ディテクタパネルおよびＸ線撮影装置
【課題】低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネル、および、そのようなディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置を実現する。
【解決手段】Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルは、Ｘ線検出信号を処理する第１の信号処理回路(600-604)と、第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路(606,608)と、電池(60)の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路(620)と、第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整してＸ線検出器および第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路(630)と、第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路(700)を具備する。
【解決手段】Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルは、Ｘ線検出信号を処理する第１の信号処理回路(600-604)と、第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路(606,608)と、電池(60)の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路(620)と、第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整してＸ線検出器および第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路(630)と、第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路(700)を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディテクタパネル(detector panel)およびＸ線撮影装置に関し、特に、Ｘ線検出器とインターフェース(interface)用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネル、および、そのようなディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影装置の一種に、モバイル(mobile)型のものがある。この種のＸ線撮影装置は、移動型のシステムコンソールと可搬型のディテクタパネルで構成される。システムコンソールはＸ線照射手段と制御手段を備え、ディテクタパネルはＸ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵する。
【０００３】
Ｘ線撮影は、Ｘ線撮影装置を患者の病室まで移動させて行われる。病室での撮影は、ディテクタパネルを患者の撮影部位にあてがい、反対側からＸ線を照射することによって行われる。ディテクタパネルが検出したＸ線信号は、有線または無線でシステムコンソールに伝送される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ディテクタパネル内では、電池の電力が電源供給回路を通じて各電力需要部に供給される。電源供給回路としては、消費電力が少なくかつ電源電圧変動除去比(power supply rejection ratio : PSRR)が高いものが用いられる。低消費電力化により電池の使用時間を延ばし、高ＰＳＲＲ化によりＸ線画像への電源ノイズ(noise)の影響を低減する。
【０００５】
低消費電力かつ高ＰＳＲＲの電源供給回路は、スイッチングレギュレータ(switching regulator)とリニアレギュレータ(linear regulator)の直列接続によって構成される。スイッチングレギュレータは、消費電力の低減に寄与する。リニアレギュレータは、ＰＳＲＲの向上に寄与する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３６２２７号公報（段落番号００１７-００２０、図１）
【特許文献２】特開平０５−０７９３９８号公報（段落番号０００９-００１０、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リニアレギュレータ単体のＰＳＲＲには限度があるので、所望の高ＰＳＲＲを達成するためにリニアレギュレータが複数個直列に接続されるが、リニアレギュレータの個数に応じて消費電力が増加するので、その分だけ電池の使用時間が短くなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネル、および、そのようなディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための発明は、第１の観点では、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルであって、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備することを特徴とするディテクタパネルである。
【０００９】
課題を解決するための発明は、第２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うことを特徴とする第１の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１０】
課題を解決するための発明は、第３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されることを特徴とする第２の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１１】
課題を解決するための発明は、第４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われることを特徴とする第３の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１２】
課題を解決するための発明は、第５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となることを特徴とする第４の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１３】
課題を解決するための発明は、第６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであることを特徴とする第５の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１４】
課題を解決するための発明は、第７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されることを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
課題を解決するための発明は、第８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されることを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１５】
課題を解決するための発明は、第９の観点では、前記動作モードを手動設定するための操作部を有することを特徴とする第８の観点に記載のディテクタパネルである。
課題を解決するための発明は、第１０の観点では、前記動作モードを表示するための表示部を有することを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１６】
課題を解決するための発明は、第１１の観点では、Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置であって、前記ディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１７】
課題を解決するための発明は、第１２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うことを特徴とする第１１の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００１８】
課題を解決するための発明は、第１３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されることを特徴とする第１２の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００１９】
課題を解決するための発明は、第１４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われることを特徴とする第１３の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２０】
