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研究生: 蘇莉祺
Li-Chi Su
論文名稱: 最佳視覺應用於智慧照明之探討
Smart lighting providing different optimal visual illumination for different object
指導教授: 胡能忠
Neng-Chung Hu
口試委員: 孫沛立
none
陳鴻興
none
陳建宇
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電子工程系
Department of Electronic and Computer Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 96
中文關鍵詞: 智慧照明色彩感測器喜好度最佳視覺
外文關鍵詞: color sensing circuit, smart lighting, preference, optimal vision
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  • 不同於一般採用節能為目標的智慧照明,本研究從喜好度的角度出發,提供不同色溫的情境下,以喜好模型Pleasure=W_1·Lightness+W_2·Saturation做為判別最佳視覺的指標。並選用四色LED為光源,調控出演色性大於85的色溫,分別是:2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K、9000K及12000K。以及使用市售RGB色彩感測器結合單晶片8051設計成電路,採35張圖片的數據做為訓練,取得被照物的三原色值,建立可轉換其值為三刺激值XYZ、彩度(chroma)、飽和度(saturation)與明度(lightness)的公式,找到可構成喜好度的色彩資訊,達成判別最佳視覺的智慧照明系統。


    When mentioned “Smart lighting”, it always means the lighting provides different energy saving functions depending on different purposes. However, The key of this thesis can provide different CCT conditions of lights for different objects to achieve the best visual preference which is given as Pleasure=W_1∙Brightness+W_2∙Saturation. The research contains the color sensing unit and dynamic LED lighting unit. The dynamic LED lighting unit is composed of 4-channel LEDs can provide the light conditions of CCTs 2700K、3000K、3500K、4000K、4500K、5000K、5700K、6500K、9000K and 12000K. On the other hand, The color sensing unit has RGB sensors to collect the raw data of the responded values of the R-, G-, B- sensors of the object illuminated by different CCT of lights, followed by a process of converting these R-, G-, B-values to the tristimulus values, X, Y, and Z of the object by a correcting matrix obtained from a training set of 35 pictures, and then to transfer the thistimulus values to saturation, lightness, and Chroma, thru a simplified formula which can be executed by 8051 microprocessor. Thus, the values of the preference of the object lighted by the ten light conditions are obtained according to saturation, lightness, and Chroma. The light with the largest preference value is the best one. The method combined with the human factors experiments to automatically determine the best visual lighting purposes.

    中文摘要 I Abstract II 致謝 III 圖目錄 VIII 表目錄 XIV 第一章、 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 研究動機 2 1-3 研究目的及研究內容 3 第二章、 理論基礎 4 2-1 發光二極體 4 2-1-1 發光原理 4 2-1-2 白光LED 6 2-2 色彩學 8 2-2-1 光與色彩 8 2-2-2 標準色度學系統 10 2-2-3 演色指數 23 2-3 混色原理 25 2-3-1 加法混色 25 2-3-2 減法混色 26 2-4 相關係數 26 第三章、 LED智慧照明系統之整備 28 3-1 光源 28 3-1-1 LED光源 28 3-1-2 LED驅動電路設計 30 3-1-3 單晶片控制 31 3-1-4 調光方法 32 3-1-5 實作結果 33 3-2 RGB色彩感測電路 39 3-2-1 RGB色彩感測器 39 3-2-2 RGB色彩感測驅動電路設計 41 3-3 光源及色彩感測電路檢測 44 3-3-1 實驗設計 44 3-3-2 實驗結果 45 第四章、 最佳視覺照明之探討 48 4-1 RGB與XYZ之間的轉換實驗 48 4-1-1 求轉換矩陣[B] 49 4-1-2 驗證轉換矩陣[B] 52 4-2 求明度(L^*)與飽和度(S_ab^*)實驗 59 4-2-1 明度L^* 59 4-2-2 明度L^*公式驗證 60 4-2-3 飽和度S_ab^* 62 4-2-4 飽和度S_ab^*驗證 63 4-3 喜好模型實驗 65 4-3-1 人因實驗設計 65 4-3-2 喜好模型初期設計分析 68 4-3-3 修正人因實驗與喜好模型 73 第五章、 結論與未來展望 79 5-1 結論 79 5-2 未來展望 80 參考文獻 81 附錄一 84 附錄二 89

