JP5644528B2 - 充電装置および放射線画像検出システム - Google Patents
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Description
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。また、据置き型の装置と異なり、容易に持ち運びができるため、撮影室が複数あるような場合に、用途等に応じて1つの放射線画像撮影装置を異なる撮影室に移動させて撮影を行うことも可能となる。
また、蓄電体(バッテリー)の残量が不足すると使用不可になるので、それを回避するために、取り外し可能に構成されたバッテリーパックを充電・交換器内に複数有し、充電・交換器内で管理されたバッテリーパックの充電状況に基づいて交換するバッテリーパックを選択することが可能なX線撮影装置(例えば、特許文献4参照)も提案されている。
このような充電方法においては、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、この場合、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)≒(実際の蓄電体の電圧)”となり、より正確に蓄電体の電圧を検出することが可能となる。
これに対し、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えば、カセッテ型の放射線画像撮影装置の薄型化、小型化が可能となる。しかし、放射線画像撮影装置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。そのため、蓄電体から電圧検出手段まで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)”となり、実際の蓄電体の電圧よりも高い電圧が検出されるので、蓄電体の電圧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へと切り替えられてしまう。したがって、蓄電体が予定よりも低い電圧で定電圧充電を開始することになるので、定電圧充電が長時間に亘って実行され、充電の所要時間が増大するおそれがある。
すなわち、放射線画像撮影装置には、例えば、1個の蓄電体のみからなる軽量タイプの蓄電体を備える放射線画像撮影装置や、複数の蓄電体が並列に接続された高容量タイプの蓄電体を備える放射線画像撮影装置などがある。また、備えている蓄電体自体が異なる場合、すなわち蓄電体の満充電容量や充電特性などが異なる場合もある。また、蓄電体からコネクタ(充電装置と接続するためのコネクタ)までの配線の長さ等の違いから、蓄電体から電圧検出手段までの経路抵抗等が異なる場合もある。
したがって、放射線画像撮影装置の機種等にかかわらず、一定の充電シーケンスで充電を行うと、充電の所要時間が増大したり、満充電まで充電が行えなかったりするおそれがある。
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において、
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ともに、当該蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り替える充電制御部と、
前記蓄電体の充電に関する充電情報として、当該蓄電体を内蔵する前記電子機器または当該蓄電体のタイプに対応する充電情報を取得する取得手段と、を備え、
前記充電情報には、前記蓄電体から前記電圧検出部までの経路抵抗を考慮した最大印加可能電圧に関する情報および前記蓄電体の満充電容量に関する情報が含まれており、
前記取得手段により取得された充電情報に含まれる前記満充電容量に基づいて、前記定電流充電における前記蓄電体の電圧上昇率を算出する算出手段を備え、
前記充電制御部は、
前記取得手段により取得された充電情報に基づいて前記最大印加可能電圧を特定し、前記目標電圧として設定するとともに、
前記電圧検出部の検出電圧に基づいて現状の電圧上昇率を算出し、当該算出した現状の電圧上昇率と、前記算出手段により算出された電圧上昇率との差が所定の許容範囲外となる場合に、前記蓄電体の充電を停止することを特徴とする。
また、本発明の充電装置は、
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において、
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ともに、当該蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り替える充電制御部と、
前記蓄電体の充電に関する充電情報として、当該蓄電体を内蔵する前記電子機器または当該蓄電体のタイプに対応する充電情報を取得する取得手段と、を備え、
前記充電情報には、前記蓄電体から前記電圧検出部までの経路抵抗を考慮した最大印加可能電圧に関する情報が含まれており、
前記充電制御部は、前記取得手段により取得された充電情報に基づいて前記最大印加可能電圧を特定し、前記目標電圧として設定し、
前記電子機器は、放射線画像撮影を行う放射線画像撮影装置であり、
前記放射線画像撮影装置に内蔵されている前記蓄電体の充電量の履歴と、当該放射線画像撮影装置による撮影枚数の履歴と、を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、
前記放射線画像撮影装置の撮影可能枚数を、前記履歴情報記憶手段に記憶されている当該放射線画像撮影装置の履歴情報と、当該放射線画像撮影装置に内蔵されている前記蓄電体の現時点での充電量と、に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された撮影可能枚数を出力する撮影可能枚数出力手段と、
を備えることを特徴とする。
