具体实施方式

[第1实施方式]

如图1所示，放射线摄影装置10具备摄影单元11及显示单元12。摄影单元11是产生放射线并使用放射线拍摄被摄体15(参考图4)的单元。显示单元12是显示使用摄影单元11拍摄的放射线图像等的单元。

摄影单元11具备摄影单元主体21、放射线产生部22、放射线摄影部23及C臂25。

摄影单元主体21总括控制放射线产生部22、放射线摄影部23及C臂25等的动作。并且，摄影单元主体21通过有线或无线与显示单元12连接。在本实施方式中，摄影单元主体21使用电缆31与显示单元12有线连接。由此，摄影单元11向显示单元12供给放射线图像及电力等。显示单元12具备显示单元主体36及显示放射线图像等的显示器37。摄影单元主体21及显示单元主体36上安装有脚轮27。因此，放射线摄影装置10移动自如，例如，能够在作为被摄体15的患者所在的病房中实施放射线摄影。

放射线产生部22在进行放射线摄影时产生放射线。放射线产生部22旋转自如地安装于C臂25的一端。在本实施方式中，放射线产生部22能够在C臂25的面内旋转。例如，在将C臂25配置于XZ面内的情况下(参考图1)，放射线产生部22能够在XZ面内方向上旋转。并且，放射线产生部22具备第1操作部41。第1操作部41是用于对放射线产生部22进行操作的操作部，有时根据放射线摄影装置10的使用情况而成为有效或无效。另外，在本实施方式中，在放射线产生部22中产生的放射线为X射线，但是放射线产生部22能够置换为产生除X射线以外的放射线的结构。

放射线摄影部23装卸自如地安装于C臂25的另一端(与安装有放射线产生部22的端部相反的一侧的端部)。放射线摄影部23使用由放射线产生部22产生的放射线拍摄被摄体15。装卸检测部42是检测放射线摄影部23的装卸的机构，例如为在安装有放射线摄影部23的情况下接通的开关机构。装卸检测部42在本实施方式内置于C臂25安装放射线摄影部23的端部。放射线摄影部23的装卸包括放射线摄影部23的一部分的构成要素的装卸。

C臂25原则上保持在放射线产生部22和放射线摄影部23面对面的位置(以下，称为面对面位置)。具体而言，在安装有放射线产生部22及放射线摄影部23这两者的情况下，C臂25将放射线产生部22和放射线摄影部23保持在面对面位置。但是，放射线摄影装置10能够将放射线摄影部23从C臂25取下而进行放射线摄影。因此，在将放射线摄影部23从C臂25取下而进行放射线摄影的情况下，C臂25将放射线产生部22保持在任意的位置及方向(通常为相对于放射线摄影部23面对面的位置)。另外，面对面位置是放射线摄影部23能够大致垂直地捕获由放射线产生部22产生的放射线的位置。“大致垂直”允许放射线产生部22及/或放射线摄影部23在不影响被摄体15的摄影的范围内倾斜等。

C臂25经由滑动机构51与升降机构52连接。滑动机构51将C臂25保持为以圆弧状滑动(滑动)自如。通过利用滑动机构51使C臂25滑动，放射线产生部22及放射线摄影部23能够一边保持面对面位置一边绕C臂25的中心(作为圆弧的“C”形状的中心)旋转。例如，如图1所示，在将放射线产生部22及放射线摄影部23配置于XZ面内的情况下，通过利用滑动机构51使C臂25滑动，从而能够绕Y轴旋转C臂25以及安装于C臂25的放射线产生部22及放射线摄影部23。

并且，滑动机构51旋转自如地安装于升降机构52，所述升降机构52在垂直方向(Z轴方向)上升降自如地安装于摄影单元主体21。因此，C臂25能够绕水平面内的特定方向(X轴)自由旋转。并且，通过使升降机构52升降，能够在垂直向上的方向(Z轴正方向)或垂直向下的方向(Z轴负方向)上任意地移动C臂25以及安装于C臂25的放射线产生部22及放射线摄影部23。

除了上述以外，摄影单元主体21具备第2操作部61。第2操作部61为对包括放射线产生部22的摄影单元主体21的各部进行操作的操作部。能够在任意的定时进行使用第2操作部61的操作。