    [1]W.V. Bommel and G.V. Beld, “Lighting for work: review of visual and biological effects,” Lighting Res. Technol. Vol. 36, 4, pp. 255-269, (2004).
    [2]S. Begemann, G. Beld and A. Tenner, “Daylight, artificial light and people in an office environment, overview of visual and biological responses,” Int. J. Ind. Ergonomics, pp. 231-239, (1997).
    [3]史光國 編著,半導體發光二極體及固體照明(第二版),全華科技圖書股份有限公司, 民國99年。
    [4]E. M. Guttsait, "Analysis of LED Modules for local illumination," Journal of Communications Technology and Electronics, Vol. 52, No. 12, pp. 1 377- 1 395, 2007.
    [5]T. M. Goodman, "Measurement and specification of lighting: A look at the future," Lighting Research and Technology, vol. 41, no. 3, pp. 229-243, 2009.
    [6]http://houseware.myweb.hinet.net/new_page_18.htm
    [7]http://www.ledinside.com.tw/news/20141106-30290.html
    [8]Boyce, P.R.; Veitch, J.A.; Newsham, G.R.; Jones, C.C.; Heerwagen, J.; Myer, M.; Hunter, C.M. 2006a.”Lighting quality and office work: two field simulation experiments.”,Lighting Research and Technology, 38 (3), 191-223.
    [9]Kaya N., Epps H., ”Relationship between Color and Emotion: A Study of College Students”, College Student Journal, Vol.38, pp.396-405(2004).
    [10]Patricia Valdez, Albert Mehrabian, ” Effects of Color on Emotions”, journal of experimental psychology general, Vol.123, No.4, pp.394-409(1994).
    [11]Figueiro, M., Bullough, J., Bierman, A., Fay C., and Rea M.,”On light as an alerting stimulus at night,” Acta Neurobiol. Exp., 67: 171-178, 2007
    [12]Patricia Siple,Robert M. Springer,”Memory and preference for the colors of objects” Perception & Psychophysics,Volume 34, Issue 4 , pp 363-370 (1983)
    [13] Tadashi Yano and Kenjiro Hashimoto, ”Preference for Japanese Complexion Color under Illumination”, J. AIC Color, Vol.22, No.4, pp.269-274(1997).
    [14]M ichael Hemphill, ”A note on adults’ color–emotion associations”, Journal of Genetic Psychology, Vol.157, pp.275-280(1996).
    [15]Neng Chung Hu and Chin Chan Wu, “Optimal selection of commercial sensors for linear model representation of daylight spectra,” Applied Optics, Vol.47, Issue 17, pp.3114-3123(2008)
    [16]Neng Chung Hu, Chin Chan Wu, Shih-Feng Chen and Horng-Ching Hsiao, “Implementing dynamic daylight spectra with light-emitting diodes,” Applied Optics, Vol.47, Issue 17, pp.3114-3123(2008)
    [17]陳世豐,LED排列模擬與實體研究,國立台灣科技大學光電工程所碩士學位論文,民國97年7月。
    [18]JM Gaines,“Modelling of multichip LED packages for Illumination,”Lighting Res. Technol. 38, 2 pp. 153_/165, (2006).
    [19]簡志謙,物體之最佳照明光特性之擷取,國立台灣科技大學光電工程所碩士學位論文,民國98年。
    [20]孫宇芳,圖片之最佳視覺智慧照明,國立台灣科技大學色彩與照明科技研究所,民國101年。
    [21]A. Zukauskas, M. S. Shur & R. Caska, “Introduction to Solid State Lighting”, John Wiley & Sons, New York,(2002).
    [22]蕭弘清 博士,LED半導體照明應用設計,國立台灣科技大學電機工程系,台灣照明學會常務理事。
    [23]J.Warren Blaker, Peter Schaeffer “OPTICS An Introduction for Technicians and Technologists”p162-166,(2007).
    [24]受激發射(Stimulated emission),http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8F%97%E6%BF%80%E5%8F%91%E5%B0%84
    [25]蕭弘清 博士,高效能照明設計,國立台灣科技大學電機工程系,台灣照明學會常務理事。
    [26]劉如熹,劉宇桓,發光二極體用氧氮螢光粉介紹,全華圖書,民國95年。
    [27]劉如熹,林益山,康佳正,白光發光二極體使用螢光粉專利解析,全華圖書,民國95年。
    [28]蘇卡奇,John Suchocki,觀念化學II-化學鍵•分子,天下文化,民國95年。
    [29] The CIE 1931 color space chromaticity,
    https://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space
    [30]胡國瑞、孫沛立、徐道義、陳鴻興、黃日鋒、詹文鑫、羅梅君,顯示色彩工程學,第92~115頁,全華圖書股份有限公司,民國98年。
    [31]色溫,http://en.wikipedia.org/wiki/Color_temperature
    [32]大田登原著,陳鴻興、陳君彥譯,基礎色彩再現工程,第2-18~2-22頁,全華科技圖書股份有限公司,民國九十二年。
    [33] http://en.wikipedia.org/wiki/MacAdam_ellipse
    [34] http://explow.com/CIE_1960_color_space
    [35]大田登原著,陳鴻興、陳詩涵譯,色彩工程學-理論與應用,第120~154頁,全華圖書股份有限公司,民國九十六年。
    [36] http://dba.med.sc.edu/price/irf/Adobe_tg/models/cielab.html
    [37]蕭弘清博士,LED半導體照明應用設計-視覺需求與照明光學,國立台灣科技大學電機工程系,台灣照明學會常務理事。
    [38]https://en.wikipedia.org/wiki/Color_rendering_index
    [39]張光昭、莊瑞珠、黃必祥、廖本煌、齊學平 著,統計學,第80~81頁,三民書局,2009年。
    [40] 中華民國專利號101215731『利用不多於五色LED實現能源之星照明』,發明人:胡能忠,吳錦銓,吳威震。
    [41]http://www.epistar.com.tw/
    [42]http://www.semileds.com/
    [43]陳明熒 編著,單晶片8051 KEIL C實作入門 第二版,松崗出版,2010年。

    無法下載圖示 全文公開日期 2020/07/27 (校內網路)
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    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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