JP6064477B2 - 充電システム、電子機器および充電装置 - Google Patents

Description

本発明は、充電システム、電子機器および充電装置に係り、特に、内蔵電源を備える電子機器と、電子機器の内蔵電源を充電する充電装置とを備えた充電システムに関する。

例えば、電子機器の一例として、医療用の放射線画像を取得する手段であるフラットパネルディテクター（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる放射線画像撮影装置については、近年、その内部に充電可能なバッテリーやリチウムイオンキャパシター（ＬＩＣ）等の内蔵電源を内蔵し、ケーブルレスで駆動可能な可搬型に構成されたカセッテ型の放射線画像撮影装置が開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。放射線画像撮影装置を可搬型に構成した場合、患者のベッドサイド等におけるポータブル撮影をはじめとする自由度の高い撮影が可能となる。

そして、これらの放射線画像撮影装置等の電子機器の内蔵電源を充電する場合、例えば内蔵電源の過充電を避けるために、種々の充電方法が開発されている（例えば特許文献３参照）。

このような過充電を防止するための充電方法として、例えば図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すような充電方法がある。この充電方法では、電子機器の内蔵電源を充電する充電装置から電子機器の内蔵電源に対して、内蔵電源の電圧が目標電圧に達するまでは一定の電流を供給して充電する定電流充電を行い、内蔵電源の電圧が目標電圧に達した後は、内蔵電源の電圧が目標電圧になるように一定に保ちながら定電圧充電を行うように制御しながら、電子機器の内蔵電源の充電を行うように構成される場合がある。

すなわち、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、電子機器の内蔵電源の電圧Ｖが初期の電圧Ｖ０から例えば電子機器の定格電圧である目標電圧Ｖ１に達するまで一定の電流値Ｉｓで定電流充電を行う。しかし、内蔵電源の内部抵抗や充電経路の電気抵抗等があるため、内蔵電源の電圧Ｖは、実際には目標電圧Ｖ１には達していない。

そこで、電子機器の内蔵電源の電圧Ｖの測定値が目標電圧Ｖ１に達した後は、今度は一定の目標電圧Ｖ１で定電圧充電を行う。すると、内蔵電源に供給される電流の値Ｉが次第に減少していく。電流値Ｉが０［Ａ］に低下するまで待つように構成すると、充電時間が非常に長くなってしまう。そこで、電流値Ｉが、十分に小さい電流値に設定される充電終了値Ｉｅまで低下した時点で、充電を終了するように構成される。

一方、内蔵電源として例えば前述したリチウムイオンキャパシターを用いる場合、リチウムイオンキャパシターは内部抵抗が小さいため、例えば上記のような充電方法における定電流充電の際に、大きな電流を流して、より短時間で充電を行うことが可能となるといった特性を有している。

そして、定電流充電を、より大きな電流を流して短時間で急速に行うことが可能となるため、その分だけ、電子機器の内蔵電源の充電に要する時間をより短縮することが可能となる。

特開２０１０−１０７２０２号公報 特開２０１０−１２２５７５号公報 特開２０１２−１１５０８０号公報

しかしながら、例えば、上記の特許文献３に記載されている充電装置に、上記の充電方法を適用して、定電流充電時に大きな電流を流して電子機器の内蔵電源の定電流充電を行うように構成すると、大電流を流して定電流充電を行う充電の初期には、大電流が１本の供給経路を流れる状態になる。

そして、大電流が１本の供給経路を流れると、配線の電気抵抗のために発熱量が多くなり、配線等を冷却したり、熱を逃がしたりする構成が必要になるなど、内蔵電源の充電のための回路規模が大きくなってしまう場合が生じ得る。また、配線の発熱等の影響を受けて、想定通りに充電時間が短縮できない可能性も生じ得る。