如上述构成的放射线摄影装置10能够使用放射线通过静止图像或动态图像来拍摄被摄体15。即，放射线摄影装置10具有使用放射线拍摄被摄体15的静止图像的静止图像摄影模式及使用放射线拍摄被摄体15的动态图像的动态图像摄影模式。并且，在本实施方式中，如图1及图2所示，动态图像的拍摄通过将放射线产生部22相对于放射线摄影部23大致相对垂直向下方向(Z轴负方向)配置，并且将放射线摄影部23相对于放射线产生部22大致相对垂直向上方向(Z轴正方向)配置来实施。另一方面，如图3及图4所示，静止图像的拍摄通过将放射线产生部22相对于放射线摄影部23大致相对垂直向上方向配置来实施。并且，如图4所示，静止图像的拍摄也能够在从C臂25取下放射线摄影部23的状态下进行。在这种情况下，从放射线产生部22观看时，放射线摄影部23配置于被摄体15的背后(在图4中为被摄体15的Z方向负侧)。

如图5所示，放射线产生部22具备驱动电路71、放射线源72、准直器73、照射范围显示部74及第1操作部41。

驱动电路71为驱动放射线源72的驱动电路，并且为所谓的高电压产生电路。驱动电路71向放射线源72供给产生放射线所需的电力。驱动电路71中的高电压是指放射线源72产生放射线所需的电压。

放射线源72从驱动电路71接收必要的电力的供给以产生放射线。在本实施方式中，放射线源72为产生X射线的X射线源。并且，在本实施方式中，放射线源72和驱动电路71一体构成，构成所谓的单槽75(参考图1)。

准直器73为调节由放射线源72产生的放射线的照射范围的机构。在放射线摄影装置10中，能够使用准直器73根据摄影的条件等适当地改变放射线的照射范围。准直器73配置于放射线源72(单槽75)释放放射线的方向(放射线摄影部23侧)上。

照射范围显示部74为发光二极管或灯等发光元件，大致从X射线的产生点(所谓的焦点)的附近经由准直器73向被摄体15照射可见光。由此，在被摄体15上显示放射线的照射范围。

第1操作部41为用于控制放射线产生部22的各部的控制部。具体而言，第1操作部41为准直器73及照射范围显示部74的操作部。因此，作为用户的医生等能够通过操作第1操作部41来调整放射线的照射范围。并且，医生等能够通过操作第1操作部41来打开或关闭放射线的照射范围的显示。第1操作部41例如设置于准直器73(参考图1等)。

如图6所示，放射线摄影部23具备放射线摄影面板81、栅格82及电池83等。

放射线摄影面板81接收由放射线产生部22产生的放射线而将被摄体15图像化。即，放射线摄影面板81(或放射线摄影部23整体)为所谓的直接转换型或间接转换型FPD(F1at Panel Derector：平板探测器)。另外，在本实施方式中，放射线摄影部23所包括的放射线摄影面板81能够更换为面板尺寸等不同的另一放射线摄影面板。

栅格82为通过去除散射射线来提高放射线摄影图像的分辨率等的部件，并且配置于放射线摄影面板81的放射线的入射侧(放射线产生部22所在的一侧)。栅格82是可更换的。栅格82的更换能够与放射线摄影面板81一同或与放射线摄影面板81分开进行。并且，栅格82能够包含于放射线摄影面板81。

电池83为用于向放射线摄影面板81供给电力的电源。电池83能够包含于放射线摄影面板81。另外，在本实施方式中，能够将放射线摄影部23从C臂25取下而使用，因此放射线摄影部23搭载电池83，但是在放射线摄影装置10中，也能够使用安装于C臂25并从摄影单元主体21接收电力的供给而进行放射线摄影的放射线摄影面板。在这种情况下，放射线摄影部23能够省略出售电池83。

如图7所示，摄影单元主体21除了第2操作部61以外还具备总括控制放射线摄影装置10的各部的动作的控制部91、向放射线摄影装置10的各部供给电力的电源单元92及根据需要对使用放射线摄影部23拍摄的放射线图像进行图像处理的图像处理部93。在本实施方式中，摄影单元主体21具备图像处理部93，但是图像处理部93能够设置于显示单元主体36上。

