DE2627084A1

DE2627084A1 - DEVICE FOR PERFORMING THE TOMOGRAPHY

Info

Publication number: DE2627084A1
Application number: DE19762627084
Authority: DE
Inventors: Harrison H Prof Barrett; Scott Gordon; William Prof Swindell
Original assignee: University Patents Inc
Current assignee: University Patents Inc
Priority date: 1975-06-16
Filing date: 1976-06-16
Publication date: 1977-01-27
Also published as: FR2315090A1; GB1558405A; NL7606543A; SE7606779L; JPS5220789A

Description

University Patents, Inc., Tucson, Arizona USAUniversity Patents, Inc., Tucson, Arizona USA

Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung der TomographieMethod and device for performing tomography

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung der Rontgenstrahlentomographie und im einzelnen auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Abbildung von Querschnitten unter Anwendung der Tomographie-Querschnittstechnik.The invention relates to an apparatus for performing X-ray tomography and, more particularly, to an apparatus to carry out the method for imaging cross-sections using the tomography cross-sectional technique.

Bei Anwendung herkömmlicher Röntgenaufnahmetechniken kann nur ein Schattenbild des zu untersuchenden Körpers erzeugt werden aber dieses Bild enthält keine Informationen über die Tiefe von Einzelheiten in dem Körper. In vielen Fällen ist es nicht möglich, kleine Objekte zu unterscheiden, weil sie von größeren Teilen, wie z.B. Knochen, verdeckt sind. Diesen Nachteil einigermaßen zu beseitigen führte zu der Entwicklung der Körperschnittröntgentechnik bekannt als Röntgen-Tomographie.When using conventional X-ray imaging techniques, only a shadow image of the body to be examined can be generated but this picture gives no information about the depth of detail in the body. In many cases it isn't possible to distinguish small objects because they are covered by larger parts such as bones. This disadvantage to some extent Eliminating this led to the development of the body sectional x-ray technique known as x-ray tomography.

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Rontgenquerschnittstomographie.ermöglicht die Abbildung, von Querschnitten oder Schnittbildern, welche senkrecht zu der Achse des Patienten verlaufen. In einem "klassischen" Querschnittstomographiesystem mit Röntgenstrahlen werden diese durch das zu untersuchende Objekt mit einem Winkel geführt und aufgezeichnet auf einem Film. Um ein bestimmtes Schnittbild abzubilden, werden sowohl der Film als auch der Gegenstand synchron zueinander während der Röntgenstrahlenbelichtung gedreht. Die Schatten von Punkten in einer einzigen Ebene des Objektes sind fortlaufend projeziert an den selben Platz auf dem Film während der Drehung, während Schatten von anderen Teilen des Objektes sich relativ zu dem Film bewegen. Auf diese Weise wird, während das interessierende Schnittbild relativ scharf abgebildet wird, das zusammengesetzte Bild überlagert durch bewegungsunscharfe Bilder der anderen Teile des Objektes. Das endgültige "Tomogramm" hat deshalb nur ungenügenden Kontrast und feine Einzelheiten werden überdeckt.X-ray cross-section tomography. Enables the imaging of Cross-sections or slice images which are perpendicular to the patient's axis. In a "classic" cross-sectional tomography system X-rays are used to guide these through the object to be examined at an angle and recorded on a film. Both the film and the object are used to depict a specific sectional image rotated synchronously with each other during the X-ray exposure. The shadows of dots in a single Planes of the object are continuously projected into the same place on the film during rotation, while shadows from other parts of the object move relative to the film. In this way, while the sectional image of interest is displayed is relatively sharp, the composite image is superimposed by motion-blurred images of the other parts of the property. The final "tomogram" therefore has insufficient contrast and fine details are covered.

In jüngster Zeit wurden digitale Datenverarbeitungstechniken für das Tomographieabbildungsproblem angewendet und dadurch konnte eine Steigerung des Fortschrittes erreicht werden, wobei unscharfe Bilder der überlagernden und unterlagernden Ebenen beseitigt werden konnten, um eine bessere Einzeldarstellung zu bekommen. Jedoch digitale Verfahren erfordern das Verarbeiten von extrem großen Mengen von Daten und selbst schnelle Computer benötigen viel Zeit für die notwendige Verarbeitung. Folglich ist die Anwendung der Computertomographie relativ teuer und liegt außerhalb des finanziellen Bereiches von vielen, welche sie gern anwenden würden.Recently, digital data processing techniques have been applied to the tomographic imaging problem and thereby an increase in progress could be achieved, with blurred images of the overlaying and underlying Levels could be eliminated in order to get a better individual representation. However, digital processes require it Processing extremely large amounts of data, and even fast computers, take a long time to process. As a result, the use of computed tomography is relatively expensive and out of budget of many who would like to use it.

Bei einem anderen Typ der transachsialen Tomographie wird ein schmales Strahlenbündel von Röntgenstrahlen angewendet und nur diejenigen Strahlen von denen, die durch den gewünschten Querschnitt treten, treffen auf einen Film derart, daß im Idealfall nur die Information über die spezielleAnother type of transaxial tomography uses a narrow beam of x-rays and only those rays from those which pass through the desired cross-section strike a film in such a way that that ideally only the information about the special

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Schnittfläche aufgezeichnet wird. Das Ergebnis ist eine sogenannte "Eindimensionale Wiedergabe". Eine Vielzahl von eindimensionalen Wiedergaben können durch Durchdringung der Röntgenstrahlen durch denselben Querschnitt mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Drehwinkeln erhalten werden. Der dadurch erhaltene Satz von eindimensionalen Wiedergaben kann optisch verarbeitet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Werte von jeder Abbildung an einen Computer für Digitale Analyses zu geben, wobei die Dichtefunktion von jedem Teilbereich in der Ebene durch eine mathematische Verknüpfung nach dem Iterationsverfahren, der mathematischen Auswahltechniken oder anderer bekannter Lösungen errechnet wird.Cut surface is recorded. The result is a so-called "One-dimensional rendering". A variety of one-dimensional representations can be created by penetrating the X-rays can be obtained through the same cross section with a variety of different angles of rotation. Of the the set of one-dimensional representations thus obtained can be optically processed. There is another possibility in giving the values of each figure to a computer for digital analysis, taking the density function of each Sub-area in the plane through a mathematical link according to the iteration process, the mathematical selection techniques or other known solutions is calculated.

Eine frühere Technik zur optischen Auswertung eines Satzes von eindimensionalen Abbildungen ist in dem US-Patent 2 281 931 beschrieben und besteht in der Verwendung eines zylindrischen Linsensystems, um optisch jede eindimensionale Wiedergabe in einer Richtung senkrecht zu der Schnittebene zu "dehnen". Jede gedehnte eindimensionale Abbildung ergibt ein zweidimensionales Bild und der Satz von zweidimensionalen Bildern, welche von der optischen Dehnung der eindimensionalen Abbildung erhalten werden, werden überlagert mit sich ändernden Winkelversetzungen, wobei die Winkelversetzungen entsprechen den Drehwinkeln, mit welchen die eindimensionalen Abbildungen ursprünglich erzeugt wurden. Das schließlich auf diese Weise hergestellte Bild kann als "Layergram" oder "Schichtbild" des Querschnittes bezeichnet werden. Vor wenigen Jahren wurden Versuche durchgeführt zur Herstellung des Layergrams mittels räumlicher Filterverfahren sowohl optischer als auch digitaler Natur, um das Layergrambild zu gewinnen, welches bekanntlich Verschmierungen erleidet. Jedoch benötigen die digitalten Verarbeitungstechniken wieder das Verarbeiten einer großen Zahl von Daten, was sehr teuer ist. Optische Verarbeitungstechniken, um das selbe Ergebnis zu erreichen, wurden entweder als ungeeignet aus dem Verarbeitungsstandpunkt oder als ungenügend komplex und teuer empfunden.An earlier technique for optically evaluating a set of one-dimensional images is in the US patent 2 281 931 and consists in the use of a cylindrical lens system to optically each one-dimensional Playback "stretch" in a direction perpendicular to the cutting plane. Every stretched one-dimensional map yields a two-dimensional image and the set of two-dimensional images derived from the optical expansion of the one-dimensional Image obtained are superimposed with changing angular displacements, the angular displacements corresponding the angles of rotation with which the one-dimensional images were originally generated. After all, this way The image produced can be referred to as a "layergram" or "layer image" of the cross-section. A few years ago Experiments carried out to produce the layergram using spatial filtering methods, both optical and digital Nature in order to obtain the layergram image, which is known to suffer from smearing. However, the digital processing techniques require again processing a large amount of data, which is very expensive. Optical processing techniques, to achieve the same result were either deemed unsuitable from a processing standpoint or unsatisfactory Complex and expensive.

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Die in dem vorgenannten US-Patent 2 281 931 beschriebene Technik ist eine von einer Zahl von Bildrekonstruktionen, welche die Rückprojektion (Durchprojektion oder backprojection) eines Bildes anwendet. Allgemein bedeutet der Ausdruck "Rückprojektion", daß der Wert von einem bestimmten Punkt in der Abbildung allen Punkten auf einer senkrechten Linie zu der Abbildung zugeordnet wird. Die Werte der sich überlappenden Linien werden für alle Abbildungen zusammengefaßt. Das Ergebnis ist gleich einer Zurückprojektion der Werte in jeder eindimensionalen Abbildung durch das Objekt und integriert ihre Gesamtwirkung. Wie vorstehend vorausgesetzt, ergibt eine einfache Rückprojektion Ergebnisse, welche allgemein als unadäquat bezeichnet werden und man glaubt, daß eine Technik der Rückprojektion kombiniert mit einer geeigneten Filtertechnik gute Ergebnisse geben könnte. Jedoch, wie vorstehend bekräftigt, haben solche Techniken in der Vergangenheit teure und komplexe Systeme erfordert.The technique described in the aforementioned U.S. Patent 2,281,931 is one of a number of image reconstructions that which uses the back projection (through projection or backprojection) of an image. In general, the means Expression "back projection" that the value of a certain point in the figure all points on a perpendicular Line is assigned to the figure. The values of the overlapping lines are summarized for all figures. The result is equal to a back projection of the values in each one-dimensional image through the object and integrates their overall effect. As assumed above, a simple back projection gives results which commonly referred to as inadequate and it is believed that a technique of rear projection combined with a suitable filter technology could give good results. However, as affirmed above, such techniques in in the past required expensive and complex systems.

Die Erfindung bezieht sich auf die Schaffung einer verbesserten relativ billigen Vorrichtung zur Erzeugung eines gefilterten zweidimensionalen Rückprojektionsbildes einer Ebene oder eines Schnittbildes von einem Objekt durch Verarbeitung eines Satzes von eindimensionalen Abbildungen des Objektes. Weiterhin besteht die ERfindung in der Schaffung einer verbesserten Technik zur Erzeugung der a_ndimensionalen Abbildungen.The invention relates to the provision of an improved, relatively inexpensive device for producing a filtered two-dimensional rear projection image of a plane or a sectional image of an object by processing a Set of one-dimensional images of the object. Furthermore, the invention consists in creating an improved one Technique for generating the a_ndimensional mappings.

Die Erfindung ist somit auf eine verbesserte Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung eines zweidimensionalen rückprojezierten Bildes eines Schnittes von einem Gegenstand gerichtet. In Übereinstimmung mit der Erfindung ist ein Aufzeichnungsträger zur Aufzeichnung einer Vielzahl von im wesentlichen sich parallel erstreckenden Abbildungen vorgesehen, wobei jede Abbildung in einer optischen VerteilungThe invention is thus to an improved apparatus and method for generating a two-dimensional backprojected Image of a cut directed from an object. In accordance with the invention is a record carrier intended for recording a large number of images extending essentially in parallel, each image being in an optical distribution

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(Durchsichtigkeit- oder Reflexionsverteilung) die Dichteverteilung in dem Schnitt des zu beobachtenden Objektes in einem vorgegebenen entsprechenden Drehwinkel wiedergibt. Dabei werden nacheinander Bilder mit einem einwelligen, sinusartigen Muster auf dem Bildträger in einer vorbestimmten Abstufung gebildet. Abtastglieder sind vorgesehen um die einwelligen Muster abzutasten und schließlich dient ein Display oder ein Aufzeichnungsträger, welcher mit der vorbestimmten Abtaststufen synchronisiert ist, zur Wiedergabe der Ausgangswerte der Abtastglieder zur Dartellung der rückprojezierten Bilder.(Transparency or reflection distribution) the density distribution in the section of the object to be observed at a predetermined corresponding angle of rotation. In this case, images with a single-wave, sinusoidal pattern are successively created on the image carrier in a predetermined Gradation formed. Scanning elements are provided to scan the single-wave pattern and finally a display is used or a recording medium which is associated with the predetermined Scanning stages is synchronized to reproduce the output values of the scanning elements to display the back-projected ones Pictures.

