自然光對於人體有諸多好處，其為生物生長不可或缺的能量之一，且同時為一熱門的綠色永續能源，台灣科技大學光學系統模擬實驗室致力於導引太陽光進入室內之設計，並研發出自然光照明系統。
本論文即是針對自然光照明系統之放光子系統成像元件進行設計，目的是將系統末端之光線進行圖形成像，稱為caustic plate。本論文提出以菲聶爾透鏡縮減光路之方式設計準直離軸光線準直元件，且透過程式內建之VisualBasic語言完成自動建模設計。同時提出以Matlab影像處理方式建立精準的影像能量分析及能量分佈的判定，整合利用VisualBasic語言設計之焦散成像自由曲面演算法，設計出放光子系統成像元件。本論文同時提出達成彩色成像系統之演算法，亦針對本設計元件之各項參數進行分析比較、模擬驗證及建模程序的演算法優化。本研究以100*100pixal之灰階Lena成像圖形以及60*60pixal彩色圖形進行模擬，驗證演算法及本論文所提出修正理論之正確性，並歸納為自然光照明系統之放光子系統成像元件之應用。

Natural light has many advantages for the human , which is one of the indispensable energy for biological growth, and at the same time as a popular green sustainable energy, the Photonics System Simulation and Design Laboratory(PSSDL) is dedicated to guiding the sun into the interior and depend on this idea, we design a Natural Light Illumination System.
This paper is designed for radiating system imaging elements of Natural Light Illumination System. The purpose is to image the light at the end of the system, called caustic plate. In this paper, we propose to design the collimated off-axis ray collimating element by Fresnel lens to reduce the optical path, and complete the automatic modeling design through the built-in VisualBasic language. At the same time, we put forward the method of Matlab image processing to establish accurate image energy analysis and energy distribution, and integrate the free-form surface algorithm based on VisualBasic language to design the radiographic system imaging element. This paper also proposes an algorithm to achieve the color imaging system, and also analyzes and compares the parameters of the design components, simulates the optimization of the simulation and the optimization of the modeling program.

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