特許 6047597 超音波診断システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6047597

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】超音波診断システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/14 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/14

【請求項の数】12

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2015-24408(P2015-24408)

(22)【出願日】2015年2月10日

(65)【公開番号】特開2016-146890(P2016-146890A)

(43)【公開日】2016年8月18日

【審査請求日】2016年2月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宇野 隆也

【審査官】 樋熊 政一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１４１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２９８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１５０８７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２５４４０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００−８／１５

Ｇ０６Ｆ １／２６−１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波診断のために動作する第１装置及び第２装置を含み、
前記第１装置は、
第１バッテリと、
給電端子と、
第１アダプタが接続された状態において前記第１アダプタを介して取り込んだ外部電力を第１負荷へ供給し、前記第１アダプタが接続されていない状態において前記第１バッテリの電力を前記第１負荷へ供給する第１電源回路と、
前記第１装置が前記第２装置への第２アダプタの接続有無を知らない状況下において前記第１装置内で電力制御を行う回路であって、前記第１アダプタが接続された状態において前記給電端子への融通電力の供給を許容し、前記第１アダプタが接続されていない状態において前記給電端子への融通電力の供給を制限する第１制御回路と、
を含み、
前記第１アダプタが接続された状態において前記第１アダプタを介して取り込んだ前記外部電力が前記融通電力として前記給電端子へ供給され、
前記第１アダプタが接続されていない状態において前記第１バッテリからの電力が前記融通電力として前記給電端子へ供給されることが制限され、
前記第２装置は、
第２バッテリと、
前記給電端子に電気的に接続可能な受電端子と、
前記第２アダプタが接続された状態において前記第２アダプタを介して取り込んだ外部電力を第２負荷へ供給し、前記第２アダプタが接続されておらず且つ前記受電端子に融通電力を受けていない状態において前記第２バッテリの電力を前記第２負荷へ供給し、前記第２アダプタが接続されておらず且つ前記受電端子に融通電力を受けている状態において前記融通電力を前記第２負荷へ供給する第２電源回路と、
前記第２装置が前記第１装置への前記第１アダプタの接続有無を知らない状況下において前記第２装置内で電力制御を行う回路であって、前記第２アダプタが接続された状態において前記受電端子を介した融通電力の受電を制限する第２制御回路と、
を含むことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項2】

請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置は、前記第１バッテリが充電完了状態又はそれに近い状態になった場合に高充電状態信号を生成する信号生成回路を含み、
前記第２制御回路は、前記高充電状態信号が生成された場合に前記第２バッテリの充電電流の抑制を緩和する機能を備え、
前記第１装置での前記電力制御及び前記第２装置での前記電力制御のために前記第１装置と前記第２装置との間で授受される信号は、前記融通電力の他、前記高充電状態信号のみである、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項3】

請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置及び前記第２装置はセパレート状態及びドッキング状態の内から選択された状態で使用可能であり、
前記第１制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続された状態において前記給電端子に前記融通電力を供給し、
前記第２制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第２アダプタが接続された状態において前記融通電力の受電を制限する、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項4】

請求項３記載のシステムにおいて、
前記第１装置は、前記給電端子に繋がる給電ライン上に設けられたスイッチ回路を含み、
前記第１制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続された状態において前記スイッチ回路をオン状態にし、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続されていない状態において前記スイッチ回路をオフ状態にする、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項5】

請求項３記載のシステムにおいて、
前記第１装置は、前記第１アダプタを介して取り込んだ外部電力を利用して前記第１バッテリを充電する第１充電回路を含み、
前記第２装置は、前記第２アダプタを介して取り込んだ外部電力及び前記第１装置からの融通電力を利用して前記第２バッテリを充電する第２充電回路を含み、
前記ドッキング状態であって前記第１装置及び前記第２装置の内で前記第１装置だけに外部電力が供給されている場合に、当該外部電力が前記第１負荷、前記第１バッテリ、前記第２負荷及び前記第２バッテリに分配され、その場合において前記第２バッテリの充電よりも前記第１バッテリの充電が優先される、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項6】

請求項５記載のシステムにおいて、
前記第２制御回路は、前記融通電力の受電量を抑制する機能を有する、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項7】

請求項５記載のシステムにおいて、
前記第２制御回路は、前記融通電力を利用して前記第２バッテリを充電する場合に前記第２バッテリにおける充電電流を抑制する機能を有する、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項8】

請求項７記載のシステムにおいて、
前記第１装置は、前記第１バッテリが充電完了状態又はそれに近い状態になった場合に高充電状態信号を生成する信号生成回路を含み、
前記第２制御回路は、前記高充電状態信号が生成された場合に前記第２バッテリの充電電流の抑制を緩和する機能を備える、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項9】

請求項８記載のシステムにおいて、
前記第２制御回路は、前記第２装置が電源オン状態にあるか電源オフ状態にあるかに基づいて前記第２バッテリの充電電流の抑制を行う、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項10】

請求項１記載のシステムにおいて、
前記第１装置は送受信回路を備えたフロントエンド装置であり、
前記第２装置は超音波画像を表示する表示器を備えたバックエンド装置である、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項11】

請求項１０記載のシステムにおいて、
前記フロントエンド装置と前記バックエンド装置とがドッキングした場合、前記給電端子と前記受電端子とが接続される、
ことを特徴とする超音波診断システム。

【請求項12】

セパレート状態及びドッキング状態を選択的に取り得る第１装置及び第２装置を含む超音波診断システムにおける電力分配方法において、
前記第１装置は、前記第２装置への第２アダプタの接続有無を知らない状況下において、前記ドッキング状態であって当該第１装置に対して外部電力取り込み用の第１アダプタが接続されている場合に、当該第１装置が有する給電端子への融通電力の供給を許容し、前記ドッキング状態であって当該第１装置に対して前記第１アダプタが接続されていない場合に、前記給電端子への融通電力の供給を制限し、
前記第１アダプタが接続されている場合に前記第１アダプタを介して取り込んだ前記外部電力が前記融通電力として前記給電端子へ供給され、
前記第１アダプタが接続されていない場合に前記第１バッテリからの電力が前記融通電力として前記給電端子へ供給されることが制限され、
前記第２装置は、前記第１装置への前記第１アダプタの接続有無を知らない状況下において、前記ドッキング状態であって当該第２装置に対して前記第２アダプタが接続されている場合に、当該第２装置が有する受電端子を介した前記融通電力の取り込みを制限する、
ことを特徴とする電力分配方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は超音波診断システムに関し、特に、複数の可搬型装置により構成される超音波診断システムに関する。

【背景技術】

【0002】

超音波診断システムは、生体に対する超音波の送受波により得られた受信信号に基づいて超音波画像を形成する装置である。超音波診断システムが互いに独立した複数の装置（ユニット、モジュール）で構成される場合、一般に、複数の装置がセパレート状態で用いられ、あるいは、それらがドッキング状態で用いられる。セパレート状態では、複数の装置が無線通信方式に従って電気的に接続される。ドッキング状態では、複数の装置が有線通信方式に従って接続される。後者の状態には２つの装置がケーブルによって接続された状態が含まれ得る。

【0003】

特許文献１には、第１筐体と第２筐体とを有する超音波診断システムが開示されている。特許文献２にはフロントエンド装置とバックエンド装置とからなる超音波診断システムが開示されている。特許文献３に開示された超音波診断システムにおいては、装置本体と超音波探触子とが無線で接続されている。特許文献４には、バッテリを備えた主処理ユニットとバッテリを備えたトランスデューサ組立物とで構成される超音波診断システムにおいて、電力を分配する技術が開示されている。しかしながら、いずれの特許文献にも、複数個のＡＣ／ＤＣアダプタが接続されるシステムにおいて生じる固有の問題を解決する技術は認められない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１− ５２４１号公報

【特許文献2】特開２００８−１１４０６５号公報

【特許文献3】特開２０１１− ８７８４１号公報

【特許文献4】特開２００８−１２５０４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

超音波診断システムがそれぞれバッテリを備える複数の装置によって構成される場合、個々の装置内の回路群に外部電力を供給するために、あるいは、個々の装置内のバッテリを充電するために、個々の装置に対して必要に応じてＡＣ／ＤＣアダプタ（以下、場合により単に「アダプタ」という。）が個別的に接続される。しかし、個々の装置は、自分に対してアダプタが接続されたことを容易に認識できるが、システム内に特別な仕組みを設けない限り、自分以外の装置にアダプタが接続されたのか否かを知ることはできない。

