JP4640528B2 - 検出器用電源装置およびこれを備えた光または放射線検出システム - Google Patents

Description

本発明は、医用分野や、非破壊検査、ＲＩ（Radio isotope）検査および光学検査などの工業分野などに用いられる光または放射線を検出する検出器に電源を供給する検出器用電源装置およびこれを備えた光または放射線検出システムに関する。

従来、光または放射線を検出する検出器として、フラットパネル型検出器（以下、単に「ＦＰＤ」という）が用いられる。ＦＰＤは、半導体層と印加電極とアクティブマトリクス基板と駆動部と処理部とを備えている。半導体層は光または放射線情報を電荷情報に変換する。印加電極は半導体層の表面に形成されて、半導体層に高電圧電源を印加する。アクティブマトリクス基板は複数のスイッチング素子を有して半導体層から電荷情報を読み出す。駆動部はこのアクティブマトリクス基板を読み出し駆動する。処理部はアクティブマトリクス基板から読み出された電荷情報を増幅したり、デジタル化する処理を行う。このようなＦＰＤには電源装置が接続されており、電源装置から各種電源が供給される。

図５を参照する。図５は、従来例における電源装置の概略構成を示す図である。電源装置６１は、駆動部に供給される複数種類の駆動用電源Ｖ１と、処理部に供給される複数の処理用電源Ｖ２と、印加電極に供給される高電圧電源Ｖ３をそれぞれ出力する。この電源装置６１は、各種電源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３のラインにそれぞれ設けられる複数の出力回路６４によって構成される電源出力部６３を備えて、各種電源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を個別に出力する。電源出力部６３は制御部６５によって制御される。

電源装置６１には操作部７１が接続されている。操作部７１は、キーボードなどの入力デバイスを有するコンピュータで構成されている。そして、ユーザーがこの操作部７１を操作することによって、操作部７１はＦＰＤ７５に対する命令を受け付けて、制御部６５に受け付けた命令を与える。これら電源装置６１と操作部７１には無停電電源設備（以下、単に「ＵＰＳ」という）７７を介して外部電力供給源７９が接続されている。

このように構成される従来例では、外部電力供給源７９から供給される電力によって、電源装置６１と操作部７１を稼動し、ＵＰＳ７７に電力を蓄積する。ユーザーが操作部７１に起動命令を入力すると、制御部６５が所定の順序で各種電源Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を出力させる。これにより、ＦＰＤ７５の駆動部等に順次電源が供給される。また、操作部７１に停止命令が入力されると、制御部６５は所定の順序で各種電源の出力を停止させる。これにより、ＦＰＤ７５の駆動部等への電源供給が停止する。なお、所定の順序は、ＦＰＤ７５が有する駆動部などの各回路の保護を目的として決められる。

また、瞬停や停電等が発生し、外部電力供給源７９の電圧が低下した場合、ＵＰＳ７７が電源装置６１と操作部７１に対して電力を供給する。これにより、電源装置６１からＦＰＤ７５に各種電源が継続して供給される。また、操作部７１も稼動し続けて、ユーザーからの命令を受け付けることができる。よって、ユーザーが停止命令を操作部７１に入力すれば、正常にＦＰＤ７５を停止させることができる。このように、外部電力供給源７９が電圧降下したときでも、ＦＰＤ７５への各種電源の出力が一斉に停止するなど、所定の順序と異なる順序で電源供給が停止されることがない。よって、ＦＰＤ７５を破損、破壊または故障などから保護することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２５８２１８号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来例によれば、ＵＰＳ７７が大型となり、コスト高を招くという不都合がある。すなわち、ＵＰＳ７７は少なくともＦＰＤ７５と操作部７１を数分間稼動させる電力量を蓄積することが望ましい。しかしながら、このような蓄電量を有するＵＰＳ７７は大型となり、収納場所の確保が困難である。また、このような大容量のＵＰＳ７７は高価であるため、コストアップ要因となる。

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、大容量の無停電電源設備を備えることなく、外部電力供給源からの電力供給状態が異常となったときでも検出器を保護することができる検出器用電源装置およびこれを備えた光または放射線検出システム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、この発明の検出器用電源装置は、光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えて光または放射線を検出する検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置において、前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、を備え、前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記駆動手段に供給される複数の駆動用電源が含まれており、前記異常停止処理では、各駆動用電源のうち、最も高い電圧の駆動用電源をその他の駆動用電源よりも先に停止させることを特徴とするものである。

本発明の検出器用電源装置によれば、検知手段を備えることで、外部電力供給源の電力供給状態を制御手段が直接監視することができる。また、制御手段が異常と判断した場合に制御手段に電力を供給する蓄電手段を備えているので、制御手段は適切に検出器を停止させる異常停止処理を行うことができる。これにより、検出器が破壊、破損したり故障することを防止することができる。また、蓄電手段は検出器用電源装置全体に電力を供給しないので、蓄電手段が蓄積すべき電力量は極めて小容量である。よって、大容量の無停電電源設備を省くことができ、安価に検出器用電源装置を構成することができる。また、制御手段が異常と判断した場合は制御手段が自動的に異常停止処理を行うため、人為的な作業を要しない。また、異常停止処理の際に、駆動手段を破壊、破損させることを好適に防止することができる。

