WO2012005021A1

WO2012005021A1 - 電子機器の充電装置及び充電システム

Info

Publication number: WO2012005021A1
Application number: PCT/JP2011/054467
Authority: WO
Inventors: 貴夫三澤
Original assignee: コニカミノルタエムジー株式会社
Priority date: 2010-07-05
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2012-01-12
Also published as: JP2013192275A

Abstract

　経路抵抗の影響を抑制して迅速な充電を可能とする。　蓄電体２８を筐体２１の内部に内蔵する電子機器２にコネクタ２６，４２を通じて外部から蓄電体に充電を行う充電装置４であって、充電の電力を供給する電源部４１と、蓄電体の電圧を検出する電圧検出部４３と、充電電流を検出する電流検出部４４と、目標電圧Ｖ１となるまで定電流充電を行い、次いで定電圧充電に切り換える充電制御部４５とを備え、充電制御部は、定電流充電の開始時において電流値を少なくとも２値の間で変化させたときの蓄電体の電圧変化ΔＶを電圧検出部により検出し、蓄電体の電圧の変化量に応じて、目標電圧又は電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行う。

Description

電子機器の充電装置及び充電システム

　本発明は、電子機器の充電装置及び充電システムに関するものである。

　蓄電体を備える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（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と呼ばれる放射線画像撮影装置が挙げられる。即ち、近年、その内部にキャパシタや二次電池からなる蓄電体を内蔵し、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。

　ところで、蓄電体に対する充電は、過充電を防止するという観点からは、目標電圧（例えば、蓄電体の定格電圧）までの充電を正確に行うことが容易な定電圧充電を行うことが望ましいが、定電圧充電は充電に時間がかかりすぎるという問題があり、このため、近年は、蓄電体の検出電圧が目標電圧となるまで、定電流充電を行い、目標電圧に達すると定電圧充電に切り換える充電方法が採用されている（例えば、特許文献２参照の第６図参照）。

特開２００９－２３７０７４号公報特開平１１－２５０９３９号公報

　ところで、上記充電方法では、蓄電体の電圧をより正確に検出し監視することが必要である。そして、その場合、蓄電体の直近に電圧検出手段を設けることが可能であれば、［検出電圧≒実際の電池電圧］となり、より正確に蓄電体の電圧検出が可能である。
　しかしながら、カセッテ型の放射線画像撮影装置のように各種の電子機器は、薄型化、小型化が要求されており、これを実現させようとすると、電圧検出手段を含む充電回路の設置スペースをカセッテ内部に確保することが困難となる。
　このため、カセッテ型の放射線画像撮影装置を充電時にセットする外部充電装置側に電圧検出手段を含む充電回路を設け、放射線画像撮影装置の外部から蓄電体の電圧検出を行うことが考えられる。
　しかし、カセッテの外側に電圧検出手段を設ける構成とした場合、蓄電体から電圧検出手段までの距離が遠くなることから、その間の配線等における経路抵抗の影響を生じ、［検出電圧＝実際の蓄電体の電圧＋充電電流×経路抵抗］となるため、実際の蓄電体の電圧よりも高い電圧が検出されるため、蓄電体が実際に目標電圧に達する前に定電流充電から定電圧充電に切り換えが行われ、蓄電体が予定よりも低い電圧で定電圧充電を開始するために、定電圧充電に長時間に渡って実行され、充電の所要時間が増大するおそれがあった。

　本発明は、電子機器の小型化を図ることを可能としつつ、充電の高速化を図ることを、その目的とするものである。

　前記の課題を解決するために、本発明に係る電子機器の充電装置は、
　各機能部に電力を供給する蓄電体を筐体内部に内蔵する電子機器に対して、相互間に設けられたコネクタを通じて前記筐体の外部から前記蓄電体に充電を行う充電装置であって、
　前記蓄電体に充電を行うための電力を供給する電源部と、
　前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出部と、
　前記充電時に前記蓄電体に流す充電電流を検出する電流検出部と、
　前記電圧検出部で検出される前記蓄電体の電圧が目標電圧となるまで定電流充電を行うと共に、前記蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り換える充電制御部とを備え、
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を少なくとも２値の間で変化させると共に当該電流変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部により検出し、
　当該蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする。

　また、本発明の別の側面である充電システムは、
　各機能部に電力を供給する蓄電体を筐体内部に内蔵する電子機器と、当該電子機器に対して、相互間に設けられたコネクタを通じて前記筐体の外部から前記蓄電体に充電を行う充電装置とからなる充電システムであって、
　前記充電装置は、
　前記蓄電体に充電を行うための電力を供給する電源部と、
　前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出部と、
　前記充電時に前記蓄電体に流す充電電流を検出する電流検出部と、
　前記電圧検出部で検出される前記蓄電体の電圧が目標電圧となるまで定電流充電を行うと共に、前記蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り換える充電制御部とを備え、
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を少なくとも２値の間で変化させると共に当該電流変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部により検出し、
　当該蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする。

