JP2001201714A - Optical processing method and optical processor using the same - Google Patents

Optical processing method and optical processor using the same

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JP2001201714A JP2000007734A JP2000007734A JP2001201714A JP 2001201714 A JP2001201714 A JP 2001201714A JP 2000007734 A JP2000007734 A JP 2000007734A JP 2000007734 A JP2000007734 A JP 2000007734A JP 2001201714 A JP2001201714 A JP 2001201714A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical processing method taking an optical path of an optional beam from an objective surface to an image surface through an optical system as a reference axis and efficiently and precisely calculating a paraxial amount/an aberration amount developed around the axis and an optical processor using it. SOLUTION: Three or more kinds of azimuth are introduced, and paraxial/ aberration analysis are performed for an optical system with given optical data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系の近軸・収
差計算・近軸光線追跡等を行う為の光学処理方法(処理
方法)及びそれを用いた光学処理装置(処理装置)に関
し、特に、物体面から光学系を介して像面にいたる任意
の光線の光路を基準軸として、その基準軸のまわりに展
開した近軸量・収差量を計算する際に好適な光学系の近
軸・収差量計算・近軸光線追跡等に好適なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical processing method (processing method) for performing paraxial / aberration calculation and paraxial ray tracing of an optical system, and an optical processing apparatus (processing apparatus) using the same. In particular, the paraxial axis of an optical system suitable for calculating the paraxial amount and aberration amount developed around the reference axis with the optical path of an arbitrary ray from the object plane to the image plane via the optical system as a reference axis. It is suitable for aberration amount calculation, paraxial ray tracing, and the like.

【0002】また本発明は、光学系の構成面の表現にか
かわる光学処理方法及びそれを用いた光学処理装置に関
し、特に、基準軸が各面と交わる点を中心とした、光学
系の構成面の面形状の表現や変換に好適なものである。
[0002] The present invention also relates to an optical processing method and an optical processing apparatus using the method, which relate to the expression of a constituent surface of an optical system, and more particularly, to a constituent surface of an optical system centered on a point where a reference axis intersects each surface. This is suitable for expressing or converting the surface shape of the image.

【0003】また本発明は、光学系の光学部材の形状決
定のために好適な光学処理方法及びそれを用いた光学処
理装置に関し、特に、物体面から光学系を介し像面にい
たる任意の光線の光路を基準軸として近軸・収差量計算
を行ないながら光学系の各光学部材の形状を定めていく
という、光学系の各光学部材の形状決定のために好適な
ものである。
The present invention also relates to an optical processing method suitable for determining the shape of an optical member of an optical system and an optical processing apparatus using the same, and more particularly, to an arbitrary light beam from an object plane to an image plane via the optical system. This is suitable for determining the shape of each optical member of the optical system, in which the shape of each optical member of the optical system is determined while performing paraxial / aberration calculation using the optical path as a reference axis.

【0004】更に本発明は、上記の光学処理方法および
光学処理装置で設計された光学系、特に、物体面から光
学系を介し、像面にいたる基準波長の光路(基準軸)が
曲面と交わる点において面法線が基準軸と一致しない平
面ではない曲面(O ff-Axial曲面)を含む光学系に関す
る。
Further, according to the present invention, an optical system designed by the above-described optical processing method and optical processing apparatus, in particular, an optical path (reference axis) of a reference wavelength from an object plane to an image plane through an optical system intersects a curved surface. The present invention relates to an optical system including a curved surface (Off-Axial curved surface) that is not a plane whose surface normal does not coincide with a reference axis at a point.

【0005】[0005]

【従来の技術】従来より、各面の回転対称軸である光軸
のまわりに回転対称の屈折面または反射面を配置してな
る共軸光学系が物体面の像を像面に結像する光学系とし
て用いられてきた。そしてその共軸光学系の骨組みや収
差状況を決めるものとして、共軸系の近軸理論・収差論
(松居吉哉著:「レンズ設計法」共立出版(197
2)、「収差論」オプトメカトロニクス協会(198
9)など)があり、それぞれ共軸光学系の設計の際に焦
点距離や倍率を決めるのや収差解析に用いられている。
そしてそうした近軸量を用いて共軸光学系の骨組みが決
められ、収差をターゲットとした自動設計法などにより
共軸光学系の形状が決定されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a coaxial optical system having a rotationally symmetric refraction surface or reflection surface arranged around an optical axis which is a rotational symmetry axis of each surface forms an image of an object plane on an image plane. It has been used as an optical system. The paraxial theory and aberration theory of the coaxial system (Yoshiya Matsui: “Lens Design Method”, Kyoritsu Shuppan (197)
2), "Aberration theory", Optomechatronics Association (198
9)), which are used for determining the focal length and magnification when designing a coaxial optical system and for analyzing aberrations.
The framework of the coaxial optical system is determined using such paraxial amounts, and the shape of the coaxial optical system is determined by an automatic design method or the like targeting aberration.

【0006】ところが最近、HMD(head mount displ
ay)のような表示系においては従来の共軸光学系の範疇
には属さない非対称非球面を用いた設計(主として反射
面)が自動設計技術の向上に伴いしばしば見うけられる
ようになってきている。
However, recently, HMD (head mount displ.)
In display systems such as ay), designs (mainly reflecting surfaces) using an asymmetrical aspherical surface that does not belong to the category of the conventional coaxial optical system are often found with the improvement of automatic design technology. I have.

【0007】こうした非対称非球面の表現方法として
は、共軸系の上記式で表わされる面が大きく偏心してい
て光学系として使っている部分は光軸から大きく離れた
部分であるとする「共軸光学系の偏心による非対称非球
面の表現方法」が一般的であり、そうして表現した光学
系に無理やり共軸系の近軸理論を適用したりもしてい
た。
As a method of expressing such an asymmetrical aspherical surface, a coaxial system expressed by the above equation is largely decentered and the portion used as an optical system is a portion far away from the optical axis. The method of expressing an asymmetrical aspheric surface by the eccentricity of an optical system "is general, and the paraxial theory of a coaxial system was forcibly applied to the optical system expressed in this way.

【0008】そして上述した座標系を用い、光学配置の
骨組みや焦点距離や倍率といった合理的な評価量もそろ
わないままこうした光学系を、像面でのスポットの絞ら
れかただけをターゲットにした自動設計の手法で、ある
いは軸外までよく収差のとれた共軸光学系の軸外部分だ
けを用いるといった手法で設計していた。
Using the above-mentioned coordinate system, such an optical system is targeted only for narrowing the spot on the image plane without having a reasonable evaluation amount such as a skeleton of an optical arrangement, a focal length and a magnification. The design has been performed by an automatic design method or a method of using only the off-axis portion of the coaxial optical system, which has well-corrected off-axis aberrations.

【0009】そこで我々は、先に特開平9−5650号
公報で図11に示したようなOff-Axial光学系を提案し
た。Off-Axial光学系の定義は次のとおりである。
Therefore, we have previously proposed an off-axial optical system as shown in FIG. 11 in JP-A-9-5650. The definition of the Off-Axial optical system is as follows.

【0010】物体面中心(被撮影、被観察範囲の中心)か
ら出る光線のうち、光学系の指定される面順次に光学系
を通り、光学系内に定義される絞り中心を通る基準波長
の光線を基準光線として設定した時、その折れ曲がった
基準光線の光路を基準軸と呼ぶことにすれば、このよう
に定義した基準軸が曲面と交わる点において面法線が基
準軸と一致しない曲面(Off-Axial曲面)を含み、その折
れ曲がった基準軸に沿って光学要素を配置する光学系を
Off-Axial光学系と定義する。
[0010] Of the rays emitted from the center of the object plane (the center of the area to be imaged and observed), the reference wavelength of the reference wavelength passing through the optical system sequentially through the designated surfaces of the optical system and passing through the center of the aperture defined in the optical system. When the ray is set as the reference ray, if the optical path of the bent reference ray is referred to as a reference axis, the surface normal whose surface normal does not coincide with the reference axis at the point where the thus defined reference axis intersects the curved surface ( Off-Axial curved surface) and an optical system that arranges optical elements along the bent reference axis.
Defined as Off-Axial optical system.

【0011】本出願人は、このようにOff-Axial光学系
を定義して従来の偏心光学系の考え方とは違った新しい
光学系の考え方を提案し、こうしたOff-Axial光学系に
対しても折れ曲がった基準軸のまわりの展開手法を用い
れば、各面での近軸量を計算でき、光軸回転対称系と同
様に2×2成分を持つガウシャンブラケットを用いた形
式にまとめることができるを示した。そしてこの新しい
Off-Axial光学系という考え方は、 図12にその包含関
係を示すように、従来の共軸回転対称光学系や、共軸で
はあっても回転対称性を持たないアナモルフィック光学
系より上位の概念であることを示した。
The present applicant has defined the Off-Axial optical system in this way and has proposed a new optical system concept different from the conventional decentered optical system concept. By using the expansion method around the bent reference axis, it is possible to calculate the amount of paraxiality on each surface, and it is possible to summarize the form using a Gaussian bracket having a 2 × 2 component as in the optical axis rotationally symmetric system. showed that. And this new
As shown in FIG. 12, the concept of an off-axial optical system is higher than that of a conventional coaxial rotationally symmetric optical system or an anamorphic optical system that is coaxial but has no rotational symmetry. The concept was shown.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記解析では、Off-Ax
ial光学系という新しい概念を導入したが、Off-Axial面
が複数の場合は、各面の近軸量にアジムス依存性が残っ
ていないといった制限事項を加えないと全系の近軸量が
合わなくなる。これは、メリディオナル光線から決める
最低次数の1次量に関わる近軸量でさえ、対称性がなく
なるために同一平面内を進むのではなくなることに起因
して各面が持つ近軸量のアジムス依存性がお互いに作用
し合って全系の近軸量をずらす効果を発生させるからで
ある。更に各アジムス毎の収差のお互いの関係を導出し
なかったために、アジムスごとに収差を求めようとする
と無限枚の収差図と無限個数の収差係数が必要となって
くることが原因となっている。この2つはつまり、共軸
回転対称光学系の2元ベクトルの考えかたに基づいた手
法に限界があること、そしてこうした一般的なOff-Axia
l光学系をよりきちんと取り扱うためには新しい解析体
系を整え、その理論に基づく処理方法を確立しそれを用
いた処理装置を構築する必要があることを示している。
それと同時に、こうした処理方法が確立されれば、この
方法はより敷衍化された一般的な光学系の総合的近軸・
収差論的評価が可能になりうることも示唆している。
In the above analysis, Off-Ax
Although the new concept of ial optical system was introduced, when there are multiple Off-Axial surfaces, the paraxial amount of the entire system must be adjusted unless restrictions such as azimuth dependence remain on the paraxial amount of each surface are added. Disappears. This is because even the paraxial quantity related to the first order quantity of the lowest order determined from the meridional ray does not proceed in the same plane due to the lack of symmetry, so that the paraxial quantity of each surface depends on the azimuth This is because the characteristics act on each other to produce an effect of shifting the paraxial amount of the entire system. In addition, since the relationship between the aberrations for each azimuth was not derived, it is necessary to obtain an infinite number of aberration diagrams and an infinite number of aberration coefficients when trying to obtain the aberration for each azimuth. . The two are that there is a limit to the method based on the concept of the binary vector of the coaxial rotationally symmetric optical system, and the general Off-Axia
lIn order to handle optical systems more properly, it is necessary to prepare a new analysis system, establish a processing method based on the theory, and construct a processing device using it.
At the same time, if such a processing method is established, this method will become a more extensive general optical system of general optical systems.
It also suggests that aberration-based evaluation may be possible.

【0013】本発明は、Off-Axial面が複数といった一
般的なOff-Axial光学系の場合においても近軸・収差解
析を厳密にしかも体系的に行なえるようにする解析手法
の体系を完成させ、その解析体系に基づく光学処理方法
およびそれを用いた光学処理装置の提供を目的とする。
The present invention completes a system of analysis methods that enables strict and systematic paraxial / aberration analysis even in a general Off-Axial optical system having a plurality of Off-Axial surfaces. And an optical processing method based on the analysis system and an optical processing apparatus using the same.

【0014】本発明は、更にその解析体系を使ってアジ
ムスに依存性の構造を解き明かしてより少ない基本量で
すべてのアジムスでの近軸・収差特性を表現できる体系
を完成させ、その体系に基づく光学処理方法をおよびそ
れを用いた光学処理装置の提供を目的とする。
The present invention further uses the analysis system to solve the structure dependent on azimuth and completes a system capable of expressing paraxial / aberration characteristics in all azimuths with a smaller basic amount. An object of the present invention is to provide an optical processing method and an optical processing apparatus using the same.

【0015】本発明は、更に、そうして構築された解析
体系をより敷衍化して、一般的な光学系の総合的近軸・
収差論的評価できる光学処理方法およびそれを用いた光
学処理装置の提供を目的とする。
The present invention further extends the analysis system constructed in this way to provide a general paraxial /
It is an object of the present invention to provide an optical processing method capable of evaluating aberration and an optical processing apparatus using the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の光学処
理方法は、光学データが与えられた光学系に対して、3
種類以上のアジムスを導入して近軸・収差解析を行なう
ことを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an optical processing method comprising the steps of:
It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed by introducing more types of azimuths.

【0017】請求項2の発明の光学処理方法は請求項1
の発明において、前記3種類以上のアジムスを導入して
近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示または
プリンターにプリントアウトすることを特徴としてい
る。
The optical processing method according to the second aspect of the present invention is the first aspect.
The present invention is characterized in that the results of paraxial and aberration analysis performed by introducing the three or more types of azimuths are displayed on a display device or printed out on a printer.

【0018】請求項3の発明は請求項1または2の発明
において、前記光学データが与えられた光学系は、回転
非対称光学系であることを特徴としている。
In a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0019】請求項4の発明は請求項1または2または
3のいずれか1の発明において、前記光学データが与え
られた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸
とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴として
いる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the optical system to which the optical data is given includes a plane normal to a point where a reference axis intersects and the reference axis. It is characterized by including non-matching Off-Axial surfaces.

【0020】請求項5の発明は請求項1から4のいずれ
か1の発明において、前記3種類以上のアジムスとは物
体面・像面の共役関係にある面に関わるアジムス、入射
瞳面・射出瞳面の共役関係にある面に関わるアジムス、
収差を評価するアジムスの3つを含むことを特徴として
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects of the present invention, the three or more azimuths are azimuths relating to a surface having a conjugate relationship between an object plane and an image plane, and an entrance pupil plane and an exit. Azimuth related to the conjugate surface of the pupil plane,
It is characterized by including three azimuths for evaluating aberrations.

【0021】請求項6の発明は請求項5の発明におい
て、前記物体面・像面の共役関係にある面に関わるアジ
ムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にある面に関わる
アジムスの少なくとも片方のアジムスは、収差を評価す
るアジムスに対しての相対アジムスで記述されているこ
とを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, at least one of an azimuth relating to a plane having a conjugate relationship between the object plane and the image plane and an azimuth relating to a plane having a conjugate relation between the entrance pupil plane and the exit pupil plane. One azimuth is characterized in that it is described as a relative azimuth to the azimuth for evaluating the aberration.

【0022】請求項7の発明の光学処理方法は、光学デ
ータが与えられた光学系に対して、光線通過点の成分分
解に基づく光線通過点4元ベクトル((1)から(4)
式)、収差4元ベクトル((5)、(7)式)を導入し
た解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なうことを
特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the optical processing method, the optical system to which the optical data is given is used to convert the ray passing point quaternary vector ((1) to (4)
Expression) and paraxial / aberration analysis are performed based on an analysis method that introduces the aberration quaternary vector (Equations (5) and (7)).

【0023】請求項8の発明の光学処理方法は請求項7
の発明において、前記光線通過点の成分分解に基づく光
線通過点4元ベクトル((1)から(4)式)、収差4
元ベクトル((5)、(7)式)を導入した解析手法に
もとづいて近軸・収差解析を行ないその結果を表示装置
に表示またはプリンターにプリントアウトすることを特
徴としている。
The optical processing method according to the eighth aspect of the present invention is the seventh aspect of the present invention.
In the invention, the quaternary vector of the ray passage point (Equations (1) to (4)) based on the component decomposition of the ray passage point, the aberration 4
It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method in which the original vectors (Equations (5) and (7)) are introduced, and the result is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0024】請求項9の発明は請求項7または8の発明
において、前記光学データが与えられた光学系は、回転
非対称光学系であることを特徴としている。
In a ninth aspect of the present invention, in the seventh or eighth aspect, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0025】請求項10の発明は請求項7または8また
は9のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準
軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とし
ている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the invention of any one of the seventh, eighth and ninth aspects, the optical system to which the optical data is given includes a plane normal to a point where the reference axis intersects and the reference axis. It is characterized by including non-matching Off-Axial surfaces.

