JP5824899B2 - 撮影用電子機器および撮影システム - Google Patents

Description

本発明は、撮影用電子機器および撮影システムに係り、特に、充電可能なキャパシターを備える撮影用電子機器やそれを用いた撮影システムに関する。

充電可能な内蔵電源（バッテリや電池、蓄電体、蓄電デバイス等ともいう。）を備える撮影用電子機器として、例えば、放射線画像撮影装置やデジタルカメラ等が知られており、開発が進められている（例えば特許文献１、２等参照）。

例えば、放射線画像撮影装置では、照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させたり、或いは、照射された放射線をシンチレーター等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換された電磁波のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させ、発生した電荷を電気信号（すなわち画像データ）に変換して放射線画像を撮影する。

また、例えば、デジタルカメラでは、カメラに入射する可視光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサー等の光学センサーで撮影する。なお、本発明では、放射線画像撮影装置における検出素子や光電変換素子と、デジタルカメラにおけるＣＣＤイメージセンサー等の光学センサーとを、まとめて撮像素子という。

これらの撮影用電子機器では、内蔵電源の残量が少なくなると、撮影を行うことができなくなる。特に、放射線画像撮影装置の場合、被写体である患者の身体に放射線を照射して撮影を行った際に、内蔵電源の残量が少なく、当該撮影で放射線画像を適切に撮影できないと、当該放射線画像撮影装置を充電し直したうえで再撮影を行ったり、或いは別の放射線画像撮影装置を用いて再撮影を行うことが必要となるが、その分、患者の被曝線量が増え、患者にかかる負担が増大してしまう等の問題が生じる。

また、これらの撮影用電子機器で撮影を繰り返して、内蔵電源の残量が下限値を下回ると、すなわち過放電の状態になると、内蔵電源の劣化が進んだり、内蔵電源が故障してしまう場合がある。そこで、内蔵電源が内蔵されたこれらの撮影用電子機器では、通常、内蔵電源の残量に対して、新たに撮影を行うことを禁止するレベルや、内蔵電源を過放電から保護するためのレベル等が設定されている。

より具体的に説明すると、内蔵電源の残量を電圧値で管理する場合、例えば図１８に示すように、内蔵電源が、残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxと下限値Ｖminとの間で使用することが要求されているものとする。この場合、内蔵電源の残存電圧Ｖが下限値Ｖminを下回って過放電が生じないようにするために、過放電保護電圧Ｖodが、残存電圧Ｖの下限値Ｖminから所定の電圧値だけ高い電圧値に設定される。

内蔵電源の残存電圧Ｖがこの過放電保護電圧Ｖodまで低下すると、撮影用電子機器内のマイクロコンピューターや電源生成回路等の各機能部がすべてオフ状態とされる。すなわちシャットダウンされる。しかし、全ての機能部をオフ状態としても、通常、内蔵電源から微量の放電がある。そのため、過放電保護電圧Ｖodを、残存電圧Ｖの下限値Ｖminからどの程度高い電圧値に設定するかは、この内蔵電源からの放電の量や、内蔵電源から微量の放電がある状態でどの程度の時間放置されることが許容されるか等に基づいて決定される。

また、内蔵電源の残存電圧Ｖが過放電保護電圧Ｖodまで低下して各機能部がオフ状態とされてシャットダウンされる前に、例えばマイクロコンピューターが必要なデータを保存するなど、各機能部でそれぞれ必要な処理を行っておくことが必要となる。そのため、それらの処理に必要な電力を確保するために、過放電保護電圧Ｖodから所定の電圧値だけ高いシステムシャットダウン電圧Ｖssdが設定される。

なお、この場合のシステムとは当該撮影用電子機器を指す。そして、システムシャットダウン電圧Ｖssdとは、撮影用電子機器の各機能部がシャットダウンに向けて必要な処理を行うための準備作業に入る段階に入るために設定される電圧値と言える。

そして、内蔵電源の残存電圧Ｖがこのシステムシャットダウン電圧Ｖssdまで低下すると、各機能部はシャットダウンされる前に必要な処理をそれぞれ行う。そして、その後、当該内蔵電源に対して充電が行われず、内蔵電源の残存電圧Ｖがさらに低下して過放電保護電圧Ｖodに達すると、上記のように、各機能部がすべてシャットダウンされてオフ状態とされる。

一方、システムシャットダウン電圧Ｖssdより高い電圧値に、撮影禁止電圧Ｖnpが設定される。この撮影禁止電圧Ｖnpは、この電圧以下の電圧で撮影を行うと内蔵電源の残存電圧Ｖがシステムシャットダウン電圧Ｖssdまで低下してしまい、各機能部が当該撮影を行うための動作を停止してシャットダウンに向けて必要な処理を行うため、当該撮影が行えなくなることを表す電圧である。

この場合、撮影を行っても、結局、当該撮影が行えなくなり、前述したような問題が生じる。そのため、撮影用電子機器は、通常、内蔵電源の残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnpまで低下すると、ユーザーがシャッターを押下したり或いは上位システムから撮影要求信号が送信されたりして撮影要求があった場合でも、その撮影要求を受け付けず、撮影を行わないように構成される。そして、このような場合には、撮影用電子機器側からユーザーや上位システム等に対して、内蔵電源の充電を要求する通知を行うように構成される場合が多い。

特開２０１１−１９６６１号公報 特開２０１１−３５７９１号公報

ところで、撮影用電子機器の内蔵電源の残存電圧Ｖに対して撮影禁止電圧Ｖnp（図１８参照）を設定する場合、撮影禁止電圧Ｖnpの設定値が高過ぎると、内蔵電源の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａが狭くなる。そのため、１回の充電で撮影することができる撮影枚数が少なくなってしまう。

そのため、撮影禁止電圧Ｖnpは、上記のような再撮影等の問題が生じない範囲内で、できるだけ低い電圧値に設定されることが望ましい。そこで、撮影禁止電圧Ｖnpは、理想的には、システムシャットダウン電圧Ｖssdより、撮影を１回行うごとに低下する残存電圧Ｖ（以下、消費電圧という。）だけ高い電圧値、或いはそれよりさらに若干高い電圧値に設定されることが望ましい。

しかし、充電や放電が繰り返されて内蔵電源が経年的に劣化するとその容量が低下し、残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxや下限値Ｖminが同じであっても、内蔵電源に充電できる電気の量すなわち電荷量が低減する場合がある。このような場合、１回の撮影に必要な電荷量は変わらないとすると、１回の撮影ごとに低下する残存電圧Ｖが大きくなる。

そのため、通常の場合、上記のように予め撮影禁止電圧Ｖnpを設定する際に、この内蔵電源の経年劣化による残存電圧Ｖの低下量の増大を見越して、経年劣化による残存電圧Ｖの低下量を、予め大きめに見積もっておく。そして、撮影禁止電圧Ｖnpが、システムシャットダウン電圧Ｖssdから比較的高い電圧値に設定される場合が多い。

しかしながら、このように、撮影禁止電圧Ｖnpをシステムシャットダウン電圧Ｖssdから比較的高い電圧値に設定すると、例えば撮影用電子機器が新品であり内蔵電源がまだ劣化してしない場合には、内蔵電源の残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnpからシステムシャットダウン電圧Ｖssdまで低下するまでの間に、まだ数枚撮影を行うことができる余裕がある場合がある。