また、この発明の検出器用電源装置は、光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えて光または放射線を検出する検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置において、前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、を備え、前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記駆動手段に供給される複数の駆動用電源が含まれており、この前記駆動用電源にはさらに、前記スイッチング素子をオン状態にするオン電圧を印加するオン電圧電源が含まれており、前記異常停止処理では、オン電圧電源をその他の駆動用電源よりも先に停止させることを特徴とするものである。

本発明の検出器用電源装置によれば、検知手段を備えることで、外部電力供給源の電力供給状態を制御手段が直接監視することができる。また、制御手段が異常と判断した場合に制御手段に電力を供給する蓄電手段を備えているので、制御手段は適切に検出器を停止させる異常停止処理を行うことができる。これにより、検出器が破壊、破損したり故障することを防止することができる。また、蓄電手段は検出器用電源装置全体に電力を供給しないので、蓄電手段が蓄積すべき電力量は極めて小容量である。よって、大容量の無停電電源設備を省くことができ、安価に検出器用電源装置を構成することができる。また、制御手段が異常と判断した場合は制御手段が自動的に異常停止処理を行うため、人為的な作業を要しない。また、比較的電圧が高いオン電圧電源を、その他の駆動用電源より先に停止させることで、異常停止処理の際に駆動手段を好適に保護することができる。

この発明の検出器用電源装置において、前記蓄電手段は、少なくとも前記異常停止処理に要する時間にわたって前記制御手段に電力を供給し続けることが可能であることが好ましい。制御手段が確実に異常停止処理を行うことができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記異常停止処理に要する時間は１秒以下であるが好ましい。異常停止処理が短時間で終了するので、電源出力手段の各電源を所定の順序を守って停止させることができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記蓄電手段は、少なくとも前記異常停止処理を行う際に前記制御手段が消費する電力を蓄積可能であるが好ましい。制御手段が好適に異常停止処理を行うことができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記蓄電手段は電気二重層コンデンサであることが好ましい。蓄電手段を電気二重層コンデンサとすることで急速に充放電することができる。また、電気二重層コンデンサは、時定数のみで充放電させる事ができ、バッテリーのように充放電するための特別な回路を設けることを要しない。また、電気二重層コンデンサは長寿命であるので、メンテナンス性が高い。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記電気二重層コンデンサの静電容量は１０００μＦ以上であるが好ましい。制御手段が異常停止処理を行うことを十分許容するとともに、蓄電手段を非常にコンパクトにすることができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記検知手段は前記外部電力供給源の電圧を検知することが好ましい。外部電力供給源の電力供給状態を的確に検知することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記制御手段は、前記検知手段によって検知された電圧が基準値に比べて低下したときに異常と判断することが好ましい。制御手段は的確に異常であるか否かを判断することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記オン電圧電源のオン電圧は、その他の駆動用電源の電圧に比べて高いことが好ましい。効果的に駆動手段を保護することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記駆動手段は、前記スイッチング素子に対するオン電圧電源の供給・停止を切り換える駆動回路と、前記駆動回路の切り換えを制御する駆動制御回路と、を有し、前記オン電圧電源は前記駆動回路に入力されるとともに、前記その他の駆動用電源は前記駆動回路または前記駆動制御回路に入力されることが好ましい。駆動回路と駆動制御回路とを好適に保護することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記駆動回路は集積回路であることが好ましい。好適に駆動回路を構成することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記集積回路の仕様として、この集積回路への複数の電源供給を停止する際には、前記オン電圧電源を停止した後にその他の電源供給を停止することが規定されていることが好ましい。このように仕様が定められている集積回路が用いられる場合は、異常停止処理を行うことによって集積回路を効果的に保護するができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記検出器は、前記アクティブマトリクス基板によって読み出された電荷情報を処理する処理手段を備え、前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記処理手段に供給される複数の処理用電源が含まれており、前記異常停止処理では、前記処理用電源のいずれよりも先に前記オン電圧電源を停止させることが好ましい。オン電圧電源を処理用電源よりも先に停止させることで、異常停止処理の際に駆動手段や処理手段を好適に保護することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記処理手段は、少なくとも電荷情報を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力をデジタル化するアナログデジタル変換回路とを含み、前記処理用電源はそれぞれ増幅回路またはアナログデジタル変換回路に入力されるが好ましい。異常停止処理の際に増幅回路やアナログデジタル変換回路を好適に保護することができる。

また、本発明の検出器用電源装置において、前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記半導体層に高電圧を印加するための高電圧電源が含まれており、前記異常停止処理では、前記電源出力手段が個別に出力可能な複数の電源の中で前記高電圧電源を最初に停止させることが好ましい。異常停止処理の際に、スイッチング素子を好適に保護することができる。

また、この発明の光または放射線検出システムは、前記検出器用電源装置から電源が供給されて、光または放射線を検出する検出器と、を備えた光または放射線検出システムであって、前記検出器は、光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えていることが好ましい。この発明に係る光または放射線検出システムによれば、異常停止処理の際に検出器が破壊、破損または故障することを防止することがない。

