40のマイナス電極42に対向する位置に設けられ、マイナス電極42に接続される。
なお、給電端子61、62および給電端子63a、63bは、内壁部513において同じ側にかつ並列に設けられてもよい。さらに、給電端子63a、63bは、電気的に接続されてもよく、一体に形成されてもよい。さらに、給電端子61、62がマイナス電極42に接続され、給電端子63a、63bがプラス電極41に接続されるように構成されてもよい。
(給電端子61、62の間隔L1とプラス電極41の長さ等との関係)
図3に、各バッテリー40のプラス電極41の長さ“L2”で示し、また、挿入時に並んだ二つのバッテリー40のプラス電極41の間隔を“L3”で示す。図3に示すように、プラス電極41の長さL2は、2組の給電端子61(63a)、62(63b)の間隔L1より長い。また、挿入時に並んだ二つのバッテリー40のプラス電極41の間隔L3は間隔L1より短い。
この給電端子とバッテリー40の電極とがなす構成により、第1のバッテリー40を第2のバッテリー40に交換するとき、給電を停止することなく、連続して行える。
次にその交換の状態について図3および図4Aから図4Cを参照して説明する。図4Aは、バッテリー40が交換される過程で、給電端子61、62が第1のバッテリー40に接続したときの状態を示す図、図4Bは、給電端子61、62が双方のバッテリー40に接続したときの状態を示す図、図4Cは、バッテリーが交換される過程で、給電端子61、62が第2のバッテリー40に接続したときの状態を示す図である。
図3および図4Aから図4Cに示すように、バッテリー40が交換される過程において給電端子61、62が、第1の接続、第2の接続、第3の接続の順に連続して切替可能に構成される。
(第1の接続:図4A参照)
図4Aに示す第1の接続において、給電端子61、62が第1のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、第1のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される。
(第2の接続:図4B参照)
バッテリー40が交換される過程において、第2のバッテリー40が貫通穴の入口511から挿入されると、その分だけ、第1のバッテリー40が貫通穴の出口512から押し出される。このとき、給電端子62が第1のバッテリー40のプラス電極41から外れるが、給電端子61は第1のバッテリー40のプラス電極41に接続された状態を維持する。
さらに、第2のバッテリー40が挿入されると、給電端子61が第1のバッテリー40のプラス電極41から外れそうになるが、二つのバッテリー40のプラス電極41の間隔L3が、給電端子61、62の間隔L1より短いため、給電端子61が第1のバッテリー40のプラス電極41から外れる前に、給電端子62が第2のバッテリー40に接続される。
すなわち、図4Bに示す第1の接続において、給電端子61が第1のバッテリー40のプラス電極41に接続され、さらに、給電端子62が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、並列に接続されたバッテリー40から電力が検出素子に供給される。実効的には、すでに第1のバッテリー40の電力が落ちているため、第2のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される。すなわち、回路的には、この時点で電力供給の主体は、第1のバッテリー40から第2のバッテリー40へ切り替えられている。
(第3の接続:図4C参照)
さらに、第2のバッテリー40が挿入されると、給電端子61が第1のバッテリー40のプラス電極41から外れる。この場合であっても、引き続き連続して給電端子62からの電力が検出素子に供給される。
さらに、第2のバッテリー40が挿入されると、給電端子61が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。
すなわち、図4Cに示す第1の接続において、給電端子61、62が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、第2のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される。また、第2のバッテリー40が挿入され、やがて、第2のバッテリー40が貫通穴に収納されたとき、第1のバッテリー40が貫通穴から外れる。以上にように、第1のバッテリー40から第2のバッテリー40に交換される過程においては、第1の接続から第3の接続が連続して切り替わるため、二つのバッテリー40の少なくとも一つから電力が検出素子に供給されるようになる。
