研究生: |
顏煜軒 Yu-Hsuan Yen |
---|---|
論文名稱: |
應用於自然光照明系統焦散成像 自由曲面之設計與影像及色彩分析 Design and Color Analysis of Caustic Imaging Freeform Surfaces Used in Natural Light Illumination System |
指導教授: |
黃忠偉
ALLEN JONG-WOEI WHANG 林保宏 BAO-HONG LIN |
口試委員: |
黃忠偉
ALLEN JONG-WOEI WHANG 林瑞珠 RUEI-JHU LIN 江維華 WEI-HUA JIANG 郭重顯 CHONG-SIAN GUO 趙涵捷 HAN-JIE JHAO |
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: | 2017 |
畢業學年度: | 105 |
語文別: | 中文 |
論文頁數: | 75 |
中文關鍵詞: | 自然光照明系統 、自由曲面 、焦散成像元件 |
外文關鍵詞: | Natural Light Illumination System, Caustic Image, Freeform |
相關次數: | 點閱:241 下載:0 |
分享至: |
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報 |
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.
參考文獻
[1]. 臺灣照明團隊,2009,「綠色照明」,臺灣照明團隊網頁,http://60.250.149.101/taiwanlightingteam/greenlighting_brief.html,2015/5/24。
[2]. 張善政,2014,「能源國家型科技計畫與發展替代能源以實現非核家園的能源自主進程」,國家科學委員會專案報告,臺灣:臺北。
[3]. 科學畫報編輯部,2008,生活的科學第45頁,加州大學,科學普及出版社。
[4]. 謝宗衡,2014,「具微透鏡陣列與導光層之靜態平板集光器應用於自然光照明系統」,碩士論文,臺北:臺灣科技大學電子工程研究所。
[5]. 光影現象圖片:http://caustic-club.deviantart.com/gallery/25949175/3D-Renders
[6]. 黃瀚澤,2016,「應用於自然光照明系統焦散成像自由曲面之設計與製作」,碩士論文,臺北:臺灣科技大學光電工程研究所。
[7]. 曲家興,2014,應用於自然光照明系統之分光比可調分光器,碩士論文,台北:國立台灣科技大學。
[8]. David Michael Harland (2007). "Cassini at Saturn: Huygens results". p.1. ISBN 0-387-26129-X
[9]. 謝晉傑,2014,自由曲面反射鏡設計應用於照明系統之光模組,碩士論文,台北:國立台灣科技大學。
[10]. 宋慧琴,眼應用光學基礎,新文京開發出版股份有限公司,台北,第100-105頁 (2007)。
[11]. 陳盈家,2013,「新型之菲涅爾反射式集光器」,碩士論文,臺北:臺灣科技大學電子工程研究所。
[12]. La Forêt Engineering Co.,Ltd,2009,「向日葵技術概要」,日商佳珀科技工程股份有限公司網頁,http://www.jato-it.com/himawari/technology_1.php,2015/5/12
[13]. A. J. W. Whang, Y. Y. Chen, S. H. Yang, P. H. Pan, K. H. Chou, Y. C. Lee, C. N. Chen, 2010,“Natural light illumination system,” Appl. Opt.49, 6789-6801.
[14]. 吳曉蓉,2014,「應用於自然光照明系統之自由曲面微透鏡陣列光準直器」,碩士論文,臺北:臺灣科技大學電子工程研究所。
[15]. Whang. A. J. W, Y. Y. Chen, and Y. T. Teng, 2009, “Designing uniform illumination systems by surface-tailored lens and configurations of LED arrays,” Journal of Display Technology 5, 94-103 .
[16]. Jenkins, D., T. Muneer, and J. Kubie 2005. “A design tool for predicting the performances of light pipes.” Energy and buildings, 37(5), 485-492.
[17]. Jenkins, D., and T. Muneer. 2003. “Modelling light-pipe performances—a natural daylighting solution.” Building and Environment, 38(7), 965-972
[18]. 陳品光,2014,「新穎式具多光源自由反射曲面之照明元件」,碩士論文,台北:國立台灣科技大學。
[19]. Winston, R., Miñano, J.C., Benítez, P., Shatz, N., and Bortz, J.C. 2005. Nonimaging Optics: Elsevier Inc.
[20]. L. Wang, K. Qian, and Y. Luo. 2007. "Discontinuous free-form lens design for prescribed irradiance" Appl. Opt., 46(18), pp. 3716-3723.
[21]. 呂明君,2011,以 LED 矮路燈設計為例之非軸對稱式自由曲面設計,碩士論文,臺北,國立臺灣科技大學。
[22]. 林育正,2016,以崁入式系統設計與分析用於自然光照明的自動對準定日鏡,碩士論文,台北,國立臺灣科技大學。
[23]. Digital Image Processing,Gonzalez Woods著數位影像處理, 連國珍著
[24]. Acharya and Ray, Image Processing: Principles and Applications, Wiley-Interscience 2005 ISBN 0471719986
[25]. Russ, The Image Processing Handbook: Fourth Edition, CRC 2002 ISBN 0849325323
[26]. CIE(1932).Commission internationale de l'Eclairage proceedings, 1931. Cambridge
[27]. Wright, William David (2007). "Golden Jubilee of Colour in the CIE—The Historical and Experimental Background to the 1931 CIE System of Colorimetry". In Schanda, János. Colorimetry. Wiley Interscience. pp. 9–24.