JP7475131B2 - 放射線撮影システムおよび制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、放射線撮影システムおよび制御装置に関する。

被写体を透過した放射線の強度分布を検出し、電気信号へ変換することによって放射線画像を取得する放射線撮影装置を用いた放射線撮影システムが広く用いられている。こうした放射線撮影装置において、必要な電力を外部からの電磁界的変化を介して受け取る非接触給電が用いられる場合がある。入射した放射線によって放射線撮影装置のセンサ部で生成された信号を読み出す際に非接触給電が行われると、非接触給電の動作による電磁界の変化が信号に重畳し、得られる放射線画像の画質が低下してしまう可能性がある。特許文献１には、撮影の開始から照射された放射線による放射線画像情報のＡ／Ｄ変換が終了するまでの間、非接触給電を停止させることが示されている。

特開２０１０－１５８５１５号公報

放射線画像を撮影する期間において給電を停止する場合、放射線撮影装置にバッテリなどの内部電源を設置する必要がある。非接触給電を停止した場合、内部電源への充電が進まないため、放射線画像の撮影中に電力が不足してしまう可能性がある。

本発明は、放射線撮影システムにおいて非接触給電を行うのに有利な技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮影システムは、放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な放射線撮影装置と、放射線撮影装置に非接触で給電が可能な給電装置と、制御部と、を含む放射線撮影システムであって、放射線撮影装置は、センサ部に放射線が照射された期間に蓄積された信号をセンサ部から読み出す第１読出動作と、センサ部に放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号をセンサ部から読み出す第２読出動作と、を行い、制御部は、第１読出動作および第２読出動作のうち先に行われる読出動作である先行動作の期間において給電装置から放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化に応じて、第１読出動作および第２読出動作のうち後に行われる読出動作である後続動作の期間において給電装置から放射線撮影装置に供給される電力を時間的に変化させ、制御部は、先行動作の期間において給電装置から放射線撮影装置に供給された電力の周波数および位相の時間的な変化に応じて、後続動作の期間において給電装置から放射線撮影装置に供給する電力の周波数および位相を時間的に変化させることを特徴とする。

上記手段によって、放射線撮影システムにおいて非接触給電を行うのに有利な技術を提供する。

本実施形態に係る放射線撮影システムの構成例を示す図。 図１の放射線撮影システムの放射線撮影装置の構成例を示す図。 図１の放射線撮影システムの給電装置の構成例を示す図。 図１の放射線撮影システムの電力供給を説明する図。 図１の放射線撮影システムの撮影時の処理を示すフロー図。 図１の放射線撮影システムの撮影時の動作を示すタイミング図。 図１の放射線撮影システムの撮影時の処理を示すフロー図。 図１の放射線撮影システムの撮影時の動作を示すタイミング図。 図１の放射線撮影システムの撮影時の動作を示すタイミング図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。

第１の実施形態
図１～６を参照して、本開示の一部の実施形態における放射線撮影システムについて説明する。図１は、本開示の第１の実施形態における放射線撮影システム１００の構成例を示している。本実施形態において、放射線撮影装置１０１と放射線発生装置１０８とが同期して撮影を実施する同期撮影モードで放射線撮影システム１００が動作する場合について示す。以下、まず、図１を用いて放射線撮影システム１００を構成する各要素とそれぞれの関係性について説明する。

放射線撮影装置１０１は、放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な構成を有する。また、放射線撮影装置１０１は、有線または無線の通信機能、または、有線と無線との両方の通信機能を備えており、通信経路を介してコンソール１０２とデータの送受信が可能である。

コンソール１０２は、モニタなどの表示機能とユーザ（例えば、技師）からの入力を受け付ける機能とを備えたパソコン（ＰＣ）などによって構築される。コンソール１０２は、ユーザからの指示を放射線撮影装置１０１へと伝えたり、放射線撮影装置１０１が取得した画像を受け取ってユーザに示したりすることが可能である。また、コンソール１０２は、有線または無線の通信機能、または、有線と無線との両方の通信機能を備えている。図１に示される構成では、コンソール１０２として据え置きタイプのコンソールが図示されているが、実際の放射線撮影システム１００の運用において制約は特にない。例えば、可搬タイプのノートＰＣやタブレット機器などが、コンソール１０２として用いられてもよい。

放射線撮影装置１０１は、システムの構成状況によって通信経路を構成する通信ネットワーク１０３、給電装置１０４、アクセスポイント（ＡＰ）１０５の何れかを介して取得した画像データをコンソール１０２へと送付してもよい。また、放射線撮影装置１０１は、画像データを直接、コンソール１０２へ送付してもよい。通信ネットワーク１０３は、例えば、ＬＡＮネットワークであり、有線ケーブルを用いて通信ネットワーク１０３に放射線撮影装置１０１とコンソール１０２とがそれぞれ接続されることによって、データの送受信が可能となる。

本実施形態において、放射線撮影装置１０１は、非接触で受電が可能な機能を備えている。放射線撮影装置１０１への電力供給が可能な給電装置１０４と放射線撮影装置１０１とを近接させることによって、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に非接触で給電が可能となる。さらに、放射線撮影装置１０１および給電装置１０４が非接触近接通信機能を備えている場合、放射線撮影装置１０１の非接触受電部と給電装置１０４の非接触給電部とに近接する部分に通信を行う構成が、設けられていてもよい。これによって、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４とを近接させることで、放射線撮影装置１０１は、受電と給電装置１０４を介しての通信とが可能となる。

図１に示される構成において、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４とを接続する線のうち、線１５０が通信の接続（有線および／または無線）、線１５１が給電用の接続（非接触給電）を意味している。図１に示される構成において、給電装置１０４は、通信ネットワーク１０３を介してコンソール１０２に接続される形態を示しているが、これに限られることはない。給電装置１０４とコンソール１０２とは、直接、電気的に接続されるような構成であってもよい。ここで、電気的な接続とは、互いに接続された構成間におけるデータなどの送受信を行うための接続を含む。

放射線撮影装置１０１に無線による通信機能が設けられている場合、放射線撮影装置１０１は、ＡＰ１０５を介してコンソール１０２とデータの送受信を実現してもよい。また、図１に示される構成において、ＡＰ１０５は、通信ネットワーク１０３を介してコンソール１０２に接続されている形態が示されているが、これに限られることはない。上述の給電装置１０４と同様に、ＡＰ１０５が、コンソール１０２に直接、電気的に接続されていてもよい。

さらに、放射線撮影装置１０１やコンソール１０２、給電装置１０４、ＡＰ１０５が相互に直接データを送受信する機能を備えている場合、無線や有線によって、相互に直接データを送受信してもよい。

以上、放射線撮影装置１０１とコンソール１０２との間における、データの送受信を実施する際の経路例の説明となる。

ここで、放射線撮影装置１０１の充電器であるクレードル１１３について説明する。放射線撮影装置１０１の内部構成については後述するが、放射線撮影装置１０１は、バッテリなどの内部電源を備えており、放射線撮影装置１０１に対して外部から給電することによって、放射線撮影装置１０１に搭載された内部電源を充電することが可能である。前述の給電装置１０４からの受電によっても充電が可能であるが、放射線画像の撮影を実施しない場合など、放射線撮影装置１０１を組み付けておくことで充電が可能な機器としてクレードル１１３が、放射線撮影システム１００に用意されていてもよい。

クレードル１１３から放射線撮影装置１０１へ給電する機構は、コネクタなどを介して電気的な接触を必要とする給電機構でもよいし、非接触での給電機構でもよい。クレードル１１３へ放射線撮影装置１０１が組み付けられると、クレードル１１３は、放射線撮影装置１０１が組付けられたことを検知し、給電を開始できる状態となる。これによって、放射線撮影装置１０１は、受電および内部電源への充電が可能となる。

図１に示される構成において、クレードル１１３は、放射線撮影システム１００の他の構成要素と通信を行わず、単独で配される例を示しているが、これに限られることはない。クレードル１１３が通信機能を有し、通信ネットワーク１０３などを介し放射線撮影システム１００の他の構成要素とデータの授受など通信ができるようにしてもよい。例えば、放射線撮影装置１０１がクレードル１１３に組み付けられている間に、放射線撮影装置１０１とコンソール１０２などの構成要素との間で、クレードル１１３を介して通信ができるようにしてもよい。また、放射線撮影システム１００に、複数のクレードル１１３が配されていてもよい。