なお、給電端子61、62は、上記の第2の接続状態で古い方の第1のバッテリー40へ新しい方の第2のバッテリー40からの電流が逆流する電流を防止するため、図3に示すように、挿入方向の奥側に配置された給電端子61に逆流防止素子64(図3ではダイオード)が直列に接続される。逆流防止素子64が設けられることにより、挿入方向の手前側に配置された給電端子62から奥側に配置された給電端子61への電流が遮断される。
さらに、挿入時に並んだ二つのバッテリー40のプラス電極41に給電端子61、62がそれぞれ接続されたとき、新しい方のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される(図4B参照)。
[第2実施形態]
次に、X線検出装置10の第2実施形態について図5Aから図5Cを参照して説明する。図5Aは、貫通穴に収納された第1のバッテリー40を示す図である。
なお、第2実施形態において、第1実施形態と同じ構成については同一番号を付してその説明を省略し、異なる構成について主に説明する。
第1実施形態においては、スロット51は、略矩形状の外形を有するX線検出装置10の両側縁を貫通する貫通穴の形状を有したが、図5Aに示すように、第2実施形態では、スロット51は、同じく略矩形状の外形を有するX線検出装置10の角部15に設けられ、角部15を挟む両辺縁16を貫通する貫通穴の形状を有する。
図5Aに示すように、貫通穴は、角部15に近い壁部である上辺壁部514、角部15から遠い壁部である底辺壁部515、および、それ以外の台形形状壁部516を有する。台形形状壁部516に2組の給電端子61、62が所定間隔だけ離れて配置される。
台形形状の貫通穴に収納されることを考慮すれば、台形形状の外形を有するバッテリー40が用いられる。
第2実施形態においても、バッテリー40のプラス電極41の長さL2は、給電端子61、62の間隔L1より長く、二つ並んだバッテリー40のプラス電極41の間隔L3は給電端子61、62の間隔L1より短い。
図5Aに示す第1の接続では、給電端子61、62が第1のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、第1のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される。
図5Bは入口に挿入された第2のバッテリー40および出口から押し出された第1のバッテリー40を示す図、図5Cは、貫通穴に収納された第2のバッテリー40を示す図である。図5Bおよび図5Cに、挿入方向を矢印で示す。
図5Bに第2の接続では、給電端子61、62が双方のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、双方のバッテリー40から検出素子に電力が供給される。
図5Cに示す第3の接続では、給電端子61、62が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。このとき、第2のバッテリー40の電力が給電端子62を介して検出素子に供給される。
第2実施形態においても、第1のバッテリー40から第2のバッテリー40に交換される過程においては、第1の接続から第3の接続が連続して切り替わるため、二つのバッテリー40の少なくとも一つから電力が検出素子に供給されるようになる。
第2実施形態では、略矩形状の外形を有するX線検出装置10の角部15に貫通穴が設けられるため、X線検出装置10の外形に拘わらず、貫通穴の形状や大きさを一定にすることが可能となる。そのため、略矩形状の外形を有するX線検出装置10であれば、外形の大きさが異なっても(異なる外形を図5A〜図5Cに実線および一点鎖線で示す)、同じ形状および大きさの貫通穴を設けることで、同じ形状および大きさのバッテリー40を用いることが可能となる。
[第3実施形態]
次に、X線検出装置10の第3実施形態について図6Aから図6Cを参照して説明する。
なお、第3実施形態において、第1実施形態と同じ構成については同一番号を付してその説明を省略し、異なる構成について主に説明する。
貫通穴に収納されたバッテリー40は、貫通穴の内壁部513との摩擦で収納位置に拘束される。第3実施形態では、その拘束力をさらに高めるために、ロック機構70が設けられる。