如图8所示，电源单元92具备内部电源101、外部电源102及供电控制部103。并且，控制部91具备放射线输出限制部105。

内部电源101为在放射线摄影装置10的内部积蓄电力的电源，例如为电池或电容器。在本实施方式中，内部电源101为电池。内部电源101不仅通过控制部91等，还经由供电控制部103向驱动电路71供给电力。在内部电源101向驱动电路71供给电力的情况下，内部电源101使电流以第1电压流过驱动电路71。另外，内部电源101从电源单元92取下后进行蓄电。但是，内部电源101能够从外部电源102接收电力供给而进行蓄电。例如，在由电容器构成内部电源101的情况下，使用外部电源102对内部电源101进行蓄电。

外部电源102为从放射线摄影装置10的外部获取电力的电源，并且为用于从配设在例如病房等的商用交流电源(electrical outlet：电插座)获得电力的电路等(所谓的AC/DC(alternating curtent/Direct Current)交流/直流电源)。外部电源102使电流以与第1电压不同的第2电压流过驱动电路71。

另外，由于内部电源101是电池等，因此由内部电源101输出的电压(第1电压)有时因剩余量、由经时劣化导致的内部电阻的上升或驱动电路71的耗电量等而改变。因此，在比较(区分)内部电源101与外部电源102的情况下，不考虑这些变动，“第1电压”是指内部电源101的初始电压(初始电动势)。对于其他情况，“第1电压”是指内部电源101实际上输出的电压。并且，在本实施方式中，内部电源101的初始电压(初始电动势)高于由外部电源102输出的第2电压。外部电源102向驱动电路71输出的电压(第2电压)为恒定。

供电控制部103使用内部电源101和/或外部电源102向驱动电路71供电。在本实施方式中，供电控制部103根据需要使用内部电源101及外部电源102两者来向驱动电路71供电。

更具体而言，如图9所示，本实施方式的供电控制部103例如由通过二极管109连接内部电源101和外部电源102的电路构成。因此，在第1电压大于第2电压的情况下，供电控制部103使用内部电源101向驱动电路71供电。另一方面，在由内部电源101输出的第1电压小于由外部电源102输出的第2电压的情况下，供电控制部103使用内部电源101及外部电源102向驱动电路71供电。另外，在第1电压和第2电压相等的情况下，供电控制部103能够使用内部电源101、外部电源102或内部电源101及外部电源102向驱动电路71供电。

放射线输出限制部105通过供电控制部103向驱动电路71供电时使用的电源来控制放射线的输出。例如，在使用外部电源102向驱动电路71供电的情况下，放射线输出限制部105通过控制外部电源102流过驱动电路71的电流来限制放射线的输出。并且，放射线输出限制部105能够通过限制能够设定放射线的输出的范围来限制放射线的输出。例如，无法从设定放射线的输出的菜单选择特定的放射线的输出等。在本实施方式，放射线输出限制部105通过限制能够设定放射线的输出的范围来限制放射线的输出。

以下，对使用如上述构成的放射线摄影装置10进行放射线摄影时的作用进行说明。如图10所示，内部电源101的电动势为“E”(V)，由外部电源102输出的第2电压为“Va”(V)。而且，若从时刻T1到时刻T2曝光放射线，则在放射线的曝光中由内部电源101输出的第1电压从“E”降低至“Vb”(V)。电压降低后的内部电源101的输出电压(第1电压)“Vb”能够使用电动势“E”、内部电源101的内部电阻“R”、驱动电路71的消耗电流“I”由Vb＝E-R·I表示。

因此，如图11所示，根据内部电源101的电动势“E”、内部电阻“R”或驱动电路71的消耗电流“I”的值，内部电源101使电流流过驱动电路71时输出的电压(第1电压)Vb可时低于由外部电源102输出的电压(第2电压)Va。在这种情况下，内部电源101在该供给电力的范围内向驱动电路71供给电流，并且，外部电源102也向驱动电路71供给电流。即，在Vb＜Va的情况下，外部电源102向驱动电路71供给与|Vb-Va|对应的电流。其结果，内部电源101及外部电源102两者都向驱动电路71供给电力。

