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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林傳傑
研究生(外文):Chwang-Jye Lin
論文名稱:成像面圓盤型複合全像術之虛實像設計
論文名稱(外文):The design of virtual and real image of image-plane disk-type ultiplex hologram
指導教授:鄭益祥鄭益祥引用關係
指導教授(外文):Yih-Shyang Cheng
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:虛像非軸成像式圓盤型軸成像式成像面實像
外文關鍵詞:virtual imagereal imagedisk-tapeimage planehologram
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「成像面圓盤型複合全像術」乃是將物體影像以重複曝光的方式,直接成像在一張全像底片面上,因此重建的影像較不變形,且重複曝光的全像片之繞射效率也不差,同時可提供物體360°的立體影像資訊,所製作的全像片可以用較大的白光光源來重建影像,是一種拍攝架構簡單,但是實用性質很高的一種展示型全像製作方式。
本論文將介紹「成像面圓盤型複合全像術」的實驗架構及原理,設計出「軸成像式」與「非軸成像式」的虛、實像拍攝方式,並探討圓盤型全像片的限制與改善,以期可以依我們所設計的拍攝參數,來達成我們所要的影像成像位置、虛像實像、觀看者觀看的角度距離等。
中文摘要 Ⅰ
目錄 Ⅱ
圖目錄 Ⅲ
第一章 導論 1
第二章 實驗架構與光學系統 5
2.1 成像面圓盤型複合全像術實驗架構介紹 5
2.2 「軸成像式」全像拍攝系統架構 7
2.3 「非軸成像式」全像拍攝系統架構 10
2.4 拍攝系統參數設定 13
第三章 光路追蹤計算 19
3.1 物光系統 20
3.2 參考光系統 27
3.3 底片座標與觀看座標之轉換 29
3.4重建光系統 32
3.5 繞射光計算 35
第四章 特性分析 37
4.1 圓盤型複合全像術分析 37
4.2 「非軸成像式」之影像修正 41
4.3 「非軸成像式」之影像模擬分析 45
4.4 「軸成像式」虛、實像比較分析 53
第五章 結論與未來研究方向 63
參考資料 64
附錄一 66
附錄二 70
圖 目 錄
圖2-1 成像面圓盤型複合全像術架構示意圖---------------------------------------------5
圖2-2 成像面型式物光光路系統示意圖---------------------------------------------------6
圖2-3 圓盤底片旋轉示意圖------------------------------------------------------------------6
圖2-4 軸成像式虛像光路系統架構俯視示意圖------------------------------------------7
圖2-5 物光光學系統俯視示意圖------------------------------------------------------------8
圖2-6 軸成像式虛像系統重建示意圖------------------------------------------------------9
圖2-7 非軸成像式實像光路架構俯視示意圖--------------------------------------------11
圖2-8 非軸成像式虛像光路架構俯視示意圖--------------------------------------------11
圖2-9 非軸成像式實像系統重建示意圖-------------------------------------------------12
圖2-10 非軸成像式虛像系統重建示意圖------------------------------------------------12
圖2-11 CCD擷取影像示意圖---------------------------------------------------------------13
圖2-12 CCD取像角度qa、旋轉角度qt與視角差qv示意圖-------------------------------14
圖3.1 物體座標旋轉俯視示意圖-----------------------------------------------------------19
圖3-2 CCD擷取物體影像示意圖-----------------------------------------------------------20
圖3-3 物點投影到detector示意圖--------------------------------------------------------21
圖3-4 LCD Panel座標轉換示意圖-------------------------------------------------------22
圖3-5 底片座標轉換示意圖---------------------------------------------------------------23
圖3-6 物點由LCD成像到底片示意圖--------------------------------------------------23
圖3-7 物光方向餘弦示意圖---------------------------------------------------------------26
圖3-8 軸成像式虛像系統參考光方向餘弦示意圖------------------------------------27
圖3-9 非軸成像式參考光系統方向餘弦示意圖---------------------------------------28
圖3-10 觀看座標與底片座標示意圖----------------------------------------------------29
圖3-11 軸成像式系統重建光方向餘弦示意圖------------------------------------------32
圖3-12 非軸成像式實像系統重建光方向餘弦示意圖---------------------------------33
圖3-13 非軸成像式虛像系統重建光方向餘弦示意圖---------------------------------34
圖4-1 圓盤全像片順序示意圖--------------------------------------------------------------37
圖4-2 軸成像式實像系統重建示意圖-----------------------------------------------------38
圖4-3 軸成像式虛像系統重建示意圖-----------------------------------------------------39
圖4-4 非軸成像實像系統底片面正確旋轉情況----------------------------------------40
圖4-5 非軸成像實像系統底片面方塊翻轉情況----------------------------------------41
圖4-6 修正角度與空間點視線最短交會距離的關係----------------------------------42
圖4-7 非軸成像實像系統底片面修正2N•qo情況------------------------------------43
圖4-8 修正2N•qo時,重建時圓盤旋轉一圈,方塊轉軸在空間中情形,(a)為正面、俯角60°觀看,(b)為側面觀看。--------------------------------------44
圖4-9 方塊八個端點座標示意圖----------------------------------------------------------46
圖4-10 圓盤底片上方塊八個端點位置示意圖(方塊未翻轉)---------------------47
圖4-11 觀看座標中方塊影像示意圖(方塊未翻轉),此為正面俯角60°觀看之方塊。-------------------------------------------------------------------------------------47
圖4-12 圓盤底片上方塊八個端點位置示意圖(方塊翻轉)-------------------------49
圖4-13 觀看座標中方塊影像示意圖(方塊翻轉),此為正面俯角60°觀看之方塊。-------------------------------------------------------------------------------------------49
圖4-14 圓盤底片上方塊八個端點位置示意圖(修正2N•qo)----------------------50
圖4-15 觀看座標中方塊影像示意圖(修正2N•qo),此為正面俯角60°觀看之方塊。-----------------------------------------------------------------------------------50
圖4-16 方塊影像厚(AD)、寬(AB)、高(AE)隨觀看距離變化圖(實像)---------51
圖4-17 方塊影像寬高比(AB/AE)隨觀看距離變化圖(實像)-----------------------51
圖4-18 方塊影像厚(AD)、寬(AB)、高(AE)隨觀看距離變化圖(虛像)-------------52
圖4-19 方塊影像寬高比(AB/AE)隨觀看距離變化圖(虛像)-----------------------52
圖4-20 軸成像式模擬影像重建示意圖,觀看角度俯角45°(a)實像、(b)虛像-----54
圖4-21 底片(圓盤)上方塊8個端點位置示意圖,(a)實像、(b)虛像------------57
圖4-22 觀看距離與全像片張數關係,(a)實像、(b)虛像----------------------------56
圖4-23 觀看距離與寬長比關係,(a)實像、(b)虛像-----------------------------------58
圖4-24 觀看距離與觀看波長關係,(a)實像、(b)虛像---------------------------------60
圖4-25 觀看俯角與觀看波長關係,(a)實像、(b)虛像---------------------------------61
圖4-26 觀看波長與重建光位置之關係圖。(a) C點、(b) E點-----------------------62
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