【0006】

例えば、生体から見て上流側の装置（フロントエンド装置）と生体から見て下流側の装置（バックエンド装置）とがドッキング状態にある場合であって、上流側の装置にアダプタが接続され、且つ、下流側の装置にアダプタが接続されていない場合、上流側の装置においてアダプタから得た電力の一部を下流側の装置に回し、それを下流側の装置における稼働用電力として及びバッテリ充電用電力として利用することが望まれる。しかしながら、その場合、上流側の装置においては、下流側の装置にアダプタが接続されているのか否か（つまり給電が必要か否か）を判断することはできず、また、下流側の装置においては、上流側の装置においてアダプタが接続されているのか否か（受電をして良いのか否か）を判断することができない。上流側の装置と下流側の装置との間で、アダプタの有無を含む情報の交換を行えば、個々の装置において給電要否又は受電可否を的確に判断できるが、その場合にはシステム全体として構成及び制御が複雑となってしまう。特にシステムが３つ以上の装置で構成される場合、更には任意数の装置が接続される場合、上記で指摘した問題はより顕著となる。

【0007】

本発明の目的は、複数の装置を含む超音波診断システムにおいて、複雑な構成や制御を用いることなく、外部から得た電力を複数の装置間で的確に融通できるようにすることにある。あるいは、給電側装置がバッテリの電力によって動作を行っている場合に受電側装置によってそのバッテリの電力が取り込まれないようにすることにある。あるいは、給電側装置が外部から得た電力によって動作を行っている場合に、給電側装置の動作の不安定を招くことなく、受電側装置において受電を行うことにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る超音波診断システムは、超音波診断のために動作する第１装置及び第２装置を含む。前記第１装置は、第１バッテリと、給電端子と、第１アダプタが接続された状態において前記第１アダプタを介して取り込んだ外部電力を第１負荷へ供給し、前記第１アダプタが接続されていない状態において前記第１バッテリの電力を前記第１負荷へ供給する第１電源回路と、前記第１アダプタが接続された状態において前記給電端子への融通電力の供給を許容し、前記第１アダプタが接続されていない状態において前記給電端子への融通電力の供給を制限する第１制御回路と、を含む。前記第２装置は、第２バッテリと、前記給電端子に電気的に接続可能な受電端子と、第２アダプタが接続された状態において前記第２アダプタを介して取り込んだ外部電力を第２負荷へ供給し、前記第２アダプタが接続されておらず且つ前記受電端子に融通電力を受けていない状態において前記第２バッテリの電力を前記第２負荷へ供給し、前記第２アダプタが接続されておらず且つ前記受電端子に融通電力を受けている状態において前記融通電力を前記第２負荷へ供給する第２電源回路と、を含む。望ましくは、前記第２装置は、更に、前記第２アダプタが接続された状態において前記受電端子を介した融通電力の受電を制限する第２制御回路を含む。

【0009】

上記構成によれば、第１装置から第２装置へ電力を供給できる状況下において、たとえ第１装置が第２装置側の電源状況（特に第２アダプタの接続有無）を知らなくても、また、たとえ第２装置が第１装置側の電源状況（特に第１アダプタの接続有無）を知らなくても、第１装置で取得された外部電力の一部を融通電力として第２装置へ供給し、その融通電力を第２装置で利用することが可能である。第１装置に対して第１アダプタが接続されていない状態（第１アダプタ非接続状態）においては、第１制御回路が充電端子への融通電力の供給を制限する。これにより、有限な第１バッテリの電力が第２装置において不用意に消費されてしまう事態を回避できる。このように、第１装置に対して第１アダプタが接続されている状態（第１アダプタ接続状態）に限って、第１制御回路が充電端子への融通電力の供給を許容する。これにより、第２装置において、必要に応じて、融通電力を利用することが可能となる。第２装置に対して第２アダプタが接続されていない状態（第２アダプタ非接続状態）において、第１装置の給電端子に融通電力が現れたならば、第２装置において、その融通電力を受電端子を介して取り込むことが可能である。望ましくは、第２アダプタが接続されている状態（第２アダプタ接続状態）においては、第２装置において融通電力を必要としないために、第２制御回路が受電端子を介した融通電力の受電を制限する。すなわち、第１アダプタ接続状態かつ第２アダプタ接続状態では、第１装置の給電端子に融通電力が供給されるものの、第２装置自身が融通電力の取り込みを制限する。

【0010】

以上の構成により、第１装置においては、第２装置に対して第２アダプタが接続されているのか否かを監視する必要が無くなり、第２装置においては、第１装置に対して第１アダプタが接続されているか否かを監視する必要が無くなる。すなわち、個々の装置において、電力制御を簡素化することが可能である。第１アダプタ及び第２アダプタはそれぞれ外部電力取り込み用の器具であり、望ましくは、それらはＡＣ／ＤＣ変換器である。

【0011】

望ましくは、前記第１装置及び前記第２装置はセパレート状態及びドッキング状態の内から選択された状態で使用可能であり、前記第１制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続された状態において前記給電端子に前記融通電力を供給し、前記第２制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第２アダプタが接続された状態において前記融通電力の受電を制限する。ドッキング状態には、第１装置と第２装置とが物理的に結合される態様の他、それらがケーブルを介して接続される態様も含まれる。

【0012】

望ましくは、前記第１装置は、前記給電端子に繋がる給電ライン上に設けられたスイッチ回路を含み、前記第１制御回路は、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続された状態において前記スイッチ回路をオン状態にし、前記ドッキング状態且つ前記第１アダプタが接続されていない状態において前記スイッチ回路をオフ状態にする。第１負荷へ接続される電源ラインから給電ラインが引き出されている構成では、給電ライン上に外部電力の他、第１バッテリからの電力も現れてしまうが、第２装置側において給電端子に現れる電力の性質を自ら弁別することはできない。よって、外部電力だけが給電端子に供給されるようにするために、換言すれば、第１バッテリの電力が給電端子に不用意に現れないようにするために、スイッチ回路の動作が制御される。

【0013】

望ましくは、前記第１装置は、前記第１アダプタを介して取り込んだ外部電力を利用して前記第１バッテリを充電する第１充電回路を含み、前記第２装置は、前記第２アダプタを介して取り込んだ外部電力及び前記第１装置からの融通電力を利用して前記第２バッテリを充電する第２充電回路を含み、前記ドッキング状態であって前記第１装置及び前記第２装置の内で前記第１装置だけに外部電力が供給されている場合に、当該外部電力が前記第１負荷、前記第１バッテリ、前記第２負荷及び前記第２バッテリに分配され、その場合において前記第２バッテリの充電よりも前記第１バッテリの充電が優先される。

【0014】

第１アダプタ接続状態かつ第２アダプタ非接続状態では、第１アダプタから得た外部電力が第１負荷に供給され、必要に応じて第１バッテリに供給される。この他、外部電力の一部が融通電力として第２装置へ送られ、それが第２負荷に供給され、必要に応じて第２バッテリにも供給される。第２バッテリの充電のために比較的大きな電力を使用してしまうと、第１装置で使用可能な電力が不足したり、第２負荷へ供給する電力が不足したりする事態が生じ得るので、第２バッテリの充電は後順位とされる。つまり、第１バッテリの充電が優先される。具体的には、第１バッテリの充電電流量（上限値又は定格値）に対して第２バッテリの充電電流量（上限値又は定格値）が低くなるように充電電流量が制御される。第２バッテリの充電電流量を低い値に固定的に設定しておいてもよい。第１バッテリの充電が完了状態あるいはそれに相当する状態になった場合に第２バッテリの充電電流量（上限値）を引き上げるようにしてもよい。一方の装置において他方の装置の充電状態を常時監視する場合、構成及び制御が複雑になるので、基本的に個々の装置において自己の充電量だけを監視するようにするのが望ましい。必要に応じて、一方の装置から他方の装置へ充電完了に相当する信号を与えるようにしてもよい。

【0015】

特に３つ以上の装置が直列に連なって上流から下流へ電力が配分されるようなシステムにおいては、個々の装置において他の複数の装置の電源状況を監視するためにはかなり複雑な制御が必要となるが、充電完了を示す信号を後段へ順次伝える構成であれば確実な電力分配制御を簡易な構成で実現できる。

