JPS62124443A - 光により物体内部の情報を得る装置 - Google Patents
光により物体内部の情報を得る装置Info
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- JPS62124443A JPS62124443A JP60265552A JP26555285A JPS62124443A JP S62124443 A JPS62124443 A JP S62124443A JP 60265552 A JP60265552 A JP 60265552A JP 26555285 A JP26555285 A JP 26555285A JP S62124443 A JPS62124443 A JP S62124443A
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- fiber
- light receiving
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、生体等の物体内部に外部の特定の位τから光
パルスを当てて物体の内部の影ツを受けた光を多数箇所
で検出して、検出された光相互の関係を解析することに
より物体の内部の情報を得る装置に関する。
パルスを当てて物体の内部の影ツを受けた光を多数箇所
で検出して、検出された光相互の関係を解析することに
より物体の内部の情報を得る装置に関する。
特に、光子の拡散による光の到達時間差を検出できる高
速検出器を用いて物体の内部の情報を得る装置に関する
。
速検出器を用いて物体の内部の情報を得る装置に関する
。
（従来の技術）
物体内部の情報を得る技術として、Ｘ線、赤外線、単光
子５陽電子等を・利用したＣ Ｔ （Ｃｏｍｐｕ ｔｅ
ｒＴｏｍｏｇｒａ（ｙｈｙ ）の技術が知られでいる。
子５陽電子等を・利用したＣ Ｔ （Ｃｏｍｐｕ ｔｅ
ｒＴｏｍｏｇｒａ（ｙｈｙ ）の技術が知られでいる。
すなわち、Ｘ線（赤外線）ＣＴにおいては、Ｘ線源（赤
外線源）と各検出器とを結ぶ線上のＸ線（赤外線）吸収
を測定して内部の情報を得るものである。
外線源）と各検出器とを結ぶ線上のＸ線（赤外線）吸収
を測定して内部の情報を得るものである。
単光子ＣＴ、陽電子ＣＴにおいては、検出器群のうらの
任、念の２個の検出器を結ぶ線上の放射性同位元素の量
を光子（ガンマ線）の計数で求めるものである。
任、念の２個の検出器を結ぶ線上の放射性同位元素の量
を光子（ガンマ線）の計数で求めるものである。
つまり、いずれの場合も線源とセンサ間の直線上にある
物体が前記センサに提供する情報に基づいて物体内部の
情報を得るように構成されている。
物体が前記センサに提供する情報に基づいて物体内部の
情報を得るように構成されている。
（発明が解決しようとする問題点）
前述したＣＴ装置において、いずれの場合もＸ線、赤外
線、ガンマ線等の光子が被写体内部で敗乱させられる。
線、ガンマ線等の光子が被写体内部で敗乱させられる。
しかし、従来の装置においてそのような散乱や回折成分
は、好ましくない成分とされていた。
は、好ましくない成分とされていた。
本発明の目的は、生体等の物体内部に外部の特定の位置
から光パルスを当てて物体の内部の影響を受けた光を多
数箇所で検出し、直進成分以外の光の成分を積穫的に利
用して、検出された光相互の関係を解析することにより
物体の内部の情報を得る装置を提供することにある。
から光パルスを当てて物体の内部の影響を受けた光を多
数箇所で検出し、直進成分以外の光の成分を積穫的に利
用して、検出された光相互の関係を解析することにより
物体の内部の情報を得る装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
前記目的を達成するために本発明による、物体の内部の
情報を得る装置は、極めて短い光パルスを物体の一方の
表面側から入射する光源と、受光端が前記物体に向けて
規則的に配列されている多数本のファイバと、前記多数
本のファイバの他端が光電陰極に偏向方向に直交する方
向に整列させられて接続されているストリーク管と、前