しかし、それにもかかわらず、残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnpに低下した時点で撮影を行うことができなくなってしまうため、１回の充電で撮影することができる撮影枚数が少なくなる。そのため、１回の充電あたりの撮影効率が低下してしまう。また、より頻繁に内蔵電源の充電を行うことが必要となり、撮影用電子機器がユーザーにとって使い勝手が悪いと感じられるものになってしまう。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、１回の充電あたりの撮影効率を向上することが可能であり、ユーザーにとって使い勝手が良い撮影用電子機器および撮影システム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、本発明の撮影用電子機器は、
充電可能なキャパシターを備える撮影用電子機器において、
前記キャパシターに対して充電が行われる際の、前記キャパシターに充電されている充電電圧の変化に基づいて前記キャパシターの容量を推定する推定手段と、
前記推定手段が推定した前記キャパシターの容量に応じて、１回の撮影ごとに前記キャパシターの残存電圧が低下する前記残存電圧の低下分を算出し、算出した前記１回の撮影ごとの前記残存電圧の低下分に基づいて、前記キャパシターの残存電圧に対して撮影禁止電圧を可変させて設定する撮影禁止電圧設定手段と、
前記キャパシターの残存電圧が、前記撮影禁止電圧設定手段が設定した前記撮影禁止電圧より高い電圧値である場合には撮影を行うことを許容し、前記撮影禁止電圧以下の電圧値である場合には撮影を行うことを禁止する制御手段と、
を備えることを特徴とする。

また、本発明の撮影システムは、
上記の本発明の撮影用電子機器を備える撮影システムにおいて、
さらに、前記撮影用電子機器に対して、前記１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量を通知する上位システムを備え、
或いは、上位システムから前記撮影用電子機器に対して撮影方法を通知し、
前記撮影用電子機器の前記撮影禁止電圧設定手段は、前記上位システムから通知された前記撮影方法に対応する、前記１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量を割り出して、前記１回の撮影ごとに前記キャパシターの残存電圧が低下する前記残存電圧の低下分を算出することを特徴とする。

本発明のような方式の撮影用電子機器および撮影システムによれば、内蔵電源としてキャパシターを用い、キャパシターの経年劣化により変動するキャパシターの容量を充電時ごとに推定し、推定した現状でのキャパシターの容量に応じて撮影禁止電圧を可変させる。そのため、キャパシターの現状での劣化の度合に応じて、キャパシターの残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａを最大限に拡大することが可能となり、１回の充電で撮影することができる撮影枚数をより多くすることが可能となる。

そのため、１回の充電あたりの撮影効率を向上することが可能となるとともに、頻繁にキャパシターの充電を行う必要がなくなるため、撮影用電子機器をユーザーにとって使い勝手が良いものとすることが可能となる。

撮影用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。 ケーブルを接続した状態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。 図４におけるコネクターからキャパシターを経て制御手段に至る部分の構成等を表すブロック図である。 定電流充電および定電圧充電における充電電流および充電電圧の値の時間的な変化等を表すグラフである。 推定方法１において定電流充電時における所定時間ΔＴthと充電電圧の上昇分ΔＶ（＝Ｖ２−Ｖ１）との関係を表すグラフである。 （Ａ）推定方法２において定電流充電時にパルス状の高い値の定電流Ｉ２が供給されることを表すグラフであり、（Ｂ）その際のキャパシターの充電電圧の推移等を表すグラフである。 撮影禁止電圧が低い値に設定され、キャパシターの残存電圧の上限値から撮影禁止電圧までのレンジが拡大することを説明する図である。 本実施形態に係る撮影システムの構成例を示す図である。 本実施形態に係る撮影システムの別の構成例を示す図である。 連携方式における撮影前の各撮像素子のリセット処理において各走査線にオン電圧を順次印加するタイミングを表すタイミングチャートである。 連携方式における照射開始信号の送信、リセット処理の終了および電荷蓄積状態への移行、インターロック解除信号の送信、および放射線の照射のタイミングを表すタイミングチャートである。 連携方式において各走査線にオン電圧を順次印加するタイミングを表すタイミングチャートである。 非連携方式において撮影前に画像データの読み出し処理が繰り返し行われる際の各走査線にオン電圧を順次印加するタイミングを表すタイミングチャートである。 非連携方式において各走査線にオン電圧を順次印加するタイミングを表すタイミングチャートである。 非連携方式において撮影前から行われる読み出し処理で読み出される画像データを時系列的にプロットしたグラフである。 内蔵電源の残存電圧の上限値および下限値、および残存電圧に設定される撮影禁止電圧、システムシャットダウン電圧および過放電保護電圧の関係を表す図である。

以下、本発明に係る撮影用電子機器および撮影システムの実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、撮影用電子機器が放射線画像撮影装置（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）である場合について説明するが、たとえばデジタルカメラ等でもよく、本発明は、撮影用電子機器が放射線画像撮影装置である場合に限定されない。

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

放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体状のハウジング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は、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の両側の開口部を蓋部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで形成されている。

図１に示すように、筐体２の一方側の蓋部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクター３９、内蔵電源であるキャパシター２４（図２や後述する図４参照）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等が配置されている。また、図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の反対側の蓋部材２Ｃに、放射線画像撮影装置１が外部装置と信号等の送受信を無線方式で行うためのアンテナ装置４１（後述する図４参照）が、例えば蓋部材２Ｃに埋め込まれるようにして設けられている。

なお、例えば図３に示すように、放射線画像撮影装置１のコネクター３９に、ケーブルＣａの先端に設けられたコネクターＣを接続し、ケーブルＣａ等を介して外部装置との信号等の送受信を有線方式で行うように構成することも可能である。

図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３やキャパシター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が配設されており、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に緩衝材３５が設けられている。

図示を省略するが、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撮像素子７が二次元状（マトリクス状）に配列されており、各撮像素子７にスイッチ手段としての薄膜トランジスタ（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。また、シンチレーター３が、基板４の検出部Ｐに対向するように設けられるようになっている。

放射線画像撮影装置１の回路構成を、図４に示すブロック図を用いて説明する。本実施形態では、複数の撮像素子７が基板４上に二次元状に配列されて検出部Ｐが形成されている。また、各撮像素子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を介して各撮像素子７の第２電極７ｂにそれぞれ逆バイアス電圧を印加するようになっている。

走査駆動手段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、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、各撮像素子７からの画像データの読み出し処理等を行うようになっている。

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おり、読み出し回路１７は、増幅回路１８と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と、Ａ／Ｄ変換器２０とが設けられている。

そして、例えば、各撮像素子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に接続されている撮像素子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、撮像素子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変換器２０に送信され、Ａ／Ｄ変換器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、各撮像素子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、図示しない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マイクロコンピューターや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。そして、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。

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、本実施形態では、制御手段２２には、前述したアンテナ装置４１が接続されており、さらに、前述した電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクター３９、インジケーター４０（図１参照）等も接続されている。

また、制御手段２２には、制御手段２２や走査駆動手段１５、読み出し回路１７、記憶手段２３、バイアス電源１４等の各部材に電力を供給するためのキャパシター２４が接続されている。