【0026】請求項11の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、(8)、(9)式
で定義される光線基本4元ベクトルを導入した解析手法
にもとづいて近軸・収差解析を行なうことを特徴として
いる。
An optical processing method according to an eleventh aspect of the present invention is based on an analysis method in which a ray basic quaternary vector defined by equations (8) and (9) is introduced into an optical system to which optical data is given. And perform paraxial / aberration analysis.

【0027】請求項12の発明の光学処理方法は請求項
11の発明において、(8)、(9)式で定義される光
線基本4元ベクトルを導入した解析手法にもとづいて近
軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示またはプ
リンターにプリントアウトすることを特徴としている。
A twelfth aspect of the present invention provides the optical processing method according to the eleventh aspect, wherein paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method in which a ray basic quaternary vector defined by the equations (8) and (9) is introduced. Is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0028】請求項13の発明は請求項11または12
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 13 is the invention of claim 11 or 12
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0029】請求項14の発明は請求項11または12
または13のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 14 is the invention of claim 11 or 12
In the invention according to any one of the thirteenth and thirteenth aspects, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where the reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0030】請求項15の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、(11)、(1
3)式、もしくは(12)、(14)式で規定される光
線通過点4元ベクトルと光線基本4元ベクトルの関係式
により、アジムス依存性の分離するという解析手法にも
とづいて近軸・収差解析を行なうことを特徴としてい
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the optical processing method, the optical system to which the optical data is given is used for (11) and (1).
Paraxial / aberration based on an analytical method of separating azimuth dependence by the relational expression between the ray passing point quaternary vector and the ray basic quaternary vector defined by the equation (3) or the equations (12) and (14). It is characterized by performing analysis.

【0031】請求項16の発明の光学処理方法は請求項
15の発明において、前記(11)、(13)式、もし
くは(12)、(14)式で規定される光線通過点4元
ベクトルと光線基本4元ベクトルの関係式により、アジ
ムス依存性の分離するという解析手法にもとづいて近軸
・収差解析を行なった結果を表示装置に表示またはプリ
ンターにプリントアウトすることを特徴としている。
An optical processing method according to a sixteenth aspect of the present invention is the optical processing method according to the fifteenth aspect, wherein the ray passing point quaternary vector defined by the formula (11), (13), or (12), (14) is used. Characteristically, paraxial / aberration analysis results are displayed on a display device or printed out to a printer based on an analysis method of separating azimuth dependence using a relational expression of a ray basic quaternary vector.

【0032】請求項17の発明は請求項15または16
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 17 is the invention of claim 15 or 16
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0033】請求項18の発明は請求項15または16
または17のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 18 is the invention of claim 15 or 16
Or the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0034】請求項19の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、(22)、(2
3)式で規定されるテンソル解析を用いた像側における
4元ベクトルの収差係数展開を使う解析手法にもとづい
て近軸・収差解析を行なうことを特徴としている。
The optical processing method according to the nineteenth aspect of the present invention provides the optical processing method according to (22), (2),
3) On the image side using tensor analysis defined by equation
It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method that uses aberration coefficient expansion of a quaternary vector.

【0035】請求項20の発明の光学処理方法は請求項
19の発明において、前記(22)、(23)式で規定
されるテンソル解析を用いた像側における4元ベクトル
の収差係数展開を使う解析手法にもとづいて近軸・収差
解析を行なった結果を表示装置に表示またはプリンター
にプリントアウトすることを特徴としている。
An optical processing method according to a twentieth aspect of the present invention is the optical processing method according to the nineteenth aspect, wherein an aberration coefficient expansion of a quaternary vector on the image side using the tensor analysis defined by the above equations (22) and (23) is used. It is characterized in that the result of paraxial / aberration analysis based on the analysis method is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0036】請求項21の発明は請求項19または20
発明において、前記光学データが与えられた光学系は、
回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 21 is the invention of claim 19 or 20.
In the invention, the optical system given the optical data,
It is characterized by being a rotationally asymmetric optical system.

【0037】請求項22の発明は請求項19または20
または21のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 22 is the invention of claim 19 or 20.
Or the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0038】請求項23の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、1次、2次、3次係
数が(24)、(25)、(26)式で規定される変換
式により全くアジムスに依存しない「収差係数テンソル
量」からアジムスに依存する「収差表示テンソル量」に
変換することによって任意のアジムスの収差係数を計算
できるようにしたことを特徴としている。
According to the optical processing method of the twenty-third aspect, the first, second and third order coefficients of the optical system given the optical data are defined by the equations (24), (25) and (26). By converting the "aberration coefficient tensor amount" that does not depend at all on the azimuth by the conversion formula to be used, the azimuth-dependent "aberration display tensor amount" is converted into an arbitrary azimuth aberration coefficient.

【0039】請求項24の発明の光学処理方法は請求項
23の発明において、前記1次、2次、3次係数が(2
4)、(25)、(26)式で規定される変換式により
全くアジムスに依存しない「収差係数テンソル量」からア
ジムスに依存する「収差表示テンソル量」に変換するこ
とによって任意のアジムスの収差係数を計算できるよう
にした結果を表示装置に表示またはプリンターにプリン
トアウトすることを特徴としている。
According to a twenty-fourth aspect of the present invention, in the optical processing method of the twenty-third aspect, the first, second and third order coefficients are (2
4), (25), (26) By converting from the “aberration coefficient tensor amount” which does not depend at all on the azimuth to the “azimuth display tensor amount” which does not depend on the azimuth at all, the aberration of an arbitrary azimuth can be obtained. The result of the calculation of the coefficient is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0040】請求項25の発明は請求項23または24
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 25 is the invention of claim 23 or 24.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0041】請求項26の発明は請求項23または24
または25のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 26 is the invention of claim 23 or 24.
In the invention according to any one of the twenty-fifth and twenty-fifth aspects, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0042】請求項27の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、(7)式に(2
2)式を代入して得られる収差4元ベクトルに対し、そ
のベクトル量がもっともゼロベクトルに近くなるように
各構成面の形状や相対配置を決定することを特徴として
いる。
According to the optical processing method of the twenty-seventh aspect, the optical system given the optical data is given by
2) With respect to the aberration quaternary vector obtained by substituting equation (2), the shape and relative arrangement of each constituent surface are determined so that the vector amount is closest to the zero vector.

【0043】請求項28の発明の光学処理方法は請求項
27の発明において、前記(7)式に(22)式を代入
して得られる収差4元ベクトルに対し、そのベクトル量
がもっともゼロベクトルに近くなるように各構成面の形
状や相対配置を決定する手段として自動設計の手法を用
いることを特徴としている。
The optical processing method according to the twenty-eighth aspect of the present invention is the optical processing method according to the twenty-seventh aspect, wherein the vector amount of the aberration quaternary vector obtained by substituting the equation (22) into the equation (7) is the zero vector. It is characterized in that an automatic design technique is used as a means for determining the shape and relative arrangement of each constituent surface so as to be close to.

【0044】請求項29の発明は請求項27または28
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 29 is the invention of claim 27 or 28.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0045】請求項30の発明は請求項27または28
または29のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、基準軸が交わる点の面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 30 is the invention of claim 27 or 28.
Or the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0046】請求項31の発明の光学処理装置は請求項
1から請求項30のいずれか1項記載の光学処理方法を
用いていることを特徴としている。
An optical processing apparatus according to a thirty-first aspect is characterized by using the optical processing method according to any one of the first to thirty aspects.

【0047】請求項32の発明の光学系は請求項1から
請求項30のいずれか1項記載の光学処理方法を用いて
設計されていることを特徴としている。
An optical system according to a thirty-second aspect of the present invention is characterized in that it is designed using the optical processing method according to any one of the first to thirty aspects.

【0048】請求項33の発明の記録媒体は請求項1か
ら請求項30のいずれか1項記載の光学処理方法を記録
したことを特徴としている。
A recording medium according to a thirty-third aspect is characterized by recording the optical processing method according to any one of the first to thirty aspects.

【0049】請求項34の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうことを特徴と
している。
In the optical processing method according to the thirty-fourth aspect, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane passes through an optical system to which optical data is given. It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane.

【0050】請求項35の発明の光学処理方法は請求項
34の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示ま
たはプリンターにプリントアウトすることを特徴として
いる。
In an optical processing method according to a thirty-fifth aspect of the present invention, in the thirty-fourth aspect, a light beam having a certain wavelength is passed from one or more points on the object plane to an image plane, and the respective object planes are passed. The parallax / aberration analysis is performed on the optical path of the light beam of the wavelength from to the image plane, and the result is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0051】請求項36の発明は請求項34または35
の発明において、前記近軸・収差解析は3種類以上のア
ジムスを導入して行なわれることを特徴としている。
The invention of claim 36 is the invention of claim 34 or 35.
In the invention, the paraxial / aberration analysis is performed by introducing three or more types of azimuths.

【0052】請求項37の発明は請求項36の発明にお
いて、前記3種類以上のアジムスとは物体面・像面の共
役関係にある面に関わるアジムス、入射瞳面・射出瞳面
の共役関係にある面に関わるアジムス、収差を評価する
アジムスの3つを含むことを特徴としている。
According to a thirty-seventh aspect of the present invention, in the thirty-sixth aspect, the three or more kinds of azimuths are azimuths relating to a surface having a conjugate relation between an object plane and an image plane, and conjugate relations between an entrance pupil plane and an exit pupil plane. It is characterized by including azimuth related to a certain surface and azimuth evaluating aberration.

【0053】請求項38の発明は請求項37の発明にお
いて、前記物体面・像面の共役関係にある面に関わるア
ジムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にある面に関わ
るアジムスの少なくとも片方のアジムスは、収差を評価
するアジムスに対しての相対アジムスで記述されている
ことを特徴としている。
According to a thirty-eighth aspect of the present invention, in the thirty-seventh aspect, at least one of an azimuth relating to a plane having a conjugate relationship between the object plane and the image plane and an azimuth relating to a plane having a conjugate relation between the entrance pupil plane and the exit pupil plane are provided. One azimuth is characterized in that it is described as a relative azimuth to the azimuth for evaluating the aberration.

【0054】請求項39の発明は請求項34から38の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、回転非対称光学系であることを特徴として
いる。
In a thirty-ninth aspect of the present invention, in any one of the thirty-fourth to thirty-eighth aspects, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0055】請求項40の発明は請求項34から39の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
According to a fortieth aspect of the present invention, in any one of the thirty-fourth to thirty-ninth aspects, in the optical system to which the optical data is given, the reference axis does not coincide with a surface normal at a point where the reference axis intersects. It is characterized by including Off-Axial surfaces.

【0056】請求項41の発明は請求項34から38の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、回転対称光学系であることを特徴としてい
る。
The invention according to claim 41 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 34 to 38, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0057】請求項42の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、光線通過点の成分分解に基づく光線
通過点4元ベクトル((1)から(4)式)、収差4元
ベクトル((5)、(7)式)を導入した解析手法にも
とづいて近軸・収差解析を行なうことを特徴としてい
る。
In the optical processing method according to the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. A ray passing point quaternary vector (Equations (1) to (4)) and an aberration quaternary vector (Equation (1) to (4)) based on the component decomposition of the ray passing point around the optical path of the light ray of the wavelength from each object plane to the image plane. It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method introducing (5) and (7).

【0058】請求項43の発明の光学処理方法は請求項
42の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで、光線通過点の成分分解に基づく光線通過点4元ベ
クトル((1)から(4)式)、収差4元ベクトル
((5)、(7)式)を導入した解析手法にもとづいて
近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示または
プリンターにプリントアウトすることを特徴としてい
る。
The optical processing method according to claim 43 is the optical processing method according to claim 42, wherein a light beam of a certain wavelength is passed from one or more points on the object plane to the image plane, and the respective object planes are passed. Around the optical path of the light beam of that wavelength from to the image plane, the light beam passing point quaternary vector (Equation (1) to (4)) based on the component decomposition of the light beam passing point, the aberration quaternary vector ((5), ( The method is characterized in that the result of paraxial / aberration analysis based on the analysis method introducing equation 7) is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0059】請求項44の発明は請求項42または43
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 44 is the invention of claim 42 or 43.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0060】請求項45の発明は請求項42または43
または44の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 45 is the invention of claim 42 or 43.
Alternatively, in the invention according to the forty-fourth aspect, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0061】請求項46の発明は請求項42または43
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 46 is the invention of claim 42 or 43.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0062】請求項47の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、(8)、(9)式で定義される光線
基本4元ベクトルを導入した解析手法にもとづいて近軸
・収差解析を行なうことを特徴としている。
In the optical processing method according to the forty-seventh aspect, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system to which the optical data is given. Paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength from each object plane to the image plane based on the analysis method that introduced the basic ray quaternary vector defined by equations (8) and (9) It is characterized by performing.

【0063】請求項48の発明の光学処理方法は請求項
47の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで、(8)、(9)式で定義される光線基本4元ベク
トルを導入した解析手法にもとづいて近軸・収差解析を
行なった結果を表示装置に表示またはプリンターにプリ
ントアウトすることを特徴としている。
In an optical processing method according to a forty-eighth aspect of the present invention, in the forty-seventh aspect, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on the object plane to an image plane is passed, and the respective object planes are passed. The paraxial / aberration analysis was performed around the optical path of the light beam of that wavelength from to the image plane, based on the analysis method that introduced the light fundamental quaternary vector defined by the equations (8) and (9). It is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0064】請求項49の発明は請求項47または48
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 49 is the invention of claim 47 or 48.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0065】請求項50の発明は請求項47または48
または49の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 50 is the invention of claim 47 or 48.
Alternatively, in the invention according to the forty-ninth aspect, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0066】請求項51の発明は請求項47または48
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 51 is the invention of claim 47 or 48.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0067】請求項52の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、(11)、(13)式、もしくは
(12)、(14)式で規定される光線通過点4元ベク
トルと光線基本4元ベクトルの関係式により、アジムス
依存性の分離するという解析手法にもとづいて近軸・収
差解析を行なうことを特徴としている。
In the optical processing method according to the invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given. A ray passing point quaternary vector and a ray defined by the equations (11), (13), or (12), (14) around the optical path of the ray of the wavelength from each object plane to the image plane. It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method of separating azimuth dependence by a relational expression of a basic quaternary vector.

【0068】請求項53の発明の光学処理方法は請求項
52の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで、(11)、(13)式、もしくは(12)、(1
4)式で規定される光線通過点4元ベクトルと光線基本
4元ベクトルの関係式により、アジムス依存性の分離す
るという解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なっ
た結果を表示装置に表示またはプリンターにプリントア
ウトすることを特徴としている。
The optical processing method according to claim 53 is the optical processing method according to claim 52, wherein a light beam of a certain wavelength passes from one or more points on the object plane to the image plane, and the respective object planes are passed. (11), (13), or (12), (1)
4) The ray passing point quaternary vector defined by the equation and the ray basic
Characteristically, paraxial / aberration analysis results are displayed on a display device or printed out to a printer based on an analysis technique of separating azimuth dependence by a four-vector relational expression.

【0069】請求項54の発明は請求項52または53
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 54 is the invention of claim 52 or 53.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0070】請求項55の発明は請求項52または53
または54の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 55 is the invention of claim 52 or 53.
Alternatively, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0071】請求項56の発明は請求項52または53
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 56 is the invention of claim 52 or 53.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0072】請求項57の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、(22)、(23)式で規定される
テンソル解析を用いた像側における4元ベクトルの収差
係数展開を使う解析手法にもとづいて近軸・収差解析を
行なうことを特徴としている。
The optical processing method according to the fifty-seventh aspect is characterized in that a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. An analysis using the aberration coefficient expansion of the quaternary vector on the image side using the tensor analysis defined by the equations (22) and (23) around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane. It is characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on a technique.