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放射線画像撮影装置と、当該放射線画像撮影装置に対して、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、を備える放射線画像検出システムにおいて、
前記充電装置は、本発明の充電装置であることを特徴とする。
さらに、放射線画像撮影装置等の電子機器側に電圧検出部を設けないことにより、放射線画像撮影装置等の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、放射線画像撮影装置等の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。
なお、本実施形態では、電子機器として放射線画像撮影装置を例示して、充電装置として放射線画像撮影装置を充電するためのクレードルを例示して、説明することとする。
図1は、本実施形態における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放射線画像撮影装置2の斜視図である。
図1に示すように、本実施形態において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、を備えて構成される。
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。
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。
放射線画像撮影装置2を撮影に使用しない時には、電源をOFFに(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)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可能となる。
バッテリ28は、充電可能な蓄電体であれば任意であり、例えば、リチウムイオン二次電池であってもよいし、リチウムイオンキャパシタ(LIC)であってもよいし、電気二重層コンデンサであってもよい。
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に載置された時にクレードル出力コネクタ部42(後述する図4参照)に対応する位置に設けられている。
ここで、放射線入射面Xのうち、放射線画像撮影に邪魔にならない位置とは、例えば、センサパネル部24(後述する図3参照)における検出領域(すなわち、2次元状に配列された複数の放射線検出素子23が設けられた領域全体)の外側の領域に対応する位置である。
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やデバイスであり、本体制御部30、記憶部31、走査駆動回路32、信号読出し回路33、信号処理部34、通信部35、A/D変換部40等がこれに該当する。
本実施形態においては、放射線検出素子23としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。
図3に示すように、センサパネル部24の各放射線検出素子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、各放射線検出素子23の他方の電極にはバイアス線Lbが接続されている。このバイアス線Lbはバイアス電源36に接続されており、バイアス電源36から各放射線検出素子23にバイアス電圧(本実施形態においては逆バイアス電圧)が印加されるように構成されている。
本体制御部30においては、ROMに記憶されている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構成されている。
また、その記憶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記憶容量を有することが好ましい。このような記憶部31を放射線画像撮影装置2に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るので、連続撮影や動画撮影を行うことが可能となる。
本実施形態において、通信部35は、無線アクセスポイント113(後述する図7参照)を介して無線方式でコンソール101等の外部装置との間で通信を行う。
具体的には、通信部35は、例えば、読取部45によって読み取られA/D変換部40で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コンソール101等の外部装置に送信したり、コンソール101等の外部装置から撮影オーダ情報等を受信したりする。
本実施形態においてクレードル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とにおける充電に関係する構成のみを図示したブロック図である。
放射線画像撮影装置2の装置側コネクタ部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に挿入されてセットされると、正極の端子同士と負極の端子同士とが押圧接触して通電可能な状態が形成されるように構成されている。
AC/DC定電圧電源部41を構成するPWM出力回路のスイッチング素子は、充電制御部48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。
電圧検出部43は、配線L1と配線L2と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、その検出信号を充電制御部48に出力する。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に至るまでの配線および各コネクタ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48に出力するように構成されている。