本発明は、上記の点を鑑みてなされたものであり、短時間で電子機器の内蔵電源の充電を行うことが可能で、かつ、充電時の電力の供給経路等の発熱を抑制することが可能な充電システム、電子機器および充電装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明に係る充電システム、電子機器および充電装置は、
充電可能な内蔵電源と、前記内蔵電源への充電を制御する内部充電制御部と、前記内蔵電源の電圧を検出する電圧検出部と、を内蔵する電子機器と、
前記電子機器とは別に構成されており、前記内蔵電源に定電流を供給する定電流電力供給源と、前記内部充電制御部に電力を供給する電源回路と、を備える充電装置と、
前記電子機器又は前記充電装置のいずれかの内部に配置されており、前記定電流電力供給源からの定電流供給を遮断する遮断部と、
を備える充電システムであり、
前記内部充電制御部は、前記内蔵電源の電圧が目標電圧に達するまで定電流充電を行うように前記内蔵電源への充電を制御し、
前記遮断部は、前記電圧検出部により前記内蔵電源の電圧が所定の電圧になったことが検出されていない場合、前記定電流電力供給源からの定電流供給を許容し、前記内蔵電源の定電流充電を、前記定電流電力供給源と前記内部充電制御部とからそれぞれ別々の供給経路を介して定電流を並行して供給して行い、前記電圧検出部により前記内蔵電源の電圧が前記所定の電圧になったことが検出された場合、前記定電流電力供給源からの定電流供給を遮断することを特徴とする。

本発明のような方式の充電システム、電子機器および充電装置によれば、電子機器の内蔵電源に対して定電流充電を行う際、充電装置の定電流電力供給源と、電子機器の内部充電制御部から、それぞれ別系統の電力の供給経路を介してそれぞれ定電流を内蔵電源に供給して、並行して内蔵電源を充電する。

そのため、電子機器の内蔵電源に対して、１系統の供給経路を介する場合よりもより大きな定電流を供給することが可能となり、急速に内蔵電源の電圧Ｖを目標電圧Ｖ１に到達させることが可能となる。そのため、電子機器の内蔵電源の充電を、より短時間で行うことが可能となる。

また、その際、電子機器の内蔵電源への電力の供給経路を、上記のように少なくとも２系統用意し、２本の供給経路を介して大電流を分散して内蔵電源に供給する。そのため、内蔵電源に供給される定電流が複数の供給経路に分散されて供給されるため、供給経路ごとの発熱量をそれぞれ少なく抑制することが可能となる。そのため、配線等を冷却したり、熱を逃がしたりする構成を設ける必要がない程度に抑制することが可能となる。また、各供給経路Ｃ１、Ｃ２における発熱量が抑制されるため、配線の発熱等の影響で想定通りに充電時間が短縮できない等の不具合が生じることを的確に防止することが可能となる。

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１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 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。 充電装置の例としてのクレードルに放射線画像撮影装置が挿入された状態を示した斜視図である。 図４のクレードルの内部構成を模式的に示した図であり、クレードルに放射線画像撮影装置が挿入された状態を示している。 充電システムの構成を概略的に表すブロック図である。 （Ａ）本実施形態では内蔵電源の電圧が急速に所定の電圧に到達することを示すグラフであり、（Ｂ）定電流充電の初期には大きな定電流が供給されることを示すグラフである。 （Ａ）検出される内蔵電源の電圧に電圧降下が生じることを説明するグラフであり、（Ｂ）内蔵電源に供給される定電流が低下することを示すグラフである。 本実施形態での定電流充電および定電圧充電における内蔵電源の（Ａ）電圧および（Ｂ）電流の時間的推移を表すグラフである。 従来の定電流充電および定電圧充電における内蔵電源の（Ａ）電圧および（Ｂ）電流の時間的推移を表すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。ただし、本発明を適用可能な実施形態はこれに限定されるものではない。また、本発明は図示例に限定されるものでもない。

なお、以下では、電子機器が放射線画像撮影装置であり、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、放射線画像撮影装置として、シンチレーター等を備え、放射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得る、いわゆる間接型の放射線画像撮影装置について説明するが、本発明は、シンチレーター等を介さずに放射線を放射線検出素子で直接検出する、いわゆる直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。

さらに、放射線画像撮影装置が可搬型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、支持台等と一体的に形成された固定型の放射線画像撮影装置に対しても適用することができる。

［放射線画像撮影装置の構成例について］
まず、電子機器の一例としての放射線画像撮影装置１の構成例について説明する。図１は、放射線画像撮影装置１の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、いわゆるフラットパネルディテクター（ＦＰＤ）を可搬型に構成したカセッテ型の放射線画像撮影装置であり、放射線画像撮影に用いられ、放射線を検出して当該放射線の線量に応じた画像データを生成して取得するものである。

放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレーター３や基板４等で構成されるセンサーパネルＳＰが収納されて構成されている。

本実施形態では、筐体２のうち、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は、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。このハウジング本体部２Ａの両側の開口部をカバー部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで筐体２が形成されている。なお、筐体２をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。

本実施形態では、筐体２の一方側のカバー部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８等が配置されている。また、本実施形態では、カバー部材２Ｂには、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ー４０が配置されている。