放射線画像撮影装置１では、このように、内蔵電源として、リチウムイオンキャパシターや電気二重層キャパシター（電気二重層コンデンサー等ともいう。）等のキャパシター（capacitor）２４が用いられている。そして、本実施形態では、キャパシター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。

［放射線画像撮影装置のキャパシター部分の構成等について］
次に、撮影用電子機器としての放射線画像撮影装置１のキャパシター２４の近傍に設けられた各機能部の構成等について説明する。図５は、図４におけるコネクター３９からキャパシター２４を経て制御手段２２に至る部分の構成等を表すブロック図である。

なお、図５では、放射線画像撮影装置１のコネクター３９と充電装置ＢＣのコネクターＣとが接続された状態でキャパシター２４の充電が行われる状態が示されている。充電装置ＢＣとしては、放射線画像撮影装置１の充電に使用されるクレードルを用いることも可能であり、また、他の充電装置を用いることも可能である。

図５に示すように、本実施形態では、コネクター３９とキャパシター２４の間には、キャパシター２４の充電が行われる際に、充電装置ＢＣからキャパシター２４に供給される充電電流Ｉを制御してキャパシター２４の充電制御を行う充電制御回路８０が設けられている。なお、この充電制御回路８０は、充電装置ＢＣ側に設けられていてもよい。

本実施形態では、充電制御回路８０は、撮影用電子機器である放射線画像撮影装置１のキャパシター２４の充電の仕方を、図６に示すように、充電電流Ｉが一定になるように充電を行う定電流充電を行った後、充電電圧Ｖが一定になるように充電を行う定電圧充電に切り替えるようになっている。

具体的には、充電制御回路８０は、キャパシター２４に充電されている充電電圧Ｖ（図６の右側の目盛りおよび破線参照）が予め設定された目標電圧Ｖ_０よりも小さい場合には、キャパシター２４に供給する充電電流Ｉの電流値が一定になるように制御して定電流充電を行う。そして、キャパシター２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ_０に達すると、充電制御回路８０は、今度は、キャパシター２４に対する充電の仕方を定電圧充電に切り替える。

上記のように定電流充電を行って、検出したキャパシター２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ_０に達したとしても、キャパシター２４の内部抵抗等による電圧降下が存在するため、キャパシター２４の実際の充電電圧Ｖは、実際には目標電圧Ｖ_０には達していない。そこで、充電制御回路８０は、充電の仕方を切り替えた後の定電圧充電時には、キャパシター２４の充電電圧Ｖが目標電圧Ｖ_０を維持するように充電電流Ｉを制御しながら定電圧充電を行う。

そして、本実施形態では、充電制御回路８０は、キャパシター２４に供給する充電電流Ｉが次第に減衰して非常に小さくなり、予め設定された閾値以下になった時点で、キャパシター２４の充電を終了するようになっている（図６の時刻ｔ１参照）。

また、図５に示すように、キャパシター２４と制御手段２２との間には、放射線画像撮影装置１用の電源生成回路２５が設けられている。

電源生成回路２５は、通常の状態、すなわち放射線画像撮影装置１が充電装置ＢＣに接続されていない非充電時には、キャパシター２４から供給される電力を、制御手段２２やセンサーパネルＳＰにおける走査駆動手段１５や読み出し回路１７、バイアス電源１４（図４参照）等の各機能部に供給する際に、各機能部で要求される適切な状態に電力を生成して供給するようになっている。

また、キャパシター２４の充電時には、電源生成回路２５は、充電制御回路８０を介して充電装置ＢＣからキャパシター２４に供給される充電電流Ｉの一部が電源生成回路２５にも供給されるようになっている。そして、電源生成回路２５は、供給されたこの充電電流Ｉの一部を、制御手段２２等の各機能部で必要な形の電流に変換して供給するようになっている。

［推定手段や撮影禁止電圧設定手段等について］
本実施形態では、前述した放射線画像撮影装置１の制御手段２２が、推定手段や撮影禁止電圧設定手段としても機能するように構成されている。以下、推定手段や撮影禁止電圧設定手段等としての制御手段２２における処理構成等について説明する。

なお、推定手段や撮影禁止電圧設定手段を、制御手段２２とは別体に形成することも可能である。

［推定手段での推定処理について］
以下、まず、推定手段としての制御手段２２でのキャパシター２４の容量Ｃの推定処理について説明する。

推定手段としての制御手段２２は、上記のようにしてキャパシター２４に対して充電が行われる際に、キャパシター２４に充電されている充電電圧Ｖの変化を監視し、充電電圧Ｖの変化に基づいてキャパシター２４のその時点での容量Ｃを推定するようになっている。キャパシター２４の容量Ｃの推定方法の例について、以下、具体的に説明する。

本実施形態では、前述したように、充電時に、充電制御回路８０は、最初に定電流充電を行う。推定手段としての制御手段２２は、この定電流充電の際に、キャパシター２４の容量Ｃの推定処理を行うようになっている。

前述したように、充電制御回路８０からキャパシター２４に供給される充電電流Ｉの一部が電源生成回路２５に供給される。以下では、電源生成回路２５に供給される充電電流Ｉの一部を、充電の際に放電される電流という意味で放電電流Ｉｄという。また、充電制御回路８０がキャパシター２４に対して定電流充電を行う際に予め設定される一定の電流の電流値を充電電流設定値Ｉｃsetという。

この場合、定電流充電時に、充電制御回路８０から出力された充電電流設定値Ｉｃsetのうち、放電電流Ｉｄ分が電源生成回路２５に供給され、キャパシター２４には供給されないため、キャパシター２４には、
Ｉｃ＝Ｉｃset−Ｉｄ …（１）
の電流Ｉｃが供給されることになる。

その際、放射線画像撮影装置１のキャパシター２４に対して定電流充電を行う場合には、充電制御回路８０から出力される充電電流設定値Ｉｃsetは、予め一定の電流値が設定される。また、定電流充電の際に、放射線画像撮影装置１内の各機能部で消費される電力は一定の値になるため、充電制御回路８０から電源生成回路２５に供給される上記の放電電流Ｉｄの値も一定の電流値になる。

そのため、予め放電電流Ｉｄの大きさが分かっていれば、放電電流Ｉｄの値と設定された充電電流設定値Ｉｃsetの値とを上記（１）式に代入することで、実際にキャパシター２４に供給されている電流Ｉｃの大きさが分かる。

一方、本実施形態では、図５に示すように、キャパシター２４に充電されている充電電圧Ｖの情報が、推定手段としての制御手段２２に入力されるようになっている。なお、図５では、充電電圧Ｖの情報をキャパシター２４から直接入手する場合が示されているが、例えば充電制御回路８０が検出したキャパシター２４の充電電圧Ｖの情報を制御手段２２に送信するように構成することも可能である。

そして、制御手段２２は、上記のように充電制御回路８０が定電流充電を行う際に、所定時間ΔＴthが経過した時点での上記の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶに基づいて、キャパシター２４の現状での容量Ｃを算出して推定するようになっている。

なお、本実施形態では、制御手段２２を構成するマイクロコンピューターでソフトウエア的に処理してキャパシター２４の容量Ｃを推定するように構成されているが、例えば、制御手段２２のＦＰＧＡの部分に推定手段としての機能を有する回路を構築する等して、この推定処理をハードウエア的に行うように構成することも可能である。