次に、放射線による被写体１１０の撮影の概要について説明する。放射線撮影装置１０１は、被写体１１０の撮影を実施するにあたって、放射線管球１０６から照射され被写体１１０を透過した放射線を受ける位置に設置される。

撮影の流れの一例を示すと、技師などのユーザが放射線撮影装置１０１を起動した後に、コンソール１０２をユーザが操作して放射線撮影装置１０１を撮影可能な状態にする。次いで、ユーザは放射線発生装置コンソール１０７を操作し、放射線を照射する撮影条件（放射線管球１０６の管電圧、管電流、照射時間など）を設定する。放射線を照射する撮影条件は、コンソール１０２を操作することによって設定されてもよい。以上の処理が終了した後、被写体１１０を含めた撮影準備が整ったことをユーザが確認し、例えば、放射線発生装置コンソール１０７に備えられた曝射スイッチを押下することによって、放射線を曝射させる。

放射線の曝射の際、放射線発生装置１０８は、これから放射線の照射を開始する旨の信号を接続器１０９や通信ネットワーク１０３を介して放射線撮影装置１０１に通知する。図１に示される構成において、放射線撮影装置１０１と放射線発生装置１０８とが、接続器１０９および通信ネットワーク１０３を介して接続されているが、接続に関して、この形態に限定されることなく、上述と同様に直接、放射線撮影装置１０１と放射線発生装置１０８とが接続されていてもよい。

放射線撮影装置１０１に放射線の照射を開始する旨の信号が届くと、放射線撮影装置１０１は、放射線照射に対する準備が整っているか否かを判定する。放射線の照射に対する準備が整い、放射線画像の撮影に対する問題がなければ照射許可を放射線発生装置１０８へ送信する。これによって放射線の曝射が開始される。

放射線撮影装置１０１は、放射線発生装置１０８からの通知あるいは事前に取り決められた設定時間を参照するなど各種方法で、放射線の照射終了を検出すると、放射線画像の画像データの生成を開始する。生成された画像データは、前述の通信経路を通ってコンソール１０２に送られる。コンソール１０２に送られた画像データは、例えば、コンソール１０２に含まれる表示部（例えば、ディスプレイ）に放射線画像として表示することができる。

放射線撮影装置１０１は、被写体１１０の撮影部位や被写体の状況などの条件に応じて、撮影用の架台１１１やベッド１１２に組み込まれて撮影が行われてもよい。

以上、放射線撮影装置１０１と放射線発生装置１０８とが同期して撮影を実施する同期撮影モードでの動作である。

次に、図２を用いて放射線撮影装置１０１について説明する。図２は、放射線撮影装置１０１の構成例を示す図である。放射線撮影装置１０１は、放射線画像を取得するために、入射した放射線を電気信号に変えるセンサ部２０１を備える。センサ部２０１は、例えば、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータで変換された光を検出する光検出器のアレーと、を含み構成されうる。光検出器のそれぞれは、画素とも呼ばれうる。シンチレータと光検出器アレーとは、それぞれ２次元平面の形状をしており、それぞれの面と面とが向き合う形で隣接しうる。シンチレータは、放射線によって励起され、光検出器によって検出可能な光（例えば、可視光）を発し、その光の強さと期間に合わせた電荷が、光検出器アレーのそれぞれの光検出器に蓄積される。

センサ駆動部２０２は、放射線を電荷として検出するセンサ部２０１を駆動する。読取部２０３は、センサ部２０１を駆動した結果として出力された電荷を受け取り、デジタル情報に変換する。センサ駆動部２０２は、蓄積された電荷を取り出す際に、センサ部２０１の光検出器アレーのうち、信号を取り出す光検出器の選択を行う。読取部２０３は、センサ駆動部２０２によって選択された光検出器から取り出された信号電荷を増幅した後にデジタル化を行う。

読取部２０３がデジタル化した画像データは、制御部２０４へ送られ、制御部２０４によって記憶部２０５へと送られる。記憶部２０５に記憶された画像データは、通信部２０６を経由して直ちに外部機器へ送られてもよい。また、画像データは、制御部２０４によって何らかの処理を施された後に、通信部２０６を経由して外部機器へ送られてもよい。また、画像データは、記憶部２０５に蓄積されてもよい。

制御部２０４は、放射線撮影装置１０１の各構成要素の制御に関わる処理を行う。例えば、制御部２０４は、撮影に関してセンサ部２０１を駆動するための指示をセンサ駆動部２０２へと出力する。また、制御部２０４は、得られた画像データを記憶部２０５へ保存するように駆動してもよいし、記憶部２０５に保存された画像データを記憶部２０５から取り出し、通信部２０６を介して画像データ外部機器に送ってもよい。

また、制御部２０４は、通信部２０６を介して他の機器へ画像データの送信、通信部２０６を介してコンソール１０２などからの指示の受信を実施する。また、制御部２０４は、ユーザによる操作部２０７の操作によって、放射線撮影装置１０１の起動／停止の切り替えなどを実施する。さらに、制御部２０４は、報知部２０８を介して動作状況やエラー状態をユーザに通知することも可能である。また、制御部２０４は、詳しくは後述するが、放射線撮影装置１０１に配された電源制御部２１７などを制御することによって、放射線画像を撮影する期間において放射線撮影装置１０１が受電する電力が一定となるように制御を行う。

本実施形態において、上述の処理内容を１つの制御部２０４で処理しているが、放射線撮影装置１０１が、所定の機能ごとに複数の制御部２０４を有し、それぞれ分担処理してもよい。また、制御部２０４は、ＣＰＵやＭＰＵ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤなど様々な構成で実現可能であり、具体的な実装に関して特に制限はない。放射線撮影装置１０１に求められる機能や性能に応じて適当な構成を選択すればよい。

記憶部２０５は、放射線撮影装置１０１が取得した画像データや内部処理の結果などを示すログ情報などを保存するために用いられうる。また、記憶部２０５は、制御部２０４がＣＰＵなどのソフトウェアを用いるものであった場合、制御部２０４用のソフトウェアなども格納することができる。記憶部２０５の具体的な実装に制約はなく、記憶部２０５は、各種のメモリ、ＨＤＤ、揮発／不揮発について様々な組み合わせで搭載可能である。また、図２に示される構成において、１つの記憶部２０５しか示されていないが、複数の記憶部２０５が、放射線撮影装置１０１に配されていてもよい。

通信部２０６は、放射線撮影装置１０１と放射線撮影システム１００を構成する他の機器との通信を実現するための処理を行う。本実施形態における通信部２０６は、無線通信用の無線通信接続部２０９と接続されており、無線通信接続部２０９を介してコンソール１０２やＡＰ１０５などと通信することができる。無線通信接続部２０９の一例としては、無線通信用のアンテナなどがあげられる。また、通信部２０６は、有線通信接続部２１０とも接続されており、有線通信接続部２１０を介してコンソール１０２などと通信することが可能である。図２に示される構成において、有線通信接続部２１０は、放射線撮影装置１０１の外装に接して配されており、例えば、コネクタを介した接続であってもよい。また、有線通信接続部２１０は、近距離非接触通信の機能を有していてもよい。本実施形態では、その一例として、後述の給電装置１０４などの構成も含め、近距離非接触通信の機能が、有線通信接続部２１０に搭載されているものとして説明する。通信部２０６は、上述の形態に限定されず、有線通信だけあるいは無線通信だけを備える構成であってもよい。また、通信の規格や方式についても特に限定はない。

放射線撮影装置１０１は、装置内に内部電源を備える。具体的には、本実施形態において、放射線撮影装置１０１は、内部電源２１１および内部電源２１８の２つの内部電源を備えている。本実施形態において、内部電源２１１は、充電池であり、放射線撮影装置１０１から着脱可能な内部電源である。また、内部電源２１８は、着脱不可能な充電池であり、撮影中などにおいて、内部電源２１１が外れるなど意図せずに放射線撮影装置１０１への電源の供給が断たれた際に、電源を必要とする各構成要素へ電力を供給し、適切なフローで実行中の処理を終了させる。これによって、放射線撮影装置１０１の各構成要素への電源が急に断たれたことに対する影響（ダメージ）を抑制することが可能となる。内部電源２１８は、通常の撮影などでは使用されず、上述のような非常時のみ機能してもよい。また、例えば、内部電源２１８は、内部電源２１１よりも充電容量が小さい電源であってもよい。本実施形態において、放射線撮影装置１０１は、２種類の内部電源２１１、２１８を１つずつ備えるが、これに限られることはない。放射線撮影装置１０１に備わる内部電源が１つだけであってもよいし、充電可、充電不可、着脱可能、着脱不可能など、様々な組み合わせの内部電源を備えていてもよい。例えば、放射線撮影装置１０１が、２つの着脱可能な内部電源２１１と、１つの着脱不可能で非常用の内部電源２１８を備えていてもよい。