　本願発明では、充電制御部が、定電流充電の開始時に、電流値を少なくとも２値の間で変化させる。
　この２つの値は、例えば、定電流充電の開始直前と直後の電流値であっても良いし、定電流充電の開始時に異なる任意の電流値でそれぞれ通電を行っても良い。
　このように、電流値を２値で変化させた場合、それぞれの電流値で検出される電圧値の変化量は、２値での電流値の差に蓄電体から電圧検出部までの経路抵抗値を乗じた値にほぼ等しくなる。
　従って、２値での電流値の変化とそのときの電圧値の変化との関係から、定電流充電における経路抵抗による検出電圧の誤差を求めることができる。そして、目標電圧値に対して電圧誤差分を補正するか、電圧検出部の検出電圧値に対して電圧誤差分を補正することにより、蓄電体がより目標電圧近くとなるまで定電流充電を行うことができるので、予定よりも低い電圧で定電流充電から定電圧充電に移行することが回避され、充電の所要時間の短縮化を図ることが可能となる。
　また、これにより、電子機器側に電圧検出部を設けずに充電装置側に設けることが可能となるので、電子機器の小型化、薄型化を図ることが可能となる。
　さらに、電子機器側に電圧検出部を設けないことにより、電子機器から検出電圧信号を充電装置側に伝達するためのコネクタ、端子等が不要となり、電子機器のさらなる小型化、薄型化を図ることが可能となる。

第１の実施形態に係る放射線画像検出システムのシステム構成を示す概略図である。図１に示す放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。図１に示す放射線画像撮影装置のセンサパネル部及び読取部等の構成を示す等価回路図である。図１に示すクレードルと放射線画像撮影装置の充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。図５に示すＡは充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示す線図、図５に示すＢは充電制御における充電電流の時間的変化を示す線図である。図６に示すＡは充電制御部による充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示す線図、図６に示すＢは充電制御部による充電制御における充電電流の時間的変化を示す線図である。放射線画像撮影システムのシステム構成を示すブロック図である。充電制御部による充電制御の流れを示すフローチャートである。図９Ａに示すＡは定電流充電開始時に充電電流を複数回変化させた場合における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示す線図、図９Ａに示すＢは同状態における充電電流の時間的変化を示す線図である。図９Ｂは定電流充電開始時における検出電圧の時間的変化の拡大線図である。第２の実施形態におけるクレードルと放射線画像撮影装置の充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。第２の実施形態における重電制御を示し、図１１に示すＡは充電制御部による充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示す線図、図１１に示すＢは充電制御部による充電制御における充電電流の時間的変化を示す線図である。第３の実施形態における重電制御を示し、図１２に示すＡは充電制御部による充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示す線図、図１２に示すＢは充電制御部による充電制御における充電電流の時間的変化を示す線図である。

　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。なお、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［第１の実施形態］
　図１から図８を参照しつつ、本発明の第１の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図示のものに限定されるものではない。

　図１は充電システムとしての放射線画像検出システム１の概略構成を示す図であり、図２は本実施形態における電子機器としての放射線画像撮影装置の斜視図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る放射線画像検出システム１は、蓄電体としてのバッテリ２８を内蔵する放射線画像撮影装置２と、放射線画像撮影装置２が載置されるクレードル４とを備えている。

［放射線画像撮影装置］
　本実施形態において放射線画像撮影装置２は、いわゆるフラットパネルディテクタ（Flat Panel Detector：以下「ＦＰＤ」という。）をカセッテ型に構成した可搬型のカセッテ型ＦＰＤであり、放射線画像撮影に用いられ、放射線画像データ（以下、単に「画像データ」と称する。）を取得するものである。
　なお、以下では、放射線画像撮影装置２として、シンチレータ等を備え、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。

　図２に示すように、放射線画像撮影装置２は、内部を保護する筐体２１を備えている。筐体２１は、少なくとも放射線の照射を受ける側の面Ｘ（以下、放射線入射面Ｘという。）が、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。
　なお、図２では、筐体２１がフロント部材２１ａとバック部材２１ｂとで形成されている場合が示されているが、その形状、構成は特に限定されず、この他にも、筐体２１を筒状のいわゆるモノコック状等に形成することも可能である。

　図２に示すように、本実施形態において、放射線画像撮影装置２の側面部分には、電源スイッチ２２、インジケータ２５、及び装置側コネクタ部２６等が配置されている。

　電源スイッチ２２は、放射線画像撮影装置２の電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるものであり、電源スイッチ２２を操作することにより、後述するバッテリ２８（図１参照）による放射線画像撮影装置２の各機能部に対する電力供給の開始及び停止を指示する信号が後述する本体制御部３０（図１参照）に出力される。放射線画像撮影装置２を撮影に使用しないときには、電源をＯＦＦ（すなわち、バッテリ２８による各機能部に対する電力供給を停止）にしておくことにより、バッテリ２８の電力消費を抑えることができる。

　インジケータ２５は、例えばＬＥＤ等で構成されバッテリ２８の充電残量や各種の操作状況等を表示するものである。

　また、放射線画像撮影装置２には、放射線画像撮影装置２の各機能部に電力を供給するバッテリ２８が設けられている。
　バッテリ２８は、充電可能なものであり、例えば、リチウムイオン二次電池を使用する。また、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）、電気二重層コンデンサ等の蓄電素子等を適用することもできる。

　また、放射線画像撮影装置２の側面部分には、筐体２１内に内蔵されたバッテリ２８の交換のために開閉される蓋部材７０が設けられており、蓋部材７０の側面部には、放射線画像撮影装置２が後述する無線アクセスポイント１１３（図７参照）を介して外部と無線方式で情報の送受信を行うためのアンテナ装置７１が埋め込まれている。

　装置側コネクタ部２６（図１において、単に「コネクタ部」と示す。）は、クレードル４と電気的に接続可能に構成されており、また、相互に着脱可能となっている。
　また、装置側コネクタ部２６は、放射線画像撮影装置２がクレードル４に載置されたときにクレードル出力コネクタ部４２に対応する位置に設けられている。