【0073】請求項58の発明の光学処理方法は請求項
57の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで、(22)、(23)式で規定されるテンソル解析
を用いた像側における4元ベクトルの収差係数展開を使
う解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なった結果
を表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトす
ることを特徴としている。
An optical processing method according to a fifty-eighth aspect of the present invention is the optical processing method according to the fifty-seventh aspect, wherein a light beam of a certain wavelength is passed from one or more points on the object surface to an image surface, and the respective object surfaces are passed. Around the optical path of the light beam of that wavelength from to the image plane, a close approximation is made based on an analysis method using the expansion of the aberration coefficient of the quaternary vector on the image side using the tensor analysis defined by the equations (22) and (23). It is characterized in that the result of the axis / aberration analysis is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0074】請求項59の発明は請求項57または58
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 59 is the invention of claim 57 or 58.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0075】請求項60の発明は請求項57または58
または59の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 60 is the invention of claim 57 or 58.
Alternatively, in the invention according to the 59th aspect, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0076】請求項61の発明は請求項57または58
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 61 is the invention of claim 57 or 58.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0077】請求項62の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、1次、2次、3次係数が(24)、
(25)、(26)式で規定される変換式により全くア
ジムスに依存しない「収差係数テンソル量」からアジムス
に依存する「収差表示テンソル量」に変換することによ
って任意のアジムスの収差係数を計算できるようにした
ことを特徴としている。
In the optical processing method according to the invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system to which the optical data is given. Around the optical path of the light beam of that wavelength from its respective object plane to the image plane, the first, second and third order coefficients are (24),
Calculate the aberration coefficient of an arbitrary azimuth by converting the “aberration coefficient tensor amount” that does not depend at all on the azimuth into the “aberration display tensor amount” that depends on the azimuth by the conversion expressions defined by the expressions (25) and (26). It is characterized by being made possible.

【0078】請求項63の発明の光学処理方法は請求項
62の発明において、前記物体面上の1つまたは複数の
点から像面に至るまである波長の光線を通し、該その各
々の物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわ
りで、1次、2次、3次係数が(24)、(25)、(2
6)式で規定される変換式により全くアジムスに依存し
ない「収差係数テンソル量」からアジムスに依存する「収
差表示テンソル量」に変換することによって任意のアジ
ムスの収差係数を計算できるようにした結果を表示装置
に表示またはプリンターにプリントアウトすることを特
徴としている。
The optical processing method according to claim 63 is the optical processing method according to claim 62, wherein a light beam of a certain wavelength passes from one or a plurality of points on the object plane to the image plane, and the respective object planes are passed. The first, second and third order coefficients are (24), (25), (2)
6) The result that the aberration coefficient of an arbitrary azimuth can be calculated by converting the “aberration coefficient tensor amount” that does not depend at all on the azimuth by the conversion expression defined by the expression into the “aberration display tensor amount” that depends on the azimuth. Is displayed on a display device or printed out on a printer.

【0079】請求項64の発明は請求項62または63
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 64 is the invention of claim 62 or 63.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.

【0080】請求項65の発明は請求項62または63
または64の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが
一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 65 is the invention of claim 62 or 63.
Alternatively, in the invention according to the 64th aspect, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0081】請求項66の発明は請求項62または63
の発明において、前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴としている。
The invention of claim 66 is the invention of claim 62 or 63.
In the invention, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0082】請求項67の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の点から
像面にまである波長の光線を通し、該その各々の物体面
から像面に至るその波長の光線の光路のまわりで、
(7)式に(22)式を代入して得られる収差4元ベク
トルに対し、そのベクトル量がゼロベクトルに近くなる
ように各構成面の形状や相対配置を決定することを特徴
としている。
In the optical processing method according to the present invention, a light beam having a certain wavelength from a point on the object plane to the image plane is passed through the optical system to which the optical data is given, Around the optical path of the light beam of that wavelength reaching the image plane,
It is characterized in that the shape and relative arrangement of each constituent surface are determined so that the vector amount of the aberration quaternary vector obtained by substituting the expression (22) into the expression (7) is close to the zero vector.

【0083】請求項68の発明の光学処理方法は請求項
67の発明において、前記物体面上の点から像面にまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、(7)式に(2
2)式を代入して得られる収差4元ベクトルに対し、そ
のベクトル量がゼロベクトルに近くなるように各構成面
の形状や相対配置を決定する手段として自動設計の手法
を用いることを特徴としている。
An optical processing method according to a sixty-eighth aspect of the present invention is the optical processing method according to the sixty-seventh aspect, wherein a light beam of a certain wavelength passes from the point on the object plane to the image plane, and each of the rays passes from the object plane to the image plane. Around the optical path of the light beam having the wavelength, (2)
2) An automatic design method is used as means for determining the shape and relative arrangement of each constituent surface such that the vector amount is close to a zero vector with respect to the aberration quaternary vector obtained by substituting the expression. I have.

【0084】請求項69の発明は請求項67または68
の発明において、前記物体面上の点から像面にまで、あ
る波長の光線を通す物体面上の点の数が複数であること
を特徴としている。
The invention of claim 69 is the invention of claim 67 or 68.
The present invention is characterized in that the number of points on the object plane through which a light beam of a certain wavelength passes from the point on the object plane to the image plane.

【0085】請求項70の発明は請求項67または68
または69の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、回転非対称光学系であることを特徴として
いる。
The invention of claim 70 is the invention of claim 67 or 68.
Alternatively, in the 69th invention, the optical system provided with the optical data is a rotationally asymmetric optical system.

【0086】請求項71の発明は請求項67または68
または69または70のいずれか1の発明において、前
記光学データが与えられた光学系は、基準軸が交わる点
の面法線と該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含
むことを特徴としている。
The invention of claim 71 is the invention of claim 67 or 68.
Alternatively, in the invention according to any one of 69 or 70, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal of a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. I have.

【0087】請求項72の発明は請求項67または68
または69のいずれか1の発明において、前記光学デー
タが与えられた光学系は、回転対称光学系であることを
特徴としている。
The invention of claim 72 is the invention of claim 67 or 68.
Alternatively, the optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.

【0088】請求項73の発明の光学処理装置は請求項
34から請求項72のいずれか1項記載の光学処理方法
を用いていることを特徴としている。
An optical processing apparatus according to a seventy-third aspect uses the optical processing method according to any one of the thirty-fourth to seventy-second aspects.

【0089】請求項74の発明の光学系は請求項34か
ら請求項72のいずれか1項記載の光学処理方法を用い
て設計されていることを特徴としている。
An optical system according to a seventy-fourth aspect is characterized in that it is designed using the optical processing method according to any one of the thirty-fourth to seventy-second aspects.

【0090】請求項75の発明の記録媒体は請求項34
から請求項72のいずれか1項記載の光学処理方法を記
録したことを特徴としている。
The recording medium according to claim 75 is the recording medium according to claim 34.
72. An optical processing method according to claim 72, wherein the optical processing method is recorded.

【0091】請求項76の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、そ
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なう光線を指定し
て光線追跡する演算モジュールを用いていることを特徴
としている。
In the optical processing method according to the seventy-sixth aspect of the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, an arithmetic module for tracing rays by specifying the light beam for paraxial / aberration analysis around the optical path It is characterized by using.

【0092】請求項77の発明の光学処理方法は請求項
76の発明において、前記演算モジュールを用いて演算
した演算結果の光路を表示装置に表示またはプリンター
にプリントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴
としている。
An optical processing method according to a seventy-seventh aspect of the present invention is the optical processing method according to the seventy-sixth aspect, wherein the optical path of the calculation result calculated by using the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium. Features.

【0093】請求項78の発明は請求項76または77
の発明において、前記指定される光線は軸外物点から出
る光線の内の主光線または任意の光線を選ぶことができ
るようになっていることを特徴としている。
The invention of claim 78 is the invention of claim 76 or 77.
The invention is characterized in that the designated light ray can be selected from a principal ray or an arbitrary light ray among rays emitted from an off-axis object point.

【0094】請求項79の発明は請求項76から78の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転非対称光学系が含まれることを特徴
としている。
The invention according to claim 79 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 76 to 78, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0095】請求項80の発明は請求項76から79の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点における面法線と該基準
軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とし
ている。
An eighteenth aspect of the present invention is the optical system according to any one of the seventy-sixth to seventy-ninth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given does not coincide with the surface normal at a point where the reference axis intersects. It is characterized by including Off-Axial surfaces.

【0096】請求項81の発明は請求項76から78の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転対称光学系が含まれることを特徴と
している。
The invention of claim 81 is characterized in that, in any one of the inventions of claims 76 to 78, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0097】請求項82の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、そ
の指定された光路についての光路に沿った光学データを
算出する演算モジュールを用いていることを特徴として
いる。
The optical processing method according to claim 82, wherein a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When paraxial and aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, an arithmetic module that calculates optical data along the optical path for the specified optical path is used. It is characterized by:

【0098】請求項83の発明の光学処理方法は請求項
82の発明において、前記演算モジュールを用いて演算
した演算結果の光路を表示装置に表示またはプリンター
にプリントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴
としている。
An optical processing method according to an 83rd aspect of the present invention is the optical processing method according to the 82nd aspect, wherein the optical path of the operation result calculated by using the operation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium. Features.

【0099】請求項84の発明は請求項82または83
の発明において、前記指定された光路についての光路に
沿った光学データには、光路に沿った各光路長(面間
隔)、光線追跡した光路が各面と交わる点におけるロー
カル面形状(光路が各面と交わる点を原点とした面のロ
ーカルな表現式)、上記光線追跡した光路の折れ曲がり
方を規程する角度情報と、折れ曲がり前後の屈折率情報
が含まれていることを特徴としている。
The invention of claim 84 is the invention of claim 82 or 83.
In the invention, the optical data along the optical path for the designated optical path includes the optical path lengths (surface intervals) along the optical path, the local surface shape at the point where the ray traced optical path intersects each surface (the optical path is It is characterized in that it includes a local expression of a plane whose origin is a point that intersects the plane), angle information that regulates how the light path traced by the ray is bent, and refractive index information before and after the bend.

【0100】請求項85の発明は請求項82から84の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転非対称光学系が含まれることを特徴
としている。
The invention according to claim 85 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 82 to 84, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0101】請求項86の発明は請求項82から85の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点における面法線と該基準
軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とし
ている。
The invention of claim 86 is the invention according to any one of claims 82 to 85, wherein in the optical system to which the optical data is given, the plane normal at a point where the reference axis intersects does not coincide with the reference axis. It is characterized by including Off-Axial surfaces.

【0102】請求項87の発明は請求項82から84の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転対称光学系が含まれることを特徴と
している。
The invention according to claim 87 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 82 to 84, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0103】請求項88の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、与えられた光学デ
ータの収差解析表現の座標体系で2種類または1種類のア
ジムスしか使われてない場合には、それを検知し3種類
以上のアジムスを導入した座標体系への変換を行なう演
算モジュールを用いていることを特徴としている。
The optical processing method according to claim 88, wherein only two or one kind of azimuth is used in the coordinate system of the aberration analysis expression of the given optical data for the given optical system. If not, an arithmetic module that detects this and converts it into a coordinate system in which three or more azimuths are introduced is used.

【0104】請求項89の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つま
たは複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、与
えられた光学データの収差解析表現の座標体系で2種類
または1種類のアジムスしか使われてない場合には、そ
れを検知し3種類以上のアジムスを導入した座標体系へ
の変換を行なう演算モジュールを用いていることを特徴
としている。
In the optical processing method according to the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system to which the optical data is given. When paraxial and aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of that wavelength from each object plane to the image plane, only two or one azimuth is used in the coordinate system of the aberration analysis expression of the given optical data. If not, an arithmetic module that detects this and converts it into a coordinate system in which three or more azimuths are introduced is used.

【0105】請求項90の発明は請求項88または89
の発明において、前記3種類以上のアジムスとは物体面
・像面の共役関係にある面に関わるアジムス、入射瞳面
・射出瞳面の共役関係にある面に関わるアジムス、収差
を評価するアジムスの3つを含むことを特徴としてい
る。
The invention of claim 90 is the invention of claim 88 or 89.
In the invention, the three or more types of azimuth are azimuths relating to a surface having a conjugate relationship between an object surface and an image surface, azimuths relating to a surface having a conjugate relationship between an entrance pupil surface and an exit pupil surface, and azimuth for evaluating aberrations. It is characterized by including three.

【0106】請求項91の発明は請求項90の発明にお
いて、前記物体面・像面の共役関係にある面に関わるア
ジムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にある面に関わ
るアジムスの少なくとも片方のアジムスは、収差を評価
するアジムスに対しての相対アジムスで記述されている
ことを特徴としている。
A ninth aspect of the present invention is the invention according to the ninety-fifth aspect, wherein at least one of the azimuth relating to the surface having a conjugate relation between the object plane and the image plane and the azimuth relating to the plane having a conjugate relation between the entrance pupil plane and the exit pupil plane are provided. One azimuth is characterized in that it is described as a relative azimuth to the azimuth for evaluating the aberration.

【0107】請求項92の発明は請求項88から91の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転非対称光学系が含まれることを特徴
としている。
The invention of claim 92 is characterized in that, in the invention of any one of claims 88 to 91, the optical system given the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.

【0108】請求項93の発明は請求項88から92の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系は、基準軸が交わる点における面法線と該基準
軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とし
ている。
[0108] According to a 93rd aspect of the present invention, in any one of the 88th to 92nd aspects, the optical system to which the optical data is given does not coincide with the surface normal at a point where the reference axis intersects. It is characterized by including Off-Axial surfaces.

【0109】請求項94の発明は請求項88から91の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転対称光学系が含まれることを特徴と
している。
The invention of claim 94 is characterized in that, in the invention of any one of claims 88 to 91, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0110】請求項95の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に対して、光線の射出側の射
出高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表
わす2つの成分の合わせて4つの成分が、光線の入射側
の入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角
を表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として
算出される演算モジュールを用いていることを特徴とし
ている。
An optical processing method according to a ninety-fifth aspect of the present invention provides two components representing an emission height on the exit side of a light beam and two components representing a converted inclination on the exit side with respect to an optical system given optical data. An arithmetic module is used in which a total of four components are calculated as a function of the total of two components representing the incident height on the incident side of the light beam and two components representing the converted tilt angle on the incident side. It is characterized by:

【0111】請求項96の発明の光学処理方法は、光学
データが与えられた光学系に物体面上の1つまたは複数
の点から像面に至るまである波長の光線を通してその光
路として指定される経路に関して、光線の射出側の射出
高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表わ
す2つの成分の合わせて4つの成分が、光線の入射側の
入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算
出される演算モジュールを用いていることを特徴として
いる。
In the optical processing method according to the nineteenth aspect of the present invention, an optical path to which an optical data is given is designated as an optical path through a light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane. Regarding the path, a total of four components including two components representing the exit height on the exit side of the light ray and two components representing the converted tilt angle on the exit side constitute two components representing the incident height on the entrance side of the ray and the incident component. It is characterized in that an arithmetic module is used which is calculated as a function of the four components in total of the two components representing the converted tilt angle on the side.

【0112】請求項97の発明は請求項95または96
の発明において、前記演算モジュールでの演算結果を表
示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまたは
記録媒体に記録することを特徴としている。
The invention of claim 97 is the invention of claim 95 or 96.
The present invention is characterized in that a calculation result in the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.

【0113】請求項98の発明は請求項95または96
または97の発明において、前記光線の入射側の入射高
さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角を表わす
2つの成分の合わせて4つの成分は(8)式で定義され
る4つの成分であり、光線の射出側の射出高さを表わす
2つの成分および射出側の換算傾角を表わす2つの成分
の合わせて4つの成分は(9)式で定義される4つの成
分であることを特徴としている。
The invention of claim 98 is the invention of claim 95 or 96.
Alternatively, in the invention of Item 97, a total of four components, which are the two components representing the incident height on the incident side of the light beam and the two components representing the converted inclination on the incident side, are four components defined by Expression (8). Yes, indicating the exit height of the ray exit side
A total of four components including the two components and the two components representing the converted tilt angle on the emission side are the four components defined by the equation (9).

【0114】請求項99の発明は請求項95から98の
いずれか1の発明において、前記光学データが与えられ
た光学系には、回転非対称光学系が含まれることを特徴
としている。
The invention according to claim 99 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 95 to 98, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0115】請求項100の発明は請求項95から99
のいずれか1の発明において、前記光学データが与えら
れた光学系は、基準軸が交わる点における面法線と該基
準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴と
している。
The invention of claim 100 is based on claims 95 to 99.
In any one of the inventions described above, the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where the reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0116】請求項101の発明は請求項95から98
のいずれか1の発明において、前記光学データが与えら
れた光学系には、回転対称光学系が含まれることを特徴
としている。
The invention of claim 101 is based on claims 95 to 98.
In any one of the inventions described above, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0117】請求項102の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、光線の射出側の
像面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内
での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分
が、光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2つの
成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成分の
合わせて4つの成分の関数として算出される演算モジュ
ールを用いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the present invention, two components representing a passing point in an image plane on the exit side of a light beam and an exit point in an exit pupil plane with respect to an optical system given optical data. A total of four components of the two components representing the passing point is a total of four components of the two components representing the passing point in the object plane on the light incident side and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane. It is characterized in that an arithmetic module calculated as a function of two components is used.