電源生成部２１２は、外部および内部の電源から電源制御部２１７を介して供給される電力から、放射線撮影装置１０１のそれぞれの構成要素が必要とする電圧および電流を生成し、分配供給する。例えば、放射線撮影装置１０１は、外部からの電力として、給電装置１０４の非接触給電機能と近接している際、給電装置１０４から供給されている電力を、非接触受電部２１３を用いて受電することが可能である。受電した電力を用いて、電源生成部２１２は、放射線撮影装置１０１のそれぞれの構成要素への電力供給を行う。

非接触受電部２１３は、非接触給電機能を備える給電装置１０４に近接することによって、非接触受電を行うことが可能である。また、上述したように、非接触受電部２１３は、電力を受電するだけでなく、通信機能を用いて、非接触給電に関する情報の送受信を給電装置１０４との間で実施してもよい。

本実施形態において、非接触受電部２１３は、受電するための部品（例えば、コイル）を用いて給電装置１０４と通信が可能である。このため、図２に示される構成において、非接触受電部２１３は、電源監視部２１６を介した電源制御部２１７だけでなく制御部２０４とも接続されている。非接触受電部２１３は、後述するが、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に電力を供給する際の周波数情報を制御部２０４へ送信する。非接触受電部２１３と制御部２０４との間の通信は、これに限られることはなく、通信部２０６や他の構成を介して非接触受電部２１３と制御部２０４との間の通信が行われてもよい。

操作部２０７は、ユーザから放射線撮影装置１０１に対する操作を受け付けるために用いられる。操作部２０７の実装方法は特に限定されず、ユーザから入力を受け付けられればよい。例えば、操作部２０７は、ユーザが手動で操作する各種スイッチやタッチパネルなどによって実現できる。また、操作部２０７が、ユーザが放射線撮影装置１０１から離れて放射線撮影装置１０１を操作可能なリモートコントローラからの入力を受け付ける受信部を備えていてもよい。

報知部２０８は、放射線撮影装置１０１の状態などをユーザなどに報知するために用いられる。実装方法は特に限定されず、ＬＥＤなどを用いたランプ表示やＬＣＤなどを用いたモニタ表示などによって実現できる。また、ユーザへの通知方法の１つとして、報知部２０８にスピーカなどの発音機能が備えられてもよい。

放射線撮影装置１０１は、物理センサ部２１４を備えていてもよい。物理センサ部２１４は、各種の物理事象を検知するためのセンサを含む。物理現象の一例として、温度、加速度、地磁気、電磁界などが挙げられる。物理事象の検知情報を基に、制御部２０４が、放射線撮影装置１０１の状況を判断し、高温や強い衝撃を受けた場合、報知部２０８を介して警告を報知してもよい。また、物理事象の検知情報を基に、制御部２０４が、放射線撮影装置１０１が設置された向きなどを判断した上で、ユーザあるいはコンソール１０２へ使い勝手を改善するための情報（例えば、架台１１１への挿入方向の異常を知らせるなど）を送信してもよい。

画像処理部２１５は、読取部２０３によってデジタル値に変換された画像データまたは記憶部２０５に記憶された画像データに対して、オフセット補正やゲイン補正などの画像補正処理を行う。オフセット補正は、放射線を照射した状態で取得した画像データと、照射しない状態で取得した画像データとで差分を算出することで、放射線の照射とは関係なく暗電流に起因して生じるオフセット成分を除去する。ゲイン補正は、それぞれの光検出器（画素）が持つゲインのばらつきを補正するために、得られた画像データを全画素一様な放射線を照射して撮影した画像データで除算するなどして補正する。一般的に、より高度な画像処理は、コンソール１０２などに画像データを転送してから実施されることが多いが、その限りではなく、放射線撮影装置１０１の内部で実施される画像処理内容を制限するものではない。

電源監視部２１６は、給電装置１０４から非接触受電部２１３を介して放射線撮影装置１０１に供給された電力の時間的な変化を監視する。また、電源監視部２１６は、詳細は後述するが、制御部２０４が、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に電力を供給する際の動作を制御するために配される。

電源制御部２１７は、制御部２０４からの制御に従って、放射線撮影装置１０１における電力の供給を制御する。電源制御部２１７は、内部電源２１１、２１８および非接触受電部２１３から供給される電力を、それぞれの構成要素に制御、分配する役割を持つ。例えば、給電装置１０４から非接触受電部２１３を介して電力が供給され、かつ、放射線画像を撮影している場合、電源制御部２１７は、電源生成部２１２を介してセンサ部２０１、センサ駆動部２０２、読取部２０３などへ電力を供給する。また、例えば、給電装置１０４から非接触受電部２１３を介して電力が供給され、かつ、撮影を行っていない場合、電源制御部２１７は、内部電源２１１、２１８への充電を行う。

本実施形態において、放射線撮影装置１０１は、負荷回路部２１９を備える。電源制御部２１７は、給電装置１０４から供給された電力が、放射線撮影装置１０１において必要な電力に対して余剰となる場合、負荷回路部２１９に電力を供給する。負荷回路部２１９は、供給された電力を熱に変換することによって、電力を消費してもよい。この場合、負荷回路部２１９は、抵抗器を含んでいてもよい。

次いで、給電装置１０４の構成、および、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４との接続の一例を図３に示す。図３は、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４とがどのように接続され、どのような情報をやり取りするかの一例を示したものである。図３において、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４との間の非接触給電に関する部分と有線接続通信、近接非接触通信とに着目するため、他の無線接続による通信経路や接続形態については触れない。また、図３には、電力伝送と情報伝達とがそれぞれ示されている。

本実施形態における給電装置１０４は、電源ユニット本体３０１、電源ユニットケーブル３０２、電源ユニット近接部３０３を含む。放射線撮影装置１０１へ電力供給する場合、電源ユニット近接部３０３を放射線撮影装置１０１の非接触受電部２１３へ近接または接触させる。電源ユニット本体３０１は、電源ユニットケーブル３０２を介して放射線撮影装置１０１から離れた場所に配置することが可能となる。ここで「接触」とは、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４の外装同士を接触させることを意図している。

電源ユニット本体３０１は、交流電源から電力を受け取り、直流電圧に変換する電源生成部３０４、給電装置１０４内の各構成要素が用いる電源を生成する内部電源部３０５を含む。また、電源ユニット本体３０１は、給電装置１０４の各構成要素の制御を行う制御部３０６、給電装置１０４と放射線撮影システム１００の他の構成要素との通信を行う通信部３０７、放射線撮影装置１０１以外と通信を行うための接続部３０８を含む。

電源ユニット近接部３０３は、非接触給電部３０９と、有線通信接続部３１０とを含む。非接触給電部３０９は、内部電源部３０５から給電用の電力を受け取るとともに、制御部３０６によって給電の制御を実施される。また、放射線撮影装置１０１の非接触受電部２１３と同様に、本実施形態では、給電を行うための部品（例えば、コイル）を用いた非接触給電に関する通信を行う。

有線通信接続部３１０は、前述の放射線撮影装置１０１の有線通信接続部２１０と対になる部分である。上述の通り、本実施形態における有線通信接続部２１０は、近距離無線通信を想定しているため、対応する給電装置１０４の有線通信接続部３１０も、有線通信接続部２１０と同様の構成および機能となりうる。ただし、通信に関する部分をコネクタのような接触による接続によって実施してもよい。有線通信接続部３１０は、通信を実施するため、電源ユニットケーブル３０２を介して通信部３０７に接続されている。

本実施形態において、電源ユニット本体３０１と電源ユニット近接部３０３とが、電源ユニットケーブル３０２を介して離れた場所に置かれている場合を説明したが、これに限られることはない。電源ユニット近接部３０３が、電源ユニット本体３０１に取り込まれるような形態であってもよい。

