JP2908582B2 - ホログラム乾板への断層像の多重記録装置 - Google Patents
ホログラム乾板への断層像の多重記録装置Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
- G03H1/28—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique superimposed holograms only
-
- G—PHYSICS
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- G03H2210/00—Object characteristics
- G03H2210/20—2D object
- G03H2210/22—2D SLM object wherein the object beam is formed of the light modulated by the SLM
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- G03H2227/03—Means for moving one component
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ断層像、ポジ
トロンＣＴ断層像、核磁器共鳴法（NMR)による断層像等
を三次元化するための断層像立体視装置において、対象
物の三次元像を再生するためのホログラム乾板を作製す
るために、対象物の複数の断面位置における各断層像を
ホログラム乾板に多重記録する装置に関するものであ
る。
トロンＣＴ断層像、核磁器共鳴法（NMR)による断層像等
を三次元化するための断層像立体視装置において、対象
物の三次元像を再生するためのホログラム乾板を作製す
るために、対象物の複数の断面位置における各断層像を
ホログラム乾板に多重記録する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】医用工学の分野においては、Ｘ線や 1 H
NMRを用いて体内の情報を取り出し、この断層像を三次
元化して投映する研究が進められている。このうち、例
えば特開昭55−60980 号公報においては、対象物体の所
定の断面位置における断面像を CRTディスプレイに映し
出し、このCRT ディスプレイ上の画像を画像変換素子へ
と書き込み、この画像変換素子を透過した読み出し光を
物体光とし、参照光とこの物体光との干渉によって形成
された干渉縞を乾板に記録し、この操作を繰り返して乾
板にホログラム多重記録を行う、断層像立体視装置が開
示されている。
NMRを用いて体内の情報を取り出し、この断層像を三次
元化して投映する研究が進められている。このうち、例
えば特開昭55−60980 号公報においては、対象物体の所
定の断面位置における断面像を CRTディスプレイに映し
出し、このCRT ディスプレイ上の画像を画像変換素子へ
と書き込み、この画像変換素子を透過した読み出し光を
物体光とし、参照光とこの物体光との干渉によって形成
された干渉縞を乾板に記録し、この操作を繰り返して乾
板にホログラム多重記録を行う、断層像立体視装置が開
示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一方、最近、ガラス板
を絶縁体に用いた、解像度の高いポッケルス読み出し空
間光変調素子（PROM素子) 等が提案され、本発明者はこ
うした素子を断層像立体視装置に応用することを検討し
た。しかし、実際に実験を行い、多重記録の終ったホロ
グラムに参照光を照射してみると、必ずしも鮮明な立体
像を形成できず、PROM素子の良好な解像度を充分に発揮
させることができなかった。
を絶縁体に用いた、解像度の高いポッケルス読み出し空
間光変調素子（PROM素子) 等が提案され、本発明者はこ
うした素子を断層像立体視装置に応用することを検討し
た。しかし、実際に実験を行い、多重記録の終ったホロ
グラムに参照光を照射してみると、必ずしも鮮明な立体
像を形成できず、PROM素子の良好な解像度を充分に発揮
させることができなかった。
【０００４】本発明の課題は、対象物の複数の断面位置
における各断層像をホログラム乾板に多重記録するのに
際して、高い解像度を有する鮮明な立体像が得られるよ
うなホログラム乾板を作製可能とすることである。
における各断層像をホログラム乾板に多重記録するのに