Bei einer bevorzugten Ausführüngsform nach der Erfindung wird als Aufzeichnungsträger ein Filmzylinder verwendet, von welchem die Abbildungen mittels Durchleuchtung entnommen werden, welche die Dichteverteilung des Schnittes des zu betrachtenden Objektes enthalten. Bei dieser Ausführungsform werden die Abbildungen einheitlich beleuchtet sowie über in Abständen zu dem Filmzylinder angeordnete Maske (Blenden)Bildteile auf dem Filmzylinder ausgewertet. Der Filmzylinder wird über seine Achse gedreht, so daß die Maske fortlaufend verschiedene Bereiche der Abbildungen auf dem Film erhält. Darüberhinaus wird mittels Steuerglieder die tatsächliche relative Winkelstellung zwischen Maske und der Achse des Filmzylinders verstellt, wobei die Maske nacheinander verschiedene Bereiche des Filmzylinders abbildet, entsprechend der Veränderung längs der axialen Drehung desselben. Bei dieser Einrichtung werden die Wiedergabeglieder synchronisiert mit dem Drehwinkel des Filmzylinders und mit der tatsächlichen Winkelverstellung zwischen -der Maske und der Achse des Filmzylinders.In a preferred embodiment according to the invention a film cylinder is used as the recording medium, of which the images can be taken by means of fluoroscopy, which shows the density distribution of the section to be viewed Object included. In this embodiment, the images are illuminated uniformly and over at intervals the film cylinder arranged mask (diaphragms) evaluated image parts on the film cylinder. The film cylinder is over his Axis rotated so that the mask continuously receives different areas of the images on the film. In addition, will adjusted by means of control members, the actual relative angular position between the mask and the axis of the film cylinder, wherein the mask successively images different areas of the film cylinder, corresponding to the change along the axial rotation of the same. In this device, the playback members are synchronized with the angle of rotation of the film cylinder and with the actual angular displacement between the mask and the axis of the film cylinder.

In Übereinstimmung mit einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Fotoabstimmeinrichtung vorgesehen und die Beleuchtung erfolgt in Richtung auf diese Einrichtung.In accordance with another advantageous embodiment of the invention, a photo voting device is provided and the lighting is directed towards this facility.

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Der Aufzeichnungsträger ist zwischen die Beleuchtung und der Fotoabtasteinrichtung angeordnet, wobei der Aufzeichnungsträger eine Vielzahl von getrennten sich parallel erstreckenden Abbildungsspuren auf der Oberfläche aufweist. (Wenn in diesem Zusammenhang der Ausdruck "dazwischen angeordnet" verwendet wird, so geschieht dies im optischen Sinne.) Jede Abbildung hat eine Helligkeitsverteilung (durchleuchtet oder reflektierend) , die die Dichteverteilung des Schnittes des zu betrachtenden Objektes in einem vorgegebenen relativen Drehwinkels wiedergibt. Auch bei dieser Ausführungsform ist eine Maske zwischen der Beleuchtungseinrichtung und der Lichtabtasteinrichtung vorgesehen. Die Maske enthält eine Vielzahl von Abschnitten von im wesentlichen sinusförmigen Mustern von verschiedener Amplitude. Der Aufzeichnungsträger bzw. die Maske können relativ zueinander bewegt werden. Schließlich sind ein Display oder Aufzeichnungsmittel vorgesehen, welche mit der Bewegung synchronisiert abhängig von den Ausgangswerten der Fotoabtasteihrichtung das rückprojezierte Bild wiedergibt. In einer Ausführungsform besteht die Maske aus einer beweglichen endlosen Schleife und das Muster ist ein im wesentlichen einwelliger Transparentschlitz, dessen Amplitude sich zwischen 0 und einem vorbestimmten Maximum ändert. Bei dieser Ausführungsform hat die Maske eine optische Verteilung quer zur Länge, welche einer vorbestimmten Filterfunktion entspricht, so daß eine gefilterte Rückprojektion erhalten wird.The record carrier is between the lighting and the Arranged photo scanning device, wherein the recording medium has a plurality of separate image traces extending in parallel on the surface. (If in this If the expression "arranged in between" is used, this is done in an optical sense.) Each figure has a brightness distribution (transilluminated or reflective) that corresponds to the density distribution of the section of the object to be viewed Object reproduces at a predetermined relative angle of rotation. In this embodiment, too, is one Mask is provided between the lighting device and the light scanning device. The mask contains a variety of sections of substantially sinusoidal patterns of different amplitude. The recording medium or the mask can be moved relative to each other. Finally, a display or recording means are provided, which with the movement synchronizes depending on the output values of the photo scanning direction reproduces the back projected image. In one embodiment, the mask consists of a movable endless one Loop and the pattern is a substantially single-wave transparent slit, the amplitude of which is between 0 and a predetermined maximum changes. In this embodiment, the mask has an optical distribution transverse to the length, which corresponds to a predetermined filter function, so that a filtered back projection is obtained.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen. In diesen Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention emerge from the following detailed description in connection with the attached drawings. In these drawings show:

Fig. 1 ein Schaubild zur Erläuterung der Technik zur Erzeugung von eindimensionalen Abbildungen eines Schnittes von einem Objekt,1 shows a diagram for explaining the technique for generating one-dimensional images of a section of an object,

Fig. 2 eine andere Technik zur Gewinnung eindiemsionaler Abbildungen eines Schnittes von einem Objekt,Figure 2 illustrates another technique for obtaining dimensional images a section of an object,

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Fig. 3 ein Diagramm eines Schnittes von einem Objekt, um die Ermittlung der Dichteverteilung in einem Schnitt zu erläutern,Fig. 3 is a diagram of a section of an object to the Explain the determination of the density distribution in a section,

Fig. 4 zeigt Kurven zur Erläuterung des Einflußes einer Filterfunktion auf eine eindimensionale Projektion,4 shows curves for explaining the influence of a filter function on a one-dimensional projection,

Fig. 5 eine teilweise perspektivische Ansicht in einem schematischen Blockdiagramm einer Vorrichtung in Verbindung mit der Ausfuhrungsform nach der Erfindung,Fig. 5 is a partial perspective view in a schematic Block diagram of a device in connection with the embodiment according to the invention,

Fig. 6 eine Darstellung eines Schnittes von einem Objekt mit erläuternden Kurven,6 shows a representation of a section of an object with explanatory curves,

Fig. 7 eine perspektivische Teilaufrißansicht mit schematischen Blockdarstellungen von einer Vorrichtung in Verbindung mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung,Figure 7 is a fragmentary, perspective, elevational view with schematic block representations of an apparatus in association with another embodiment of the invention,

Fig. 8 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Teiles der Erfindung, welche zur Erleichterung des VerStehens zur Einrichtung nach Fig. 7 benötigt wird,Fig. 8 is a simplified perspective view of part of the invention, which to facilitate the Understanding the device according to Fig. 7 is required,

Fig. 9 eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teiles, welches in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 5 verwendet wird,FIG. 9 is a simplified perspective view of a part which, in connection with the embodiment according to FIG Fig. 5 is used,

Fig.10 eine andere einfache perspektivische Darstellung, welche ebenfalls zur Erläuterung der Fig. 5 benötigt wird,FIG. 10 is another simple perspective illustration, which is also required to explain FIG. 5,

Fig.11 zeigt die Art der optischen Maske, welche in einer Ausführungsform von Fig. 5 angewendet wird,Fig.11 shows the type of optical mask which in one embodiment of Fig. 5 is applied,

Fig.12 eine andere vereinfachte perspektivische Ansicht eines Teiles einer Ausfühnngsform der Erfindung nach Fig. 5,Figure 12 is another simplified perspective view of a Part of an embodiment of the invention according to FIG. 5,

Fig.13 einen Teil der Maske im Zusamenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 7, 13 shows a part of the mask in connection with the embodiment according to FIG. 7,

Fig.14 einen Teil einer anderen Maske im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 7,14 shows a part of another mask in connection with the Embodiment according to FIG. 7,

Fig.15A einen Teil einer anderen Maske in Verbindung mit einer Ausführungsform der Erfindung und15A shows a part of another mask in connection with a Embodiment of the invention and

Fig.15Beine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig.7 zur Verwendung in Verbindung mit der Maske nach Fig.15A und Fig.16 eine schematische Darstellung zur Erzeugung einer Maske nach Fig.7.Fig.15B A modification of the embodiment according to Fig.7 for use in connection with the mask according to FIG. 15A and FIG. 16, a schematic representation for generating a mask according to Fig. 7.

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Die Fig. 1 zeigt die Beschaffenheit der eindimensionalen Abbildungen eines Körperquerschnittes oder Schnittbildes, welches beispielsweise erhalten wird entsprechend einer Technik, wie sie in der vorgenannten US-Patentschrift 2.281.931 beschrieben ist. Ein Körper 20, von welchem eine Querschnittdarstellung 21 reproduziert werden soll, besteht aus einem ringförmigen Teil 23 von halbdurchsichtigem Material, wie beispielsweise Muskelgewebe eines menschlichen Gliedes und einem Kernteil 24 aus einem Material, welches weniger durchlässig für Röntgenstrahlen ist, wie beispielsweise Knochen. Ein Strahl von parallelen Röntgenstrahlen 30 von einem nicht dargestellten abseits angeordneten Röntgengerät durchdringt den Körper 20 und ein schmaler Teil des Röntgenstrahlenbündels mit einem bandförmigen Querschnitt passiert einen schmalen länglichen Schlitz 41 in einer Blende 40, welche üblicherweise aus Blei geformt ist. Das Röntgenstrahlenbündel durchläuft den Schlitz 41 und erzeugt ein schmales langgestrecktes Bild 51 auf dem röntgenstrahlenempfindlichen Filmträger 50, der nach Art eines Zylinders ausgebildet ist. Das Bild 51 kann als eindimensionale Abbildung betrachtet werden, deren Helligkeitsverteilung den unterschiedlichen Absorbtionsgrad der Röntgenstrahlen durch die Teilbereiche 23 und 24 des Körpers 20 in der Schnittebene 21 entspricht.Fig. 1 shows the nature of the one-dimensional images a body cross-section or sectional image, which is obtained, for example, according to a technique, as described in the aforementioned US Pat. No. 2,281,931. A body 20, of which a cross-sectional view 21 to be reproduced consists of an annular part 23 of semi-transparent material, such as for example muscle tissue of a human limb and a core part 24 made of a material which is less permeable for x-rays, such as bone. A beam of parallel x-rays 30 from one not The illustrated remotely arranged x-ray device penetrates the body 20 and a narrow part of the x-ray beam with a band-shaped cross-section passes a narrow elongated slot 41 in a diaphragm 40, which usually is formed from lead. The X-ray beam passes through the slit 41 and produces a narrow, elongated image 51 on the X-ray sensitive film support 50, which according to Kind of a cylinder is formed. The image 51 can be viewed as a one-dimensional image, its brightness distribution the different degrees of absorption of the X-rays by the sub-areas 23 and 24 of the body 20 corresponds in the cutting plane 21.

Der Längsstreifen 51A an der rechten Seite der Fig. 1 stellt eine vereinfachte Version dieser eindimensionalen Abbildung 51 dar, welche auf dem Film 50 aufgezeichnet wird. Es kann gesehen werden, daß der mittlere Teil der Projektion dunkel ist mit Rücksicht auf die geringe Durchlässigkeit des Kernes 24 für Röntgenstrahlen und die sich daraus ergebende geringere Belichtung des entsprechenden Teiles auf dem Film 50.The longitudinal strip 51A on the right-hand side of FIG. 1 represents a simplified version of this one-dimensional map 51 which is recorded on the film 50. It can be seen that the middle part of the projection is dark in view of the low permeability of the core 24 to X-rays and the resulting therefrom lower exposure of the corresponding part on film 50.