ここで、充電情報とは、例えば、バッテリ28の定格電圧V1、バッテリ28から電圧検出部43までの経路抵抗RL、定電流充電の充電電流Is、定電圧充電の充電終了値Ie、バッテリ28の満充電容量Cf、バッテリ28の過放電電圧閾値等を含む情報である。この充電情報に含まれる各値は、例えば、放射線画像撮影装置2の工場出荷時に測定された値である。
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、本実施形態におけるバッテリ28の電圧と充電電流の変化を示す線図である。
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、10A)を維持するよう定電流充電を行い、バッテリ28の定格電圧V1(或いは、定格電圧未満であってそれに近い値であってもよい。一例として、4.0V)を目標電圧として設定し、バッテリ28の電圧が目標電圧(定格電圧V1)に達すると、当該目標電圧(定格電圧V1)を維持するよう定電圧充電に切り替える。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。
そこで、本実施形態においては、バッテリ28の定格電圧V1に代えて、バッテリ28から電圧検出部43までの経路抵抗RLの影響を考慮した最大印加可能電圧V2を、目標電圧として設定することとする。
そこで、本実施形態においては、バッテリ28の充電に先立って、記憶部47の充電情報記憶領域から、定格電圧V1、経路抵抗RL、充電電流Is、充電終了値Ie、満充電容量Cf、過放電電圧閾値等を含む充電情報を取得することとする。
ここで、経路抵抗RLを算出可能な情報とは、例えば、バッテリ28から装置側コネクタ部26までの経路抵抗、クレードル出力コネクタ部42から電圧検出部43までの経路抵抗、装置側コネクタ部26やクレードル出力コネクタ部42の抵抗等である。この場合、経路抵抗RLを算出可能な情報のうち、クレードル4側の情報(例えば、クレードル出力コネクタ部42から電圧検出部43までの経路抵抗やクレードル出力コネクタ部42の抵抗など)は記憶部47等に別途記憶しておき、記憶部47の充電情報記憶領域には、放射線画像撮影装置2側の情報(例えば、バッテリ28から装置側コネクタ部26までの経路抵抗や装置側コネクタ部26の抵抗など)のみを記憶しておくことも可能である。
すなわち、バーコード読取部49と充電制御部48とで、本発明の取得手段が形成されている。
具体的には、充電制御部48は、例えば、取得した充電情報に含まれる定格電圧V1と経路抵抗RLと充電電流Isとを用いて最大印加可能電圧V2(V2=V1+RL×Is)を算出し、算出した最大印加可能電圧V2を目標電圧として設定する。この場合、定格電圧V1と経路抵抗RLと充電電流Isとが、記憶部47の充電情報記憶領域に記憶されている充電情報に含まれる、バッテリ28から電圧検出部43までの経路抵抗RLを考慮した最大印加可能電圧V2に関する情報となる。
ここで、充電終了時点とは、定電圧充電において電流検出部44による検出電流が充電終了値Ie以下になり充電が終了した時点、或いは、定電流充電から定電圧充電に切り替わる前や定電圧充電において電流検出部44による検出電流が充電終了値Ie以下になる前にクレードル4から放射線画像撮影装置2が引き抜かれた場合には、その引き抜かれた時点となる。
定電流充電の開始時における通電の開始前後で充電電流は0からIsまで立ち上がり、検出電圧は0からΔV1まで立ち上がる。これらの変化を生じる時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はバッテリ28から電圧検出部43までの経路抵抗RLにより生じたものと考えられる。
ここで、電圧上昇率V/Tは、定電流充電における電圧上昇率、すなわち定電流充電における単位時間あたりの電圧上昇分であり、図5(A)や図6(A)に示す線図のうち、定電流充電における直線の傾きを示す。
また、充電制御部48が、算出した現状の電圧上昇率と、算出した初期状態時の電圧上昇率V/Tとの差が所定の許容範囲外となる場合に、充電エラーを出力する充電エラー出力手段として機能する。
クレードル4からコンソール101等の外部装置にエラー通知信号を送信する場合、クレードル4とコンソール101等の外部装置とを有線接続または無線接続して、有線方式または無線方式でエラー通知信号を送信するように構成することも可能であるし、コンソール101等の外部装置と接続している放射線画像撮影装置2を介してエラー通知信号を送信するように構成することも可能である。
また、本実施形態では、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2から当該放射線画像撮影装置2の前回の充電終了からの撮影枚数を取得するように構成したが、これに限定されることはなく、例えば、クレードル4とコンソール101等の外部装置とが有線接続または無線接続している場合には、コンソール101等の外部装置から当該放射線画像撮影装置2の前回の充電終了からの撮影枚数(この場合も、前回の充電終了からの撮影枚数が判定可能な情報であればよい。)を取得するように構成することも可能である。
具体的には、例えば、前回の充電終了時点での充電量が100%(満充電)で、今回のバッテリ28の充電残量が0%(エンプティー)で、前回の充電終了からの撮影枚数が50枚である場合、1枚撮影あたりの使用充電量Sは“満充電量の2%”と算出される。
具体的には、例えば、1枚撮影あたりの使用充電量Sの平均値が“満充電量の2%”、現時点でのバッテリ28の充電量が“満充電量の70%”である場合、現時点での撮影可能枚数として35枚と推定される。
クレードル4からコンソール101等の外部装置に撮影可能枚数通知信号を送信する場合、クレードル4とコンソール101等の外部装置とを有線接続または無線接続して、有線方式または無線方式で撮影可能枚数通知信号を送信するように構成することも可能であるし、コンソール101等の外部装置と接続している放射線画像撮影装置2を介して撮影可能枚数通知信号を送信するように構成することも可能である。
また、充電制御部48が、推定した撮影可能枚数を出力する撮影可能枚数出力手段として機能する。