際して、高い解像度を有する鮮明な立体像が得られるよ
うなホログラム乾板を作製可能とすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホログラム乾
板に対して参照光を照射することによって対象物の三次
元像を再生するためのホログラム乾板を作製するため
に、対象物の複数の断面位置における各断層像をホログ
ラム乾板に多重記録するための装置であって，書き込み
用コヒーレント光の照射により断層像の情報を書き込む
ことができ、読み出し用コヒーレント光の照射により断
層像の情報を読み出すことができるポッケルス読み出し
空間光変調素子；書き込み用コヒーレント光を発振する
第一の光源；断層像の情報に従って書き込み用コヒーレ
ント光に強度変調と方向変調とを加え、この変調後の書
き込み用コヒーレント光によってポッケルス読み出し空
間光変調素子を走査してこの素子に前記断層像情報を書
き込むための変調器；コヒーレント光を発振する第二の
光源；このコヒーレント光を参照光及び読み出し用コヒ
ーレント光に分光する分光手段；断層像の情報が書き込
まれたポッケルス読み出し空間光変調素子を通過した読
み出し用コヒーレント光を集光する対物レンズ；および
対物レンズを通過した読み出し用コヒーレント光を物体
光にするための拡散板を備えており、物体光と参照光と
をホログラム乾板に照射して断層像に対応する干渉縞を
記録し、各断層像についてそれぞれホログラム乾板へと
各干渉縞を多重記録することを特徴とする。
板に対して参照光を照射することによって対象物の三次
元像を再生するためのホログラム乾板を作製するため
に、対象物の複数の断面位置における各断層像をホログ
ラム乾板に多重記録するための装置であって，書き込み
用コヒーレント光の照射により断層像の情報を書き込む
ことができ、読み出し用コヒーレント光の照射により断
層像の情報を読み出すことができるポッケルス読み出し
空間光変調素子；書き込み用コヒーレント光を発振する
第一の光源；断層像の情報に従って書き込み用コヒーレ
ント光に強度変調と方向変調とを加え、この変調後の書
き込み用コヒーレント光によってポッケルス読み出し空
間光変調素子を走査してこの素子に前記断層像情報を書
き込むための変調器；コヒーレント光を発振する第二の
光源；このコヒーレント光を参照光及び読み出し用コヒ
ーレント光に分光する分光手段；断層像の情報が書き込
まれたポッケルス読み出し空間光変調素子を通過した読
み出し用コヒーレント光を集光する対物レンズ；および
対物レンズを通過した読み出し用コヒーレント光を物体
光にするための拡散板を備えており、物体光と参照光と
をホログラム乾板に照射して断層像に対応する干渉縞を
記録し、各断層像についてそれぞれホログラム乾板へと
各干渉縞を多重記録することを特徴とする。
【０００６】
【実施例】図１は、本発明の実施例に係る多重記録装置
を示す概略図である。図１を参照しつつ、この装置の動
作等を順に説明する。この装置内の所定箇所にPROM素子
11が配置される。このPROM素子は、例えば、後述するよ
うな方法によって、書き込み光の照射により画像情報を
書き込むことができ、読み出し用コヒーレント光の照射
により前記の画像情報を読み出すことができるものであ
る。
を示す概略図である。図１を参照しつつ、この装置の動
作等を順に説明する。この装置内の所定箇所にPROM素子
11が配置される。このPROM素子は、例えば、後述するよ
うな方法によって、書き込み光の照射により画像情報を
書き込むことができ、読み出し用コヒーレント光の照射
により前記の画像情報を読み出すことができるものであ
る。
【０００７】次いで、画像情報の書き込みについて説明
する。断層像情報源12には、図示しない種々の断層像検
出装置、例えば、Ｘ線、1 ＨNMR 、超音波等を用いた検
出装置が接続されている。断層像検出の対象物として
は、例えば生体、金属、セラミックス、樹脂等を例示で
きる。そして、これらの対象物を所定の断面位置に沿っ
て切る断層像の情報を、断層像情報源12から CPU13へ送
り、変調器15の動作に適合するように演算を行う。
する。断層像情報源12には、図示しない種々の断層像検
出装置、例えば、Ｘ線、1 ＨNMR 、超音波等を用いた検
出装置が接続されている。断層像検出の対象物として
は、例えば生体、金属、セラミックス、樹脂等を例示で
きる。そして、これらの対象物を所定の断面位置に沿っ