【0016】

望ましくは、前記第２制御回路は、前記融通電力の受電量を抑制する機能を有する。上記構成においては、第１装置及び第２装置の全体を対象とした電力分配制御を実行する上位制御部は存在しない。よって、第２装置側において融通電力を多く取り込み過ぎると、第１装置に対する電力供給が不安定となったり第１装置での電力不足が生じたりしてしまう。そこで、第２装置自らが融通電力の受電量に上限を定め、つまり受電を自ら制限するのが望ましい。

【0017】

望ましくは、前記第２制御回路は、前記融通電力を利用して前記第２バッテリを充電する場合に前記第２バッテリにおける充電電流を抑制する機能を有する。この構成によれば第２バッテリの充電での消費電力を抑制して、第１装置側においてあるいは第２装置の負荷において電力が不足する問題を未然に回避することが可能である。第１装置がフロントエンド装置であり、第２装置がバックエンド装置である場合、第１装置においては超音波の送受信のために比較的に多大な電力を必要とする。よって、それを考慮して第１装置への電力供給が優先されるように構成するのが望ましい。第２装置においては、余剰電力が第２バッテリの充電に利用されるのが望ましい。余剰電力量を事前に固定的に設定しておくこともできるし、それを第２負荷での消費電力量に応じて適応的に設定することも可能である。

【0018】

望ましくは、前記第１装置は、前記第１バッテリが充電完了状態又はそれに近い状態になった場合に高充電状態信号を生成する信号生成回路を含み、前記第２制御回路は、前記高充電状態信号が生成された場合に前記第２バッテリの充電電流の抑制を緩和する機能を備える。第１装置側において第１バッテリの充電が完了あるいはほぼ完了した場合には第１装置上での消費電力量が小さくなるので、それを第２装置に対して信号として通知するものである。この通知により、第２装置において第２バッテリの充電で使用する電力量を引き上げることが可能となる。

【0019】

望ましくは、前記第２制御回路は、前記第２装置が電源オン状態にあるか電源オフ状態にあるかに基づいて前記第２バッテリの充電電流の抑制を行う。第１アダプタ接続状態かつ第２アダプタ非接続状態であって、第２装置が電源オン状態にある場合、第２負荷への電力供給を十分に確保するために、充電完了信号が生成されても、第２バッテリの充電電流量を引き上げないようにするのが望ましい。それとは逆に、第２装置が電源オフ状態にある場合、第２負荷における電力消費は小さくなるので（待機電力程度となるので）、第２バッテリの充電電流量を引き上げるのが望ましい。

【0020】

望ましくは、前記第１装置は送受信回路を備えたフロントエンド装置であり、前記第２装置は超音波画像を表示する表示器を備えたバックエンド装置である。望ましくは、前記フロントエンド装置と前記バックエンド装置とがドッキングした場合、前記給電端子と前記受電端子とが接続される。その場合、ドッキング状態が個々の装置において検出される。

【0021】

本発明に係る方法は、セパレート状態及びドッキング状態を選択的に取り得る第１装置及び第２装置を含む超音波診断システムにおける電力分配方法において、前記第１装置は、前記ドッキング状態であって当該第１装置に対して外部電力取り込み用の第１アダプタが接続されている場合に、当該第１装置が有する給電端子への融通電力の供給を許容し、前記ドッキング状態であって当該第１装置に対して前記第１アダプタが接続されていない場合に、前記給電端子への融通電力の供給を制限し、前記第２装置は、前記ドッキング状態であって当該第２装置に対して前記第２アダプタが接続されている場合に、当該第２装置が有する受電端子を介した前記融通電力の取り込みを制限する、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、複数の装置を含む超音波診断システムにおいて、複雑な構成や制御を採用することなく、外部から得た電力を複数の装置間で巧妙に融通できる。あるいは、給電側装置がバッテリの電力によって動作を行っている場合に、受電側装置において受電が確実に制限される。あるいは、給電側装置が外部から得た電力によって動作を行っている場合に、給電側装置の動作の不安定を招くことなく、受電側装置において受電を行える。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明に係る超音波診断システムの好適な実施形態を示す概念図である。

【図2】セパレート状態にある超音波診断システムの斜視図である。

【図3】ドッキング状態にある超音波診断システムの斜視図である。

【図4】フロントエンド装置のブロック図である。

【図5】バックエンド装置のブロック図である。

【図6】ドッキング状態での通信方式とセパレート状態での通信方式を示す図である。

【図7】超音波診断システムにおける電力関連構成を示すブロック図である。

【図8】ＦＥ装置に供給された外部電力がＦＥ装置及びＢＥ装置に配給される様子を模式的に示した図である。

【図9】ＦＥ装置における電力関連構成の一例を示すブロック図である。

【図10】ＢＥ装置における電力関連構成の一例を示すブロック図である。

【図11】状態ごとの動作を示す図である。

【図12】状態５及び状態６における充電動作を示す図である。

【図13】ＢＥ装置における電力関連構成の他の例を示すブロック図である。

【図14】直列接続された複数の装置からなるシステムの構成例である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

【0025】

（１）超音波診断システム
図１には、本発明に係る超音波診断システムの概略的構成が示されている。超音波診断システム１０は、病院等の医療機関で使用される医療機器であり、被検者（生体）に対して超音波診断を行うためのものである。超音波診断システム１０は、大別して、フロントエンド（ＦＥ）装置１２、バックエンド（ＢＥ）装置１４、及び、プローブ１６により構成されている。ＦＥ装置１２は生体から見て近い装置であり、ＢＥ装置１４は生体から見て遠い装置である。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、別体化されており、それぞれが可搬型装置を構成している。ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４は、それらが離れたセパレート状態において動作可能であり、また、それらが結合したドッキング状態で動作可能である。なお、図１はセパレート状態を示している。

【0026】

プローブ１６は、生体表面に当接された状態において超音波の送受波を行う送受波器である。プローブ１６は、直線状又は円弧状に配列された複数の振動素子からなる１Ｄアレイ振動子を備えている。アレイ振動子によって超音波ビームが形成され、それが繰り返し電子走査される。電子走査ごとに生体内にビーム走査面が形成される。電子走査方式として、電子リニア走査方式、電子セクタ走査方式、等が知られている。１Ｄアレイ振動子に代えて三次元エコーデータ取込空間を形成可能な２Ｄアレイ振動子を設けることも可能である。図１に示す構成例では、プローブ１６はケーブル２８を介してＦＥ装置１２に接続されている。プローブ１６が無線通信によってＦＥ装置１２に接続されてもよい。その場合にはワイヤレスプローブが利用される。複数のプローブがＦＥ装置１２に接続された状態において、それらの中から実際に使用するプローブが選択されてもよい。体腔内に挿入されるプローブがＦＥ装置１２に接続されてもよい。

【0027】

ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４は、図１に示すセパレート状態において、無線通信方式により電気的に相互に接続される。本実施形態では、それら装置は第１無線通信方式及び第２無線通信方式により相互に接続されている。図１においては、第１無線通信方式による無線通信経路１８及び第２無線通信方式による無線通信経路２０が明示されている。 第１無線通信方式は第２無線通信方式に比べて高速であり、本実施形態では、その方式を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置１４へ超音波受信データが伝送される。すなわち、第１無線通信方式がデータ伝送用として利用されている。第２無線通信方式は第１無線伝送方式よりも低速、簡易な通信方式であり、本実施形態では、その方式を利用してＢＥ装置１４からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。すなわち、第２無線通信方式が制御用として利用されている。

【0028】

ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが物理的に結合されたドッキング状態においては、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線通信方式により電気的に接続される。上記２つの無線通信方式に比べて、有線通信方式はかなり高速である。図１においては、２つの装置１２，１４間に有線通信経路２２が示されている。電源経路２６は、ドッキング状態において、ＦＥ装置１２からＢＥ装置１４内へ直流電力を供給するためのものである。その電力がＢＥ装置１４の稼働で用いられ、また、ＢＥ装置１４内のバッテリの充電で用いられる。

【0029】

符号２４はＡＣアダプタ（ＡＣ／ＤＣコンバータ）から供給されるＤＣ電源ラインを示している。ＡＣアダプタは必要に応じてＦＥ装置１２に接続される。ＦＥ装置もバッテリを内蔵しており、バッテリを電源としつつ稼働することが可能である。ＦＥ装置１２は後に示すようにボックス状の形態を有している。ＦＥ装置１２の構成及び動作については後に詳述する。