　また、バッテリ２８と各機能部との間には、電源回路２９が設けられている。電源回路２９は、バッテリ２８から供給される電力を供給先の各機能部に適するように、その電圧値等を適宜変換・調整する機能部である。
　なお、ここで言う各機能部とは、放射線画像撮影装置２において、放射線画像撮影における各種の機能を実行し、電力の供給を必要とするモジュール又はデバイスであり、前述した本体制御部３０の他、後述する記憶部３１，走査駆動回路３２，信号読み出し回路３３，信号処理部３４，通信部３５，Ａ／Ｄ変換部４０がこれに該当する。

　筐体２１の放射線入射面Ｘ（図２参照）の内側には、放射線入射面Ｘから入射した放射線を吸収して可視光を含む波長の光に変換する図示しないシンチレータ層が形成されている。シンチレータ層は、例えばＣｓＩ：ＴｌやＧｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ等の母体内に発光中心物質が付活された蛍光体を用いて形成されたものを用いることができる。

　シンチレータ層の放射線が入射する側の面とは反対側の面側には、シンチレータ層から出力された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子２３（図３参照）が２次元状に複数配列された検出手段としてのセンサパネル部２４が設けられている。光電変換素子２３は、例えばフォトダイオード等であり、シンチレータ層等と共に、被写体を透過した放射線を電気信号に変換する放射線検出素子を構成する。

　本実施形態においては、本体制御部３０、走査駆動回路３２、信号読出し回路３３等により、このセンサパネル部２４の各光電変換素子２３の出力値を読み取る読取手段である読取部４５（図３参照）が構成されている。

　センサパネル部２４及び読取部４５の構成について、図３の等価回路図を参照しつつ、さらに説明する。
　図３に示すように、センサパネル部２４の各光電変換素子２３の一方の電極にはそれぞれ信号読出し用のスイッチ素子であるＴＦＴ４６のソース電極が接続されている。また、各光電変換素子２３の他方の電極にはバイアス線Ｌｂが接続されており、バイアス線Ｌｂはバイアス電源３６に接続されていて、バイアス電源３６から各光電変換素子２３に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

　各ＴＦＴ４６のゲート電極はそれぞれ走査駆動回路３２から延びる走査線Ｌｌに接続されており、ＴＦＴ４６のゲート電極には、この走査線Ｌｌを介して図示しないＴＦＴ電源から読み出し電圧（ＯＮ電圧）又はＯＦＦ電圧が印加されるようになっている。また、各ＴＦＴ４６のドレイン電極はそれぞれ信号線Ｌｒに接続されている。各信号線Ｌｒは、それぞれ信号読出し回路３３内の増幅回路３７に接続されており、各増幅回路３７の出力線はそれぞれサンプルホールド回路３８を経てアナログマルチプレクサ３９に接続されている。また、信号読出し回路３３には信号をデジタル信号に変換処理する処理手段としてのＡ／Ｄ変換部４０が接続されており、アナログマルチプレクサ３９から送り出されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換部４０によりデジタルの画像信号に変換される。信号読出し回路３３は、このＡ／Ｄ変換部４０を介して本体制御部３０に接続されており、デジタルの画像信号が本体制御部３０に出力される。本体制御部３０には、記憶部３１が接続されており、本体制御部３０は、Ａ／Ｄ変換部４０から送られたデジタルの画像信号を画像データとして記憶部３１に記憶させるようになっている。

　本体制御部３０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるコンピュータであり、放射線画像撮影装置２全体を統括的に制御する。

　ＲＯＭには、実写画像データ生成処理、オフセット補正値生成処理、放射線画像撮影装置２において各種の処理を行うためのプログラム、各種の制御プログラムやパラメータ等が記憶されている。
　本体制御部３０は、ＲＯＭに格納された所定のプログラムを読み出してＲＡＭの作業領域に展開し、当該プログラムに従ってＣＰＵが各種処理を実行するようになっている。

　信号処理部３４は、画像データに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出力するのに適した形式のデータとする機能部である。

　記憶部３１は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等で構成されており、記憶部３１には、読取部４５（図３参照）により生成される実写画像データ（被写体を透過した放射線に基づく画像データ）や、暗画像データ（放射線を照射しない状態で取得された画像データ）等が記憶されるようになっている。
　なお、記憶部３１は内蔵型のメモリでもよいし、メモリカード等の着脱可能なメモリでもよい。また、その容量は特に限定されないが、複数枚分の画像データを保存可能な容量を有することが好ましい。このような記憶手段を備えることによって、被写体に対して連続して放射線を照射し、その度ごとに画像データを記録し蓄積していくことができ、連続撮影や動画撮影を行うことが可能となる。

　通信部３５は、アンテナ装置７１と接続されており、本体制御部３０の制御に従って、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ものである。通信部３５は、無線アクセスポイント１１３（図７参照）を介して無線方式でコンソール１０１等の外部装置との通信を行う。
　本実施形態において、通信部３５は、読取部４５によって読み取られＡ／Ｄ変換部４０においてアナログ信号からデジタル信号に変換された画像信号に基づく画像データを外部機器であるコンソール１０１に送信するとともにコンソール１０１等から撮影オーダ情報等を受信する。