放射線撮影装置１０１が給電装置１０４から電力を受け取る際、予め電源ユニット近接部３０３が放射線撮影装置１０１に近接させられる。配置の安定化のために、放射線撮影装置１０１と給電装置１０４との筐体外装同士を接触させてもよい。この状態になると、非接触給電部３０９と非接触受電部２１３と間で相互認識のための通信が、それぞれの給電用／受電用のコイルを介して行われる。放射線撮影装置１０１と給電装置１０４との間で電力の伝送ができることが判明すると、給電装置１０４は、非接触給電部３０９を介して放射線撮影装置１０１に電力を供給。放射線撮影装置１０１は、非接触受電部２１３を介して電力を受け取り放射線撮影装置１０１内で使用する。

放射線撮影装置１０１が取得した画像データを外部機器へ転送する場合、有線通信接続部２１０、３１０を用いて画像データの授受を行ってもよい。例えば、放射線撮影装置１０１が取得した画像データをコンソール１０２へ転送する場合、画像データは、放射線撮影装置１０１から有線通信接続部２１０、３１０、通信部３０７、接続部３０８、通信ネットワーク１０３を経由してコンソール１０２へと送られる。

ここまで、繰り返し述べているが、各接続は一例である。このため、例えば、有線通信接続部２１０、３１０はコネクタを介した接触による手法でもよいし、非接触給電に関する通信は別経路を用いて実現してもよい。また、画像データも、放射線撮影装置１０１から給電装置１０４を介してコンソール１０２に送られることに限られることはなく、放射線撮影装置１０１から直接、コンソール１０２に送られてもよい。

次に、図４（ａ）、４（ｂ）を用いて本実施形態における電力供給について説明する。図４（ａ）は、給電装置１０４が非接触受電部２１３を介して放射線撮影装置１０１に供給する際の電力量と周波数との関係を示した図である。給電装置１０４は、特定の周波数帯を用いて放射線撮影装置１０１に電力を供給する。本実施形態において、給電装置１０４は、供給する電力が増加するほど給電を行う周波数は低くなり、電力を供給しない場合、最も周波数が高くなる。

図４（ｂ）は、放射線撮影装置１０１の撮影動作中における消費電力の変化の例を示す図である。時刻ｔ０において、センサ部２０１に電荷を蓄積させることによって撮影動作が開始される。その後、時刻ｔ２において、センサ部２０１に蓄積された信号をセンサ部２０１から読み出す読出動作が終了し、１つの撮影動作が完了する。図４（ｂ）に示される点線４０１は、電源制御部２１７から電源生成部２１２を介して各構成要素へ供給される電力である。電力は、時刻ｔ０～時刻ｔ２の間、各構成要素の電力使用状況に応じて変化する。図４（ｂ）に示される例では、時刻ｔ０において１回の撮影動作における最小電力ｗ１が必要とされ、時刻ｔ１において１回の撮影動作における最大電力ｗ２が必要となる。

これに対し、実線４０２は、撮影動作中に給電装置１０４から非接触受電部２１３、電源監視部２１６を介して放射線撮影装置１０１の電源制御部２１７へ供給される電力である。詳細は後述するが、本実施形態において、記憶部２０５は、放射線撮影装置１０１が撮影を行う際に必要となる電力の最大電力を記憶している。そこで、制御部２０４は、記憶部２０５に記憶された最大電力ｗ２の情報を取得する。次いで、放射線撮影装置１０１が撮影を行う間、制御部２０４は、電源制御部２１７を介して放射線撮影装置１０１内の各部に供給する電力の合計が最大電力ｗ２となるように制御する。このため、給電装置１０４は、非接触受電部２１３、電源ユニット近接部３０３を介し、最大電力ｗ２で放射線撮影装置１０１に電力を供給する。これに応じて、給電装置１０４が放射線撮影装置１０１に給電を行う周波数が、放射線撮影装置１０１が撮影動作を行っている間、一定となる。

ここで、電源制御部２１７から電源生成部２１２を介して各構成要素へ供給する電力が時間によって変化する（各構成要素が必要とする電力量が、時間によって変化する。）のに対し、給電装置１０４から常に最大電力ｗ２が供給されるため、放射線撮影装置１０１内において余剰な電力が発生する。給電装置１０４から供給される電力が放射線撮影装置１０１で使用される電力よりも多い場合、電源制御部２１７は、例えば、余剰な電力を用いて内部電源２１１、２１８の充電を行ってもよい。例えば、放射線撮影装置１０１で使用される電力と、給電装置１０４から供給される電力と、が等しくなるように、内部電源２１１、２１８の充電を行ってもよい。給電装置１０４から電源制御部２１７へ供給される電力をＰｔ、電源制御部２１７から内部電源２１１へ供給される電力をＰｂ１、電源制御部２１７から内部電源２１８へ供給される電力をＰｂ２、電源制御部２１７から電源生成部２１２へ供給される電力をＰｓとする。この場合、
Ｐｔ＝Ｐｓ＋Ｐｂ１＋Ｐｂ２
となる。

次いで、非接触給電が行われる場合の放射線撮影システム１００の動作について説明する。本実施形態において、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に非接触給電を行う際に、放射線撮影装置１０１においてセンサ部２０１から蓄積された信号を読み出す読出動作の間、非接触給電の周波数を変動させない制御が行なわれる。図５（ａ）、５（ｂ）は、放射線撮影システム１００の撮影時の処理を示すフロー図、図６は、放射線撮影システム１００の撮影時の動作を示すタイミング図である。ここで、放射線撮影装置１０１と放射線発生装置１０８とは、同期を取りながら撮影を行っているとして説明する。

放射線撮影装置１０１がユーザによって起動されると、電源生成部２１２を介して必要な各構成要素へと電力が供給され、放射線撮影装置１０１が起動する（Ｓ５００）。このとき、撮影に必要な放射線撮影システム１００のそれぞれの構成要素も起動されているものとして説明する。例えば、Ｓ５００で放射線撮影装置１０１が起動した時点において、給電装置１０４は、放射線撮影装置１０１に給電可能な状態になっている。ユーザによる起動意図を操作部２０７の操作や物理センサ部２１４で検知したことや、取り外し可能な内部電源２１１が装着されたこと、給電装置１０４の電源ユニット近接部３０３が放射線撮影装置１０１に接続されたことなどが、起動のトリガにしてもよい。このとき、放射線撮影装置１０１内の全ての構成要素が起動する必要はない。例えば、センサ部２０１などの撮影に用いる構成要素は、撮影の要求が与えられるまで起動しなくてもよい。また、接触／非接触に限らず放射線撮影装置１０１に外部からの給電が開始されたことに応じて、放射線撮影装置１０１が起動するようにしてもよい。本実施形態において、図５（ａ）のＳ５００の放射線撮影装置１０１の起動からＳ５１４の放射線撮影装置１０１の停止に至るまで、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１への非接触給電が継続して行われているものとする。

放射線撮影装置１０１が起動すると、処理はＳ５０１へ遷移し、放射線撮影装置１０１の制御部２０４は、放射線発生装置１０８からの撮影要求があるか否かを判定する。要求がなかった場合はそのまま撮影要求を待ち続ける。撮影要求があった場合、処理はＳ５０２へと移る。

Ｓ５０２では、放射線撮影装置１０１は、撮影準備動作を行う。放射線撮影装置１０１の制御部２０４は、給電装置１０４から供給される電力を、電源制御部２１７、電源生成部２１２を介してセンサ部２０１に供給し、センサ部２０１を起動する。その後、制御部２０４は、センサ駆動部２０２に準備駆動を開始する指示を送り、指示を受けてセンサ駆動部２０２はセンサ部２０１に対して準備駆動を行う。準備駆動は、暗電流によってセンサ部２０１に蓄積された電荷を排出するために、検出器アレーを行方向に走査しながら電荷の読み出しを続ける動作（リセット動作）であってもよい。

準備駆動を実施している間に、ユーザが放射線発生装置コンソール１０７の曝射スイッチを押下すると、放射線発生装置１０８と放射線撮影装置１０１との間で、接続器１０９や通信ネットワーク１０３などを介して通信が行われる。具体的には、放射線発生装置１０８は、放射線撮影装置１０１に曝射の要求を送信し、この要求を放射線撮影装置１０１が受信すると（Ｓ５０３のＹＥＳ）、処理はＳ５０４に遷移する。Ｓ５０４において、放射線撮影装置１０１は、放射線の照射を受けて電荷を蓄積する状態にセンサ部２０１を遷移させ、撮影可能であることの応答または曝射の許可を放射線発生装置１０８に送信することによって、放射線の照射が行われる。ユーザが曝射スイッチを押下しない間（Ｓ５０３のＮＯ）、上述の準備駆動が行われる。