【0030】

一方、ＢＥ装置１４は、本実施形態においてタブレット形態あるいは平板状の形態を有している。それは基本的には一般的なタブレットコンピュータと同様の構成を備えている。もっとも、ＢＥ装置１４には、超音波診断用の各種の専用ソフトウエアが搭載されている。それには、動作制御プログラム、画像処理プログラム、等が含まれる。ＢＥ装置１４は、タッチセンサ付きの表示パネル３０を有している。それは入力器及び表示器を兼ねたユーザーインターフェイスとして機能する。図１においては、表示パネル３０上に超音波画像としてのＢモード断層画像が表示されている。ユーザーは、表示パネル３０上に表示されたアイコン群を利用して各種の入力を行う。表示パネル３０上において、スライド操作や拡大操作等を行うことも可能である。

【0031】

診断用途、検査者の嗜好等に応じて、セパレート状態及びドッキング状態の内で選択された使用態様で、超音波診断システム１０を動作させることが可能である。よって、使い勝手の良好な超音波診断システムを提供できる。

【0032】

状態変更に際して超音波診断システム１０の動作が不安定あるいは不適正にならないように、本実施形態では、状態変更に際して超音波診断システム１０を強制的にフリーズ状態とする制御が実行される。具体的には、セパレート状態からドッキング状態へ移行する過程で、両装置間の距離を指標する電波強度あるいは受信状態に基づいて、ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４のそれぞれにおいてドッキング直前が判定され、その判定に従って個々の装置１２，１４において動作状態をフリーズ状態へ遷移させる制御が実行される。ドッキング状態の形成後かつ検査者によるフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。ちなみに、ドッキング状態からセパレート状態へ移行する過程では、セパレート状態になったことが抜線検出その他の手法によりＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４で個別的に検出され、それらがフリーズ状態となる。その後のフリーズ解除の操作後に、それらの装置１２，１４のフリーズ状態が解除される。

【0033】

なお、ＢＥ装置１４は、病院内ＬＡＮに対して無線通信方式及び有線通信方式によって別途接続され得る。それらの通信経路については図示省略されている。ＢＥ装置１４（又はＦＥ装置１２）が、超音波診断のために機能する他の専用装置（例えばリモートコントローラ）に対して、無線通信方式又は有線通信方式により、別途接続されてもよい。

【0034】

図２にはセパレート状態が示されている。ＦＥ装置１２は、例えば机の上に載置されている。ＦＥ装置１２は、差込口（スロット）を有するホルダ３４を有している。ホルダ３４はヒンジ機構を有しており、水平軸周りにおいて回転可能である。ＦＥ装置１２の特定側面にはプローブケーブル端部に設けられているコネクタが到着されている。ＦＥ装置１２の内部にプローブ等を収容する部屋を形成してもよい。そのような構成によれば、超音波診断システムの運搬時において便利であり、またプローブを保護できる。図２において、ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置１２から分離されており、無線通信を行える限りにおいて、ＢＥ装置１４をＦＥ装置１２から更に大きく離すことが可能である。

【0035】

図３にはドッキング状態が示されている。ホルダ３４の差込口に対してＢＥ装置の下端部が差し込まれている。その差込状態において、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが有線接続状態となる。つまり、両者が有線ＬＡＮで接続され、また両者が有線電源ラインで接続される。ドッキング状態においては、ＢＥ装置１４の角度を任意に可変して、その姿勢を変えることが可能である。ＢＥ装置１４を完全にその背面側（ＦＥ装置１２の上面側）に倒すことも可能である。

【0036】

（２）フロントエンド装置
図４はＦＥ装置１２のブロック図である。図中の個々のブロックは、プロセッサ、電子回路等のハードウエアによって構成される。送信信号生成回路３８は、ブローブ接続回路４０を介して、プローブ内の複数の振動素子に対して並列的に複数の送信信号を供給する回路である。この供給によりプローブにおいて送信ビームが形成される。生体内からの反射波が複数の振動素子で受波されると、それらから複数の受信信号が出力され、複数の受信信号がプローブ接続回路４０を介して受信信号処理回路４２に入力される。受信信号処理回路４２は、複数のプリアンプ、複数のアンプ、複数のＡ／Ｄ変換器、等を備える。受信信号処理回路４２から出力された複数のデジタル受信信号が受信ビームフォーマ４６に送られる。受信ビームフォーマ４６は、複数のデジタル受信信号に対して整相加算を適用し、整相加算後の信号としてビームデータを出力する。そのビームデータは、受信ビームに対応するものであり、深さ方向に並ぶ複数のエコーデータからなるものである。なお、１つの電子走査で得られた複数のビームデータによって受信フレームデータが構成される。

【0037】

送受信コントローラ４４は、ＢＥ装置から送られてきた送受信制御データに基づいて、送信信号生成及び受信信号処理を制御するものである。ビームプロセッサ５０は、時系列順で入力される個々のビームデータに対して、検波処理、対数変換処理、相関処理等の各種のデータ処理を施す回路である。制御部５２は、ＦＥ装置１２の全体動作を制御している。この他、制御部５２は、ビームプロセッサから順次送られてくるビームデータをＢＥ装置へ有線伝送又は無線伝送するための制御を実行している。本実施形態では、制御部５２は、有線通信器としても機能している。無線通信器５４は第１無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。無線通信器５６は第２無線通信方式で通信を行うためのモジュールである。符号１８は第１無線通信方式に従う無線通信経路を示しており、符号２０は第２無線通信方式に従う無線通信経路を示している。それぞれは双方向伝送経路であるが、本実施形態では、前者を利用してＦＥ装置１２からＢＥ装置へ大量の受信データが伝送され、後者を利用してＢＥ装置からＦＥ装置１２へ制御信号が伝送される。符号６４は有線通信用端子を示しており、そこには有線通信経路２２が接続される。符号６６は電源用端子を示しており、そこには電源ライン２６が接続される。電源ライン２６は上記のようにＦＥ装置１２からＢＥ装置へ直流電力を供給するためのラインである。

【0038】

バッテリ６０は例えばリチウムイオン型のバッテリであり、そこにおける充放電は電源コントローラ５８によって制御される。バッテリ駆動時において、バッテリ６０からの電力が電源コントローラ５８を介して、ＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。符号６２はＡＣアダプタ接続時における電源ラインを示している。ＡＣアダプタ接続時には電源コントローラ５８の作用によって、外部電力がＦＥ装置１２内の各回路へ供給される。その際、バッテリ６０の充電が１００％未満であれば、外部電力を用いてバッテリ６０が充電される。

【0039】

超音波診断動作時（送受信時）において、ＦＥ装置１２は、ＢＥ装置側での制御に従い、プローブに対する複数の送信信号の供給と、その後に得られる複数の受信信号の処理と、を繰り返し実行する。これにより得られる時系列順のビームデータが、セパレート状態では無線通信により、ドッキング状態では有線通信により、ＢＥ装置へ順次伝送される。その際においては個々のビームデータが複数のパケットに変換され、いわゆるパケット伝送方式により、個々のビームデータが伝送される。

【0040】

なお、動作モードとしては、Ｂモードの他、ＣＦＭモード、Ｍモード、Ｄモード（ＰＷモード、ＣＷモード）等の各種のモードが知られている。高調波イメージングや弾性情報イメージング用の送受信処理が実行されてもよい。図１においては生体信号入力回路等の回路が図示省略されている。

【0041】

（３）バックエンド装置
図５はＢＥ装置１４のブロック図である。図中、各ブロックはプロセッサ、回路、メモリ等のハードウエアを示している。ＣＰＵブロック６８は、ＣＰＵ７０、内部メモリ７２等を備えている。内部メモリ７２はワーキングメモリ、あるいは、キャッシュメモリとして機能する。ＣＰＵブロック６８に接続された外部メモリ８０には、ＯＳ、各種の制御プログラム、各種の処理プログラム等が格納されている。後者にはスキャンコンバート処理プログラムが含まれる。その外部メモリ８０は、リングバッファ構造を有するシネメモリとしても機能する。内部メモリ７２上にシネメモリが構成されてもよい。

【0042】

ＣＰＵブロック６８は、複数のビームデータに基づくスキャンコンバート処理により表示フレームデータを生成する。それは超音波画像（例えば断層画像）を構成するものである。その処理が順次実行され、動画像が生成される。ＣＰＵブロック６８は、超音波画像表示のための各種の処理をビームデータ又は画像に施す。その他、ＢＥ装置１４の動作を制御し、また、超音波診断システム全体を制御している。