但是，外部电源102的电力供给是有限的。若外部电源102为日本的一般商用电源，则外部电源102为100V(1500W)。因此，不能承受大于15A的电流的供给。因此，放射线输出限制部105将放射线的输出限制在外部电源102可以承受的范围。例如，如图12所示，在放射线摄影装置10能够输出W1瓦特(例如2.0kW)、W2瓦特(例如1.5kW)、W3瓦特(例如1.0kW)的放射线的情况下，通过内部电源101的特性(由曲线图110表示的IV特性)，放射线输出限制部105将放射线的输出限制在不超过外部电源102的电力的供给力且由虚线表示的范围内。在图12中，W1瓦特的放射线输出能够仅在由实线Ia(W1)表示的范围内设定。并且，W2瓦特的放射线输出能够仅在由实线Ia(W2)表示的范围内设定，并且，W3瓦特的放射线输出能够仅在由实线Ia(W3)表示的范围内设定。“P0”是内部电源101的曝光时的电压(第1电压)Vb与外部电源102的电压(第2电压)Va变得相等的点，“A1”为在这种情况下内部电源101及外部电源102向驱动电路71供给的电流(A)。并且，“A2”为由外部电源102可以供给的最大的电流。

如上所述，放射线摄影装置10能够使用内部电源101及外部电源102来稳定地进行放射线摄影。并且，若内部电源101的电力的供给力足够，则放射线摄影装置10原则上通过来自内部电源101的电力供给而动作(产生放射线)，但是在来自内部电源101的供给电力不足的情况下，也不意味着无法立即使用，能够使用外部电源102来执行一些放射线摄影。

另外，如上所述，由内部电源101输出的电压(第1电压)Vb根据电动势“E”、电动势“E”、内部电阻“R”及驱动电路71的消耗电流“I”而改变。因此，放射线输出限制部105优选使用内部电源101的特性来限制放射线的输出。内部电源101的特性为内部电源101的电动势“E”和/或内部电阻“R”。

如图13所示，内部电源101的电动势“E”通常根据内部电源101的剩余量(％)而改变。例如，剩余量为S1(％)时的内部电源101的电动势为E1(V)，剩余量为S2(％)时的内部电源101的电动势为E2(V)。而且，若内部电源101的电动势“E”改变，则有时需要进一步限制放射线的输出。例如，在内部电源101的电动势“E”降低到无法在实线Ia(W3)的范围内补充的程度的情况下，外部电源102无法承受W3瓦特的放射线的输出，因此放射线输出限制部105需要限制(禁止)W3瓦特的放射线的输出。

因此，如图14所示，供电控制部103优选具备检测内部电源101的剩余量的剩余量检测部130。在这种情况下，放射线输出限制部105能够使用作为剩余量检测部130的输出结果的内部电源101的剩余量更适当地限制放射线的输出。其结果，无论内部电源101的剩余量如何，都能够安全地继续进行放射线摄影。剩余量检测部130为检测内部电源101的剩余量的传感器或电路等。

并且，内部电源101的内部电阻“R”由于重复使用而随时间劣化(内部电阻[R]增加)。若内部电阻“R”改变，则图12中的曲线图110的倾斜度改变，因此应由放射线输出限制部105限制的放射线的输出的范围改变。因此，如图15所示，供电控制部103具备测量内部电源101的内部电阻“R”的内部电阻测量部140，放射线输出限制部105优选使用作为内部电阻测量部140的测量结果的内部电阻“R”更适当地限制放射线的输出。这样，无论内部电阻“R”的增加、即内部电源101的经时劣化如何，都能够安全地继续进行放射线摄影。内部电阻测量部140为测量内部电源101的内部电阻的传感器或电路等。

另外，供电控制部103能够具备剩余量检测部130和内部电阻测量部140这两者。在这种情况下，放射线输出限制部105能够在限制放射线的输出时考虑内部电源101的剩余量和内部电阻“R”这两者，因此能够进一步适当且安全地限制放射线的输出。

[第2实施方式]