Ｓ５０５において放射線撮影装置１０１は、放射線の照射中にセンサ部２０１に所定の時間にわたって電荷を蓄積させる。放射線の照射が終了すると、処理は、Ｓ５０６に遷移する。制御部２０４は、通信部２０６、通信部３０７を介して電源制御部２１７に、放射線撮影装置１０１の各部へ供給する電力が一定となるように指示を行う。これに応じて、給電装置１０４は、非接触受電部２１３、電源ユニット近接部３０３を介し、図６に示されるように、センサ部２０１から信号を読み出す読出動作を行う間、放射線撮影装置１０１において必要となる最大電力ｗ２を放射線撮影装置１０１に供給する。

給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に最大電力ｗ２が供給されると、処理は、Ｓ５０７に遷移する。Ｓ５０７では、センサ部２０１に放射線が照射された期間に蓄積された信号をセンサ部２０１から読み出す読出動作が行われる。

電源制御部２１７は、放射線撮影装置１０１内で使用される電力が、最大電力ｗ２になるように、内部電源２１１、２１８、電源生成部２１２へ供給する電力を制御する。制御部２０４は、予め記憶部２０５に記憶された最大電力ｗ２に対する撮影動作の間に電源制御部２１７から電源生成部２１２に供給する電力から、余剰となる電力を演算することが可能である。電源制御部２１７から電源生成部２１２に供給される電力は、Ｓ５０２の間にセンサ部２０１などを動作させることによって測定されてもよいし、工場出荷時やサービスツールなどの別のタイミングで記憶部２０５に記憶されていてもよい。

図５（ｂ）に示されるように、電源制御部２１７は、給電装置１０４から供給される電力が放射線撮影装置１０１で使用される電力よりも多い場合、つまり、余剰電力が発生した場合、内部電源２１１、２１８の充電を行う。まず、電源制御部２１７は、内部電源２１１の充電容量が最大値であるか否かを判定する（Ｓ５２１）。内部電源２１１の充電容量が最大値でない場合、電源制御部２１７は、内部電源２１１へ電力を供給し、内部電源２１１の充電を行う（Ｓ５２２）。次いで、読出動作が終了しない場合（Ｓ５２３においてＮＯ）、処理は、Ｓ５２１に戻る。Ｓ５２１において、内部電源２１１の充電容量が最大値である場合、電源制御部２１７は、内部電源２１８の充電容量が最大値であるか否かを判定する（Ｓ５２４）。内部電源２１８の充電容量が最大値でない場合、電源制御部２１７は、内部電源２１８へ電力を供給し、内部電源２１８の充電を行う（Ｓ５２５）。次いで、読出動作が終了しない場合（Ｓ５２６においてＮＯ）、処理は、Ｓ５２４に戻る。Ｓ５２４において、内部電源２１８の充電容量が最大値である場合、つまり、内部電源２１１、２１８の充電容量がともに最大値である場合、電源制御部２１７は、負荷回路部２１９へ電力を供給する（Ｓ５２７）。読出動作が終了するまで、電源制御部２１７は、負荷回路部２１９へ電力を供給する（Ｓ５２８のＮＯ）。

読出動作が終了すると、処理はＳ５０８（Ｓ５２３、５２６、５２８のＹＥＳ）に遷移する。Ｓ５０８では、制御部２０４がＳ５０６において電源制御部２１７に対して放射線撮影装置１０１の各部に供給する電力が一定となるように行った指示が解除される。

次いで、図６に示されるように、放射線撮影装置１０１は、オフセット補正によって暗電流成分の補正を行うための動作を行う。具体的には、放射線撮影装置１０１は、放射線を照射せずにセンサ部２０１に電荷を蓄積させ、センサ部２０１に放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号をセンサ部２０１から読み出す読出動作を行う撮影動作を実施する（Ｓ５０９、Ｓ５１１）。２回目の撮影動作の際も、Ｓ５０６と同様に、制御部２０４は、電源制御部２１７が放射線撮影装置１０１の各部へ供給する電力が一定となるように指示を行う。

このとき、制御部２０４は、先に行われる１回目の読出動作（先行動作、Ｓ５０７）の期間において給電装置１０４から非接触受電部２１３、電源監視部２１６を介し、放射線撮影装置１０１の電源制御部２１７へ供給された電力の時間的な変化に応じて、後に行われる２回目の読出動作（後続動作、Ｓ５１１）の期間において給電装置から非接触受電部２１３、電源監視部２１６を介し放射線撮影装置１０１の電源制御部２１７へ供給される電力を時間的に変化させる。より具体的には、制御部２０４は、１回目の読出動作の期間において給電装置１０４から非接触受電部２１３、電源監視部２１６を介し放射線撮影装置１０１の電源制御部２１７へ供給される電力の周波数および位相の時間的な変化に応じて、２回目の読出動作の期間において給電装置１０４から非接触受電部２１３、電源監視部２１６を介して放射線撮影装置１０１の電源制御部２１７へ供給される電力の周波数および位相を時間的に変化させる。例えば、図６に示すように、制御部２０４は、２回目の読出動作の期間において放射線撮影装置１０１に供給される電力の時間的な変化が、１回目の読出動作の期間において電源制御部２１７を介して放射線撮影装置１０１の各部において消費された電力の時間的な変化と同じになるように、電源制御部２１７を制御する。例えば、図６に示されるように、１回目の読出動作が行われる期間Ｔｒと２回目の読出動作が行われる期間Ｔｒ’との動作開始時の位相が揃うように、制御部２０４が、給電装置１０４やセンサ駆動部２０２など動作タイミングを調整してもよい。ここでは、制御部２０４が、放射線撮影装置１０１および給電装置１０４の動作タイミングを調整するとして説明するが、これに限られることはない。例えば、制御部２０４と制御部３０６とが協働して動作タイミングを調整してもよいし、放射線撮影装置１０１および給電装置１０４の外部（例えば、コンソール１０２）に配された制御部に従って、それぞれの動作タイミングが調整されてもよい。

動作タイミングの調整は、例えば、１回目の読出動作を行う期間Ｔｒ（Ｓ５０７）、２回目の電荷を蓄積する期間Ｔｉ’（Ｓ５０９）を調整することで行ってもよい。また、２回目の撮影動作（Ｓ５０９、Ｓ５１１）において、センサ部２０１に電荷を蓄積させる（Ｓ５０９）前に、センサ部２０１をリセットするリセット動作を行う準備駆動の期間Ｔｓを調整することによって、動作タイミングが調整されてもよい。

制御部２０４は、１回目の撮影動作において、電源監視部２１６を用いての周波数の情報を記憶する。ここで、１回目の撮影動作における非接触受電部２１３が受電した電力の周期Ｔｃの波形の開始ポイントを取得する。次いで、例えば、２回目の撮影動作において電荷を蓄積する期間Ｔｉ’を調整することによって、１回目の読出動作（Ｓ５０７）における周期Ｔｃの開始ポイントと、２回目の読出動作における周期Ｔｃの開始ポイントを調整する。このとき、期間Ｔｉ’が終了する直前までに、非接触受電部２１３が受電した電力が最大電力ｗ２になるようにすれば、電力供給時の周波数は周期Ｔｃとなるため、位相の合わせこみが可能となる。

この場合、１回目の撮影動作においてセンサ部２０１に電荷を蓄積させる時間と２回目の撮影動作においてセンサ部２０１に電荷を蓄積させる時間とが、互いに異なっていてもよい。ただし、オフセット補正の目的から期間Ｔｉと期間Ｔｉ’とは、できる限り近い時間であることが求められる。非接触給電において、周期Ｔｃは、μｓｅｃ以下のオーダであることが多く、また、放射線画像の撮影において、期間Ｔｉおよび期間Ｔｉ’は、ｍｓｅｃ以上のオーダであることが一般的である。このため、時間Ｔｉ’を調整しても、オフセット補正の精度に影響が出にくい。