また、本発明の光または放射線検出システムにおいて、光または放射線を検出する検出器と、前記検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置と、を備え、前記検出器は、光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備え、前記検出器用電源装置は、前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、を備え、前記駆動手段は、前記スイッチング素子に対するオン電圧電源の供給・停止を切り換える駆動回路と、前記駆動回路の切り換えを制御する駆動制御回路と、を含み、前記駆動回路は集積回路であり、前記集積回路の仕様として、この集積回路への複数の電源供給を停止する際には、前記オン電圧電源を停止した後にその他の電源供給を停止することが規定されていることが好ましい。異常停止処理の際に、集積回路で構成される駆動回路を効果的に保護することができる。

また、本発明の光または放射線検出システムにおいて、撮影専用として用いられることが好ましい。撮影専用であれば、手術、カテーテル挿入またはＩＶＲのように継続的にの光または放射線検出システムを使用することがないので、制御手段が異常と判断したときに自動的に異常停止処理を行っても支障がない。

本発明に係る検出器用電源装置によれば、検知手段を備えることで、外部電力供給源の電力供給状態を制御手段が監視することができる。また、制御手段が異常と判断した場合は制御手段に電力を供給する蓄電手段を備えているので、制御手段は適切に検出器を停止させる異常停止処理を行うことができる。これにより、検出器が破壊されたり故障することを防止することができる。また、蓄電手段は検出器用電源装置全体に電力を供給しないので、蓄電手段が確保すべき電力量を大幅に低減できる。よって、大容量の無停電電源設備を省くことができ、安価に検出器用電源装置を構成することができる。また、制御手段が異常と判断した場合は自動的に異常停止処理を行うため、人為的な作業を要しない。

実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。 ＦＰＤの要部を示す平面図である。 ＦＰＤの要部の等価回路を模式的に示す図である。 アクティブマトリクス基板の等価回路をその断面に対応させて示す模式図である。 従来例に係る電源装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

５ …フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
７ …電源装置
１０ …外部電力供給源
１１ …半導体層
１３ …印加電極
１５ …アクティブマトリクス基板
２１ …集積回路（ＩＣ）
２１ｃ …駆動回路
２３ …駆動用プリント基板
２３ｃ …駆動制御回路
２５ …集積回路（ＩＣ）
２５ｃ …増幅回路
２７ …処理用プリント基板
２７ｃ …Ａ／Ｄ変換器
４１ …検知部
４３ …電力変換部
４５ …電源出力部
４９ …制御部
５１ …蓄電部
Ｍ …被検体
ｓ …スイッチング素子
Ｖｄｄ …オン電圧電源
Ｖｅｅ …オフ電圧電源
Ｖｃ …制御用電源
Ｖａｍ …増幅用電源
Ｖａｄ …Ａ／Ｄ変換用電源

検出器用電源装置において、光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えて光または放射線を検出する検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置において、前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、を備えたことで、大容量の無停電電源設備を備えることなく、外部電力供給源からの電力供給状態が異常となったときでも検出器を保護するという目的を実現した。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１は、実施例に係るＸ線撮影装置の概略構成図である。

実施例のＸ線撮影装置は、本発明に係る検出器用電源装置およびこれを備えた光または放射線検出システムが適用されたものである。本装置は、医用分野において被検体ＭをＸ線撮影する装置である。本装置は、天板１とＸ線管３とフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、単に「ＦＰＤ」と呼ぶ）５とを備えている。天板１には被検体Ｍが載置される。天板１はＸ線透過材料などで構成されている。Ｘ線管３とＦＰＤ５は天板１を挟んで対向配備されている。Ｘ線管３は被検体ＭにＸ線を照射する。ＦＰＤ５は被検体Ｍを透過したＸ線を検出する。ＦＰＤ５はこの発明における検出器に相当する。

ＦＰＤ５には電源装置７が接続されている。電源装置７はＦＰＤ５に複数の電源（後述）を個別に出力可能に構成されている。電源装置７には操作部９が接続されている。操作部９は、キーボードなどの入力デバイスを有するコンピュータで構成されている。この操作部９をユーザーが操作することによって、操作部９はＦＰＤ５に対する起動や停止などの命令を受け付ける。そして、受け付けた命令を電源装置７に出力する。これら電源装置７と操作部９には、外部電力供給源１０が接続されている。外部電力供給源１０は例えば商用電源（ＡＣ１００Ｖ）である。外部電力供給源１０は、電源装置７と操作部９に電力を供給して、これらを稼動させる。電源装置７はこの発明における検出器用電源に相当する。また、電源装置７及びＦＰＤ５はこの発明における光または放射線検出システムに相当する。

図２から図４を参照してＦＰＤ５について説明する。図２はＦＰＤの要部を示す平面図である。図３は、ＦＰＤの要部の等価回路を模式的に示す図である。図４は、アクティブマトリクス基板の等価回路をその断面に対応させて示す模式図である。

図示するように、ＦＰＤ５は直接変換タイプであり、Ｘ線情報を電荷情報に直接変換する半導体層１１を備えている。半導体層１１としてはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が例示される。Ｘ線が入射する半導体層１１の表面には、半導体層１１に高電圧を印加するための印加電極１３が積層されている。半導体層１１の裏面は、アクティブマトリクス基板１５が設けられている。アクティブマトリクス基板１５は後述するように複数のスイッチング素子ｓが設けられて、半導体層１１で変換された電荷情報を読み出す。

