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  • 2011年度 光学設計講座

11-14 ≪波動光学エンジニアリングの基礎≫ 

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。

講義項目
1.波動の基本的概念
  1. 光学設計内容に応じて必要となる光学理論とは
  2. 光線の重要性
2.媒質境界面、結晶媒質中での光波の振る舞い
  1. エネルギー保存則と反射・屈折則
  2. 金属面反射
  3. 偏光についての考え方
3.光の干渉と回折の理論
  1. 幾何光学と波動光学の領域、フレネル数について
  2. フレネルゾーンプレートによる比較的、直感的な説明
  3. キルヒホッフの回折理論、そしてフレネル回折とフランホーファー回折
  4. 回折光学素子理解のための基礎
4.光学系評価における回折計算
  1. 結像光学系点像評価における収差を考慮した波動光学的PSFの計算手法
  2. 光線を用いた、回折現象を伴う光波伝播に、汎用的に対応する計算手法

(平面波角度スペクトル展開・合成計算の実際)

5.コヒーレンシーについての基礎
  1. 光学設計に於けるコヒーレントな考え方
  2. 部分的コヒーレントについて
  3. 照明系も含めた結像の一般式、そして照明系の結像解像性能への影響
テキスト
波動光学エンジニアリングの基礎
日時
2012年2月1日

11-13 ≪照明系設計のための理論と手法≫ 

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。

講義項目
  1. 照明系設計に必要となる物理光学理論
  2. 照明系設計に必要となる幾何光学理論
  3. 測光量の考え方
  4. シミュレーションの手法
  5. 照明計算における系統誤算と統計誤差
  6. 輝度不変則
  7. 周辺光量の基本的な考えかた
  8. 照明系の基本的なパターン
  9. 瞳の位置関係による光学系の繋がり
  10. 瞳の位置関係による様々な照明光学系の構成
  11. 輝度不変則と正弦条件
  12. 射影関係と照度分布
  13. 光学系の実収差と照度分布の関係
  14. 照明系の瞳収差について
  15. 莫大な数の光線の取り扱い モンテカルロ法 / 窓関数
  16. 波動光学的照度分布計算
  17. コヒーレンシーの考えかた
テキスト
シミュレーション光学
日時
2011年12月12日

11-12 ≪収差をどう少なくしていくのか? 実践的な収差論とレンズ設計≫

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。

講義項目
  1. 波面と光線、そしてアイコナール
  2. 波面収差の定義と展開、実収差との関係
  3. 3次収差係数について、存在意義とその導出
  4. 様々な収差の分類
  5. 瞳結像と瞳収差
  6. 収差論から考える光学系構成の基本条件
  7. 実際の種々のレンズ構成についての3次収差係数を用いての解説
  8. 収差論と収差補正、収差係数正規化の重要性について
  9. どの様な場合に収差が除去出来るのか?
日時
2011年11月8日

11-11 ≪CCD、CMOS等のイメージセンサーのためのレンズ設計基礎理論≫

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。

講義項目
  1. 近軸理論
  2. 光学系の明るさについて
     1.Fナンバー
     2.周辺光量
  3. 設計上の結像性能評価
     1.収差図
     2.OTF
  4. 自動設計
  5. 製造公差について
日時
2011年10月12日

11-03 ≪照明評価ソフト”照明Simulator”を用いた照明系設計入門≫

このセミナーは、基本的には本セミナーを主催する株式会社オプティカルソリューションズの販売する、操作性、コストパフォーマンスに優れ、入門者に最適な照明系設計ソフト“照明Simulator”ユーザのためのセミナーです。照明系に関する基礎的な概念、法則、そして照明光学系のいくつかの基本的な構成などを、講師が実際に”照明Simulator”を動かしながら解り易く教えます。

また、一般的な光学ソフトであるZEMAXなどを用い照明系設計を行う、このソフトのユーザ以外の方にとってもより実践的に照明系設計の所作を理解する良い機会となります。さらに照明評価ソフト導入にあたって、“照明Simulator”の構成や内容についてご理解いただけると思います。

本講習会の終了後のソフト開発元により“照明Simulator”のデモンストレーションの実施、及び操作に関する質問の機会を設けますので併せてご活用ください。

※受講者特典:希望者には講義で用いたデータを後日、提供いたします。

講義項目
  1. 実際にシミュレーションをしての測光量の説明、何を調べるのか?
  2. 光をどう導くか、シミュレーションにおける全体像
  3. シミュレーションにおける光源の表現方法について
  4. 用途に応じたレンズ、ミラー、拡散シートなどの光学素子の利用
  5. 照明系の基本パターン
日時
2011年9月14日

11-02 イメージセンサ用光学系、LED照明系の理解に役立つ≪初歩からの光の理論≫

エンジニアリングの多くの分野では 文科系出身であっても営業、製造、管理職として光学技術の基礎をある程度、理解できることも望まれて来ています。また技術系の各分野においては、畑違いの光学設計知識を吸収しようとする技術職の方々も増え続けています。そしてLED照明系の発達は、これまでに無く様々な工業分野での基礎光学理論の必要性を高めています。

この講座ではこうした状況を背景に、必要最低限の光学の原理・基礎について、そして光学設計の基本的な考え方や用語に付いて出来るだけ数式を使わずに学んでいただき、それぞれの業務に役立てていただくことを目的としています。

講義項目
  1. 光とは
  2. 光の波としての性質、干渉・回折・偏光とは
  3. 光の進み方、像の出来かた
  4. 光の明るさについて
  5. 様々な光学部品について
日時
2011年7月12日

11-01 ≪LED照明系における初歩からの照明系設計基礎講座≫

これからLEDを用いた照明系を設計しようとする方に最適の入門セミナー。

ここらへんを押さえておけば一応設計は出来るという、重要な基礎ポイントについてお話します。

また、コンピュータを使わない照明配光の概算の仕方、測光量、一般的な照明の形、照明系に必要となる光学素子などについても分かり易く説明します。

講義項目
  1. 照明系シミュレーションによる測光量の説明
  2. 光をどう導くか
  3. 如何にして照明効率を上げるか
  4. 用途に応じたレンズ、ミラー、拡散シートなどの光学素子の利用
  5. LEDの照明系の基本パターン
日時
2011年6月21日

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03-5833-1332