また、制御部２０４は、時間Ｔｉ’ではなく、準備駆動の時間Ｔｓを用いてタイミングを調整してもよい。つまり、１回目の撮影動作を終了してから２回目の撮影動作においてセンサ部２０１に電荷の蓄積を開始させるまでの間の準備駆動の期間Ｔｓが、１回目の撮影動作においてセンサ部２０１に電荷を蓄積させる期間Ｔｉ、２回目の撮影動作においてセンサ部２０１に電荷を蓄積させる期間Ｔｉ’に応じて変化してもよい。例えば、制御部２０４は、準備駆動の時間Ｔｓの時間を必要最小限の時間よりも長くすることによって、タイミングを調整してもよい。また、期間Ｔｉ’と期間Ｔｓとの両方を用いて、１回目の読出動作（Ｓ５０７）の開始時の周期Ｔｃの位相と、２回目の読出動作（Ｓ５０９）の開始時の周期Ｔｃの位相が揃うように制御されてもよい。

また、上述の動作では、放射線撮影装置１０１に配された制御部２０４が、準備駆動の期間Ｔｓ、２回目の撮影動作の蓄積時間である期間Ｔｉ’の長さを調整するとして説明したが、これに限られることはない。ユーザによって放射線発生装置コンソール１０７に入力される放射線を照射する撮影条件に応じて、放射線発生装置コンソール１０７やコンソール１０２が、期間Ｔｓ、Ｔｉ’の長さを決定してもよい。放射線発生装置コンソール１０７やコンソール１０２が決定した期間Ｔｓ、Ｔｉ’が、放射線撮影装置１０１および給電装置１０４に送信される。例えば、放射線発生装置コンソール１０７やコンソール１０２が、放射線撮影装置１０１を起動する際に、上述のタイミングに関する設定を通知するようにしてもよい。また、図１に示されるように、放射線撮影システム１００に、非接触で受電が可能な放射線撮影装置１０１と、放射線撮影装置１０１に非接触で給電が可能な給電装置１０４と、を制御するための制御装置１８０が、上述の各構成要素とは独立して配されてもよい。

このような制御を行うことによって、１回目の撮影動作の読出動作で取得した画像データと、２回目の撮影動作の読出動作で取得した画像データには、同じ周波数のノイズが、同じ位相で重畳されることになる。したがって、オフセット補正を実施することで、センサ部２０１で生成された信号を読み出す際に、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１への非接触給電による電磁界の変化に起因して信号に重畳するノイズが相殺されることになる。つまり、制御部２０４は、１回目の読出動作で読み出された信号に重畳される給電装置１０４から放射線撮影装置１０１への非接触給電に起因するノイズの周期的な変化が、２回目の読出動作で読み出された信号との差分を取ることによって小さくなるように、２回目の読出動作の期間において給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力を時間的に変化させる。これによって、得られる放射線画像の画質の低下が抑制される。また、撮影中も非接触給電が継続して行われるため、例えば、撮影中に放射線撮影装置１０１の内部電源２１１、２１８の充電不足となり、撮影が継続できなくなることが抑制される。また、撮影中も非接触給電が継続して行われるため、放射線撮影装置１０１の内部電源の容量を小さくでき、さらには、内部電源を有していなくても撮影が可能なことから、放射線撮影装置１０１の軽量化などが可能となる。

本実施形態において、１回目の撮影動作（Ｓ５０５、Ｓ５０７）において放射線が照射された期間において蓄積された信号を取得し、２回目の撮影動作（Ｓ５０９、Ｓ５１１）において放射線の照射がされない期間に蓄積された信号を取得することを説明した。しかしながら、これに限られることはない。Ｓ５０５において放射線が照射されず、Ｓ５０９において放射線が照射されてもよい。

Ｓ５１１において、読出動作が完了すると、処理は、Ｓ５１２に遷移する。Ｓ５１２では、Ｓ５０８と同様に、Ｓ５１０で出された指示が解除される。その後、放射線撮影装置１０１は、通信ネットワーク１０３などを介して、所定のオフセット補正などの補正処理などが行われた画像データをコンソール１０２へ送信し、撮影動作が完了する。また、画像データは、コンソール１０２に送信されず、記憶部２０５に保存されてもよい。

その後、ユーザが操作部２０７を操作することによって放射線撮影装置１０１の電源オフの指示がある場合（Ｓ５１３のＹＥＳ）、放射線撮影装置１０１は、電源オフとなり、処理はＳ５１４に遷移し放射線撮影装置１０１は停止状態となる。また、放射線撮影装置１０１の電源オフの指示がない場合（Ｓ５１３のＮＯ）、処理はＳ５０１に戻り、放射線撮影装置１０１は、次の撮影要求まで待機する。また、Ｓ５０１において、待機時間が長くなった場合、放射線撮影装置１０１は、報知部２０８の表示を消すなど消費電力が抑制されたスリープ状態となってもよいし、Ｓ５１４に遷移し、電源オフになってもよい。

第２の実施形態
図７、８を参照して本開示の第２の実施形態における放射線撮影システム１００の動作について説明する。図７は、放射線撮影システム１００の撮影時の処理を示すフロー図、図８は、放射線撮影システム１００の撮影時の動作を示すタイミング図である。放射線撮影システム１００の構成については、上述の第１の実施形態と同様であってもよいため説明を省略する。

本実施形態において、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に対して非接触給電が行われる中で、放射線撮影装置１０１の画像データの１回目の読出動作の期間中に非接触給電の周波数が時間的に変化したとしても、２回目の読出動作の期間中の非接触給電の周波数の時間的な変化が１回目の読出動作と一致するように、制御部２０４は制御を行う。本実施形態においても、図７のＳ７００の放射線撮影装置起動からＳ７１２の放射線撮影装置の停止に至るまで、非接触給電が継続して行われているものとする。

図７に示される処理のうち、Ｓ７００～Ｓ７０５は、上述のＳ５００～Ｓ５０５と同様であるため、ここでは説明を省略する。Ｓ７０５において、電荷を蓄積する動作が完了すると、処理は、Ｓ７０６に遷移し、１回目の読出動作が行われる。Ｓ７０６において、電源監視部２１６は、制御部２０４に、電源制御部２１７から放射線撮影装置１０１の各部に供給される電力に応じて、非接触受電部２１３が給電装置１０４から受電する電力の時間的な変化の情報を送信する。送信する情報は、電力量、および、電力量が変化した時間を含む。また、制御部２０４は、非接触受電部２１３が受電する電力が変化した原因となる各部の動作（例えば通信）を記憶する。

信号の読み出しが終了すると、次に、放射線撮影装置１０１は、オフセット補正により暗電流成分の補正を行うため、センサ部２０１に所定の時間にわたって電荷を蓄積させる（Ｓ７０７）。次に、制御部２０４は、Ｓ７０６で記憶した電力の時間的な変化の情報をもとに、２回目の撮影動作直前に電力変動指示を行う（Ｓ７０８）。例えば、制御部２０４は、電力の時間的な変化の情報を電源制御部２１７に送信する。電源制御部２１７は、２回目の読出動作において、電源監視部２１６が１回目の読出動作で取得した電力の時間的な変化の情報に応じて、放射線撮影装置１０１の各部へ電力を供給する。放射線撮影装置１０１内で消費される電力に応じて、非接触受電部２１３を介して給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に給電が行われる。

図８において、１回目の読出動作（時刻ｔ１～時刻ｔ３）の期間中、時刻ｔ２で給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力が変動し、時刻ｔ１～時刻ｔ２の期間Ｔｒ１の給電の周波数の周期Ｔｄが、時刻ｔ２～時刻ｔ３の期間Ｔｒ２では周期Ｔｅとなっている。このとき、２回目の読出動作（時刻ｔ５～時刻ｔ７）の期間中、時刻ｔ６において供給する電力が変化するように給電装置１０４は制御される。時刻ｔ５～時刻ｔ６を期間Ｔｒ１’、時刻ｔ６～時刻ｔ７を期間Ｔｒ２’とすると、Ｔｒ１＝Ｔｒ１‘、Ｔｒ２＝Ｔｒ２’でありうる。さらに、期間Ｔｒ１と期間Ｔｒ１’とで給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力が同じ電力量となることで、給電周波数は周期Ｔｄになる。同様に、期間Ｔｒ２と期間Ｔｒ２’とで給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力が同じ電力量となることで、給電周波数は周期Ｔｅになる。

