可視穿瞳孔顯示器之鏡頭設計

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姓名

陳柏均(Bo-jun Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

光電科學與工程學系

論文名稱

可視穿瞳孔顯示器之鏡頭設計
(The lens design of pupil display)

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摘要(中)

本論文主要是設計一組可視穿(See-through)瞳孔顯示器系統之光學鏡頭，為達到可視穿效果，本研究在設計時安置成像面在鏡頭焦點上，是為了使鏡頭在人眼2公尺處投影產生一虛像。此虛像經分光器與外界環境重合，投影在人眼視網膜上，但此虛像光學系統在優化過程中較不易控制，於是我們利用光線可逆原理，先設計一組鏡頭為物在無窮遠處、成像面放在鏡組焦點位置之光學成像系統，再反置此光學系統，可得到較好的光學品質。

摘要(英)

The optimized method of the optical lens design that used in a see-through pupil display system is provided in this study. In order seeing through the system, the virtual image was designed to focus at the retina to produce a projected virtual image 2 meters away from human eyes. This projected virtual image and the external environmental image are finally overlapping at the retina. However, the virtual image optical system is difficult to control the condition when optimization. So we use the principle of reversibility of light tracing to design the lens. We first designed the object at infinity, and placed the imaging panel at the focal point of the lens, and then we could reverse the system to get a better optical quality.

關鍵字(中)

★ 鏡頭設計
★ 瞳孔顯示器

關鍵字(英)

★ lens design
★ pupil display

論文目次

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 viii
第一章序言 1
1-1 瞳孔顯示器發展歷史 1
1-2 研究動機 2
1-3 論文架構 3
第二章系統原理與架構 4
2-1 顯示元件介紹 4
2-2 系統架構與工作原理 6
2-3 系統成像設計原理 8
第三章制定瞳孔顯示器鏡頭之規格 9
3-1 光學系統設計流程 9
3-2 顯示面板規格 10
3-3 設定瞳孔顯示器之鏡頭初階規格 11
第四章鏡頭設計與優化 15
4-1 物在無窮遠鏡頭之初階規格 15
4-2 制定優化目標 16
4-3 物在無窮遠鏡頭之起始值選取 18
4-4 非球面曲面之深度方程式與製造規範 23
4-5 進行優化 25
4-6 設計及優化過程 26
4-7 檢視優化結果 27
第五章設計結果與公差分析 34
5-1 制定光學品質之目標值 34
5-2 檢視設計結果 38
5-3 鏡片製造要求確認 41
5-4 成像品質分析 42
5-5 公差分析結果 47
第六章結論與未來展望 51
參考文獻 52

參考文獻

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指導教授

孫文信(Wen-Shing Sun)

審核日期

2011-10-19

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