JPH0115844B2 - - Google Patents

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JPH0115844B2
JPH0115844B2 JP55037345A JP3734580A JPH0115844B2 JP H0115844 B2 JPH0115844 B2 JP H0115844B2 JP 55037345 A JP55037345 A JP 55037345A JP 3734580 A JP3734580 A JP 3734580A JP H0115844 B2 JPH0115844 B2 JP H0115844B2
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JP
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image
lens
matrix
layered
dimensional object
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JP55037345A
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English (en)
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JPS55129312A (en
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Yohan Darasu Biriamu
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS55129312A publication Critical patent/JPS55129312A/ja
Publication of JPH0115844B2 publication Critical patent/JPH0115844B2/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/025—Tomosynthesis
    • 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
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/06—Processes or apparatus for producing holograms using incoherent light

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
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  • Molecular Biology (AREA)
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  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Holo Graphy (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Image Generation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Silver Salt Photography Or Processing Solution Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は一平面内に配置される多数の放射源に
よつて三次元物体を照射して、各別の一次透視像
から成る重畳像を形成し、ついで放射源の配置に
基いて各結線素子を配列させた光学結像マトリツ
クスによつて前記重畳像を結像させ、関連する結
像素子を介して一次透視像を伝達する放射ビーム
の中心光線が結像マトリツクスの後方で、該結像
マトリツクスに垂直な光学軸上の１点にて交差す
るように、前記結像素子を一次透視像に対して位
置させ、放射ビームの重畳領域に記録担体によつ
て層像を形成し得る物体の実像を形成し得るよう
にして、三次元物体の層像を形成する方法および
装置に関するものである。 斯種の方法はドイツ国特許願第P2746035号に
記載されている。この方法によれば、一平面内に
配置される複数個の放射源から成るマトリツクス
放射源によつて物体を同時に照射して、これによ
り得られる各別の透視像から、例えばフイルム板
上に重畳像を形成している。つぎの復号化工程の
間には上記重畳像によつて再生を行なつて、三次
元物体の各別の層像（プラニグラム）を形成する
ようにする。 復号化とはつぎのようなことを意味する。すな
わち、物体の平坦な随意のスライスの像を形成す
るために、重畳像を変位させたり、物体照射用に
用いられる放射源の数に相当する回数だけ透視像
を加え合わせることを意味する。重畳像は適当に
変位させて、関連するすべての一次透視像を位置
合わせして、層像を得るようにする（ドイツ国−
公開公報第2431700号）。 斯種の復号化工程は、例えば背後から照射され
る重畳像の前方に配置する結像マトリツクスによ
つて実施することができ、この際、結像マトリツ
クスの結像素子の分布は各別のマトリツクス放射
源の配列に対応させる。各別の一次透視像は関連
する結像素子によつて伝達させて、関連する結像
素子を介して一次透視像を伝達する放射ビームの
中心光が、結像マトリツクスの後方における放射
ビームの重畳領域内にて、上記結像マトリツクス
を経て垂直に延在する光軸上の一点にて交差し、
その個所に物体の実像を形成し、この像から例え
ばスリガラス板によつて層像を導出し得るように
する。なお上記中心光とは、一次透視像の中心並
びに結像素子の中心を経て延在する光線のことを