記ストリーク管の前記ファイバごとの出力像の相互の時
間関係を解析する解析装置から構成されている。
情報を得る装置は、極めて短い光パルスを物体の一方の
表面側から入射する光源と、受光端が前記物体に向けて
規則的に配列されている多数本のファイバと、前記多数
本のファイバの他端が光電陰極に偏向方向に直交する方
向に整列させられて接続されているストリーク管と、前
記ストリーク管の前記ファイバごとの出力像の相互の時
間関係を解析する解析装置から構成されている。
（実施例）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく説明する
。
。
第１図は、本発明による光により物体内部の情報を得る
装置の実施例を示すブロック図である。
装置の実施例を示すブロック図である。
レーザ装置７の出力は入射用ファイバ３を介して物体１
に入射される。
に入射される。
物体１の他面側には前記物体１中を様々な形態で；３過
した光を受は入れるための多数の受光部２が規則正しく
配列されている。
した光を受は入れるための多数の受光部２が規則正しく
配列されている。
受光部２は物体の他面側の表面上における各点の光のデ
ータ取得のために、同じ形をした多くの小室部１００１
１！ｉ１から形成されており、この小室部に入射した光
は、それぞれの室に接続されているファイバからなるフ
ァイバ群を介してストリーク管１０の光電陰極にストリ
ーク管１０の掃引方向に直交するように接続されている
。
ータ取得のために、同じ形をした多くの小室部１００１
１！ｉ１から形成されており、この小室部に入射した光
は、それぞれの室に接続されているファイバからなるフ
ァイバ群を介してストリーク管１０の光電陰極にストリ
ーク管１０の掃引方向に直交するように接続されている
。
制御および演算装置４からのトリガ信号５によってレー
ザ駆動装置６が起動され、レーザ装置７が発振させられ
、その数ピコ秒程度の出力波形半値幅をもつ光パルス８
が物体内に投射される。
ザ駆動装置６が起動され、レーザ装置７が発振させられ
、その数ピコ秒程度の出力波形半値幅をもつ光パルス８
が物体内に投射される。
光パルス８は物体１の内部で散乱され、拡散しながら被
写体表面上の各点に到達し、受光部２から多チヤンネル
ファイバ束９を通って、１０のストリーク管へ入射する
。多チヤンネルファイバ束９の出力端とス） ＩＪ−り
管１０の接続状態を第４図に略図的に示しである。
写体表面上の各点に到達し、受光部２から多チヤンネル
ファイバ束９を通って、１０のストリーク管へ入射する
。多チヤンネルファイバ束９の出力端とス） ＩＪ−り
管１０の接続状態を第４図に略図的に示しである。
ここで第２図を用いてストリーク管の動作原理を説明す
る。
る。
ストリークカメラはストリーク管を応用した高速現象撮
影用カメラである。
影用カメラである。
ストリーク管１０は光電陰極１０１を持つイメージ管の
集束電子レンズ内に電子偏向電極１０３を備え、これに
掃引電圧発生回路１０６より掃引電圧（単掃引）を加え
て出力像が一方向に走るようにしたものである。
集束電子レンズ内に電子偏向電極１０３を備え、これに
掃引電圧発生回路１０６より掃引電圧（単掃引）を加え
て出力像が一方向に走るようにしたものである。
なお、電極１０２は加速電極であり、光電陰極１０１の
放出した初速度の異なる電子を加速して速度を揃える働
きをする。
放出した初速度の異なる電子を加速して速度を揃える働
きをする。
なお、この実施例では、螢光面１０５の前にマイクロチ
ャンネルプレート１０４を配置し電子像を増強するよう
に構成しである。
ャンネルプレート１０４を配置し電子像を増強するよう
に構成しである。
入射光による光電子がいつ光電陰極１０１を出たかによ
って螢光面１０５上での位置が決まる。
って螢光面１０５上での位置が決まる。
すなわち、入射光に関する時間軸が螢光面１０５の縦軸
に変換される。第４図に示した多チヤンネルファイバ束
９の整列方向は前記偏向（掃引方向）と直角方向である
。
に変換される。第４図に示した多チヤンネルファイバ束
９の整列方向は前記偏向（掃引方向）と直角方向である