課題を解決するための発明は、第１５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となることを特徴とする第１４の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２１】
課題を解決するための発明は、第１６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであることを特徴とする第１５の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２２】
課題を解決するための発明は、第１７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されることを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
課題を解決するための発明は、第１８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されることを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２３】
課題を解決するための発明は、第１９の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを手動設定するための操作部を有することを特徴とする第１８の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２４】
課題を解決するための発明は、第２０の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを表示するための表示部を有することを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、第１の観点では、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備するので、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネルを実現することができる。
【００２６】
本発明によれば、第１１の観点では、Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置において、前記ディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備するので、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置を実現することができる。
【００２７】
本発明によれば、第２または第１２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うので、切り替えを適応的に行うことができる。
【００２８】
本発明によれば、第３または第１３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されるので、出力電圧の変更を的確に行うことができる。
【００２９】
本発明によれば、第４または第１４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われるので、切り替えをディジタル的に制御することができる。
【００３０】
本発明によれば、第５または第１５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となるので、レジスタの内容を１ビットとすることができる。
【００３１】
本発明によれば、第６または第１６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであるので、１ビットのレジスタで低電力モードと低ノイズモードを表すことができる。
【００３２】
本発明によれば、第７または第１７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されるので、動作モードの設定を遠隔的に行うことができる。
本発明によれば、第８または第１８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されるので、動作モードの設定を直接的に行うことができる。
【００３３】
本発明によれば、第９または第１９の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを手動設定するための操作部を有するので、動作モードの手動設定を容易に行うことができる。
【００３４】
本発明によれば、第１０または第２０の観点では、前記動作モードを表示するための表示部を有するので、動作モードを容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図１に、Ｘ線撮影装置の外観を示す。本装置は発明を実施するため最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線撮影装置に関する発明を実施するため最良の形態の一例が示される。
【００３６】
図１に示すように、本装置は、システムコンソール１００を有する。システムコンソール１００は、本発明におけるシステムコンソールの一例である。システムコンソール１００は、概ね直方体状の箱型の構造物であり、内部に撮影制御用の電子回路が収容されている。撮影制御用の電子回路は、本発明における制御手段の一例である。
【００３７】
システムコンソール１００は、下部に移動用のキャスター(caster)１０２を有し、上部に手押し用のハンドル(handle)１０４を有する。これによって、本装置は、図２に示すように、自由に移動させることが可能な移動型のＸ線撮影装置となる。
【００３８】
システムコンソール１００の上面は操作パネル(panel)１０６となっており、例えば、グラフィックディスプレー(graphic display)やキーボード(keyboard)等のマン・マシンコミュニケーション(man-machine communication)機器を備えている。
【００３９】
システムコンソール１００の背後には垂直なコラム(column)１１０が設けられ、コラム１１０から水平に伸びるアーム(arm)１２０の先端にＸ線照射器１３０が取り付けられている。Ｘ線照射器１３０は、ケーブル１３２を通じてシステムコンソール１００から供給される高電圧によってＸ線を発生する。Ｘ線照射器１３０は、本発明におけるＸ線照射手段の一例である。
【００４０】
Ｘ線照射器１３０は、アーム１２０の先端において向きが変更可能となっている。アーム１２０はコラム１１０に沿って上下移動可能であり、コラム１１０は長手方向の軸を中心としてスピン(spin)可能となっている。
【００４１】
本装置は、ディテクタパネル２００を有する。ディテクタパネル２００は、概ね矩形の板状の構造物であり、システムコンソール１００とは別体に構成され、持ち運び可能となっている。ディテクタパネル２００は、非撮影時にはシステムコンソール１００の正面の収納部１０８に収納され、撮影時に収納部１０８から取出して使用される。
【００４２】
図３に、本装置の使用中の情景を示す。図３に示すように、本装置は病室で使用される。Ｘ線撮影は、ディテクタパネル２００を例えば患者の後側にあてがい、Ｘ線照射器１３０で前側からＸ線を照射することによって行う。ディテクタパネル２００が検出したＸ線信号は、有線または無線でシステムコンソール１００に伝送される。
【００４３】
ディテクタパネル２００は、発明を実施するため最良の形態の一例である。ディテクタパネル２００の構成によって、ディテクタパネルに関する発明を実施するため最良の形態の一例が示される。
【００４４】
図４に、ディテクタパネル２００の基本構成を示す。図４に示すように、ディテクタパネル２００は、筐状のケース(case)５５に、矩形の板状のＸ線検出器アセンブリ(assembly)５１を収容したものとなっている。ケース５５は、Ｘ線検出器アセンブリ５１のＸ線検出面に対向する上面がＸ線透過性の材料で構成され、一端部に取手５５２を有する。
【００４５】
ケース５５内には、電源用の電池６０がＸ線検出器アセンブリ５１の裏側に設けられている。電池６０としては、例えば二次電池が用いられ、再充電により繰り返し使用できるようになっている。なお、電池６０としては、二次電池に限らず一時電池を用いるようにしても良い。電池６０は、本発明における電池の一例である。
【００４６】
図５に、ディテクタパネル２００の内部構成の一例を模式的に示す。図５は、ディテクタパネル２００の垂直断面図である。図５に示すように、Ｘ線検出器アセンブリ５１は、Ｘ線検出器５２と支持基板５３と電気回路基板５４で構成される。Ｘ線検出器５２は支持基板５３の表面に設けられ、電気回路基板５４は支持基板５３の裏面に設けられ、両者はフレキシブル(flexible)回路基板５６で電気的に接続される。
【００４７】
Ｘ線検出器５２は、シンチレータ層５２ａと光電変換層５２ｂとガラスサブストレート(glass substrate)５２ｃの積層体となっており、シンチレータ層５２ａでＸ線を光に変換し、光電変換層５２ｂで光を電気信号に変換する。
【００４８】
光電変換層５２ｂは、光電変換素子の２次元アレイ(array)で構成される。光電変換素子の２次元アレイは、周知のアクティブマトリクス(active matrix)となっている。アクティブマトリクスは、光電変換用のフォトダイオード(photo diode)と、その出力電流を蓄積するキャパシタ(capacitor)と、その電荷を出力する薄膜トランジスタ(thin film transistor : TFT)を１単位とする。アクティブマトリクスの１単位は、Ｘ線画像の１ピクセル(pixel)に相当する。