【0118】請求項103の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に物体面上の1つまたは複
数の点から像面に至るまである波長の光線を通してその
光路として指定される経路に関して、光線の射出側の像
面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内で
の通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分が、
光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2つの成分
および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合わ
せて4つの成分の関数として算出される演算モジュール
を用いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the tenth aspect of the present invention, an optical system to which optical data is given is designated as an optical path through a light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane. Regarding the path, a total of four components, that is, two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing the passing point in the exit pupil plane,
An arithmetic module is used that is calculated as a function of four components, including two components representing a passing point in the object plane on the light incident side and two components representing a passing point in the entrance pupil plane. It is characterized by.

【0119】請求項104の発明は請求項102または
103の発明において、前記演算モジュールでの演算結
果を表示装置に表示またはプリンターにプリントアウト
または記録媒体に記録することを特徴としている。
The invention according to claim 104 is characterized in that, in the invention according to claim 102 or 103, the operation result of the operation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.

【0120】請求項105の発明は請求項102または
103または104の発明において、前記光線の入射側
の物体面内での通過点を表わす2つの成分および入射瞳
面内での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成
分の合わせて4つの成分は(1)式または(3)式で示
される4つの成分であり、光線の射出側の像面内での通
過点を表わす2つの成分および射出瞳面内での通過点を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分は(2)式また
は(4)式で示される4つの成分であることを特徴とし
ている。
The invention of claim 105 is the invention of claim 102, 103 or 104, wherein the two components representing the passing point in the object plane on the incident side of the light beam and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane. The total of four components of the four components is the four components represented by the expression (1) or (3), and the two components representing the passing point in the image plane on the exit side of the light ray In addition, a total of four components of the two components representing the passing point in the exit pupil plane are the four components represented by the formula (2) or (4).

【0121】請求項106の発明は請求項102から1
05のいずれか1の発明において、前記光線の射出側の
像面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内
での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、
および、演算の入力情報である光線の入射側の物体面内
での通過点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通
過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分とを使っ
て物体収差、瞳の収差の少なくとも片方の収差情報が算
出されることを特徴としている。
The invention of claim 106 is based on claims 102 to 1
05, a total of four components including two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane;
An object is obtained by using a total of four components, that is, two components representing a passing point in the object plane on the incident side of a light ray and two components representing a passing point in the entrance pupil plane, which are input information of the operation. It is characterized in that aberration information of at least one of aberration and pupil aberration is calculated.

【0122】請求項107の発明は請求項106の発明
において、前記物体収差、瞳の収差の少なくとも片方の
収差情報は(5)式または(7)式を使って算出される
ことを特徴としている。
The invention of claim 107 is characterized in that, in the invention of claim 106, the aberration information of at least one of the object aberration and the pupil aberration is calculated by using equation (5) or (7). .

【0123】請求項108の発明は請求項106または
107の発明において、前記物体収差、瞳の収差の少な
くとも片方の収差がほとんどゼロに近くなるように各構
成面の形状や相対配置を決定する機能を持つことを特徴
としている。
The invention according to claim 108 is the invention according to claim 106 or 107, wherein the shape and relative arrangement of each constituent surface are determined such that at least one of the object aberration and the pupil aberration is almost zero. It is characterized by having.

【0124】請求項109の発明は請求項108の発明
において、前記物体収差、瞳の収差の少なくとも片方の
収差がほとんどゼロに近くなるように各構成面の形状や
相対配置を決定する機能として自動設計の手法が用いら
れていることを特徴としている。
[0124] The invention of claim 109 is based on the invention of claim 108 and has an automatic function as a function of determining the shape and relative arrangement of each constituent surface such that at least one of the object aberration and the pupil aberration is almost zero. It is characterized by the use of a design method.

【0125】請求項110の発明は請求項102から1
09のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転非対称光学系が含まれること
を特徴としている。
The invention of claim 110 is the invention of claims 102 to 1
09, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0126】請求項111の発明は請求項102から1
10のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系は、基準軸が交わる点における面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 111 is based on claims 102 to 1
The invention according to any one of the tenth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0127】請求項112の発明は請求項102から1
09のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転対称光学系が含まれることを
特徴としている。
The invention of claim 112 is based on claims 102 to 1
09, the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0128】請求項113の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、光線の射出側の
像面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内
での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、
または、光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2
つの成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成
分の合わせて4つの成分が、光線の射出側の射出高さを
表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表わす2つ
の成分の合わせて4つの成分、または、光線の入射側の
入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算
出される演算モジュールを用いていることを特徴として
いる。
In the optical processing method according to the present invention, two components representing a passing point in an image plane on the exit side of a light beam and an exit point in an exit pupil plane with respect to an optical system given optical data. A total of four components of the two components representing the passing point,
Or, represents the passing point in the object plane on the incident side of the light ray.
A total of four components, one component and two components representing a passing point in the entrance pupil plane, is a combination of two components representing the exit height on the exit side of the light ray and two components representing the converted tilt angle on the exit side. Using an arithmetic module that is calculated as a function of four components, or two components representing the incident height on the incident side of the light beam and two components representing the converted tilt angle on the incident side. It is characterized by.

【0129】請求項114の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に物体面上の1つまたは複
数の点から像面にまである波長の光線を通してその光路
として指定される経路に関して、光線の射出側の像面内
での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内での通
過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、また
は、光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2つの
成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成分の
合わせて4つの成分が、光線の射出側の射出高さを表わ
す2つの成分および射出側の換算傾角を表わす2つの成
分の合わせて4つの成分、または、光線の入射側の入射
高さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角を表わ
す2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算出さ
れる演算モジュールを用いていることを特徴としてい
る。
An optical processing method according to claim 114, wherein a path designated as an optical path through a light beam of a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane in an optical system given optical data. , Two components representing the passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing the passing point in the exit pupil plane, for a total of four components, or in the object plane on the incident side of the ray A total of four components, the two components representing the passing point at the entrance and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane, are the two components representing the exit height of the ray on the exit side and the converted tilt angle on the exit side. Is calculated as a function of the total of the four components, or the sum of the two components that represent the incident height on the incident side of the light ray and the two components that represent the converted inclination on the incident side. Using an arithmetic module It is characterized by having.

【0130】請求項115の発明は請求項113または
114の発明において、前記演算モジュールでの演算結
果を表示装置に表示またはプリンターにプリントアウト
または記録媒体に記録することを特徴としている。
The invention of claim 115 is characterized in that, in the invention of claim 113 or 114, the calculation result of the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.

【0131】請求項116の発明は請求項113または
114または115の発明において、前記光線の入射側
の物体面内での通過点を表わす2つの成分および入射瞳
面内での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成
分の合わせて4つの成分は(1)式または(3)式で示
される4つの成分、光線の射出側の像面内での通過点を
表わす2つの成分および射出瞳面内での通過点を表わす
2つの成分の合わせて4つの成分は(2)式または
(4)式で示される4つの成分であり、一方、光線の入
射側の入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算
傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分は(8)
式で定義される4つの成分であり、光線の射出側の射出
高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表わ
す2つの成分の合わせて4つの成分は(9)式で定義さ
れる4つの成分であることを特徴としている。
The invention according to claim 116 is the invention according to claim 113 or 114 or 115, wherein two components representing a passing point in the object plane on the incident side of the light beam and 2 representing a passing point in the entrance pupil plane. The total of the four components is the four components represented by the formula (1) or the formula (3), the two components representing the passing point in the image plane on the exit side of the light beam, and the exit A total of four components of the two components representing the passing point in the pupil plane are the four components represented by the formula (2) or (4). A total of four components, which are one component and two components representing the converted inclination on the incident side, are (8)
The four components defined by the expression, the total of two components representing the emission height on the exit side of the light beam and the two components representing the converted tilt angle on the exit side, are defined by the expression (9). It is characterized by having four components.

【0132】請求項117の発明は請求項113から1
16のいずれか1の発明において、前記光線の射出側の
像面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内
での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、
または、光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2
つの成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成
分の合わせて4つの成分が、光線の射出側の射出高さを
表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表わす2つ
の成分の合わせて4つの成分、または、光線の入射側の
入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算傾角を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算
出される場合、その演算算出は(11)式、(13)式
もしくは(12)式、(14)式を使って行なわれるこ
とを特徴としている。
The invention of claim 117 is based on claims 113 to 1
16. In the invention of any one of the sixteenth aspects, a total of four components including two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane,
Or, represents the passing point in the object plane on the incident side of the light ray.
A total of four components, one component and two components representing a passing point in the entrance pupil plane, is a combination of two components representing the exit height on the exit side of the light ray and two components representing the converted tilt angle on the exit side. When four components are calculated as a function of the four components, or two components representing the incident height on the incident side of the light ray and two components representing the converted tilt angle on the incident side, the calculation is represented by ( It is characterized in that the calculation is performed using the equations (11), (13), (12) and (14).

【0133】請求項118の発明は請求項113から1
16のいずれか1の発明において、前記光線の射出側の
像面内での通過点を表わす2つの成分および射出瞳面内
での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分
が、光線の射出側の射出高さを表わす2つの成分および
射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの
成分の関数としての算出される場合、その演算算出は
(22)式、(23)式および(24)、(25)、
(26)式を使って行なわれることを特徴としている。
The invention of claim 118 is based on claims 113 to 1
In the invention of any one of the sixteenth aspects, a total of four components including the two components representing the passing point in the image plane on the exit side of the light ray and the two components representing the passing point in the exit pupil plane, When the two components representing the injection height on the injection side and the two components representing the converted inclination on the injection side are calculated as a function of four components, the calculation is performed using equations (22) and (23). Equations and (24), (25),
It is characterized by being performed using equation (26).

【0134】請求項119の発明は請求項113から1
18のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転非対称光学系が含まれること
を特徴としている。
The invention of claim 119 is based on claims 113 to 1
The invention according to any one of the eighteenth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0135】請求項120の発明は請求項113から1
19のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系は、基準軸が交わる点における面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 120 is based on claims 113 to 1
The invention according to any one of the nineteenth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where the reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0136】請求項121の発明は請求項113から1
18のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転対称光学系が含まれることを
特徴としている。
The invention of claim 121 is based on claims 113 to 1
The invention according to any one of the eighteenth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0137】請求項122の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、そ
の近軸・収差解析を行なう光路が一つであるか複数であ
るかを判断する演算モジュールを用いていることを特徴
としている。
In the optical processing method according to the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, it is determined whether the paraxial / aberration analysis is performed for one or more optical paths. It is characterized by using an arithmetic module.

【0138】請求項123の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、共
通面評価が必要かどうかを判断する演算モジュールを用
いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the 123rd aspect, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, an arithmetic module for determining whether or not a common plane evaluation is required is used.

【0139】請求項124の発明は請求項123の発明
において、前記共通面評価が必要との判断は、ユーザー
の必要と言う入力の場合に行なわれることを特徴として
いる。
The invention of claim 124 is characterized in that, in the invention of claim 123, the judgment that the common surface evaluation is necessary is made in the case of an input that the user needs.

【0140】請求項125の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、共
通面評価が必要と判断された時に、共通評価面に対する
物体面、像面の傾きおよびデフォーカス変換を行なう演
算モジュールを用いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the 125th aspect of the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, when it is determined that a common plane evaluation is necessary, the inclination of the object plane and the image plane with respect to the common evaluation plane And an arithmetic module for performing defocus conversion is used.

【0141】請求項126の発明は請求項122から1
25のいずれか1の発明において、前記演算モジュール
での演算結果を表示装置に表示またはプリンターにプリ
ントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴として
いる。
The invention of claim 126 is the invention of claim 122
The invention according to any one of the twenty-fifth aspects, wherein a calculation result of the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium.

【0142】請求項127の発明は請求項122から1
26のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転非対称光学系が含まれること
を特徴としている。
The invention of claim 127 is based on claims 122 to 1.
The invention according to any one of the twenty-sixth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0143】請求項128の発明は請求項122から1
27のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系は、基準軸が交わる点における面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 128 is based on claims 122 to 1
27. The invention according to any one of the twenty-seventh aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where the reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0144】請求項129の発明は請求項122から1
26のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転対称光学系が含まれることを
特徴としている。
The twelfth aspect of the present invention is the twelfth aspect of the present invention.
26. The invention according to any one of the twenty-sixth aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0145】請求項130の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、その近軸・収差
解析を行なうアジムスが一つであるか複数であるかを判
断する演算モジュールを用いていることを特徴としてい
る。
An optical processing method according to claim 130, wherein an arithmetic module for determining whether there is one or more azimuths for performing paraxial / aberration analysis on an optical system given optical data. It is characterized by using.

【0146】請求項131の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、そ
の近軸・収差解析を行なうアジムスが一つであるか複数
であるかを判断する演算モジュールを用いていることを
特徴としている。
In the optical processing method according to the thirty-first aspect, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, it is determined whether there is one or more azimuths to perform the paraxial / aberration analysis. It is characterized by using an arithmetic module.

【0147】請求項132の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、アジムス依存性
評価が必要かどうかを判断する演算モジュールを用いて
いることを特徴としている。
The optical processing method according to the invention of claim 132 is characterized in that an arithmetic module for judging whether the azimuth dependency evaluation is necessary for an optical system to which optical data is given is used.

【0148】請求項133の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、ア
ジムス依存性評価が必要かどうかを判断する演算モジュ
ールを用いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of the wavelength from each object plane to the image plane, an arithmetic module that determines whether or not the azimuth dependence evaluation is necessary is used. .

【0149】請求項134の発明は請求項132または
133の発明において、前記アジムス依存性評価が必要
との判断は、ユーザーの必要と言う入力の場合に行なわ
れることを特徴としている。
The invention of claim 134 is characterized in that, in the invention of claim 132 or 133, the judgment that the azimuth dependency evaluation is necessary is made when the user inputs that the evaluation is necessary.

【0150】請求項135の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、アジムス依存性
評価が必要と判断された時に、アジムス毎に計算された
収差特性をまとめて表やグラフに書ける形にまとめる演
算モジュールを用いていることを特徴としている。
In the optical processing method according to the present invention, when it is determined that the azimuth dependency evaluation is required for the optical system to which the optical data is given, the aberration characteristics calculated for each azimuth are collectively displayed. It is characterized by the use of an arithmetic module that summarizes the data into a form that can be drawn on a graph.

【0151】請求項136の発明の光学処理方法は、光
学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1つ
または複数の点から像面に至るまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、ア
ジムス依存性評価が必要と判断された時に、アジムス毎
に計算された収差特性をまとめて表やグラフに書ける形
にまとめる演算モジュールを用いていることを特徴とし
ている。
In the optical processing method according to the present invention, a light beam having a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane is passed through the optical system given the optical data. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of light of that wavelength from each object plane to the image plane, when it is determined that azimuth dependency evaluation is necessary, the aberration characteristics calculated for each azimuth are summarized. It is characterized by the use of an operation module that organizes the data into a form that can be written in a table or graph.

【0152】請求項137の発明は請求項130から1
36のいずれか1の発明において、前記演算モジュール
での演算結果を表示装置に表示またはプリンターにプリ
ントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴として
いる。
The invention of claim 137 is based on claims 130 to 1
36. The invention according to any one of the thirty-sixth aspects, wherein a calculation result in the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium.

【0153】請求項138の発明は請求項130から1
37のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転非対称光学系が含まれること
を特徴としている。
The invention of claim 138 is based on claims 130 to 1.
37. The image forming apparatus as defined in any one of Items 37 to 37, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.

【0154】請求項139の発明は請求項130から1
38のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系は、基準軸が交わる点における面法線と
該基準軸とが一致しないOff-Axial曲面を含むことを特
徴としている。
The invention of claim 139 is based on claims 130 to 1
The invention according to any one of the thirty-eighth invention, wherein the optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis.

【0155】請求項140の発明は請求項130から1
37のいずれか1の発明において、前記光学データが与
えられた光学系には、回転対称光学系が含まれることを
特徴としている。
The invention of claim 140 is based on claims 130 to 1
37. The invention according to any one of the 37th aspects, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.

【0156】請求項141の発明の光学処理装置は請求
項76から請求項140のいずれか1項記載の光学処理
方法に用いていることを特徴としている。
An optical processing apparatus according to the invention of claim 141 is characterized in that it is used in the optical processing method according to any one of claims 76 to 140.