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Es sei darauf hingewiesen, daß, weil die Dicke des ringförmigen Teiles 23 gegen die Mitte wächst, die Durchlässigkeit von diesem Teil graduell abnehmen wird bis zur Mitte des Körpers 20, daß aber, um die Erläuterung zu erleichtern, diese Abstufung nicht dargestellt ist in der vereinfachten Wiedergabe des Streifens 51A oder der Kurve 51B, welche daraus folgt. Die Kurve 51B stellt graphisch die Dichteverteilung des Schnittes 21 als eine Funktion der Länge längs des Schlitzes 41 dar. Diese Länge sei durch die Koordinate "x" bezeichnet. Die Dichte f.(x) entspricht der relativenIt should be noted that as the thickness of the annular part 23 increases toward the center, the permeability of this part will gradually decrease up to the middle of the body 20, but that, for the sake of simplicity of explanation, this gradation is not shown in the simplified representation of the strip 51A or the curve 51B which follows therefrom. Curve 51B graphically depicts the density distribution of cut 21 as a function of the length along the slot 41. Let this length be denoted by the coordinate "x". The density f. (X) corresponds to the relative

Durchlässigkeit des Querschittes als eine Funktion von x, d.h. der Umkehrung der Helligkeit.Permeability of the cross section as a function of x, i.e. the inversion of the brightness.

Der Körper 20 entsprechend auch der Schnitt 21 drehen sich um eine Achse 27, welche senkrecht auf der Ebene des Schnittes 21 im Drehpunkt steht. Die Drehung wird durch den gebogenen Pfeil 28 angezeigt. Der zylindrische Filmträger 50, welcher auf einer Trommel angebracht ist dreht sich mit seiner Achse im Winkel synchron mit der Drehung des Körpers 20. Bei jeder von einer Vielzahl von diskreten Drehpositionen wird der Körper und der Film 50 angehalten und eine eindimensionale Abbildung wird aufgezeichnet (wie der Streifen 51A). Entsprechend wird nach einer vollen 360°-Drehung des zylindrischen Films 50 ein Satz von eindimensionalen Abbildungen erhalten, d.h. die verschiedenen f.(x) jeder eindimensionalen Abbildung mit einer optischen Verteilung, welche die Dichteverteilung des Schnittes oder der Ebene 21 des Objektes 20 wiedergibt, ist festgehalten in einer bestimmten relativen Winkellage.The body 20 correspondingly also the section 21 rotate about an axis 27 which is perpendicular to the plane of the Section 21 is at the pivot point. The rotation is indicated by the curved arrow 28. The cylindrical film carrier 50, which is mounted on a drum, rotates with its axis at an angle in synchronism with the rotation of the body 20. At each of a plurality of discrete rotational positions, the body and film 50 is stopped and one dimensional Image is recorded (like strip 51A). Accordingly, after a full 360 ° rotation of the cylindrical Films 50 obtain a set of one-dimensional images, i.e. the various f. (X) of each one-dimensional Imaging with an optical distribution which shows the density distribution of the section or of the plane 21 of the object 20 reproduces is held in a certain relative angular position.

In Fig.2 zeigt eine andere bekannte Technik, um eindimensionale Abbildungen eines Schnittes oder Abschnittes eines dreidimensionalen Körpers 60 zu erhalten. Eine gerichteteIn Fig.2 shows another known technique to one-dimensional Obtain images of a section or portion of a three-dimensional body 60. A directed

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"Stift"-Strahlung von Röntgenstrahlen wird durch eine Röntgenquelle 62 erzeugt, welche durch den Abschnitt 61 strahlt.Diese Strahlung wird durch einen schinalbereichigen Fluorreszenzabtasters (Scintillation-Abtaster) 63 aufgenommen, dessen Ausgang einen Punkt der graphischen Darstellung an der rechten Seite von Fig. 2 festlegt. Die Strahlungsquelle 62 und der Abtaster 63 werden synchron relativ zu dem Schnitt 61 bewegt und Ausgangswerte werden in jeder speziellen Position erhalten, wobei jeder einzelene Datenpunkt die Intensität der empfangenen Röntgenstrahlen darstellt. Die resultierende Funktion f.(x) ist eine eindimensionale Abbildung entsprechend dem Informationsinhalt zu jener,welcher durch das System nach Fig. 1 enthalten wird und wie.er durch die graphische Darstellung 51B der Fig. 1 gezeigt wurde. Es ist zu erkennen, daß, sofern gewünscht, man eine optische Verteilung erhalten kann entsprechend der Abbildung 51A aus den Daten einer Arbeitsweise nach Fig. 2 durch Anwendung der Ausgangswerte des Detektor 63, um die Dicht zu modulieren auf einen Abtaststrahl zur Beleuchtung eines Filmstreifens. Allgemein werden die von dem Detektor 63 abgegebenen Datenpunkte unter Verwendung eines Digitalcomputers verarbeitet. Ein "Satz" von eindimensionalen Abbildungen f.(x) werden durch Abnahme von einzelnen Messungen mit einer Anzahl von verschiedenen Drehwinkeln vom Schnitt 61 abgenommen und die Gesamtheit der Daten wird durch einen Computer verarbeitet um die Grunddichteverteilung des zweidimensionalen Schnittes 61 des Objektes 60 zu erhalten. Ein Problem bei dem System nach Fig. 2 besteht in der grundsätzlichen Registrierung und Zuordnung der Schritte der Strahlungsquelle und des Detektors in unterschiedlichen Posxtionen. Eine Abwandlung dieser Ausführungsform besitzt eine Vielzahl von Strahlungsquellen und/oder vonDetektoren aber dies erfordert eine präzise Abgleichung der vielen Teilkomponenten sowie zusätzliche Schaltkreise."Pen" radiation of X-rays is generated by an X-ray source 62, which radiates through the section 61. This radiation is generated by a schinalbereichigen fluororescence scanner (Scintillation scanner) 63 recorded, whose Output defines a point on the graph on the right-hand side of FIG. The radiation source 62 and the Scanners 63 are moved synchronously relative to the slice 61 and output values are obtained in each particular position, each individual data point representing the intensity of the received X-rays. The resulting Function f. (X) is a one-dimensional mapping corresponding to the information content to that which is traced by the system 1 and as shown by graph 51B of FIG. It is recognizable, that, if desired, an optical distribution corresponding to Figure 51A can be obtained from the data of a mode of operation 2 by applying the output of detector 63 to modulate the density on a scanning beam for lighting a film strip. In general, the data points output by the detector 63 become processed using a digital computer. A "set" of one-dimensional maps f. (X) are given by Acceptance of individual measurements with a number of different angles of rotation removed from the section 61 and the The whole of the data is processed by a computer to determine the basic density distribution of the two-dimensional section 61 of the object 60. A problem with the system of FIG. 2 is the basic registration and Assignment of the steps of the radiation source and the detector in different positions. A modification of this Embodiment has a plurality of radiation sources and / or detectors but this requires precise balancing the many sub-components as well as additional circuits.

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Die Fig. 3 dient zur weiteren Erläuterung der Art der zu erhaltenen eindimensionalen Abbildungen sowie zum besseren Verständnis des Erhaltens der Dichteverteilungeines Abschnittes oder Schnittes eines Objektes von solchen Projektionen und speziell der Methode, welche "Rückprojektion" verwendet. Ein dünner zu untersuchender Abschnitt oder Schnitt 90 ist aufgezeichnet als rechteckiges Teil zur Erleichterung der Erläuterung. Dieser Schnitt ist in eine Reihe von schmalen Grundeinheiten unterteilt, welche m von η Reihen enthalten, wobei jedes Element durch seine Lage in der Reihe bezeichnet ist und eine Dichte besitzt, welche schließlich festgestellt werden soll. Dementsprechend ist beispielsweise die Dichte des Elementes in der oberen linken Ecke bezeichnet durch d^. Das rechte Nachbar feld hat eine Dichte, die mit d₁₂ bezeichnet ist usw. . Der Strahl oder der Teil des Strahles, d.h. in Fig. 2 oder Fig. 1 durchläuft eine bestimmte Reihe der Elemente und wird mit I mit zwei Indizes bezeichnet, wobei der erste Index den entsprechenden Winkel bezeichnet, mit welchem die Röntgenenergie durch den Schnitt 90 tritt (in der Fig.3 ist der entsprechene Winkel 0°, so daß der erste Index 0 ist), und der zweite Index bezeichnet die relative Lage des entsprechenden Strahls oder Strahlteiles längs der eindimensionalen Datenkoordinate (d.i. ist die X-Achse in Fig. 1 und 2). Der empfangene Strahl oder ein Teil davon, welcher durch den Schnitt 90 dringt, werden durch die erste Version des EingangsStrahles bezeichnet. Jeder Ausgang ist gleich mit dem entsprechenden Eingangmal einer Funktion der Elementendichte, durch welcher der Strahl oder der Strahlteil drang. Beispielsweise kann gesehen werden, daß 10- gleich ist mit 10, mal einer Funktion der Elementendichte von der ersten Reihe der Anordnung, wie gezeigt. Ebenso sind die erhaltenen Ausgangswerte alle Funktionen von der Elementendichte in ihren entsprechenden Reihen. Es kann gesehen werden,Fig. 3 serves to further explain the nature of the one-dimensional images to be obtained and to better understand the obtaining of the density distribution of a section or section of an object from such projections and especially the method which uses "back projection". A thin section or section 90 to be examined is drawn as a rectangular part for ease of explanation. This section is subdivided into a series of narrow basic units which contain m of η rows, each element being designated by its position in the row and having a density which is ultimately to be determined. Accordingly, for example, the density of the element in the upper left corner is denoted by d ^. The right neighbor field has a density, which is _{denoted by d 12} and so on. The beam or the part of the beam, ie in FIG. 2 or FIG. 1, passes through a specific row of the elements and is denoted by I with two indices, the first index denoting the corresponding angle at which the X-ray energy passes through the cut 90 (in FIG. 3 the corresponding angle is 0 °, so that the first index is 0), and the second index denotes the relative position of the corresponding beam or beam part along the one-dimensional data coordinate (di is the X-axis in FIG and 2). The received beam or a portion thereof which passes through the cut 90 is denoted by the first version of the input beam. Each output is equal to the corresponding input times a function of the density of elements through which the beam or beam portion passed. For example, it can be seen that 10- is equal to 10 times a function of the density of elements from the first row of the array as shown. Likewise, the output values obtained are all functions of the element density in their respective series. It can be seen

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daß in dem Ausdruck für eine eindimensionale Abbildung Werte für einen speziellen Drehwinkel (0° für den erläuterten Fall) existieren, bei denen vielmehr Unbekannte als Gleichungen vorhanden sind. Jedoch, wenn der Schnitt um seine Achse zu einer Vielzahl von verschiedenen Lagen wiederholt wird, werden zusätzliche eindimensionale Abbildungsdatenwerte zu jedem Drehwinkel erhalten. Der volle "Satz" der eindimensionalen Abbildungen wird eine große Anzahl von Gleichungen liefern, welche verwendet werden können, um die Unbekannten zu bestimmen, d.h. die Dichte einzelner Elemente im Schnitt 90.that in the expression for a one-dimensional mapping values for a special angle of rotation (0 ° for the explained case) exist in which unknowns exist rather than equations are. However, if the cut about its axis is repeated to a multitude of different locations, additional obtain one-dimensional mapping data values for each rotation angle. The full "set" of one-dimensional images will provide a large number of equations which can be used to determine the unknowns i.e. the density of individual elements on average 90.

Wie schon in der Einleitung beschrieben kann der Satz von eindimensionalen Abbildungen durch einen Computer verarbeitet werden aufgrund verschiedener Techniken. Eine Art der bekannten Auflösung verwendet eine Iterationstechnik, wobei die einzelnen Dichtewerte bezeichnet sind für jedes Teil der Reihe. Der Computer errechnet die Ausgangsdichte, welche erhalten wird von dem Modell und diese errechnete Ausgangsdichte wird verglichen mit der tatsächlichen Ausgangsdichte, um Fehlerwerte zu erhalten. Die Fehlerwerte werden geprüft und verwendet, um geeignete Abwandlungen des Modells zu errechnen, welche geringere Fehlerwerte ergibt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis ein Modell erhalten wird, dessen Fehlerwerte ausreichend klein sind. Abhängig von dem verwendeten speziellen Logarithmus ist eine Mindestzahl von Rechenvorgängen für das Modell notwendig, um einen akzebtablen Wert zu konvergieren. In jedem Fall muß der Computer eine ausreichende Geschwindigkeit, Speicherkapazität usw. besitzen, um eine Auflösung innerhalb einer annehmbaren Zeit zu erhalten, so daß eine derartige Anordnung relativ teuer sein kann. Es wurde auch schon versucht, mit Hilfe eines Computers die Gleichungen in klassichen Verfahren oder durch Anwendung der bekannten Matrixauflösung zu lösen. Unglücklicherweise sind für dieseAs already described in the introduction, the set of one-dimensional Images are processed by a computer due to various techniques. A kind of well-known Resolution uses an iteration technique, where the individual density values are designated for each part of the series. The computer calculates the starting density, which is obtained from the model and this calculated output density is compared with the actual output density, to get error values. The error values are checked and used to calculate suitable modifications of the model, which results in lower error values. This process continues until a model is obtained whose error values are sufficiently small. Depending on the special logarithm used, there is a minimum number of computations for the Model necessary to converge an acceptable value. In any case, the computer must have sufficient speed Have storage capacity, etc. to achieve resolution within a reasonable time so that a such an arrangement can be relatively expensive. Attempts have also been made to use a computer to find the equations in classical methods or by using the known matrix resolution. Unfortunately for this

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Durchführung eine große Zahl von Rechenvorgängen und ebenfalls teure Computereinrichtungen notwendig, um eine Lösung innerhalb einer praktikablen Zeitspanne zu erhalten.Performing a large number of computations and also requiring expensive computing facilities to find a solution within a workable amount of time.