［推定方法１］
具体的には、制御手段２２は、放射線画像撮影装置１が充電装置ＢＣに接続されて定電流充電が開始された時点でのキャパシター２４の充電電圧Ｖを読み取って、充電電圧Ｖ１として記憶する。また、その時点で、経過時間ΔＴのカウントをリセットした後、経過時間ΔＴのカウントを開始する。

そして、図７に示すように、経過時間ΔＴが所定時間ΔＴthになった時点、すなわち所定時間ΔＴthが経過した時点で、キャパシター２４に充電されている充電電圧Ｖを読み取って、充電電圧Ｖ２として記憶する。制御手段２２は、この充電電圧Ｖ２を記憶すると、
ΔＶ＝Ｖ２−Ｖ１ …（２）
の演算を行って、上記の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを算出する。

この所定時間ΔＴthの間にキャパシター２４に供給された電流Ｉｃは、上記（１）式に示したように充電電流設定値Ｉｃsetから放電電流Ｉｄ分だけ減少した電流Ｉｃ（すなわちＩｃset−Ｉｄ）であるため、キャパシター２４には、上記の所定時間ΔＴthの間に、
Ｑ＝Ｉｃ×ΔＴth
＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth …（３）
の電荷Ｑが供給されることになる。

そのため、Ｃ＝Ｑ／ΔＶの関係から、キャパシター２４の容量Ｃは、
Ｃ＝Ｉｃ×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１）
＝（Ｉｃset−Ｉｄ）×ΔＴth／（Ｖ２−Ｖ１） …（４）
の演算を行うことにより算出することができる。

そこで、制御手段２２は、充電電流設定値Ｉｃsetおよび放電電流Ｉｄの各値、或いはそれらの差分Ｉｃset−Ｉｄの値を予めメモリーに記憶しておく。そして、上記の充電電圧Ｖ１、Ｖ２を読み取る前や後に、メモリーから上記の各値Ｉｃset、Ｉｄ或いは差分Ｉｃset−Ｉｄを読み出す。

そして、制御手段２２は、それらの値を上記（４）式に代入して、キャパシター２４の容量Ｃを算出し、算出して推定したキャパシター２４の容量Ｃをメモリーに保存するようになっている。

なお、充電電流設定値Ｉｃsetおよび放電電流Ｉｄの各値、或いはそれらの差分Ｉｃset−Ｉｄの値を、充電を行うごとに放射線画像撮影装置１に入力するように構成することも可能である。

また、この算出したキャパシター２４の容量Ｃは、後述する撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２による撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理に用いられる。その際、設定処理の直近の推定処理で推定されたキャパシター２４の容量Ｃをそのまま撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理に用いるように構成することも可能であり、また、例えば、過去１０回等の所定回数の推定処理でそれぞれ推定されたキャパシター２４の容量Ｃの移動平均を算出し、算出した移動平均の値をキャパシター２４の容量Ｃとして撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理に用いるように構成することも可能である。

［推定方法２］
また、キャパシター２４に対する定電流充電を行う際に、キャパシター２４が故障しているか否かを調べるために、例えば図８（Ａ）に示すように、充電制御回路８０からキャパシター２４に対して低い電流値の定電流Ｉ１を流して定電流充電を行いながら、その間にパルス状に高い電流値の定電流Ｉ２を数回供給してキャパシター２４の故障検知処理を行うように構成されている場合がある。

このように構成されている場合には、この故障検知処理の際にキャパシター２４に対してパルス状の定電流Ｉ２が供給されることを利用してキャパシター２４の容量Ｃの推定処理を行うように構成することが可能である。

この場合、図８（Ａ）に示したように高い値の定電流Ｉ２をパルス状に供給すると、キャパシター２４の充電電圧Ｖは、図８（Ｂ）に示すように上昇していく。

そして、キャパシター２４に供給される電流が低い電流Ｉ１から高い電流Ｉ２に切り替わる瞬間の充電電圧ＶをＶ_ｎ−１とし、その時点でキャパシター２４に蓄えられている電荷量をＱ_ｎ−１、キャパシター２４の内部抵抗をｒ、容量をＣとすると、それらと電流Ｉ１との間には、
Ｖ_ｎ−１＝Ｑ_ｎ−１／Ｃ＋ｒ×Ｉ１ …（５）
の関係が成り立っている。

また、キャパシター２４に供給される電流が低い電流Ｉ１から高い電流Ｉ２に切り替えられた後、所定時間Δｔが経過した時点での充電電圧ＶをＶ_ｎとし、その時点でキャパシター２４に蓄えられている電荷量をＱ_ｎとすると、
Ｑ_ｎ＝Ｑ_ｎ−１＋Ｉ２×Δｔ …（６）
Ｖ_ｎ＝Ｑ_ｎ／Ｃ＋ｒ×Ｉ２ …（７）
の関係が成り立つ。

そこで、所定時間Δｔ間の充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを計算すると、上記の（５）式から（７）式を用いて、
ΔＶ＝Ｖ_ｎ−Ｖ_ｎ−１
＝（Ｑ_ｎ／Ｃ＋ｒ×Ｉ２）−（Ｑ_ｎ−１／Ｃ＋ｒ×Ｉ１）
＝（Ｑ_ｎ−Ｑ_ｎ−１）／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）
＝（Ｑ_ｎ−１＋Ｉ２×Δｔ−Ｑ_ｎ−１）／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）
∴ΔＶ＝Ｉ２×Δｔ／Ｃ＋ｒ×（Ｉ２−Ｉ１） …（８）
が成り立つ。

そのため、内蔵電源１４の容量Ｃは、上記（８）式を変形して、
Ｃ＝Ｉ２×Δｔ／｛ΔＶ−ｒ×（Ｉ２−Ｉ１）｝ …（９）
として算出することができる。

この場合、定電流Ｉ１、Ｉ２の値や所定時間Δｔは既知であるため、キャパシター２４の内部抵抗ｒが既知であれば、検出された充電電圧Ｖ_ｎ−１およびＶ_ｎから上昇分ΔＶを算出して上記（９）式に代入することにより、キャパシター２４の容量Ｃを算出することができる。

また、本実施形態のように、キャパシター２４として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の内部抵抗ｒは数ｍΩと非常に小さい。そのため、上記（９）式においてｒ≒０と見なすと、キャパシター２４の容量Ｃは、定電流Ｉ２と所定時間Δｔと充電電圧Ｖの上昇分ΔＶとを用いて、
Ｃ＝Ｉ２×Δｔ／ΔＶ …（１０）
の演算を行うことで算出することが可能となる。

また、図８（Ａ）に示したように、この処理では高い値の定電流Ｉ２がパルス状に複数回繰り返して供給されるため、図８（Ｂ）に示すように、充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを複数回検出することが可能となる。そのため、例えば、複数回分の上昇分ΔＶの平均値を算出して上記（１０）式に適用し、或いは、各回ごとに上昇分ΔＶに基づいて容量Ｃをそれぞれ算出してそれらの平均値を算出することで、キャパシター２４の容量Ｃを的確に算出することが可能となる。