また、本実施形態では、カバー部材２Ｂには、クレードル６０のコネクター７１（後述する図５や図６参照）と接続可能なコネクター３９が配置されている。このコネクター３９が、クレードル６０のコネクター７１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に電力が供給されるようになっている。

また、図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の他方側のカバー部材２Ｃには、外部装置との間で無線通信を行うためのアンテナ装置４１ａ（後述する図６参照）が、例えばカバー部材２Ｃに埋め込まれる等して設けられている。

図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に鉛の薄板等（図示省略）を介して基台３１が配置されている。この基台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やシンチレーター３の放射線入射面Ｒ側の面には、それらを保護するためのガラス基板３４が配設されている。また、本実施形態では、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材３５が設けられている。

後述する図３に示すように、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）に配列されている。各放射線検出素子７には、スイッチ手段としての薄膜トランジスター（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。そして、図２に示すように、基板４の検出部Ｐは、シンチレーター３に対向するように設けられている。

次に、放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。図３は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の等価回路を表すブロック図である。

基板４（図２参照）上には、図３に示すように、複数の放射線検出素子７が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。

走査駆動回路１５では、電源回路１５ａからゲートドライバー１５ｂに配線１５ｃを介してオン電圧やオフ電圧が供給される。そして、ゲートドライバー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構成されている。

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いる。読み出し回路１７は、増幅回路１８や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ー２１が設けられている。また、読み出しＩＣ１６は、Ａ／Ｄ変換部２０を介して制御手段２２に接続されている。

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、ゲートドライバー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。

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ー２１を介して順次Ａ／Ｄ変換部２０に送信され、Ａ／Ｄ変換部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。

制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各機能部の動作等を制御するようになっている。具体的には、制御手段２２は、図示を省略するが、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コンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。なお、制御手段２２は、専用の制御回路で構成されていてもよい。

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、図３では図示を省略するが、本実施形態では、制御手段２２には、前述した電源スイッチ３７、切替スイッチ３８、コネクター３９、インジケーター４０のほか、アンテナ装置４１ａを有する通信部４１や信号処理部２５（いずれも後述する図６参照）等も接続されている。通信部４１等については後で説明する。

さらに、本実施形態では、制御手段２２には、制御手段２２や走査駆動回路１５、読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各機能部に電力を供給するための内蔵電源２４が接続されている。

なお、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ー（ＬＩＣ）が用いられているが、本発明はこれに限定されるものではない。内蔵電源２４は、充電可能な内蔵電源であれば、電気二重層キャパシター等の蓄電デバイスや通常のバッテリーや二次電池等であってもよい。

また、図３では図示を省略したが、本実施形態における内蔵電源２４の充電に関する機能部の構成等について、後で詳しく説明する。

［クレードルの構成例について］
次に、充電装置の一例であるクレードル６０の構成例について説明する。図４は、クレードル６０に放射線画像撮影装置１が挿入された状態を示した斜視図である。また、図５は、クレードル６０の内部構成を模式的に示した図であり、クレードル６０に放射線画像撮影装置１を挿入した状態を示している。

図４に示すように、クレードル６０はほぼ直方体形状に形成され上面に開口部６１ａを有する筐体６１と、この筐体６１の開口部６１ａを被覆する被覆部材６２とを備えている。また、筐体６１の一端部には、クレードル６０を動作させる各種のスイッチ６３が設けられている。

図５に示すように、筐体６１の内部には、筐体６１の長手方向に延在し、放射線画像撮影装置１を鉛直方向に収容する装置収容部６４が設けられている。また、筐体６１には基板６５上に配置された各種電子部品６６が収納されている。

電子部品６６には、例えば、電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４（図３参照）に電力を供給して内蔵電源２４を充電するために用いられる、外部の交流電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣコンバーター等を備えた後述する定電流電力供給源６６ａや電源回路６６ｂ（後述する図６参照）等が含まれている。

また、装置収容部６４は、装置収容部６４の側壁を構成する前側壁部材６７と奥側壁部材６８とを備えている。前側壁部材６７の上端部と奥側壁部材６８の上端部とによって放射線画像撮影装置１が挿入される挿入口が形成されている。放射線画像撮影装置１は、この挿入口から前側壁部材６７と奥側壁部材６８の間に挿入されるように構成されている。

前側壁部材６７の内側部には、放射線画像撮影装置１を装置収容部６４内部に案内する案内部材６７ａが取り付けられている。奥側壁部材６８の内側面には、緩衝部材６８ａが長手方向の全面に亘って設けられている。