Bei der "Rückprojektion"-Bildrekonstruktionstechnik, wie vorstehend erwähnt, wird der Wert von einem einzelnen Datenpunkt in einer Abbildung allen Punkten auf einer senkrechten Linie der Abbildung zugeordnet.Im Fall der Fig. 3 z.B. würde der Wert I' , jedem der Elemente in der Reihe, zu welchem die ·Ausgangsintensität zugeordnet wird, zugeordnet, d.h., d-^d.^·· d- . Gleichzeitig wird der Ausgangsintensitätswert I¹Q? angewendet auf alle die Teilsichten in der zweiten Reihe, d.i. d₂₁,d₂₂/ ··· ^2 ^usw· für die übrigen Reihen. Dann werden die Ausgangsdatenwerte der nächsten eindimensionalen Abbildung in der gleichen Weise für jede Elementendichte bezeichnet, und dies wird gemacht für jeden relativen Drehwinkel, mit welchem eine eindimensionale Abbildung erhalten wurde. Dementsprechend hat bei der Zusammenstellung der Rückprojektion jede Elmentendichte einen endgültigen Wert, welcher gleich ist mit der Summe von all den von dem vorbeschriebenen Verfahren erfaßten Datenwerte. Das Rückprojektionsverfahren kann entweder mit einem Digitalcomputer oder optisch durchgeführt werrden, jedoch wurden die Ergebnisse von einer einfachen Rückprojektion als ungeeignet wegen der Unscharfe empfunden.In the "back projection" image reconstruction technique mentioned above, the value of a single data point in a map is assigned to all points on a vertical line of the map. For example, in the case of FIG Row to which the output intensity is assigned, ie, d- ^ d. ^ ·· d-. At the same time, the output intensity value I ¹ Q? applied to all the partial views in the second row, di d ₂₁ , d ₂₂ / ··· ^ 2 ^etc. for the other rows. Then, the output data values of the next one-dimensional map are designated in the same way for each element density, and this is done for each relative rotation angle with which a one-dimensional map was obtained. Accordingly, when compiling the back projection, each element density has a final value which is equal to the sum of all the data values acquired by the method described above. The rear projection method can be carried out either with a digital computer or optically, but the results of a simple rear projection were found to be unsuitable because of the blurring.

Um bessere Ergebnisse mit der Rückprojektion technisch zu bekommen wurde schon vorgeschlagen, eine Art "Filtertechnik" in Verbindung mit der Rückprojektion anzuwenden. Die Filterung kann als eine Art der selektiven "Gewichtung" betrachtet werden, welche zur Wiederherstellung der tatsächlichen Dichteverteilung durch Beseitigung des Schmiereffekts verhilft. DieseTo get better results with the rear projection technically It has already been proposed to use a kind of "filter technique" in connection with the rear projection. The filtering can be viewed as a type of selective "weighting" which is used to restore the actual density distribution by eliminating the smear effect. These

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-14--14-

Filterung kann entweder auf die eindimensionale Abbildung vor dem Rückprojektionsablauf oder bei der Rekonstruktion des rückprojezierten Bildes durchgeführt werden. Die Fig.4 zeigt die Filterung einer speziellen eindimensionalen Abbildung f^(x) mit einer Filterfunktion h(x). Mathematisch werden die beiden Funktionen f · (x) und h(x) überlagert, um eine resultierende gefilterte eindimensionale Abbildung zu erhalten, welche g.(x) bezeichnet wird. Das überlagern kann man sich graphisch vorstellen durch Betrachten der Filterfunktion h(x), wenn sie längs der x-Achse bewegt wird und eine Multiplikation zwischen f.(x) und h(x) wird durchgeführt an jedem Punkt des Ausschlages der Filterfunktion. Z.B. ist in Fig. 4 die Filterfunktion dargestellt in der Abszissenlage x₌ und der resultierende Datenpunkt auf der FunktionFiltering can be carried out either on the one-dimensional image before the back-projection sequence or during the reconstruction of the back-projected image. FIG. 4 shows the filtering of a special one-dimensional mapping f ^ (x) with a filter function h (x). Mathematically, the two functions f · (x) and h (x) are superimposed in order to obtain a resulting filtered one-dimensional map, which is denoted g. (X). The superimposition can be visualized graphically by looking at the filter function h (x) as it is moved along the x-axis and a multiplication between f. (X) and h (x) is performed at each point of the swing of the filter function. For example, the filter function is shown in FIG. 4 in the abscissa position x ₌ and the resulting data point on the function

CLCL

g^(x) (wie durch einen Punkt auf der dritten Kurve bezeichnet) wird durch Multiplizieren von h(x) in dieserLage mit der Funktion f■(x) erreicht. Dieses Verfahren wird an jedem Punkt längs der x-Achse durchgeführt und die Funktion g.(x) wird auf diese Weise erhalten. Wie in der Veröffentlichung von Cho und anderen in IEEE Transactions on Nuclear Science, Band NS-21, Seite 44 (Juni 1974) offenbart, wird eine eindimensionale Abbildung überlagert mit einer Verfahrensfunktion, wie gerade beschrieben, und dies wird mittels eines digitalen Rechners durchgeführt.g ^ (x) (as denoted by a point on the third curve) is obtained by multiplying h (x) at this point by the Function f ■ (x) reached. This procedure is at every point along the x-axis and the function g. (x) is obtained in this way. As in the publication of Cho et al in IEEE Transactions on Nuclear Science, Volume NS-21, page 44 (June 1974), becomes a one-dimensional Figure superimposed with a process function, as just described, and this is done using a digital calculator.

Die Art der Filterung und Rückprojektionstechniken, wie eben beschrieben, ebenso wie jene, wo eine überlagerung angewendet wird nach der Rückprojektion,benötigen eine große Anzahl von Rechenschritten, wenn-sie mit einem digitalen Computer durchgeführt werden, so daß ein relativ großer und teuerer Rechner benötigt wird. Optische Techniken wurden ebenfalls probiert zur Durchführung dieser Verfahren. Z.B. ist es bekannt, daß Linsen ein Fourier Transformation durchführen, wenn kohärentes Licht verwendet wird. Solche Systeme sind jedoch durch notwendige Lichtreduktion und Fxlmdxckenschwankungen begrenzt. 609884/0742The type of filtering and rear projection techniques, like just as well as those where an overlay is applied after rear projection, require a large number of calculation steps if-they are using a digital computer be carried out, so that a relatively large and expensive computer is required. Optical techniques were also used tried to carry out this procedure. E.g. it is known that lenses perform a Fourier transform when using coherent light. Such systems are, however limited by the necessary light reduction and frame fluctuations. 609884/0742

In der Fig. 5 ist eine Ausführungsform eines Gerätes 100 zur Erläuterung der Erfindung gezeigt. Eine zylindrische Trommel 10!,welche aus einem geeigneten durchsichtigen Material wie beispielsweise weißer Plastik gebildet ist, ist vorgesehen und besitzt an seinem oberen und unteren Ende Trägerrippen 102. Die Trommel wird von der Achse 103 getragen. Eine längsgestreckte Lichtquelle 104 mit einem langen dünnen Glühfaden ist längs der Achse der Trommel zwischen den Trägerrippen 102 angeordnet und wird durch eine nicht dargestellte Spannungsquelle gespeist. Die Lichtquelle erzeugt eine im wesentlichen einheitliche Beleuchtung der Oberfläche der Trommel. Die Plastikoberfläche der Trommel 101 wirkt wie ein Lichtverteiler um eine einheitliche Lichtstärke zu garantieren.FIG. 5 shows an embodiment of a device 100 for explaining the invention. A cylindrical one Drum 10! Which is made of a suitable transparent Material such as white plastic is provided and has on its upper and lower End of support ribs 102. The drum is supported by axle 103. An elongated light source 104 with a long thin filament is disposed along the axis of the drum between the support ribs 102 and is fed by a voltage source, not shown. The light source produces a substantially uniform one Illumination of the surface of the drum. The plastic surface of the drum 101 acts like a diffuser of light to guarantee a uniform light intensity.

Das obere Achsenstück 103 ist verbunden mit einem kleinen Elektromotor 105, welcher seinerseits auf einem Tragarm 106 befestigt ist. Der Motor 105 wird durch ein Signal auf der Leitung 150A mit Energie versorgt und verursacht eine entsprechend schnelle Drehung der Achse 103 und damit eine Drehung der Trommel 101 auf seiner Achse, wie angezeigt ist durch den Pfeil 112. Ein oberes und unteres kreisförmiges Trägerteil 107 bzw. 108 ist vorgesehen mit jeweils zentralen Längsnuten 107A bzw. 108A. Die Nut 107A führt den Träger 106 und die Nut 108A nimmt das Ende eines Tragkopfes 109 auf. Innerhalb des Trägers 106 ist ein nicht sichtbarer weiterer Elektromotor angeordnet, welcher durch Signale auf der Leitung 150B geschaltet wird. Der Motor innerhalb des Trägers 106 treibt ein Zahnrad, welches mit den Zähnen 110 längs der Kante des kreisförmigen Führungsteiles 107 zusammenwirkt und die Bewegung des Zahnrades erzeugt eine relative langsame Bewegung des Trägers 106, welcher damit einen Weg in einer Richtung längs des Führungs-The upper axle piece 103 is connected to a small electric motor 105, which in turn is on a support arm 106 is attached. The motor 105 is energized and caused by a signal on line 150A a correspondingly rapid rotation of the axis 103 and thus rotation of drum 101 on its axis as indicated is indicated by arrow 112. Upper and lower circular support members 107 and 108, respectively, are provided with central longitudinal grooves 107A and 108A, respectively. Groove 107A guides carrier 106 and groove 108A takes the end of one Support head 109 on. A further electric motor, which cannot be seen, is arranged within the carrier 106, which is switched by signals on line 150B. The motor within the carrier 106 drives a gear, which with teeth 110 along the edge of the circular guide member 107 cooperates and the movement of the gear produces a relatively slow movement of the carrier 106, which so that a path in one direction along the guide

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-1 C--1 C-

— 1 υ ~- 1 υ ~

teiles 107 folgt und dann zurückkehrt in der anderen Richtung in umgekehrter Weise, wie durch den Doppelpfeil 111 angezeigt ist. Somit dreht sich die Trommel 101 relativ schnell um sich selbst und kippt vorwärts und rückwärts um ihre Mitte mit relativ niedriger Geschwindigkeit.Part 107 follows and then returns in the other direction in the reverse manner, as indicated by the double arrow 111 is displayed. Thus, the drum 101 rotates on itself relatively quickly and tilts back and forth around their center at a relatively low speed.

Auf der Trommel 101 ist ein Film 120 montiert, auf welchem eine Vielzahl von im wesentlichen parallelen langgestreckten Abbildungen aufgezeichnet sind. Jede Abbildung hat eine Durchsichtigkeit, welche die Dichteverteilung eines Querschnittes oder Schlitzes von einem Objekt entspricht, das in einem bestimmten Winkel aufgenommen wurde. Der Film 120 kann aufgenommen sein in einer Weise wie in Fig. 1 beschrieben oder durch Abänderung der in Verbindung mit der Fig. 2 beschriebenen Aufnahmetechnik. Jede Abbildung ist von der gleichen Art wie der Streifen 51A in Fig. 1 und die vollen 360° des Filmes enthalten benachbarte Projektionen, welche durch abgestuftes Drehen des zu untersuchenden Gegenstandes um volle 360° entstanden sind.On the drum 101, a film 120 is mounted on which a plurality of substantially parallel elongated Illustrations are recorded. Each image has a transparency, which shows the density distribution of a Cross-section or slit of an object that was recorded at a certain angle. The film 120 may be included in a manner as described in FIG. 1 or by changing the recording technique described in connection with FIG. Every picture is of the same type as strip 51A in Fig. 1 and the full 360 ° of the film contains adjacent projections, which were created by rotating the object to be examined by a full 360 °.