意味する。しかし、一次透視像は関連する結像素
子によつて伝達されるだけでなく、不適切な結像
素子によつても同時に伝達されるために、これら
の透視像は重畳領域における像平面に、所望な層
像と一緒に人為（artefact）像として結像され
る。 本発明の目的は各層像の少なくとも中心部にお
ける人為像を劣化させて、三次元物体の層像を形
成する方法を提供せんとするにある。 本発明は一平面内に配置される多数の放射源に
よつて三次元物体を照射して、各別の一次透視像
から成る重畳像を形成し、ついで放射源の配置に
基いて各結像素子を配列させた光学結像マトリツ
クスによつて前記重畳像を結像させ、関連する結
像素子を介して一次透視像を伝達する放射ビーム
の中心光線が結像マトリツクスの後方で、該結像
マトリツクスに垂直な光学軸上の１点にて交差す
るように、前記結像素子を一次透視像に対して位
置させ、放射ビームの重畳領域に記録担体によつ
て層像を形成し得る物体の実像を形成し得るよう
にして、三次元物体の層像を形成するに当り、少
なくとも各中心部における人為像を劣化させた層
像を得るために、不適切な結像素子による一次透
視像の伝達によつて形成される人為像に、一次透
視像から導出した補正透視像を追加の結像素子を
介してそれぞれ重畳させて、人為像を補正するこ
とを特徴とする。 一次透視像から導出される補正透視像は追加の
結像素子によつて人為像の上に重畳される。上記
追加の結像素子は、結像マトリツクス内に設ける
と共に、補正すべき人為像と適切な一次透視像と
の間のビーム通路内にそれぞれ配置する。上記像
伝達結像素子は、補正すべき人為像がない位置に
も補正透視像を伝達することは明らかである。人
為像がない斯様な個所には新規の人為像が形成さ
れ、これらの人為像は結像マトリツクスに設ける
結像素子によつて補正され、かつこの場合の一次
透視像は補正透視像として作用する。再生層像に
おける人為像を補正し得る領域の大きさはランダ
ムに選定することができ、その大きさは結像マト
リツクスの大きさ、またはその構造だけでなく、
結像マトリツクスの各結像素子の数に依存する。 本発明の好適な実施に当つては、結像素子とし
てレンズを用い、結像マトリツクスとしてレンズ
マトリツクスを用い、一次透視像伝達用に用いら
れるレンズのビーム通路内には第１フイルターを
配置し、補正透視像伝達用に用いられるレンズの
ビーム通路内には第１フイルターとは異なる第２
フイルターを配置し、これらのフイルターを通過
した光を２つの撮像管によつて検出し、第１フイ
ルターに対応する第１入力フイルターを一方の撮
像管の前方に配置すると共に、第２フイルターに
対応する第２入力フイルターを他方の撮像管の前
方に配置する。層像を得るために、各撮像管のビ
デオ信号は互いに減算させる。 関連するビーム通路に異なるフイルターを設け
ることによつて、一次透視像から成る単一の重畳
像のみを作るようにする。従つて、このようにす
れば、補正透視像から成る重畳像の形成を省くこ
とができる。重畳像を背後から、例えば白色光に
よつて照射する場合には、例えば赤色フイルター
および青色フイルターのような２つの異なる色フ
イルターを用いることができる。この場合、例え
ば赤色フイルターは一次透視像を伝達するレンズ
のビーム通路内に配置し、また、青色フイルター
は人為像の上に補正透視像を重畳させるレンズの
ビーム通路内に配置する。それぞれ対応する入力
フイルターを具えている撮像管は１色の像のみを
検出して、対応する色像を作り、これらの色像を
互いに電子的に減算して、人為像のない層像を形
成するようにする。 前記フイルターおよび入力フイルターは、例え
ば偏光フイルターのような他のフイルターとする
こともできる。 図面につき本発明を説明する。 前述した場合と同様、以下の説明においてもＸ
−線重畳像につき説明する。しかし、粒子放射像
を普通の光学的並びに電子的な像と同様に、何等
制限なく、以下述べるような方法に基いて処理す
ることもできる。さらに、コンピユータによつて
計算した人工像を本発明による方法によつて処理
することもできる。 第１および２図は本発明による方法の原理を説
明するためのものである。第１図に示す多重放射
源１は、例えば平面１ａ内に配置される３個の各
別の放射源２，３および４を具えており、この多
重放射源１の平面１ａにおける各放射源の配列分
布を、各別の放射源の位置を表わす所謂点像作用
として記載する。 同時にせん光させることのできる別個の放射源
２，３および４は、試験すべき物体１１を照射す
るために、アパーチユア５によつて絞られ、か
つ、放射源の平面１ａに対して垂直に延在してい
る光学軸１０と交差するＸ−線ビーム６，７およ
び８を放出する。従つて、各別の一次透視像１
２，１３，１４が、例えば単一フイルム１５の上
に結像されることからして、物体１１は符号化的
に記録される。 第２図は復号化工程を示す。フイルム１５にお
ける各別の一次透視像１２，１３，１４を、例え
ば平坦なスリガラス板１７を前方に具えている光
箱１６によつて照射すると共に、一次像を伝達す
る放射ビームの中心光線１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ
が、レンズマトリツクス１８の後方で、このマト
リツクスに対して垂直に延在している光学軸１８
ａ上の１点にて互いに交差するように上記各透視
像をレンズマトリツクス１８によつて結像させ
て、放射ビームを領域１９にて重畳させる。この
場合、一次透視像１２，１３，１４は関連するレ
ンズ１２ａ，１３ａ，１４ａによつて結像され
る。重畳領域１９には、物体１１の層像２１を見
えるようにするために、散乱デイスクまたは同様
な装置を随意配置することもでき、このようにし
て物体１１の傾斜層も再生することができる。 例えば正である各別の一次透視像１２，１３，
１４は不適切なレンズによつても伝達されるた
め、結像面２０には人為結果（artefact）による
像が形成される。例えば、一次透視像１２はレン