【0043】

タッチパネルモニタ（表示パネル）７８は、入力デバイス及び表示デバイスとして機能する。具体的には、タッチパネルモニタ７８は、液晶表示器及びタッチセンサを備え、ユーザーインターフェイスとして機能する。タッチパネルモニタ７８には超音波画像を含む表示画像が表示され、また、操作用の各種ボタン（アイコン）が表示される。

【0044】

無線通信器７４は、第１無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号１８で示されている。無線通信器７６は、第２無線通信方式に従って無線通信を行うためのモジュールである。その際の無線通信経路が符号２０で示されている。ＣＰＵブロック６８は有線通信方式に従って有線通信を行う機能も備えている。ドッキング状態においては、有線通信端子９２に有線通信ラインが接続される。また、電源端子９４に電源ライン２６が接続される。

【0045】

ＣＰＵブロック６８には、Ｉ／Ｆ回路８２を介して、複数の検出器８４〜９０が接続されている。それには照度センサ、近接センサ、温度センサ等が含まれる。Ｉ／Ｆ回路８２にＧＰＳ等のモジュールが接続されてもよい。Ｉ／Ｆ回路８２はセンサコントローラとして機能する。

【0046】

バッテリ１０２はリチウムセラミック型のバッテリであり、その充放電は電源コントローラ１００によって制御されている。電源コントローラ１００は、バッテリ動作時においてバッテリ１０２からの電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。非バッテリ動作時において、ＦＥ装置から供給された電力、又は、ＡＣアダプタから供給された電力をＢＥ装置１４内の各回路に供給する。符号１０４はＡＣアダプタを経由した電源ラインを示している。

【0047】

ＢＥ装置１４は、ＦＥ装置を制御しつつ、ＦＥ装置から送られてくるビームデータを順次処理して超音波画像を生成し、それをタッチパネルモニタ７８に表示する。その際においては超音波画像と共に操作用グラフィック画像も表示される。通常のリアルタイム動作においては、ＦＥ装置とＢＥ装置１４とが無線又は有線で電気的に接続され、両者の同期が図られつつ、超音波診断動作が継続的に実行される。フリーズ状態においては、ＦＥ装置において送信信号生成回路、受信信号生成回路の動作が停止され、電源コントローラにおける昇圧回路の動作も停止する。ＢＥ装置１４においては、フリーズ時点で静止画像表示となり、その内容が維持される。ＢＥ装置１４に外部表示器を接続できるように構成してもよい。

【0048】

（４）通信方式
図６には、ドッキング状態１１８及びセパレート状態１２０で利用される通信方式が整理されている。符号１１０は第１無線通信方式を示しており、符号１１２は第２無線通信方式を示している。符号１１４は有線通信方式を示している。符号１１６は無線通信方式の内容を示している。ドッキング状態１１８においては、有線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器は動作休止状態となる。これにより省電力が図られる。一方、セパレート状態１２０においては、無線通信が選択され、ＦＥ装置及びＢＥ装置において、第１無線通信器及び第２無線通信器が動作する。その際、有線通信系統は動作休止状態となる。なお、第１無線通信方式１１０は第２無線通信方式１１２に比べて高速である。逆に言えば、第２無線通信方式１１２は第１無線通信方式１１０に比べて低速であるが、簡易かつ安価であり、消費電力が低い。有線通信方式としてはEthernet（登録商標）上のTCP/IPプロトコルがあげられる。第１無線通信方式としてはIEEE802.11があげられ、第２無線通信方式としてはIEEE802.15.1があげられる。それらは例示であり、他の通信方式を利用可能である。いずれにしてもセキュアな通信方式を利用するのが望ましい。

【0049】

本実施形態において、第２無線通信方式１１２に従う無線通信器は、受信強度（つまり距離）に応じて送信パワーを自動的に可変する機能を備えている。つまり、ＢＥ装置へＦＥ装置が近接した場合に両装置それぞれ送信パワーを下げる制御が自動的に実行される。よって、設定されている送信パワーから、両装置が近接したことを判定することが可能である。それに代えて、受信強度、受信エラーレート等から２つの装置が近接したことを判定することも可能である。更には近接センサを利用することも可能である。

【0050】

（５）電力制御
次に図７〜図１４を用いて上記超音波診断システムにおける電力関連の構成及び制御について説明する。

【0051】

図７には、ドッキング状態にあるＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４が示されている。但し、図７には電力関連の構成だけが示されており、それ以外の構成については図示省略されている。ＦＥ装置１２は、図４に基づいて説明したように、電源コントローラ５８、バッテリ６０及び制御部５２を有している。電源コントローラ５８は、ＦＥ装置１２が有する負荷２００に対して電力を供給する回路である。電源コントローラ５８は電源回路として機能する。電源コントローラ５８はバッテリ６０用の充電回路としても機能する。制御部５２は、ＦＥ装置１２の状態に応じて、電源コントローラ５８の動作を制御する。符号６２は外部電源ラインを示しており、ＦＥ装置１２に対してＡＣ／ＤＣアダプタが接続された場合、外部電源ライン６２を介して電源コントローラ５８に対して外部電力が供給される。その場合、電源コントローラ５８から負荷２００に対して外部電力が供給され、また外部電力の一部が電源コントローラ５８からスイッチ回路２０２を介してＢＥ装置１４側へ供給される。その一部の電力を融通電力と称することができる。

【0052】

ＦＥ装置１２が外部電力を得ている場合、電源コントローラ５８は、必要に応じて外部電力を利用してバッテリ６０を充電する。一方、ＦＥ装置が外部電力を得ていない場合、電源コントローラ５８はバッテリ６０から得られる電力を負荷２００へ供給する。電源コントローラ５８と負荷２００との間に設けられた電源ラインから給電ラインが引き出されており、その給電ライン上にはスイッチ回路２０２が設けられている。バッテリ６０からの電力を負荷２００に供給する場合、その電力がＢＥ装置１４側へも供給されないように、スイッチ回路２０２によって供給ラインによる給電が遮断される。符号２６は図１において示したように、電源経路を示しており、それは融通電力を装置間において分配するためのラインである。スイッチ回路２０２の動作は制御部５２によって制御されている。

【0053】

制御部５２は、ＦＥ装置１２の状態を認識するために、コネクタ２１４からドッキング信号２０６を得ている。ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とがドッキングした場合、コネクタ２１４とコネクタ２１６が物理的に且つ電気的に接続される。その場合において、コネクタ２１４からドッキング信号２０６が出力され、一方、コネクタ２１６からドッキング信号２１０が出力される。制御部５２は、負荷２００の状態を監視しており、その監視の内容にはＦＥ装置１２の電源のオン状態又はオフ状態が含まれる。また、制御部５２は、電源コントローラ５８を経由して、外部電力が供給されているか否かを認識している。電源コントローラ５８はアダプタが接続されたことを検出する機能を備えている。また電源コントローラ５８はバッテリ６０の充電状態を検出する機能を備えており、制御部５２においてバッテリ６０の充電状態が常時監視される。バッテリ６０が一定の閾値以上充電された場合、すなわち高充電状態となった場合、制御部５２からＢＥ装置１４へ向けて高充電状態信号２０４が出力される。そのような信号に基づいてＢＥ装置側において必要に応じてバッテリの充電電流量の制限の緩和等の制御が実行される。

【0054】

コネクタ２１４内には電源経路２６を成立させるための給電端子が設けられており、一方、コネクタ２１６には給電端子に接続される受電端子が設けられている。これについては後に説明する。

【0055】

上述したように、制御部５２は、ＦＥ装置１２にＡＣ／ＤＣアダプタ（以下、ＦＥアダプタと言う）が接続されている場合、すなわちＦＥアダプタ接続状態において、スイッチ回路２０２を導通状態とし、その一方、ＦＥアダプタ非接続状態において、スイッチ回路２０２を遮断状態とする。このような制御により、バッテリ６０の電力を利用してＦＥ装置１２が動作を行っている場合において、その電力がＢＥ装置１４において不用意に消費されてしまう事態を回避することが可能となる。ちなみに、負荷２００に対しては互いに電圧の異なる複数の電源ラインが接続されている。その内の一部から給電ラインが引き出されている。

【0056】

次に、ＢＥ装置１４について説明する。ＢＥ装置１４は、図５を用いて説明したように、電源コントローラ１００、バッテリ１０２及び制御部（ＣＰＵブロック）６８を備えている。電源コントローラ１００は負荷２００に対して電力を供給する電源回路として機能する。また電源コントローラ１００はバッテリ１０２の充電回路としても機能する。