In Fig. 5 ist die Trommel 101 in einem Zustand gezeigt, wenn sie sich in ihrer vertikalen Ausrichtung befindet. Der optische Aufnahmeteil des Gerätes nach Fig. 5 hat seine optische Achse längs der horizontalen Ausdehnung (d.h. senkrecht der dargestellten Ausrichtung der Trommel in der Fig.). Eine Linse 130 stellt die Optik dar, welche das von dem Film 120 kommende Licht aufnimmt und sammelt. Sie fokussiert das Licht auf ein Paar von Brennpunkten auf den Masken und 136, wobei ein Strahlenteiler 131 die Teilung des gesammelten Lichtes ermöglicht. Die Masken 135 und 136 erfüllen eine Filterfunktion derart, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben ist und wie sie im folgenden beschrieben wird. Breitflächige Fotodektoren 137 und 138 empfangen das durch die Masken 135 bzw. 136 einfallende LichtIn Fig. 5, the drum 101 is shown in a state when it is in its vertical orientation. Of the optical receiving part of the device of Fig. 5 has its optical axis along the horizontal dimension (i.e. perpendicular the orientation of the drum shown in the figure). A lens 130 represents the optics that the Film 120 absorbs and collects incoming light. It focuses the light on a pair of focal points on the masks and 136, with a beam splitter 131 dividing the collected Light made possible. The masks 135 and 136 fulfill a filter function as they are in connection with Fig. 4 and as described below. Wide area photo detectors 137 and 138 received the light incident through masks 135 and 136, respectively

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und erzeugen Ausgangssignale als Funktion der empfangenen Lichtintensitäten. Die Ausgangswerte des Fotodetektors 138 werden abgezogen von dem Ausgangswert des Fotodetektors 137 durch den Differenzverstärker 139, dessen Ausgangswert ein Videosignal ist, was mit "V" bezeichnet wird. Ein Abtastsignalgenerator 150 erzeugt Ausgangsspannungen auf den Leitungen 150A und 150B, welche, wie schon erwähnt, die Schritte steuern, mit welchem die Trommel 101 rotiert und kippt. Diese Signale steuern auch den Ablenkkreis eines Sichtgerätes 160, welches auch durch einen Speicher ersetzt sein kann, um ein spiralförmiges Abtastraster zu bekommen, welches eine Radialkomponente hat, die sich abhängig mit dem Signal auf der Leitung 150 ändert und eine Rotationskomponente, welche sich abhängig von dem Signal auf der Leitung 150A ändert. Der Steuerstrahl des Speichers oder Sichtgerätes 160 wird abhängig von dem Signal V moduliert und das damit endgültig erzeugte sichtbare oder gespeicherte Bild stellt das gefilterte zweidimensionale rückprojezierte Bild des Schnittes des Gegenstandes, von welchem die eindimensionalen Abbildungen auf dem Film 120 ursprünglich gemacht wurden.and generate output signals as a function of the received light intensities. The output values of the photodetector 138 are subtracted from the output value of the photodetector 137 by the differential amplifier 139, its output value a video signal is what is referred to as "V". A sampling signal generator 150 generates output voltages the lines 150A and 150B, which, as already mentioned, control the steps at which the drum 101 rotates and tilts. These signals also control the deflection circle of a Viewing device 160, which can also be replaced by a memory in order to get a spiral-shaped scanning raster, which has a radial component that changes depending on the signal on line 150 and a rotational component that changes depending on the signal on line 150 Line 150A changes. The control beam of the memory or display device 160 is modulated as a function of the signal V and the visible or stored image thus finally produced represents the filtered two-dimensional back-projected one Image of the section of the object of which the one-dimensional images on film 120 were originally made became.

Das Verständnis der Arbeitsweise des Gerätes nach Fig. 5 wird durch die Fig. 6 und 9 erleichtert. (Hierbei kann festgestellt werden, daß einige der mathematischen Beziehungen der Technik der transaxialen Tomographie fortgesetzt wird in den vorstehenden Publikationen von Cho und anderen, welche die digitale Überlagerung der eindimensionalen Abbildungen mit einer Filterfunktion beschreiben.) Es sei angenommen, daß f^(x) der negative Logarithmus einer eindimensionalen Abbildung unter einem bestimmten Winkel φ. ist und daß die geeignete Filterfunktion mit h(x) bezeichnet ist (siehe z.B. Fig. 6). Eine gefilterte Abbildung kann dargestellt werden durch das folgende Integral:The understanding of the operation of the device according to FIG. 5 is facilitated by FIGS. 6 and 9. FIG. (Here it can be established will continue some of the mathematical relationships of the transaxial tomography technique in the above publications by Cho and others, which show the digital overlay of one-dimensional images with a filter function.) It is assumed that f ^ (x) is the negative logarithm of a one-dimensional mapping at a certain angle φ. is and that the suitable filter function is denoted by h (x) (see e.g. Fig. 6). A filtered figure can be displayed are given by the following integral:

J.J.

co
f_± (X-X¹Jh(X¹JdX¹ (1)co
f _± (XX ¹ Jh (X ¹ JdX ¹ (1)

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Das gewünschste vollständig gefilterte Bild kann wie vorstehend erläutert durch Rückprojektion jedes der gefilterten Abbildungen in den Objektabstand und durch Addieren über alle φ. erhalten werden. Mathematisch läßt sich dies durch die Summe beschreibenThe desired fully filtered image can be as above explained by back-projecting each of the filtered images into the object distance and adding over all of them φ. can be obtained. Mathematically this can be described by the sum

x=rsin(<^ -φ ^) x = rsin (<^ -φ ^)

(2)(2)

wobei (r,ψ ) die Polarkoordinaten einen Punktes in dem Objekt sind,das rekonstruiert werden soll. In Fig. 6 ist 0 der Drehpunkt des Objektschnittes 99 und P ist ein spezieller rekonstruierter Punkt. Wie dargestellt ist <&. der entsprechende Drehwinkel, mit welchem die eindimensionale Abbildung f.(x¹) gewonnen wurde/und es ist zu sehen, daß χ = rsin (γ-<j>·) . Es sei darauf hingewiesen, daß zu irgend einen Punkt (r,ψ ) es nicht notwendig ist,das volle überlagerungsintegral zu erkennen, sondern nur seinen spezifischen Wert für eine Versetzung x=rsin (ψ ~Φ^)·where (r, ψ) are the polar coordinates of a point in the object to be reconstructed. In Fig. 6, 0 is the pivot point of the object slice 99 and P is a special reconstructed point. As shown, <&. the corresponding angle of rotation with which the one-dimensional image f. (x ¹ ) was obtained / and it can be seen that χ = rsin (γ- <j> ·). It should be pointed out that for any point (r, ψ ) it is not necessary to recognize the full superposition integral, but only its specific value for an offset x = rsin (ψ ~ Φ ^)

Die ERfinder haben erkannt, daß die mathematische Operation der Summenbildung (2) durch Anwendung inkohärenter Optiken bei Verwendung der sich drehenden und kippenden zylindrischen Filmaufzeichnung nach Fig. 5 durchgeführt werden kann. Die geometrische Zuordnung kann besser durch Fig. 9 verstanden werden, welche die filmtragende Trommel in einem Winkel zur Vertikalen zeigt. Für die Zwecke der Fig. 9 wird angenommen, daß die Trommel längs der optischen Achse durch einen einfachen Spalt (entsprechend der Maskenanordnung nach Fig.5) betrachtet wird. Der Teil der durch den Schlitz sichtbaren Trommeloberfläche wird sich der Unterteilung von einer Ebene mit der Zylinderoberfläche annähern, wobei die Ebene durch die Mitte der Trommel sich erstreckt. Entsprechend wird einThe inventors recognized that the mathematical operation the summation (2) by using incoherent optics when using the rotating and tilting cylindrical ones Film recording as shown in Fig. 5 can be performed. The geometric assignment can be better understood from FIG. 9 showing the film-carrying drum at an angle to the vertical. For the purposes of Fig. 9 it is assumed that the drum along the optical axis through a simple gap (corresponding to the mask arrangement according to Fig. 5) is looked at. The part of the drum surface visible through the slot will be subdivided by a plane approximate with the cylinder surface with the plane extending through the center of the drum. Accordingly, a

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Element auf jeder der Hälfte der eindimensionalen Abbildungsbilder auf der Trommel betrachtet werden durch den Schlitz zu einem gegebenen Augenblick. In Fig. 9 ist nur eine einzige eindimensionale Abbildung aufgezeichnet und der Punkt an dieser speziellen eindimensionalen Abbildung, welcher durch den Schlitz "gesehen" wird, ist bezeichnet durch einen dunklen Punkt. Es kann gezeigt werden, daß die Versetzung der Punkte (d.h. auf der dargestellten eindimensionalen Abbildung ebenso wie auf allen anderen eindimensionalen Abbildungen, die durch den Schlitz gesehen werden) hinsichtlich des Schlitzes gegeben ist durchElement on each of the half of the one-dimensional mapping images on the drum can be viewed through the slot too a given moment. In Fig. 9, only a single one-dimensional image is recorded and the point at that particular one-dimensional image "seen" through the slit is denoted by a dark one Period. It can be shown that the displacement of the points (i.e. on the one-dimensional map shown) also as on all other one-dimensional images seen through the slot) with regard to the slot is given by

Ax = Rsini sin (γ - <f>.)Ax = Rsini sin (γ - <f>.)

wobei R der Radius der zylindrischen Trommel ist,ψ der Drehwinkel des betrachteten Datenpunktes/ <ί. der Kippwinkel gegenüber der Vertikalen und G.der relative Drehwinkel mit welchem die eindimensionale Abbildung, die den betrachteten Datenpunkt enthält,aufgenommen wurde (siehe Fig. 6). Entsprechend wird beim Setzen von^rüynd Rsina = r die Versetzung :\ χ betrachtet als equivalent zu der gewünschten Verschiebung in dem Überlagerungsintegral (2) entspricht. In der Zusammensetzung nach Fig. 5 wird die Integration durchgeführt durch die breitflächigen Fotodetektoren 137 und 138. Der Film 120 in Fig. 5 kann zunächst aufgezeichnet werden mit einer im wesentlichen logarithmischen Transmissionscharakteristik, wie folgt aus der bekannten notwendigen liniear Hurter-Driffeld Charakteristik der fotografischen Filme.where R is the radius of the cylindrical drum, ψ the angle of rotation of the observed data point / <ί. the tilt angle with respect to the vertical and G. the relative angle of rotation with which the one-dimensional image, which contains the data point under consideration, was recorded (see Fig. 6). Correspondingly, when setting ^ rüynd Rsina = r, the displacement : \ χ is considered to be equivalent to the desired displacement in the superposition integral (2). In the composition of Fig. 5, the integration is carried out by the wide-area photodetectors 137 and 138. The film 120 in Fig. 5 can first be recorded with an essentially logarithmic transmission characteristic as follows from the known necessary linear Hurter-Driffeld characteristic of the photographic Movies.