。
第３図に多チヤンネルファイバ束９の内の３チヤンネル
のファイバについて、その出力輝度の変換とストリーク
管１０の輝度の分布を時間軸を対応させて略図的に示し
である。
のファイバについて、その出力輝度の変換とストリーク
管１０の輝度の分布を時間軸を対応させて略図的に示し
である。
このようにして本発明による前記装置では、ストリーク
管１０の螢光面１０５に、前記ストリーク管１０の光電
陰極１０１に接続されている多チヤンネルファイバ束９
の各ファイバの出力に対応する輝度の変化が時間軸方向
に現れる。
管１０の螢光面１０５に、前記ストリーク管１０の光電
陰極１０１に接続されている多チヤンネルファイバ束９
の各ファイバの出力に対応する輝度の変化が時間軸方向
に現れる。
ストリーク管１０の電子偏向電極１０３には、前述した
レーザ装置を励起する駆動装置６へのトリガ信号５と同
期して発生させられるトリガ信号１１によって駆動され
る掃引電圧発生回路１０６の単掃引電圧が印加され、多
チヤンネルファイバ束９により光電陰極１０１に接続さ
れた光による電子像の掃引が行われる。
レーザ装置を励起する駆動装置６へのトリガ信号５と同
期して発生させられるトリガ信号１１によって駆動され
る掃引電圧発生回路１０６の単掃引電圧が印加され、多
チヤンネルファイバ束９により光電陰極１０１に接続さ
れた光による電子像の掃引が行われる。
螢光面１０５に現れた出力像はＳＩＴカメラ１２により
撮像される。
撮像される。
ＳＩＴカメラ１２はＳＩＴ管（５ｉｌｉｃｏｎｉｎｔｅ
ｎｓｊｆｉｅｒ Ｔａｒｇｅｔ ｔｕｂｅ）を用いた
撮像装置で極めて高い感度をもつものである。
ｎｓｊｆｉｅｒ Ｔａｒｇｅｔ ｔｕｂｅ）を用いた
撮像装置で極めて高い感度をもつものである。
ＳＩＴカメラ１２の出力はＡＤ変換器１３を介して制御
、および演算装置４に接続されデータとして蓄積される
。そして、演算解析され出力装置１５により出力される
。
、および演算装置４に接続されデータとして蓄積される
。そして、演算解析され出力装置１５により出力される
。
なおＳＩＴカメラ１２の出力（象はテレビジョンモニタ
１イにより観察される。
１イにより観察される。
次に、前記演算解析について例を挙げて説明する。第５
図Ａ、Ｂは、解析の例として挙げた物体の例を示す断面
図である。
図Ａ、Ｂは、解析の例として挙げた物体の例を示す断面
図である。
第１の物体（第５図Ａ参照）は物体内部が均質（一様な
半透明物質）であり入射用光ファイバ３から投射された
光パルスは物体内を一様に伝播（直進）して受光部２に
入射する。
半透明物質）であり入射用光ファイバ３から投射された
光パルスは物体内を一様に伝播（直進）して受光部２に
入射する。
第２の物体（第５図Ｂ参照）は物体内部の中心部には光
を透過しにくい固まりがあり、この部分に到達した光は
遮られ、この固まりの影になる部分には直進光は到達せ
ず、前記固まりの縁で回折したり屈折させられた光が到
達する。
を透過しにくい固まりがあり、この部分に到達した光は
遮られ、この固まりの影になる部分には直進光は到達せ
ず、前記固まりの縁で回折したり屈折させられた光が到
達する。
第６図Ａ、 Ｂは、第５図Ａ、 Ｂの物体における測定
状態（ストリーク管の螢光面の輝度分布に対応）を示す
略図である。
状態（ストリーク管の螢光面の輝度分布に対応）を示す
略図である。
ストリーク管１０に入射した拡散光は、物体内部の構成
物質、構造を反映した強度分布１時間遅延を伴っている
ことがわかる。
物質、構造を反映した強度分布１時間遅延を伴っている
ことがわかる。
物体が第５図へのように一様な半透明物質であるとすれ
ば、入射パルスは被写体内部を一様に進み、第６図Ａに
示すデータが得られる。
ば、入射パルスは被写体内部を一様に進み、第６図Ａに
示すデータが得られる。
受光器２の各部分への相対的到着時間を結んで示せば、
第６図への曲線Ａのようになる。
第６図への曲線Ａのようになる。
これは物体１内の光路長に対応するものと考えて良い。
物体が第５図Ｂのように一様な半透明物質中に不透明な
異物があるとすれば、入射光パルスは散乱をしながら異