【００４９】
光電変換層５２ｂで変換された電気信号は、フレキシブル回路基板５６を通じて電気回路基板５４に入力される。電気回路基板５４には電気回路が搭載されている。電気回路は、システムコンソール１００に対するインターフェース(interface)であって、入力信号をディジタルデータ(digital data)に変換して、有線または無線でシステムコンソール１００に伝送する。
【００５０】
支持基板５３の裏面には、角部に４本のスペーサ(spacer)が形成されている。スペーサ５７ｂは、支持基板５３と一体構造となっている。支持基板５３はスペーサ５７ｂによって、ケース５５の内底壁の上に自立している。スペーサ５７ｂの下端は、ケース５５の内底壁に、接着あるいはねじ止め等により固定される。
【００５１】
図６に、ディテクタパネル２００の電気的構成をブロック(block)図によって示す。図６に示すように、検出アレイ６００によってＸ線が検出され、検出信号がフロントエンドアナログ(front-end analog)変換回路６０２によって電圧信号に変換され、電圧信号が読出回路６０４によって読み出される。
【００５２】
検出アレイ６００は、シンチレータ層とフォトダイオードのアレイに相当し、フロントエンドアナログ変換回路６０２は、キャパシタのアレイに相当し、読出回路６０４は、ＴＦＴのアレイに相当する。これらは、いずれも微小なアナログ信号を取り扱う回路であり、ノイズの影響を受けやすいものとなる。
【００５３】
検出アレイ６００は、本発明におけるＸ線検出器の一例である。フロントエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４は、本発明における第１の信号処理回路の一例であり、また、インターフェース用の信号処理回路の一例である。
【００５４】
読出回路６０４の出力信号は、バックエンドディジタル(back-end digital)論理回路６０６でディジタル信号化され、ディジタル信号は、画像データ処理回路６０８で画像データ化されてシステムコンソール１００に伝送される。
【００５５】
バックエンドディジタル論理回路６０６および画像データ処理回路６０８は、いずれもディジタル的に信号を処理する回路であり、ノイズの影響を受けにくいものとなる。バックエンドディジタル論理回路６０６および画像データ処理回路６０８は、本発明における第２の信号処理回路の一例であり、また、インターフェース用の信号処理回路の一例である。
【００５６】
システムコンソール１００または電池６０から供給される電源電圧が、セレクタ６１０を通じてスイッチング電源回路６２０に入力される。システムコンソール１００からの電源供給は、ディテクタパネル２００が有線でシステムコンソール１００に接続されているときだけ行われ、それ以外は電池６０からの電源供給が行われる。
【００５７】
スイッチング電源回路６２０は、入力電圧をスイッチングレギュレーション(switching regulation)により調整して、バックエンドディジタル論理回路６０６と画像データ処理回路６０８に電源電圧として供給する。スイッチング電源回路６２０は、スイッチングレギュレータで構成される。スイッチング電源回路６２０は、本発明における第１の電源供給回路の一例である。
【００５８】
スイッチング電源回路６２０の出力電圧は、リニア電源回路６３０に入力される。リニア電源回路６３０は、スイッチング電源回路６２０の出力電圧をリニアレギュレーション(linear regulation)により調整して、検出アレイ６００、フロントエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４に電源電圧として供給する。リニア電源回路６３０は、本発明における第２の電源供給回路の一例である。
【００５９】
リニア電源回路６３０は、リニアレギュレータで構成される。リニアレギュレータとしては、ロードロップアウト・リニアレギュレータ(low-dropout linear regulator : LDO)が用いられる。
【００６０】
リニア電源回路６３０は、２つのＬＤＯを有する。それらは、１つのＬＤＯの単独接続状態と２つのＬＤＯの直列接続状態のいずれかに切り替え可能になっている。接続状態の切り替えは、切替回路７００によって行われる。切替回路７００は、本発明における切替手段の一例である。
【００６１】
図７に、スイッチング電源回路６２０、リニア電源回路６３０および切替回路７００の電気的構成をブロック図によって示す。図７に示すように、スイッチング電源回路６２０は、スイッチングレギュレータ６２２を有する。スイッチングレギュレータ６２２には、その出力電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列回路で分圧されてフィードバック(feed back)される。
【００６２】
グラウンド(ground)側の抵抗Ｒ４には、切替スイッチ６２４によって、抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２が並列に接続される。抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ２より抵抗値が小さい。このため、抵抗Ｒ１が接続されたときは、抵抗Ｒ２が接続されたときよりもフィードバックゲイン(feed back gain)が低下し、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が増加する。
【００６３】
スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧は、切替スイッチ６２４の切り替えに応じて２段階に変化し、抵抗Ｒ２側（（１）側）に切り替えられたときは相対的に低電圧となり、抵抗Ｒ１側（（０）側）に切り替えられたときは相対的に高電圧となる。このような出力電圧が、リニア電源回路６３０に入力される。
【００６４】
リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２、ＬＤＯ2６３４、切替スイッチ６３６およびコンパレータ(comparator)６３８を有する。ＬＤＯ2６３４は入力段のＬＤＯであり、ＬＤＯ1６３２は出力段のＬＤＯである。ＬＤＯ2６３４の出力電圧はＬＤＯ1６３２に入力され、ＬＤＯ1６３２の出力電圧は負荷に供給される。
【００６５】
切替スイッチ６３６は、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧の入力先を、ＬＤＯ1６３２側（（Ｂ）側）またはＬＤＯ2６３４側（（Ａ）側）に切り替える。（Ｂ）側に切り替えたときはＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、（Ｂ）側に切り替えたときはＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６６】
切替スイッチ６３６の切り替えは、コンパレータ６３８によって行われる。コンパレータ６３８は、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧をリファレンス(reference)電圧ＶREFと比較し、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧がリファレンス電圧ＶREFより小さいときは、切替スイッチ６３６を（Ｂ）側に切り替え、リファレンス電圧ＶREFより大きいときは、切替スイッチ６３６を（Ａ）側に切り替える。
【００６７】
リファレンス電圧ＶREFは、２段階に変化するスイッチングレギュレータ６２２の出力電圧の中間値となるように設定されている。このため、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が相対的に低電圧のときは、ＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が相対的に高電圧のときは、ＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６８】
スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧は、切替えスイッチ６２４が（１）側に切替えられたとき相対的に低電圧となり、（０）側に切替えられたとき相対的に高電圧となるので、結局、切替えスイッチ６２４が（１）側に切替えられたときＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、切替えスイッチ６２４が（０）側に切替えられたときＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６９】
切替スイッチ６２４の切り替えは、レジスタ(register)７２０の内容に応じて行われる。レジスタ７２０内容は、１ビット(bit)のデータである。切替えスイッチ６２４は、１ビットデータの論理値が「０」のとき（０）側に切り替えられ、１ビットデータの論理値が「１」のとき（１）側に切り替えられる。
【００７０】
レジスタ７２０の１ビットデータの論理値は、表示器７２２で表示される。表示器７２２は２つの表示態様の一方と他方によって、それぞれ、論理値「０」と「１」を表示する。そのような表示器としては、例えば、視覚的表示器等が用いられる。視覚的表示器としては、例えば、ＬＥＤ(light emitting diode)等が用いられる。表示器７２２は、本発明における表示部の一例である。