ズ１３ａを介してビーム２２によつても伝達され
るため、結像面２０には一次透視像１２に相当す
る人為像２３が形成される。この人為像２３を補
正するために、結像レンズマトリツクス１８には
追加のレンズ２４を設ける。この追加のレンズ２
４を介して、一次透視像１４から取出される補正
透視像（負）２５はビーム２６によつて伝達さ
れ、かつ人為像２３の上に重畳されるため、これ
らの像は互いに相殺される。補正透視像２５は一
次透視像１４からか、または総合重畳像１５から
得ることができる。 追加のレンズ２４は、例えばビーム２８を介し
て結像面２０に形成され、しかも、補正透視像２
５による人為像２３の補正と一緒に形成される補
正透視像２７も伝達する。これは、補正透視像２
５を重畳像１５から、従つて一次透視像１３から
得たからである。 補正透視像２７（例えば負の像）それ自体は、
レンズマトリツクス１８に組込んだ別のレンズ２
９によつて補正されるため、ビーム２９ａによる
一次透視像１４（正）はビーム２８による補正透
視像２７上に重畳され、従つて、２つの像１４と
２７は互いに相殺される。一次透視像および補正
透視像は連続的に伝達されるのではないこと明ら
かである。例えば、第１ステツプの間は、透視像
１２，１３，１４のすべてをレンズ１２ａ，１３
ａ，１４ａおよび２９を介して同時に伝達し、ま
た、補正透視像２５および２７は第２ステツプの
間にレンズ２４を介してビーム２６および２８に
より伝達する。双方の像伝達は同時に行うことも
でき、これについては後に詳細に説明する。 本発明による方法を用いれば、所定の物体層を
表わす層像の内部における人為像、つまり、対応
する物体層からの一次透視像の伝達によつて再生
中に形成される人為像は補正される。 第３ａ〜３ｇ図および第４ａ〜４ｉ図は第２図
のレンズ２４および２９の位置を如何様にして決
定するかを明瞭に示したものである。 前述したように、レンズ１２ａ，１３ａ，１４
ａは放射源２，３および４の配置、すなわち、レ
ンズマトリツクス１８における記録構造（放射源
の配列）に関する点像作用に基いて配列する。 第３ａ図は所謂記録コードS′を示し、このコー
ドからは補正コードK′（第３ｆ図）を導出するこ
とができる。この補正コードK′は記録コードS′と
相関関係にあるようにして、少なくとも中心部に
おける人為作用によるものを劣化された層像を得
るようにする。 このようなことを明確とするために、物体１１
が単にP′（図示せず）から成り、強度が同じ２個
のＸ−線源（図示せず）を物体１１の照射用に用
いるものとする。物体１１の形状は点以外の他の
形状とすることができることは明らかである。例
えば物体は人間の器官のような人体の一部分とす
ることができる。 本発明方法の第１段階は、２個のＸ−線源によ
つて記録材料に物体（点）を記録することにあ
る。記録材料には２つの点Ｐ１とＰ２とを形成す
る。これら２つの点の分布はＸ−線源の配置に対
応する。第３ａ図は斯る２点Ｐ１とＰ２の分布を
座標系Ｘ、Ｙに示したものであり、これら２点の
座標は（Ｘ、Ｙ）＝（−１、０）および（＋１、
０）であり、これらの各振幅（例えば濃度）は＋
１である。斯種の点分布のことを以後記録コード
S′と称する。 斯る記録コードS′から補正コードK′（第３ｆ図）
を導出するが、この場合斯る補正コードは点のラ
インから成るものである。これがため、第３ｂ図
に示すように、座標点が（−１、０）および
（１、０）の２つの円ａおよびｂから成るものを
生成元（generator）G′と称する。この生成元
G′を記録コードS′上に位置させ、ついで、この記
録コードS′の或る点が生成元G′の円ａまたはｂ内
に到達するまで生成元G′を正または負のＸ方向
に変位させると、その都度生成元の空の円内には
新規の点が定まり、この新規の点の振幅は正とな
るが、他の生成元の円内には振幅値が負の記録コ
ードS′の点が位置する。この場合、記録コード
S′の双方の点と２個の生成元の円とが互いに重な
り合わないようにする。 第３ｃ図は生成元G′が正のＸ方向（右）へ変
位されている場合を示す。これがため、生成元の
円ｂには振幅が−１の点が位置する。第３ｄ図は
生成元をさらに右へ１ステツプ変位させた場合で
ある。この場合、生成元の円ａが振幅−１の点を
カバーするため、生成元の円ｂ内には振幅が＋１
の点が位置するようになる。第３ｅ図は生成元
G′を負のＸ方向へ変位させた場合である。生成
元G′を直動移動させて、生成元G′の円ａに振幅
が−１の点を位置させると、この場合、生成元の
円ｂ内には振幅が＋１の点が位置するようにな
る。生成元をさらに左へ変位させると、第３ｆ図
に示すように、生成元の円ａ内には振幅が＋１の
追加の点が位置する。この時点にて、記録コード
（２つの内側点Ｐ３およびＰ４）を依然含んでい
る第３ｆ図に示す補正コードK′の形成を中断さ
せる必要がある。 この補正コードK′を第３ｇ図に示すように記
録コードS′と互いに相関関係、すなわち演算K′○＊
S′の関係を持たせると、振幅が＋２の点P′と、振
幅が各々＋１で、像B′の中心から比較的離間し
た個所に位置する２個の二次的な点Ｐ５およびＰ
６とから成る凝似一次元像B′が得られる。上記
二次的な点は人為像を表わすが、これらの人為像
は補正コードK′を拡大することによつて簡単に
外部に押しやることができる。これがため、像
B′の中央には人為像がなくなる。演算K′○＊S′（○
＊
＝相関関係）とは、補正コードK′を記録コード
S′に対して変位させて、内側の点Ｐ３，Ｐ４をそ
れぞれ記録コードS′の点と位置合わせすることを
意味するに過ぎない。従つて、すべての位置合わ
せの点を加算すれば、像B′が得られる。これが
ため補正コードK′の変位回数は記録コードS′にお
けるｎ個の点に基いて定まる。従つて、上述した
例ではｎ−１回の変位を行なう。補正コード
K′の双方の内側点Ｐ３，Ｐ４を互いに相対距離
の僅か半分にわたつて変位させ、その後上記内側
点を記録コードS′の点と位置合わせる場合には補
正コードK′の変位回数をｎ回とすることもでき