【0157】請求項142の発明の光学系は請求項76
から請求項140のいずれか1項記載の光学処理方法を
用いて設計されていることを特徴としている。
The optical system according to claim 142 is the invention according to claim 76.
140 is characterized by being designed using the optical processing method according to any one of claims 140 to 140.

【0158】請求項143の発明の記録媒体は請求項7
6から請求項140のいずれか1項の記載の光学処理方
法を記録したことを特徴としている。
The recording medium according to claim 143 is the recording medium according to claim 7.
The optical processing method according to any one of claims 6 to 140 is recorded.

【0159】[0159]

【発明の実施の形態】1.本発明は、幾つかの新しい概
念や定義を導入するとともに新しく導入した概念を使っ
たより一般的な像の新しい解析法を体系化している。そ
のうちの主たる手段としては以下の項目がある。 ・Off-Axial光学系におけるアジムスの考え方を整理し
て3つのアジムスを導入した処理方法となっているこ
と。 ・光線通過点の成分分解に基づく光線通過点4元ベクト
ル、収差4元ベクトルを導入した解析手法にもとづいた
処理方法となっていること。 ・光線基本4元ベクトルを導入した解析手法にもとづい
た処理方法となっていること。 ・光線通過点4元ベクトルと光線基本4元ベクトルの関係
式を使ってアジムス依存性の分離するという解析手法に
もとづいた処理方法となっていること。 ・テンソル解析を用い、射出側における4元ベクトルを
入射側の4元ベクトルを使って展開を使う解析手法にも
とづいた処理方法となっていること。 ・解析体系の敷衍化に伴って、より一般的な光学系の総
合的近軸・収差論的評価の処理方法となっていること。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention introduces some new concepts and definitions and codifies a new way of analyzing more general images using the newly introduced concepts. The main items are as follows. -The processing method adopts three azimuths by organizing the azimuth concept in the off-axial optical system. A processing method based on an analysis method that introduces a quaternary vector of ray passing points and a quaternary vector of aberrations based on the decomposition of components of ray passing points. -The processing method must be based on an analysis method that introduces the basic ray vector. -A processing method based on an analysis method of separating azimuth dependence using a relational expression between a ray passing point quaternary vector and a ray basic quaternary vector. -The processing method must be based on an analysis method that uses tensor analysis and expands the quaternary vector on the exit side using the quaternary vector on the incident side. -With the extension of the analysis system, it must be a general paraxial and aberration-based evaluation processing method for more general optical systems.

【0160】以上、本発明の主たる手段として挙げた処
理方法をとることにより、一般的には対称性が少ないた
めに解析が複雑になると考えられていたOff-Axial光学
系に対して、見通しの良い解析ができるという作用があ
り、Off-Axial光学系の光学設計に適した処理装置を得
ることができる。特にこうした解析手法はアジムス依存
性を近軸追跡値マトリックスJijとして分離することが
できる、つまりまず系固有の量を求めておけばすべての
アジムス依存性は近軸追跡値マトリックスを掛けて変換
することにより求められる、という作用があるために従
来回転対称性がないために複雑と見られていたOff-Axia
l光学系の光学設計に適した処理装置を得ることができ
る。更に解析体系の敷衍化に伴って、この解析手法が、
狭義のOff-Axial光学系だけでなくより一般的な光学系
の総合的近軸・収差論的評価に適用できるという作用が
あり、より一般的な光学系の総合的近軸・収差論的評価
や設計に適した処理装置を得ることができる。
As described above, by adopting the processing method mentioned as the main means of the present invention, the Off-Axial optical system, which is generally considered to be complicated due to less symmetry, has an outlook. This has the effect of enabling good analysis, and can provide a processing apparatus suitable for the optical design of the off-axial optical system. In particular, such analysis methods can separate the azimuth dependence as a paraxial tracking value matrix J ij , that is, if the system-specific quantity is first determined, all azimuth dependencies are converted by multiplying by the paraxial tracking value matrix. Off-Axia, which was considered complicated due to the lack of rotational symmetry in the past because it had the effect of being required by
l A processing apparatus suitable for the optical design of the optical system can be obtained. Furthermore, along with the extension of the analysis system, this analysis method,
It can be applied not only to the off-axial optical system in a narrow sense but also to general paraxial and aberration theory evaluation of more general optical systems, and it has comprehensive paraxial and aberration theory evaluation of more general optical systems. And a processing device suitable for the design can be obtained.

【0161】次に本発明の光学処理方法(処理方法)お
よびそれを用いた光学処理装置(処理装置)に係る解析
理論・解析体系を順次説明する。 1 Off−Axial光学系におけるアジムスの考え
方:3つのアジムスを導入した処理方法 Off-Axial光学系では回転対称性がないためにアジムス
は一つのアジムスで済ませられる共軸系ほどには簡単で
はない。そこでOff-Axial光学系の表現の一般化をはか
るために、基準軸のまわりのアジムスとして図1に示す
ように次の3種類のアジムスを導入する。
Next, an analysis theory and an analysis system relating to the optical processing method (processing method) of the present invention and the optical processing apparatus (processing apparatus) using the same will be sequentially described. 1 Concept of Azimuth in Off-Axial Optical System: Processing Method Introducing Three Azims The Off-Axial optical system has no rotational symmetry, so that the azimuth is not as simple as a coaxial system in which one azimuth is sufficient. In order to generalize the expression of the off-axial optical system, the following three types of azimuths are introduced as azimuths around the reference axis as shown in FIG.

【0162】1.評価のアジムスξ Off-Axial光学系では回転非対称のため、基準軸を含む
どの平面で物体収差や瞳の収差を評価しているのかとい
うことが問題となる。アジムスξは基準軸を含むその評
価平面のアジムスである。
1. Azimuth of Evaluation Since the Off-Axial optical system is rotationally asymmetric, there is a problem in which plane including the reference axis is evaluated for object aberration and pupil aberration. Azimuthξ is the azimuth of the evaluation plane including the reference axis.

【0163】2.物、像点の相対アジムスζ,ζ′ いま収差を評価しようとしているアジムスξに対して、
物、像点のアジムスの違いで収差量は変わってくる。そ
こで物、像点のアジムスをそれぞれξ+ζ≡ξ b、ξ+
ζ′≡ξ′b(ζ,ζ′は物、像点の相対アジムス)を
定義して導入する。
2. Relative azimuth of object and image point ζ, ζ ′
The amount of aberration changes depending on the difference between the object and the azimuth of the image point. So
Here, the azimuth of the object and the image point are respectively ++ ζ≡ξ b, Ξ +
ζ′≡ξ ′b(Ζ, ζ 'are relative azimuths of object and image point)
Define and introduce.

【0164】3.入射瞳面上の点、射出瞳面上の点の相対
アジムスη,η′ 同様に収差を評価しようとしているアジムスξに対し
て、光線の通る入射瞳面上の点、射出瞳面上の点のアジ
ムスの違いで収差量は変わってくる。そこで光線の通る
入射瞳面上の点、射出瞳面上の点のアジムスをそれぞれ
ξ+η≡ξr、ξ+η′≡ξ′r(η,η′は光線の通る
入射瞳面上の点、射出瞳面上の点の相対アジムス)を定
義して導入する。
3. Relative azimuths η, η 'of points on the entrance pupil plane and points on the exit pupil plane Similarly, for the azimuth 収 差 whose aberration is to be evaluated, a point on the entrance pupil plane through which light rays pass, The amount of aberration changes depending on the difference of the azimuth at a point on the pupil plane. Therefore, the azimuths of a point on the entrance pupil plane through which light rays pass and a point on the exit pupil plane are ξ + η≡ξ r and ξ + η′≡ξ ′ r (η and η ′ are points on the entrance pupil plane through which light rays pass, and the exit pupil, respectively). Define and introduce relative azimuths of points on the surface.

【0165】ここで定義した2種類の相対アジムスは、
従来の共軸回転対称系の収差論では、ζの方が、瞳の収
差の表現式の中に現れるアジムスに対応するものであ
り、ηの方は物体の収差の表現式の中に現れるアジムス
に対応するものである。
The two types of relative azimuths defined here are:
In the conventional theory of coaxial rotational symmetry, ζ corresponds to the azimuth appearing in the expression of the pupil aberration, and η corresponds to the azimuth appearing in the expression of the aberration of the object. It corresponds to.

【0166】なお今後、入射側の量といえば物体面、入
射瞳面にかかわる量をあらわす事とし、射出側といえば
射出瞳面、像面に関する量を扱うものとする。そして記
号的には入射側にはζ,ηのように′なしの表現をし、
射出側ではζ′,η′のように′つきの表現をするもの
とする(なお、上記評価のアジムスξは入射側と射出側
で同じ量として定義するので、代表としてξで表わすも
のとする。
In the following, the quantity on the incident side will be referred to as the quantity relating to the object plane and the entrance pupil plane, and the quantity relating to the exit pupil plane and the image plane will be treated as the exit side. And symbolically, there is no expression such as ζ, η on the incident side,
On the emission side, expressions such as ζ 'and η' are added. (Because the azimuth 評 価 in the above evaluation is defined as the same amount on the incidence side and the emission side, it is represented by ξ as a representative.

【0167】2 光線通過点の成分分解に基づく光線通
過点4元ベクトル、収差4元ベクトルを導入した解析手
法にもとづいた処理方法 2.1光線通過点の成分分解と光線通過点4元ベクトルの
導入 上に述べたようにある評価のアジムスξに対して、収差
表現を得るために物体面、入射瞳面、射出瞳面、像面に
おける光線の通過点を成分に分けることを考える。それ
には図2、図3に物体面内、入射瞳面内での成分分解例
を示すように、評価のアジムス方向の成分(評価のアジ
ムスξに対し平行成分)と、それとは垂直な方向の成分
(評価のアジムスξに対し垂直成分)に分ける方法をと
る。
2 Processing method based on analysis method introducing ray passing point quaternary vector and aberration quaternary vector based on ray passing point component decomposition 2.1 Decomposition of ray passing point and introduction of ray passing point quaternary vector As described in the above, for azimuth ξ of a certain evaluation, it is considered to divide the passing points of light rays on the object plane, the entrance pupil plane, the exit pupil plane, and the image plane into components in order to obtain an aberration expression. As shown in FIGS. 2 and 3, component decomposition examples in the object plane and the entrance pupil plane are shown. The azimuth component in the evaluation (parallel component to the azimuth ξ in the evaluation) and the component in the direction perpendicular to the azimuth are evaluated. A method of dividing into components (perpendicular to the azimuth 評 価 of evaluation) is taken.

【0168】図中に示すように、物体面内での通過点と
物体面内の原点(基準軸の通過位置)との距離をB、入
射瞳面内での通過点と入射瞳面内の原点(基準軸の通過
位置)との距離をR、像面内での通過点と像面内の原点
(基準軸の通過位置)との距離をB′、射出瞳面内での
通過点と射出瞳面内の原点(基準軸の通過位置)との距
離をR′とすれば、それらの面での評価のアジムスξに
対しての平行成分(記号‖)と垂直成分(記号⊥)は相
対アジムスζ,η,ζ′,η′を使ってそれぞれ以下の
ように表せる。
As shown in the figure, the distance between the passing point in the object plane and the origin (the passing position of the reference axis) in the object plane is B, and the passing point in the entrance pupil plane and the distance in the entrance pupil plane are B. R is the distance from the origin (passing position of the reference axis), B 'is the distance between the passing point in the image plane and the origin (passing position of the reference axis) in the image plane, and the passing point is in the exit pupil plane. Assuming that the distance from the origin (passing position of the reference axis) in the exit pupil plane is R ′, the parallel component (symbol ‖) and the vertical component (symbol ⊥) with respect to the azimuth の of the evaluation on those planes are Using the relative azimuths ζ, η, ζ ′, η ′, they can be expressed as follows, respectively.

【0169】[0169]

【外1】 [Outside 1]

【0170】[0170]

【外2】 [Outside 2]

【0171】[0171]

【外3】 [Outside 3]

【0172】[0172]

【外4】 [Outside 4]

【0173】[0173]

【外5】 [Outside 5]

【0174】[0174]

【外6】 [Outside 6]

【0175】[0175]

【外7】 [Outside 7]

【0176】[0176]

【外8】 [Outside 8]

【0177】[0177]

【外9】 [Outside 9]

【0178】[0178]

【外10】 [Outside 10]

【0179】6 解析体系の敷衍化に伴う、よリ一般的
な光学系の総合的近軸・収差論的評価の処理方法 前節までで、新しく構築したOff-Axial光学系の近軸・
収差解析の体系について説明してきたが、このOff-Axia
l光学系の考え方は色々な光学系の主光線など任意の光
線のまわりにも同様な折れ曲がった光路に沿った近軸展
開を行なえるということをも意味している。色々な光学
系とは今まで考えてきたOff-Axial光学系ばかりではな
く、共軸系(回転対称共軸系、アナモルフィック系)の
一般の光線に対しても適用できる。このことは、従来明
るい光学系の高画角の軸外光線での収差系数評価が高次
の収差展開がないために行なえなかったものに対して、
主光線に代表される一般光線のまわりに近軸展開を行な
えば、低次の収差展開で光学評価が行なえるようになる
ということである。こうした軸外光線など一般光線のま
わりのOff-Axial近軸・収差解析の体系を「敷衍化され
た近軸・収差解析」と今後呼ぶこととするが、以下に従
来のOff-Axial光学系の収差論の体系を「敷衍化された
近軸・収差解析」として展開する場合に、今まで述べて
きたOff-Axial光学系の近軸・収差解析の体系とは異な
る手順、付加するべき項目を以下に示す。
6 Comprehensive paraxial / aberration theory processing method for general optical system with extension of analysis system Up to the previous section, paraxial / abaxial optical system newly constructed Off-Axial optical system
We have explained the system of aberration analysis, but this Off-Axia
The concept of the optical system also means that paraxial expansion along a similar bent optical path can be performed around an arbitrary ray such as the principal ray of various optical systems. The various optical systems can be applied not only to the off-axial optical system that has been considered until now, but also to general rays of a coaxial system (rotationally symmetric coaxial system, anamorphic system). This is because, in contrast to the conventional optical system in which the evaluation of the number of aberrations with a high angle of view off-axis light beam cannot be performed due to the absence of higher-order aberration development,
If paraxial development is performed around a general light ray represented by a chief ray, optical evaluation can be performed with low-order aberration development. The system of Off-Axial paraxial / aberration analysis around general rays such as off-axis rays will be referred to as “extended paraxial / aberration analysis” in the future. When developing the system of aberration theory as “extended paraxial / aberration analysis”, procedures and items to be added that differ from the paraxial / aberration analysis system of the Off-Axial optical system described so far are described. It is shown below.

【0180】1.光学データが与えられた光学系に対し、
そのまわりにおいて近軸展開を行なうべき光線の選択と
光線追跡 Off-Axial光学系の考え方では、「物体面中心(被撮
影、被観察範囲の中心)から出る光線のうち、光学系の
指定される面順次に光学系を通り、光学系内に定義され
る絞り中心を通る基準波長の光線を基準光線として設定
した時、その折れ曲がった基準光線の光路を基準軸と呼
ぶことにすれば、このように定義した基準軸が曲面と交
わる点において面法線が基準軸と一致しない曲面(Off-
Axial曲面)を含み、その折れ曲がった基準軸に沿って
光学要素を配置する」ので、面間隔は基準軸に沿ってと
られ、また面形状も基準軸が曲面と交わる点を原点とし
ての表現式で与えられるのが一般的である。したがっ
て、与えられた光学系のデータだけでその基準軸のまわ
りの近軸・収差解析が可能である。ところが、上記「敷
衍化された近軸・収差解析」では、近軸・収差解析を行
なうべきある波長の光線を選んで光線を追跡し、そのま
わりにおいて近軸展開を行なうべき光路を確定させる必
要がある。
1. For an optical system given optical data,
Selection of rays that should be paraxially expanded around them and ray tracing The idea of the off-axial optical system is that “of the rays coming out from the center of the object plane (the center of the area to be imaged or observed), the optical system is specified. When a light beam having a reference wavelength passing through the optical system in a plane-sequential manner and passing through the center of the aperture defined in the optical system is set as a reference light beam, the optical path of the bent reference light beam is referred to as a reference axis. A surface whose normal does not coincide with the reference axis at the point where the reference axis defined in
Axial curved surface), and the optical elements are arranged along the bent reference axis. "Therefore, the surface spacing is taken along the reference axis, and the surface shape is also expressed by the point where the reference axis intersects the curved surface as the origin. It is generally given by Therefore, paraxial / aberration analysis around the reference axis can be performed only by the data of the given optical system. However, in the above-mentioned “expanded paraxial / aberration analysis”, it is necessary to select a ray of a certain wavelength to be subjected to paraxial / aberration analysis, trace the ray, and determine an optical path around which paraxial expansion should be performed. There is.