装置収容部６４は、その厚み方向の内寸法が放射線画像撮影装置１の厚み方向の外寸法に合わせた寸法となっている。また、装置収容部６４内の挿入口付近には、挿入口から挿入された放射線画像撮影装置１を一時的に保持する装置保持手段７０が配置されている。

装置収容部６４内の底部には、放射線画像撮影装置１側のコネクター３９と接続可能なクレードル６０側のコネクター７１が配置されている。クレードル６０側のコネクター７１は、ケーブル（図示省略）を介して電子部品６６と電気的に接続されている。

本実施形態では、図示を省略するが、放射線画像撮影装置１がクレードル６０に斜めに挿入されると、放射線画像撮影装置１に押されて装置保持手段７０等を被覆する蓋部材７２が、被覆部材６２に沿って奥側（図５中では左側）に退避する。

そして、略鉛直方向に向けられた放射線画像撮影装置１が挿入口から挿入されると、放射線画像撮影装置１のコネクター３９が設けられた側のカバー部材２Ｂが一旦装置保持手段７０に当接して保持された後、図５に示すように装置保持手段７０が下方に回動することで、放射線画像撮影装置１が装置収容部６４内に収容される。

そして、前述したように、装置収容部６４の厚み方向の内寸法が放射線画像撮影装置１の厚み方向の外寸法に合わせた寸法となっているため、装置収容部６４内に収容された放射線画像撮影装置１側のコネクター３９が、自動的にクレードル６０側のコネクター７１に接続可能な位置に適切に位置決めされた状態で接続されるように構成されている。

［データの送信等に関する放射線画像撮影装置の構成等について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１における画像データ等のデータの送信等に関する構成について説明する。図６に、データの送信等に関する放射線画像撮影装置１の構成を示す。

なお、図６では、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への電力の供給経路や、内蔵電源２４から電源回路８１を介して放射線画像撮影装置１の各機能部に電力を供給する主な供給経路が実線で示されており、制御手段２２からの主な制御経路や、各機能部同士の間で信号等をやり取りする主な経路等が破線で示されている。

本実施形態では、前述したように、電子機器としての放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、プログラム等が書き込まれたＲＯＭ２２ａを備えており、また、制御手段２２には、前述したインジケーター４０等のほか、信号処理部２５や通信部４１等が接続されている。

ここで、通信部４１は、コンソール１０１等の外部装置との間で各種信号の送受信を行うようになっている。具体的には、通信部４１は、アンテナ装置４１ａにより、外部のアクセスポイント１０２を介して無線方式でコンソール１０１等の外部装置との間で通信やデータの送信等を行うことができるようになっている。

また、通信部４１は、放射線画像撮影装置１のコネクター３９に図示しない外部ケーブルのコネクターが接続されている場合には、コネクター３９から外部ケーブルを介してコンソール１０１等の外部装置との間で有線方式によって通信やデータの送信等を行うことができるようになっている。

また、信号処理部２５は、前述したように各放射線検出素子７から読み出され、Ａ／Ｄ変換部２０でアナログ値のデータからデジタル値のデータに変換された画像データを、記憶手段２３に順次保存するようになっている。また、それとともに、記憶手段２３に保存された画像データに対して所定の信号処理を施すことによって、画像データを外部に送信するために適した形式のデータに変換するようになっている。

すなわち、本実施形態では、図６中に太い矢印を付して示すように、各放射線検出素子７から読み出され、Ａ／Ｄ変換部２０でアナログ値のデータからデジタル値のデータに変換された画像データは、信号処理部２５によって記憶手段２３に順次保存される。

また、記憶手段２３に保存された画像データは、信号処理部２５で外部に送信するために適した形式のデータに変換された後、通信部４１から、アンテナ装置４１ａを介して無線方式で、或いはコネクター３９を介して有線方式で、コンソール１０１等の外部装置に送信されるようになっている。

［本発明に特有の充電システムの構成例について］
次に、上記の本実施形態に係る放射線画像撮影装置１や、充電装置としてのクレードル６０を含む本実施形態に係る充電システム１００の構成について説明する。図６は、充電システム１００の構成を概略的に表すブロック図である。

前述したように、充電装置としてのクレードル６０（以下、単に充電装置６０という。）には、電子部品６６として、外部の交流電源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する図示しないＡＣ／ＤＣコンバーター等を備えた定電流電力供給源６６ａや電源回路６６ｂが設けられている。