【0057】

制御部６８により電源コントローラ１００の動作が制御されている。制御部６８はＢＥ装置１４における状態に応じて、特に、ＡＣ／ＤＣアダプタ（以下、ＢＥアダプタと言う）が接続されているか否か、及び、受電端子に対して融通電力が供給されているか否かに応じて、電源コントローラ１００の動作を制御する。符号１０４はＢＥアダプタを経由して外部電力が供給される外部電源ラインを示している。

【0058】

ＢＥアダプタ接続状態においては、外部電力が電源コントローラ１００を介して負荷２０８へ供給される。ＢＥアダプタ非接続状態且つ融通電力の非受電状態においては、バッテリ１０２からの電力が電源コントローラ１００を介して負荷２０８へ供給される。ＢＥアダプタ非接続状態且つ融通電力の受電状態においては、受電端子を介して取り込んだ融通電力が電源コントローラ１００を介して負荷２０８へ供給される。電源コントローラ１００は、外部電力及び融通電力を用いてバッテリ１０２の充電を行う機能も備えている。

【0059】

本実施形態においては、制御部６８が、ＢＥアダプタ接続状態において、融通電力の受電を制限（具体的には禁止）する制御を実行する。すなわち、ＦＥ装置１２は、ＦＥアダプタ接続状態において、融通電力を給電端子へ供給する動作を実行するが、ＢＥ装置１４に対してＢＥアダプタが接続されている場合、融通電力は不要であるため、融通電力の入力が受取側の判断で遮断されている。本実施形態の構成によれば、ＦＥ装置１２においてＢＥ装置１４に対してＢＥアダプタが接続されているか否かを監視する必要がなく、また、ＢＥ装置１４においてＦＥ装置１２に対してＦＥアダプタが接続されているか否かを監視する必要がなくなる。

【0060】

上述したように、ＦＥ装置１２及びＢＥ装置１４のドッキング状態においては、コネクタ２１６からドッキング信号２１０が制御部６８に出力される。制御部６８は負荷２０８の状態を監視しており、具体的には、ＢＥ装置１４の電源がオン状態であるか否かを監視している。また、制御部６８は電源コントローラ１００を介してバッテリ１０２の充電状態を監視している。充電コントローラ１００は、後に説明するように、融通電力の有無及びＢＥアダプタの接続有無を判定する機能、充電量を監視する機能、等を備えている。電源コントローラ１００による監視結果は制御部６８へ送られている。

【0061】

以上の説明においては、ＦＥ装置１２とＢＥ装置１４がドッキング状態にあったが、それらがセパレート状態にある場合、それぞれの装置において独立して電力制御が実行される。すなわち、セパレート状態においては装置間で融通電力の伝送はなされない。物理的にＦＥ装置１２とＢＥ装置１４とが離れていても両者がケーブルで接続された場合、それをドッキング状態の一態様とみなすことが可能である。

【0062】

本実施形態においては、ＢＥ装置１４が融通電力を受電している場合において、ＢＥ装置１４は受電電力を一定値に制限する制御を実行している。特に、バッテリ１０２の充電電流量について上限が設けられている。このような条件付けにより、ＢＥ装置１４において融通電力の過剰消費を回避して、ＦＥ装置１２用の電力を十分に確保することが可能である。ＦＥ装置１２においては、負荷２００における電力消費とＢＥ装置１４による電力消費とが横並びの関係に立つ。制御部６８は、上述した高充電状態信号２０４が得られた場合、ＦＥ装置１２における消費電力量が下がったものと認識し、必要に応じて、バッテリ１０２における充電電流量の制限を緩和する制御を実行する。これについては後に詳述する。ちなみに、融通電力によりＢＥ装置１４が動作している場合、負荷２０８に対して電力供給を行った結果、残った電力（余剰電力）がバッテリ１０２の充電のために利用される。負荷２０８とバッテリ１０２との関係でみた場合、負荷２０８に対する電力供給が優先される。また、ＦＥ装置１２からＢＥ装置１４へ融通電力が供給されている状態においては、バッテリ６０に対する充電がバッテリ１０２に対する充電よりも優先される。これについても後に詳述する。

【0063】

図８には、ＦＥ装置１２に対してＦＥアダプタが接続され、ＢＥ装置１４に対してはＢＥアダプタが接続されていない状態が示されている。このような状態では、外部電源ライン６２を介して取られる外部電力が、符号２９０Ｂで示されるように、負荷２００へ供給され、また、必要に応じて、符号２９０Ａで示されるように、バッテリ６０へ供給される。更に、符号２９０Ｃで示されるように、外部電力の一部がＢＥ装置１４側へ融通電力として供給される。具体的には、ＢＥ装置１４内において、融通電力が符号２９０Ｅで示されるように負荷２０８へ供給され、また必要に応じて、符号２９０Ｄで示されるように、バッテリ１０２へ供給される。このように、図８に示す状態では、単一のＡＣ／ＤＣアダプタを経由して受け入れた外部電力がシステム全体に分配されることになる。但し、ＦＥ装置１２の電力消費量の方がＢＥ装置１４の電力消費量よりも大きく、電力分配にあたっては、結果として、ＢＥ装置１４よりもＦＥ装置１２の方が優先される。優先関係を構築するために、本実施形態では、ＢＥ装置１４における制御部６８が必要な受電制限を実行している。したがって、本実施形態では、ＦＥ装置１２において、自己の後段に接続されている１又は複数の装置における電力消費量を監視する必要はない。

【0064】

図９には、ＦＥ装置１２における電力関連構成の一例が示されている。電源コントローラ５８は、図示されるように、アダプタ検出回路２２０、充電回路２２８、充電量検出回路２３０及び電源回路２３２を有している。アダプタ検出回路２２０は、端子２２４ａに対してＡＣ／ＤＣアダプタ（すなわちＦＥアダプタ）２２２が接続されたか否かを監視する回路である。例えば、端子電圧を監視することにより、ＦＥアダプタの接続有無が判定される。符号２２４は外部電力ラインを示している。検出回路２２０の検出結果は制御回路２３８に伝えられる。符号２２６は内部電源ラインを示しており、そのライン２２６を経由して外部電力が電源回路２３２へ送られ、また充電回路２２８へ送られる。

【0065】

充電回路２２８は、外部電力が得られている場合に、その外部電力を用いてバッテリ６０の充電を行うものである。もちろん、バッテリ６０が充電完了状態にある場合には、そのような充電動作は行われない。充電回路２２８の動作は制御回路２３８によって制御されている。充電量検出回路２３０は、バッテリ６０における充電量を検出する回路であり、その検出結果は制御部５２へ送られている。電源回路２３２は、外部電力又はバッテリ電力６０を負荷２００に対して供給する回路である。必要に応じて複数の電源電圧が生成される。そのうちの主な電源電圧がスイッチ回路２０２を介してコネクタ２１４内の給電端子２１４ｂに与えられる。スイッチ回路２０２は給電ライン上に設けられおり、その動作は制御部５２によって制御されている。上述したように、外部電力が得られている場合に限り、スイッチ回路２０２が導通動作を行う。すなわち、そのような場合に限り、給電端子２１４ｂに融通電力が供給される。

【0066】

制御部５２は、図示されるように、制御回路２３８、判定回路２３４及び信号生成回路２４０を有している。制御回路２３８は、状況を判定する機能、充電を制御する機能及び給電を制限する機能を有している。具体的には、制御回路２３８によって電源コントローラ５８及びスイッチ回路２０２の動作が制御されている。判定回路２３４は、充電量が所定の閾値に到達した場合に高充電状態を判定し、その判定結果を制御回路２３８及び信号生成回路に出力する。信号生成回路２４０は、高充電状態が判定された場合に、それを表す高充電状態信号２４２を生成する。その信号が端子２１４ａに出力されている。コネクタ２１４はドッキング検出機能を備えており、符号２０６はドッキング検出信号を表している。その信号２０６は制御回路２３８に与えられている。制御回路２３８は、上述したように、ＦＥ装置１２における状態を認識し、その状態に応じて適切な電源制御を実行する。その制御内容については後に図１１を用いて詳述する。