【0181】2.光線追跡した光路についての「光路に沿
った光学データ」の算出 上記光線追跡した光路のまわりで、従来のOff-Axial光
学系の基準軸上(「軸上」と呼ぶ)と同等に近軸・収差
解析を行なうためには、上記光線追跡した光路のまわり
でOff-Axial光学系では先に与えられていたデータと同
様の「光路に沿った光学データ」の算出が必要である。
「光路に沿った光学データ」とは、光路に沿った各光路
長(面間隔)、光線追跡した光路が各面と交わる点にお
けるローカル面形状(光路が各面と交わる点を原点とし
た面のローカルな表現式)、上記光線追跡した光路の折
れ曲がり方を規程する角度情報と、折れ曲がり前後の屈
折率情報である。このうち折れ曲がり前後の屈折率情報
は与えられたデータを流用できるが、残りの情報は新た
に算出しておく必要がある。
2. Calculation of “optical data along the optical path” for the optical path traced by the light ray Around the optical path traced by the ray ray, the reference axis of the conventional Off-Axial optical system (referred to as “on axis”) In order to perform paraxial / aberration analysis equally, it is necessary to calculate “optical data along the optical path” similar to the data given earlier in the Off-Axial optical system around the optical path traced by the ray. is there.
“Optical data along the optical path” refers to the length of each optical path along the optical path (surface interval), the local surface shape at the point where the traced optical path intersects each surface (the surface whose origin is the point where the optical path intersects each surface) ), Angle information that regulates how the optical path traced by the ray is bent, and refractive index information before and after the bend. The given data can be used for the refractive index information before and after the bending, but the remaining information needs to be newly calculated.

【0182】光路に沿った各光路長(面間隔)は光路が
各面と交わる点同士の絶対座標の間の距離として計算さ
れる。
Each optical path length (surface interval) along the optical path is calculated as a distance between absolute coordinates of points where the optical path intersects each surface.

【0183】光線追跡した光路が各面と交わる点におけ
るローカル面形状(光路が各面と交わる点を原点とした
面のローカルな表現式)は、一般には面形状の表現の原
点に光路が各面と交わる点をとり、そこでの面法線方向
に一つの座標軸x軸を合わせた例えば以下のような式で
表現するのが便利である。
The local surface shape at the point where the ray traced optical path intersects each surface (the local expression of the surface with the origin at the point where the optical path intersects each surface) is generally expressed as follows. It is convenient to take a point that intersects with the surface and express it with, for example, the following expression in which one coordinate axis x-axis is aligned with the surface normal direction there.

【0184】 x(y,z) =C20y2+2C11yz+C02z2 +D30y3+3D21y2z+3D12yz2+D03z3 +E40y4+4E31y3z+6E22y2z2+4E13yz3+E04z4+... (27) (ここで、各次数の展開係数の前には、2項係数が便宜
的につけてある。これは、2項係数をつけておくこと
で、近軸量、収差係数の中に分数係数を残さないように
するためである。) 一般に、こうした座標系での表現を得るためには、もと
の原点と座標軸に対し原点移動と3次元回転の座標変換
を行なってやれば良い。この座標変換の解析的表現は一
般的に複雑である。そのため、もとの曲面上の何点かの
点を用いたフィッティングによって数値的に光路が各面
と交わる点を原点とした面のローカルな表現式を求める
ことも有効な方法であろう。
X (y, z) = C 20 y 2 + 2C 11 yz + C 02 z 2 + D 30 y 3 + 3D 21 y 2 z + 3D 12 yz 2 + D 03 z 3 + E 40 y 4 + 4E 31 y 3 z + 6E 22 y 2 z 2 + 4E 13 yz 3 + E 04 z 4 + ... (27) (where the binomial coefficient is added before the expansion coefficient of each order for convenience) This is because adding a binomial coefficient prevents a fractional coefficient from remaining in the paraxial amount and the aberration coefficient.) Generally, in order to obtain an expression in such a coordinate system, May be obtained by performing coordinate transformation of origin movement and three-dimensional rotation with respect to the original origin and coordinate axes. The analytic representation of this coordinate transformation is generally complex. Therefore, it may be an effective method to numerically obtain a local expression of a plane whose origin is a point where the optical path intersects each plane by fitting using several points on the original curved surface.

【0185】光線追跡した光路の折れ曲がり方を規程す
る角度情報とは、Off-Axial光学系では「基準軸が曲面
と交わる点において面法線が基準軸となす角度(Off-Ax
ial角)および、折れ曲がり点前後の基準軸を含む面
(基準面)がどのように同一平面からずれてひねれてい
くかの角度(ひねり角)」である。これらと同等な角度
情報を、光路が各面と交わる点において求めるために
は、光路が各面と交わる点における法線の方向および、
屈折、反射、回折などの法則を使って偏向後の光路の方
向を求めることにより計算することができる。
In the Off-Axial optical system, the angle information that defines the bending of the ray traced light path is defined as “the angle (Off-Ax) between the surface normal and the reference axis at the point where the reference axis intersects the curved surface.
ial angle) and an angle (twist angle) of how a plane (reference plane) including the reference axis before and after the bending point is displaced from the same plane and twisted. To obtain angle information equivalent to these at the point where the optical path intersects each surface, the direction of the normal at the point where the optical path intersects each surface, and
It can be calculated by determining the direction of the optical path after deflection using the laws such as refraction, reflection, and diffraction.

【0186】3.共通評価面に対する物体面、像面の傾き
およびデフォーカス変換 以上1.2.が主光線に代表される一本の一般光線のまわり
に近軸展開を行なえば、低次の収差展開で光学評価を行
なえるようになるということであった。更に、この評価
を行なう光線を一つの光学系あたり複数個(たとえば、
違う複数の画角の主光線)とることも可能である。そう
した場合、個々の近軸展開する光線で独立に近軸・収差
解析をしてもよいが、光線の出る物体面を共通化し、評
価面もある画角の主光線の像面に共通化して評価したい
場合もある。そうした場合、物体面、評価面の傾きを揃
える処置が必要である。また、収差がある場合は各々の
画角の主光線同士では像面の位置が一致しないのが一般
的である。そうした場合、先の傾きの共通化とともにデ
フォーカスして評価面の位置を揃えてやればよい。この
ように共通評価面に対する物体面、像面の傾きおよびデ
フォーカス変換を行なうのは、評価を行なう光線を一つ
の光学系あたり複数個(たとえば、違う複数の画角の主
光線)の場合、共通の評価基準で収差の状況を見ること
ができるので非常に有効である。以上が幾つかの新しい
概念や定義を導入するとともにそれを使ったより一般的
な像の新しい解析法及びその手法をより一般的な光学系
の総合的近軸・収差論的評価についての説明である。こ
の手法を使って物体面から像面にいたる基準波長の基準
光線の基準軸が曲面と交わる点において面法線が基準軸
と一致しない平面ではないOff-Axial曲面を含む光学系
に対して光学設計を行なう場合、(7)式に(22)式
を代入して得られる収差4元ベクトルに対し、そのベク
トル量がもっともゼロベクトルに近くなるように各構成
面の形状や相対配置を決定してやればよい。なおその
際、収差4元ベクトルに対し、そのベクトル量がもっと
もゼロベクトルに近くなるように各構成面の形状や相対
配置を決定する手段として自動設計の手法を用いること
は有用である。一方で共軸光学系に対しても、画角を持
つ軸外の主光線のまわりに同様の考え方を取り入れた総
合的近軸・収差論的評価が可能なので、この考え方に基
く同様な設計も可能である。
3. Inclination of object plane and image plane with respect to common evaluation plane and defocus conversion If paraxial expansion is performed around one general ray represented by the principal ray described in 1.2. Above, low-order aberration expansion can be achieved. Was to be able to perform optical evaluations. Further, a plurality of light rays for this evaluation are provided per optical system (for example,
It is also possible to take principal rays having different angles of view. In such a case, paraxial / aberration analysis may be performed independently for each paraxially developed ray, but the object plane where the ray emerges is shared, and the evaluation plane is also shared with the image plane of the principal ray at a certain angle of view. Sometimes you want to evaluate. In such a case, it is necessary to take measures to make the inclinations of the object plane and the evaluation plane uniform. In addition, when there is aberration, the positions of the image planes of the principal rays of each angle of view do not generally match each other. In such a case, the positions of the evaluation planes may be aligned by defocusing together with the common inclination. The inclination of the object plane and the image plane with respect to the common evaluation plane and the defocus conversion are performed as described above when a plurality of light rays to be evaluated are provided for one optical system (for example, principal rays having different angles of view). This is very effective because the state of the aberration can be seen with a common evaluation standard. This concludes the introduction of some new concepts and definitions and the use of them for new more general methods of analyzing images and their methods for comprehensive paraxial and aberrological evaluation of more common optical systems. . Using this method, the optical axis of an optical system that includes an off-axial surface whose surface normal does not coincide with the reference axis at the point where the reference axis of the reference wavelength from the object surface to the image surface intersects the curved surface is When designing, the shape and relative arrangement of each component surface should be determined so that the vector amount of the aberration quaternary vector obtained by substituting Expression (22) into Expression (7) is the closest to the zero vector. I just need. At this time, it is useful to use an automatic design method as a means for determining the shape and relative arrangement of each constituent surface such that the vector amount of the aberration quaternary vector is closest to the zero vector. On the other hand, for a coaxial optical system, comprehensive paraxial and aberrological evaluation that incorporates the same concept around off-axis chief rays having an angle of view is possible. It is possible.

【0187】次に上記理論、解析体系に基いた本発明の
具体的な光学処理装置の実施例について説明する。図7
は本発明の一実施例に係る光学処理装置のブロック図で
ある。図において、11は装置全体の制御を司るCPU、13
はCPU11 において実行されるプログラム等が格納される
ROM と、この実行の際のワーキングエリアとして用いら
れるRAM を含むメインメモリ、14はキャラクタ情報、制
御情報等を入力するためのキーボード、15はポインティ
ングデバイスとしてのマウス、16はキーボード14および
マウス15と本装置との間で信号接続を行なうためのキー
インターフェイスである。
Next, an embodiment of a specific optical processing apparatus of the present invention based on the above theory and analysis system will be described. FIG.
1 is a block diagram of an optical processing device according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a CPU for controlling the entire apparatus, and 13
Stores programs executed by CPU11
A ROM and a main memory including a RAM used as a working area for this execution, a keyboard 14 for inputting character information, control information, etc., a mouse 15 as a pointing device, a keyboard 16 and a mouse 15 This is a key interface for performing signal connection with this device.

【0188】17はローカルエリアネットワーク(LAN)や
インターネット等のネットワーク18と本装置を接続する
ネットワークインターフェイス、19はROM 、SRAM、RS23
2C方式インターフェイス等を有した入出力装置(以下「I/
O」 という) である。I/O 19には各種外部機器を接続可
能である。20、21は外部記憶装置としてのハードディス
ク装置およびフロッピーディスク装置、22はハードディ
スク装置20およびフロッピーディスク装置21と本装置と
の間で信号接続を行なうためのディスクインターフェイ
スである。23はインクジェットプリンタ、レーザービー
ムプリンタ等によって構成されるプリンタ、24はプリン
タ23と本装置との間で信号接続を行なうためのプリンタ
インターフェイスである。25は表示装置であり、26は表
示装置25と本装置との間で信号接続を行なうための表示
インターフェイスである。12は、上記各機器間を信号接
続するためのデータバス、コントロールバス、アドレス
バスからなるシステムバスである。
Reference numeral 17 denotes a network interface for connecting the apparatus with a network 18 such as a local area network (LAN) or the Internet, and 19 denotes a ROM, SRAM, RS23, or the like.
Input / output device with 2C interface
O ”). Various external devices can be connected to the I / O 19. Reference numerals 20 and 21 denote a hard disk device and a floppy disk device as external storage devices, and reference numeral 22 denotes a disk interface for performing signal connection between the hard disk device 20 and the floppy disk device 21 and the present device. Reference numeral 23 denotes a printer constituted by an ink jet printer, a laser beam printer or the like, and reference numeral 24 denotes a printer interface for performing signal connection between the printer 23 and the apparatus. Reference numeral 25 denotes a display device, and reference numeral 26 denotes a display interface for performing signal connection between the display device 25 and the present device. Reference numeral 12 denotes a system bus including a data bus, a control bus, and an address bus for connecting signals between the above devices.

【0189】本実施例においては、CPU11 が、処理方法
の手順のソフトウエアが記録された記録媒体から処理手
順を読み出し実行するものである。尚、記録媒体として
はメインメモリ13のROM部や外部記録媒体としてのCDROM
等がある。更に処理手順の読み出しはネットワーク等を
介して行っても良い。そして各処理により得られる値
は、それぞれメインメモリ13のRAM 部に格納されるもの
である。
In this embodiment, the CPU 11 reads out and executes the processing procedure from a recording medium on which software of the procedure of the processing method is recorded. The recording medium is a ROM section of the main memory 13 or a CDROM as an external recording medium.
Etc. Further, the reading of the processing procedure may be performed via a network or the like. The values obtained by the respective processes are stored in the RAM section of the main memory 13, respectively.