そして、図６に示すように、放射線画像撮影装置１では、内蔵電源２４を充電するために内蔵電源２４に電力を供給する供給経路が、少なくとも２系統設けられている。

すなわち、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａは、コネクター７１、３９を介し、本実施形態では放射線画像撮影装置１に設けられた後述する遮断部８２等を介して、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に電気的に接続されている。これが１本目の電力の供給経路Ｃ１である。そして、本実施形態では、定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に定電流が供給されるようになっている。

また、充電装置６０の電源回路６６ｂは、定電流電力供給源６６ａとは別経路で、コネクター７１、３９を介して、放射線画像撮影装置１に設けられた後述する内部充電制御部８３に電気的に接続されている。そして、本実施形態では、電源回路６６ｂから放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３に電力が供給されるようになっている。

そして、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３は、後述する逆流防止手段８５ｂ等を介して内蔵電源２４に電気的に接続されており、内部充電制御部８３から内蔵電源２４に定電流（定電流充電の場合）や定電圧（後述する定電圧充電の場合）を供給して内蔵電源２４を充電するようになっている。これが２本目の電力の供給経路Ｃ２である。

一方、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の内部には、電圧検出部８４が設けられている。そして、電圧検出部８４は、内蔵電源２４の電圧Ｖを検出するように構成されており、検出した内蔵電源２４の電圧Ｖを、内部充電制御部８３に出力するようになっている。

また、本実施形態では、電圧検出部８４は、検出した内蔵電源２４の電圧Ｖが設定された所定の電圧Ｖthになったことを検出すると、遮断部８２に対して遮断信号を送信するようになっている。そして、遮断部８２は、電圧検出部８４からの遮断信号を受信すると、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから供給される定電流を遮断して、定電流電力供給源６６ａから内蔵電源２４への定電流の供給を停止させるようになっている。

なお、図６では、電圧検出部８４を、遮断部８２や内部充電制御部８３と別体の機能部として設ける場合が示されているが、それらの機能部と一体的に形成することも可能である。

内部充電制御部８３は、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが前述した目標電圧Ｖ１（図１０（Ａ）参照）に達するまでは、定電流充電を行うように内蔵電源２４への充電を制御するようになっている。そして、本実施形態では、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に達した後は、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示した場合と同様に、内蔵電源２４の充電の仕方を、一定の電圧（すなわち目標電圧Ｖ１）で充電を行う定電圧充電に切り替えるようになっている。

また、本実施形態では、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に至る電力の供給経路Ｃ１と、充電装置６０の電源回路６６ｂから電力の供給を受けた放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３から内蔵電源２４に至る電力の供給経路Ｃ２のそれぞれに、他方の供給経路や内蔵電源２４からの電流の逆流を防止するための逆流防止手段８５ａ、８５ｂがそれぞれ設けられている。

逆流防止手段８５ａ、８５ｂを例えばダイオード等で構成すると、逆流防止手段８５ａ、８５ｂでの発熱量が大きくなり、エネルギーのロスが大きくなってしまうため、本実施形態では、逆流防止手段８５ａ、８５ｂは、発熱量が格段に小さい、例えば電界効果トランジスター（Field effect transistor：ＦＥＴ）を用いて構成されている。

［充電システムでの電子機器の内蔵電源の充電の仕方について］
以下、本実施形態に係る充電システム１００における、電子機器としての放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の充電の仕方について説明する。また、以下、本実施形態に係る充電システム１００や放射線画像撮影装置１の作用についてもあわせて説明する。

本実施形態では、電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の充電を行う際、少なくとも定電流充電の初期においては、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３と、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａとから別々の供給経路Ｃ１、Ｃ２を介してそれぞれ定電流を供給することにより、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３と充電装置６０の定電流電力供給源６６ａとが並行して放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電を行うようになっている。

すなわち、本実施形態では、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が開始される際には、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に至る電力の供給経路Ｃ１を介して定電流が供給されることにより、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４が充電装置６０の定電流電力供給源６６ａによって充電される。

また、それと同時に、充電装置６０の電源回路６６ｂから電力の供給を受けた放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３から内蔵電源２４に至る電力の供給経路Ｃ２を介して定電流が供給されることにより、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４が、内部充電制御部８３によっても充電される。

このようにして、本実施形態では、定電流充電の初期には、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから定電流を供給して行う定電流充電と、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３から定電流を供給して行う定電流充電とが並行して同時に行われるようになっている。

