以光場能量映射法設計LED水下照明模組之研究

計畫期間：102年8月1日～103年7月31日

計畫編號：NSC102-2221-E006-135

◎計畫摘要

面對陸地資源的逐漸匱乏，世界上各個海洋國家無不把研究重點轉向海洋之探索，積極地從事海洋資源與功能的廣泛運用，對台灣而言，我們擁有四面環海並富含豐富水底資源的獨特地理位置，更應積極的投入海洋的探索，然而水中環境不同於陸地，需要有完整的設備才可針對水下環境進行探勘或執行水中的作業，有時甚至無法以人力進行作業，此時便需要透過其他方式來達到所需目的，水下視覺技術便是其中之一。

水下視覺技術最重要的除了影像接收器的佈置外，光源的設計也是一門重要的課題，根據101年計畫「以能量映射法建立水下攝影探勘之非均勻分布照明光場」之研究成果可知，有效的水下照明設計可提升水中影像的清晰度，然而目前針對水下照明之設計方法或驗證流程並無相關之標準。因此，本計畫之主要目的在於針對水下照明光源提出一套設計方法與驗證流程，希望透過水下光場理論的計算與實驗水槽的設計驗證待測燈具在水中實際傳遞之情況，快速的檢驗燈具在水中照明的效益。一般而言在照明燈具的檢測視其應用目的會有其特殊的法規或驗證方式，然而在驗證的過程中，通常無法以實際應用場地進行驗證，因此在檢測過程中常會透過一些環境的模擬進行測試，而本計畫的目的亦是如此。

在計畫的執行方面，我們首先將透過水下光場平均餘弦進行水下光場的模型建立，針對所預測試之水下燈具進行模擬，觀測其水下光分佈情況；接下來則透過一小型水槽以添加雜質的方式模擬水中吸收及散射所造成之光衰減情形；利用本計畫所設計之測試方法將可快速驗證燈具於水下照明時其實際光分佈極光衰減狀況，藉以快速的了解燈具是否能夠有效的被應用。

透過本計畫所設計規劃之實驗方法，水下照明燈具的照明效果可被快速的驗證，而無須實際至大型的水體進行測試，縮減水下燈具驗證的時間，便可完成整套水下燈具由光學、散熱至驗證的設計流程。