る。 相関関係○＊は必ずしも補正コードK′を点像の
形態で変位させることによつて果す必要はない。
補正コードK′は、このコードK′の各点に位置さ
せる一次元のレンズ列によつて実現することもで
きる。これがため、第２図の場合には補正コード
K′をレンズマトリツクス１８にて実現すること
ができ、また、この場合記録コードS′は重畳像１
５に相当する。３点記録コードS″に関する他の
例並びに関連する補正コードの作製につき第４ａ
〜４ｉ図につき説明する。 説明の便宜上、例えば人体の一部分の代りに、
点状の物体P″を再び選定する。この物体P″は一
平面内に配置させるＸ−線源（図示せず）によつ
て直角三角形の角点に記録させる。このようにし
て物体P″を記録した後には単一の記録材料に点
像が得られ、その各点Ｐ７，Ｐ８およびＰ９はＸ
−線源の配置に基いて記録担体上に位置付けられ
る。点Ｐ７，Ｐ８およびＰ９は、例えば座標系
Ｘ、Ｙ内の座標（−１、＋１）、（−１、−１）およ
び（＋１、−１）に位置し、これらすべての振幅
（例えば濃度）は同じで、＋１である。 この場合、対応する生成元G″は第４ｂ図の座
標（−１、＋１）、（−１、−１）および（＋１、−
１）に位置する生成元の円ａ，ｂおよびｃを有す
る。補正コードK″を形成するために生成元G″は、
記録コードS″の上に正確に位置させると共、こ
の記録コードに対して直動移動によつて変位させ
る。この場合にも、記録コードS″のすべての点
Ｐ７〜Ｐ９の上に生成元の円ａ，ｂおよびｃが同
時に重畳されることのないようにする。 補正コードK″を形成するために記録コード
S″の各点を生成元の円ａ，ｂまたはｃ内に入れ
るには、生成元G″を記録コードS″に対して変位
させて行う。 生成元G″を右（＋ｘ）、右下方または下方
（−ｙ）に変位させる場合には生成元の円ｃが
用いられる。 生成元G″を上方向（＋ｙ）または左上方に
変位させる場合には生成元の円ａが用いられ
る。 生成元G″を左（−ｘ）、または左下方に変位
させる場合には、生成元の円ｂが用いられる。 生成元G″を右上方に変位させる場合には、
生成元G″が記録コードS″の点をカバーしない
ため、この場合には補正コードK″の形成に寄
与する点は座標系の第１象限には形成されな
い。 第４ｃ図に示すように、生成元G″を正のｘ方
向に変位させると、この生成元G″の円ｂが記録
コードS″の点９を包囲する。この場合、生成元
の円ｃ内には、他の生成元の円ａおよびｂ内に位
置付けられる点の振幅値の和である負値の振幅値
を有する点が挿入される。従つて生成元の円ｃに
は振幅が−１の点が位置する。 第４ｄ図では、生成元を上方（＋ｙ）に変位さ
せて、生成元の円ａ内に振幅が−１の点を挿入さ
せ、また、第４ｅ図では、生成元G″を左く変位
させて、生成元の円ｂ内に振幅が−１の点を挿入
する。第４ｆ図に示すように、生成元を下方（−
ｙ）へ変位させると、生成元の円ｃ内に振幅が−
１の点が現われる。第４ｇ図に示すように、生成
元を左上方へと変位させると、振幅が−１の点は
生成元の円ａ内に発生する。また、生成元を左下
方に変位させた場合には、第４ｈ図に示すよう
に、振幅が＋１の点が生成元の円ｂに発生する。 斯くして形成される補正コードK″は第４ｉ図
に明示した通りである。 この補正コードK″は所要に応じ、大形補正コ
ード形成用に新規の点を見い出すために、上述し
た方法で生成元G″をほぼ反時計方向に変位させ
ることにより大きくすることができることは明ら
かである。少なくとも中央部における人為結果に
よる像を劣化させた層像B″を作るためには、上
述したようにして得た補正コードK″を記録コー
ドS″と相関関係を持たせる必要がある。演算
K″○＊S″とは、総体的補正コードK″を適当に変位
させて、点Ｐ１０およびＰ１２をＰ１１の上に位
置させて、加算することを意味する。この変位中
に位置合わせされる補正コードK″の他の点も加
算して、像B″を形成する。この像は内部に振幅
が＋３の点P″を有しており、この点P″のまわり
には人為作用により影響される領域は存在しなく
なる。二次的な点（人為像）が像B″の縁部付近
に多少存在するも、これらは補正コードK″を拡
大させることによつて随意外方へ変位させること
ができる。 相関関係○＊は必ずしも補正コードK″を点像形
態にて変位させることによつて実行する必要もな
い。相関関係はレンズマトリツクスの各レンズを
補正コードK″の各点に位置させることによつて
も実現することができる。 従つて、補正コードの振幅が正の点に位置させ
るレンズは、一次透視像を伝達するも、補正コー
ドの振幅が負の点に位置させるレンズは人為像に
重畳される補正透視像を伝達する。補正コードに
は振幅が１以外の例えば＋２の点を設けることが
できることは明らかである。この点に位置させる
レンズは適当に大きくして、このレンズがそれ相
当の光量を伝達して、人為像を補正し得るように
する。 第５図は比較目的のために、記録コードS″の
自動相関関係を示したものである。個々の点（す
なわち、像）を変位させたり、加算することによ
つて、人為像を表わし、しかも、第４ｉ図の像
B″における人為像よりも実質上、像Ｐの中心
に接近して位置する他の点によつて囲まれる主点
Ｐを形成する。 予定の記録コードＳに対する補正コードＫを算
術的に求める方法につき以下説明する。 先ず、マトリツクスをつぎのように規定する。 (a) Smn＝記録コード（S′、S″）、 Kmn＝再生コード（補正コードK′、K″） Tmn＝Kmn−Smn＝再生コードの補正部分、 Amn＝∞ 〓i=-∞ ∞ 〓 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｓｊ〓＊ｋ＝Ｓ○＊Ｓ＝記録コ
ードの自動相関(1)、 Bmn＝∞ 〓j=-∞ ∞ 〓 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｋｉ〓＊ｊ＝Ｓ○＊Ｋ＝記録コ