そして、この場合も、推定手段としての制御手段２２は、上記のパルス状の高い電流Ｉ２の値や、キャパシター２４の内部抵抗ｒを０と近似しない場合（上記（９）式を用いる場合）には内部抵抗ｒの値や低い電流Ｉ１の値を予めメモリーに記憶しておく。或いは、充電を行うごとに入力されるようにする。

そして、充電電圧Ｖの上昇分ΔＶを検出する前や後に、メモリーから上記の各値を読み出す。そして、制御手段２２は、それらの値を上記（９）式や（１０）式に代入して、キャパシター２４の容量Ｃやそれらの平均値を算出し、算出して推定したキャパシター２４の容量Ｃや平均値をメモリーに保存するようになっている。

なお、この場合も、過去１０回等の所定回数の充電の際に行った推定処理でそれぞれ推定されたキャパシター２４の容量Ｃや平均値の移動平均を算出し、算出した移動平均の値をキャパシター２４の容量Ｃとして撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理に用いるように構成することも可能である。

また、推定手段（制御手段２２）でのキャパシター２４の容量Ｃの推定処理における推定方法は、上記の推定方法１や推定方法２の場合に限定されず、キャパシター２４の容量Ｃを的確に推定することができる推定方法であれば、他の推定方法を採用することも可能である。

［撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理について］
次に、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２での撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理について説明する。

撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、上記のようにして推定手段（制御手段２２）が算出して推定したキャパシター２４の容量Ｃに応じて、１回の撮影ごとにキャパシター２４の残存電圧Ｖが低下する残存電圧Ｖの低下分δＶを算出し、算出した残存電圧Ｖの低下分δＶに基づいて、キャパシター２４の残存電圧Ｖに対して撮影禁止電圧Ｖnp（図１８参照）を可変させて設定するようになっている。

本実施形態では、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、この撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理を、上記のように推定手段として制御手段２２がキャパシター２４の充電の際にキャパシター２４の容量Ｃを推定した直後に行うように構成されている。

すなわち、本実施形態では、撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理は、キャパシター２４に対する充電が行われるごとに行われるようになっている。そして、次にキャパシター２４の充電が行われるまでは、撮影禁止電圧Ｖnpは変更されないようになっている。

しかし、この他にも、例えば、撮影禁止電圧設定手段が撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理を撮影ごとに行うように構成することも可能であり、また、次のキャパシター２４の充電まで待たずに、撮影禁止電圧Ｖnpを状況に応じて適宜変更するように構成することも可能である。

本実施形態では、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、以下のようにして１回の撮影ごとにキャパシター２４の残存電圧Ｖが低下する残存電圧Ｖの低下分δＶ（以下、単に１回の撮影ごとの残存電圧Ｖの低下分δＶという。）を算出するようになっている。

すなわち、１回の撮影ごとに放射線画像撮影装置１の各機能部で消費される電荷量の総和、すなわち１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量をＱｃとすると、Ｑ＝ＣＶの関係から、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶは、推定処理で算出されたキャパシター２４の容量Ｃを用いて、
Ｑｃ＝Ｃ・δＶ …（１１）
∴δＶ＝Ｑｃ／Ｃ …（１２）
で算出される。

そこで、本実施形態では、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを記憶しておき、上記のようにして推定手段（制御手段２２）がキャパシター２４の容量Ｃを算出して推定すると、その容量Ｃの値と電荷量Ｑｃの値とを上記（１２）式に代入して残存電圧Ｖの低下分δＶを算出するようになっている。

そして、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、算出した残存電圧の低下分δＶ、或いはそれに所定の電圧値を加算した残存電圧の値を、システムシャットダウン電圧Ｖssd（図１８参照）に加算して、撮影禁止電圧Ｖnpを算出するようになっている。本実施形態では、制御手段２２は、このようにして撮影禁止電圧Ｖnpを算出すると、それを、既にメモリーに保存されている以前の撮影禁止電圧Ｖnpに上書き保存して設定するようになっている。

このように、本実施形態では、Ｑ＝ＣＶの関係を用いて１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶを算出するが、撮影用電子機器に備えられている内蔵電源では、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶと、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃとの関係が、上記（１１）式のような比例関係にならないものが多い。

それに対して、本実施形態のように、内蔵電源としてリチウムイオンキャパシター（ＬＩＣ）や電気二重層キャパシター等のキャパシター２４を用いれば、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶと、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃとの関係が、上記（１１）式に示したような比例関係になる。

そのため、本実施形態のように、キャパシター２４の容量Ｃと１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃとを用いて、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶを容易にかつ精度良く算出することが可能となる。また、そのため、キャパシター２４の残存電圧Ｖに対して、撮影禁止電圧Ｖnpを的確に設定することが可能となる。

なお、本実施形態のように、算出した残存電圧Ｖの低下分δＶ、或いはそれに所定の電圧値を加算した残存電圧の値を、システムシャットダウン電圧Ｖssdに加算して、撮影禁止電圧Ｖnpを算出して設定する代わりに、過放電保護電圧Ｖod或いは残存電圧Ｖの下限値Ｖmin（図１８参照）に加算して、撮影禁止電圧Ｖnpを算出して設定するように構成することも可能である。

［制御手段での撮影許容・禁止処理について］
次に、制御手段２２での撮影許容・禁止処理について説明する。

制御手段２２は、上記のように、撮影禁止電圧設定手段が撮影禁止電圧Ｖnpをキャパシター２４の現状での容量Ｃに応じて可変させて設定すると、放射線画像撮影装置１の使用中にキャパシター２４の残存電圧Ｖを撮影ごとに監視し、キャパシター２４の残存電圧Ｖと撮影禁止電圧Ｖnpとを対比するようになっている。

そして、制御手段２２は、キャパシター２４の残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnpより高い電圧値である場合には、ユーザーが放射線画像撮影装置１を操作したり或いは後述するコンソール５８（図１０や図１１参照）等の上位システムから撮影要求信号が送信されたりして撮影要求があると、撮影を行うことを許容する。

すなわち、電源生成回路２５から走査駆動手段１５や読み出し回路１７（図４参照）等の各機能部に必要な電力を供給させ、各機能部が撮影に向けての各処理を行うことを許容するようになっている。

一方、制御手段２２は、キャパシター２４の残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnp以下の電圧値である場合には、ユーザーが放射線画像撮影装置１を操作したり或いは上位システムから撮影要求信号が送信されたりして撮影要求があっても、その撮影要求を受け付けず、撮影を行うことを禁止するようになっている。

そして、本実施形態では、この場合、制御手段２２は、インジケーター４０（図１参照）を点滅させたり、コンソール５８にキャパシター２４を充電することを要求する表示を行う等して、ユーザーに対してキャパシター２４の充電を要求する通知を行うようになっている。

次に、本実施形態に係る撮影用電子機器としての放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

前述したように、従来の撮影用電子機器では、撮影禁止電圧Ｖnpを設定する際、充電や放電が繰り返されて内蔵電源が経年的に劣化して１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶが増大することを見越して、劣化後の内蔵電源の増大した低下分δＶを見積もって撮影禁止電圧Ｖnpを設定していた。