【0067】

図１０には、ＢＥ装置１４における電源関連構成の一例が示されている。電源コントローラ１００は、検出回路２５０、充電量検出回路２６０及び電源回路２６２を有している。検出回路２５０は、ＡＣ／ＤＣアダプタ（すなわちＢＥアダプタ）２５２が接続されたか否かを検出する第１の検出機能を有する。符号２５４は外部電源経路を示しており、符号２５４ａはＢＥアダプタが接続される端子を示している。検出回路２５０は、内部電力ライン２５６ａを監視しており、受電端子２１６ｂに融通電力が与えられた場合に、それを検出する第２の検出機能を有する。すなわち、検出回路２５０は、ＢＥアダプタの接続の有無及び融通電力の受電の有無を検出している。その検出結果は制御回路２６８に送られている。ＢＥアダプタ２５２が接続された場合、そこを介して得られる外部電力が内部電力ライン２５６ｂを介して電源回路２６２に与えられる。そのような場合、仮にＦＥ装置から融通電力を受電しても、その融通電力の取り込み及び消費は禁止される。すなわち受電制限がかけられる。なお、コネクタ２１６内には、上記の受電端子２１６ｂが設けられ、また高充電状態信号が入力される端子２１６ａが設けられている。ドッキング状態において、給電端子と受電端子２１６ｂとが物理的に且つ電気的に接続される。

【0068】

充電回路２５８は、外部電力又は融通電力を用いてバッテリ１０２を充電する回路である。バッテリ１０２が所定の充電量以下になった場合、充電回路２５８が充電動作を行う。充電回路２０８の動作は実際のところ制御回路２６８によって制御されている。充電量検出回路２６０は、バッテリ１０２の充電量を検出しており、その検出結果が判定回路２６４へ送られている。判定回路２６４は、充電量が所定の閾値を超えた場合に、高充電状態を判定する。その判定結果が制御回路２６８へ送られている。電源回路２６２は、外部電力、融通電力、又は、バッテリ１０２の電力を負荷２０８に供給する回路である。電源回路２６２は必要な複数の電源電圧を生成している。その動作は制御部６８によって制御されている。

【0069】

ＢＥアダプタ接続状態においては、電源回路２６２は外部電力を負荷２０８へ供給する。ＢＥアダプタ非接続状態且つ融通電力非受電状態においては、電源回路２６２はバッテリ１０２の電力を負荷２０８へ供給する。ＢＥアダプタ非接続状態且つ融通電力の受電状態においては、電源回路２６２は、受け取った融通電力を負荷２０８へ供給する。

【0070】

制御部６８は、制御回路２６８及び判定回路２６４を有している。制御回路２６８は、ＢＥ装置１４の状況を判定する機能、受電を制限する機能、充電を制限する機能、等を有している。制御回路２６８には、高充電状態信号２４２、ドッキング検出信号２１０、判定回路２６４の判定信号が入力されている。検出回路２５０からの検出信号も入力されている。制御回路２６８はそれらの信号に基づいてＢＥ装置１４における電力制御を実行する。上述したように、融通電力を受電及び消費している状態においては、制御回路２６８は、電源コントローラ１００を制御し、融通電力を一定以上受け入れないように受電制限を行う。また、その場合には、負荷２０８への融通電力の供給を優先し、余剰分をバッテリ１０２の充電に当てる制御を実行する。更に、制御回路２６８は、所定状態（本実施形態ではＢＥ装置１４の電源オン状態）において、高充電状態信号２４２が得られた場合、バッテリ１０２における充電電流量の上限値を緩和する制御を実行する。

【0071】

次に、図１１に基づいて、ＦＥ装置及びＢＥ装置における電源関連の動作を説明する。図１１には個々の装置における電源制御内容が一覧として示されている。符号２９２で示す欄は各種の状態を示しており、具体的には、状態１から状態８までがある。符号２９４で示す欄はＦＥ装置の動作内容を示している。符号２９６で示す欄はＢＥ装置の動作内容を示している。

【0072】

状態１及び状態２は、ＦＥ装置にＦＥアダプタが接続され、且つ、ＢＥ装置にもＢＥアダプタが接続されている場合である。状態１においてはＦＥ装置及びＢＥ装置が電源スイッチオフの状況にあり、状態２においてはそれらの装置が電源スイッチオンの状況にある。

【0073】

状態１においては、ＦＥアダプタの電力が必要に応じてＦＥ内のバッテリに供給され、バッテリが充電される。また、ＢＥ装置において、ＢＥアダプタからの電力が必要に応じてＢＥ装置内のバッテリに供給され、そのバッテリが充電される。ＢＥ装置においては、ＢＥアダプタが接続されている場合、受電制限が実行される。これが符号３０２で示されている。すなわち、ＦＥ装置においては、ＦＥアダプタが接続されている場合にスイッチ回路がオン状態となるが（符号３００参照）、一方、ＢＥ装置において受電制限の制御が実行されるため、結果として、受け取り側の機能により融通電力の取り込みが制限される。このように、個々の装置においては他の装置の状況を認識できないものの、両装置が協働することにより、結果として無用な融通電力の供給が回避される。状態２においては、状態１と同様に、必要に応じてそれぞれの装置においてバッテリに対してアダプタからの外部電力が供給され、また個々の装置内における負荷に対して外部電力が供給される。状態１及び状態２においては、個々の装置において独立して電力が消費される。

【0074】

状態３及び状態４は、ＦＥ装置及びＢＥ装置のいずれにもアダプタが接続されていない場合である。ＦＥ装置においては、ＦＥアダプタが接続されていないために、スイッチ回路がオフ状態（遮断状態）となり、一方、ＢＥ装置側においてはＢＥアダプタが接続されていないので、受電制限は行われない。結果として、供給側の機能により、融通電力の供給が制限される。スイッチ回路が切断状態となるため、ＦＥ装置内のバッテリの電力が不必要にＢＥ装置側へ供給されてしまうという問題は回避される。状態３においては、ＦＥ装置及びＢＥ装置の電源スイッチオフの状況にあり、その場合においてはそれぞれの装置においてバッテリの自然放電により必要な回路に電力が与えられる。それは待機電力である。一方、状態４においては、それぞれの装置が電源スイッチオンの状況にあり、その場合においては、個々の装置においてバッテリからの電力がそれぞれの装置内の負荷へ供給される。

【0075】

状態５及び状態６は、ＦＥ装置にＦＥアダプタが接続され、一方、ＢＥ装置にはＢＥアダプタが接続されていない場合である。状態５は各装置の電源スイッチオフの状況にあり、状態６においては各装置の電源スイッチオンの状態にある。まず状態５に着目すると、ＦＥ装置においては、ＦＥアダプタからの電力が必要に応じてＦＥ装置内のバッテリに供給される。それと共に、その電力の一部が融通電力としてＢＥ装置側へ供給される。その電力により必要に応じてＢＥ装置内のバッテリに対する充電が実行される（符号３０４参照）。但し、ＦＥ装置内のバッテリの充電がＢＥ装置内のバッテリの充電よりも優先される。ＢＥ装置においては、高充電状態信号が得られるまで、ＢＥ装置内のバッテリの充電電流量の上限値を第１の値に制限し、高充電状態信号が得られた場合に、その充電電流量の上限値を第２の値に引き上げる。このように、両装置の電源スイッチがオフ状態にある場合には、負荷における電力消費が待機電力程度であるので、ＦＥ装置内のバッテリの充電を優先しつつも、その条件が満たされる限りにおいて、ＢＥ装置内のバッテリの充電が促進される。

【0076】

状態６においては、ＦＥ装置内では、ＦＥアダプタからの外部電力が、ＦＥ装置内の負荷に供給されると共に、必要に応じて、その電力の一部を使ってＦＥ装置内のバッテリが充電される。また、外部電力の一部が融通電力としてＢＥ装置へ供給される。その電力がＢＥ装置内の負荷に供給され、また必要に応じてバッテリへ供給される（符号３０６参照）。この状態６においても、ＦＥ装置内のバッテリの充電が優先される。すなわち、ＢＥ装置内において、バッテリの充電電流量が一定の値に抑制される。実際のところ、負荷に与える電力以外の余剰電力を利用してＢＥ装置内のバッテリが充電される。

【0077】

本実施形態においては、状態６において、高充電状態信号が生成されても、ＢＥ装置内のバッテリの充電電流量の上限値を引き上げる制御は行われていない。これはＢＥ装置内の負荷に十分な電力を供給する状態を確保するためである。しかしながら、融通電力に余裕があるような場合、高充電状態信号が得られた時点で、充電電流量の上限値を引き上げるようにしてもよい。