ードと再生コードとのクロス相関(2)、 Cmn＝∞ 〓j=-∞ ∞ 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｔｉ〓＊ｊ＝ Ｓ○＊Ｔ ＝記録コードと再生コードの補正部分とのク
ロス相関。 特定数ｍおよびｎは整数（ｍ、ｎ＝０、±１、
±２…）とし、また、記号＊は各共役複素数を
特徴付けるものとする。 (b) 使用コード（Smn、Kmn、Tmn）は点の平
坦分布として表わし、点分布の各点はマトリツ
クスのエレメント（素子）とする。 マトリツクス内の点の位置は、マトリツクス
の格子距離によつて割算した各点の座標からの
特定数ｍ、ｎによつて定める。マトリツクスエ
レメントの寸法によつて、例えば点の強度を決
定する。記録コードSmnを表わし、かつ２つ
の点から成る点分布形態のコードを用いる例に
つきさらに説明する。この場合、２つの点は同
じ強度の＋１とするも、各座表点は（x1＝＋
0.1mm、y1＝０mm）および（x2＝−0.1mm、y2＝
０mm）とする。これらの座標点は物体を照射す
るのに用いた放射源の位置座標に対応する。放
射源からの放射は同じフアクター低減されるだ
けとする。マトリツクスの格子距離を、例えば
0.1mmとし、マトリツクスの零点を（X0＝０、
０mm、y0＝０、０mm）とすれば、２点をマトリ
ツクス点S1,0＝１およびS-1,0＝１として示すこ
とができる。マトリツクスの他のすべてのエレ
メントの値は０とする。 (c) 人為像のない再生像の中心は点ｍ＝０、ｎ＝
０に位置させる。この点の強度をマトリツクス
エレメントB0,0によつて与える。零でない他の
すべてのエレメントBmnは人為結果による像
を表わす。すなわち、Bmnは格子点（ｍ、ｎ）
（第３ｇ図および４ｉ図参照）における人為像
の大きさである。 本発明の目的は補正コードによつて、人為像
のない再生像の中心のまわりに、人為作用によ
る像を劣化させた領域を作ることにある。例え
ば各側部の長さが2m0の二次元領域を例として
選定する。ｘ方向およびｙ方向の格子定数は同
一とする。斯る領域内のすべてのマトリツクス
エレメントBmnは０、すなわち、すべての｜
ｍ｜＜m0、または｜ｎ｜＜m0に対してBmn＝
０とする。これ以外のBmnはエレメントB0,0
（B0,0≠０）によつて形成されるものとする。 (d) 再生コードKmn（補正コード）は２部分、す
なわち、記録コードSmnと、再生コードKmn
の補正部分Tmnとで構成する。すなわち、 Kmn＝Smn＋Tmn (4) これがため、マトリツクスBmnもつぎの２部
分で構成する。すなわち、 Bmn＝∞ 〓j=-∞ ∞ 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｓｊ〓＊ｋ＋∞ 〓j=-∞ ∞ 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｔｊ〓＊ｋ (5) ＝Amn＋Cmn＝Ｓ○＊Ｓ＋Ｓ○＊Ｔ（式１〜３参照） マトリツクスAmnは妨害なく再生された点の
位置および大きさを包含するだけでなく、例えば
第５図に示すように、人為像の位置および大きさ
も包含する。しかし、マトリツクスCmnは逆極
性の人為像を含むだけである。AmnとCmnを加
算すると、予定した領域内には人為像がなくな
る。従つて、この場合の目的はCmn＝−Amnと
することにあり、この場合｜ｍ｜＜m0、｜ｎ｜＜
n0および（ｍ、ｎ）≠（０、０）とする。この要
求は再生コードTmnの補正部分に対する遂次解
によつて満足させることができる。 (e) 斯る解を得るために、先ず記録コードSmn
の角点を定める。角点は左下方に対する指数
（μ1、ν1）、右下方に対する指数（μ2、ν2）、右
上方に対する指数（μ3、ν3）および左上方に対
する指数（μ4、ν4）を含んでいる。右への移動
とはｍが増加することを意味し、上方への移動
はｎが増加することを意味する。従つて、マト
リツクスエレメントSμ1、ν1とは左底部の最も
遠い個所に位置する点を表わす。 (f) マトリツクスAmnの特定数と、記録コード
Smnの角点との間は連結する必要がある。こ
の連結は、再生コードTmnの補正部分に対す
る遂次解に対するマトリツクスエレメントを、
マトリツクスエレメントAmnの特定数に依存
するSmnから選定することからして必要であ
る。これがため、各像はつぎのように規定す
る。すなわち、 （μ1、ν1）、ｍ＞０ ｎ
〓０の場合 （αmn、βmn）＝（μ2、ν2）、ｍ０ ｎ＞０の
場合 (6) （μ3、ν3）、ｍ＜０ ｎ
０の場合 （μ4、ν4）、ｍ〓０ ｎ
＜０の場合 例 ｍ＝１、ｎ＝２の場合、ｍ＞０、ｎ＞０であ
るから、（α12、β12）＝（μ1、ν1）である。 (g) さらに、マトリツクスエレメントAmnを配
列する必要がある。第１０図には二次格子の交
差点に、中心（ｏ）から出発して、反時計方向
に進む順次数を配列してある。１回転する度毎
に、ｍ〓０、ｎ＝０の点で新規の回転をスター
トさせる。この配列によつて各別の対の特定数
（ｍ、ｎ）と数Ｎ、従つてマトリツクスエレメ
ントAmnとの積を求めることができる。例え
ば、（ｍ、ｎ）＝（２、１）とすれば、Ｎ＝Ｎ
（ｍ、ｎ）＝Ｎ（２、１）＝10となる。 第１０図に基ずく配列を用いることによつ
て、マトリツクスAmnをインデツクスＮ・Ａ
（Ｎ）＝Amnにより求めることができる。 (h) 最後に、マトリツクスエレメントTmnを配
列する。この場合には Ｔ（Ｎ）＝T〓no−ｍ、Bmn−ｎ とする。 例えば、（ｍ、ｎ）＝（１、２）とすれば、 （α1,2、β1,2）＝（μ1、ν1）、 Ｎ＝（μ1−１、ν1−２） Ｔ（Ｎ）＝Ｔ（μ1−１、ν1−２） となる。 (i) 解くべき式はつぎの通りである。 Cmn＝∞ 〓j=-∞ ∞ 〓k=-∞ Sm＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｔｊ〓＊ｋ＝−Amn (7) ここに、｜ｍ｜＜m0、｜ｎ｜＜n0とし、かつ、