【００７１】
レジスタ７２０のデータは、操作器７２４を通じて、ユーザー(user)が手動的に設定できるようになっている。操作器７２４は、２つのキー(key)ＮＦＰ（０）およびＬＰＰ（１）を有する。操作器７２４は、本発明における操作部の一例である。
【００７２】
ＮＦＰ（０）は、ノイズ除去指定(noise free preference : NFP)を表し、ＬＰＰ（１）は低電力指定(low power preference : LPP)を表す。ユーザーは、ディテクタパネル２００の動作モードを低ノイズモードにするときは、ＮＦＰ（０）キーを操作して論理値「０」を設定し、ディテクタパネル２００の動作モードを低電力モードにするときは、ＬＰＰ（１）キーを操作して論理値「１」を設定する。
【００７３】
レジスタ７２０のデータは、システムコマンド(command)による設定も可能になっている。システムコマンドは、システムコンソール１００から通信によって与えられる。これによって、低ノイズモードまたは低電力モードを遠隔操作で設定することができる。
【００７４】
レジスタ７２０のデータは、クリア(clear)回路７２６によってクリアされて「０」となる。クリア回路７２６によるデータクリアは、ディテクタパネル２００がシステムコンソール１００に有線接続されたときに行われる。
【００７５】
有線接続されたときは、システムコンソール１００からディテクタパネル２００に電源が供給され、電池６０の電力は消費されないので、ディテクタパネル２００を低電力モードにする必要がない。そこで、レジスタの内容をクリアして強制的に低ノイズモードにする。
【００７６】
操作器７２４またはシステムコマンドにより、レジスタ７２０に「０」が設定されたとき、あるいは、クリア回路７２６によりレジスタ７２０がクリアされたときは、リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態となる。
【００７７】
この状態では、リニア電源回路６３０のＰＳＲＲは、ＬＤＯ1６３２のＰＳＲＲとＬＤＯ2６３４のＰＳＲＲの積となるので、その出力電圧は電源ノイズすなわち電圧のリップル(ripple)が極めて小さいものとなり、これによって、低ノイズモードでのディテクタパネルの動作が可能になる。
【００７８】
このような電圧が、検出アレイ６００、フロンドエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４に電源電圧として供給されるので、フロントエンドのアナログ信号に混入する電源のイズは無視できる程度に小さくなる。したがって、Ｘ線画像として高品質の画像を得ることができる。
【００７９】
これに対して、操作器７２４またはシステムコマンドにより、レジスタ７２０に「１」が設定されたときは、リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２の単独接続状態となる。この状態では、リニア電源回路６３０において電力を消費するものはＬＤＯ1６３２だけとなるので、消費電力が減少する。これによって、低電力モードでのディテクタパネルの動作が可能になり、電池６０の使用可能時間を延ばすことができる。
【００８０】
ただし、このとき、リニア電源回路６３０の出力電圧のリップルは、低ノイズモードのときよりも大きくなるので、Ｘ線画像の品質は低ノイズモード時の品質には及ばないが、電池６０の使用可能期間延長とのトレードオフ(trade-off)として許容可能な範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】Ｘ線撮影装置の外観を示す図である。
【図２】Ｘ線撮影装置の移動中の様子を示す図である。
【図３】Ｘ線撮影装置で患者を撮影する様子を示す図である。
【図４】ディテクタパネルの基本構成を示す図である。
【図５】ディテクタパネルの内部構成を示す図である。
【図６】ディテクタパネルの電気的構成を示すブロック図である。
【図７】スイッチング電源回路、リニア電源回路および切替回路の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
５１ ： Ｘ線検出器アセンブリ
５２ ： Ｘ線検出器
５３ ： 支持基板
５４ ： 電気回路基板
５５ ： ケース
５６ ： フレキシブル回路基板
６０ ： 電池
１００ ： システムコンソール
１００ ： ディテクタ
１０８ ： 収納部
１１０ ： コラム
１２０ ： アーム
１３０ ： Ｘ線照射器
１３２ ： ケーブル
２００ ： ディテクタパネル
５５２ ： 取手
６００ ： 検出アレイ
６０２ ： フロントエンドアナログ変換回路
６０４ ： 読出回路
６０６ ： バックエンドディジタル論理回路
６０８ ： 画像データ処理回路
６１０ ： セレクタ
６２０ ： スイッチング電源回路
６２２ ： スイッチングレギュレータ
６２４ ： 切替スイッチ
６３０ ： リニア電源回路
６３２ ： ＬＤＯ1
６３４ ： ＬＤＯ2
６３６ ： 切替スイッチ
６３８ ： コンパレータ
７００ ： 切替回路
７２０ ： レジスタ
７２２ ： 表示器
７２４ ： 操作器
７２６ ： クリア回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディテクタパネル(detector panel)およびＸ線撮影装置に関し、特に、Ｘ線検出器とインターフェース(interface)用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネル、および、そのようなディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線撮影装置の一種に、モバイル(mobile)型のものがある。この種のＸ線撮影装置は、移動型のシステムコンソールと可搬型のディテクタパネルで構成される。システムコンソールはＸ線照射手段と制御手段を備え、ディテクタパネルはＸ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵する。
【０００３】
Ｘ線撮影は、Ｘ線撮影装置を患者の病室まで移動させて行われる。病室での撮影は、ディテクタパネルを患者の撮影部位にあてがい、反対側からＸ線を照射することによって行われる。ディテクタパネルが検出したＸ線信号は、有線または無線でシステムコンソールに伝送される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ディテクタパネル内では、電池の電力が電源供給回路を通じて各電力需要部に供給される。電源供給回路としては、消費電力が少なくかつ電源電圧変動除去比(power supply rejection ratio : PSRR)が高いものが用いられる。低消費電力化により電池の使用時間を延ばし、高ＰＳＲＲ化によりＸ線画像への電源ノイズ(noise)の影響を低減する。
【０００５】
低消費電力かつ高ＰＳＲＲの電源供給回路は、スイッチングレギュレータ(switching regulator)とリニアレギュレータ(linear regulator)の直列接続によって構成される。スイッチングレギュレータは、消費電力の低減に寄与する。リニアレギュレータは、ＰＳＲＲの向上に寄与する（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３３６２２７号公報（段落番号００１７-００２０、図１）
【特許文献２】特開平０５−０７９３９８号公報（段落番号０００９-００１０、図１，２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リニアレギュレータ単体のＰＳＲＲには限度があるので、所望の高ＰＳＲＲを達成するためにリニアレギュレータが複数個直列に接続されるが、リニアレギュレータの個数に応じて消費電力が増加するので、その分だけ電池の使用時間が短くなる。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネル、および、そのようなディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
課題を解決するための発明は、第１の観点では、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルであって、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備することを特徴とするディテクタパネルである。
【０００９】
課題を解決するための発明は、第２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うことを特徴とする第１の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１０】
課題を解決するための発明は、第３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されることを特徴とする第２の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１１】
課題を解決するための発明は、第４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われることを特徴とする第３の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１２】