物に対して外側から回り込む形で拡散して行き、受光器
２に届くから、受光器の中心部に対する到着が遅れる。
異物があるとすれば、入射光パルスは散乱をしながら異
物に対して外側から回り込む形で拡散して行き、受光器
２に届くから、受光器の中心部に対する到着が遅れる。
そのために、第６図Ｂの様なデータが得られる。
その相対的到着時間を示せば曲線Ｂとなる。
制御および演算装置４により曲線Ａ、Ｂを比較すれば、
異物の大きさや位置を的確に推定することができる。
異物の大きさや位置を的確に推定することができる。
第７図は本発明による装置のさらに他の実施例を示す略
図である。
図である。
この実施例は受光部２を入射用光ファイバ３と同じ側に
配置し、内部の反射の情報を得るようにしである。
配置し、内部の反射の情報を得るようにしである。
（発明の効果）
以十詳しく説明したように、本発明による光により物体
内部の情報を得る装置は、極めて短い光パルスを物体の
一方の表面側から入射する光源と、受光端が前記物体に
向けて規則的に配列されている多数本のファイバと、前
記多数本のファイバの地端が光電陰極に偏向方向に直交
する方向に整列させられて接続されているストリーク管
と、前記ストリーク管の前記ファイバごとの出力像の相
互の時間関係を解析する解析装置から構成されている。
内部の情報を得る装置は、極めて短い光パルスを物体の
一方の表面側から入射する光源と、受光端が前記物体に
向けて規則的に配列されている多数本のファイバと、前
記多数本のファイバの地端が光電陰極に偏向方向に直交
する方向に整列させられて接続されているストリーク管
と、前記ストリーク管の前記ファイバごとの出力像の相
互の時間関係を解析する解析装置から構成されている。
したがって、物体内を直進する光量外の情報を有効に利
用して物体内の情報を得ることができる９本発明による
装置は生体内の組織の変化等の情報を得る医療診断装置
に広く利用できる。
用して物体内の情報を得ることができる９本発明による
装置は生体内の組織の変化等の情報を得る医療診断装置
に広く利用できる。
第１図は、本発明による光により物体内部の情報を得る
装置の実施例を示すブロック図である。 第２図は、ストリーク管の動作原理を説明するための略
図である。 第３図は、ストリーク管の螢光面上にどんな情報が残る
かを示す見取り図とグラフである。 第４図は、第１図に示した多チヤンネルファイバとスト
リーク管との接続状態を示す斜視図である。 第５図Ａ、Ｂは、解析の例として挙げた物体の例を示す
断面図である。 第６図Ａ、 Ｂは、第５図Ａ、 Ｂの物体における測定
状態を示す略図である。 第７図は、さらに他の実施例を示す略図である。 １・・・被写体 ２・・・受光部 ３・・・入射用光ファイバ ４・・・制御および演算装置 ５・・・トリガ信号 ６・・・駆動装置 ７・・・レーザ装置 ８・・・光パルス ９・・・多チヤンネルファイバ束 １０・・・ストリーク管 １１・・・トリガ信号 １２・・・ＳＩＴカメラ １３・・・ＡＤ変換器 １４・・・モニタ １５・・・出力装置 ２３図 （Ａ） ｄ／ 朶しク オ （Ａ） ６図 （Ｂ） 手続補正書 １．事件の表示 昭和６０年特 許 願第２６５５５２号２、発明の名称 光により物体内部の情報を得る装置 ３、ネｄｉ正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 理 人 ６、補正の対象 明 細 書 パルスを物体の一方の表面側から入射する光源と、補正
の内容（特願昭６Ｏ−２６５５５２）（１） 特許請求
の範囲を以下のとおり補正する。 「２、特許請求の範囲 （１） ＋ｉめで短い光パルスを物体の一方の表面側
から入射する光源と、受光端が前記物体に向けて規析装
置から構成した光により物体内部の情報を得る装置。 （２） 明細書第３頁第１１行目から同第１９行目の「
前記目的を達成するために・・・・構成されている。」
を以下のとおり補正する。 ［前記目的を達成するために、本発明による光により物
体内部の情報を得る装置は、極めて短い光より物体内部
の情報を得る装置は、極めて短い光受光端が前記物体に