（ｍ、ｎ）≠０とする。 (j) 遂次解はつぎの通りである。 Ｔ（Ｏ）＝０ Ｔ（Ｎ）＝−〔Ａｍ〓＊ｎ＋ 〓 〓O N ′NＳｍ〓＊＋ｊ、ｎ＋ｋ Ｔ（N′）〕／Ｓα〓
＊mn、βmn(8) ここに、N′＜Ｎに対してはTjk＝Ｔ（N′）と
する。 (k) 第３ａ〜３ｇ図につき述べたような２点分布
を例として用いる。記録コードSmに対しては
S1,0＝１およびS-1,0＝１とし、他の場合はSmn
＝０とする。 従つて、この場合にはA0,0＝２、A2,0＝１、
A-2,0＝１（式１）となる。０＜Ｎ＜24（第１０
図参照）は−３＜ｍ＜３、−３＜ｎ＜３の人為
像のない領域に見られる。マトリツクスSmn
の角点はつぎの通りである （μ1、ν1）＝（−１、０） （μ2、ν2）＝（１、０） （μ3、ν3）＝（１、０） (9) （μ4、ν4）＝（−１、０） 式(8)の解は次表に示すように定めることがで
きる。すなわち、
【表】 値（α、β）および（αmn、βmn）は式(6)
と式(9)とから得られる。予定した（ｍ、ｎ）に
対しては、式(9)の値が関連する（μ、ν）を見
つけるのに式(6)を用いる。この場合の補正コー
ドは、 Kmn＝Smn＋Tmn である。これがため、この例の場合には K1,0＝１ K-1,0＝１ 補正コードKmnが記録コード Smnを含むため、Smnによつて 予じめ定めた。 K-3,0＝−1Tmnから求めた。 K-3,0＝−１ K-5,0＝１ K5,0＝１ Tmnから求めた。 この補正コードKmnを第３ｇ図に補正コード
K′として示してある。 他の記録分布、例えば第４ａ図の３点分布また
はそれ以上の点（例えば２４点）から成る分布に
対する補正コードKmnは同様にして求めること
ができる。 解法工程には常につぎの工程が含まれる。すな
わち、 (1) 記録分布Smnの選定およびマトリツクス形
態への変換。 (2) 記録分布Smnの角点の決定および表示。 (3) 第１０図を用いての解法式(8)の連続応用。 Ｔ（Ｎ）の計算中には (a) αmn、βmnおよびαmn−ｍ βmn−ｎを
求めると共に、 (b) （ｍ＋ｊ、ｎ＋ｋ）をすべての（ｊ、ｋ）
について計算する。なお、この際N′＜Ｎに
対してTjk＝Ｔ（N′）とする。 第６〜９図は本発明による方法によつて少なく
とも各中心部における人為像を劣化させた層像
（プラニグラム）を得るための種々の装置を示す。 第６図の例では光箱３０によつて例えば白色光
で重畳像３１を照射する。光学系の軸３３に垂直
に延在させるレンズマトリツクス３２は重畳領域
３５に三次元の実像３４を形成する。スリガラス
板３６（これは像３４の個所にランダムに配置し
得る）を用いて、物体の関連するスライスを、例
えば傾斜スライスとして結像させる。スリガラス
板３６にはフレネルレンズ３６ａを連結させるこ
ともでき、このレンズは層像の明るさを高めるた
めのフイールドレンズとして作用する。 例えば、第４ｉ図のコードK″のような補正コ
ードの点分布に基いて配列されるレンズマトリツ
クスの個々のレンズは、異なる色フイルター３２
ａ，３２ｂによつてカバーする。例えば、振幅が
＋１のコードK″の点に配列されるレンズは赤色
フイルターによつてカバーする。また、振幅が−
１のコードK″の点に配列されるレンズは青色フ
イルターによつてカバーする。光軸３３の方向に
変位自在で、しかもスリガラス板の後方に配置さ
れるビームスプリツター３８は放射を２つのビー
ムに分割し、その一方のビームは光軸３３に平行
に延在し、他方のビームは光軸３３に垂直に延在
する。２個の対物レンズ３９および４０を用い
て、スリガラス板の像をテレビジヨンカメラ（撮
像管）４１，４２にそれぞれ投影する。この際、
一方のカメラには入力フイルターとして赤色フイ
ルター４３を設け、また、他方のカメラには入力
フイルターとして青色フイルター４４を設ける。 従つてカメラ４１は赤色光のみを受光し、カメ
ラ４２は青色光のみを受光する。２つの像を互い
に同期させて走査し、かつ、減算器４５によつて
２個のカメラ４１および４２のビデオ出力信号を
互いに減算することによつて、少なくとも各中心
部における人為像を劣化させた層像を形成するこ
とができ、また、この層像を、例えばモニタ４６
に表示させることができる。 第７および第８図は２チヤネル構成の例を示し
たものである。互いに平行に延在する２つの光軸
４７および４８には２つの光箱３０をそれぞれ配
置し、各光箱の前方に重畳像３１および負の重畳
像３１ａが位置するようにする。この場合の第１
レンズマトリツクス４９は、例えばコードK″の
ような補正コードの振幅が正の＋１の点に配置さ
れるレンズで構成する。第２レンズマトリツクス
５０は振幅値が負の−１の点に配置されるレンズ
のみで構成する。第７図の例では随意ではある
が、同期させて互いに移動させるスリガラス板３
６によつて得られる像を、フイールドレンズとし
て作用し、しかもガラス板３６にしつかり固定し
たフレネルレンズ３６ａを介し、かつ、対物レン
ズ５１および５２を介してそれぞれテレビジヨン
カメラ５３，５４に投影する。ついで、２台のカ
メラ５３，５４の同期した像の出力信号を加算器
５５にて加算して、人為像のない層像を得て、モ
ニタ５６に表示させる。 第８図ではスリガラス板３６によつて得た像
を、光軸４７および４８の方向に変位させること
ができる平面鏡５７と半透鏡５８により対物レン
ズ５９を介してテレビジヨンカメラ６０に投影す
る。このテレビジヨンカメラをモニタ６１に接続
して、上記層像を表示させたり、層像をメモリ６
２に記憶させたりする。 第９図は本発明による方法を実施するためのホ
ログラフイー構造を示す。光学軸６３には平行な
単色放射ビーム６５を収束放射ビームに変換する
レンズ６４を設ける。収束点にはフーリエホログ
ラムＨを設け、これには例えばコードK″のよう
な補正コードをフーリエ変換したものを位置させ
る。ホログラムＨとレンズ６４との間にはホログ
ラムＨの後方に配置する第２レンズ６６を介して
像面６７に投影される重畳像３１を設ける。重畳
像３１、レンズ６６および像面６７は連動系６８