本実施形態では、このようにして、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が開始される際には、内蔵電源２４に２系統の供給経路Ｃ１、Ｃ２からそれぞれ定電流が供給されて定電流充電が並行して行われるため、内蔵電源２４に大きな定電流を供給して定電流充電を行うことが可能となる。

そのため、図７（Ｂ）に示すように、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が開始された初期段階では、図１０（Ｂ）に示した従来の定電流充電における定電流Ｉｓよりも大きな定電流Ｉｓ１を供給して、電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電を行うことが可能となる。

そのため、図７（Ａ）に示すように、図１０（Ａ）に示した従来の定電流Ｉｓを供給して充電を行う場合（図７（Ａ）の一点鎖線参照）に比べて、より急速に、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の電圧Ｖを所定の電圧Ｖthに到達させることが可能となる。

その際、例えば、前述したように、特許文献３に記載された充電装置において定電流充電を行う際に大きな電流を流して行う場合のように、大きな定電流を１本の電力の供給経路で充電装置６０から電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４に供給したとすると、大電流が１本の供給経路を流れるため、配線の電気抵抗による発熱量が多くなり、配線等を冷却する構成等が必要になったり、配線の発熱等の影響で想定通りに充電時間が短縮できない可能性が生じる。

しかし、本発明では、図６に示したように、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への電力の供給経路を、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａからの供給経路Ｃ１と、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３からの供給経路Ｃ２の少なくとも２系統用意し、２本の供給経路Ｃ１、Ｃ２を介して大電流を分散して内蔵電源２４に供給するように構成した。供給経路をさらに増やすように構成してもよい。

そのため、内蔵電源２４に供給される定電流が複数の供給経路Ｃ１、Ｃ２に分散されて供給されるため、供給経路Ｃ１、Ｃ２ごとの発熱量をそれぞれ少なく抑制することが可能となり、配線等を冷却したり、熱を逃がしたりする構成を設ける必要がない程度に抑制することが可能となる。また、各供給経路Ｃ１、Ｃ２における発熱量がそれぞれ抑制されるため、配線の発熱等の影響で想定通りに充電時間が短縮できない等の不具合が生じることを防止することが可能となる。

一方、内蔵電源２４には内部抵抗があり、そこに大きな定電流が流れるため、電圧検出部８４で検出される内蔵電源２４の電圧Ｖは、実際の内蔵電源２４の電圧Ｖに比べて、内蔵電源２４の内部抵抗等に電流値を乗算した値だけ、見かけ上大きな電圧が検出される。そのため、電圧検出部８４で検出される内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に達したとしても、実際には、内蔵電源２４の電圧Ｖは目標電圧Ｖ１には達していない。

そこで、本実施形態では、前述したように、電圧検出部８４は、検出した内蔵電源２４の電圧Ｖが設定された所定の電圧Ｖthになったことを検出すると、遮断部８２に対して遮断信号を送信する。そして、遮断部８２は、遮断信号を受信すると、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから供給される定電流を遮断して、定電流電力供給源６６ａから内蔵電源２４への定電流の供給を停止させるようになっている。

なお、本実施形態では、上記の所定の電圧Ｖthを目標電圧Ｖ１に設定しているが、目標電圧Ｖ１よりも小さい電圧値に設定することも可能である。また、本実施形態では、後述するように、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが一旦所定の電圧Ｖthである目標電圧Ｖ１に達した後も、内部充電制御部８３のみによる定電流充電が継続される。

そのため、本実施形態では、内部充電制御部８３は、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが、一旦、上記の所定の電圧Ｖthである目標電圧Ｖ１に達した後、後述するように検出される内蔵電源２４の電圧が降下し、再度、目標電圧Ｖ１に達した時点で、充電の仕方を定電流充電から定電圧充電に切り替えるように構成される（後述する図９（Ａ）、（Ｂ）参照）。

本実施形態では、上記のように、電圧検出部８４は、検出した内蔵電源２４の電圧Ｖが設定された所定の電圧Ｖthになったことを検出すると、遮断部８２に遮断信号を送信する。

すなわち、本実施形態では、遮断部８２は、電圧検出部８４が、電子機器である放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の電圧Ｖが所定の電圧Ｖth（すなわち本実施形態では目標電圧Ｖ１。以下同じ。）になったことを検出しないうちは、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への定電流の供給を許容する。

そして、この場合、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が、前述したように、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３と、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａとの少なくとも２系統の電力の供給経路Ｃ１、Ｃ２を介して並行して行われる。

