Three-dimensional holographic video display systems using multiple spatial light modulators
Birden çok uzamsal ışık modülatörlü holografik üç-boyutlu video gösterim sistemleri
- Tez No: 284795
- Danışmanlar: PROF. DR. LEVENT ONURAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uzamsal ışık modülatörleri, elektro-holografik görüntü sistemlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Silikon üzerine sıvı kristal, sıvı kristal, mikro-aynalı, akusto-optik ve optik olarak adreslenebilir aygıtlar uzamsal ışık modülatörü çeşitlerinden bazılarıdır. Uzamsal ışık modülatörlerinin çoğu sayısal olarak kontrol edilebilir ve pikselli bir yapıya sahiptirler. Dolayısıyla kullanımları kolaydır. Deneylerimizde, ışığın sadece evresini modüle eden uzamsal ışık modülatörleri kullandık. Mevcut uzamsal ışık modülatörlerinin çözünürlüğü ve boyutları tatmin edici kalitede holografik geri çatımların elde edilmesinde yetersiz kalmaktadır. Uzam-bant genişliği çarpımı kalite değerlendirmesinde iyi bir ölçüttür. Gözlemciye yanal ve dönel hareket serbestisi verildiğinde yüksek uzam-bant genişliği çarpımına ihtiyaç duyulmaktadır. Deneylerimizde, tek uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemleri ile, modülatörünün boyundan bile büyük iki-boyutlu görüntüler holografik olarak oluşturuldu. Bu gibi görüntü sistemleri ile hacimli görüntüler de holografik olarak oluşturuldu. Deneylerimizde LED ya da lazer aydınlatması kullanıldı. Tek uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemlerle yapılan deneylerden sonra birden çok uzamsal ışık modulatörlü holografik görüntü sistemleri tasarlandı ve gerçekleştirildi. Gerçek-zamanlı renkli bir holografik görüntü sisteminde kırmızı, yeşil ve mavi kanallar için üç adet uzamsal ışık modulatörü kullanıldı. Video hızlarına ulaşmak için ise grafik işleme ünitesi (GPU) kullanıldı. Bütün çok uzamsal ışık modülatörü kullanılan sistemlerde hizalama işlemleri için hüzme-bölücüler ve mikro-konumlayıcılar kullanıldı. Diğer bir çok modülatörlü tasarımda, dikey ve düşey görüş alanını arttırmak için modulatörler üçe ikilik bir matris oluşturacak şekilde yan yana döşendi. Daha fazla görüş alanı, gözlemciye holografik olarak oluşturulmuş görüntülerin etrafında dolaşma esnekliği tanımaktadır. Bu görüş alanını daha da arttırmak için uzamsal ışık modülatörleri dairesel konumda yerleştirildi. Modülatörleri aralarında boşluk kalmayacak şekilde yerleştirmek için tek ve büyük bir hüzme-bölücü kullanıldı. Gelen ışığı tüm uzamsal ışık modülatörlerine yönlendirebilmek için ise koni şeklinde bir ayna kullanıldı. Düzlemsel olanlara kıyasla dairesel tasarımların görüş alanını belirli bir şekilde arttırdığı görüldü. Bu yapıdaki tasarımlar sonucunda, hayalete benzeyen üç-boyutlu nesnelerin holografik videoları iki gözle birden izlenebilmektedir. Deneysel sonuçlar tatmin edicidir.
Özet (Çeviri)
Spatial light modulators (SLMs) are commonly used in electro-holographic display systems. Liquid crystal on silicon, liquid crystal, mirror-based, acousto-optic and optically addressed devices are some of the SLM types. Most of the SLMs are digitally driven and pixelated; therefore, they are easy to use. We use phase-only SLMs in our experiments. Resolution and size of currently available SLMs are inadequate for satisfactory holographic reconstructions. Space-bandwidth product (SBP) is a good metric for the quality assessments. High SBP is needed when lateral or rotational motion is allowed for the observer. In our experiments 2D images whose sizes are even larger than the SLM size are reconstructed using single SLM holographic displays. Volume reconstructions are also obtained by using such displays. Either LED or laser illumination is used in our experiments. After the experiments with the single SLM holographic displays, some laboratory prototypes of multiple SLM holographic systems are designed and implemented. In a real-time color holographic display system, three SLMs are used for red, blue and green channels. GPU acceleration is also used to achieve video rates. Beam-splitters and micro-stages are used for the alignments in all multiple SLM designs. In another multiple SLM configuration, SLMs are tiled side by side to form a three by two matrix to increase both vertical and horizontal field of view. Larger field of view gives flexibility to the observer to move and rotate around the reconstructed images of objects. To further increase the field of view, SLMs are tiled in a circular configuration. A single large beam-splitter is used to tile the SLMs side by side without any gap. A cone mirror is used to direct incoming light toward all SLMs. Compared to planar configuration, circularly configured multiple SLMs increase the field of view, significantly. With the help of such configurations holographic videos of ghost-like 3D objects can be observed binocularly. Experimental results are satisfactory.
Benzer Tezler
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Bazı sert çekirdekli meyve türlerinde döllenme biyolojisi üzerinde yöntem çalışmaları
Başlık çevirisi yok
ATBİMOĞLU ADALET
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
- Samsun ve çevresinde tarla sarmaşığı (conuolvulus arvensis L.)'na karşı biyolojik savaşa esas olacak fauna tespiti
Investigations on the insect fauna of the field binweed (Conuolvulus arvensis L.) related to its biological control in Samsun Province
YASEMİN UFUK GERMAN