課題を解決するための発明は、第５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となることを特徴とする第４の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１３】
課題を解決するための発明は、第６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであることを特徴とする第５の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１４】
課題を解決するための発明は、第７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されることを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
課題を解決するための発明は、第８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されることを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１５】
課題を解決するための発明は、第９の観点では、前記動作モードを手動設定するための操作部を有することを特徴とする第８の観点に記載のディテクタパネルである。
課題を解決するための発明は、第１０の観点では、前記動作モードを表示するための表示部を有することを特徴とする第６の観点に記載のディテクタパネルである。
【００１６】
課題を解決するための発明は、第１１の観点では、Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置であって、前記ディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備することを特徴とするＸ線撮影装置である。
【００１７】
課題を解決するための発明は、第１２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うことを特徴とする第１１の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００１８】
課題を解決するための発明は、第１３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されることを特徴とする第１２の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００１９】
課題を解決するための発明は、第１４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われることを特徴とする第１３の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２０】
課題を解決するための発明は、第１５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となることを特徴とする第１４の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２１】
課題を解決するための発明は、第１６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであることを特徴とする第１５の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２２】
課題を解決するための発明は、第１７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されることを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
課題を解決するための発明は、第１８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されることを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２３】
課題を解決するための発明は、第１９の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを手動設定するための操作部を有することを特徴とする第１８の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【００２４】
課題を解決するための発明は、第２０の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを表示するための表示部を有することを特徴とする第１６の観点に記載のＸ線撮影装置である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、第１の観点では、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備するので、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネルを実現することができる。
【００２６】
本発明によれば、第１１の観点では、Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置において、前記ディテクタパネルは、前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路を具備するので、低電力重視の動作と低ノイズ重視の動作の切り替えが可能なディテクタパネルを備えたＸ線撮影装置を実現することができる。
【００２７】
本発明によれば、第２または第１２の観点では、前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行うので、切り替えを適応的に行うことができる。
【００２８】
本発明によれば、第３または第１３の観点では、前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更されるので、出力電圧の変更を的確に行うことができる。
【００２９】
本発明によれば、第４または第１４の観点では、前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われるので、切り替えをディジタル的に制御することができる。
【００３０】
本発明によれば、第５または第１５の観点では、前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となるので、レジスタの内容を１ビットとすることができる。
【００３１】
本発明によれば、第６または第１６の観点では、前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードであるので、１ビットのレジスタで低電力モードと低ノイズモードを表すことができる。
【００３２】
本発明によれば、第７または第１７の観点では、前記動作モードは、通信によって設定されるので、動作モードの設定を遠隔的に行うことができる。
本発明によれば、第８または第１８の観点では、前記動作モードは、手動的に設定されるので、動作モードの設定を直接的に行うことができる。
【００３３】
本発明によれば、第９または第１９の観点では、前記ディテクタパネルは、前記動作モードを手動設定するための操作部を有するので、動作モードの手動設定を容易に行うことができる。
【００３４】
本発明によれば、第１０または第２０の観点では、前記動作モードを表示するための表示部を有するので、動作モードを容易に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
図１に、Ｘ線撮影装置の外観を示す。本装置は発明を実施するため最良の形態の一例である。本装置の構成によって、Ｘ線撮影装置に関する発明を実施するため最良の形態の一例が示される。
【００３６】
図１に示すように、本装置は、システムコンソール１００を有する。システムコンソール１００は、本発明におけるシステムコンソールの一例である。システムコンソール１００は、概ね直方体状の箱型の構造物であり、内部に撮影制御用の電子回路が収容されている。撮影制御用の電子回路は、本発明における制御手段の一例である。
【００３７】
システムコンソール１００は、下部に移動用のキャスター(caster)１０２を有し、上部に手押し用のハンドル(handle)１０４を有する。これによって、本装置は、図２に示すように、自由に移動させることが可能な移動型のＸ線撮影装置となる。
【００３８】
システムコンソール１００の上面は操作パネル(panel)１０６となっており、例えば、グラフィックディスプレー(graphic display)やキーボード(keyboard)等のマン・マシンコミュニケーション(man-machine communication)機器を備えている。
【００３９】
システムコンソール１００の背後には垂直なコラム(column)１１０が設けられ、コラム１１０から水平に伸びるアーム(arm)１２０の先端にＸ線照射器１３０が取り付けられている。Ｘ線照射器１３０は、ケーブル１３２を通じてシステムコンソール１００から供給される高電圧によってＸ線を発生する。Ｘ線照射器１３０は、本発明におけるＸ線照射手段の一例である。
【００４０】
Ｘ線照射器１３０は、アーム１２０の先端において向きが変更可能となっている。アーム１２０はコラム１１０に沿って上下移動可能であり、コラム１１０は長手方向の軸を中心としてスピン(spin)可能となっている。