【0190】次に、本発明における処理方法および処理
装置に関わるひとつの実施例の処理アルゴリズムについ
て、図8を用いて説明する。この処理方法および処理装
置はOff-Axial光学系にかかわるものであるから、まずO
ff-Axial光学系データの読み込みがなされる。次にこの
処理方法および処理装置は収差評価に対して3つのアジ
ムスを導入した座標体系に対して有効性を発揮できるも
のなので、3つのアジムスを導入した座標体系になって
いるかのチェックが行なわれ、なっていない場合は3つ
のアジムスを導入した座標体系への変換がなされる。次
に物体面、入射瞳面情報に基づき、入射側の近軸光線が
設定される。これは、物体面、入射瞳面情報に基づき、
(8)式により入射側光線基本4元ベクトルが設定され
ることに対応している。次に、Off-Axial光学系データ
を使って近軸追跡が行なわれそれと同時に各面での「収
差係数テンソル量」および全系での「収差係数テンソル
量」の計算が行なわれる。これらの「収差係数テンソル
量」は各面の面形状、基準軸と面法線のなす角度、面間
隔、媒質の屈折率といったアジムスに依存しない量を使
って表わされる量である。こうした「収差係数テンソル
量」が計算されることは(23)式を用いれば、(9)
式で定義される射出側光線基本4元ベクトルが計算され
ることに対応している。ところで、本発明で提示した解
析体系においては、これまでで計算された量はすべて、
収差評価に関わる評価のアジムスξに関係なく計算され
る。しかしながら、これら計算された量は、すべての評
価のアジムスξでの収差を表現できる情報を含んだもの
である。その事情に関わって、今まで計算された量を使
ってすべての評価のアジムスξでの収差を算出するアル
ゴリズムの流れを以下に続ける。そのために、まず収差
をみようとする評価のアジムス1つが指定される。アジ
ムスξが指定されれば、入射側光線通過4元ベクトルが
(1)、(3)の定義式を使って計算される。これは入
射側光線通過点4元ベクトルと光線基本4元ベクトルを
結びつける(11)式の関係式に出てくる(13)式の
入射側近軸追跡値マトリックスJが計算されることを意
味している。射出側ではすでに近軸追跡値は求まってい
るから、(14)式の射出側近軸追跡値マトリックス
J′も計算される。そしてこの射出側近軸追跡値マトリ
ックスJ′が求まれば、次には(24)、(25)、
(26)式に1次から3次の場合を示した「収差係数テ
ンソル量」と「収差表示テンソル量」の変換式により、
各面での「収差表示テンソル量」、全系での「収差表示
テンソル量」が計算される。それと同時に(2)、
(4)で定義される射出側光線通過点4元ベクトルも
(12)式で計算される。この計算結果は各次数の収差
を足し合わせた(22)式で求めた射出側光線通過点4
元ベクトルの結果と一致するものである。このように射
出側光線通過点4元ベクトルが計算されれば、次には
(5)、(7)式で定義される収差4元ベクトルが算出
されることになる。この収差4元ベクトルは第1、2成
分が物体収差、第3、4成分が瞳の収差を表わしている
ので、先に与えた評価のアジムスにおける収差が物体
高、瞳径の関数として求まることとなる。以上が与えら
れた1つの評価のアジムスにおける収差の算出である。
評価したいアジムスがほかにもあれば、図8の図中にも
分岐を示しているように、評価のアジムスの指定のとこ
ろからやりなおすだけでよい。そして、必要とされるア
ジムスでの収差の算出が終われば、算出された各面およ
び、像面での収差情報の表示、記録媒体への書き込みが
なされる。この実施例のアルゴリズムでは、次のアジム
スに移る分岐が算出された各面および、像面での収差情
報の表示、記録媒体への書き込みに先だって行なうよう
な流れになっているが、この両者の順序は逆でもよい。
そして、最後に評価したアジムスが複数ある場合は、ア
ジムスの違いによる収差の違い(アジムス依存性)の表
示、記録媒体への書き込みが行なわれる。以上が本発明
における処理アルゴリズムの一例である。
Next, a processing algorithm of one embodiment relating to the processing method and the processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. Since this processing method and processing apparatus are related to the off-axial optical system,
The ff-Axial optical system data is read. Next, since this processing method and processing apparatus can exhibit effectiveness for a coordinate system introducing three azimuths for aberration evaluation, it is checked whether the coordinate system has three azimuths introduced. If not, conversion to a coordinate system introducing three azimuths is performed. Next, a paraxial ray on the incident side is set based on the object plane and the entrance pupil plane information. This is based on the object plane, entrance pupil plane information,
This corresponds to the setting of the incident side ray basic quaternary vector by the equation (8). Next, paraxial tracking is performed using the Off-Axial optical system data, and at the same time, “aberration coefficient tensor amount” for each surface and “aberration coefficient tensor amount” for the entire system are calculated. These “aberration coefficient tensor amounts” are amounts expressed using azimuth-independent amounts such as the surface shape of each surface, the angle between the reference axis and the surface normal, the surface interval, and the refractive index of the medium. The calculation of the “aberration coefficient tensor amount” is based on the expression (23) using the expression (23).
This corresponds to the calculation of the emission-side ray basic quaternary vector defined by the equation. By the way, in the analysis system presented in the present invention, all the quantities calculated so far are
It is calculated irrespective of the azimuth の of the evaluation relating to the aberration evaluation. However, these calculated quantities contain information that can represent the aberration in azimuth の for all evaluations. Regarding the situation, the flow of the algorithm for calculating the azimuth in all evaluations using the amounts calculated so far is continued below. For this purpose, one azimuth to be evaluated for aberration is first designated. If the azimuth ξ is specified, the incident-side ray passing quaternary vector is calculated using the definition formulas (1) and (3). This means that the incident-side paraxial trace value matrix J of equation (13), which appears in the relational equation of equation (11) that links the incident side ray passing point quaternary vector and the ray basic quaternary vector, is calculated. I have. Since the paraxial tracking value has already been determined on the injection side, the injection-side paraxial tracking value matrix of equation (14) is obtained.
J 'is also calculated. Then, if this injection-side paraxial tracking value matrix J 'is obtained, then (24), (25),
(26) By the conversion formula of “aberration coefficient tensor amount” and “aberration display tensor amount” which shows the first to third order in the equation,
The “aberration display tensor amount” for each surface and the “aberration display tensor amount” for the entire system are calculated. At the same time (2),
The exit side ray passing point quaternary vector defined in (4) is also calculated by equation (12). This calculation result is obtained by adding the aberrations of each order to the exit-side ray passing point 4 obtained by Expression (22).
This is consistent with the result of the original vector. If the exit side ray passing point quaternary vector is calculated as described above, then the aberration quaternary vector defined by the equations (5) and (7) is calculated. Since the first and second components of this aberration quaternary vector represent the object aberration, and the third and fourth components represent the pupil aberration, the aberration in the azimuth of the evaluation given above is obtained as a function of the object height and the pupil diameter. Becomes The above is the calculation of the aberration in the azimuth of one evaluation given.
If there is another azimuth to be evaluated, it is only necessary to start over from the designation of the azimuth to be evaluated as shown in FIG. When calculation of the required azimuth aberration is completed, the calculated aberration information is displayed on each surface and on the image surface, and written on a recording medium. According to the algorithm of this embodiment, the flow is such that the branching to the next azimuth is performed prior to the display of the aberration information on the image plane and the display of the aberration information on the image plane, and the writing to the recording medium. The order may be reversed.
When there are a plurality of azimuths evaluated last, the display of the difference in aberration (azimuth dependency) due to the difference in azimuth and writing to the recording medium are performed. The above is an example of the processing algorithm in the present invention.

【0191】尚、このような処理アルゴリズムの入った
ソフトウエアは通常ディスクやテープ等の記録媒体に記
録されている。そして処理装置では必要に応じて、その
ソフトウエアを用いていて処理を行なっている。
The software containing such a processing algorithm is usually recorded on a recording medium such as a disk or a tape. The processing device performs the processing using the software as necessary.

【0192】図9に本発明における処理アルゴリズムの
別の一例を示す。この処理のアルゴリズムでは、基本的
な流れは図8の場合と同じである。ただ、評価のアジム
スの指定の前のところに、全系を通しての「収差係数テ
ンソル量」の最適化の項目が付け加わっている。そし
て、この最適化の結果が目標以内に入ってない場合で最
適化を続けたい場合には、Off-Axial系の光学系データ
を変更して「収差係数テンソル量」の最適化のループが
繰り返される点で図8の場合とは異なっている。最適化
のループがこの位置でよいのは、収差のアジムス依存性
が本発明に示した解析体系では分離して解析できるの
で、アジムス毎に無限枚の収差図での検討、無限個のア
ジムス毎で収差係数評価を行なわずとも、アジムスに依
存しない有限個数の「収差係数テンソル量」の最適化を
行なうだけですべてのアジムスに対する収差の最適化が
できるからである。このように「アジムスに依存しない
有限個数の「収差係数テンソル量」の最適化を行なうだ
けですべてのアジムスに対する収差の最適化ができる」
というのは本発明の最大の特質である。
FIG. 9 shows another example of the processing algorithm in the present invention. In the algorithm of this processing, the basic flow is the same as in FIG. However, before the designation of the azimuth of the evaluation, an item for optimizing the “aberration coefficient tensor amount” throughout the entire system is added. If the result of the optimization is not within the target, and the user wants to continue the optimization, the optical system data of the off-axial system is changed, and the optimization loop of the “aberration coefficient tensor amount” is repeated. 8 is different from the case of FIG. The reason why the optimization loop may be at this position is that the azimuth dependency of aberration can be analyzed separately by the analysis system shown in the present invention. This is because even if the aberration coefficient evaluation is not performed, the aberration can be optimized for all azimuths only by optimizing a finite number of “aberration coefficient tensors” independent of the azimuth. As described above, “optimization of aberrations for all azimuths can be performed only by optimizing a finite number of“ aberration coefficient tensors ”independent of azimuths”
This is the greatest feature of the present invention.

【0193】尚、このような処理アルゴリズムの入った
ソフトウエアはディスクやテープ等の記録媒体に記録さ
ている。そして処理装置では必要に応じて、そのソフト
ウエアを用いている。
The software containing such a processing algorithm is recorded on a recording medium such as a disk or a tape. The processing device uses the software as necessary.

【0194】図10に本発明における処理アルゴリズム
の更に別の一例を示す。この処理のアルゴリズムでは、
基本的な流れは図8の場合と同じである。しかし、この
例では新しく構築したOff-Axial光学系の近軸・収差解
析の体系を、色々な光学系の主光線など任意の光線の同
様に折れ曲がった光路のまわりに対して適用した例であ
る。色々な光学系とは今まで考えてきたOff-Axial光学
系ばかりではなく、先に述べたように、共軸系(回転対
称共軸系、アナモルフィック系)に対しても適用される
ものである。従って、一番最初のところで、光学系デー
タの読み込みの後に「光学データが与えられた光学系に
対し、そのまわりにおいて近軸展開を行なうべき光線の
選択と光線追跡」および、「光線追跡した光路について
の『光路に沿った光学データ』の算出」の部分が付加さ
れている。これらの項目の具体的やり方とその意味につ
いては、先に「解析体系の敷衍化に伴う、より一般的な
光学系の総合的近軸・収差論的評価の処理方法」の節で
詳しく説明したので省略するが、このようにすること
で、色々な光学系の主光線など任意の光線のまわりにも
同様な折れ曲がった光路に沿った近軸展開と近軸・収差
解析の手法が使えるようにすることができる。
FIG. 10 shows still another example of the processing algorithm according to the present invention. In the algorithm of this processing,
The basic flow is the same as in FIG. However, in this example, the paraxial / aberration analysis system of the newly constructed Off-Axial optical system is applied around a similarly bent optical path of an arbitrary ray such as the principal ray of various optical systems. . Various optical systems are not limited to off-axial optical systems that we have considered so far, but also apply to coaxial systems (rotationally symmetric coaxial systems, anamorphic systems) as described above. It is. Therefore, at the very beginning, after reading the optical system data, “selection and ray tracing of a light beam to be paraxially expanded around the optical system given the optical data” and “light tracing light path” Of “Calculation of optical data along optical path” is added. The specific methods and meanings of these items have been described in detail in the section on "Processing for Comprehensive Paraxial and Aberration Theoretic Evaluation of More General Optical Systems with the Expansion of the Analysis System". In this way, the parallax expansion and paraxial / aberration analysis methods can be used along a similar bent optical path around any ray such as the principal ray of various optical systems. can do.

【0195】またこの図10では、「各面および像面で
の収差情報の表示・書込み」の項目の前に、必要に応じ
て「共通評価面に対する物体面、像面の傾きおよびデフ
ォーカス変換」についての項目も付加されている。これ
は光線の出る物体面を共通化し、評価面もある画角の主
光線の像面に共通化して評価したい場合には、物体面、
評価面の傾きを揃える処置が必要となるからである。ま
た、収差がある場合は各々の画角の主光線同士では像面
の位置が一致しないのが一般的なので、先の傾きの共通
化のほかに、デフォーカスして評価面の位置を揃えてや
ることも必要だからである。しかし、このようにして、
共通評価面に対する物体面、像面の傾きおよびデフォー
カス変換をしてやれば、評価を行なう光線を一つの光学
系あたり複数個(たとえば、違う複数の画角の主光線)
の場合であっても、共通の評価基準で収差の状況を見る
ことができるようになり非常に有効である。
In FIG. 10, before the item "display / write of aberration information on each surface and image surface", if necessary, "tilt of object surface and image surface with respect to common evaluation surface and defocus conversion" Is added. This is to standardize the object plane from which light rays are emitted, and also to evaluate the evaluation plane with the image plane of the principal ray at a certain angle of view.
This is because a measure for adjusting the inclination of the evaluation surface is required. In addition, if there is aberration, the position of the image plane is generally not the same between the principal rays at each angle of view, so in addition to the common use of the inclination, defocus and align the positions of the evaluation plane. It is necessary to do something. But in this way,
If the inclination of the object plane and the image plane with respect to the common evaluation plane and the defocus conversion are performed, a plurality of light rays to be evaluated per optical system (for example, chief rays having different plural angles of view)
Even in the case of (1), the situation of the aberration can be seen with a common evaluation standard, which is very effective.

【0196】尚、このような処理アルゴリズムの入った
ソフトウエアは通常ディスクやテープ等の記録媒体に記
録されている。そして処理装置では必要に応じて、その
ソフトウエアを用いていて処理を行なっている。
Incidentally, software containing such a processing algorithm is usually recorded on a recording medium such as a disk or a tape. The processing device performs the processing using the software as necessary.

【0197】以上の図8、図9、図10に処理アルゴリ
ズムの例を示したが、最後にその中のキーとなる部分の
演算モジュールについて以下に箇条書きにまとめてみ
る。これらは本発明の処理方法および処理装置において
主要な役割を果たす。 (A1)光学データが与えられた光学系に対して、物体面上
の1つまたは複数の点から像面にまである波長の光線を
通し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光
線の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、
その光路のまわりで近軸・収差解析を行なう光線を指定
して光線追跡する演算モジュール (A2)光学データが与えられた光学系に対して、物体面上
の1つまたは複数の点から像面にまである波長の光線を
通し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光
線の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、
その指定された光路についての「光路に沿った光学デー
タ」を算出する演算モジュール (A3)光学データが与えられた光学系に対して、与えられ
た光学データの収差解析表現の座標体系で2種類または1
種類のアジムスしか使われてない場合には、それを検知
し3種類以上のアジムスを導入した座標体系への変換を
行なう演算モジュール (A4)光学データが与えられた光学系に対して、光線の射
出側の射出高さを表わす2つの成分および射出側の換算
傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分が、光線
の入射側の入射高さを表わす2つの成分および入射側の
換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関
数として算出される演算モジュール (A5)光学データが与えられた光学系に対して、光線の射
出側の像面内での通過点を表わす2つの成分および射出
瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの
成分が、光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2
つの成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成
分の合わせて4つの成分の関数として算出される演算モ
ジュール (A6)算出された光線の射出側の像面内での通過点を表わ
す2つの成分および射出瞳面内での通過点を表わす2つ
の成分の合わせて4つの成分、および、演算の入力情報
である光線の入射側の物体面内での通過点を表わす2つ
の成分および入射瞳面内での通過点を表わす2つの成分
の合わせて4つの成分とを使って物体収差、瞳の収差の
少なくとも片方の収差情報が算出する演算モジュール (A7)求められた物体収差、瞳の収差の少なくとも片方の
収差がほとんどゼロに近くなるように各構成面の形状や
相対配置を決定する演算モジュール (A8)光学データが与えられた光学系に対して、光線の射
出側の像面内での通過点を表わす2つの成分および射出
瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合わせて4つの
成分、または、光線の入射側の物体面内での通過点を表
わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を表わす2
つの成分の合わせて4つの成分が、光線の射出側の射出
高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾角を表わ
す2つの成分の合わせて4つの成分、または、光線の入
射側の入射高さを表わす2つの成分および入射側の換算
傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数と
して算出される演算モジュール (A9)光学データが与えられた光学系に対して、物体面上
の1つまたは複数の点から像面にまである波長の光線を
通し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光
線の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際して、
その近軸・収差解析を行なう光路が一つであるか複数で
あるかを判断する演算モジュール (A10)光学データが与えられた光学系に対して、物体面
上の1つまたは複数の点から像面にまである波長の光線
を通し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の
光線の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際し
て、共通面評価が必要かどうかを判断する演算モジュー
ル (A11)光学データが与えられた光学系に対して、物体面
上の1つまたは複数の点から像面にまである波長の光線
を通し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の
光線の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうに際し
て、共通面評価が必要と判断された時に、共通評価面に
対する物体面、像面の傾きおよびデフォーカス変換を行
なう演算モジュール (A12)光学データが与えられた光学系に対して、その近
軸・収差解析を行なうアジムスが一つであるか複数であ
るかを判断する演算モジュール (A13)光学データが与えられた光学系に対して、アジム
ス依存性評価が必要かどうかを判断する演算モジュール (A14)光学データが与えられた光学系に対して、アジム
ス依存性評価が必要と判断された時に、アジムス毎に計
算された収差特性をまとめて表やグラフに書ける形にま
とめる演算モジュール このうち(A1)は、軸外の主光線等指定された任意光線の
まわりに近軸・収差解析をする際に、指定された光路を
確定させる演算で、必要に応じて演算結果の光路は表示
装置に表示またはプリンターにプリントアウトまたは記
録媒体に記録される。
FIGS. 8, 9 and 10 show examples of the processing algorithms. Finally, the operation modules of the key portions in the processing algorithms will be summarized in the following paragraphs. These play a major role in the processing method and processing apparatus of the present invention. (A1) For an optical system given optical data, pass a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object surface to the image surface, and the wavelength of the light from each object surface to the image surface. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of
A ray tracing module that designates light rays for paraxial and aberration analysis around the optical path. (A2) For an optical system given optical data, an image plane is obtained from one or more points on the object plane. To perform paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength from the object plane to the image plane
An arithmetic module that calculates “optical data along the optical path” for the specified optical path. (A3) For the optical system given the optical data, there are two types of coordinate systems in the aberration analysis expression of the given optical data. Or 1
If only one type of azimuth is used, an arithmetic module that detects it and converts it into a coordinate system that incorporates three or more types of azimuth. A total of four components, ie, two components representing the exit height on the exit side and two components representing the converted inclination on the exit side, form two components representing the incident height on the incident side of the light beam and the converted inclination on the entrance side. An operation module calculated as a function of the four components in total of the two components represented. (A5) For an optical system given optical data, two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray And two components representing the passing point in the exit pupil plane, the total of four components represent the passing point in the object plane on the light incident side.
An arithmetic module calculated as a function of four components by combining one component and two components representing a passing point in the entrance pupil plane. (A6) Representing a passing point in the exit-side image plane of the calculated light ray. A total of four components including two components and two components representing a passing point in the exit pupil plane, and two components representing a passing point in the object plane on the incident side of the light ray which is input information of the operation and An arithmetic module for calculating the aberration information of at least one of the object aberration and the pupil aberration using the total of two components representing the passing point in the entrance pupil plane and the four components (A7) The calculated object aberration and pupil An arithmetic module that determines the shape and relative arrangement of each component surface so that at least one of the aberrations is almost zero. (A8) For an optical system given optical data, the image plane on the light exit side Two representing the waypoints within A total of four components, ie, a component and two components representing a passing point in the exit pupil plane, or two components representing a passing point in the object plane on the light incident side and a passing point in the entrance pupil plane 2 for
The total of four components is a total of four components, ie, two components representing the exit height on the exit side of the light beam and two components representing the converted tilt angle on the exit side, or the incident height on the entrance side of the ray. (A9) An arithmetic module that is calculated as a function of four components in total of two components representing the height and two components representing the converted tilt angle on the incident side. When passing a light beam of a certain wavelength from one or more points to the image plane and performing paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength from the respective object plane to the image plane,
An arithmetic module that determines whether there is one or more optical paths for paraxial and aberration analysis. (A10) For an optical system given optical data, one or more points on the object plane Pass a light beam of a certain wavelength to the image plane, and determine whether a common plane evaluation is necessary when performing paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength from the respective object planes to the image plane. Arithmetic module (A11) Passes a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane through the optical system to which the optical data is given, from each of the object planes to the image plane. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light ray of that wavelength, when it is determined that common plane evaluation is necessary, an arithmetic module (A12) that performs object plane and image plane tilt and defocus conversion with respect to the common evaluation plane Given optical data An arithmetic module that determines whether the optical system has one or more azimuths for paraxial and aberration analysis. (A13) For an optical system given optical data, azimuth dependency evaluation is performed. Arithmetic module to determine whether it is necessary (A14) When it is determined that azimuth dependence evaluation is necessary for an optical system given optical data, aberration characteristics calculated for each azimuth are summarized in a table or graph. Arithmetic module that summarizes in a form that can be written Among them, (A1) is an arithmetic that determines the specified optical path when paraxial and aberration analysis is performed around a specified arbitrary ray such as an off-axis chief ray. The optical path of the calculation result is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium.