アクティブマトリクス基板１５の一側方には駆動用フレキシブル基板１７が接続されされている。また、他の一側方には処理用フレキシブル基板１９が接続されている。駆動用フレキシブル基板１７には、集積回路（ＩＣ）２１が実装されている。この集積回路２１は、スイッチング素子ｓをオン状態にするオン電圧電源Ｖｄｄの供給・停止を切り換える駆動回路２１ｃを構成する。より具体的には、駆動回路にはオン電圧電源Ｖｄｄとオフ電圧電源Ｖｅｅが入力されて、駆動回路２１ｃはこれらオン電圧電源Ｖｄｄとオフ電圧電源Ｖｅｅを選択的に出力可能に構成されている。ここで、オフ電圧電源Ｖｅｅはスイッチング素子ｓをオフ状態にする。駆動用フレキシブル基板１７の他端は、駆動用プリント基板２３に接続されている。駆動用プリント基板２３には駆動回路２１ｃの切り換えを制御する駆動制御回路２３ｃが形成されている。この駆動制御回路２３ｃには制御用電源Ｖｃが入力される。また、駆動制御回路２３ｃは駆動回路２１ｃに対して、駆動回路２１ｃの切り換えを制御するための信号を出力する。駆動用フレキシブル基板１７と集積回路２１（駆動回路２１ｃ）と駆動用プリント基板２３（駆動制御回路２３ｃ）は、この発明における駆動手段に相当する。

処理用フレキシブル基板１９にも、集積回路（ＩＣ）２５が実装されている。各集積回路２５は、それぞれアクティブマトリクス基板１５から読み出された電荷情報を増幅する増幅回路２５ｃを構成する。この増幅回路２５ｃには増幅用電源Ｖａｍが入力される。処理用フレキシブル基板１９の他端は処理用プリント基板２７に接続されている。処理用プリント基板２７は、増幅回路２５ｃの出力（アナログ）をデジタル化するＡ／Ｄ変換器２７ｃが形成されている。Ａ／Ｄ変換器２７ｃにはＡ／Ｄ変換用電源Ｖａｄが入力される。処理用フレキシブル基板１９と集積回路２５（増幅回路２５ｃ）と処理用プリント基板２７（Ａ／Ｄ変換器２７ｃ）はこの発明における処理手段に相当する。また、Ａ／Ｄ変換器２７ｃは、この発明におけるアナログデジタル変換回路に相当する。

アクティブマトリクス基板１５についてさらに説明する。アクティブマトリクス基板１５は、電気絶縁性を有する透明なガラス基板である。アクティブマトリクス基板１５上には、半導体層１１で変換された電荷情報を収集する複数の分割電極３１が形成されている。分割電極３１は交差する２軸方向である行と列に沿って分離して配列されている。各分割電極３１には電荷情報を蓄積するコンデンサＣａがそれぞれ接続されている。スイッチング素子ｓは、分割電極３１およびコンデンサＣａの各対にそれぞれ接続されている。スイッチング素子ｓとしては、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistors）が例示される。これら1組の分割電極３１とコンデンサＣａとスイッチング素子ｓは、これに応じた半導体層１１および印加電極１３の各部位と併せて、１個の検出素子ｄを構成する。

さらに、アクティブマトリクス基板１５には、検出素子ｄの行ごとにゲートライン３３が敷設されているとともに、スイッチング素子ｓの列ごとにデータライン３５とが敷設されている。各ゲートライン３３は、各行のスイッチング素子ｓのゲートに共通接続されている。ゲートライン３３の他端側は、駆動用フレキシブル基板１７に電気的に接続されて、アクティブマトリクス基板１５から引き出されている。また、各データライン３５は、各列のスイッチング素子ｓのドレインに共通接続されている。データライン３５の他端側は、処理用フレキシブル基板１９に電気的に接続されて、アクティブマトリクス基板１５から引き出されている。

このように構成されるＦＰＤ５は次のように動作する。すなわち、印加電極１３に高電圧が印加された状態でＸ線が照射されると、半導体層１１は照射されたＸ線（Ｘ線情報）を電荷情報に変換する。駆動制御回路２３ｃの制御により駆動回路２１ｃがスイッチング素子ｓにオフ電圧電源Ｖｅｅを供給させている間、スイッチング素子ｓはオフ状態である。よって、半導体層１１で変換された電荷情報はコンデンサＣａに蓄積される。駆動制御回路２３ｃの制御によって駆動回路２１ｃから一のゲートライン３３にオン電圧電源Ｖｄｄを出力させると、ゲートライン３３に接続される各スイッチング素子ｓが一括してオン状態になる。そして、各スイッチング素子ｓを経由して、各コンデンサＣａに蓄積された電荷情報がデータライン３５に読み出される。読み出された電荷情報は各増幅回路２５ｃで増幅される。各増幅回路２５ｃで増幅されたアナログ情報はＡ／Ｄ変換器２７ｃでデジタル化される。デジタル化された情報は、さらに各種処理が行われてＸ線画像となる。