そのため、撮影禁止電圧Ｖnpがシステムシャットダウン電圧Ｖssdから比較的高い電圧値に設定されてしまい、例えば撮影用電子機器が新品で内蔵電源がまだ劣化してしない場合には、内蔵電源の残存電圧Ｖが撮影禁止電圧Ｖnpからシステムシャットダウン電圧Ｖssdまで低下するまでの間に、まだ数枚撮影を行うことができる余裕があるにもかかわらず、撮影が禁止されてしまった。

それに対し、本実施形態では、上記のように、推定手段で、内蔵電源としてのキャパシター２４に対する定電流充電が行われる際に、キャパシター２４に充電されている充電電圧Ｖの変化ΔＶに基づいて、現状でのキャパシター２４の容量Ｃを算出して推定する。

そして、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２で、推定したキャパシター２４の容量Ｃに応じて１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶを算出し、それに基づいて、撮影禁止電圧Ｖnpを現状のキャパシター２４の容量Ｃに応じて可変させて設定する。

キャパシター２４が新品でキャパシター２４がまだ劣化していない場合には、キャパシター２４の容量Ｃは、キャパシター２４が劣化した場合に比べて大きな値になる。そのため、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶは、この相対的に大きな容量Ｃに応じて相対的に小さくなる。また、キャパシター２４が経年劣化により容量Ｃが低下した場合には、１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶは、その劣化して低下したキャパシター２４の容量Ｃに応じて相対的に大きくなる。

そして、本実施形態では、キャパシター２４の容量Ｃがこのように変動する中で、充電を行うごとにキャパシター２４の容量Ｃの推定処理を行って、現状でのキャパシター２４の容量Ｃを推定する。そして、推定した現状でのキャパシター２４の容量Ｃに応じて、現状での１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶを的確に算出し、それに基づいて撮影禁止電圧Ｖnpを可変させて設定する。

そのため、キャパシター２４の現状での劣化の度合に応じて、キャパシター２４がまだ劣化しておらず容量Ｃが大きい場合には、撮影禁止電圧Ｖnpは相対的に小さくなり、また、キャパシター２４が経年劣化により容量Ｃが低下した場合には、撮影禁止電圧Ｖnpは相対的に大きくなるように可変される。

このように、本実施形態では、上記のように例えば撮影用電子機器が新品で内蔵電源がまだ劣化してしない場合には、図９に示すように、撮影禁止電圧Ｖnpをより低い値に適切に設定して、キャパシター２４の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａを拡大することが可能となる。

そのため、１回の充電で撮影することができる撮影枚数を多くすることが可能となり、１回の充電あたりの撮影効率を向上することが可能となる。また、１回の充電あたりの撮影効率が向上するため、頻繁にキャパシター２４の充電を行う必要がなくなり、撮影用電子機器（本実施形態では放射線画像撮影装置１）をユーザーにとって使い勝手が良いものとすることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る撮影用電子機器（放射線画像撮影装置１）によれば、内蔵電源としてキャパシター２４を用い、キャパシター２４の経年劣化により変動するキャパシター２４の容量Ｃを充電時ごとに推定し、推定した現状でのキャパシター２４の容量Ｃに応じて撮影禁止電圧Ｖnpを可変させる。

そのため、キャパシター２４の現状での劣化の度合に応じて、キャパシター２４の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａを最大限に拡大することが可能となり、１回の充電で撮影することができる撮影枚数をより多くすることが可能となる。

そのため、１回の充電あたりの撮影効率を向上することが可能となるとともに、頻繁にキャパシター２４の充電を行う必要がなくなるため、撮影用電子機器（放射線画像撮影装置１）をユーザーにとって使い勝手が良いものとすることが可能となる。

［変形例］
なお、前述したように、キャパシター２４の残存電圧Ｖがシステムシャットダウン電圧Ｖssd（図９や図１８参照）まで低下すると、撮影用電子機器の各機能部は、シャットダウンされる前に必要な処理を行う。そして、それらの処理のために必要な電荷量は、予め分かっている。そのため、上記の撮影禁止電圧Ｖnpだけでなく、システムシャットダウン電圧Ｖssdをも可変させて設定するように構成することも可能である。

すなわち、上記（１２）式と同様に、撮影用電子機器の各機能部がシャットダウン前に行う処理に必要な電荷量の総和Ｑ^＊を、推定処理で推定した現状でのキャパシター２４の容量Ｃで除算することで、すなわち、
δＶ^＊＝Ｑ^＊／Ｃ …（１３）
の演算を行うことで、現状の状態で、撮影用電子機器の各機能部がシャットダウン前に必要な処理を行うことで低下するキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶ^＊を算出することができる。

そして、その残存電圧Ｖの低下分δＶ^＊やそれに所定の電圧値を加算した値を過放電保護電圧Ｖodに加算することで、システムシャットダウン電圧Ｖssdを可変させて設定することが可能となる。

そして、システムシャットダウン電圧Ｖssdを可変させて設定することで、キャパシター２４の現状での劣化の度合に応じて、キャパシター２４の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａをさらに拡大することが可能となり、１回の充電あたりの撮影効率をより向上させることが可能となる。なお、同様にして、キャパシター２４の現状での容量Ｃに応じて過放電保護電圧Ｖodをも可変させて設定するように構成することも可能である。

一方、上記の実施形態では、撮影禁止電圧Ｖnpの設定処理において上記（１２）式に代入される、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量（すなわち１回の撮影ごとに放射線画像撮影装置１の各機能部で消費される電荷量の総和）Ｑｃを、ある決まった値とすることを前提として説明した。

しかし、撮影条件によっては、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを可変させた方がよい場合もある。以下、このような場合の例について説明する。

ここで、まず、撮影用電子機器としての放射線画像撮影装置１を用いて撮影を行うための撮影システムの構成例について説明する。図１０は、本実施形態に係る撮影システムの構成例を示す図である。図１０では、撮影システム１００が、撮影室Ｒ１やその前室Ｒ２（操作室等ともいう。）内に構築されている場合が示されている。

撮影室Ｒ１には、放射線画像撮影装置１をカセッテ保持部（カセッテホルダ等ともいう。）５１ａに装填可能なブッキー装置５１が設置されている。なお、図１０では、ブッキー装置５１として、立位撮影用のブッキー装置５１Ａと臥位撮影用のブッキー装置５１Ｂが設置されている場合が示されている。

そして、この場合は、図３に示したように、放射線画像撮影装置１のコネクター３９にケーブルＣａを接続した状態で、放射線画像撮影装置１をブッキー装置５１のカセッテ保持部５１に装填して用いることができる。

撮影室Ｒ１には、図示しない被写体を介してブッキー装置５１に装填された放射線画像撮影装置１に対して放射線を照射する放射線源５２が少なくとも１つ設けられている。また、撮影室Ｒ１内の各装置等や撮影室Ｒ１外の各装置等の間の通信等を中継するためのアクセスポイント５３を備えた中継器５４が設けられている。

中継器５４は、放射線源５２からの放射線の照射を制御する放射線発生装置５５や、前室Ｒ２に設けられたコンソール５８と接続されている。

前室Ｒ２には、放射線発生装置５５の操作卓５７が設けられており、操作卓５７には、放射線技師等が操作して放射線発生装置５５に対して放射線の照射開始等を指示するための曝射スイッチ５６が設けられている。

また、コンソール５８には、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成される表示部５８ａが設けられており、また、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成された記憶手段５９が接続、或いは内蔵されている。