て切る断層像の情報を、断層像情報源12から CPU13へ送
り、変調器15の動作に適合するように演算を行う。
【０００８】一方、図１に示すように、第一の光源14か
ら書き込み用コヒーレント光を矢印Ａのように発振さ
せ、変調器15によって書き込み用コヒーレント光に強度
変調と方向変調とを加える。この際、変調器15において
は、前記した演算処理後の断層像情報に従って書き込み
用コヒーレント光に強度変調と方向変調とを加える。次
いで、書き込み用コヒーレント光は、ビームスプリッタ
10によって反射されて矢印ＢのようにPROM素子11へ入射
する。そして、この際、前記の方向変調によってPROM素
子11を平面的に走査し、かつ前記の強度変調によって各
点での書き込み用コヒーレント光の光強度を変調する。
従って、PROM素子11の内部に断層像情報が書き込まれ
る。
ら書き込み用コヒーレント光を矢印Ａのように発振さ
せ、変調器15によって書き込み用コヒーレント光に強度
変調と方向変調とを加える。この際、変調器15において
は、前記した演算処理後の断層像情報に従って書き込み
用コヒーレント光に強度変調と方向変調とを加える。次
いで、書き込み用コヒーレント光は、ビームスプリッタ
10によって反射されて矢印ＢのようにPROM素子11へ入射
する。そして、この際、前記の方向変調によってPROM素
子11を平面的に走査し、かつ前記の強度変調によって各
点での書き込み用コヒーレント光の光強度を変調する。
従って、PROM素子11の内部に断層像情報が書き込まれ
る。
【０００９】次いで、PROM素子からの断層像情報の読み
出し等について説明する。第二の光源１からコヒーレン
ト光を矢印Ｃのように発振させる。次いで、分光手段、
例えばビームスプリッター２によってこのコヒーレント
光を二つの光束に分割する。このうち、一方の光束は、
ミラー３により反射され、対物レンズ４、コリメートレ
ンズ５によりコリメートされ、矢印Ｆのように参照光と
して乾板19に照射される。この参照光側の光学系等に
は、後述する物体光との光強度比を調整するために、濃
度可変フィルターを配置してよい。乾板19の表面にはホ
ログラム感光材料層が形成されている。
出し等について説明する。第二の光源１からコヒーレン
ト光を矢印Ｃのように発振させる。次いで、分光手段、
例えばビームスプリッター２によってこのコヒーレント
光を二つの光束に分割する。このうち、一方の光束は、
ミラー３により反射され、対物レンズ４、コリメートレ
ンズ５によりコリメートされ、矢印Ｆのように参照光と
して乾板19に照射される。この参照光側の光学系等に
は、後述する物体光との光強度比を調整するために、濃
度可変フィルターを配置してよい。乾板19の表面にはホ
ログラム感光材料層が形成されている。
【００１０】一方、第二の光源１から発振されたコヒー
レント光を分光して得た読み出し用コヒーレント光は、
矢印Ｄのように、直進してミラー６により反射され、コ
リメートレンズ７、偏光子８、レンズ９、ビームスプリ
ッタ10を通過し、PROM素子11を透過する。このPROM素子
11内には、前記したように所定の断層像情報に対応し
て、後述するように電界分布、複屈折率分布が形成され
ており、読み出し用コヒーレント光はPROM素子11を透過
する際に変調を受ける。
レント光を分光して得た読み出し用コヒーレント光は、
矢印Ｄのように、直進してミラー６により反射され、コ
リメートレンズ７、偏光子８、レンズ９、ビームスプリ
ッタ10を通過し、PROM素子11を透過する。このPROM素子
11内には、前記したように所定の断層像情報に対応し
て、後述するように電界分布、複屈折率分布が形成され
ており、読み出し用コヒーレント光はPROM素子11を透過
する際に変調を受ける。
【００１１】次いで、PROM素子11を透過したコヒーレン
ト光は、対物レンズ16、検光子17、拡散板18を通過し、
物体光として乾板19の表面に照射される。そして、この
読み出し用コヒーレント光と参照光との干渉によって形
成された干渉縞を、乾板19に記録する。以上のようにし
て、P1位置に配置された乾板19への干渉縞の記録を終え
る。
ト光は、対物レンズ16、検光子17、拡散板18を通過し、
物体光として乾板19の表面に照射される。そして、この
読み出し用コヒーレント光と参照光との干渉によって形
成された干渉縞を、乾板19に記録する。以上のようにし
て、P1位置に配置された乾板19への干渉縞の記録を終え
る。
【００１２】次いで、前記の断層像（P1位置に対応す