を介して機械的に互いに連結すると共に、光学軸
６３に対して平行に変位（矢印６９）させて、異
なる層像を表示させることができる。 ホログラムＨはコヒーレント光および基準ビー
ムによつて後方から照射されるホールダイヤフラ
ムによつて形成することができ、ホールダイヤフ
ラムのホールの分布は補正コードの点の分布（ま
たは結像素子の分布）に対応させる。ホログラム
の記録時中は補正透視像を人為像に重畳させる結
像素子を成すホールを透明板によつてカバーし
て、コヒーレント光の波最λの1/2の奇数倍に相
当する位相差を形成する。これがため、透明板の
厚さｄは（λ／２）・ｎとし、ここにｎ＝１、３、
５……とする。ホログラムにおける透明板でカバ
ーしたホールによつて形成される結像素子は、例
えば第４ｉ図のコードK″のような補正コードの
負の振幅値の点に配置されるレンズのような結像
素子に相当する。 ホログラムＨは予定した補正コードからホログ
ラムを計算するコンピユータによつて得ることも
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は一次透視像から成る重畳像を記録する
方法を示す説明図、第２図はレンズマトリツクス
によつて重畳像を補正する方法を示す説明図、第
３ａ〜３ｇ図は２点から成る記録コードを作り、
この記録コードに対して相関関係にある補正コー
ドを順次形成する方法を示す説明図、第４ａ〜４
ｉ図は３点から成る記録コードを作り、この記録
コードに対して相関関係にある別の補正コードを
順次形成する方法を示す説明図、第５図は３点記
録コードに対して相関関係にある補正コードを作
る方法を示す説明図、第６図は少なく共中心部に
おいては人為像のない層像を形成する装置の一例
を示すブロツク線図、第７図は光学チヤネルおよ
び電子チヤネルを別々にして層像を作るための他
の装置を示すブロツク線図、第８図は光学チヤネ
ルを別とし、電子チヤネルを共通として層像を作
る装置の例を示すブロツク線図、第９図はホログ
ラフイによつて人為像のない層像を作る装置の例
を示すブロツク線図、第１０図は特定数の表を示
す説明図である。 １……多重放射源、２，３，４……放射源、５
……アパーチユア、６，７，８……Ｘ線ビーム、
１０……光学軸、１１……物体、１２，１３，１
４……一次透視像、１５……フイルム（重畳像）、
１６……光箱、１７……スリガラス板、１８……
レンズマトリツクス、１９……放射ビーム重畳領
域、２０……結像面、２３……人為像、２４……
人為像補正用レンズ、２５，２７……補正透視
像、２９……レンズ、S′，S″……記録コード、
K′，K″……補正コード、３０……光箱、３１…
…重畳像、３１ａ……負の重畳像、３２……レン
ズマトリツクス、３２ａ，３２ｂ……色フイルタ
ー、３３，４７，４８，６３……光学軸、３４…
…三次元実像、３５……多重領域、３６……スリ
ガラス板、３６ａ……フレネルレンズ、３８……
ビームスプリンター、３９，４０……対物レン
ズ、４１，４２，５３，５４，６０……テレビジ
ヨンカメラ、４３，４４……入力フイルター、４
５……減算器、４６，５６，６１……モニタ、４
９，５０……レンズマトリツクス、５１，５２，
５９……対物レンズ、５５……加算器、５７……
平面鏡、５８……半透鏡、６２……メモリ、Ｈ…
…ホログラム、６４……収束レンズ、６５……単
放射ビーム、６６……レンズ、６７……像面、６
８……連動系。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 一平面１ａに配置される多数の放射源２，
    ３，４によつて三次元物体１を照射して、各別の
    一次透視像１２，１３，１４から成る重畳像１５
    を形成し、ついで放射源の配置に基いて各結像素
    子１２ａ，１３ａ，１４ａを配列させた光学結像
    マトリツクス１８によつて前記重畳像を結像さ
    せ、関連する結像素子を介して一次透視像を伝達
    する放射ビームの中心光線が結像マトリツクスの
    後方で、該結像マトリツクスに垂直な光学軸１８
    ａ上の１点にて交差するように、前記結像素子を
    一次透視像１２，１３，１４に対して位置させ、
    放射ビームの重畳領域１９に記録担体によつて層
    像を形成し得る物体の実像を形成し得るようにし
    て、三次元物体の層像を形成するに当り、少なく
    とも各中心部における人為像を劣化させた層像を
    得るために、不適切な結像素子による一次透視像
    の伝達によつて形成される人為像に、一次透視像
    から導出した補正透視像を追加の結像素子を介し
    てそれぞれ重畳させて、人為像を補正することを
    特徴とする三次元物体の層像形成方法。 ２ 特許請求の範囲１記載の方法において、結像
    素子としてレンズを用い、かつ結像マトリツクス
    としてレンズマトリツクスを用いることを特徴と
    する三次元物体の層像形成方法。 ３ 特許請求の範囲２記載の方法において、一次
    透視像１２，１３，１４を伝達するレンズのビー
    ム通路に第１フイルター３２ａを配置し、補正透
    視像を伝達するレンズのビーム通路に第１フイル
    ターとは異なる第２フイルター３２ｂを配置し、
    前記両フイルターを通過する放射を撮像管４１，
    ４２によつて検出し、第１フイルターに対応する
    第１入力フイルター４３を一方の撮像管の前方に
    配置し、第２フイルターに対応する第２入力フイ
    ルター４４を他方の撮像管の前方に配置し、両撮
    像管のビデオ信号を互いに減算して、層像を得る
    ようにしたことを特徴とする三次元物体の層像形
    成方法。 ４ 特許請求の範囲３記載の方法において、第１
    および第２フイルターとして色フイルターを用
    い、重畳像を白色光によつて照射することを特徴
    とする三次元物体の層像形成方法。 ５ 特許請求の範囲２に記載の方法において、一
