| 姓名 |
李柏陞(Po-Sheng Li)
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畢業系所 |
光電科學與工程學系 |
| 論文名稱 |
機車儀表板外殼鏡面防眩光處理的量測與分析
(Measurement and Analysis of Anti-glare Treatment on Shell Mirror of Motorcycle Dashboard)
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| 摘要(中) |
在台灣機車騎乘者眾多，但目前在機車儀表板的量測上並沒有一
種有效且客觀的評估方式，國際上所制定的法規也僅有一般性的指引，
並未對實際量測值做出限制，因此本研究提出了一套針對機車儀表板外
殼鏡面防眩光處理的量測和分析方法，透過本研究之量測與評估可快速
分析該儀表板鏡面的性能並提供相對客觀的評價結果，在將來若有新型
的儀表板外殼處理結果也可透過此方法來進行分析。
在儀表板的處理方面，防眩光處理是指在鏡面兩側上塗上一層特殊
的材料或是進行加工處理，以減少反射和眩光。使機車騎乘者在室外陽
光下能清楚看見儀表板資訊與維持眼睛舒適度。
為了評估這種處理的效果，本研究提出了一種基於光學量測的分析
方法。研究中首先介紹了防眩光處理對機車儀表板外殼鏡面反射的影響，
並解釋了眩光和清晰度的概念。接下來在量測方面本研究指定了六種不
同防眩光處理的樣品進行量測，其中前五組樣品包含 AG、AR、蛾眼膜
等現今市面上所常見的處理組合，最後一組則是針對新型的磁控微結構
抗反射膜的量測，透過本研究的分析量測方法可對這幾種處理進行評估
並比較新型磁控膜與常見處理的改善結果，最終比較結果得知，新型磁
控膜比起市面常見處理其效果最高可提升約 35%。
關鍵字: 眩光、反射、標準量測 |
| 摘要(英) |
In Taiwan, there are a large number of motorcycle riders, but currently, there
is no effective and objective evaluation method for measuring motorcycle
dashboards. The international regulations in place provide only general guidelines
and do not impose restrictions on actual measurement values. Therefore, this study
proposes a measurement and analysis method for anti-glare treatment on the
surface of motorcycle dashboard casings. Through the measurements and
evaluations conducted in this study, the performance of the dashboard surface can
be quickly analyzed, and relatively objective evaluation results can be provided.
To evaluate the effectiveness of this treatment, this study presents an optical
measurement-based analysis method. The study first introduces the impact of antiglare treatment on the reflectivity of motorcycle dashboard casing surfaces and
explains the concepts of glare and clarity. Subsequently, in terms of measurement,
this research specifies six different samples with various anti-glare treatments for
measurement. The first five samples include commonly used treatments such as
AG, AR, and moth-eye films available in the market. The final sample focuses on
the measurement of a new type of magnetically controlled microstructure antireflective coating. Through the analysis and measurement methods proposed in
this study, these treatments can be evaluated, and the improvement results of the
new magnetically controlled coating can be compared with the commonly used
treatments. The final comparison results show that the effect of the new magnetron
film can be increased by up to about 35% compared with the common treatment
methods on the market.
Keywords: Glare、Reflection、Standard measurement |
| 關鍵字(中) |
★ 眩光
★ 反射
★ 標準量測 |
關鍵字(英) |
★ Glare
★ Reflection
★ Standard measurement |
| 論文目次 |
目錄
摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 V
圖目錄 IX
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 文獻探討與研究背景研究背景 1
1.2 研究貢獻 4
1.3 研究動機與目的 5
1.4 論文大綱 6
第二章 研究理論基礎 7
2.1 幾何光學理論 7
2.1.1 光的直線傳播 7
2.1.2 光的折射與反射定律 8
2.2 眩光指數公式 10