そして、充電制御部48は、記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶されている過放電判定結果に基づき、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28について、バッテリ28が過放電状態であると所定回数(例えば5回)繰り返して判定したか否かを判断し、過放電状態であると所定回数繰り返して判定したと判断した場合に、バッテリ28の充電を停止するとともに、メンテナンスエラー等の過放電エラーを出力するように構成されている。
また、充電制御部48が、過放電状態であると判定した回数が所定回数に達した場合に、過放電エラーを出力する過放電エラー出力手段として機能する。
クレードル4からコンソール101等の外部装置にエラー通知信号を送信する場合、クレードル4とコンソール101等の外部装置とを有線接続または無線接続して、有線方式または無線方式でエラー通知信号を送信するように構成することも可能であるし、コンソール101等の外部装置と接続している放射線画像撮影装置2を介してエラー通知信号を送信するように構成することも可能である。
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、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、を備えて構成される。
なお、本実施形態においては、放射線画像撮影システム100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R1の数、各撮影室R1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。
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したりする等して使用することも可能である。
この前室R2には、放射線技師や医師などの操作者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の操作等を行ったりする際に操作する操作装置114が配置されている。
放射線発生装置112の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、フィルタ種等があり、こ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。
コンソール101は、放射線画像撮影装置2から送られてきた画像データに各種の画像処理を施して、当該画像データに基づく画像を表示部に表示したりする。
また、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等の装置と接続されている。
次に、クレードル4の充電制御部48による充電制御の一例について図8のフローチャートを参照して説明する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、バーコード読取部49が放射線画像撮影装置2に貼付されているバーコードシール2aからバーコードを読み取って当該充電制御部48に出力すると、当該バーコードの中から当該放射線画像撮影装置2の識別情報を取得し、取得した識別情報に対応する充電情報を記憶部47の充電情報記憶領域から取得する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、取得した充電情報に含まれる定格電圧V1と経路抵抗RLと充電電流Isとを用いて最大印加可能電圧V2(V2=V1+RL×Is)を算出し、算出した最大印加可能電圧V2を目標電圧として設定する。
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(クレードル4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とともに、充電時における放射線画像撮影装置2の発熱が抑制されるので、放射線画像撮影装置2の機能が不安定化したり、放射線画像撮影装置2を構成する部品の寿命が短縮化したりすることを回避することが可能となる。
これに対し、本実施形態のように、放射線画像撮影装置2の機種等に応じた充電シーケンスで充電を行うことで、当該問題を回避し、迅速かつ的確に充電を完了させることが可能となる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、放射線画像撮影装置2がクレードル4に載置された時点での電圧検出部43による検出電圧に基づいて、当該放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28の充電開始時点での充電残量を算出し、当該充電残量に算出時点の日時等を付加して、当該放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、クレードル出力コネクタ部42および装置側コネクタ部26を介して、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の記憶部31等に記憶されている前回の充電終了からの撮影枚数を取得し、当該撮影枚数に取得時点の日時等を付加して、当該放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、放射線画像撮影装置2がクレードル4に載置された時点での電圧検出部43による検出電圧と、取得した充電情報に含まれるバッテリ28の過放電電圧閾値と、を比較して、検出電圧が過放電電圧閾値を下回るか否かを判断する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、検出電圧が過放電電圧閾値を下回らないと判断した場合に、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28は過放電状態でないと判定して、ステップS8の処理に移行する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、検出電圧が過放電電圧閾値を下回ると判断した場合に、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28は過放電状態であると判定し、当該判定結果(過放電判定結果)に判定時点での日時等を付与して、当該放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。