【００４１】
本装置は、ディテクタパネル２００を有する。ディテクタパネル２００は、概ね矩形の板状の構造物であり、システムコンソール１００とは別体に構成され、持ち運び可能となっている。ディテクタパネル２００は、非撮影時にはシステムコンソール１００の正面の収納部１０８に収納され、撮影時に収納部１０８から取出して使用される。
【００４２】
図３に、本装置の使用中の情景を示す。図３に示すように、本装置は病室で使用される。Ｘ線撮影は、ディテクタパネル２００を例えば患者の後側にあてがい、Ｘ線照射器１３０で前側からＸ線を照射することによって行う。ディテクタパネル２００が検出したＸ線信号は、有線または無線でシステムコンソール１００に伝送される。
【００４３】
ディテクタパネル２００は、発明を実施するため最良の形態の一例である。ディテクタパネル２００の構成によって、ディテクタパネルに関する発明を実施するため最良の形態の一例が示される。
【００４４】
図４に、ディテクタパネル２００の基本構成を示す。図４に示すように、ディテクタパネル２００は、筐状のケース(case)５５に、矩形の板状のＸ線検出器アセンブリ(assembly)５１を収容したものとなっている。ケース５５は、Ｘ線検出器アセンブリ５１のＸ線検出面に対向する上面がＸ線透過性の材料で構成され、一端部に取手５５２を有する。
【００４５】
ケース５５内には、電源用の電池６０がＸ線検出器アセンブリ５１の裏側に設けられている。電池６０としては、例えば二次電池が用いられ、再充電により繰り返し使用できるようになっている。なお、電池６０としては、二次電池に限らず一時電池を用いるようにしても良い。電池６０は、本発明における電池の一例である。
【００４６】
図５に、ディテクタパネル２００の内部構成の一例を模式的に示す。図５は、ディテクタパネル２００の垂直断面図である。図５に示すように、Ｘ線検出器アセンブリ５１は、Ｘ線検出器５２と支持基板５３と電気回路基板５４で構成される。Ｘ線検出器５２は支持基板５３の表面に設けられ、電気回路基板５４は支持基板５３の裏面に設けられ、両者はフレキシブル(flexible)回路基板５６で電気的に接続される。
【００４７】
Ｘ線検出器５２は、シンチレータ層５２ａと光電変換層５２ｂとガラスサブストレート(glass substrate)５２ｃの積層体となっており、シンチレータ層５２ａでＸ線を光に変換し、光電変換層５２ｂで光を電気信号に変換する。
【００４８】
光電変換層５２ｂは、光電変換素子の２次元アレイ(array)で構成される。光電変換素子の２次元アレイは、周知のアクティブマトリクス(active matrix)となっている。アクティブマトリクスは、光電変換用のフォトダイオード(photo diode)と、その出力電流を蓄積するキャパシタ(capacitor)と、その電荷を出力する薄膜トランジスタ(thin film transistor : TFT)を１単位とする。アクティブマトリクスの１単位は、Ｘ線画像の１ピクセル(pixel)に相当する。
【００４９】
光電変換層５２ｂで変換された電気信号は、フレキシブル回路基板５６を通じて電気回路基板５４に入力される。電気回路基板５４には電気回路が搭載されている。電気回路は、システムコンソール１００に対するインターフェース(interface)であって、入力信号をディジタルデータ(digital data)に変換して、有線または無線でシステムコンソール１００に伝送する。
【００５０】
支持基板５３の裏面には、角部に４本のスペーサ(spacer)が形成されている。スペーサ５７ｂは、支持基板５３と一体構造となっている。支持基板５３はスペーサ５７ｂによって、ケース５５の内底壁の上に自立している。スペーサ５７ｂの下端は、ケース５５の内底壁に、接着あるいはねじ止め等により固定される。
【００５１】
図６に、ディテクタパネル２００の電気的構成をブロック(block)図によって示す。図６に示すように、検出アレイ６００によってＸ線が検出され、検出信号がフロントエンドアナログ(front-end analog)変換回路６０２によって電圧信号に変換され、電圧信号が読出回路６０４によって読み出される。
【００５２】
検出アレイ６００は、シンチレータ層とフォトダイオードのアレイに相当し、フロントエンドアナログ変換回路６０２は、キャパシタのアレイに相当し、読出回路６０４は、ＴＦＴのアレイに相当する。これらは、いずれも微小なアナログ信号を取り扱う回路であり、ノイズの影響を受けやすいものとなる。
【００５３】
検出アレイ６００は、本発明におけるＸ線検出器の一例である。フロントエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４は、本発明における第１の信号処理回路の一例であり、また、インターフェース用の信号処理回路の一例である。
【００５４】
読出回路６０４の出力信号は、バックエンドディジタル(back-end digital)論理回路６０６でディジタル信号化され、ディジタル信号は、画像データ処理回路６０８で画像データ化されてシステムコンソール１００に伝送される。
【００５５】
バックエンドディジタル論理回路６０６および画像データ処理回路６０８は、いずれもディジタル的に信号を処理する回路であり、ノイズの影響を受けにくいものとなる。バックエンドディジタル論理回路６０６および画像データ処理回路６０８は、本発明における第２の信号処理回路の一例であり、また、インターフェース用の信号処理回路の一例である。
【００５６】
システムコンソール１００または電池６０から供給される電源電圧が、セレクタ６１０を通じてスイッチング電源回路６２０に入力される。システムコンソール１００からの電源供給は、ディテクタパネル２００が有線でシステムコンソール１００に接続されているときだけ行われ、それ以外は電池６０からの電源供給が行われる。
【００５７】
スイッチング電源回路６２０は、入力電圧をスイッチングレギュレーション(switching regulation)により調整して、バックエンドディジタル論理回路６０６と画像データ処理回路６０８に電源電圧として供給する。スイッチング電源回路６２０は、スイッチングレギュレータで構成される。スイッチング電源回路６２０は、本発明における第１の電源供給回路の一例である。
【００５８】
スイッチング電源回路６２０の出力電圧は、リニア電源回路６３０に入力される。リニア電源回路６３０は、スイッチング電源回路６２０の出力電圧をリニアレギュレーション(linear regulation)により調整して、検出アレイ６００、フロントエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４に電源電圧として供給する。リニア電源回路６３０は、本発明における第２の電源供給回路の一例である。
【００５９】
リニア電源回路６３０は、リニアレギュレータで構成される。リニアレギュレータとしては、ロードロップアウト・リニアレギュレータ(low-dropout linear regulator : LDO)が用いられる。
【００６０】
リニア電源回路６３０は、２つのＬＤＯを有する。それらは、１つのＬＤＯの単独接続状態と２つのＬＤＯの直列接続状態のいずれかに切り替え可能になっている。接続状態の切り替えは、切替回路７００によって行われる。切替回路７００は、本発明における切替手段の一例である。
【００６１】
図７に、スイッチング電源回路６２０、リニア電源回路６３０および切替回路７００の電気的構成をブロック図によって示す。図７に示すように、スイッチング電源回路６２０は、スイッチングレギュレータ６２２を有する。スイッチングレギュレータ６２２には、その出力電圧が抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列回路で分圧されてフィードバック(feed back)される。
【００６２】
グラウンド(ground)側の抵抗Ｒ４には、切替スイッチ６２４によって、抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２が並列に接続される。抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ２より抵抗値が小さい。このため、抵抗Ｒ１が接続されたときは、抵抗Ｒ２が接続されたときよりもフィードバックゲイン(feed back gain)が低下し、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が増加する。
【００６３】
スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧は、切替スイッチ６２４の切り替えに応じて２段階に変化し、抵抗Ｒ２側（（１）側）に切り替えられたときは相対的に低電圧となり、抵抗Ｒ１側（（０）側）に切り替えられたときは相対的に高電圧となる。このような出力電圧が、リニア電源回路６３０に入力される。
【００６４】
リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２、ＬＤＯ2６３４、切替スイッチ６３６およびコンパレータ(comparator)６３８を有する。ＬＤＯ2６３４は入力段のＬＤＯであり、ＬＤＯ1６３２は出力段のＬＤＯである。ＬＤＯ2６３４の出力電圧はＬＤＯ1６３２に入力され、ＬＤＯ1６３２の出力電圧は負荷に供給される。
【００６５】