Fig. 10 bezweckt eine weitere Ansicht zu den Abschnitten auf dem Film zu geben, welche abgebildet sind durch eine vereinfachte Maske, wie beispielsweise einen Schlitz wie er in der Beschreibung von Fig. 9 vorausgesetzt wutfde. In die Fig. 10 ist die optische Achse senkrecht zu der Papier-Fig. 10 aims at a further view of the sections on the film to give which are imaged through a simplified mask, such as a slit like it was assumed in the description of FIG. In Fig. 10 the optical axis is perpendicular to the paper

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ebene und die Oberseite des Zylinders kann gedacht werden als in das Papier gekippt weg von dem Betrachter. Die gestrichelten Linien zeigen die Abschnitte auf dem Zylinder, welche durch den Schlitz gesehen werden können an der optischen Achse, wenn der Zylinder gekippt ist mit verschiedenen Winkeln Θ. Die Abschnitte auf der zylindrischen Trommel, welche "gesehen werden" sind Schnittebenen mit dem gekippten Zylinder, welche elliptische Schnitte des Zylinders ergeben mit einem Sinusverlauf auf dem Film. Nur beim Winkel θ = 0°, wie in Fig. 5 gezeigt wird der abgebildete Schnitt ein Kreis. In allen Fällen werden die Datenpunkte auf den einzelnen elliptischen abgebildeten Abschnitten der Gesamtheit der rückprojezierten Beiträge des einzelnen Punkte P in einem Schnitt des zu betrachtenden Objektes (Fig. 6). Dieser Punkt P wird definiert durch r (welches wie gezeigt wurde, groß Rsintf entspricht), sowie y u,| «Beim Arbeiten des Systems nach Fig. 5 dreht sich die zylindrische Trommel schnell unter Veränderung von Lv (gesteuert durch das Signal auf der Leitung 150A) und beschreibt einen Kreis in dem rekonstruierten Bild. Eine relativ langsamere lineare Ablenkung von sin^w' (die Kipprate wird gesteuert durch das Signal auf der Leitung einer 150B) verändert den Radius des ausgeführten Kreises, so daß eine Spirale erhalten wird, wie in dem Fall/wo die Signale auf den Leitungen 150A und 150B angewendet sind zur Steuerung des Ablenkungskreises im Sichtgerät 160 in der vorbeschriebenen Weise.flat and the top of the cylinder can be thought of as being tipped into the paper away from the viewer. The dashed lines show the sections on the cylinder which can be seen through the slot on the optical axis when the cylinder is tilted at different angles Θ. The sections on the cylindrical drum which are "seen" are cutting planes with the tilted cylinder, which give elliptical sections of the cylinder with a sine curve on the film. Only at the angle θ = 0 °, as shown in FIG. 5, does the section shown become a circle. In all cases, the data points are mapped on the individual elliptical sections of the totality of the back-projected contributions of the individual point P in a section of the object to be viewed (FIG. 6). This point P is defined by r (which, as shown, corresponds to large Rsintf), as well as yu, | In operating the system of Figure 5, the cylindrical drum rotates rapidly changing Lv (controlled by the signal on line 150A) and describes a circle in the reconstructed image. A relatively slower linear deflection of sin ^ w '(the tilt rate is controlled by the signal on line 150B) changes the radius of the executed circle so that a spiral is obtained, as in the case / where the signals on lines 150A and 150B are used to control the deflection circle in the viewing device 160 in the manner described above.

Für Zwecke des Verständnisses der Art und Weise, in welcher die Vorrichtung nach Fig. 5 ein rückprojeziertes Bild erzeugt, ersetzen die Diagramme der Fig. 9 und 10 einen einfachen Schlitz für die Masken 135 und 136 nach Fig. 5, durch welche die zylindrische Trommel tatsächlich betrachtet wird. Die Fig. 11 zeigt einen Maskentyp, welche für eine Verwendung in einer Vorrichtung nach Fig. 5 geeignet ist. Die Filterfunktion h(x)For purposes of understanding the manner in which the apparatus of Figure 5 produces a back projected image, the diagrams of FIGS. 9 and 10 replace a simple slot for the masks 135 and 136 of FIG. 5 through which the cylindrical drum is actually viewed. Fig. 11 shows a type of mask which is suitable for use in a Device according to Fig. 5 is suitable. The filter function h (x)

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wird in Fig. 11 gezeigt und ist von der Art wie sie in Verbindung mit der Fig. 4 beschrieben und auch schon dargestellt in der erläuternden Fig. 6 ist. Die Masken geben die Filterfunktion als eine fotografische Transparenz wieder und da h(x) sowohl positive wie negative Werte annimmt/ werden zwei getrennte Transparente angewendet, um den positiven und negativen Teil von h(x) darzustellen. Die folgende Gleichung zeigt wie h(x) dargestellt wird durch die h (x) und h_(x) Maskenfunktionen:is shown in Figure 11 and is of the type in which they are related is described with FIG. 4 and also already shown in the explanatory FIG. 6. The masks provide the filter function as a photographic transparency again and since h (x) takes on both positive and negative values / become two separate ones Transparencies applied to show the positive and negative part of h (x). The following equation shows how h (x) is represented by the h (x) and h_ (x) mask functions:

J ° ^{wenn h}(x) < 0
)h(x) wennh(x)>0 J ° ^{if h} (x) <0
) h (x) ifh (x)> 0

h_(x) = J-h(x) wenn h(x) <Ό
^O wenn h(x)> 0h_ (x) = Jh (x) if h (x) <Ό
^ O if h (x)> 0

h(x) - h₊(x) - h_(x)h (x) - h ₊ (x) - h_ (x)

Die Masken nach Fig. 11 geben eine binäre Annäherung der Filterfunktion h(x). Z.B. liegt die relativ breite mittlere transparente Zone der h(x)-Maske und die beiden relativ schmalen daneben liegenden durchscheinenden Teilbereiche dieser Maske in ihrer Form in den Bereichen unter den positiven Teilen der h(x)-Funktion, während die zwei transparenten Bereiche der h_(x)-Maske unter den negativen Teilen der h(x)-Kurve liegen und entsprechende Breite haben. Der gewünschte bipolare Ausgangswert wird von den Differentialverstärker 139 abgegeben, welcher die Differenz zwischen den durch die zwei Masken "hindurchscheinenden" Lichtintensitäten bilden. Aus der Fig. 6 kann man sich vorstellen, wie die Masken tatsächlich die gewünschte überlagerung für jeden rekonstruierten Punkt erreichen.The masks of Figure 11 give a binary approximation of the Filter function h (x). E.g. the relatively wide central transparent zone of the h (x) mask and the two are relative narrow adjacent translucent partial areas of this mask in their shape in the areas below the positive Divide the h (x) function while the two transparent areas of the h_ (x) mask are below the negative parts of the h (x) curve and have the appropriate width. The desired bipolar output is obtained from the differential amplifier 139, which form the difference between the light intensities "shining through" the two masks. From Figure 6, one can imagine how the masks actually reconstructed the desired overlay for each Reach point.

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Die Fig. 12 zeigt die Schnitte an einer zylindrischen Trommel 101, welche "gesehen" sind, durch die h₊(x)-Maske in einer gekippten Lage der zylindrischen Trommel (die "gesehenen" Teile sind schraffiert dargestellt). Die schraffierten elliptischen Abschnitte werden entsprechend der Dicke und dem Abstand zu der Durchsichtigkeit der h₊(x)-Maske gesehen. Demzufolge ist zu erkennen, wie das optische System nach Fig. 5 die gewünschte Filterung und Rückprojektion gleichzeitig durch optische Auswahl von geeigneten sinusförmigen Mustern auf dem Film (entsprechend den elliptischen Schnitten auf dem Zylinder) erzeugt mit einer Durchsichtigkeit, welche der ursprünglichen eindimensionalen Abbildungen des Objektschnittes, das betrachtet wird, entspricht.FIG. 12 shows the sections on a cylindrical drum 101 which are "seen" through the h ₊ (x) mask in a tilted position of the cylindrical drum (the "seen" parts are shown hatched). The hatched elliptical sections are seen according to the thickness and the distance to the transparency of the h ₊ (x) mask. Accordingly, it can be seen how the optical system according to FIG. 5 produces the desired filtering and back projection simultaneously by optically selecting suitable sinusoidal patterns on the film (corresponding to the elliptical sections on the cylinder) with a transparency that of the original one-dimensional images of the object section that is being considered corresponds to.

In Fig. 7 ist als andere Ausführungsform der Erfindung ein weiteres Gerät dargestellt. Ein Filmträger 120 wird von einem undurchsichtigen Rahmen 121 getragen. Der Film besitzt eine Vielzahl von einzelnen parallelen Abbildungen, wobei jedes abgebildete Bild eine Durchlässigkeit hat, welche der Dichteverteilung von einem Querschnitt oder Schnittfläche eines Objektes, das betrachtet werden soll/in einen bestimmten relativen Drehwinkel wiedergibt. Der Film 120 kann in derselben Weise hergestellt werden,wie anhand der Fig. 1 erläutert oder bei Abwandlung einer Technik wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben. Jede einzelne Projektion ist von einem Typ, wie anhand des Streifens 51A in Fig. 1 beschrieben und bei der vorliegenden Ausführungsform die Gesamtheit des Filmes 120 enthält nebeneinanderliegend die einzelnen Rotationsstufen der vollen 360° des zu betrachtenden Objektes.In Fig. 7, as another embodiment of the invention, a another device shown. A film carrier 120 is supported by a opaque frame 121 carried. The film has a multitude of individual parallel images, each The image shown has a permeability, which corresponds to the density distribution of a cross-section or cut surface of an object, that is to be viewed / reproduces in a certain relative angle of rotation. The film 120 can be used in the same manner can be produced, as explained with reference to FIG. 1 or, if a technique is modified, as described in connection with FIG. 2. Each individual projection is of a type as described with reference to strip 51A in FIG. 1 and as described in FIG In the present embodiment, the entirety of the film 120 Contains side by side the individual rotation levels of the full 360 ° of the object to be viewed.

In einem Abstand von dem Film befindet sich die bewegliche Maske 140 die beschrieben werden soll, und welche die Form einer endlosen Filmschleife besitzt, welche auf der angetriebenen Rolle 151 und den mitlaufenden Rollen 152 bis 154 geführtAt a distance from the film is the movable mask 140 which is to be written and which has the shape of a has an endless loop of film which is guided on the driven roller 151 and the idler rollers 152-154

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wird. Eine Lampe 130 beleuchtet den Film 120, dringt durch den Film und durch die Maske 140 auf einen Fotodektor 150 innerhalb der Filmschleife. Bei der vorliegenden Ausführungsform bildet eine Linse 172 die Abbildungen auf dem Film 120 über die Maske 140 ab und die Linsen 171 und 173 fokussieren die Lichtquelle auf den Detektor. Es ist ersichtlich jedoch, daß verschiedene andere Optiken verwendet werden können.will. A lamp 130 illuminates the film 120, penetrates the film and through the mask 140 onto a photodector 150 within the film loop. In the present embodiment a lens 172 images the images on the film 120 via the mask 140 and the lenses 171 and 173 focus the light source on the detector. It will be appreciated, however, that various other optics could be used.

Die Zahntrommel 151 hat einen Zahnkranz 155, welcher in Antriebsperforationen an der Seite der Maskenfxlmschleife 140 eingreifen. Ein Synchronmotor 180 treibt das Transportrad 151 mit einer konstanten Geschwindigkeit und ein Codierglied 181 erzeugt ein Ausgangssignal 181A als Funktion der Rollenstellung. Ein Getriebe 182 untersetzt die Drehrate des Antriebsrades 151 auf einen vorbeschriebenen Wert und die Drehung des Zahnrades 182 wird abgefühlt durch ein anderes Codierglied, welches ebenfalls ein Ausgangssignal 183A erzeugt. Die Signale 181A und 183A synchronisieren das Abtastmuster des Anzeigegerätes 190 (welches auch durch einen Speicher ersetzt werden kann),das dementsprechend die Ausgangssignale des Fotodetektors 150 erhält, um die Helligkeit der Anzeige zu modulieren. Das zusammengesetzte anzuzeigende oder aufzuzeichnende Bild stellt das gefilterte zweidimensionale rückprojezierte Bild des Schnittes des Objektes dar, von welchen die eindimensionalen Abbildungen auf den Film 120 ursprünglich gemacht worden sind.The toothed drum 151 has a ring gear 155 which is in drive perforations engage on the side of the mask film loop 140. A synchronous motor 180 drives the transport wheel 151 at a constant speed and an encoder 181 produces an output signal 181A as a function of roller position. A gear 182 reduces the rate of rotation of the drive wheel 151 to a prescribed value and the rotation of the gear 182 is sensed by another Coding element which also generates an output signal 183A. The signals 181A and 183A synchronize the scanning pattern of the display device 190 (which can also be replaced by a memory), which accordingly outputs the output signals of photodetector 150 to modulate the brightness of the display. The compound to be displayed or image to be recorded represents the filtered two-dimensional back-projected image of the section of the object represents from which the one-dimensional images were originally made on the film 120.