そして、充電制御部48は、例えば、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けられて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶されている過放電判定結果に基づき、当該放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28について、過放電状態であると所定回数(例えば5回)繰り返して判定したか否かを判断する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、過放電状態であると所定回数繰り返して判定したと判断した場合に、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28の充電を中止して、メンテナンスエラー等の過放電エラーを出力する。
バッテリ28の過放電状態は、当該バッテリ28の性能を低下させて寿命を縮めたり、当該バッテリ28を内蔵する放射線画像撮影装置2の機器不良を引き起こしたりする可能性があるので、バッテリ28の過放電状態が繰り返して発生するような場合には、バッテリ28をメンテナンスしたり交換したりすることが好ましい。
また、バッテリ28の故障により過放電状態が発生している可能性があるので、このような場合にも、バッテリ28をメンテナンスしたり交換したりすることが好ましい。
そこで、本実施形態のように、クレードル4で当該クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28の過放電状態を判定して、過放電状態であると判定した回数が所定回数に達した場合に過放電エラーを出力するように構成することで、放射線技師や医師などの操作者に過放電エラーを通知して、メンテナンス等の要求を的確に行うことが可能となる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けられて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶されている前回の充電終了時点でのバッテリ28の充電量と、今回のバッテリ28の充電残量と、前回の充電終了からの撮影枚数と、を用いて、1枚撮影あたりの使用充電量S(S=((前回の充電終了時点でのバッテリ28の充電量)−(今回のバッテリ28の充電残量))/(前回の充電終了からの撮影枚数))を算出し、当該算出した日時等を付加して、当該放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。そして、充電制御部48は、例えば、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けられて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶されている1枚撮影あたりの使用充電量Sの平均値と、現時点での電圧検出部43による検出電圧に基づいて検出した現時点でのバッテリ28の充電量と、に基づいて、当該放射線画像撮影装置2の現時点での撮影可能枚数を推定して出力する処理を開始する。
これにより、バッテリ28の充電中、所定のタイミング毎に現時点での撮影可能枚数が推定されて出力されるので、バッテリ28の充電が開始されて当該充電が進みバッテリ28の充電量が増加していくと、出力される現時点での撮影可能枚数も増加していくことになる。
しかしながら、放射線画像撮影装置2は、使用環境に応じて、撮影に使用されない放置時間や撮影の間隔などが異なる。そのため、現時点でのバッテリ28の充電量のみに基づいて撮影可能枚数を推定すると、適切な撮影可能枚数を推定できない場合がある。具体的には、例えば、放射線画像撮影装置2が、充電終了後、撮影に使用されずに長時間放置されていた場合には、その間にも電力を消費するので、推定した撮影可能枚数よりも実際の撮影可能枚数が少なくなってしまうことがある。
これに対し、本実施形態のように、現時点でのバッテリ28の充電量だけでなく、放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28の充電量の履歴や当該放射線画像撮影装置2による撮影枚数の履歴も考慮して、撮影可能枚数を推定することで、放射線画像撮影装置2の使用環境に応じた適切な撮影可能枚数を推定することが可能となる。
この場合、最小撮影可能枚数および/または最大撮影可能枚数を推定して出力することができるので、放射線画像撮影装置2の使用環境にムラがあっても、適切な撮影可能枚数を推定して出力することが可能となる。