［クレードル］
　クレードル４は、放射線画像撮影装置２を載置することにより、外部から放射線画像撮影装置２に電力を供給可能に構成されたキャパシタ用の充電装置である。図４はクレードル４と放射線画像撮影装置２の充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。
　図４に示すように、クレードル４は、図示しない外部電源と接続されるコンセント８が接続されているＡＣ／ＤＣ定電圧電源部４１と、充電時においてＡＣ／ＤＣ定電圧電源４１から放射線画像撮影装置２のバッテリ２８に充電電圧を印加するためのコネクタとしての出力コネクタ部４２と、ＡＣ／ＤＣ定電圧電源部４１から出力コネクタ部４２の配線Ｌ１，Ｌ２を通じて放射線画像撮影装置２のバッテリ２８の両端（両極間）の電圧を検出する電圧検出部４３と、放射線画像撮影装置２のバッテリ２８の充電時に配線Ｌ１に流れる電流を検出する電流検出部４４と、ＡＣ／ＤＣ定電圧電源部４１を制御して定電流充電と定電圧充電とを選択的に実行させる充電制御部４５とを備えている。

　出力コネクタ部４２は、クレードル４に形成されたスロット４ａに放射線画像撮影装置２の筐体を挿入した場合に、放射線画像撮影装置２の装置側コネクタ２６と合致する位置に設けられており、装置側コネクタ２６に圧接可能となるように弾性支持された正極と負極の二つの端子４２ａ，４２ｂを備えている。
　放射線画像撮影装置２の装置側コネクタ２６には、バッテリ２８の正極と負極とに接続された端子２６ａ，２６ｂが設けられており、放射線画像撮影装置２がスロット４ａに挿入されると、正極の端子同士と負極の端子同士が押圧接触して通電可能な状態が形成されるようになっている。

　ＡＣ／ＤＣ定電圧電源４１は、外部の交流電源であるコンセント８に接続されて一定の直流電圧電源を出力するＡ／Ｄコンバータと、スイッチング素子を備えたＰＷＭ出力回路とから構成される。
　上記ＰＷＭ出力回路のスイッチング素子は、充電制御部４５によりon-offが行われ、そのデューティー比が任意に制御されることで、バッテリ２８に対する定電流充電と定電圧充電とをそれぞれ実行することが可能となっている。

　電流検出部４４は、配線Ｌ１に設けられた負荷により充電電流に応じた検出信号を充電制御部４５に出力可能となっている。
　電圧検出部４３は、配線Ｌ１と配線Ｌ２の間の電圧を検出することでバッテリ２８の電圧検出を行い、充電制御部４５に出力を行うようになっている。なお、この電圧検出部４３は、当該電圧検出部４３からバッテリ２８に至るまでの配線及び各コネクタ４２，２６の抵抗による電圧降下（検出電圧の誤差）の影響を受けた状態での電圧を検出して充電制御部４５に出力する。

　充電制御部４５による充電制御を図５及び図６に基づいて説明する。図５は従来の充電方法を適用した場合のバッテリ２８の電圧と充電電流の変化を示す線図であり、図６は充電制御部４５が行う充電制御におけるバッテリ２８の電圧と充電電流の変化を示す線図である。

　図５に示すＡは充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示し、図５に示すＢは充電制御における充電電流の時間的変化を示している。
　この図５の例では、バッテリ２８の充電時において、まず、予め定められた所定の値の充電電流Ｉｓ（一例として、10[A]）を維持するよう定電流充電を行い、バッテリ２８の電圧が目標電圧Ｖ１（例えば、バッテリ２８の定格電圧或いは定格電圧未満であってそれに近い値、一例として4.2[V]）に達すると、当該目標電圧Ｖ１を維持するよう定電圧充電に切り換える。そして、充電電流が予め定められた充電終了値Ｉｅ以下になると充電を終了する。
　しかしながら、この例の場合には、放射線画像検出システム１の場合のように、放射線画像撮影装置２の外部であるクレードル４内の電圧検出部４３でバッテリ２８の電圧検出を行う場合、バッテリ２８と電圧検出部４３の距離が離れているために経路抵抗の影響を生じ、バッテリ２８の実際の電圧が目標電圧Ｖ１に到達する前に定電圧充電に切り換えられてしまうことになる。
　その結果、定電圧充電の所要時間が増大するという問題を生じる。

　図６に示すＡは充電制御部４５による充電制御における検出電圧（実線）及びバッテリの実際の電圧（破線）の時間的変化を示し、図６に示すＢは充電制御部４５による充電制御における充電電流の時間的変化を示している。
　充電制御部４５では、定電流充電の目標電圧を図５の例と同様にＶ１に設定しているが、経路抵抗による電圧降下（検出電圧の誤差）の影響を考慮して目標電圧をＶ１からＶ２に補正することを特徴としている。

　即ち、充電制御部４５は、バッテリ２８の充電時において、電流検出部４４により検出される充電電流が予め定められた所定の値の充電電流Ｉｓ（一例として、10[A]）を維持
するようＡＣ／ＤＣ定電圧電源４１を制御して定電流充電を開始する。
　この時、充電制御部４５は、この定電流充電の開始時における通電の開始前と開始直後の２つの電流値間での電圧変化ΔＶ１を電圧検出部４３により検出し記憶する。通電の開始の前後で充電電流は0からＩｓまで立ち上がり、検出電圧は0からΔＶ１まで立ち上げる。これらの変化を生じる期間が十分に短ければ、バッテリ２８の実際の電圧はほとんど上昇しないので、電圧変化ΔＶ１は電圧検出部４３－バッテリ２８間の経路抵抗により生じたものと考えられる。