次に、電源装置７の詳細について説明する。電源装置７は、検知部４１と電力変換部４３と電源出力部４５と制御部４９と蓄電部５１とを備えている。検知部４１は外部電力供給源１０から供給される電力の電圧を検知し、検知結果を制御部４９に出力する。電力変換部４３は外部電力供給源１０から供給される電力を直流に変換するとともに所定の電圧に変換する。そして、上述したオン電圧電源Ｖｄｄ、オフ電圧電源Ｖｅｅ、制御用電源Ｖｃ、増幅用電源Ｖａｍ及びＡ／Ｄ変換用電源Ｖａｄを出力する。この電力変換部４３は、ＡＣ−ＤＣ変換回路もしくはＤＣ−ＤＣ変換回路や、フィルタやフィードバック回路等で適宜に実現される。

ここで、オン電圧電源Ｖｄｄとオフ電圧電源Ｖｅｅと制御用電源Ｖｃは、いずれもアクティブマトリクス基板１５を駆動して電荷情報を読み出すためのものであり、適宜「駆動用電源」と呼ぶ。また、増幅用電源Ｖａｍ及びＡ／Ｄ変換用電源Ｖａｄは、アクティブマトリクス基板１５から読み出された電荷情報を処理するためのものであり、適宜「処理用電源」と呼ぶ。さらに、各駆動用電源および各処理用電源はそれぞれ低電圧（数１０Ｖ以下）の直流電源であるため、これらをまとめて「低電圧電源」と呼ぶ。なお、各低電圧電源の中ではオン電圧電源Ｖｄｄの電圧が最も高い。

電源出力部４５は、電力変換部４３で得られた各駆動用電源（Ｖｄｄ、Ｖｅｅ、Ｖｃ）の出力とその停止をそれぞれ切り換える駆動用出力回路４６ａ、４６ｂ、４６ｃを備えている。また、電力変換部４３で得られた各処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）の出力とその停止をそれぞれ切り換える処理用出力回路４７ａ、４７ｂとを備えている。以下では、各駆動用出力回路４６ａ、４６ｂ、……を区別しないときは、単に駆動用出力回路４６と記載する。同様に各処理用出力回路４７ａ、４７ｂを区別しないときは、単に処理用出力回路４７と記載する。各駆動用出力回路４６と各処理用出力回路４７はそれぞれ、低電圧電源の各ラインに設けられて、各ラインを開閉するリレーなどで構成されている。さらに、電源出力部４５は、高電圧出力回路４８を備える。高電圧出力回路４８は、外部電力供給源１０から供給される電力を直流高電圧に変換する昇圧回路（不図示）と、この昇圧回路によって昇圧する電圧を可変する電圧可変部（不図示）とを備えて構成されている。そして、高電圧出力回路４８は高電圧電源Ｖｈを出力する。高電圧電源Ｖｈの電圧としては数１００Ｖから数１０ｋＶ程度である。出力された高電圧電源Ｖｈは上述した印加電極１３に供給される。

制御部４９は電源出力部４５を制御する。具体的には、上述した各駆動用および処理用出力回路４６、４７と高電圧出力回路４８を制御する。これにより、制御部４９は、各種電源を所定の順序で出力させてＦＰＤ５を起動させる（起動処理）。また、各種電源の出力を所定の順序で停止させてＦＰＤ５を停止させる（停止処理）。さらに、検知部４１の検知結果と予め設定されている基準値とを比較して、外部電力供給源１０の電力供給状態が異常か否かを判断する。そして、制御部４９が異常と判断したときは、各種電源の出力を所定の順序で停止させてＦＰＤ５を停止させる（異常停止処理）。なお、上述した所定の順序は、起動、停止または異常停止に応じてそれぞれ予め設定されている。このような制御部４９は、起動、停止または異常停止に応じた所定の順序が規定されたプログラムや、検知結果と比較するための基準値など各種情報を記憶する固定ディスク等の記憶媒体と、このプログラムに基づいて各種処理を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、演算処理の作業領域となるＲＡＭ（Random-Access Memory）等によって実現されている。

蓄電部５１は外部電力供給源１０から所定の電圧で電力が供給されている通常時においては、外部電力供給源１０から供給される電力を蓄積する。また、制御部４９が異常と判断したときは蓄電部５１が制御部４９に電力を供給する。この蓄電部５１は、電気二重層コンデンサであることが好ましい。なお、電気二重層コンデンサはスーパーキャパシタとも呼ばれている。また、電気二重層コンデンサの静電容量は異常停止処理に要する時間にわたって制御部４９に電力を供給し続けることが可能に設計選択される。具体的には、１０００μＦ以上であることが好ましい。