この場合、最新の情報に基づいて撮影可能枚数を推定して出力することができるので、バッテリ28等の経時変化に伴ってバッテリ28の容量低下等が生じたとしても、適切な撮影可能枚数を推定して出力することが可能となる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、バッテリ28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、当該電圧変化ΔV1に検出時点の日時等を付加して、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。そして、充電制御部48は、例えば、取得した充電情報に含まれる経路抵抗RLと充電電流Isとを用いて初期状態時(すなわち工場出荷時)の電圧変化ΔV0(ΔV0=Is×RL)を算出し、当該算出した初期状態時の電圧変化ΔV0と、検出して記憶した現状の電圧変化ΔV1と、を比較して、両者の差が所定の電圧変化許容範囲外となるか否かを判断する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、当該算出した初期状態時の電圧変化ΔV0と、検出して記憶した現状の電圧変化ΔV1と、を比較して、両者の差が所定の電圧変化許容範囲外とならないと判断した場合に、ステップS12の処理に移行する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、当該算出した初期状態時の電圧変化ΔV0と、検出して記憶した現状の電圧変化ΔV1と、を比較して、両者の差が所定の電圧変化許容範囲外となると判断した場合に、経時変化によりバッテリ28やバッテリ28から電圧検出部43までの経路などに劣化が生じていると判定して、劣化エラーを出力する。
これに対し、本実施形態のように、バッテリ28の充電に先立って充電電流Isや経路抵抗RLなどを含む充電情報を取得して、劣化エラーの検出を行い、適宜劣化エラーを出力して、放射線技師や医師などの操作者に、バッテリ28等の経時変化に伴うバッテリ28やバッテリ28から電圧検出部43までの経路などに劣化を報知することで、充電の安全性を的確に確保することが可能となるとともに、バッテリ28の交換タイミング等を的確に知らせることが可能となる。
なお、本実施形態では、劣化エラーを検出した場合、劣化エラーの出力のみを行うように構成したが、これに限定されることはなく、例えば、劣化エラーを検出した場合、バッテリ28の充電を停止するように構成することも可能である。
具体的には、充電制御部48は、例えば、電圧検出部43による検出電圧に基づいて定電流充電におけるバッテリ28の電圧上昇率を算出し、当該電圧上昇率に算出時点の日時等を付加して、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。そして、充電制御部48は、例えば、取得した充電情報に含まれる満充電容量Cfと充電電流Isとを用いて初期状態時(すなわち工場出荷時)の電圧上昇率V/T(V/T=Is/Cf)を算出し、当該算出した初期状態時の電圧上昇率V/Tと、算出して記憶した現状の電圧上昇率と、を比較して、両者の差が所定の電圧上昇率許容範囲外となるか否かを判断する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、当該算出した初期状態時の電圧上昇率V/Tと、算出して記憶した現状の電圧上昇率と、を比較して、両者の差が所定の電圧上昇率許容範囲外とならないと判断した場合に、ステップS15の処理に移行する。
具体的には、充電制御部48は、例えば、当該算出した初期状態時の電圧上昇率V/Tと、算出して記憶した現状の電圧上昇率と、を比較して、両者の差が所定の電圧上昇率許容範囲外となると判断した場合に、経時変化により当該クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2に内蔵されているバッテリ28の劣化やバッテリ28内部の短絡などが生じていると判定して、バッテリ28の充電を停止するとともに、充電エラーを出力するように構成されている。
具体的には、バッテリ28の劣化等により当該バッテリ28の容量が低下して、現状の電圧上昇率が初期状態時の電圧上昇率V/Tよりも高くなりすぎてしまい、両者の差(=(現状の電圧上昇率)−(初期状態時の電圧上昇率))が電圧上昇率許容範囲の上限値を上回ってしまった場合や、バッテリ28内部の短絡等により当該バッテリ28の見かけ上の容量が増加して、現状の電圧上昇率が初期状態時の電圧上昇率V/Tよりも低くなりすぎてしまい、両者の差(=(現状の電圧上昇率)−(初期状態時の電圧上昇率))が電圧上昇率許容範囲の下限値を下回ってしまった場合に、充電エラーを検出して、バッテリ28の充電を停止するとともに充電エラーを出力することができる。
これに対し、本実施形態のように、バッテリ28の充電に先立って満充電容量Cf等を含む充電情報を取得して、充電エラーの検出を行い、適宜バッテリ28の充電を停止することで、充電の安全性を確保することが可能となる。また、充電エラーの検出を行い、適宜充電エラーを出力して、放射線技師や医師などの操作者に、バッテリ28等の経時変化に伴うバッテリ28の劣化やバッテリ28内部の短絡などを報知することで、充電の安全性を的確に確保することが可能となるとともに、バッテリ28の交換タイミング等を的確に知らせることが可能となる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、バッテリ28の充電開始時点から充電終了時点までに要した充電時間を測定し、当該充電時間に充電開始時点の日時等を付加して、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。
具体的には、例えば、バッテリ28の充電開始時点から充電終了時点までに要した充電時間が、予定の充電時間よりも長すぎたり短すぎたりして、所定の充電時間許容範囲外である場合には、充電エラーを出力するように構成することも可能である。
これにより、放射線技師や医師などの操作者に、バッテリ28等の経時変化に伴うバッテリ28の容量低下やバッテリ28内部の短絡などを報知することができるので、充電の安全性を的確に確保することが可能となるとともに、バッテリ28の交換タイミング等を的確に知らせることが可能となる。
具体的には、充電制御部48は、例えば、充電終了時点での電圧検出部43による検出電圧に基づいて、充電終了時点でのバッテリ28の充電量を算出し、当該充電量に充電終了時点の日時等を付加して、クレードル4に載置されている放射線画像撮影装置2の識別情報に対応付けて記憶部47の履歴情報記憶領域に記憶させる。
具体的には、例えば、充電終了時点でのバッテリ28の充電量が、満充電容量Cfよりも多すぎたり少なすぎたりして、所定の満充電許容範囲外である場合には、充電エラーを出力するように構成することも可能である。