　つまり、充電電流Ｉｓを維持して定電流充電を行っている間は、バッテリ２８の実際の電圧に経路抵抗による電圧変化ΔＶ１が加算された値が電圧検出部４３で検出されることとなる。
　従って、充電制御部４５は、バッテリ２８が目標電圧Ｖ１に到達するまで定電流充電を行う場合には、当該目標電圧Ｖ１にΔＶ１を加算して補正を行い、新たな目標電圧Ｖ２を算出する（Ｖ２＝Ｖ１＋ΔＶ１）。そして、電圧検出部４３による検出電圧が補正された新たな目標電圧Ｖ２に達するまで定電流制御を継続して実行する。これにより、バッテリ２８の実際の電圧が当初の目標電圧Ｖ１に到達するまで定電流制御を実施することが可能となる。

　そして、バッテリ２８の検出電圧が目標電圧Ｖ２に達すると、目標電圧をＶ１に戻して定電圧充電を実行する。そして、徐々に低下する充電電流が予め定められた充電終了値Ｉｅ以下になると充電を終了する。定電圧充電では、充電電流が減少してゆくので経路抵抗の影響は徐々に小さくなり、最終的には検出電圧とバッテリ２８の実際の電圧とはほとんど差が生じなくなるため、定電流充電の場合のように目標電圧を補正する必要はない。

［放射線画像撮影システム］
　なお、この放射線画像検出システム１は、例えば図７に示すような放射線画像撮影システム１００内に配置されて使用される。
　放射線画像撮影システム１００は、例えばこの放射線画像検出システム１と、放射線画像検出システム１を構成する放射線画像撮影装置２と通信可能なコンソール１０１とを備えている。

　図７に示すように、放射線画像撮影装置２は、例えば、放射線を照射して患者Ｍの一部である被写体（患者Ｍの撮影対象部位）の撮影を行う撮影室Ｒ１に設けられており、コンソール１０１は、この撮影室Ｒ１に対応して設けられている。
　なお、本実施形態においては、放射線画像撮影システム内に１つの撮影室Ｒ１が設けられており、撮影室Ｒ１内に３つの放射線画像撮影装置２が配置されている場合を例として説明するが、撮影室の数、各撮影室に設けられる放射線画像撮影装置２の数は図示例に限定されない。
　また、撮影室Ｒ１が複数ある場合に、コンソール１０１は各撮影室Ｒ１に対応して設けられていなくてもよく、複数の撮影室Ｒ１に対して１台のコンソール１０１が対応付けられていてもよい。

　撮影室Ｒ１内には、放射線画像撮影装置２を装填・保持可能なカセッテ保持部１１１を備えるブッキー装置１１０、被写体（患者Ｍの撮影対象部位）に放射線を照射するＸ線管球等の放射線源（図示せず）を備える放射線発生装置１１２が設けられている。カセッテ保持部１１１は、撮影時に放射線画像撮影装置２を装填するものである。
　なお、図７には撮影室Ｒ１内に臥位撮影用のブッキー装置１１０ａと立位撮影用のブッキー装置１１０ｂとがそれぞれ１つずつ設けられている場合を例示しているが、撮影室Ｒ１内に設けられるブッキー装置１１０の数は特に限定されない。また、本実施形態では、各ブッキー装置１１０に対応して１つずつ放射線発生装置１１２が設けられている構成を例示しているが、例えば、撮影室Ｒ１内に放射線発生装置１１２を１つ備え、複数のブッキー装置１１０に対して１つの放射線発生装置１１２が対応し、適宜位置を移動させたり、放射線照射方向を変更する等して使用するようになっていてもよい。

　また、撮影室Ｒ１は、放射線を遮蔽する室であり、無線通信用の電波も遮断されるため、撮影室Ｒ１内には、放射線画像撮影装置２とコンソール１０１等の外部装置とが通信する際にこれらの通信を中継する無線アクセスポイント（基地局）１１３等が設けられている。

　また、本実施形態では、撮影室Ｒ１に隣接して前室Ｒ２が設けられている。前室Ｒ２には、放射線技師や医師等（以下「操作者」と称する。）が被写体に放射線を照射する放射線発生装置１１２の管電圧、管電流、照射野絞り等の制御を行ったり、ブッキー装置１１０の操作等を行う操作装置１１４が配置されている。

　操作装置１１４にはコンソール１０１から放射線発生装置１１２の放射線照射条件を制御する制御信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２の放射線照射条件は、操作装置１１４に送信されたコンソール１０１からの制御信号に応じて設定される。放射線照射条件としては、例えば、曝射開始／終了タイミング、放射線管電流の値、放射線管電圧の値、フィルタ種等がある。

　放射線発生装置１１２には、操作装置１１４から放射線の曝射を指示する曝射指示信号が送信されるようになっており、放射線発生装置１１２は、曝射指示信号に従って所定の放射線を所定時間、所定のタイミングで照射するようになっている。

　コンソール１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等で構成される制御部、記憶部、入力部、表示部、通信部（いずれも図示せず）等を備えるコンピュータである。
　コンソール１０１は、放射線画像撮影装置２から送られた画像データに基づく画像を表示部に表示したり、この画像データに各種の画像処理を施すものである。
　本実施形態において、コンソール１０１は、ネットワークＮを介して、ＨＩＳ／ＲＩＳ１２１、ＰＡＣＳサーバ１２２、イメージャ１２３等の外部装置と接続されるようになっている。