2.2.1 CGI眩光指數(CIE Glare Index, CGI) 10
2.2.2 統一眩光指數(Unified Glare Rating, UGR) 11
2.2.3 統一眩光指數(Unified Glare Rating, UGR)於本論文中的應用 11
2.3 Contrast Modulation 12
2.3.1 Contrast Modulation定義 12
2.3.2 ISO標準定義之Contrast Modulation 14
2.3.3 Contrast Modulation 於本論文中的應用 14
2.4 光譜儀原理 15
2.4.1 輝度定義 15
2.4.2 光譜儀 16
第三章 實驗原理與流程步驟 18
3.1 實驗設計流程 18
3.1.1 實驗設備 19
3.1.2 實驗樣品 21
3.2 水平角度光源角度轉動對鏡射角度光強度感測變化實驗 22
3.2.1 實驗設備與架構 22
3.2.2 實驗步驟一: 水平量測架設 22
3.2.3 實驗步驟二: 量測水平方向儀表板背光強度 24
3.2.4 實驗步驟三: 打開光源量測水平方向光源入射角轉動15°-25°角的反射光強度 25
3.2.5 實驗結果 25
3.3 垂直角度光源角度轉動對鏡射角度光強度感測變化實驗 27
3.3.1 實驗設備與架構 27
3.3.2 實驗步驟一: 校準垂直方向鏡射角度 27
3.3.3 實驗步驟二: 量測垂直方向儀表板背光強度 29
3.3.4 實驗步驟三: 打開光源量測垂直方向光源入射角轉動15°-25°角的反射光強度 30
3.3.5 實驗結果 30
第四章 實驗數據分析 32
4.1 實驗分析 32
4.1.1 統一眩光指數(UGR)在本研究中的定義 32
4.1.2 統一眩光指數(UGR)在本研究中的評估方法 34
4.1.3 眩光指數計算結果 35
4.1.4 Contrast Modulation在本研究中的定義 39
4.1.5 Contrast Modulation在本研究中的評估方法 40
4.1.6 Contrast Modulation計算結果 43
4.2 延伸推論 46
4.2.1 考慮各種儀表板鏡面處理在不同強度的入射光照射的結果 46
4.2.2 評估量測與實際戶外感受眩光與清晰度的差異 49
4.2.3 本論文之清晰度公式於後續研究之應用 51
第五章 結論與未來展望 55
5.1 結論 55
5.1.1 實驗結論 55
5.1.2 市面常見處理與新型磁控微結構抗反射膜的比較 56
5.2 未來展望 58
參考文獻 59
附件:預投稿論文 61
圖目錄
圖1.1 戶外陽光下所受光照反射影響 1
圖1.2 本論文之量測系統 4
圖2.1 光線直線傳播定律 8
圖2.2 折射定律 9
圖2.3 反射定律 10
圖2.4 分辨率 12
圖2.5 對比度 13
圖2.6 對比與方波對應關係 13
圖2.7 輝度示意圖 15
圖2.8 光譜儀量測架構 16
圖2.9 光譜儀SS320 17
圖3.1 實驗設計流程圖 18
圖3.2 直流電源供應器 19
圖3.3 Diffuse light source 19
圖3.4 校準光纖線材 19
圖3.5 游標卡尺 19
圖3.6 水平儀 20
圖3.7 光譜儀 20
圖3.8 移動承軸 20
圖3.9待測物平台與支架 20
圖3.10 Microvision測試軟體 20
圖3.11 光圈與腳架 20
圖3.12儀表板主體 21
圖3.13市面常見樣品 21
圖3.14磁控微結構抗反射膜樣品 21
圖3.15 實驗架構圖(水平方向測試) 22
圖3.16 儀表板P字元 23
圖3.17 水平量測架設圖 23
圖3.18 水平量測架設示意圖 24
圖3.19 垂直方向測試實驗架構圖 27
圖3.20 垂直量測架設圖 28
圖3.21 垂直量測架設示意圖 29
圖4.1 立體角示意圖 33
圖4.2 位置函數插值表 33
圖4.3 觀察者與發光中心對距離示意圖 34
圖4.4 UGR水平角度折線圖 36
圖4.5 UGR垂直角度折線圖 38
圖4.6 Contrast Modulation水平角度折線圖 44
圖4.7 Contrast Modulation垂直角度折線圖 45
圖4.8 4000 cd/㎡之外部光源下產生之水平向反射光強度 47
圖4.9 3000 cd/㎡之外部光源下產生之水平向反射光強度 47
圖4.10 500 cd/㎡之外部光源下產生之水平向反射光強度 48
圖4.11 UGR公式模擬水平方向數據結果 50
圖4.12 UGR公式模擬垂直方向數據結果 50
圖5.1 市面常見處理在燈光下的反光表現 57
圖5.2 磁控膜在燈光下的反光表現 57
表目錄
表3.2.5 六組樣品相對於背景亮度與光源角度變化之水平量測結果 26
表3.3.5 六組樣品相對於背景亮度與光源角度變化之垂直量測結果 31
表4.1.2-1 CIE針對不舒適眩光指數之標準 34
表4.1.2-2 表4.1.2-2 本論文之UGR評價標準 35
表4.1.3-1 六組樣品在水平方向以本論文提供之眩光指數計算結果 36
表4.1.3-2 六組樣品在垂直方向以本論文提供之眩光指數計算結果 37
表4.1.5-1 Contrast Modulation等級與拍攝MTF清晰度示意表 41
表4.1.5-2 鹵素燈光強度與LED白光強度換算表 41
表4.1.5-3 鹵素燈與LED白燈之亮度換算與Contrast Modulation定義 42
表4.1.5-4 本論文制定之Contrast Modulation推導結果 42
表4.1.6-1 六組樣品在水平方向以Contrast Modulation公式計算結果 43
表4.1.6-2 六組樣品在垂直方向以Contrast Modulation公式計算結果 45
表4.2.3-1 鹵素燈光源強度與實際儀表資訊清晰度對照 52
表4.2.3-2 反射強度帶入Contrast公式換算結果 53
表4.2.3-3 以鹵素燈光源建立之清晰度評估方法 54
表4.3 磁控膜與市面常見處理在水平鏡射角度改善效果之比較 56 |
| 參考文獻 |
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[20] 工業技術研究院, 室內照明燈具節能標章能源效率基準修訂, 2012
60
[21] 台灣 LED 照明產業聯盟, 兒童青少年健康光環境綜合指導意見(二): 健康光環境的主要指標, 2021 |
| 指導教授 |
張榮森(Rong-Seng Chang)
|
審核日期 |
2023-7-24 |
| 推文 |
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