次に、実施例１に係るＸ線撮影装置の動作について、特にＦＰＤ５の起動、停止、異常停止の３つを説明する。

＜起動＞
外部電力供給源１０から電源装置７と操作部９に電力が供給されて、電源装置７と操作部９は稼動しているものとする。ユーザーが操作部９に起動命令を入力する。操作部９は、起動命令を受け付けるとともに、受け付けた起動命令を制御部４９に与える。電力変換部４３は、外部電力供給源１０から供給される電力を変換して各低電圧電源を出力する。制御部４９は、電源出力部４５を制御して、まずオフ電圧電源Ｖｅｅと制御用電源Ｖｃと処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）を出力させる。この結果、駆動回路２１ｃにオフ電圧電源Ｖｅｅが供給され、駆動制御回路２３ｃに制御用電源Ｖｃに供給される。さらに、駆動回路２１ｃの切り換えを制御するための信号が駆動制御回路２３ｃから駆動回路２１ｃに入力される。また、増幅回路２５ｃに増幅用電源Ｖａｍが供給され、Ａ／Ｄ変換器２７ｃにＡ／Ｄ変換用電源Ｖａｄが供給される。続いて、制御部４９は、電源出力部４５を制御して、オン電圧電源Ｖｄｄを出力させる。この結果、駆動回路２１ｃにオン電圧電源Ｖｄｄが供給される。最後に、制御部４９は、電源出力部４５を制御して、高電圧電源Ｖｈを出力させる。この結果、印加電極１３に高電圧電源Ｖｈが供給される。これにより、ＦＰＤ５の起動が完了する。

ＦＰＤ５が起動すると、ユーザーの操作によりＸ線管３から被検体ＭにＸ線を照射させ、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ５で検出させる。そして、ＦＰＤ５の検出結果に基づいて被検体ＭのＸ線画像を生成する。このようにして被検体ＭのＸ撮影を適宜に行う。

＜停止＞
ユーザーが操作部９に停止命令を入力する。操作部９は、停止命令を受け付けて制御部４９に与える。制御部４９は電源出力部４５を制御して、まず高電圧電源Ｖｈの出力を停止させる。これにより、印加電極１３に高電圧電源Ｖｈが印加されていない状態になる。続いて、制御部４９は電源出力部４５を制御して、オン電圧電源Ｖｄｄの出力を停止させる。この結果、駆動回路２１ｃに対するオン電圧電源Ｖｄｄの供給が停止される。最後に、制御部４９は電源出力部４５を制御して、オフ電圧電源Ｖｅｅと制御用電源Ｖｃと処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）の各出力を停止させる。この結果、駆動回路２１ｃに対するオフ電圧電源Ｖｅｅの供給が停止され、駆動制御回路２３ｃに対する制御用電源Ｖｃの供給が停止される。これにより、駆動制御回路２３ｃから駆動回路２１ｃに与えられる信号も停止する。また、増幅回路２５ｃに対する増幅用電源Ｖａｍの供給と、Ａ／Ｄ変換器２７ｃに対するＡ／Ｄ変換用電源Ｖａｄの供給も停止される。これにより、ＦＰＤ５の停止が完了する。

＜異常停止＞
ＦＰＤ５は起動中とする。検知部４１は外部電力供給源１０の供給電圧を検知し、制御部４９に出力する。制御部４９は検知結果を基準値と比較した結果に応じて異常か否かを判断する。ここで、停電や瞬停が発生して外部電力供給源１０の供給電圧が基準値より低くなると、制御部４９が異常と判断する。この場合、外部電力供給源１０に代わって蓄電部５１が制御部４９に電力を供給し始める。制御部４９は電源出力部４５を制御して、最初に高電圧電源Ｖｈの出力を停止させる。高電圧電源Ｖｈの出力を停止させると、次にオン電圧電源Ｖｄｄの出力を停止させる。オン電圧電源Ｖｄｄの出力を停止させると、最後にオフ電圧電源Ｖｅｅと制御用電源Ｖｃと処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）の各出力を停止させる。このような一連の異常停止処理を制御部４９が行うことにより、ＦＰＤ５は停止する。

なお、制御部４９が異常と判断してから異常停止処理が終了するまでの時間は比較的短い。また、電力変換部４３はＡＣ−ＤＣ変換回路やＤＣ−ＤＣ変換回路を備えているため、外部電力供給源１０の供給電圧の降下した場合であっても、比較的短い期間においては電力変換部４３から出力される各種低圧電源の電圧は保たれる。よって、外部電力供給源１０の供給電圧が降下しても、異常停止処理に応じた所定の順番どおりに各種電源の供給が順次停止する。

このように、実施例に係るＸ線撮影装置は、電源装置７が検知部４１を備えていることで、外部電力供給源１０の電力供給状態を好適に検知することができる。また、制御部４９には検知部４１の検知結果が直接入力されるので、制御部４９は好適に電力供給状態が異常か否かを判断することができる。そして、異常と判断したときは、蓄電部５１が制御部４９に電力を供給することで、制御部４９は確実に異常停止処理を行うことができる。すなわち、ＦＰＤ５へ供給している各種電源を所定の順序で順次停止させることができる。これにより、ＦＰＤ５の各回路が破損や破壊することを好適に防止することができる。

具体的には、異常停止処理において、駆動用電源（Ｖｄｄ、Ｖｅｅ、Ｖｃ）のうち、電圧が最も高いオン電圧電源Ｖｄｄの供給を、その他の駆動用電源（Ｖｅｅ、Ｖｃ）よりも先に停止することで、駆動回路２１ｃや駆動制御回路２３ｃを好適に保護することができる。特に、駆動回路２１ｃが構成される集積回路（ＩＣ）２１の仕様として、この集積回路（ＩＣ）２１への複数の電源供給を停止する際には、オン電圧電源Ｖｄｄを停止した後にその他の電源供給を停止することが規定されている場合は、集積回路（ＩＣ）２１の保護を効果的に行うことができる。