一方、遮断部８２は、電圧検出部８４が、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の電圧が所定の電圧Ｖthになったことを検出して遮断信号を送信してきた場合は、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への定電流の供給を遮断する。

そして、この場合は、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３からの１本の供給経路Ｃ２のみを介して行われるようになる。

そして、上記のように、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の電圧が所定の電圧Ｖthになると、遮断部８２により充電装置６０の定電流電力供給源６６ａから放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への定電流の供給が遮断されるため、内蔵電源２４に供給される定電流Ｉは、図８（Ｂ）に示すように、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３のみから供給される定電流Ｉｓ２に低下する。

また、内蔵電源２４に供給され、内蔵電源２４中を流れる定電流Ｉが定電流Ｉｓ１からより小さな定電流Ｉｓ２に低下するため、図８（Ａ）に示すように、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の見かけ上の電圧Ｖが多少低下する。

そして、その後、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３からより小さな電流値の定電流Ｉｓ２が供給される状態で、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の定電流充電が継続される。

このように、本実施形態では、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが、一旦、所定の電圧Ｖthまで急速に上昇した後は、内部充電制御部８３からより小さな電流値の定電流Ｉｓ２を内蔵電源２４に供給して、いわばゆっくりと定電流充電を行う。そのため、内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に到達したか否かをより厳密に監視しながら内蔵電源２４の定電流充電を行うことが可能となる。

なお、上記のように、内蔵電源２４に供給される定電流が、放射線画像撮影装置１の内部充電制御部８３からの定電流Ｉｓ２のみになると、図８（Ａ）に示すように、内蔵電源２４の電圧Ｖは、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａからも大きな定電流が供給されていたときよりも電圧Ｖの上昇の傾きが小さくなる。

しかし、図８（Ａ）を見れば分かるように、図１０（Ａ）に示した従来の定電流Ｉｓを供給して充電を行う場合（図８（Ａ）の一点鎖線参照）に比べれば、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の充電を開始してから内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に到達するまでの時間、すなわち定電流充電に要する時間を的確に短縮することが可能となる。

そして、本実施形態では、内部充電制御部８３のみによる定電流充電に切り替えた後、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に達すると、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、内部充電制御部８３は、充電の仕方を、定電流充電から定電圧充電に切り替えるようになっている。

すなわち、内蔵電源２４に供給される定電流がより小さな定電流Ｉｓ２に切り替えられたと言っても、やはり内蔵電源２４の内部抵抗等があるため、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１に達した時点では、実際の内蔵電源２４の電圧Ｖはまだ目標電圧Ｖ１に達していない。

そのため、内部充電制御部８３は、電圧検出部８４が検出する内蔵電源２４の電圧Ｖが目標電圧Ｖ１を維持する状態で定電圧充電を行う。そして、図９（Ｂ）に示すように、内部充電制御部８３から内蔵電源２４に供給する電流値Ｉが次第に減少し、十分に小さい電流値に設定された充電終了値Ｉｅまで低下した時点で、内蔵電源２４の充電を終了するようになっている。

［効果］
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（本実施形態では放射線画像撮影装置１。以下同じ。）、充電装置６０によれば、電子機器の内蔵電源２４に対して定電流充電を行う際、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａと、電子機器の内部充電制御部８３から、それぞれ別系統の電力の供給経路Ｃ１、Ｃ２を介してそれぞれ定電流を内蔵電源２４に供給して、並行して内蔵電源２４を充電する。

そのため、電子機器の内蔵電源２４に対して、１系統の供給経路を介する場合よりもより大きな定電流を供給することが可能となり、例えば図１０（Ｂ）に示した、より小さな定電流Ｉｓを供給して行う従来の充電の仕方よりも急速に内蔵電源２４の電圧Ｖを目標電圧Ｖ１に到達させることが可能となる。そのため、電子機器の内蔵電源２４の充電を、より短時間で行うことが可能となる。

また、その際、例えば、前述したように、特許文献３に記載された充電装置において定電流充電を行う際に大きな電流を流して行う場合のように、大きな定電流を１本の電力の供給経路で充電装置６０から電子機器の内蔵電源２４に供給するように構成すると、大電流が１本の供給経路を流れるようになり、配線の電気抵抗による発熱量が多くなり、配線等を冷却する構成等が必要になったり、配線の発熱等の影響で想定通りに充電時間が短縮できない可能性が生じる。