切替スイッチ６３６は、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧の入力先を、ＬＤＯ1６３２側（（Ｂ）側）またはＬＤＯ2６３４側（（Ａ）側）に切り替える。（Ｂ）側に切り替えたときはＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、（Ｂ）側に切り替えたときはＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６６】
切替スイッチ６３６の切り替えは、コンパレータ６３８によって行われる。コンパレータ６３８は、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧をリファレンス(reference)電圧ＶREFと比較し、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧がリファレンス電圧ＶREFより小さいときは、切替スイッチ６３６を（Ｂ）側に切り替え、リファレンス電圧ＶREFより大きいときは、切替スイッチ６３６を（Ａ）側に切り替える。
【００６７】
リファレンス電圧ＶREFは、２段階に変化するスイッチングレギュレータ６２２の出力電圧の中間値となるように設定されている。このため、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が相対的に低電圧のときは、ＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧が相対的に高電圧のときは、ＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６８】
スイッチングレギュレータ６２２の出力電圧は、切替えスイッチ６２４が（１）側に切替えられたとき相対的に低電圧となり、（０）側に切替えられたとき相対的に高電圧となるので、結局、切替えスイッチ６２４が（１）側に切替えられたときＬＤＯ1６３２の単独接続状態が形成され、切替えスイッチ６２４が（０）側に切替えられたときＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態が形成される。
【００６９】
切替スイッチ６２４の切り替えは、レジスタ(register)７２０の内容に応じて行われる。レジスタ７２０内容は、１ビット(bit)のデータである。切替えスイッチ６２４は、１ビットデータの論理値が「０」のとき（０）側に切り替えられ、１ビットデータの論理値が「１」のとき（１）側に切り替えられる。
【００７０】
レジスタ７２０の１ビットデータの論理値は、表示器７２２で表示される。表示器７２２は２つの表示態様の一方と他方によって、それぞれ、論理値「０」と「１」を表示する。そのような表示器としては、例えば、視覚的表示器等が用いられる。視覚的表示器としては、例えば、ＬＥＤ(light emitting diode)等が用いられる。表示器７２２は、本発明における表示部の一例である。
【００７１】
レジスタ７２０のデータは、操作器７２４を通じて、ユーザー(user)が手動的に設定できるようになっている。操作器７２４は、２つのキー(key)ＮＦＰ（０）およびＬＰＰ（１）を有する。操作器７２４は、本発明における操作部の一例である。
【００７２】
ＮＦＰ（０）は、ノイズ除去指定(noise free preference : NFP)を表し、ＬＰＰ（１）は低電力指定(low power preference : LPP)を表す。ユーザーは、ディテクタパネル２００の動作モードを低ノイズモードにするときは、ＮＦＰ（０）キーを操作して論理値「０」を設定し、ディテクタパネル２００の動作モードを低電力モードにするときは、ＬＰＰ（１）キーを操作して論理値「１」を設定する。
【００７３】
レジスタ７２０のデータは、システムコマンド(command)による設定も可能になっている。システムコマンドは、システムコンソール１００から通信によって与えられる。これによって、低ノイズモードまたは低電力モードを遠隔操作で設定することができる。
【００７４】
レジスタ７２０のデータは、クリア(clear)回路７２６によってクリアされて「０」となる。クリア回路７２６によるデータクリアは、ディテクタパネル２００がシステムコンソール１００に有線接続されたときに行われる。
【００７５】
有線接続されたときは、システムコンソール１００からディテクタパネル２００に電源が供給され、電池６０の電力は消費されないので、ディテクタパネル２００を低電力モードにする必要がない。そこで、レジスタの内容をクリアして強制的に低ノイズモードにする。
【００７６】
操作器７２４またはシステムコマンドにより、レジスタ７２０に「０」が設定されたとき、あるいは、クリア回路７２６によりレジスタ７２０がクリアされたときは、リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２とＬＤＯ2６３４の直列接続状態となる。
【００７７】
この状態では、リニア電源回路６３０のＰＳＲＲは、ＬＤＯ1６３２のＰＳＲＲとＬＤＯ2６３４のＰＳＲＲの積となるので、その出力電圧は電源ノイズすなわち電圧のリップル(ripple)が極めて小さいものとなり、これによって、低ノイズモードでのディテクタパネルの動作が可能になる。
【００７８】
このような電圧が、検出アレイ６００、フロンドエンドアナログ変換回路６０２および読出回路６０４に電源電圧として供給されるので、フロントエンドのアナログ信号に混入する電源のイズは無視できる程度に小さくなる。したがって、Ｘ線画像として高品質の画像を得ることができる。
【００７９】
これに対して、操作器７２４またはシステムコマンドにより、レジスタ７２０に「１」が設定されたときは、リニア電源回路６３０は、ＬＤＯ1６３２の単独接続状態となる。この状態では、リニア電源回路６３０において電力を消費するものはＬＤＯ1６３２だけとなるので、消費電力が減少する。これによって、低電力モードでのディテクタパネルの動作が可能になり、電池６０の使用可能時間を延ばすことができる。
【００８０】
ただし、このとき、リニア電源回路６３０の出力電圧のリップルは、低ノイズモードのときよりも大きくなるので、Ｘ線画像の品質は低ノイズモード時の品質には及ばないが、電池６０の使用可能期間延長とのトレードオフ(trade-off)として許容可能な範囲にある。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】Ｘ線撮影装置の外観を示す図である。
【図２】Ｘ線撮影装置の移動中の様子を示す図である。
【図３】Ｘ線撮影装置で患者を撮影する様子を示す図である。
【図４】ディテクタパネルの基本構成を示す図である。
【図５】ディテクタパネルの内部構成を示す図である。
【図６】ディテクタパネルの電気的構成を示すブロック図である。
【図７】スイッチング電源回路、リニア電源回路および切替回路の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
５１ ： Ｘ線検出器アセンブリ
５２ ： Ｘ線検出器
５３ ： 支持基板
５４ ： 電気回路基板
５５ ： ケース
５６ ： フレキシブル回路基板
６０ ： 電池
１００ ： システムコンソール
１００ ： ディテクタ
１０８ ： 収納部
１１０ ： コラム
１２０ ： アーム
１３０ ： Ｘ線照射器
１３２ ： ケーブル
２００ ： ディテクタパネル
５５２ ： 取手
６００ ： 検出アレイ
６０２ ： フロントエンドアナログ変換回路
６０４ ： 読出回路
６０６ ： バックエンドディジタル論理回路
６０８ ： 画像データ処理回路
６１０ ： セレクタ
６２０ ： スイッチング電源回路
６２２ ： スイッチングレギュレータ
６２４ ： 切替スイッチ
６３０ ： リニア電源回路
６３２ ： ＬＤＯ1
６３４ ： ＬＤＯ2
６３６ ： 切替スイッチ
６３８ ： コンパレータ
７００ ： 切替回路
７２０ ： レジスタ
７２２ ： 表示器
７２４ ： 操作器
７２６ ： クリア回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルであって、
前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、
前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、
前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、
前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路
を具備することを特徴とするディテクタパネル。
【請求項２】
前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１に記載のディテクタパネル。
【請求項３】
前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更される
ことを特徴とする請求項２に記載のディテクタパネル。
【請求項４】
前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われる
ことを特徴とする請求項３に記載のディテクタパネル。
【請求項５】
前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となる
ことを特徴とする請求項４に記載のディテクタパネル。
【請求項６】
前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードである
ことを特徴とする請求項５に記載のディテクタパネル。