    次透視像を伝達するレンズのみから成る第１レン
    ズマトリツクス４９および補正透視像を伝達する
    レンズのみから成る第２レンズマトリツクス５０
    を用い、これらの第１および第２レンズマトリツ
    クスによつて伝達される一次透視像および補正透
    視像をそれぞれ重畳させて、層像を得るようにし
    たことを特徴とする三次元物体の層像形成方法。 ６ 特許請求の範囲５記載の方法において、一次
    透視像を正とし、補正透視像を負とするか、一次
    透視像を負とし、補正透視像を正とすることを特
    徴とする三次元物体の層像形成方法。 ７ 特許請求の範囲６記載の方法において、一次
    透視像および補正透視像を、互いに重ね合わせて
    配置されるフイルムに記録して層像を得ることを
    特徴とする三次元物体の層像形成方法。 ８ 特許請求の範囲６記載の方法において、一次
    透視像および補正透視像をそれぞれ撮像管５３，
    ５４によつて記録し、これら撮像管の出力信号を
    重畳して、層像を得るようにしたことを特徴とす
    る三次元物体の層像形成方法。 ９ 特許請求の範囲６記載の方法において、一次
    透視像および補正透視像をミラー素子５７，５８
    によつて重畳させて、撮像管６０またはスリガラ
    ス板によつて互いに検出するようにしたことを特
    徴とする三次元物体の層像形成方法。 １０ 特許請求の範囲１記載の方法において、結
    像マトリツクスとして、コヒーレント光および基
    準ビームによつて背後から照射される多重ダイヤ
    フラムによつて作製されるホログラムＨを用い、
    ダイヤフラムにおけるホールの分布を、一次透視
    像および補正透視像を伝達する結像素子の分布に
    対応させ、補正透視像を伝達する結像素子を成す
    ホールを透明板によつてカバーして、入射コヒー
    レント光に対する波長の1/2の奇数倍に相当する
    位相差を形成するようにしたことを特徴とする三
    次元物体の層像形成方法。 １１ 光学軸３３に対して垂直に配置されるレン
    ズマトリツクス３２を具え、該レンズマトリツク
    スの前方にはこのマトリツクスに平行に、一次透
    視像照射用の扁平な光源３０を配置し、前記レン
    ズマトリツクスの後方には、光学軸に対して平行
    に変位し得ると共に、レンズマトリツクスを通過
    した放射を記録し、かつ結像させる像記録素子を
    配置して、三次元物体の層像を形成する装置にお
    いて、一次透視像伝達用レンズを第１色フイルタ
    ー３２ａでカバーし、補正透視像伝達用レンズを
    第１色フイルターとは異なる第２色フイルター３
    ２ｂによつてカバーし、レンズマトリツクスの後
    方に光学軸に対して平行に変位し得ると共に、放
    射ビームを２つのビームに分割するビームスプリ
    ツター３８を配置して、一方のビームは光学軸に
    平行に延在させ、他方のビームは光学軸に垂直に
    延在させるようにし、前記各ビームの通路には撮
    像管４１，４２を配置し、一方の撮像管には第１
    フイルターに対応する第１入力フイルタ４３を、
    他方の撮像管には第２フイルターに対応する第２
    入力フイルター４４を設け、両撮像管を減算器４
    ５に接続して、両撮像管の出力信号を減算させる
    ようにしたことを特徴とする三次元物体の層像形
    成装置。 １２ 光学軸に垂直に配置される少なくとも１個
    のレンズマトリツクスを具え、該レンズマトリツ
    クスの前方にはこのマトリツクスに平行に、一次
    透視像照射用の光源を配置し、前記レンズマトリ
    ツクスの後方には、光学軸に対して平行に変位し
    得ると共に、レンズマトリツクスを通過した放射
    を記録し、かつ結像させる像記録素子を配置し
    て、三次元物体の層像を形成する装置において、
    第１光学軸４７に対して垂直に第１レンズマトリ
    ツクス４９を配置し、前記第１光学軸に平行な第
    ２光学軸４８に対して垂直に第２レンズマトリツ
    クス５０を配置し、第１レンズマトリツクスは一
    次透視像を伝達するレンズだけで構成し、第２レ
    ンズマトリツクスは補正透視像を伝達するレンズ
    だけで構成したことを特徴とする三次元物体の層
    像形成装置。 １３ 特許請求の範囲１２記載の装置において、
    両光学軸４７，４８の上にフイルムのような扁平
    な記録担体を配置して、これに第１４９および第
    ２レンズマトリツクス５０を通過した放射を記録
    するようにしたことを特徴とする三次元物体の層
    像形成装置。 １４ 特許請求の範囲１２記載の装置において、
    両光学軸４７，４８上に、レンズマトリツクス４
    ９，５０を通過した放射を記録するための撮像管
    ５３，５４を配置し、これらの撮像管を電子ユニ
    ツト５５に接続して、両撮像管のビデオ出力信号
    を加算するようにしたことを特徴とする三次元物
    体の層像形成装置。 １５ 特許請求の範囲１２記載の装置において、
    一方の光学軸４７上で、ビーム進行方向に見てレ
    ンズマトリツクス４９の後方には、上記光学軸４
    ７に対し平行に変位し得る半透鏡５８を配置し、
    該半透鏡の後方には撮像管６０またはスリガラス
    板を配置し、他方の光学軸４８上で、レンズマト
    リツクス５０の後方には、光学軸４８に対して平
    行に変位し得ると共に、前記半透鏡へ放射を偏向
    させる平面鏡５７を配置して、前記平面鏡によつ
    て偏向された放射も前記撮像管の方へと偏向し得
    るようにしたことを特徴とする三次元物体の層像
    形成装置。
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