しかし、本実施形態に係る充電システム１００や電子機器、充電装置６０によれば、電子機器の内蔵電源２４への電力の供給経路を、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａからの供給経路Ｃ１と、電子機器の内部充電制御部８３からの供給経路Ｃ２の少なくとも２系統用意し（図６参照）、２本の供給経路Ｃ１、Ｃ２を介して大電流を分散して内蔵電源２４に供給するように構成した。

そのため、内蔵電源２４に供給される定電流が複数の供給経路Ｃ１、Ｃ２に分散されて供給されるため、供給経路Ｃ１、Ｃ２ごとの発熱量をそれぞれ少なく抑制することが可能となる。そのため、配線等を冷却したり、熱を逃がしたりする構成を設ける必要がない程度に抑制することが可能となる。また、各供給経路Ｃ１、Ｃ２における発熱量が抑制されるため、配線の発熱等の影響で想定通りに充電時間が短縮できない等の不具合が生じることを的確に防止することが可能となる。

［変形例］
なお、上記の実施形態では、遮断部８２を、電子機器である放射線画像撮影装置１内に設ける場合について説明した。このように、遮断部８２を電子機器である放射線画像撮影装置１側に設けると、充電装置６０に、遮断部８２を設ける等の改良を加えなくて済むといったメリットがある。

しかし、図示を省略するが、遮断部８２を、例えば、充電装置６０側に設けることも可能である。具体的には、遮断部８２を、例えば充電装置６０の定電流電力供給部６６ａとコネクター７１との間に設けるように構成し、コネクター７１、３９を介して遮断部８２と電子機器内の電圧検出部８４とを電気的に接続するように構成することも可能である。このように構成しても、上記の実施形態と全く同様の有益な効果を得ることができる。

また、遮断部８２を設ける代わりに、例えば、電圧検出部８４が、検出した内蔵電源２４の電圧Ｖが設定された所定の電圧Ｖthになったことを検出した時点で、電圧検出回路８４からコネクター３９、７１を介して充電装置６０の定電流電力供給源６６ａに停止信号を送信して、定電流電力供給源６６ａからの定電流の供給を停止させるように構成することも可能である。

さらに、充電装置６０の定電流電力供給源６６ａが独自に放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４の電圧Ｖを検出する電圧検出手段を備えるように構成し、電圧検出手段が検出した内蔵電源２４の電圧Ｖが所定の電圧Ｖthになった時点で、放射線画像撮影装置１の内蔵電源２４への定電流の供給を停止するように構成することも可能である。

上記のような遮断部８２を設けない構成でも、本発明を構成することが可能であり、上記の実施形態と全く同様の有益な効果を得ることが可能である。

なお、本発明が上記の実施形態や変形例等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 放射線画像撮影装置（電子機器）
２４ 内蔵電源
６０ クレードル（充電装置）
６６ａ 定電流電力供給源
６６ｂ 電源回路
８２ 遮断部
８３ 内部充電制御部
８４ 電圧検出部
１００ 充電システム
Ｃ１、Ｃ２ 供給経路
Ｖ 内蔵電源の電圧
Ｖ１ 目標電圧
Ｖth 所定の電圧

Claims (5)

1. 充電可能な内蔵電源と、前記内蔵電源への充電を制御する内部充電制御部と、前記内蔵電源の電圧を検出する電圧検出部と、を内蔵する電子機器と、
   前記電子機器とは別に構成されており、前記内蔵電源に定電流を供給する定電流電力供給源と、前記内部充電制御部に電力を供給する電源回路と、を備える充電装置と、
   前記電子機器又は前記充電装置のいずれかの内部に配置されており、前記定電流電力供給源からの定電流供給を遮断する遮断部と、
   を備える充電システムであり、
   前記内部充電制御部は、前記内蔵電源の電圧が目標電圧に達するまで定電流充電を行うように前記内蔵電源への充電を制御し、
   前記遮断部は、前記電圧検出部により前記内蔵電源の電圧が所定の電圧になったことが検出されていない場合、前記定電流電力供給源からの定電流供給を許容し、前記内蔵電源の定電流充電を、前記定電流電力供給源と前記内部充電制御部とからそれぞれ別々の供給経路を介して定電流を並行して供給して行い、前記電圧検出部により前記内蔵電源の電圧が前記所定の電圧になったことが検出された場合、前記定電流電力供給源からの定電流供給を遮断することを特徴とする充電システム。
2. 前記電子機器の前記内蔵電源は、リチウムイオンキャパシターであることを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
3. 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又は請求項２に記載の充電システム。
4. 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に用いられる電子機器。
5. 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に用いられる充電装置。

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