在上述第1实施方式中，供电控制部103使用内部电源101及外部电源102向驱动电路71供电，但是供电控制部103能够在内部电源101与外部电源102之间切换向驱动电路71供给的电源。即，供电控制部103能够选择性地使用内部电源101或外部电源102中的任一个来向驱动电路71供电。例如，如图16所示，供电控制部103由在内部电源101和外部电源102之间切换连接于驱动电路71的电源的切换电路构成。而且，在供电控制部103从内部电源101切换为外部电源102的情况下，放射线输出限制部105将放射线的输出限制在以外部电源102能够供给电力的范围内。

这样，在切换内部电源101和外部电源102的情况下，即使内部电源101陷于剩余量不足等，也能够在通过放射线输出限制部105进行的限制下，使用外部电源102来实施最低限的放射线摄影。

如上所述，在进行内部电源101和外部电源102的切换的情况下，供电控制部103例如能够使用对内部电源101的剩余量进行设定的阈值来切换内部电源101和外部电源102。这是为了避免由于内部电源101的剩余量不足而无法正常完成放射线摄影的情况。

如上所述，在使用对内部电源101的剩余量进行设定的阈值进行切换的情况下，供电控制部103优选在使用放射线拍摄静止图像的静止图像摄影模式的情况和使用放射线拍摄动态图像的动态图像摄影模式的情况下设定不同的阈值。例如，如图17所示，将静止图像摄影模式下的内部电源101与外部电源102的切换的阈值设为“Th1”，将动态图像摄影模式下的内部电源101与外部电源102的切换的阈值设定为比上述静止图像摄影模式时的阈值Th1大的阈值Th2(Th2＞Th1)。由于动态图像的摄影与静止图像的摄影相比，曝光时间长，因此在动态图像摄影的中途不易引起内部电源101的剩余量不足的不良情况。并且，由于静止图像的摄影与动态图像的摄影相比，曝光时间短，因此将内部电源101的剩余量有效地利用到极限，并且能够实施很多不受基于放射线输出限制部105的限制的放射线摄影。

另外，在上述第2实施方式中，供电控制部103对内部电源101的剩余量设定阈值，但是代替此或除此以外，对内部电源101的内部电阻“R”设定阈值，并能够使用与内部电阻“R”有关的阈值切换内部电源101和外部电源102。在对内部电阻“R”设定阈值，并且在静止图像摄影模式和动态图像摄影模式下将阈值设为不同的值的情况下，如图18所示，可以将静止图像摄影模式的阈值Th3设定比动态图像摄影模式下的阈值Th4小的值。这是为了在拍摄静止图像时有效利用内部电源101的电力，并且在拍摄动态图像时不易引起曝光中途的剩余量不足。

并且，在上述第2实施方式中，使用对内部电源101的剩余量等进行设定的阈值进行内部电源101与外部电源102的切换，但是对内部电源101的剩余量等进行设定的阈值优选使用在从内部电源101切换为外部电源102的情况和从外部电源102切换为内部电源101的情况下不同值的阈值。即，优选使对内部电源101的剩余量等进行设定的阈值具有滞后。例如，如图19所示，将从内部电源101切换为外部电源102时的阈值ThA(图19(A))和从外部电源102切换为内部电源101时的阈值ThB(图19(B))设为不同的值(ThA≠ThB)。在阈值ThA及阈值ThB为对内部电源101的剩余量进行设定的阈值的情况下，设为ThA＜ThB(图19)。在阈值ThA及阈值ThB为对内部电源101的内部电阻进行设定的阈值的情况下，设为ThA＞ThB(未图示)。这样，在内部电源101与外部电源102的切换带来滞后，则能够防止频繁的切换。其结果，能够继续进行稳定的放射线摄影。

并且，在放射线产生中(曝光中)时，如图20所示，供电控制部103推迟电源的切换。这是为了完成适当的放射线摄影。但是，存在内部电源101的剩余量变为零的情况等、不可避免的情况。因此，如图21所示，控制部91优选具备曝光时间计算部210和通知部211。曝光时间计算部210测量能够使用内部电源101向驱动电路71供给电力的时间。而且，通知部211通过显示器37上的显示或语音警报等来通知能够使用内部电源101向驱动电路71供给电力的时间。由此，用户能够识别能够使用内部电源101继续进行放射线摄影的时间，结果，能够避免由于放射线的产生期间的电源的切换而导致的摄影失败。