また、異常停止処理において、処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）よりも先にオン電圧電源Ｖｄｄの供給を停止させることで、ＦＰＤ５の各回路をより確実に高めることができる。

さらに、異常停止処理において、低電圧電源（Ｖｄｄ、Ｖｅｅ、Ｖｃ、Ｖａｍ、Ｖａｄ）よりも先に高電圧電源Ｖｈの供給を停止させることで、スイッチング素子ｓを好適に保護することができる。ちなみに、低電圧電源の供給が停止された後も高電圧電源Ｖｈが供給されると、スイッチング素子ｓの電位が上昇してスイッチング素子ｓが破壊されるおそれがある。本実施例の異常停止処理によれば、このようなスイッチング素子ｓの破壊を公的に防止できる。

また、本実施例の蓄電部５１は異常停止処理を行う際に制御部４９が消費する電力のみを蓄積していればよいので、蓄電部５１の容量は非常に小さくすることができる。これにより、従来例のように大容量の無停電電源設備を備えることを要しない。よって、電源装置７をコンパクトにすることができ、かつ、電源装置７の製造コストを低減することができる。

また、本実施例の蓄電部５１は電気二重層コンデンサで構成されているので、急速に充放電することができる。また、電気二重層コンデンサは、時定数のみで充放電させる事ができ、バッテリーのように充放電するための特別な回路を設けることを要しないので、蓄電部５１の回路を簡易、簡略に構成することができる。また、電気二重層コンデンサは長寿命であるので、電源装置７のメンテナンス性を高めることができる。

また、本実施例の検知部４１は、外部電力供給源１０の電圧を検知するので、停電や瞬停などの外部電力供給源１０の電圧が降下する異常を好適に検知することができる。

また、制御部４９は予め設定される基準値と検知部４１の検知結果を比較することで、適切に外部電力供給源１０の電力供給状態が異常か否かを判断することができる。

また、制御部４９は異常と判断したときは自動的に異常停止処理を行うので、ユーザーが操作部９を操作するなど人為的な作業を要しない。なお、本実施例のＸ線撮影装置は、撮影専用機であることが好ましい。撮影専用機であれば、手術やカテーテル挿入またはＩＶＲのように継続的にＸ線撮影装置を使用することがないので、制御部４９が自動的に異常停止処理を行っても支障がない。ただし、Ｘ線撮影装置の用途は撮影専用機に限られず、種々の用途の用いることができる。

この発明は、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。

（１）上述した実施例では、蓄電部５１は電気二重層コンデンサを例示したが、これに限られない。バッテリーなどで蓄電部５１を構成するように変更してもよい。また、電気二重層コンデンサの容量が１０００μＦ以上であることが好ましいと説明したが、これに限られず、１０００μＦ未満に適宜に設計変更することができる。

（２）上述した実子例では、オン電圧電源Ｖｄｄや増幅用電源Ｖａｍや高電圧電源Ｖｈなどを例示したが、電源の種類や数は適宜に変更することができる。

（３）上述した実施例では、異常停止処理において、オフ電圧電源Ｖｅｅと制御用電源Ｖｃと処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）の各出力を停止させるタイミングの前後関係は、特に説明していない。これらを同時に停止してもよいし、適宜な順番で順次停止してもよい。また、オン電圧電源Ｖｄｄと処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）の各供給を、同時に停止するように変更してもよい。この場合でも、処理用電源（Ｖａｍ、Ｖａｄ）が駆動回路２１ｃに与える影響は少ないので、適切に駆動回路２１ｃを保護することができる。

（４）上述した実施例の異常停止処理では、オン電圧電源Ｖｄｄの供給を、その他の駆動用電源（Ｖｅｅ、Ｖｃ）よりも先に停止するように構成したが、これに限られない。たとえば、複数の駆動用電源のうち、電圧が最も高い駆動用電源がほかにある場合には、その最も高い電圧の駆動用電源の供給を、その他の駆動用電源より先に停止させるように構成してもよい。

（５）上述した実施例では、放射線情報を電荷情報に変換する半導体層１１を備えた直接変換タイプのＦＰＤ５であったが、これに限られることなく、間接変換タイプに適宜に変更することができる。すなわち、入射した放射線をシンチレータなどの変換層によって光情報に変換し、光感応型の半導体層によって光情報を電荷情報に変換するように変更してもよい。

（６）上述した実施例では、ＦＰＤ５はＸ線を検出したが、これに限られない。たとえば、Ｘ線以外の放射線や光を検出するように構成してもよい。

（７）上述した実施例では、医用分野に用いられるＸ線撮影装置であったが、これに限られない。たとえば、非破壊検査、ＲＩ（Radio Isotope）検査、および光学検査などの工業分野や、原子力分野などに用いられる放射線撮像装置にも適用できる。なお、各実施例において、被検体Ｍと記載したが、被検体Ｍは人体に限られるものではない。

Claims (18)