　放射線画像撮影装置２は、上記放射線画像撮影システム１００において、クレードル４又は給電ケーブル５に対する非接続状態にあっては、放射線画像の撮影が行われ、クレードル４又は給電ケーブル５に対する接続状態にあっては、放射線画像の撮影と充電とが個別或いは並行して行われるようになっている。
　なお、クレードル４及び給電ケーブル５は放射線画像撮影システム１００の一部を構成するものであるが、図７ではその図示を省略している。

［放射線画像検出システムの充電制御］
　ここで、放射線画像撮影装置２により行われる充電制御について図８に基づいて説明する。図８は充電制御部４５による充電制御の流れを示すフローチャートである。
　放射線画像撮影装置２がクレードル４に接続されると充電制御部４５は定電流充電を開始する。このとき、定電流充電を終了させる目標電圧をＶ１に設定する（ステップＳ１）。
　また、充電制御部４５は、定電流充電の開始時において、充電電流が0からＩｓに立ち上げられた時の電圧変化ΔＶ１を電圧検出部４３により検出する（ステップＳ３）。

　次いで、充電制御部４５は、目標電圧Ｖ１にΔＶ１を加算して補正を行い、新たな目標電圧Ｖ２を設定する（ステップＳ５）。
　その後、充電電流をＩｓに維持して定電流充電を継続しつつ、電圧検出部４３による検出電圧が目標電圧Ｖ２に到達したか判定を繰り返す（ステップＳ７）。

　そして、検出電圧が目標電圧Ｖ２に到達すると、充電制御部４５は、目標電圧をＶ１に戻すと共に、定電流充電から定電圧充電に切り替えて充電を行う（ステップＳ９）。
　その後、検出電圧をＶ１に維持して定電圧充電を継続しつつ、電流検出部４４による充電電流が充電終了値Ｉｅまで下降したか判定を繰り返す（ステップＳ１１）。
　そして、電流検出部４４による充電電流が充電終了値Ｉｅまで下降したことが検出されると、充電制御を終了する。

［放射線画像検出システムの技術的な効果］
　放射線画像検出システム１のクレードル４の充電制御部４５は、定電流充電の開始時において充電電流が0からＩｓに立ち上げられた時の電流変化に伴うバッテリ２８の電圧変化ΔＶ１を電圧検出部４３により検出し、当初の目標電圧Ｖ１の値に電圧変化ΔＶ１を加算することで補正された新たな目標電圧Ｖ２で定電流充電を行うので、電圧検出部４３とバッテリ２８との間の経路抵抗による検出誤差による影響を低減し、定電流充電時にバッテリ２８に実際に印加される電圧を当初の目標電圧Ｖ１により近づけることが可能となる。
　このため、定電流充電から定電圧充電に移行する際に、バッテリ２８を目標電圧Ｖ１に極力近い状態まで引き上げることができ、定電圧充電の冗長化を回避し、迅速に充電を完了させることが可能となる。

　また、上記のように、バッテリ２８から電圧検出部４３の経路抵抗が大きくなったとしてもその影響を抑制することできるので、放射線画像撮影装置２の外部に電圧検出部４３を設けることができ、放射線画像撮影装置２の小型化、薄型化を図ることが可能となる。
　さらに、放射線画像撮影装置２側に電圧検出部を設けずに済むので、放射線画像撮影装置２から検出電圧信号を充電装置側に伝達するためのコネクタ、端子等が不要となり、さらなる小型化、薄型化を図ることが可能となる。

［その他］
　なお、上記充電制御部４５は、定電圧充電の目標電圧Ｖ１に対して電圧変化量ΔＶ１を加算して補正を行っているが、定電圧充電の目標電圧Ｖ１を補正せずに、定電流充電時の電圧検出部４３による検出電圧を常に電圧変化量ΔＶ１で減算する補正を行い、目標電圧Ｖ１に到達すると定電圧充電に移行する充電制御を行っても良い。これ以降に説明する他の実施形態についても同様である。

　また、上記充電制御では、定電流充電の開始時における充電電流の２値間での変化（充電電流を0からＩｓまで立ち上げる変化）を一回実行するのみであるが、図９Ａに示すＢに示すように、充電電流の２値間での変化を複数回繰り返して実行しても良い。この例では、充電電流の立ち上げ、立ち下げ、立ち上げを連続して合計三回実行している。
　そして、図９Ａに示すＡ及び図９Ｂに示すように、それぞれの充電電流の状態変化に対応する検出電圧の変化量ΔＶ１１，ΔＶ１２，ΔＶ１３を全て検出し、これらの平均値を求め、当該平均値を用いて目標電圧Ｖ１の補正を行っても良い。
　なお、充電電流を同じ２値間で複数回変化させる場合に限らず、毎回異なる２値間で電流値を変化させても良い。その場合には、検出電圧の変化量を平均化するのではなく、後述する電流値の変化と検出電圧の変化とにより得られる経路抵抗を平均化する。

　また、上記充電制御では、定電流充電の開始時において充電電流を0と電流Ｉｓの二つの値で変化させ、その時の検出電圧の変化量ΔＶを求め、目標電圧Ｖ１の補正を行っているが、検出電圧の変化量ΔＶを求めるために変化させる充電電流の二つの値は、0とＩｓに限らず、任意の二値を選択することができる。
　但し、充電電流を任意の二値で変化させた時の検出電圧の変化量ΔＶを検出した場合には、ΔＶを目標電圧Ｖ１にそのまま加算して補正するのではなく、充電電流の任意の二値での変化量ΔＩと検出電圧の変化量ΔＶとから経路抵抗をΔＶ／ΔＩから算出し、経路抵抗ΔＶ／ΔＩに定電流充電時の充電電流Ｉｓを乗じた値を目標電圧に加算する補正値とする。