例えば、期間Ｔｒ１において給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力が電力ｗ３だった場合、期間Ｔｒ１’においても給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に電力ｗ３が供給されるように、電源制御部２１７は、放射線撮影装置１０１の各部に供給する電力を制御する。図８に示される動作例において、１回目の読出動作の開始時に通信部２０６による通信が行われているが、２回目の読出動作の開始時において、通信部２０６による通信が行われていない。このため、２回目の読出動作の開始時において、電力ｗ３が供給されると、余剰電力が発生することになる。この場合、上述の第１の実施形態と同様に、電源制御部２１７は、放射線撮影装置１０１で使用される電力と、給電装置１０４から供給される電力と、が等しくなるように、内部電源２１１、２１８の充電、または、負荷回路部２１９への電力の供給を行う。また、例えば、制御部２０４が、２回目の読出動作の開始時に通信部２０６を動作させ、放射線撮影装置１０１で使用される電力を増やしてもよい。

また、逆に、１回目の読出動作の時刻ｔ１～時刻ｔ３において消費した電力ｗ３、ｗ４以上に、２回目の読出動作の時刻ｔ５～時刻ｔ７において消費する電力が多くなる場合も考えられる。給電装置１０４から供給される電力が放射線撮影装置１０１で使用される電力よりも少ない場合、電源制御部２１７は、給電装置１０４と並行して内部電源２１１、２１８から電力を供給させてもよい。例えば、電源制御部２１７は、給電装置１０４および内部電源２１１、２１８から供給される電力と、放射線撮影装置１０１で使用される電力と、が等しくなるように内部電源２１１、２１８に電力を供給させる。給電装置１０４から供給される電力を変化させた場合、給電装置１０４が電力を供給する周波数が１回目の読出動作と異なってしまう。このため、内部電源２１１、２１８から電力を供給することによって、周波数が変化せず、オフセット補正の精度を高めることができる。

さらに、制御部２０４は、上述の第１の実施形態の場合と同様に、１回目の読出動作と２回目の読出動作との受電週波数の周期Ｔｄに対し、１回目の読出動作の開始時と２回目の読出動作の開始時の位相が揃うようにタイミングを調整する。期間Ｔｒ２，Ｔｒ２’における周期Ｔｅは、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に供給される電力を変化させる時間を揃えることで位相を合わせることができる。

Ｓ７０９の２回目の読出動作が終了すると、Ｓ７１０においてＳ７０８で出された指示が解除される。その後、上述の第１の実施形態と同様に、画像データの送信などを行い、ユーザの指示によって電源オフもしくは停止状態で待機する。

このような制御を行うことによって、本実施形態においても、１回目の撮影動作で取得した画像データと、２回目の撮影動作で取得した画像データには、同じ周波数のノイズが、同じ位相で重畳されることになる。したがって、オフセット補正を実施することで、センサ部２０１で生成された信号を読み出す際に、非接触給電の動作による電磁界の変化が信号に重畳するノイズが相殺されることになる。これによって、得られる放射線画像の画質の低下が抑制される。

このように、上述の各実施形態において、放射線撮影装置１０１がセンサ部２０１から読み出す信号に受電周波数の変動に応じた影響が生じる２つ以上の期間において、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に給電する給電周波数が揃うように、制御部２０４は、電源制御部２１７など、放射線撮影装置１０１の各構成を制御する。放射線撮影装置１０１がセンサ部２０１から読み出す信号に受電周波数の変動に応じた影響が生じる期間とは、上述のように、放射線画像を生成するための信号を読み出す期間でありうる。放射線画像を生成するための信号を読み出す期間において、放射線撮影装置１０１は、センサ部２０１の画素に所定の時間にわたって電荷を蓄積させ、蓄積された電荷に応じた信号を読み出す。ここで、画素に電荷を蓄積させ、蓄積された電荷に応じた信号を読み出す期間とは、放射線画像を生成するために放射線の照射によって生成された電荷を蓄積させ、蓄積された応じた信号を読み出す期間であってもよい。また、画素に電荷を蓄積させ、蓄積された電荷に応じた信号を読み出す期間とは、放射線画像を生成する際にオフセット補正を行うための画像データを得るための期間であってもよい。これらの動作によって、本実施形態の放射線撮影システム１００は、放射線画像の画質対する影響を抑制しながら、常時、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に非接触で給電を行うことが可能となる。

さらに、放射線撮影システム１００による放射線画像の撮影は、上述のような静止画像の撮影に限られることはない。図９は、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に対して非接触給電が行われる中で、放射線撮影装置１０１が透視撮影（動画撮影）を行う場合のタイミング図である。

透視撮影を行う場合、放射線撮影装置１０１は、連続的に曝射される放射線によって生成される信号をリアルタイムに読み出す。図９において、準備駆動を行った後、時刻ｔ８～時刻ｔ９の期間に、放射線を照射せずにセンサ部２０１に電荷を蓄積させ、次いで、センサ部２０１に蓄積された信号を読み出す読出動作を行う撮影動作を連続して行う動作が実施される。次に、時刻ｔ１０以降、放射線の照射中にセンサ部２０１に電荷を蓄積させ、次いで、蓄積された信号を読み出す読出動作を行う撮影動作を連続して行う動作を実施する。時刻ｔ８～時刻ｔ９で読み出された信号は、時刻ｔ１０以降で得られた信号の暗電流成分を補正（オフセット補正）するために使用される。図９に示されるように、複数のオフセット補正用の信号を取得した場合、それぞれの信号を平均化してもよいし、平均値や画像のノイズ等を測定し適切な信号のみ抽出して補正に使用してもよい。図９に示される例では、放射線を照射せずに蓄積した信号を３回、取得しているが、回数は３回に限られるものではなく、その後の透視撮影の各モードに応じて変化し得る。ここで、撮影モードとは、撮影する部位や手技に応じた撮影のフレームレートであってもよい。例えば、補正に用いる信号の取得回数は、１回や２回であってもよいし、４回以上であってもよい。補正用の信号の取得が、少なくとも１回行われればよい。

透視撮影において、図９に示されるように、電源制御部２１７から電源生成部２１２に供給される電力が、補正用の信号を取得する際に電力ｗ９、透視撮影中が電力ｗ１０であるとする。この場合、放射線撮影装置１０１に必要な電力に応じて、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に給電が行われると、電力を供給する周波数が、放射線撮影装置１０１が必要とする電力に応じて時間的に変化してしまう。この場合、補正用の信号を取得する撮影と透視撮影とで、画像データに異なる周波数のノイズが重畳され、透視撮影中の暗画像による補正でノイズがキャンセルできない。

同じ周波数のノイズが、画像データに重畳されるようにするため、上述の各実施形態と同様に、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に、一定の電力が供給される。このため、記憶部２０５は、透視撮影において設定されたそれぞれの撮影モードに応じた読出動作に必要な電力や電力に応じた電力供給時の周波数などの情報を予め記憶しておく。制御部２０４は、記憶部２０５に記憶された情報に応じて、電源制御部２１７が放射線撮影装置１０１の各部に供給する電力を制御する。情報の記憶は、工場出荷時やサービスツールなどで行われてもよい。

制御部２０４は、コンソールからの透視撮影モードの指示に応じて、暗画像の読出動作の開始から、透視撮影の読出動作に必要な電力ｗ１０となるように、電源制御部２１７を制御する。透視撮影時は、蓄積時間が数ｍｓ～となるため、読出動作だけでなく、電荷を蓄積する期間も、給電装置１０４が一定の電力を供給することで電力の制御が容易となる。しかしながら、蓄積時間が長くフレームレートが低い投資撮影の場合、電荷を蓄積する期間の電力供給量は、読出動作と異なっていてもよい。

図９に示されるように、給電装置１０４から供給される電力ｗ１０が、放射線撮影装置１０１で消費される電力よりも多く、透視撮影においても余剰電力が発生する時間が存在しうる。透視撮影においても、上述の各実施形態と同様に、給電装置１０４から供給される電力が放射線撮影装置１０１で使用される電力よりも多い場合、電源制御部２１７は、内部電源２１１、２１８の充電を行ってもよい。また、給電装置１０４から供給される電力が放射線撮影装置１０１で使用される電力よりも多い場合、電源制御部２１７は、負荷回路部２１９で余剰な電力を消費させてもよい。

また、制御部２０４は、図９に示されるように電力を供給する週波数の周期Ｔｆに対し、案電流成分の信号を読み出す読出動作の開始時と、透視撮影のそれぞれの読出動作の開始時の位相が揃うようにタイミングを調整する。例えば、記憶部２０５に記憶された供給される電力に応じた周波数から、制御部２０４は、周期Ｔｆの位相が合うように、電荷を蓄積する蓄積時間を調整する。蓄積時間に対し、周波数の周期Ｔｆは、十分に短いことから、必要なフレームレートへの影響は小さい。