Die Arbeitsweise des Gerätes nach Fig. 7 wird erleichtert durch Betrachtung der Fig. 6 und 8 und unter Erinnerung der Summation (2), welche in Verbindung mit Fig. 6 entwickelt wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die mathematische Verknüpfung der Summation (2) gebildet unter Verwendung einer beweglichen Maske mit einer Vielzahl von Zyklen von im wesentlichen sinusförmigen Mustern von verschiedener Amplitude, wobei die Integration durchgeführt wird durch denThe operation of the apparatus of Fig. 7 is facilitated by considering Figs. 6 and 8 and remembering the Summation (2) which was developed in connection with FIG. In the present embodiment, the mathematical Combination of summation (2) formed using a movable mask with a plurality of cycles of substantially sinusoidal patterns of various amplitudes, the integration being performed by the

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Fotodetektor 150. Im einzelnen hat die Maske 140 N-Zyklen von sinusförmigen Transparentstrexfen darauf, welche kontinuierlich variieren in ihrer Amplitude von 0 zu einem vorbestimmten Maximum. In dem vorliegenden Ausführungsfall ist jeder volle Sinuszyklus ausgelegt, um den Satz von Projektionen auf dem Film 120 zu bilden. Jedoch ist ersichtlich, daß im Rahmen der Erfindung auch andere Möglichkeiten bestehen, mit z.B. einer ganzzahligen Anzahl von halben Zyklen von Sinusformen an einem geeigneten Satz von Abbildungen, welche über einem Bereich von Drehwinkeln genommen werden, welcher der Anzahl der halben Zyklen der verwendeten Sinuskurven entspricht.Photodetector 150. Specifically, the mask has 140 N cycles of sinusoidal transparent stripes on it, which are continuous vary in amplitude from 0 to a predetermined maximum. In the present embodiment, designed each full sine cycle to form the set of projections on film 120. However, it can be seen that within the scope of the invention there are also other possibilities, e.g. with an integer number of half Cycles of sinusoidal shapes on an appropriate set of maps taken over a range of angles of rotation which corresponds to the number of half cycles of the sinusoids used.

Die geometrische Grundlage ist besser zu verstehen in Verbindung mit Fig. 8, welche einen Teil der Maske 140 zeigt und einen Zyklus eines sinusförmigen Transparentbereiches darauf bildend den Satz von Abbildungen auf dem Film 120. Bezeichnet man die augenblickliche Amplitude der Sinuskurve mit r so kann gezeigt werden, daß eine "Punktaufnähme" an einem Punkt (r, ν ) in dem Originalobjekt (von welchem die Abbildung 120 gemacht wurde) das dargestellte sinusförmige Muster auf der Abbildung enthalten würde, wenn das Objekt sich um 380° der Winkel ^- dreht (siehe Fig. 6). Entsprechend wird die wirksame Summation von jedem rückprojezierten Punkt der Gleichung (2) dargestellt durch die momentanen Ausgangswerte des Fotodetektors 150. Die relativ niedrige Amplitudenänderung der Sinuskurve entspricht der Änderung des Radius des rekonstruierten Punktes und die relativ große Phasenänderung der Sinuskurve (dargestellt in den Abbildungen) entspricht der Änderung des Winkels j^J des rekonstruierten Punktes. Diese Änderungen ergeben ein spiralförmiges Muster, welches erhalten wird auf den Sichtgerät oder Speicher 190 durch Veränderung des Radius der Abtastspannung abhängig von dem Signal 183A des KodierersThe geometrical basis can be better understood in connection with Fig. 8, which shows a portion of the mask 140 and a cycle of sinusoidal transparency thereon forming the set of images on the film 120. Denoting the instantaneous amplitude of the sinusoid as r so can be shown that a "point recording" at a point (r, ν) in the original object (from which the image 120 was made) would contain the represented sinusoidal pattern on the image if the object rotates by 380 ° the angle ^ - ( see Fig. 6). Correspondingly, the effective summation of each back-projected point of equation (2) is represented by the instantaneous output values of the photodetector 150. The relatively low change in amplitude of the sinusoid corresponds to the change in the radius of the reconstructed point and the relatively large change in phase of the sinusoid (shown in the figures) corresponds to the change in the angle j ^{J of} the reconstructed point. These changes result in a spiral pattern which is obtained on the display device or memory 190 by changing the radius of the scanning voltage in response to the encoder signal 183A

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und variierenddie Winkelposition von der Abtastspannung in Übereinstimmung mit dem Signal 181A von dem Kodierer 181. (Wenn das Sichtgerät übliche horizontale und vertikale Ablenkmittel besitzt, können die geeigneten Ablenksignale leicht aus rsin^ bzw. rcosy erhalten werden). Der Umfang der Transportrolle 151 ist gleich mit der Periode von einem Zyklus des sinusförmigen Musters auf der Maske 140, so daß der Ausgang des Kodiergliedes 181 direkt sich mitu ändert, wie gewünscht. Das Zahnrad 82 untersetzt die Umfangsgechwindigkeit der Antriebsrolle 151 mit einem Faktor N. Weil N-Zyklen von Sinuskurven auf der Maske enthalten sind, wird der Antrieb für den Dekoder 183 einmal um einen vollständigen Zyklus gedreht bei einem Durchlauf der Maske und r wird dabei verändert direkt mit der Sinusamplitude,wie gewünscht.and varying the angular position of the scanning voltage in accordance with the signal 181A from the encoder 181. (If the display device has conventional horizontal and vertical deflection means, the appropriate deflection signals can easily be obtained from rsin ^ or rcosy). The scope of the transport roller 151 is equal to the period of one cycle of the sinusoidal pattern on the mask 140 so that the output of the coding element 181 changes directly with u, as required. The gear 82 reduces the circumferential speed of the drive roller 151 by a factor N. Weil N-cycles of sinusoids are contained on the mask, the drive for the decoder 183 is one complete Cycle rotated with one pass of the mask and r is changed directly with the sine amplitude, as desired.

Zur besseren Erläuterung, wie das Gerät nach Fig. 7 ein rückprojeziertes Bild erzeugt, zeigt das Diagramm nach Fig. 8 einen einfachen sinusförmigen transparenten Spalt, durch welchen die Abbildung betrachtet wird. Vorzugsweise jedoch enthält die Maske auch eine Filterfunktion von der Art, wie sie in Verbindung mit Fig. 4 erläutert wurde. Ein Teil einer geeigneten Maske ist hierzu in Fig. 13 gezeigt. Die Maske in Fig. 13 enthält zeitlich quer des Filmes eine Helligkeitsverteilung, welche entsprechend der Funktion h(x) nach Fig. 4 sich ändert, wie auch in Fig. 13 übernommen wurde. Jedoch weil diese Funktion bipolar ist, muß eine geeignete Technik angewendet werden, den ins negative gehende Teil der Kurve nachzubilden. Z.B. könnte die Kurve h(x) nach Fig. 4 verschoben werden um einen konstanten Wert auf einen höheren (positiven) Vergleichspegel, so daß die Durchsichtigkeit immer positiv bleibt. In diesem Fall wird der Ausgangswert des Fotodetektors immer höher sein als gewünscht bei einem konstanten Wert, so daß ein Videovorspannungspegel angewendet werden kann, um das resultierende ungewünschte "Hintergrund" Helligkeitslevel zu beseitigen. Sofern gewünscht,kann eine binäre Verteilung der Dichte (ohne Grauskala) angewendet werden, wieTo better explain how the device according to FIG. 7 is a back-projected Image generated, the diagram of Fig. 8 shows a simple sinusoidal transparent slit through which the figure is viewed. Preferably, however, the mask also contains a filter function of the type such as it was explained in connection with FIG. A part of a suitable mask is shown in FIG. 13 for this purpose. the The mask in Fig. 13 contains a brightness distribution across the film, which corresponds to the function h (x) 4 changes, as was also adopted in FIG. However, because this function is bipolar, it must be appropriate Technique can be used to simulate the negative part of the curve. For example, the curve h (x) according to FIG shifted by a constant value to a higher (positive) comparison level, so that the transparency always remains positive. In this case the output value of the photodetector will always be higher than desired at a constant one Value so that a video bias level can be applied to remove the resulting undesirable "background" level of brightness. If desired, a binary distribution can be used the density (without gray scale) can be applied, such as

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in Fig. 14 dargestellt. In diesem Fall haben die Öffnungsmuster auf dem Film Bereiche, welche der Filterfunktion nach Fig. 4 angenähert sind.shown in FIG. In this case, the opening patterns on the film have areas that serve as a filter according to Fig. 4 are approximated.

Ein anderes Schema zur Verarbeitung einer bipolaren Filterfunktion ist in den Fig. 15A und 15B dargestellt, wo die Querabschnitte den positiven und negativen Bereichen nach Fig. 4 entsprechen und unterschiedlich eingefärbt sind, z.B. grün bzw. rot, wobei jedes eine Durchsichtigkeit hat, welche sich ändert längs des Filmes in Übereinstimmung mit der Filterfunktion nach Fig. "4. Die Fig. 15B zeigt einen Teil des Gerätes nach Fig. 7, welcher verwendet wird in Ver-*· bindung mit der Maske wie sie in Fig. 15A dargestellt ist. Ein Zweifarbenspiegel 251 trennt die roten und grünen Bildanteile und Fotodetektoren 252 und 253 erzeugen Signale entsprechend des positiven und negativen Komponenten der Filterfunktion. Diese Signale werden in einem Differenzverstärker 234 miteinander verknüpft, dessen Ausgang mit dem Anzeigegerät 190 in Fig. 7 verbunden wird. Daraus ist zu ersehen, daß verschiedene Abbwandlungen angewendet werden können, um die bipolare Filterfunktion zu realisieren. Z.B. könnten die durch Farbe unterschiedenen Teile in Fig. 15A durch orthogonale Polarisation "kodiert" werden und zur Abtastung würde ein Polarisationsaufteiler verwendet werden. Auch eine Raumkodierung könnte angewendet werden zum Aufteilen der einzelnen Strahlen und dann unter Anwendung getrennter synchronisierter "positiver" und "negativer" Masken mit zugehörigen Fotodetektoren getrennt werden, deren Ausgänge subtrahiert werden wie in Fig. 15B.Another scheme for processing a bipolar filter function is shown in Figures 15A and 15B where the Cross sections correspond to the positive and negative areas according to Fig. 4 and are colored differently, e.g. green and red, respectively, each having a transparency which varies along the length of the film in accordance with the filter function according to FIG. "4. FIG. 15B shows a part of the device according to FIG. 7, which is used in ver * · bond with the mask as shown in Fig. 15A. A two-color mirror 251 separates the red and green parts of the image and photodetectors 252 and 253 generate signals corresponding to the positive and negative components of the filter function. These signals are in a differential amplifier 234 linked to one another, the output of which is connected to the display device 190 in FIG. From it is to see that various modifications can be used to implement the bipolar filter function. For example, the parts distinguished by color in Figure 15A could be "coded" by orthogonal polarization and to the Sampling a polarization splitter would be used. Space coding could also be used for partitioning of the individual beams and then using separate synchronized "positive" and "negative" masks with associated photodetectors, the outputs of which are subtracted as in Fig. 15B.

Die Fig. 16 zeigt eine optisch/mechanische Technik zur Erzeugung der Maske 140 nach Fig. 5. Diese Technik enthält die gewünschten sinusförmigen Muster durch Nachbildung der Ab-Fig. 16 shows an optical / mechanical technique for generation of mask 140 of FIG. 5. This technique includes the desired sinusoidal pattern by simulating the

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2627G842627G84

bildung der Punktabsorbtion in einem Originalobjekt wie diese verdreht werden für aufeinanderfolgende Aufnahmen. Eine geschlitzte Stange 301 ist schwenkbar gelagert im Punkt 302 und wird angetrieben in einem Kreisbogen durch einen Dorn 312, welcher in dem Schlitz 303 der Stange 301 geführt wird. Der Dorn ist radial verschieblich {lurch nicht gezeigte Steuerglieder) in einer Führung 313 des Rades 311, welches synchron (durch nicht gezeigten Antrieb) gedreht wird um seinen Mittelpunkt 314. Ein Gleitriegel 330 wird angetrieben in der senkrechten Richtung bei dieser Ausführungsform in der Führung 331. Der Rigel 330 hat einen Dorn 332, welcher in dem Schlitz 303 der Stange 301 geführt wird.formation of point absorption in an original object such as these are rotated for successive shots. A slotted rod 301 is pivotably mounted in the Point 302 and is driven in an arc of a circle by a mandrel 312 which is in the slot 303 of the rod 301 is performed. The mandrel is radially displaceable (by control members, not shown) in a guide 313 of the Wheel 311, which is rotated synchronously (by a drive, not shown) around its center point 314. A sliding bolt 330 is driven in the vertical direction in this embodiment in the guide 331. The Rigel 330 has a mandrel 332 which is guided in the slot 303 of the rod 301.