　また、上記充電制御では、充電制御部４５が、充電電流を0からＩｓに立ち上げた時に検出された電圧変化量ΔＶ１を補正値として目標電圧Ｖ１にそのまま加算して新たな目標電圧Ｖ２を算出したが、例えば、補正値であるΔＶ１に係数（1未満とする、例えば0.9）を乗じた値を目標電圧Ｖ１に加算するようにしても良い。
　これにより、目標電圧が低めに補正されることとなるが、不慮の要因によるバッテリ２８の過充電をより厳格に回避することが可能となる。

［第２の実施形態］
　本発明の第２の実施形態について図１０及び図１１に基づいて説明する。
　この第２の実施形態では、放射線画像撮影装置２が逆流防止回路２７を備え、充電制御部４５が逆流防止回路２７に対応した充電制御を行う場合を例示する。

　図１０はクレードル４と放射線画像撮影装置２の充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。
　図示のように、放射線画像撮影装置２の装置側コネクタ２６とバッテリ２８との間には、装置側コネクタ２６を通じてバッテリ２８から外部に電流が流れないように逆流防止回路２７が設けられている。この逆流防止回路２７は、装置側コネクタ２６とバッテリ２８との間に図示しないスイッチング素子を備え、装置側コネクタ２６に対して外部からバッテリ２８への所定値以上の開放電圧Ｖｏが印加されない限り、装置側コネクタ２６とバッテリ２８との間を電気的に遮断する機能を有しており、これにより、放射線画像撮影装置２がクレードル４に設置されていない状態において装置側コネクタ２６からの放電を防止している。

　充電制御部４は、逆流防止回路２７を接続状態としなければバッテリ２８の電圧を検出することができないので、クレードル４のスロット４ａに放射線画像撮影装置２が挿入された時点で、開放電圧Ｖｏの印加を開始して、バッテリ２８の電圧検出を可能な状態とする。なお、開放電圧Ｖｏは定電流充電の充電電流Ｉｓの通電により逆流防止回路２７に印加される電圧に比べて十分小さい値とする。例えば、充電電流Ｉｓが10[A]であるのに対して、開放電圧Ｖｏは1[A]の通電により逆流防止回路２７に印加される電圧に等しい値とされる。

　そして、定電流充電を開始する際には、充電制御部４は、まず、開放電圧Ｖｏを印加可能なぎりぎりの電流値Ｉｏで通電を行い、かかる状態からＡＣ／ＤＣ定電圧電源４１を制御して充電電流値Ｉｓまで立ち上げる。そして、充電制御部４は、この充電電流ＩｏとＩｓの２状態の変化による検出電圧の変化量ΔＶ２を検出して記憶する。
　充電電流ＩｏからＩｓまでの電流変化量をΔＩ２とすると、経路抵抗Ｒｋ２は、Ｒｋ２＝ΔＶ２／ΔＩ２が成立する。
　充電制御部４５は、上記経路抵抗Ｒｋ２を算出し、充電電流Ｉｓを乗じた値を目標電圧Ｖ１に対する補正値とする。つまり、補正後の目標電圧Ｖ２をＶ２＝Ｖ１＋Ｒｋ２・Ｉｓにより算出し、当該目標電圧Ｖ２に到達するまで定電流充電を行い、その後は、目標電圧をＶ１に戻して定電圧充電を行い、充電電流が充電終了値Ｉｅまで下降すると充電制御を終了する。なお、充電終了値Ｉｅは開放電圧Ｖｏにおける電流値Ｉｏよりも大きい値が設定される。

　このように、放射線画像撮影装置２が逆流防止回路２７を備える場合でも、放射線画像検出システム１では、経路抵抗の影響を抑制し、充電時間の短縮化を図ることができ、また、これに伴い放射線画像撮影装置２の小型化、薄型化を図ることが可能である。

［第３の実施形態］
　本発明の第３の実施形態について図１２に基づいて説明する。
　第１の実施形態では、充電制御部４５は、充電電流を0からＩｓに立ち上げた時に検出された電圧変化量ΔＶ１を目標電圧Ｖ１に加算補正して新たな目標電圧Ｖ２を算出したが、例えば、充電電流や検出電圧に誤差が含まれているような場合等の理由により、定電流充電から定電圧充電に切り換えた場合に検出電圧が目標電圧Ｖ１に対して想定される以上に下回り、その結果、定電圧充電に長時間を要する場合がある。
　そのような場合には、大小二つの充電電流値Ｉｓ１，ｉｓ２（Ｉｓ１＞ｉｓ２）を設定し、二段階で定電流充電を行った後に定電圧充電を行うようにしても良い。

　即ち、充電制御部４５は、第１の実施形態と同様にして、充電電流をＩｓ１として第一の定電流充電を行い、検出電圧が補正後の目標電圧Ｖ２に達すると、充電電流をＩｓ２まで落として、第二の定電流充電を実行する。
　このとき、充電制御部４５は、充電電流がＩｓ１からＩｓ２に変化した時の検出電圧の変化量ΔＶ３を電圧検出部４３により検出する。そして、経路抵抗Ｒｋ３の値を、Ｒｋ３＝ΔＶ３／ΔＩ３から算出する（なお、ΔＩ３＝Ｉｓ１－Ｉｓ２）。
　充電制御部４５は、かかる経路抵抗Ｒｋ３に充電電流Ｉｓ２を乗算し、検出電圧の誤差を算出する。そして、第二の定電流充電における目標電圧Ｖ３をＶ３＝Ｖ１＋Ｒｋ３・Ｉｓ２により算出し、検出電圧が目標電圧Ｖ３に達するまで第二の定電流充電を実行する。
　その後は、第１の実施形態と同様にして、定電圧充電を行い、充電制御を終了する。