る) の切断面と互いに平行な他の平面で対象物を切断し
て得られる他の断層像につき、上記の操作を繰り返して
行い、この他の断層像を乾板19に記録する。このとき最
初の断層像と他の断層像との対象物内での位置関係に対
応するように、乾板19を新たな位置P2に配置し直す。こ
うした操作を１，２，──、Ｎの各断層像について繰り
返して行い、そのたびに乾板19を P1, P2,───ＰＮの
位置に配置する。一つの断層像について上記プロセスが
完了するごとに、PROM素子11内の像を消去用光源からの
露光によって消去する。このようにして、１，２，──
─Ｎの各断層像が乾板に干渉縞として多重記録される。
こうして得たホログラムに前記と同じ参照光を照射すれ
ば、１，２，───Ｎの各断層像が同時に現像され、対
象物の三次元像が再生される。
る) の切断面と互いに平行な他の平面で対象物を切断し
て得られる他の断層像につき、上記の操作を繰り返して
行い、この他の断層像を乾板19に記録する。このとき最
初の断層像と他の断層像との対象物内での位置関係に対
応するように、乾板19を新たな位置P2に配置し直す。こ
うした操作を１，２，──、Ｎの各断層像について繰り
返して行い、そのたびに乾板19を P1, P2,───ＰＮの
位置に配置する。一つの断層像について上記プロセスが
完了するごとに、PROM素子11内の像を消去用光源からの
露光によって消去する。このようにして、１，２，──
─Ｎの各断層像が乾板に干渉縞として多重記録される。
こうして得たホログラムに前記と同じ参照光を照射すれ
ば、１，２，───Ｎの各断層像が同時に現像され、対
象物の三次元像が再生される。
【００１３】PROM素子11は、電気光学単結晶の光電導性
を利用して、書き込み画像情報の光強度分布を単結晶板
内の電荷分布に変換して蓄積し、次いでこの電荷分布が
つくる電界によって生ずる電気光学効果を利用し、読み
出し光の強度分布に変換するものである。従って、この
型の素子は、電気光学単結晶板とこれを包む絶縁層及び
透明電極によって構成される。
を利用して、書き込み画像情報の光強度分布を単結晶板
内の電荷分布に変換して蓄積し、次いでこの電荷分布が
つくる電界によって生ずる電気光学効果を利用し、読み
出し光の強度分布に変換するものである。従って、この
型の素子は、電気光学単結晶板とこれを包む絶縁層及び
透明電極によって構成される。
【００１４】以上述べたようなホログラム乾板への断層
像の多重記録装置によれば、極めて鮮明な三次元像を乾
板19に記録、再生することができた。即ち、本発明者が
検討した所によると、PROM素子11への書き込み手段とし
て CRTを用いると、CRT には画面輝度が低いこと、コン
トラストが低いこと、解像度が低いこと等の問題があ
り、鮮明な三次元像を形成できなかった。これに対し、
上記のような方法で断層像をPROM素子に書き込むことに
より、PROM素子11、ホログラム用乾板19の高い解像度を
発揮させることができるようになった。
像の多重記録装置によれば、極めて鮮明な三次元像を乾
板19に記録、再生することができた。即ち、本発明者が
検討した所によると、PROM素子11への書き込み手段とし
て CRTを用いると、CRT には画面輝度が低いこと、コン
トラストが低いこと、解像度が低いこと等の問題があ
り、鮮明な三次元像を形成できなかった。これに対し、
上記のような方法で断層像をPROM素子に書き込むことに
より、PROM素子11、ホログラム用乾板19の高い解像度を
発揮させることができるようになった。
【００１５】次に、好適なＰＲＯＭ素子の構成を例示す
る。ガラス板等を絶縁体として用いたPROM素子を図２に
示す。ここで、電気光学結晶板24の両側に、それぞれ絶
縁層23、透明電極22、基板21が接着されている。
る。ガラス板等を絶縁体として用いたPROM素子を図２に
示す。ここで、電気光学結晶板24の両側に、それぞれ絶
縁層23、透明電極22、基板21が接着されている。
【００１６】ここで、電気光学結晶板24としては、Bi12
Si20O(BSO)単結晶板等が好ましい。また、従来、PROM素
子としては、絶縁体としてパリレン薄膜や雲母のへき開
膜を用いていたが、絶縁層23として、例えばパイレック
スガラス薄板等の高硬度、高絶縁耐圧の材料を用いる
と、PROM素子における解像度を向上させることができ
る。こうしたPROM素子が、本発明の断層像立体視装置に
対して特に好適である。