図6Aは、貫通穴に収納された第1のバッテリー40を挟む一対のフック部材71を示す図、図6Bは、第1のバッテリーから離間された一対のフック部材を示す図である。
図6Aに示すように、ロック機構70は、端部同士が枢軸72により軸支された一対のフック部材71と、第1付勢部材73と、ガイド部材74と、制限部材75と、第2付勢部材76とを有する。
一対のフック部材71は、貫通穴の内壁部513(図3参照)に設けられ、一対のフック部材71のなす角度がスロット51の挿入方向に狭められたロック位置(図6A参照)とその角度が挿入方向に広がったアンロック位置(図6B参照)とに変位可能に構成される。一対のフック部材71の角度が共に広がるように、また、共に狭まるように連動機構(図示しない)が設けられる。なお、連動機構は、一対のフック部材の端部に設けられたギア同士を噛み合わせることによっても構成される。
一対のフック部材71は、ロック位置では貫通穴に収納されたバッテリー40を挟むように、アンロック位置では貫通穴に収納されたバッテリー40から離間されるように構成される。バッテリー40の両端面には係止溝43が設けられる。一対のフック部材71は、ロック位置では係止溝43に係止し、アンロック位置では係止溝43から外れる。
第1付勢部材73は、一対のフック部材71をその角度が狭まる方向に付勢する。ガイド部材74は、枢軸72を上下方向に案内するガイド溝を有する。一対のフック部材71がロック位置にあるとき、枢軸72はガイド溝の下端部に位置する(図6A参照)。一対のフック部材71がアンロック位置にあるとき、枢軸72はガイド溝の上端部に位置する(図6B参照)。
第1付勢部材73の付勢力により一対のフック部材71がロック位置に変位する。
制限部材75は一対のフック部材71の間に配置され、制限部材75の両端が一対のフック部材71に当接することにより、一対のフック部材71のなす角度がロック位置のときとほぼ同じに狭められた待機位置に一対のフック部材71を拘束する。第2付勢部材76は、枢軸72または枢軸72が設けられるフック部材71の基端部と、制限部材75との間に圧縮された状態で架設される。
制限部材75は、一対のフック部材71がアンロック位置のとき、枢軸72がガイド溝の上端部に位置することにより、また、第2付勢部材76の付勢力により、スロット51の内方向において一対のフック部材71の位置と同じに、または、一対のフック部材71の位置より内側に位置される。それにより、制限部材75は、交換される過程においてバッテリー40を案内するように構成される。
図6Aに示す第1の接続において、給電端子61、62が第1のバッテリー40のプラス電極41に接続される。
図6Aに示す状態において、第2のバッテリー40が入口511に挿入されたとき、第2のバッテリー40の係止溝43に押されて、一対のフック部材71が第1付勢部材73の付勢力に抗してアンロック位置に変位する。
第2のバッテリー40が入口511に挿入されたとき、第2のバッテリー40が挿入された分だけ、第1のバッテリー40が出口512から押し出され、図6Bに示す状態となる。このとき、第1のバッテリー40および第2のバッテリー40が制限部材75により案内される。
図6Bに示す第2の接続において、給電端子61が第1のバッテリー40のプラス電極41に接続される。また、給電端子62が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。
さらに、第2のバッテリー40が入口511に挿入され、貫通穴に収納されたとき、第1のバッテリー40が貫通穴から外れ、図6Cに示す状態となる。
図6Cに示す第3の接続において、給電端子61、62が第2のバッテリー40のプラス電極41に接続される。
[第4実施形態]
次に、X線検出装置10の第4実施形態について図7および図8を参照して説明する。
なお、第4実施形態において、第1実施形態と同じ構成については同一番号を付してその説明を省略し、異なる構成について主に説明する。
第1実施形態において、バッテリー40の挿入方向および貫通穴の貫通方向は、平面型X線検出器であるX線検出装置10の平面(正面または背面)に沿った方向としたが、第4実施形態では、その平面に対し直交する方向とする。図7は、X線検出装置を概念的に示す正面図、図8は、X線検出装置を概念的に示す側面図である。図8に、平面に対し直交する方向を矢印で示し、矢印の方向を貫通方向とする貫通穴を有するスロット51を示す。
図7及び図8では、バッテリー40の電極、給電手段50、および、ロック機構70を省略するが、第1実施形態と同じように構成されることはいうまでもない。