　このように、充電電流を段階的に低減して二段階で定電流充電を行うことにより、経路抵抗による検出電圧の誤差の低減を図ることができ、目標電圧を補正して定電流充電を行う場合の経路抵抗による検出電圧の誤差低減の効果と併せて、定電圧充電を実行する前にバッテリをより目標電圧に近い電圧まで充電することができ、充電のさらなる迅速化を図ることが可能となる。

　なお、上記実施形態では、充電を行う対象として放射線画像撮影装置を例示したが、無論これに限られるものではなく、蓄電体を内蔵し、小型化の要求があるいずれの電子機器についても、上記実施形態の充電技術を適用しても良いことはいうまでもない。

　蓄電体を備える電子機器に充電を行う分野において利用可能性がある。

１　　放射線画像検出システム（充電システム）
２　　放射線画像撮影装置（電子機器）
４　　クレードル（充電装置）
２１　筐体
２６　装置側コネクタ部（コネクタ）
２８　バッテリ（蓄電体）
２９　電源回路
３０　本体制御部（機能部）
３１　記憶部（機能部）
３２　走査駆動回路（機能部）
３３　信号読み出し回路（機能部）
３４　信号処理部（機能部）
３５　通信部（機能部）
４０　Ａ／Ｄ変換部（機能部）
４１　ＡＣ／ＤＣ定電圧電源部（電源部）
４２　クレードル出力コネクタ部（コネクタ）
４３　電圧検出部
４４　電流検出部
４５　充電制御部
６１　充電回路
６２　接続切り替え部
６３　電圧検出手段
６４　充電制御回路
１００　放射線画像撮影システム
Ｖ１～Ｖ３　目標電圧
ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３，ΔＶ１１，ΔＶ１２，ΔＶ１３　電圧変化量

Claims

　各機能部に電力を供給する蓄電体を筐体内部に内蔵する電子機器に対して、相互間に設けられたコネクタを通じて前記筐体の外部から前記蓄電体に充電を行う充電装置であって、
　前記蓄電体に充電を行うための電力を供給する電源部と、
　前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出部と、
　前記充電時に前記蓄電体に流す充電電流を検出する電流検出部と、
　前記電圧検出部で検出される前記蓄電体の電圧が目標電圧となるまで定電流充電を行うと共に、前記蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り換える充電制御部とを備え、
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を少なくとも２値の間で変化させると共に当該電流変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部により検出し、
　当該蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする電子機器の充電装置。
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を複数回変化させると共にそれぞれの充電電流の変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部に個別に検出し、
　前記複数回の電流値の変化に伴う前記蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする請求項１記載の電子機器の充電装置。
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時の電流変化量と当該電流変化に伴い、前記電圧検出部に検出される前記蓄電体の電圧変化量とにより、前記電圧検出部から前記蓄電体までの電気抵抗を求め、当該電気抵抗による前記電圧検出部での検出電圧の誤差量を求め、
　当該誤差量に基づいて前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器の充電装置。
　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から３のいずれか一項に記載の電子機器の充電装置。
　各機能部に電力を供給する蓄電体を筐体内部に内蔵する電子機器と、当該電子機器に対して、相互間に設けられたコネクタを通じて前記筐体の外部から前記蓄電体に充電を行う充電装置とからなる充電システムであって、
　前記充電装置は、
　前記蓄電体に充電を行うための電力を供給する電源部と、
　前記蓄電体の電圧を検出する電圧検出部と、
　前記充電時に前記蓄電体に流す充電電流を検出する電流検出部と、
　前記電圧検出部で検出される前記蓄電体の電圧が目標電圧となるまで定電流充電を行うと共に、前記蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り換える充電制御部とを備え、
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を少なくとも２値の間で変化させると共に当該電流変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部により検出し、
　当該蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする充電システム。
　前記電子機器は、外部から所定の開放電圧を印加しない限り前記蓄電体のとの接続を遮断する逆流防止回路を備え、
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において前記開放電圧以上の電圧印加を可能とする少なくとも２値の間で充電電流を変化させると共に当該電流変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部により検出し、
　当該蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする請求項５記載の充電システム。
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時において充電電流を複数回変化させると共にそれぞれの充電電流の変化に伴う前記蓄電体の電圧変化を前記電圧検出部に個別に検出し、
　前記複数回の電流値の変化に伴う前記蓄電体の電圧の変化量に応じて、前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする請求項５又は６記載の充電システム。
　前記充電制御部は、
　前記定電流充電の開始時の電流変化量と当該電流変化に伴い、前記電圧検出部に検出される前記蓄電体の電圧変化量とにより、前記電圧検出部から前記蓄電体までの電気抵抗を求め、当該電気抵抗による前記電圧検出部での検出電圧の誤差量を求め、
　当該誤差量に基づいて前記目標電圧又は前記電圧検出部の検出電圧の値を補正して充電制御を行うことを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の充電システム。
　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５から８のいずれか一項に記載の充電システム。