Ein unbelichteter fotografischer Film 350 wird mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit (durch einen nicht gezeigten Antrieb) in horizontaler Richtung bewegt. Die Filmgeschwindigkeit ist dabei mit den Winkeldrehstufen des Antriebes 311 synchronisiert. Ein Blendenglied 335 mit einem vertikalen Schlitz 336 darin ist an dem Ende der Stange 330 befestigt. Der Film 350 wird durch den Schlitz 336 durch eine Lichtquelle (nicht gezeigt) belichtet. Der Schlitz ist mit einer Filmschicht mit einer graduierten Durchlässigkeit abgedeckt, welcher der Funktion h(x) nach Fig. 4 entspricht oder irgend einer anderen gewünschten Filterfunktion. Der Schlitz könnte auch durchsichtig jedoch so geformt sein,daß die Durchlässigkeit längs seiner Länge der gewünschten Filterfunktion entspricht. Im Arbeitszustand rotiert der Stif 312 um den Mittelpunkt 314, wobei jeder einzelne Punkt des Schlitzes eine eigene Sinuskurve auf dem Film 350 ausführt. Die Amplitude jeder Periode der Sinuskurven hängt von dem augenblicklichen Radius r des Stiftes 312 ab. Der Radius r wird langsam vergrößert mit einer konstanten relativ geringen Geschwindigkeit (oder er kann stufenweise nach jeder Umdrehung verändertAn unexposed photographic film 350 is fed at a substantially constant rate (through a non drive shown) moves in the horizontal direction. The film speed depends on the angle of rotation of the Drive 311 synchronized. A visor member 335 with a vertical slot 336 therein is at the end of the rod 330 attached. The film 350 is exposed through the slit 336 to a light source (not shown). The slot is covered with a film layer with a graduated permeability which corresponds to the function h (x) according to FIG or any other desired filter function. The slot could also be transparent, however, be shaped so that the permeability along its length corresponds to the desired filter function. In the working state, the pin 312 rotates around center 314, with every single point of the slot executes its own sine curve on the film 350. The amplitude of each period of the sine waves depends on the instant one Radius r of the pin 312. The radius r is slowly increased at a constant, relatively low speed (or it can be changed gradually after each revolution

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werden), und die Anzahl der Umdrehungen des Rades 311, welche notwendig für das volle Durchlaufen des Radius sind, wird durch die Zahl der Zyklen der Sinuskurven bestimmt, welche auf dem Film aufgezeichnet werden sollen. Die Abstände zwischen dem Punkt 302 dem Mittelpunkt 314 und dem Bügel 330 können proportional zu dem entsprechenden Abstand zwischen der Röntgenstrahlenquelle, der Rotationsachse des zu betrachtenden Objektes und der Aufzeichnungsfläche sein, so daß jeder Zyklus des sinusförmigen Musters die Projektion eines Absorbtionspunktes zu einem bestimmten Radius in dem Originalobjekt, wie es gedreht wird für nacheinanderfolgende Aufnahmen entspricht. be), and the number of revolutions of the wheel 311, which are necessary for the full passage of the radius is determined by the number of cycles of sinusoids that are to be recorded on the film. The distances between point 302, center point 314 and bracket 330 can be proportional to the corresponding distance between the X-ray source, the axis of rotation of the object to be viewed and the recording surface, so that each cycle of the sinusoidal pattern is the projection of an absorption point to a certain radius in corresponds to the original object as it is rotated for successive shots.

Wie vorstehend erwähnt, könnte der Schlitz 336 auch durch eine entsprechend gestaltete öffnung geformt werden und eine Blitzlichtquelle könnte vorgesehen werden für diskrete Aufnahmen. Geeignete Färb- oder Polarisationsbereiche können ebenfalls angewendet werden, um ein Maskenmuster zu erhalten wie es in Fig. 15A dargestellt ist. Auch eine binäre Maske könnte angewendet werden an dem Schlitz 336. Sofern gewünscht, kann auch ein "Positiv"-Film 350 verwendet werden,um die Maske 340 (Fig. 5) unmittelbar zu bilden. Für eine Binärmaske können selbstverständlich auch anstelle des fotografischen Filmes andere Filmträger, z.B. ein geätzter Metallfilm, welche den belichteten Film 350 als Muster ersetzt, oder andere geeignete Materialien mit geeigneter Festigkeit und Stabilität verwendet werden können.As mentioned above, the slot 336 could also be formed by a correspondingly designed opening and a Flash source could be provided for discrete recordings. Suitable color or polarization ranges can can also be applied to obtain a mask pattern as shown in Fig. 15A. Also a binary mask could be applied to slot 336. If desired, a "positive" film 350 can also be used to seal the mask 340 (Fig. 5) directly to form. For a binary mask, of course, instead of the photographic Film, other film support, e.g., an etched metal film, which replaces the exposed film 350 as a pattern, or other suitable ones Materials with suitable strength and stability can be used.

Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben, aber es ergibt sich aus der Erläuterung, daß Abwandlungen innerhalb der Lehre und dem Scop der ERfindung durchgeführt werden können durch jeden Fachmann. Z.B. könnte die Drehung und/oder Verschiebung der optischen Elemente auch in anderer Form zur Erreichung des gleichen Zweckes durchgeführt werden. Auch die Ausführung einer oderThe invention has been made with reference to specific embodiments described, but it follows from the explanation that modifications within the teaching and the Scop The invention can be carried out by anyone skilled in the art. E.g. the rotation and / or displacement of the optical Elements can also be carried out in a different form to achieve the same purpose. Also the execution of an or

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mehrerer Masken in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 mit einer "kontinuierlichen" Grauskaladurchlässigkeit könnten ersetzt werden durch Masken mit einer binären Annäherung der Durchlässigkeit. Die Ausführungsform nach Fig. 7 zeigt die Maske als eine bewegliche endlose Schleife, aber eine Maske, welche jeweils nach vorwärts und zurück geführt würde, könnte ebenso verwendet werden. Auch könnte die Maske, sofern gewünscht, festgehalten werden, während die Projektion bewegt wird entweder direkt oder optisch relativ zu der Maske. Weiter ist es selbstverständlich, daßwährend eine mechanische Technik zur Erzeugung der Masken dargestellt ist, die Masken auch durch eine elektronische Steuereinrichtung eines optischen Sichtgerätes erzeugt werden könnten, beispielsweise durch eine rechnergesteuerte Kathodenstrahlröhre. Schließlich sei darauf hingewiesen, daß obwohl eine Maske mit einem Muster in Form einer sich ändernden Transparenz zu bevorzugen ist, doch auch eine Maske verwendet werden kann, bei welcher sich die Reflexion entsprechend ändert.multiple masks in the embodiment of FIG. 5 with a "continuous" gray scale permeability be replaced by masks with a binary approximation of the permeability. The embodiment of Fig. 7 shows the mask as a movable endless loop, but a mask that would be led back and forth, could be used as well. If desired, the mask could also be held in place during the projection is moved either directly or optically relative to the mask. Furthermore, it goes without saying that during a mechanical technology for generating the masks is shown, the masks also by an electronic control device an optical viewing device could be generated, for example by a computer-controlled cathode ray tube. Finally, it should be noted that although a mask has a pattern in the form of a changing transparency is to be preferred, but a mask can also be used in which the reflection changes accordingly.

-Patentansprüche--Patent claims-

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Claims

1./Method for creating a two-dimensional image * a section of an object through back projection from a large number of individual objects from a fluoroscopy X-rays obtained at different angles are strip-shaped and reproduce the density distribution of the object one-dimensional images contained in their entirety next to one another on a recording medium are, characterized in that to obtain specific pixels for the to be obtained, for example on a Display device, the brightness distribution of according to an arc pattern (circular, elliptical or Sinus arcs) with a gradual gradient of groups from the total number of one-dimensional images are sampled and the sampled values are superimposed with a filter curve.

2. The method according to claim 1, characterized in that also the filter curve is displayed optically.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the scanning area along the arc pattern with one of the width the width corresponding to the filter curve is carried out.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the one-dimensional images of the section on one rotatable and tiltable image drum can be arranged with one-dimensional images extending in the axial direction and in that the arc patterns for scanning are obtained by tilting the drum against or from the optical scanning axis will.

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5. The method according to claim 4, characterized in that the drum carrying the one-dimensional images consists of a There is a translucent film carrier that is evenly illuminated from the inside.

6. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the selection of the scanning sequence according to an arc pattern an endless film carrier having a multiplicity of cycles to show the gradual incline is carried out with essentially sinusoidal transparency areas, the individual cycles having different amplitudes exhibit.

7. The method according to claim 6, characterized in that the recording medium for the one-dimensional images and the mask carrying the scanning pattern are moved relative to one another will.

8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that the viewing device for reproducing the two-dimensional image obtained is synchronized with the movement of the recording medium for the one-dimensional images and / or the mask carrying the scanning pattern.

9. Device for generating a two-dimensional back-projected Image of a section of an object from a recording medium with a multitude of individual parallel elongated images on its surface, each image having an optical distribution corresponding to the density distribution of the section of the object to be examined at a single predetermined angle, according to the method according to Claim 1 to 8, with at least one photodetector, an illumination which is directed at the photodetector, trans-

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Port members for moving the recording medium between the lighting and the photodetector and a viewing device controlled by the output values of the photodetector is, characterized in that means are provided for successive imaging of arcuate patterns with a gradual gradient on the recording medium (120).

10. The device according to claim 9, characterized by a rotary and tiltably arranged cylindrical recording media (101) with a plurality of individual parallel one-dimensional Images (120) in the axial direction, each image having an optical distribution corresponding to the density distribution of the section of the object to be measured at a predetermined angle of rotation contains a lighting device (104) for the recording medium (120), an optical mask (137; 138) at a distance from the cylindrical recording medium For reproducing parts of the images on this cylindrical recording medium, a photo detector for recording the images shining through the mask and a display device which is dependent on the output of the Photodetector of the back-projecting image of the cut is generated.

11. The device according to claim 10, characterized in that the optical distribution of the one-dimensional images is shown as a change in transparency.

12. The device according to claim 9, characterized in that the arc pattern for scanning from successive Cylinder sections (ellipses) is formed .in a predetermined sequence and that the viewing device is synchronized with this predetermined sequence.

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13. Apparatus according to claim 9, characterized in that the scanning pattern is arranged on a mask.

14. Apparatus according to claim 13, characterized in that the mask has a transparency distribution across the scanning pattern has, which corresponds to a pilter function.

15. Apparatus according to claim 9, characterized in that the members for the optical reproduction of the filter function are divided into a pair of optical masks which have a transparency distribution corresponding to the positive and have negative parts of the filter function.

16. The device according to claim 1, characterized in that the film carrier is an internally illuminated film cylinder.

17. The device according to claim 9 to 16, characterized in that that the cylindrical film cylinder with a controlled (150A) drive (105) for the rotary movement and a controlled (150B) drive is provided for the tilting movement and that the control (150) for these drives simultaneously the Display device (160) for displaying the two-dimensional image synchronized.

18. The device according to claim 9, characterized in that a photodetector, lighting means on which the photodetector are directed, a record carrier between the lighting and the photodetector on which a plurality of substantially parallel one-dimensional images are recorded and each image is an optical one Brightness distribution according to the density distribution of the sectional image of the object to be measured in one have predetermined special angle of rotation, a mask, which is also between the lighting and the photodetector

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is arranged, the mask having a plurality of cycles different from a single sinusoidal pattern Has amplitude, switching elements for moving the recording medium and the switching elements for moving the recording medium and the mask relative to each other and a display device that shows the output values of the photodetector Reproduction of the back-projected image is provided are.

19. Apparatus according to claim 18, characterized in that the individual sinusoidal patterns are transparent.

20. Apparatus according to claim 18 and 19, characterized in that that the mask consists of a movable, endless loop of film.

21. Apparatus according to claim 19, characterized in that the multitude of cycles encloses a multiple of whole half sine curves.

22. The device according to claim 21, characterized in that the amplitude of the essentially sinusoidal transparency is changed between 0 and a predetermined maximum.

23. Device according to claim 18 and 19, characterized in that that the optical distribution is achieved by changing the transparency.

24. The device according to claim 18 to 23, characterized in that the holding device for the film is an opaque Frame is.

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