これにより、放射線技師や医師などの操作者に、バッテリ28等の経時変化に伴うバッテリ28の容量低下やバッテリ28内部の短絡などを報知することができるので、充電の安全性を的確に確保することが可能となるとともに、バッテリ28の交換タイミング等を的確に知らせ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ないことにより、放射線画像撮影装置2から検出電圧信号をクレードル4側に伝達するためのコネクタ、端子等が不要となり、放射線画像撮影装置2のさらなる小型化、薄型化を図ることが可能となる。
そして、図9(A)および図9(C)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電圧変化ΔV11、ΔV12、ΔV13を全て検出し、これらの平均値を電圧変化ΔV1としてもよい。
また、充電情報や履歴情報を、コンソール101等の外部装置に記憶するように構成することも可能である。この場合、クレードル4の充電制御部48は、例えばコンソール101等の外部装置と通信を行って、当該外部装置に記憶されている充電情報や履歴情報を取得するように構成することも可能である。
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)
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
47 記憶部(充電情報記憶手段、履歴情報記憶手段)
48 充電制御部(取得手段、算出手段、充電エラー出力手段、推定手段、撮影可能枚数出力手段、判定手段、過放電エラー出力手段)
49 バーコード読み取り部(取得手段)
Cf 満充電容量
RL 経路抵抗
V2 最大印加可能電圧
Claims (5)
- 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において、
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ともに、当該蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り替える充電制御部と、
前記蓄電体の充電に関する充電情報として、当該蓄電体を内蔵する前記電子機器または当該蓄電体のタイプに対応する充電情報を取得する取得手段と、を備え、
前記充電情報には、前記蓄電体から前記電圧検出部までの経路抵抗を考慮した最大印加可能電圧に関する情報および前記蓄電体の満充電容量に関する情報が含まれており、
前記取得手段により取得された充電情報に含まれる前記満充電容量に基づいて、前記定電流充電における前記蓄電体の電圧上昇率を算出する算出手段を備え、
前記充電制御部は、
前記取得手段により取得された充電情報に基づいて前記最大印加可能電圧を特定し、前記目標電圧として設定するとともに、
前記電圧検出部の検出電圧に基づいて現状の電圧上昇率を算出し、当該算出した現状の電圧上昇率と、前記算出手段により算出された電圧上昇率との差が所定の許容範囲外となる場合に、前記蓄電体の充電を停止することを特徴とする充電装置。 - 前記充電制御部により算出された現状の電圧上昇率と、前記算出手段により算出された電圧上昇率との差が前記所定の許容範囲外となる場合に、充電エラーを出力する充電エラー出力手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
- 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において、
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ともに、当該蓄電体の電圧が目標電圧に達すると定電圧充電に切り替える充電制御部と、
前記蓄電体の充電に関する充電情報として、当該蓄電体を内蔵する前記電子機器または当該蓄電体のタイプに対応する充電情報を取得する取得手段と、を備え、
前記充電情報には、前記蓄電体から前記電圧検出部までの経路抵抗を考慮した最大印加可能電圧に関する情報が含まれており、
前記充電制御部は、前記取得手段により取得された充電情報に基づいて前記最大印加可能電圧を特定し、前記目標電圧として設定し、
前記電子機器は、放射線画像撮影を行う放射線画像撮影装置であり、
前記放射線画像撮影装置に内蔵されている前記蓄電体の充電量の履歴と、当該放射線画像撮影装置による撮影枚数の履歴と、を含む履歴情報を記憶する履歴情報記憶手段と、
前記放射線画像撮影装置の撮影可能枚数を、前記履歴情報記憶手段に記憶されている当該放射線画像撮影装置の履歴情報と、当該放射線画像撮影装置に内蔵されている前記蓄電体の現時点での充電量と、に基づいて推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された撮影可能枚数を出力する撮影可能枚数出力手段と、
を備えることを特徴とする充電装置。 - 前記蓄電体の過放電状態を判定する判定手段と、
前記判定手段により過放電状態であると判定された回数が所定回数に達した場合に、過放電エラーを出力する過放電エラー出力手段と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の充電装置。 - 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放射線画像撮影装置と、当該放射線画像撮影装置に対して、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、を備える放射線画像検出システムにおいて、
前記充電装置は、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の充電装置であることを特徴とする放射線画像検出システム。
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