そして、コンソール５８では、後述するように、中継器５４やケーブルＣａ等を介して放射線画像撮影装置１に対してこれから行われる撮影の撮影方式等を通知することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、コンソール５８が、撮影用電子機器である放射線画像撮影装置１に撮影方式等を通知する上位システムに相当する。

また、コンソール５８は、撮影が終了して、放射線画像撮影装置１から画像データ等が送信されてくると、それに基づいてプレビュー画像を表示したり、画像データ等に対して画像処理を行って放射線画像を生成するようになっている。

また、図１１は、本実施形態に係る撮影システムの別の構成例を示す図である。図１１では、撮影システム２００が、回診車２０１上に構築されており、システム全体が搬送可能に構成されている場合が示されている。

この場合の撮影システム２００は、例えば、患者Ｈが病室Ｒ３のベッドＢから起き上がれず、撮影室Ｒ１に行くことができないような場合に、図１１に示すように、病室Ｒ３に持ち込むことができるようになっている。そして、放射線画像撮影装置１をベッドＢと患者の身体との間に差し込んだり患者の身体にあてがったりして用いるようになっている。

この場合、放射線画像撮影装置１を、図３に示したようにケーブルＣａを接続して用いることも可能であるが、ケーブルが撮影の邪魔になる場合も多い。そのため、このような場合には、放射線画像撮影装置１にケーブルＣａを接続しない状態で撮影が行われる場合が多い。

なお、この場合、放射線源５２としてポータブルの放射線源５２Ｐが用いられ、ベッドＢと患者の身体との間に差し込まれたり患者の身体にあてがわれたりした放射線画像撮影装置１に対して、適切な距離や方向から放射線を照射することができるようになっている。

ところで、図１０に示した撮影システム１００において撮影を行う場合、ケーブルＣａや中継器５４等を介して、放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５との間、或いは放射線画像撮影装置１とコンソール５８と放射線発生装置５５との間で信号のやり取りを行いながら撮影を行うように構成することができる。

以下、このように、少なくとも放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５との間で信号のやり取りを行い、両者が連携して撮影を行う方式を、連携方式という。

この場合、通常、放射線画像撮影装置１は、まず、各撮像素子７（図４参照）内に残存する電荷を除去するための各撮像素子７のリセット処理を開始する。リセット処理では、例えば図１２に示すように、ゲートドライバー１５ｂ（図４参照）から走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧をそれぞれ印加して、各ＴＦＴ８を順次オン状態としながら、各撮像素子７内に残存する電荷を各信号線６に放出させる。

なお、走査線５の最初のラインＬ１から最終ラインＬｘまで順次オン電圧を印加して行われるリセット処理を、以下、１面分のリセット処理Ｒｍという。

そして、図１３に示すように、１面分のリセット処理Ｒｍの最中に、放射線技師により曝射スイッチ５６（図１０参照）が操作されると、放射線発生装置５５から放射線画像撮影装置１に照射開始信号が送信される。放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、照射開始信号が送信されてきた時点で行っている１面分のリセット処理Ｒｍが完了した時点で、各撮像素子７のリセット処理を終了する。

そして、ゲートドライバー１５ｂから全ての走査線５にオフ電圧を印加させて全てのＴＦＴ８をオフ状態として、放射線の照射により各撮像素子７内で発生した電荷を各撮像素子７内に蓄積させる電荷蓄積状態に移行させる。制御手段２２は、それと同時に、放射線発生装置５５に対してインターロック解除信号を送信する。放射線発生装置５５は、中継器５４を介して放射線画像撮影装置１からインターロック解除信号を受信すると、放射線源５２から放射線を照射させる。

放射線画像撮影装置１の制御手段２２は、インターロック解除信号を送信して電荷蓄積状態に移行させた後、所定時間が経過すると、図１４に示すように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加して、各撮像素子７から画像データＤをそれぞれ読み出す画像データＤの読み出し処理を行うようになっている。なお、図１４中の斜線は、その期間に放射線が照射されたことを表す。

連携方式では、以上のようにして撮影が行われる。

一方、図１１に示した撮影システム２００において撮影を行う場合、上記のように、少なくとも放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５との間で信号のやり取りを行いながら撮影を行うことができない。そのため、放射線源５２Ｐ（図１１参照）から放射線が照射されたことを、放射線画像撮影装置１が自ら検出して撮影を行わなければならない。

以下、このように、放射線画像撮影装置１と放射線発生装置５５との間で信号のやり取りを行わず、すなわち両者が連携せず、放射線画像撮影装置１が自ら放射線の照射を検出して撮影を行う方式を、非連携方式という。

非連携方式で撮影を行う場合には、いくつかの方法で放射線画像撮影装置１自体で放射線の照射を検出するように構成することが可能であるが、以下では、そのうちの１つの方法を例に挙げて説明する。

具体的には、例えば、上記の連携方式の場合のように撮影前に各撮像素子７のリセット処理（図１２等参照）を行う代わりに、例えば図１５に示すように、撮影前に、図１４に示した画像データＤの読み出し処理と同様にゲートドライバー１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加して、各撮像素子７からの画像データｄの読み出し処理を繰り返し行うように構成することが可能である。

なお、撮影直後に読み出される上記の本画像としての画像データＤと区別して、以下では、この撮影前の読み出し処理で読み出される画像データを画像データｄという。また、図１５中において、１フレームとは、検出部Ｐ（図４参照）上に二次元状に配列された１面分の各撮像素子７から画像データｄの読み出し処理を行う期間をいう。

このように撮影前に画像データｄの読み出し処理を行うと、図１６に示すように、放射線画像撮影装置１に対する放射線の照射が開始されると、その時点で読み出された画像データｄ（図１６では走査線５のラインＬｎにオン電圧が印加されて読み出された画像データｄ）が、図１７に示すように、それ以前に読み出された画像データｄよりも格段に大きな値になる（図１７の時刻ｔ１参照）。

そこで、制御手段２２で放射線画像撮影前の読み出し処理で読み出された画像データｄを監視するように構成し、読み出された画像データｄが、例えば図１７に示すように予め設定された所定の閾値ｄthを越えた時点で、放射線の照射が開始されたことを検出するように構成することができる。

そして、この場合、制御手段２２は、上記のようにして、放射線の照射が開始されたことを検出すると、図１６に示したように、その時点で各走査線５へのオン電圧の印加を停止して電荷蓄積状態に移行させる。そして、放射線の照射開始を検出してから所定時間が経過した後、制御手段２２は、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにオン電圧を順次印加させて本画像としての画像データＤの読み出し処理を行うように構成される。

非連携方式では、例えば以上のようにして撮影が行われる。

以上のように、連携方式と非連携方式とでは、撮影の際に各機能部で行われる処理が異なる。

すなわち、連携方式では、撮影前に、各撮像素子７のリセット処理を行う。各撮像素子７のリセット処理では、各読み出し回路１７（図４参照）での画像データの読み出し動作等が行われないため、１回の撮影ごとに放射線画像撮影装置１の各機能部で消費される電荷量の総和Ｑｃ、すなわち１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃは、相対的に小さくなる。