向けて規則的に配列されている高速応答性を持つ光検出
器と、その光検出器からの出力信号により物体表面の各
点からの信号の前記ストリーク管の前記ファイバごとの
出力像の相互の時間関係を解析する解析装置から構成さ
れている。 そして、前記光検出器は、多数本のファイバと、前記多
数本のファイバの他端が光電陰穫に偏向方向に直交する
方向に整列させられて接続されているストリーク管を用
いることができる。」（３） 明細書第９頁第１４行目
の「・・しである。」の次に以下の文を加入する。 「以上の実施例で説明した、ファイバとストリーク管の
光検出器の部分は、フォトセルとオシロスコープやフレ
ーミングカメラ等で代用してもよい。」（４） 明細書
第９頁第１６行目から同第１０頁第５行目の「以上詳し
く・・・構成されている。 」を以下のとおりに補正する。 ［以上詳しく説明したように、本発明による先にパルス
を物体の一方の表面側から入射する光源と、受光端が前
記物体に向けて規則的に配列されている高速応答性を持
つ光検出器と、その光検出器からの出力信号により物体
表面の各点からの信号の前記ストリーク管の前記ファイ
バごとの出力像の相互の時間関係を解析する解析装置か
ら構成されている。 その光検出器の例としてファイバとストリーク管の組合
せが考えられ、その組合せは、特に有効である。」 以 上
装置の実施例を示すブロック図である。 第２図は、ストリーク管の動作原理を説明するための略
図である。 第３図は、ストリーク管の螢光面上にどんな情報が残る
かを示す見取り図とグラフである。 第４図は、第１図に示した多チヤンネルファイバとスト
リーク管との接続状態を示す斜視図である。 第５図Ａ、Ｂは、解析の例として挙げた物体の例を示す
断面図である。 第６図Ａ、 Ｂは、第５図Ａ、 Ｂの物体における測定
状態を示す略図である。 第７図は、さらに他の実施例を示す略図である。 １・・・被写体 ２・・・受光部 ３・・・入射用光ファイバ ４・・・制御および演算装置 ５・・・トリガ信号 ６・・・駆動装置 ７・・・レーザ装置 ８・・・光パルス ９・・・多チヤンネルファイバ束 １０・・・ストリーク管 １１・・・トリガ信号 １２・・・ＳＩＴカメラ １３・・・ＡＤ変換器 １４・・・モニタ １５・・・出力装置 ２３図 （Ａ） ｄ／ 朶しク オ （Ａ） ６図 （Ｂ） 手続補正書 １．事件の表示 昭和６０年特 許 願第２６５５５２号２、発明の名称 光により物体内部の情報を得る装置 ３、ネｄｉ正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代 理 人 ６、補正の対象 明 細 書 パルスを物体の一方の表面側から入射する光源と、補正
の内容（特願昭６Ｏ−２６５５５２）（１） 特許請求
の範囲を以下のとおり補正する。 「２、特許請求の範囲 （１） ＋ｉめで短い光パルスを物体の一方の表面側
から入射する光源と、受光端が前記物体に向けて規析装
置から構成した光により物体内部の情報を得る装置。 （２） 明細書第３頁第１１行目から同第１９行目の「
前記目的を達成するために・・・・構成されている。」
を以下のとおり補正する。 ［前記目的を達成するために、本発明による光により物
体内部の情報を得る装置は、極めて短い光より物体内部
の情報を得る装置は、極めて短い光受光端が前記物体に
向けて規則的に配列されている高速応答性を持つ光検出
器と、その光検出器からの出力信号により物体表面の各
点からの信号の前記ストリーク管の前記ファイバごとの
出力像の相互の時間関係を解析する解析装置から構成さ
れている。 そして、前記光検出器は、多数本のファイバと、前記多
数本のファイバの他端が光電陰穫に偏向方向に直交する
方向に整列させられて接続されているストリーク管を用
いることができる。」（３） 明細書第９頁第１４行目
の「・・しである。」の次に以下の文を加入する。 「以上の実施例で説明した、ファイバとストリーク管の
光検出器の部分は、フォトセルとオシロスコープやフレ
ーミングカメラ等で代用してもよい。」（４） 明細書
第９頁第１６行目から同第１０頁第５行目の「以上詳し