さらに、貫通穴が配置される位置は、角部15に限定されない。その位置は、X線検出装置10の平面内であって、X線検出装置10の機能に支障がない位置であれば、どこでもよく、例えば、中央部であってもよい。
前記第4実施形態に係るX線検出装置10によれば、大型にしないで、かつ、バッテリーの交換作業を容易にするという第1実施形態と同様の効果を奏する。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1 X線診断装置
10 X線検出装置
11 X線発生部
15 角部
16 辺縁
21 画像処理部
22 インターフェース
23 表示制御部
24 表示部
25 入力部
30 制御部
40 バッテリー
41 プラス電極
42 マイナス電極
43 係止溝
50 給電手段
51 スロット
511 入口
512 出口
513 内壁部
514 上辺壁部
515 底辺壁部
516 台形形状壁部
61、62、63a、63b 給電端子
64 逆流防止素子
70 ロック機構
71 フック部材
72 枢軸
73 第1付勢部材
74 ガイド部材
75 制限部材
76 第2付勢部材

Claims (6)

  1. X線を発生するX線発生部に対向する位置に装着され、前記X線発生部からのX線を検出可能に構成され、給電手段を有するX線検出装置において、
    前記給電手段は、
    バッテリーを収納可能な貫通穴の形状を有し、前記貫通穴の両端のいずれか一方を入口とし、他方を出口とし、第1のバッテリーが収納されている状態で、前記入口から第2のバッテリーが挿入されたとき、前記第2のバッテリーが挿入された分だけ、前記出口から前記第1のバッテリーが押し出されることにより、バッテリーが交換されるように構成されたスロットと、
    前記貫通穴の内壁部に設けられた給電端子と、バッテリーの電極とを有し、前記バッテリーが交換される過程で、前記第1のバッテリーに接続、前記第1のバッテリーと前記第2のバッテリーの双方に接続、および、前記第2のバッテリーに接続の三つの接続を連続して切替可能に構成された給電機構と、
    を有する
    ことを特徴とするX線検出装置。
  2. 前記給電機構は、互いに電気接続された2組の前記給電端子が前記スロットの挿入方向に所定間隔離れて配置され、
    前記給電端子に対向する位置に設けられた前記各バッテリーの各電極の長さは、前記所定間隔より長く、前記挿入時に並んだときの二つのバッテリー間の電極間の間隔は前記所定間隔より短いことを特徴とする請求項1に記載のX線検出装置。
  3. 前記挿入方向で手前側に配置された前記給電端子から奥側に配置された前記給電端子への電流を遮断するように逆流防止素子が設けられることを特徴とする請求項2に記載のX線検出装置。
  4. 前記X線検出装置は、4つの角部をもつ略矩形状の外形を有し、
    前記スロットは、前記角部に設けられ、前記角部を挟む両辺縁を貫通する前記貫通穴の形状を有する
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のX線検出装置。
  5. 端部同士が軸支された一対のフック部材と付勢部材とを有し、前記入口に挿入された第2のバッテリーにより前記付勢部材の付勢力に抗して、一対のフック部材のなす角度が前記挿入方向に広がって、前記貫通穴に収納された第1のバッテリーから離間して、前記第1のバッテリーの移動を許容するアンロック位置と、前記付勢力により前記角度が狭められて前記一対のフック部材が前記貫通穴に収納された第2のバッテリーを挟んで前記第2のバッテリーの移動を拘束するロック位置とに変位可能に構成されたロック機構をさらに有する
    ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のX線検出装置。
  6. 前記ロック機構は、前記一対のフック部材の間に配置された制限部材を有し、前記制限部材の両端が前記一対のフック部材に当接することにより、前記角度が前記ロック位置のときとほぼ同じに狭められた待機位置に前記一対のフック部材を拘束し、前記一対のフック部材がアンロック位置のとき、前記制限部材を前記スロットの内方向において前記一対のフック部材の位置と同じに、または、前記一対のフック部材の位置より内側に位置させることにより、前記交換される過程において前記バッテリーを案内するように構成されることを特徴とする請求項5に記載のX線検出装置。
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