Si20O(BSO)単結晶板等が好ましい。また、従来、PROM素
子としては、絶縁体としてパリレン薄膜や雲母のへき開
膜を用いていたが、絶縁層23として、例えばパイレック
スガラス薄板等の高硬度、高絶縁耐圧の材料を用いる
と、PROM素子における解像度を向上させることができ
る。こうしたPROM素子が、本発明の断層像立体視装置に
対して特に好適である。
【００１７】また、本発明の装置におけるように、コヒ
ーレント光を用いて読み出しを行うPROM素子について
は、干渉縞を防止するために電気光学単結晶板にテーパ
を設けることが好ましい。このとき必要なテーパ角の大
きさは、素子、装置によって変動するけれども、例えば
15分程度の大きさが必要である。
ーレント光を用いて読み出しを行うPROM素子について
は、干渉縞を防止するために電気光学単結晶板にテーパ
を設けることが好ましい。このとき必要なテーパ角の大
きさは、素子、装置によって変動するけれども、例えば
15分程度の大きさが必要である。
【００１８】更に、PROM素子の ITC (Incoherent to Co
herent Converter) としての機能を生かし、画像のエッ
ジ強調やノイズ除去等の光学情報処理を施すことができ
る。
herent Converter) としての機能を生かし、画像のエッ
ジ強調やノイズ除去等の光学情報処理を施すことができ
る。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、ホログラム用乾板への
断層像の多重記録に際して、ポッケルス読み出し空間光
変調素子及びホログラム用乾板の高い解像度を発揮させ
ることができ、このホログラム乾板を再生すると、鮮明
な三次元像を得ることができる。
断層像の多重記録に際して、ポッケルス読み出し空間光
変調素子及びホログラム用乾板の高い解像度を発揮させ
ることができ、このホログラム乾板を再生すると、鮮明
な三次元像を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係るホログラム乾板への多重
記録装置を示す概略図である。
記録装置を示す概略図である。
【図２】本発明において好適に使用できるPROM素子を示
す概略正面図である。
す概略正面図である。
１ 第二の光源 ２，10 ビームスプリッタ（分光手段） 11 PROM素子 12 断層像情報源 13 CPU 14 第一の光源 15 変調器 19 ホログラム用乾板 21 基板 24 電気光学結晶板 P1, P2, ──PN 乾板の位置
Claims (2)
- 【請求項１】 ホログラム乾板に対して参照光を照射す
ることによって対象物の三次元像を再生するためのホロ
グラム乾板を作製するために、前記対象物の複数の断面
位置における各断層像を前記ホログラム乾板に多重記録
するための装置であって， 書き込み用コヒーレント光の照射により前記断層像の情
報を書き込むことができ、読み出し用コヒーレント光の
照射により前記断層像の情報を読み出すことができるポ
ッケルス読み出し空間光変調素子； 前記書き込み用コヒーレント光を発振する第一の光源； 前記断層像の情報に従って前記書き込み用コヒーレント
光に強度変調と方向変調とを加え、この変調後の書き込
み用コヒーレント光によって前記ポッケルス読み出し空
間光変調素子を走査してこの素子に前記断層像情報を書
き込むための変調器； コヒーレント光を発振する第二の光源； このコヒーレント光を参照光及び前記読み出し用コヒー
レント光に分光する分光手段； 前記断層像の情報が書き込まれたポッケルス読み出し空
間光変調素子を通過した前記読み出し用コヒーレント光
を結像する対物レンズ；および 前記対物レンズを通過した前記読み出し用コヒーレント
光を物体光にするための拡散板を備えており、 前記物体光と前記参照光とを前記ホログラム乾板に照射
して前記断層像に対応する干渉縞を記録し、前記の各断
層像についてそれぞれ前記ホログラム乾板へと前記の各
干渉縞を多重記録することを特徴とする、ホログラム乾
板への断層像の多重記録装置。 - 【請求項２】 前記ポッケルス読み出し空間光変調素
子、前記対物レンズおよび前記拡散板が所定位置に固定
されており、前記各断層像の位置情報に対応して前記ホ
ログラム乾板の位置を移動させることを特徴とする、請
求項１記載のホログラム乾板への断層像の多重記録装
置。
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