それに対し、非連携方式では、撮影前から、各読み出し回路１７（図４参照）で画像データｄの読み出し動作が行われる等するため、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃは相対的に大きくなる。

そこで、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを、例えば撮影が連携方式で行われるか非連携方式で行われるかに応じて撮影ごとに設定するように構成することが可能である。

具体的には、例えば、撮影禁止電圧設定手段としての制御手段２２は、撮影が連携方式で行われる場合の上記の電荷量Ｑｃと、撮影が非連携方式で行われる場合の上記の電荷量Ｑｃとを予めメモリーに保存しておき、放射線技師から放射線画像撮影装置１に入力があったり、或いはコンソール５８から撮影方式の指示があった時点で、適切な電荷量Ｑｃを読み出して、上記（１２）式の演算に用いるように構成される。

このように構成すれば、撮影方式等に応じて変わり得る１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを適切に可変させて撮影禁止電圧Ｖnpを可変させて設定することが可能となる。そのため、キャパシター２４の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａ（図９参照）を撮影方式等に応じて最大限に拡大することが可能となり、上記の実施形態に係る有益な効果をより効果的に発揮させることが可能となる。

一方、放射線画像撮影装置１を用いて被写体である患者の身体を撮影するような場合、例えば１回の撮影で患者の胸部等を１回撮影して１枚の放射線画像を撮影する場合が多いが、例えばいわゆる長尺撮影のように、１回の撮影で、放射線画像撮影装置１を移動させながら、例えば患者の頭部や胸部、腹部等を複数回撮影し、複数枚の放射線画像を合成して１枚の放射線画像を生成させる場合もある。

このような場合には、１回の撮影で１枚の放射線画像を撮影する場合よりも、１回の撮影で複数枚の放射線画像を撮影する場合の方が、当然、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃが大きくなる。

そこで、撮影方法として上記の長尺撮影のような撮影が行われる場合があることを考慮して、例えば、上位システムであるコンソール５８から放射線画像撮影装置１に対して、これから行われる撮影についての１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを通知するように構成することが可能である。

また、例えば、放射線画像撮影装置１で、各撮影方法と１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃとをそれぞれ対応付けたテーブルを備えるように構成する。そして、上位システムであるコンソール５８から放射線画像撮影装置１に対して、これから行われる撮影に関する撮影方法を通知する。

そして、放射線画像撮影装置１で、通知された撮影方法に対応する、１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを割り出して、前述した１回の撮影ごとのキャパシター２４の残存電圧Ｖの低下分δＶ（上記（１２）式参照）を算出するように構成することも可能である。

このように構成すれば、撮影システム１００、２００において、撮影方法が変わる場合にも、それに応じて１回の撮影でキャパシター２４から消費される電荷量Ｑｃを適切に可変させて撮影禁止電圧Ｖnpを可変させて設定することが可能となる。そのため、キャパシター２４の残存電圧Ｖの上限値Ｖmaxから撮影禁止電圧ＶnpまでのレンジＲａ（図９参照）を撮影方法に応じて最大限に拡大することが可能となり、上記の実施形態に係る有益な効果をより効果的に発揮させることが可能となる。

なお、上記の実施形態や変形例では、主に、撮影用電子機器が放射線画像撮影装置１である場合について説明したが、デジタルカメラ等の種々の撮影用電子機器についても、本発明を適用することが可能である。また、それらの撮影用電子機器を用いた撮影システムについても、本発明を適用することが可能である。

１ 放射線画像撮影装置（撮影用電子機器）
７ 撮像素子
２２ 制御手段（推定手段、撮影禁止電圧設定手段、制御手段）
２４ キャパシター
５８ コンソール（上位システム）
１００、２００ 撮影システム
Ｃ キャパシターの容量
Ｑｃ １回の撮影でキャパシターから消費される電荷量
Ｖ 充電電圧、残存電圧
Ｖmin 残存電圧の下限値
Ｖnp 撮影禁止電圧
Ｖod 過放電保護電圧
Ｖssd システムシャットダウン電圧
ΔＴth 所定時間
ΔＶ 充電電圧の上昇分
δＶ １回の撮影ごとにキャパシターの残存電圧が低下する残存電圧の低下分

Claims (10)

1. 充電可能なキャパシターを備える撮影用電子機器において、
   前記キャパシターに対して充電が行われる際の、前記キャパシターに充電されている充電電圧の変化に基づいて前記キャパシターの容量を推定する推定手段と、
   前記推定手段が推定した前記キャパシターの容量に応じて、１回の撮影ごとに前記キャパシターの残存電圧が低下する前記残存電圧の低下分を算出し、算出した前記１回の撮影ごとの前記残存電圧の低下分に基づいて、前記キャパシターの残存電圧に対して撮影禁止電圧を可変させて設定する撮影禁止電圧設定手段と、
   前記キャパシターの残存電圧が、前記撮影禁止電圧設定手段が設定した前記撮影禁止電圧より高い電圧値である場合には撮影を行うことを許容し、前記撮影禁止電圧以下の電圧値である場合には撮影を行うことを禁止する制御手段と、
   を備えることを特徴とする撮影用電子機器。
2. 前記キャパシターは、リチウムイオンキャパシターまたは電気二重層キャパシターであることを特徴とする請求項１に記載の撮影用電子機器。
3. 前記推定手段は、前記キャパシターに対して定電流充電が行われる際に、所定時間が経過した時点での前記充電電圧の上昇分に基づいて前記キャパシターの容量を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮影用電子機器。
4. 二次元状に配列された複数の撮像素子を備える放射線画像撮影装置として構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮影用電子機器。
5. 前記撮影禁止電圧設定手段は、算出した前記１回の撮影ごとの残存電圧の低下分、または算出した当該残存電圧の低下分に所定の電圧値を加算した値を、システムシャットダウン電圧、過放電保護電圧または前記残存電圧の下限値に加算して、前記撮影禁止電圧を算出して設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の撮影用電子機器。
6. 前記撮影禁止電圧設定手段は、前記推定手段が推定した前記キャパシターの容量に応じて、前記キャパシターの残存電圧に対して、前記システムシャットダウン電圧をも可変させて設定することを特徴とする請求項５に記載の撮影用電子機器。
7. 前記撮影禁止電圧設定手段は、前記推定手段が推定した前記キャパシターの容量と、１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量とに基づいて、１回の撮影ごとに前記キャパシターの残存電圧が低下する前記残存電圧の低下分を算出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の撮影用電子機器。
8. 前記１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量は、撮影ごとに設定されることを特徴とする請求項７に記載の撮影用電子機器。
9. 請求項７または請求項８に記載の撮影用電子機器を備える撮影システムにおいて、
   さらに、前記撮影用電子機器に対して、前記１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量を通知する上位システムを備えることを特徴とする撮影システム。
10. 請求項７または請求項８に記載の撮影用電子機器を備える撮影システムにおいて、
    さらに、前記撮影用電子機器に対して、撮影方法を通知する上位システムを備え、
    前記撮影用電子機器の前記撮影禁止電圧設定手段は、前記上位システムから通知された前記撮影方法に対応する、前記１回の撮影で前記キャパシターから消費される電荷量を割り出して、前記１回の撮影ごとに前記キャパシターの残存電圧が低下する前記残存電圧の低下分を算出することを特徴とする撮影システム。

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