博碩士論文 87226013 詳細資訊




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姓名 陳志宏(Zhe-Hong Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 光電科學與工程學系
論文名稱 成像面圓盤型複合全像術研究
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摘要(中) 我們改採用「成像面型式」來製作「圓盤型複合全像片」,也就是將原始物體的二維影像,以雷射光束引導過光學系統,並直接成像、記錄於全像底片面上,此法所得之重建影像較不變形,而且可以用較大的白光光源來重建影像。
「成像面圓盤型複合全像術」不同於圓盤型複合全像術之處,在於它以簡單的光學系統,將物體影像以重複曝光的方式,成像記錄於一張全像底片面上,因此重建的影像較不變形,同時也在某些程度上消除了「柵欄效應」。
由於影響重建影像正確性的拍攝參數很多,包括CCD擷取原始物體影像時之距離,每次轉動物體的角度間隔,以及全像片兩次曝光間,轉動角度的間隔,還有全像片與重建光源的相對位置等等,都會產生一些像變形或其他像差,所以我們必須以電腦建立整個全像過程的模型,以得到重建之繞射物點與原始物點間的數學關係,並模擬拍攝和影像重建的步驟,探討改變不同的拍攝參數對重建影像的影響,以期能尋找出最佳的製作參數。
以成像面方式所設計並製作出的「圓盤型複合全像片」,經由白光照射重建之後,會提供觀看者雙眼有些微視差的二維物體影像,在經由觀看者雙眼視差及大腦的解釋,可以達到展現3D影像的效果,若結合日趨成熟且價格低廉的光碟片製作技術大量生產,將會使得展示型全像片生活化。
本論文介紹了「成像面圓盤型複合全像術」的拍攝系統架構,並詳述整個拍攝系統的光路追跡,同時利用繞射理論,推算繞射光的方向餘弦,再藉由電腦做數值模擬分析,考慮各參數的改變對重建影像的影響,尋求最佳的拍攝參數,最後將探討改良方法與複合全像術的未來發展。
關鍵字(中) ★ 複合全像術
★ 成像面圓盤型複合全像片
★ 3D立體影像
關鍵字(英) ★ Multiplex Holography
論文目次 論文提要.............................................i
序言................................................iii
目錄.................................................iv
圖目錄...............................................vii
表目錄...............................................xiv
第一章 導論.......................................................1
第二章 光學系統........................................................4
2.1 圓盤型複合全像術 4
2.2 成像面型式光學系統架構 6
2.3 拍攝參數 8
2.3.1 物體影像的擷取與物體的旋轉 9
2.3.2 物體的成像與與影像的記錄 10
第三章 光路追跡與理論計算................................................14
3.1 光路追跡 14
3.1.1 物體至底片上物點的光路追跡 14
3.1.2 底片座標與觀看座標的關係 16
3.1.3觀看座標中的物點 18
3.2 繞射計算 19
3.2.1 底片座標與觀看座標中的物光光波與
參考光波 19
3.2.2 觀看座標中的重建光波 22
3.2.3 繞射光波的方向餘弦 23
3.3 繞射光點與視線交會點 25
3.3.1 觀看者雙眼與繞射光點的位置 25
3.3.2 觀看重建物體影像 28
3.3.3 視線交會點 30
第四章 電腦數值模擬........................................................33
4.1 位於視線交會點之重建立體方塊 33
4.2 雙眼觀看的全像片張數與重建光波波長
分析 35
4.3 重建光源的改變對重建影像的影響 40
4.3.1 白光線光源垂直複合全像片 40
4.3.2 白光線光源平行複合全像片 46
4.3.3 重建光源發散點與全像片的距離對影像
的影響 56
4.3.4 重建光源沿X軸偏移對影像的影響 63
4.3.5 觀測影像與雙眼位置沿Z軸改變的關係 70
4.4 其他拍攝參數的改變對重建影像的影響 76
第五章 拍攝結果與結論.......................................................81
5.1 成像面圓盤型複合全像片 81
5.1.1 製作參數與影像重建結果 81
5.1.2 特性分析 82
5.2 結論與未來發展 84
參考文獻.......................................................86
參考文獻 [ 1] D. Gabor, “A new microscopic principle,” Nature 161,777(1948),and D. Gabor, “Microscopy by reconstructed wavefronts,” Proc. Roy. Soc. A197,454(1949).
[ 2] E. N. Leith and J. Upatnieks, “Reconstructed wavefronts and communication theory,” J. Opt. Soc. Amer. 52,1123(1962).
[ 3] E. N. Leith and J. Upatnieks, “Wavefront reconstruction with diffused illumination and three dimensional objects,” J. Opt. Soc. Amer. 54,1295(1964).
[ 4] S. A. Benton, “Hologram reconstructions with extended light sources,” J. Opt. Soc. Amer. 59,1545(1969).
[ 5] D. J. DeBitetto, “Holographic panoramic stereograms synthesized from white-light recordings,” Appl. Opt. 8,1740(1969).
[ 6] L. Cross, “The multiplex technique for cylindrical holographic stereograms,” Proc. SPIE(1977).
[ 7] Y. S. Cheng, W. H. Su, and R. C. Chang, “Disk-type multiplex holography”, Appl. Opt. 38,3093(1999).
指導教授 鄭益祥(Yih-Shyang Cheng) 審核日期 2000-7-12
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