科目名 光学設計(Optical Design)
担当教員 豊田 光紀
単位数 2
授業区分 学部_選択(専門教育) 講義
年次配当 3
開講年度学期 2018年度 前期
授業概要・学習成果との関連 【授業 の目的】光学設計開発を遂行するための基礎を学ぶ。像の明るさ、被写界深度、焦点深度などの撮像にかかわる基本的な概念を理解する。この概念はCG作成などにおいても非常に重要である。
さらに結像の波動光学的な性質を理解する。
【授業 概要】カメラを題材として、像の明るさ、被写界深度、焦点深度などを概説する。
顕微鏡や人工衛星搭載光学系を題材として波動光学的な性質を説明する。さらにこれらの議論の中で、工学部学生として誰もがhしいていなければならない、ラジアン、立体角、指数関数におよる波の取り扱い、などについて講義をする。

<学習成果との関連>
下のリンクから、この科目についての「ディプロマポリシーにもとづく学習成果との関連」を見て、どのような力が身に付けられるかを確認してください。
{http://www.t-kougei.ac.jp/student/kyoumu/curriculum/cm_11A.pdf}
到達目標 (1)輝度・照度の概念(定義)を説明できる。
(2)輝度が与えられた時の照度の計算式を導出できる。
(3)輝度不変の法則の意味を説明できる。
(4)焦点深度の意味(定義)を説明でき、Fナンバが与えられた時に公式を導くことができる。
(5)被写界深度の意味(定義)を説明でき、Fナンバーと焦点距離が与えられた時に、それを表す公式を導くことができる。
(6)波動光学による結像限界を説明できる。エアリーディスク半径(1次元近似)を導出できる。
(7)顕微鏡の働きを説明でき、眼の分解能と顕微鏡の分解能の整合について説明できる。
(8)赤外光を理解し、赤外光学系の働きを説明できる。
授業計画 1. 像の明るさ(輝度と照度)
2. 像の明るさ(輝度不変の法則)
3. 焦点深度
4. 被写界深度
5. カメラの画面サイズと被写界深度
6. カメラレンズの周辺照度(cos4則)
7. 波動光学による光学系の点像分布
8. 波動光学による光学系の分解能
9. 顕微鏡の幾何光学
10. 顕微鏡の波動光学
11. 顕微鏡の分解能と眼の分解能
12. 水浸光学系の幾何光学と分解能
13. 人工衛星搭載光学系 と分解能
14. 光の輻射と 赤外光学系
15 偏光とそれを利用した光学系
履修上の注意 光メディア機器・設計Iを習得していることが前提である。
予習復習を必ずすること。
準備学習(予習,復習について) 予習:次回の講義内容を指示するので、配布テキストの対応箇所をよく読んでくる。
復習:講義ノートを読み返し、記述の不備なところにつては、図書館等で調べるか、あるいは次回の授業で教員に確認すること。1年後に自分が読んで分かるように書くこと。また、返却された宿題の不備なところを見直し、十分に理解すること。

*各回の準備学習の具体的な内容は、「ルーブリックへのリンク」からルーブリックを参照してください。準備学習は1項目あたり15~30分の学習内容になっていますので、目安にしてください。
成績評価方法,試験方法及び課題(試験やレポート等)に対するフィードバックについて 定期試験を基本とする。宿題は加点として扱う。
出席点は全くない。

【課題に対するフィードバック】
課題に対するフィードバックは後続の授業中で適宜に行う。
教科書等 プリント配布
参考書「レンズ光学入門」(アドコムメディア)(税抜き4000円、図書館の指定図書)
(※学内限定となります。)