1. 光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えて光または放射線を検出する検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置において、
   前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、
   前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、
   前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、
   を備え、
   前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記駆動手段に供給される複数の駆動用電源が含まれており、
   前記異常停止処理では、各駆動用電源のうち、最も高い電圧の駆動用電源をその他の駆動用電源よりも先に停止させることを特徴とする検出器用電源装置。
2. 光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、を備えて光または放射線を検出する検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置において、
   前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、
   前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、
   前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、
   を備え、
   前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記駆動手段に供給される複数の駆動用電源が含まれており、
   この前記駆動用電源にはさらに、前記スイッチング素子をオン状態にするオン電圧を印加するオン電圧電源が含まれており、
   前記異常停止処理では、オン電圧電源をその他の駆動用電源よりも先に停止させることを特徴とする検出器用電源装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の検出器用電源装置において、
   前記蓄電手段は、少なくとも前記異常停止処理に要する時間にわたって前記制御手段に電力を供給し続けることが可能であることを特徴とする検出器用電源装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
   前記異常停止処理に要する時間は１秒以下であることを特徴とする検出器用電源装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
   前記蓄電手段は、少なくとも前記異常停止処理を行う際に前記制御手段が消費する電力を蓄積可能であることを特徴とする検出器用電源装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
   前記蓄電手段は電気二重層コンデンサであることを特徴とする検出器用電源装置。
7. 請求項６に記載の検出器用電源装置において、
   前記電気二重層コンデンサの静電容量は１０００μＦ以上であることを特徴とする検出器用電源装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
   前記検知手段は前記外部電力供給源の電圧を検知することを特徴とする検出器用電源装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
   前記制御手段は、前記検知手段によって検知された電圧が基準値に比べて低下したときに異常と判断することを特徴とする検出器用電源装置。
10. 請求項２に記載の検出器用電源装置において、
    前記オン電圧電源のオン電圧は、その他の駆動用電源の電圧に比べて高いことを特徴とする検出器用電源装置。
11. 請求項２または請求項１０に記載の検出器用電源装置において、
    前記駆動手段は、前記スイッチング素子に対するオン電圧電源の供給・停止を切り換える駆動回路と、前記駆動回路の切り換えを制御する駆動制御回路と、を有し、
    前記オン電圧電源は前記駆動回路に入力されるとともに、
    前記その他の駆動用電源は前記駆動回路または前記駆動制御回路に入力されることを特徴とする検出器用電源装置。
12. 請求項１１に記載の検出器用電源装置において、
    前記駆動回路は集積回路であることを特徴とする検出器用電源装置。
13. 請求項１２に記載の検出器用電源装置において、
    前記集積回路の仕様として、この集積回路への複数の電源供給を停止する際には、前記オン電圧電源を停止した後にその他の電源供給を停止することが規定されていることを特徴とする検出器用電源装置。
14. 請求項２、及び、請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
    前記検出器は、前記アクティブマトリクス基板によって読み出された電荷情報を処理する処理手段を備え、
    前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記処理手段に供給される複数の処理用電源が含まれており、
    前記異常停止処理では、前記処理用電源のいずれよりも先に前記オン電圧電源を停止させることを特徴とする検出器用電源装置。
15. 請求項１４に記載の検出器用電源装置において、
    前記処理手段は、少なくとも電荷情報を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力をデジタル化するアナログデジタル変換回路とを含み、
    前記処理用電源はそれぞれ増幅回路またはアナログデジタル変換回路に入力されることを特徴とする検出器用電源装置。
16. 請求項１から請求項１５のいずれかに記載の検出器用電源装置において、
    前記電源出力手段が個別に出力可能な電源には、前記半導体層に高電圧を印加するための高電圧電源が含まれており、
    前記異常停止処理では、前記電源出力手段が個別に出力可能な複数の電源の中で前記高電圧電源を最初に停止させることを特徴とする検出器用電源装置。
17. 光または放射線検出システムであって、
    光または放射線を検出する検出器と、
    前記検出器に対して、複数の電源を供給する検出器用電源装置と、
    を備え、
    前記検出器は、
    光または放射線情報を電荷情報に変換する半導体層と、
    複数のスイッチング素子を有して前記半導体層から電荷情報を読み出すアクティブマトリクス基板と、
    前記アクティブマトリクス基板を読み出し駆動する駆動手段と、
    を備え、
    前記検出器用電源装置は、
    前記検出器に供給される複数の電源を個別に出力可能な電源出力手段と、
    前記装置を稼動するための外部電力供給源の電力供給状態を検知する検知手段と、
    前記検知手段の検知結果に基づいて異常と判断したときは、前記電源出力手段の各電源を所定の順序で停止させる異常停止処理を行う制御手段と、
    前記制御手段が異常と判断した場合に前記制御手段に電力を供給して、前記制御手段が前記異常停止処理を行うことを許容する蓄電手段と、
    を備え、
    前記駆動手段は、
    前記スイッチング素子に対するオン電圧電源の供給・停止を切り換える駆動回路と、
    前記駆動回路の切り換えを制御する駆動制御回路と、
    を含み、
    前記駆動回路は集積回路であり、
    前記集積回路の仕様として、この集積回路への複数の電源供給を停止する際には、前記オン電圧電源を停止した後にその他の電源供給を停止することが規定されていることを特徴とする光または放射線検出システム。
18. 請求項１７に記載の光または放射線検出システムにおいて、
    撮影専用として用いられることを特徴とする光または放射線検出システム。

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