【0078】

状態７及び状態８は、ＦＥ装置にＦＥアダプタが接続されておらず、ＢＥ装置にＢＥアダプタが接続されている場合である。その場合において、ＦＥ装置においては、ＦＥアダプタが接続されていないために、スイッチ回路が遮断動作する。それによりＦＥ装置のバッテリからの電力が外部に供給されてしまう事態が回避される。一方、ＢＥ装置においては、ＢＥアダプタが接続されているため、受電制限の制御が実行される。よって、ＢＥ装置それ自体の機能によって融通電力の取り込みが禁止される。

【0079】

状態７は個々の装置の電源スイッチがオフの場合を示しており、状態８は個々の装置の電源スイッチがオンの場合を示している。状態７においては、ＦＥ装置内において、バッテリからの電力が待機電力として負荷に供給され、ＢＥ装置においては外部電力が待機電力として負荷に供給されると共にバッテリにも供給される。

【0080】

状態８においては、ＦＥ装置内において、バッテリからの電力が負荷に供給される。ＢＥ装置側においては、外部電力が負荷に供給されると共に必要に応じてバッテリに供給される。

【0081】

以上のように、個々の装置においては、他の装置の状態、具体的にはアダプタ接続の有無及び充電量を監視しなくても、ＦＥ装置側でスイッチ回路の動作を切り替え、またＢＥ装置側で受電制限の有無を切り替えることにより、結果として、装置間において融通電力を適正に授受することが可能となる。また、ＦＥ装置内のバッテリの電力を不用意にＢＥ装置側へ供給してしまうという問題も防止される。

【0082】

図１２には、状態５及び状態６における、充電電流量の変化及び負荷電流量の変化が示されている。Ｔ１において状態５が開始される。符号２１８は、ＦＥ装置内のバッテリの充電電流量の変化を示しており、符号２２０はＢＥ装置内のバッテリの充電電流量の変化を示している。期間Ｔ１２においては、ＦＥ装置内のバッテリに対して充電電流量ａ１が与えられる。その際、ＢＥ装置内のバッテリに対しては充電電流量ａ３が与えられる。すなわち、ＢＥ装置内のバッテリに対する充電電流量がかなり制限される。

【0083】

Ｔ２はＦＥバッテリの充電が完了したタイミングを示している。その場合においては、上述した高充電状態信号が生成される。その信号生成が契機となり、期間Ｔ２３において、ＢＥ装置内のバッテリに対する充電電流量がａ３からａ２へ引き上げられている。すなわち、充電電流量に制限がかかっているのは同じであるが、その制限値が引き上げられている。これによりＢＥ装置内のバッテリの充電を促進することができる。Ｔ３はＢＥ装置内の充電完了を示している。ちなみに、図１２に示す例では、ａ１＞ａ２＞ａ３の関係が成り立っている。

【0084】

Ｔ４は状態６の開始タイミングを示している。符号２２２はＦＥ装置内における負荷電流量の変化を示しており、符号２２６はＢＥ装置内における負荷電流量の変化を示している。また、符号２２８はＦＥ装置内における充電電流量の変化を示しており、符号２３０はＢＥ装置内における充電電流量の変化を示している。期間Ｔ４５においては、ＦＥ装置内のバッテリが充電電流量ａ１をもって充電される。それと同時に、ＢＥ装置内におけるバッテリが充電電流量ａ４をもって充電される。すなわち、極めて制限された充電電流量によりＢＥ装置内のバッテリが充電される。状態６においては、システムが稼働しているため、それぞれの装置内の負荷への電力供給が十分に確保される限りにおいて、余剰電力を用いてＢＥ装置内のバッテリが充電される。Ｔ５はＦＥ装置内におけるバッテリの充電完了を示している。

【0085】

期間Ｔ５６において、本実施形態では、ＢＥ装置内のバッテリの充電電流量ａ４が維持されている。上述したように、高充電状態信号が得られたタイミングをもって、充電電流の制限値を引き上げるようにしてもよい。Ｔ６はＢＥ装置内におけるバッテリの充電完了を示している。ちなみに、ａ４はａ３と同等あるいはそれ以下である。

【0086】

図１２に示されるように、ＦＥ装置内のバッテリの充電とＢＥ装置内のバッテリの充電とを対比した場合、前者が優先されている。また、バッテリの充電と負荷への電力供給を対比した場合、負荷への電力供給が優先されている。より広くＢＥ装置とＦＥ装置との関係でみた場合、ＦＥ装置への電力供給が優先されている。本実施形態においては、ＦＥ装置内には通信回路が含まれ、そこにおける電力消費量は比較的大きいため、ＦＥ装置への電力供給がＢＥ装置への電力供給よりも優先されている。ＢＥ装置にもバッテリが備わっているため、上記のような優先的な電力供給制御を実行したとしても、基本的にＢＥ装置の動作に障害は生じない。ＢＥ装置におけるバッテリ充電量が低下したような場合にはそれに対してアダプタを接続すればよい。図２及び図３に示したように、ＦＥ装置１２は比較的大型の装置であり、それに対し、ＢＥ装置１４は比較的小型の電力消費の小さい装置であるため、上記のようなＥＦ装置に対する優先的な電力供給を行うのが合理的である。

【0087】

（６）変形例
図１３には、ＢＥ装置の変形例が示されている。ＢＥ装置１４Ａにおいて、図１０に示した構成と同一の構成には同一符号を付しその説明を省略する。ＢＥ装置１４Ａは制御部６８Ａ及び電源コントローラ１００Ａを有している。電源コントローラ１００Ａは、検出回路２５０、充電回路２５８、充電量検出回路２６０及び電源回路２６２Ａを有している。電源回路２６２Ａは、図９において説明した構成と同様に、後段の装置に対して融通電力を供給する給電ラインを備えており、その給電ライン上にスイッチ回路２７８が設けられている。コネクタ２７２内には給電端子２７２ｂ及び端子２７２ａが含まれる。ＢＥ装置１４Ａの後段には必要に応じて他の装置が接続される。例えば他のＢＥ装置が接続される。

【0088】

制御部６８Ａは、制御回路２６８、判定回路２６４及び信号生成回路２７０を有している。信号生成回路２７０は、高充電状態が判定された場合に、それを示す高充電状態信号２７９を生成し、それを端子２７２ａに出力する。

【0089】

したがって、後段に接続された他の装置は、そこから見て上流側装置であるＢＥ装置１４Ａから融通電力を得ることが可能であり、その融通電力を利用して動作を行うことが可能である。また、当該他の装置は、ＢＥ装置１４Ａから得られる高充電状態信号に基づいて制御を実行することが可能である。上述した信号生成回路２７０は、ＦＥ装置から供給される高充電状態信号を監視しており、ＦＥ装置からの高充電状態信号が得られ、且つ、自己の装置において高充電状態が判定された場合にのみ高充電状態信号２７９を生成している。したがって、複数の装置を上流から下流にかけて直列に接続した場合において、より上流側の装置における電力消費及びバッテリ充電が優先されることになる。

【0090】

図１４には、直列接続された複数の装置が示されている。具体的には、第１装置２８０、第２装置２８２及び第３装置２８４が接続されており、更に必要に応じて第３装置２８４の後段に１又は複数の装置が接続される。個々の装置に対してはアダプタを接続することが可能であり、図１４に示す例では、第１装置２８０にＡＣ／ＤＣアダプタが接続されている。すなわち、第１装置２８０に対して外部電力が供給されている。その外部電力が供給ライン２８８を介して第２装置２８２へ供給され、更にその外部電力が更なる融通電力として第３装置２８４へ供給される。第２装置においては、受け入れた融通電力を後段の装置に融通電力として供給する。このようなディジーチェーン接続を行う場合においては、個々の装置が自律的に受電制限を行うのが望ましい。例えば、個々の装置において受電電力量の上限値を設定しておくのが望ましい。これにより第１装置２８０等において電力不足が生じてしまう問題を回避することが可能である。また上流から下流にかけて高充電状態信号２８６を供給することにより、上流側から下流側にかけて段階的にバッテリを優先充電することが可能である。

【0091】

図１４に示したシステム構成においては、システム全体として電力分配を統括管理する部分は不要であり、個々の装置において給電制御及び受電制限を行うだけで、全体として合理的な電力分配を実現することが可能である。

【符号の説明】

【0092】

１０ 超音波診断システム、１２ フロントエンド（ＦＥ）装置、１４ バックエンド（ＢＥ）装置、１６ プローブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】