在上述第1实施方式及第2实施方式等中，对放射线摄影装置10进行了说明，但是在放射线产生部22具有内部电源101、外部电源102及放射线输出限制部105的情况下，该放射线产生部22起到与上述第1实施方式和/或第2实施方式的放射线摄影装置10相同的效果。即，上述第1实施方式及第2实施方式等包括放射线产生装置，所述放射线产生装置具备：放射线源，产生放射线；驱动电路，驱动放射线源；内部电源，以第1电压使电流流过驱动电路；外部电源，使电流以与第1电压不同的第2电压流过驱动电路；供电控制部，使用内部电源和/或外部电源向驱动电路供电；及放射线输出限制部，通过用于供电控制部向驱动电路供电的电源来控制放射线的输出。

并且，上述第1实施方式及第2实施方式等还包括放射线摄影装置(或放射线产生装置)的驱动方法，所述放射线摄影装置具备：放射线源，产生放射线；驱动电路，驱动放射线源；内部电源，以第1电压使电流流过驱动电路；外部电源，使电流以与第1电压不同的第2电压流过驱动电路；供电控制部，使用内部电源和/或外部电源向驱动电路供电，所述放射线摄影装置(或放射线产生装置)的驱动方法具有通过供电控制部向驱动电路供电时使用的电源来控制放射线的输出的步骤。

另外，在上述第1实施方式及第2实施方式中，具备内部电源101和外部电源102这2种电源，但是本发明能够应用于具备所输出的电压和/或电流的分布不同的第1电源及第2电源的放射线摄影装置。例如，也能够对搭载所输出的电压和/或电流的分布不同的2种电池(内部电源)的放射线摄影装置及放射线产生装置适当地应用本发明。并且，也能够对具有所输出的电压和/或电流的分布不同的3个以上的电源的放射线摄影装置及放射线产生装置适当地应用本发明。

在上述实施方式中，执行控制部91、图像处理部93、供电控制部103、放射线输出限制部105、曝光时间计算部210及通知部211等各种处理的处理部(processing unit)的硬件结构为以下所示的各种处理器(processor)。各种处理器包括执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、GPU(Graphical Processing Unit：图形处理单元)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等能够在制造之后变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(Programmable Logic Device：PLD)、具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。

1个处理部可以由这些各种处理器中的1个构成，也可以由种类相同或种类不同的2个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA、CPU与FPGA的组合或CPU与GPU的组合等)构成。并且，可以由1个处理器构成多个处理部。作为由1个处理器构成多个处理部的例，首先，存在如下方式，即如以客户端或服务器等计算机为代表，由1个以上的CPU与软件的组合构成1个处理器，该处理器作为多个处理部而发挥功能。其次，存在如下方式，即如以片上系统(System On Chip：SoC)等为代表，使用由1个IC(Integrated Circuit：集成电路)芯片实现包括多个处理部的整个系统的功能的处理器。如此，各种处理部使用1个以上的上述各种处理器作为硬件结构而构成。

而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合半导体元件等线路元件而成的方式的电路(circuitry)。

符号说明

10-放射线摄影装置，11-摄影单元，12-显示单元，15-被摄体，21-摄影单元主体，22-放射线产生部，23-放射线摄影部，25-C臂，27-脚轮，31-电缆，36-显示单元主体，37-显示器，41-第1操作部，42-装卸检测部，51-滑动机构，52-升降机构，61-第2操作部，71-驱动电路，72-放射线源，73-准直器，74-照射范围显示部，75-单槽，81-放射线摄影面板，82-栅格，83-电池，91-控制部，92-电源单元，93-图像处理部，101-内部电源，102-外部电源，103-供电控制部，105-放射线输出限制部，109-二极管，110-曲线图，130-剩余量检测部，140-内部电阻测量部，210-曝光时间计算部，211-通知部，A1-电流，A2-电流，I-消耗电流，E、E1、E2-电动势，Ia(W1)-实线，Ia(W2)-实线，Ia(W3)-实线，P0-点，T1-时刻，T2-时刻，Th1-阈值，Th2-阈值，Th3-阈值，Th4-阈值，ThA-阈值，ThB-阈值，Va-第2电压，Vb-第1电压。