このような制御を行うことによって、透視撮影においても、オフセット補正のための案電流成分を取得する読出動作で取得した画像データと、透視撮影のための読出動作で取得した画像データには、同じ周波数のノイズが、同じ位相で重畳されることになる。したがって、オフセット補正を実施することで、センサ部で生成された信号を読み出す際に、非接触給電の動作による電磁界の変化が信号に重畳するノイズが相殺されることになる。これによって、得られる放射線画像の画質の低下が抑制される。また、上述の静止画の撮影と比較して、長時間の撮影となり、より電力が消費されうる透視撮影のような連続撮影の間、常時、給電装置１０４から放射線撮影装置１０１に非接触で給電を行うことが可能である。このため、電力が不足する可能性が抑制され、ユーザにとって使い勝手のよい放射線撮影システム１００が提供できる。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１００：放射線撮影システム、１０１：放射線撮影装置、１０４：給電装置、２０１：センサ部

Claims (21)

1. 放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置に非接触で給電が可能な給電装置と、制御部と、を含む放射線撮影システムであって、
   前記放射線撮影装置は、前記センサ部に放射線が照射された期間に蓄積された信号を前記センサ部から読み出す第１読出動作と、前記センサ部に放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号を前記センサ部から読み出す第２読出動作と、を行い、
   前記制御部は、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち先に行われる読出動作である先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化に応じて、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち後に行われる読出動作である後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給される電力を時間的に変化させ、
   前記制御部は、前記先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の周波数および位相の時間的な変化に応じて、前記後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給する電力の周波数および位相を時間的に変化させることを特徴とする放射線撮影システム。
2. 前記制御部は、前記先行動作で読み出された信号に重畳される前記給電装置から前記放射線撮影装置への給電に起因するノイズの周期的な変化が、前記後続動作で読み出された信号との差分を取ることによって小さくなるように、前記後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給される電力を時間的に変化させることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮影システム。
3. 前記制御部は、前記後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給する電力の時間的な変化が、前記先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化と同じになるように、前記給電装置から前記放射線撮影装置に給電させることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮影システム。
4. 放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置に非接触で給電が可能な給電装置と、制御部と、を含む放射線撮影システムであって、
   前記放射線撮影装置は、前記センサ部に放射線が照射された期間に蓄積された信号を前記センサ部から読み出す第１読出動作と、前記センサ部に放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号を前記センサ部から読み出す第２読出動作と、を行い、
   前記制御部は、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち先に行われる読出動作である先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化に応じて、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち後に行われる読出動作である後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給される電力を時間的に変化させ、
   前記放射線撮影システムは、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において必要な電力の最大電力を記憶した記憶部をさらに含み、
   前記制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記記憶部に記憶された最大電力を前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給させることを特徴とする放射線撮影システム。
5. 前記放射線撮影システムは、前記先行動作において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化の情報を取得する電源監視部をさらに含み、
   前記後続動作において前記制御部は、前記電源監視部が前記先行動作で取得した電力の時間的な変化の情報に応じて電力を供給させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
6. 前記放射線撮影装置は、内部電源と、前記放射線撮影装置における電力の供給を制御する電源制御部と、を含み、
   前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも少ない場合、前記給電装置と並行して前記内部電源から電力を供給させることを特徴とする請求項５に記載の放射線撮影システム。
7. 前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも少ない場合、前記給電装置および前記内部電源から供給される電力と、前記放射線撮影装置で使用される電力と、が等しくなるように前記内部電源に電力を供給させることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮影システム。
8. 前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも多い場合、前記内部電源の充電を行うことを特徴とする請求項６または７に記載の放射線撮影システム。
9. 前記放射線撮影装置は、内部電源と、前記放射線撮影装置における電力の供給を制御する電源制御部と、を含み、
   前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも多い場合、前記内部電源の充電を行うことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
10. 前記放射線撮影装置は、負荷回路部をさらに含み、
    前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも多い場合、前記負荷回路部に電力を供給することを特徴とする請求項６乃至９の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
11. 前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも多く、かつ、前記内部電源の充電容量が最大値である場合、前記負荷回路部に電力を供給することを特徴とする請求項１０に記載の放射線撮影システム。
12. 前記負荷回路部は、供給された電力を熱に変換することを特徴とする請求項１０または１１に記載の放射線撮影システム。
13. 前記電源制御部は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記給電装置から供給される電力が前記放射線撮影装置で使用される電力よりも多い場合、前記放射線撮影装置で使用される電力と、前記給電装置から供給される電力と、が等しくなるように、前記内部電源の充電、または、前記負荷回路部への電力の供給を行うことを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
14. 前記放射線撮影装置が、複数の前記内部電源を備え、
    複数の前記内部電源が、前記放射線撮影装置から着脱可能な内部電源と、前記放射線撮影装置から着脱不可能な内部電源と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の放射線撮影システム。
15. 前記放射線撮影装置は、
    放射線の照射中に前記センサ部に電荷を蓄積させ、次いで、前記第１読出動作を行う第１撮影動作と、放射線を照射せずに前記センサ部に電荷を蓄積させ、次いで、前記第２読出動作を行う第２撮影動作と、を行い、
    前記第１撮影動作に次いで前記第２撮影動作、または、前記第２撮影動作に次いで前記第１撮影動作の順で連続して行うことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
16. 前記第１撮影動作および前記第２撮影動作のうち後続の撮影動作において、前記センサ部に電荷を蓄積させる前に、前記センサ部をリセットするリセット動作を行うことを特徴とする請求項１５に記載の放射線撮影システム。
17. 前記放射線撮影装置は、
    放射線の照射中に前記センサ部に電荷を蓄積させ、次いで、前記第１読出動作を行う第１撮影動作を連続して行う第１動作と、放射線を照射せずに前記センサ部に電荷を蓄積させ、次いで、前記第２読出動作を行う第２撮影動作を少なくとも１回行う第２動作と、を行い、
    前記第２動作に次いで前記第１動作の順で連続して行うことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
18. 前記第１撮影動作において前記センサ部に電荷を蓄積させる時間と、前記第２撮影動作において前記センサ部に電荷を蓄積させる時間と、が、互いに異なることを特徴とする請求項１５乃至１７の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
19. 前記制御部が、前記放射線撮影装置に配されることを特徴とする請求項１乃至１８の何れか１項に記載の放射線撮影システム。
20. 放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置に非接触で給電が可能な給電装置と、を制御するための制御装置であって、
    前記放射線撮影装置は、前記センサ部から放射線が照射された期間に蓄積された信号を読み出す第１読出動作と、前記センサ部から放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号を読み出す第２読出動作と、を行い、
    前記制御装置は、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち先に行われる読出動作である先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化に応じて、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち後に行われる読出動作である後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給する電力が時間的に変化するように、前記放射線撮影装置および前記給電装置を制御し、
    前記制御装置は、前記先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の周波数および位相の時間的な変化に応じて、前記後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給する電力の周波数および位相が時間的に変化するように、前記放射線撮影装置および前記給電装置を制御することを特徴とする制御装置。
21. 放射線画像を取得するためのセンサ部を含み、非接触で受電が可能な放射線撮影装置と、前記放射線撮影装置に非接触で給電が可能な給電装置と、を制御するための制御装置であって、
    前記放射線撮影装置は、前記センサ部から放射線が照射された期間に蓄積された信号を読み出す第１読出動作と、前記センサ部から放射線の照射がされていない期間に蓄積された信号を読み出す第２読出動作と、を行い、
    前記制御装置は、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち先に行われる読出動作である先行動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給された電力の時間的な変化に応じて、前記第１読出動作および前記第２読出動作のうち後に行われる読出動作である後続動作の期間において前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給する電力が時間的に変化するように、前記放射線撮影装置および前記給電装置を制御し、
    前記放射線撮影装置は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において必要な電力の最大電力を記憶した記憶部をさらに含み、
    前記制御装置は、前記第１読出動作の期間および前記第２読出動作の期間において、前記記憶部に記憶された最大電力が前記給電装置から前記放射線撮影装置に供給されるように、前記放射線撮影装置および前記給電装置を制御することを特徴とする制御装置。

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