2011年度 光学設計講座

近年、回折光学素子を始め、高解像力な検査装置、精密加工機の光学系、高密度画素撮像素子などに対応する多くの光学系設計・製造の場面で、波動光学的な考察が重要となっております。

とくに回折光学素子は今までの光学系では成し得なかった革新的な成果をもたらしています。こうした状況において、競争力のある製品の開発を行なうにあたり、波動光学の知識・理解が必要になり、そのために、とくに従来の光学設計技術と繋がりを持ち、クリアーな波動光学の解説が必要とされています。

そこで2005年に出版し、ご好評いただいている「波動光学エンジニアリングの基礎」を教材として、平易に、そして様々な状況に対応できる様な統合性をもって波動光学理論の基礎について説明いたします。

様々な分野で重要性を増す照明系光学設計に必要な基礎知識を提供します。プロジェクト結像装置、画像処理による検査装置、顕微鏡照明などの結像系に付随する照明系、或いは室内照明、スタジオ照明、車載ヘッドライトの様な投光系、イルミネーション等の照明系を考える場合の基礎となるものです。また、さらに射影関係、瞳収差と照明系の関係、部分的なコヒーレンシーの考え方についても解説します。

収差論は以前から、カメラレンズなどの古典的なレンズ設計に有用とされてきましたが、コンピュータによる自動設計などの普及により、どちらかと言うとその意義は忘れられつつありました。しかし、複雑なズーム系の収差補正、非球面レンズの偏心公差解析、偏心光学系の設計に対してのみならず、照明系の設計などに力を発揮するものとして、また、光学系の成り立ちについての理解を深めるための道具として、コンピュータまかせの設計に陥らないための、光学設計者に必要な教養としてその存在意義を再び広く認識させ始めております。

そこで、光学系の成り立ちを理解するため、収差を少なくして行って所望の性能を得るための、広い意味での収差論についての基礎的な、かつ実践的な講演を行います。

フィルムに代表されるアナログ的撮像装置を対象として展開されてきた光学設計の考え方にも、そこにCCDやCMOSの様なデジタル撮像素子が利用される事により、新しい画像の捉え方を導入する必要性が生まれてきました。また画像復元・補正技術など、デジタル性を積極的に生かす技術と光学設計との関係も重要なものになって参りました。また、相変わらず、光学設計を実際に行なうに際して必要となる、基本的知識と設計手法、常套的な設計手段についての古典的知識は重要であります。

本セミナーではデジタル結像の基礎となる画像理論、画像評価、そして基礎的、普遍的な光学設計理論もふくめて解説します。

さらにここで解説させていただく内容は、近年の多様な光学設計の際には、収差論、波動光学理論、照明理論などの多彩な理論へのアプローチが必要になってくる場合が少なからず存在いたしており、こうしたアプローチの際の共通の基盤となるものです。