【請求項７】
前記動作モードは、通信によって設定される
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項８】
前記動作モードは、手動的に設定される
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項９】
前記動作モードを手動設定するための操作部を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のディテクタパネル。
【請求項１０】
前記動作モードを表示するための表示部を有する
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項１１】
Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置であって、
前記ディテクタパネルは、
前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、
前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、
前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、
前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路
を具備することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１２】
前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１３】
前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更される
ことを特徴とする請求項１２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１４】
前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われる
ことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１５】
前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となる
ことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１６】
前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードである
ことを特徴とする請求項１５に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１７】
前記動作モードは、通信によって設定される
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１８】
前記動作モードは、手動的に設定される
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１９】
前記ディテクタパネルは、
前記動作モードを手動設定するための操作部を有する
ことを特徴とする請求項１８に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２０】
前記ディテクタパネルは、
前記動作モードを表示するための表示部を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１】
Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルであって、
前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、
前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、
前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、
前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路
を具備することを特徴とするディテクタパネル。
【請求項２】
前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１に記載のディテクタパネル。
【請求項３】
前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更される
ことを特徴とする請求項２に記載のディテクタパネル。
【請求項４】
前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われる
ことを特徴とする請求項３に記載のディテクタパネル。
【請求項５】
前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となる
ことを特徴とする請求項４に記載のディテクタパネル。
【請求項６】
前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードである
ことを特徴とする請求項５に記載のディテクタパネル。
【請求項７】
前記動作モードは、通信によって設定される
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項８】
前記動作モードは、手動的に設定される
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項９】
前記動作モードを手動設定するための操作部を有する
ことを特徴とする請求項８に記載のディテクタパネル。
【請求項１０】
前記動作モードを表示するための表示部を有する
ことを特徴とする請求項６に記載のディテクタパネル。
【請求項１１】
Ｘ線照射手段と制御手段を備えたシステムコンソール、および、Ｘ線検出器とインターフェース用の信号処理回路と電源用の電池を内蔵するディテクタパネルを有するＸ線撮影装置であって、
前記ディテクタパネルは、
前記Ｘ線検出器の検出信号を処理する第１の信号処理回路と、
前記第１の信号処理回路の出力信号を処理する第２の信号処理回路と、
前記電池の出力電圧をスイッチングレギュレーションにより調整して前記第２の信号処理回路に供給する第１の電源供給回路と、
前記第１の電源供給回路の出力電圧をリニアレギュレーションにより調整して前記Ｘ線検出器および前記第１の信号処理回路に供給する第２の電源供給回路と、
前記第２の電源供給回路の構成を１つのリニアレギュレータの単独接続状態と２つのリニアレギュレータの直列接続状態のいずれかに切り替える切替回路
を具備することを特徴とするＸ線撮影装置。
【請求項１２】
前記切替回路は、前記第１の電源供給回路の出力電圧の相対的な低電圧および高電圧に応じて、それぞれ、前記１つのリニアレギュレータの単独接続への切り替えおよび前記２つのリニアレギュレータの直列接続への切り替えを行う
ことを特徴とする請求項１１に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１３】
前記第１の電源供給回路の出力電圧は、前記スイッチングレギュレータのフィードバックゲインの切り替えによって変更される
ことを特徴とする請求項１２に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１４】
前記フィードバックゲインの切り替えは、レジスタの内容に応じて行われる
ことを特徴とする請求項１３に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１５】
前記レジスタの内容は、前記第２の電源供給回路の２種類の動作モードの一方および他方に応じて、それぞれ、２値的論理値の一方および他方となる
ことを特徴とする請求項１４に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１６】
前記２種類の動作モードは、低電力モードおよび低ノイズモードである
ことを特徴とする請求項１５に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１７】
前記動作モードは、通信によって設定される
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１８】
前記動作モードは、手動的に設定される
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【請求項１９】
前記ディテクタパネルは、
前記動作モードを手動設定するための操作部を有する
ことを特徴とする請求項１８に記載のＸ線撮影装置。
【請求項２０】
前記ディテクタパネルは、
前記動作モードを表示するための表示部を有する
ことを特徴とする請求項１６に記載のＸ線撮影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８９７９２（Ｐ２００９−１８９７９２Ａ）
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２６６１２（Ｐ２００８−２２６６１２）
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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