く・・・構成されている。 」を以下のとおりに補正する。 ［以上詳しく説明したように、本発明による先にパルス
を物体の一方の表面側から入射する光源と、受光端が前
記物体に向けて規則的に配列されている高速応答性を持
つ光検出器と、その光検出器からの出力信号により物体
表面の各点からの信号の前記ストリーク管の前記ファイ
バごとの出力像の相互の時間関係を解析する解析装置か
ら構成されている。 その光検出器の例としてファイバとストリーク管の組合
せが考えられ、その組合せは、特に有効である。」 以 上
Claims (1)
- 極めて短い光パルスを物体の一方の表面側から入射する
光源と、受光端が前記物体に向けて規則的に配列されて
いる多数本のファイバと、前記多数本のファイバの他端
が光電陰極に偏向方向に直交する方向に整列させられて
接続されているストリーク管と、前記ストリーク管の前
記ファイバごとの出力像の相互の時間関係を解析する解
析装置から構成した光により物体内部の情報を得る装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265552A JPS62124443A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 光により物体内部の情報を得る装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60265552A JPS62124443A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 光により物体内部の情報を得る装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62124443A true JPS62124443A (ja) | 1987-06-05 |
Family
ID=17418694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60265552A Withdrawn JPS62124443A (ja) | 1985-11-26 | 1985-11-26 | 光により物体内部の情報を得る装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62124443A (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH01184447A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 対象物測定装置 |
| JPH02163634A (ja) * | 1988-12-19 | 1990-06-22 | Otsuka Denshi Kk | 光散乱を用いた物質の吸光係数測定方法および装置 |
| JPH02198338A (ja) * | 1989-01-27 | 1990-08-06 | Komatsu Ltd | 生体計測方法 |
| JPH06281566A (ja) * | 1991-08-29 | 1994-10-07 | Agency Of Ind Science & Technol | 光ｃｔ装置 |
| WO1995012132A1 (en) * | 1993-10-29 | 1995-05-04 | The Trustees Of The University Of Pennsylvania | Object imaging using diffuse light |
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| JPS6072542A (ja) * | 1983-09-28 | 1985-04-24 | 株式会社島津製作所 | 光線ｃｔ装置 |
-
1985
- 1985-11-26 JP JP60265552A patent/JPS62124443A/ja not_active Withdrawn
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