【0198】(A2)は同じく軸外の主光線等指定された任
意光線のまわりに近軸・収差解析をする際に必要な、光
路に沿った各光路長(面間隔)、光線追跡した光路が各
面と交わる点におけるローカル面形状(光路が各面と交
わる点を原点とした面のローカルな表現式)、上記光線
追跡した光路の折れ曲がり方を規程する角度情報と、折
れ曲がり前後の屈折率情報などの「光路に沿った光学デ
ータ」を演算算出するものである。これらの演算結果も
必要に応じて表示装置に表示またはプリンターにプリン
トアウトまたは記録媒体に記録される。
(A2) is the length of each optical path (surface interval) along the optical path, which is necessary for paraxial / aberration analysis around a designated arbitrary ray such as an off-axis principal ray, and the ray traced ray. Is the local surface shape at the point where each surface intersects (local expression of the surface with the origin at the point where the optical path intersects each surface), the angle information that regulates how the light path traced by the ray is bent, and the refractive index before and after the bend It calculates and calculates "optical data along the optical path" such as information. These calculation results are also displayed on a display device or printed out on a printer or recorded on a recording medium as necessary.

【0199】(A3)は与えられた光学データが、本発明の
近軸・収差解析体系にそぐわないアジムス表現になって
いる場合、解析体系に適した、物体面・像面の共役関係
にある面に関わるアジムス、入射瞳面・射出瞳面の共役
関係にある面に関わるアジムス、収差を評価するアジム
スの3つのアジムスを含むアジムス体系に変換するもの
である。
(A3) is a graph showing a azimuth expression which is not suitable for the paraxial / aberration analysis system of the present invention when given optical data has a conjugate relationship between the object plane and the image plane which is suitable for the analysis system. Is converted into an azimuth system including three azimuths, namely, an azimuth relating to a surface having a conjugate relationship between the entrance pupil plane and the exit pupil plane, and an azimuth for evaluating aberration.

【0200】(A4)は本理論体系で新しく定義された言葉
で表現すれば(9)式の射出側光線基本4元ベクトルの
4成分を(8)式の入射側光線基本4元ベクトルの4成分
の関数として算出することに対応するものである。ベク
トル解析の手法を使うのが望ましいが、各成分毎に具体
的に書き下してもよいのでモジュールの機能としては上
記のような表現をとってある。
(A4) can be expressed in terms newly defined in the present theoretical system, and the four components of the exit-side ray basic quaternary vector of equation (9) can be expressed as the four components of the incident-side ray basic quaternary vector of equation (8) This corresponds to calculation as a function of components. Although it is desirable to use a vector analysis technique, the function of the module is expressed as described above because it may be specifically written for each component.

【0201】(A5)は本理論体系で新しく定義された言葉
で表現すれば(2)または(4)式の射出側光線通過点
4元ベクトルの4成分を(1)または(3)式の入射側光
線通過点4元ベクトルの4成分の関数として算出するこ
とに対応するものである。これについても、ベクトル解
析の手法を使うのが望ましいが、各成分毎に具体的に書
き下してもよいのでモジュールの機能としては上記のよ
うな表現をとってある。
(A5) can be expressed by words newly defined in the theoretical system, and the four components of the exit-side ray passing point quaternary vector of the equation (2) or (4) are expressed by the equation (1) or (3). This corresponds to the calculation as a function of the four components of the quaternary vector of the incident side ray passing point. As for this, it is desirable to use a vector analysis technique, but since it is also possible to specifically write down each component, the function of the module is expressed as described above.

【0202】(A6)は本理論体系で新しく定義された言葉
で表現すれば(A5)で求まった射出側光線通過点4元ベク
トルと、もとの入射側光線通過点4元ベクトルを使って
(5)または(7)式のように、物体収差、瞳の収差を
求める演算である。ベクトル解析の手法を用いればこれ
らは同時に求まるものであるが、ユーザーによっては、
導出としては瞳の収差の結果が不要な場合、逆に瞳の収
差だけ必要な場合もあるのでモジュールの機能としては
上記のような表現をとってある。
(A6) can be expressed in terms newly defined in this theoretical system by using the quaternary vector at the exit-side ray passing point obtained at (A5) and the quaternary vector at the incident-side ray passing point. This is an operation for obtaining the object aberration and the pupil aberration as in the expression (5) or (7). These can be obtained at the same time using the vector analysis method, but for some users,
As a derivation, when the result of the pupil aberration is unnecessary, and only the pupil aberration is required on the contrary, the expression of the module is expressed as described above.

【0203】(A7)は(A6)で求められた収差ができるだけ
小さくなるようにする設計用演算モジュールであり、具
体的には自動設計のモジュール等がある。こうした手法
は共軸光学系の収差制御には一般的に使用されているも
のであるが、折れ曲がった光路に対しても理論体系が本
発明で開示されたため、同様な手法を使うことは非常に
有効である。
(A7) is a design operation module for minimizing the aberration obtained in (A6), and specifically includes an automatic design module and the like. Although such a method is generally used for aberration control of a coaxial optical system, it is very difficult to use a similar method because a theoretical system has been disclosed in the present invention for a bent optical path. It is valid.

【0204】(A8)は本理論体系で新しく定義された言葉
で表現すれば(2)または(4)式の射出側光線通過点
4元ベクトルの4成分や(1)または(3)式の入射側光
線通過点4元ベクトルの4成分を(9)式の射出側光線
基本4元ベクトルの4成分や(8)式の入射側光線基本4
元ベクトルの4成分の関数として算出することに対応す
るものである。これについても、ベクトル解析の手法を
使うのが望ましいが、各成分毎に具体的に書き下しても
よいのでモジュールの機能としては上記のような表現を
とってある。その光線通過点4元ベクトルと光線基本4
元ベクトルの関係は、本発明の理論体系では一般的には
(11)式、(13)式もしくは(12)式、(14)
式を使って行なわれるが、射出側に関しては各次数毎に
収差展開をして、(22)式、(23)式および(2
4)、(25)、(26)式を使って求めても良い。
(A8) can be expressed in terms newly defined in the present theoretical system, namely, the four components of the exit side ray passing point quaternary vector in equation (2) or (4) or the equation (1) or (3) in equation (3). The four components of the incident side ray passing point quaternary vector are represented by the four components of the exit side ray basic quaternary vector of equation (9) and the incident side ray basic 4 of equation (8).
This corresponds to calculation as a function of the four components of the original vector. As for this, it is desirable to use a vector analysis technique, but since it is also possible to specifically write down each component, the function of the module is expressed as described above. The ray passing point quaternary vector and ray basic 4
In the theoretical system of the present invention, the relation between the element vectors is generally expressed by equation (11), equation (13) or equation (12),
Equation (22), equation (23) and equation (2) are performed on the exit side by performing aberration expansion for each order.
4), (25), and (26).

【0205】(A9)は、軸外の主光線等指定された任意光
線のまわりに近軸・収差解析をする際に、近軸・収差解
析を行なう光路がいくつあるかを見るモジュールで、複
数ある場合には(A10)の共通面評価が必要かどうかの判
断に用いられる。そして(A10)のモジュールで共通面評
価が必要と判断されれば、(A11)のモジュールを使って
共通評価面に対する物体面、像面の傾きおよびデフォー
カス変換が行なわれる。
(A9) is a module for checking the number of optical paths for paraxial / aberration analysis when paraxial / aberration analysis is performed around a designated arbitrary ray such as an off-axis principal ray. In some cases, it is used to determine whether the common aspect evaluation of (A10) is necessary. If it is determined in the module (A10) that the common plane evaluation is necessary, the inclination of the object plane and the image plane with respect to the common evaluation plane and the defocus conversion are performed using the module (A11).

【0206】(A12)は光学データが与えられた光学系に
対して、その近軸・収差解析を行なうアジムスが一つで
あるか複数であるかを判断する演算モジュールであり、
その結果は、(A13)のアジムス依存性評価が必要かどう
かを判断に利用される。そして(A13)のアジムス依存性
評価が必要かどうか判断する演算モジュールで、アジム
ス依存性評価が必要と判断された時に、(A14)のモジュ
ールでアジムス毎に計算された収差特性をまとめて表や
グラフに書ける形にまとめる演算が行なわれる。
(A12) is an arithmetic module for determining whether there is one or more azimuths for performing paraxial / aberration analysis on an optical system given optical data,
The result is used to determine whether the azimuth dependency evaluation of (A13) is necessary. Then, in the calculation module for determining whether the azimuth dependency evaluation of (A13) is necessary, when it is determined that the azimuth dependency evaluation is necessary, the aberration characteristics calculated for each azimuth by the module of (A14) are summarized in a table or the like. An operation is performed to put the data into a form that can be drawn on a graph.

【0207】なお、これらのモジュールのうち(A1),(A
2),(A9),(A10),(A11)は、光学データが与えられた光学
系に対して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に
まである波長の光線を通し、該その各々の物体面から像
面に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解
析を行なうという軸外の主光線等指定された任意光線の
まわりに近軸・収差解析をする際にのみ用いられるもの
である。一方、残りの(A3),(A4),(A5),(A6),(A7),(A8),
(A12),(A13),(A14)はOff-Axial光学系のように初めから
折れ曲がった光路の光学データが与えられた場合にも、
光学データが与えられた光学系に対して、物体面上の1
つまたは複数の点から像面にまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで近軸・収差解析を行なうという軸外の
主光線等指定された任意光線のまわりに近軸・収差解析
をする際にも用いられるものである。
Incidentally, of these modules, (A1), (A
2), (A9), (A10), and (A11) pass a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane with respect to the optical system given the optical data, When paraxial / aberration analysis is performed around a specified arbitrary ray such as an off-axis principal ray, in which paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of the light beam of the wavelength from the object plane to the image plane. It is used only for On the other hand, the remaining (A3), (A4), (A5), (A6), (A7), (A8),
(A12), (A13), (A14) are also given when the optical data of the optical path bent from the beginning as in the off-axial optical system,
For an optical system given optical data, 1
An off-axis chief ray that passes a light beam of a certain wavelength from one or more points to the image plane, and performs paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength from the object plane to the image plane. It is also used for paraxial / aberration analysis around a designated arbitrary ray.

【0208】尚、以上の(A1)〜(A14)のモジュールは通
常ソフトウエアとしてディスクやテープ等の記録媒体に
記録されている。そして処理装置では必要に応じて、そ
のソフトウエアを用いている。
The above modules (A1) to (A14) are usually recorded as software on a recording medium such as a disk or tape. The processing device uses the software as necessary.

【0209】また、光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面にまであ
る波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に至
るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析を行
なうという軸外の主光線等指定された任意光線のまわり
に近軸・収差解析をする際には、光学データが与えられ
た光学系が共軸光学系であっても解析する光路はOff-Ax
ial光学系と同様折れ曲がったものとなるので、すべて
のモジュールにおいて処理できる該光学データが与えら
れた光学系には、回転対称光学系が含まれるものであ
る。
In addition, a light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on the object plane to the image plane is passed through the optical system to which the optical data is given, and each of the light beams travels from the object plane to the image plane. When paraxial / aberration analysis is performed around a specified arbitrary ray such as an off-axis principal ray that performs paraxial / aberration analysis around the optical path of the light beam of that wavelength, the optical system given optical data Off-Ax optical path to analyze even if is a coaxial optical system
Since the optical system is bent like the ial optical system, the optical system provided with the optical data that can be processed in all the modules includes a rotationally symmetric optical system.

【0210】また、これらのすべての演算モジュールに
おいて行なわれた演算の結果は、必要に応じて表示装置
に表示またはプリンターにプリントアウトまたは記録媒
体に記録されるものである。
The results of the operations performed in all of these operation modules are displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium as necessary.

【0211】以上のように、本発明の実施形態に係るOf
f-Axial光学系は一般に折れ曲がった基準軸に沿って屈
折面、反射面等の偏向面を配置して形成された光学系
で、従来の共軸回転対称光学系の拡張概念である。本発
明の実施形態では一般的には対称性が少ないために解析
が複雑になると考えられていたそうしたOff-Axial光学
系に対して、光学特性を見ていくため2種類の系列の4
元ベクトル(光線通過点ベクトル、光線基本ベクトル)
を新しく定義して導入し、その4元ベクトルにテンソル
解析手法を新たに導入することにより(22)、(2
3)式でまとめられるように見通しが良く簡潔な表現を
特徴とする解析体系ができるが、その解析体系に基づく
処理方法を採用することにより見通しの良い光学系の近
軸、収差解析ができるという効果がある。更に、こうし
た解析体系と手法では収差係数や基本的光学特性をテン
ソル形式で表現できるようになるために、その相互関係
や変換等が定式化しやすくわかりやすいものとなる効果
がある。
As described above, Of of the embodiment of the present invention
The f-Axial optical system is generally an optical system formed by arranging a deflection surface such as a refraction surface or a reflection surface along a bent reference axis, and is an extended concept of a conventional coaxial rotationally symmetric optical system. In the embodiment of the present invention, for such an Off-Axial optical system which is generally considered to be complicated in analysis due to low symmetry, two kinds of 4
Source vector (ray passing point vector, ray basic vector)
Is newly defined and introduced, and a tensor analysis method is newly introduced into the quaternary vector to obtain (22), (2)
3) An analysis system characterized by a clear and easy-to-view expression can be created as summarized by the equation. By adopting a processing method based on the analysis system, paraxial and aberration analysis of an optical system with a good view can be performed. effective. Furthermore, such an analysis system and method allow the aberration coefficient and the basic optical characteristics to be expressed in a tensor format, so that the mutual relationship and conversion are easily formulated and easily understood.

【0212】特に従来回転対称性がないために複雑と見
られていた各アジムス毎の収差量が異なるというアジム
ス依存性に対しては、こうした解析体系と手法を使えば
このアジムス依存性は4×4のガウシャンブラケットG
ij等で示される系固有の量「収差係数テンソル量」と近
軸追跡値マトリックスJijと正規化された入射側光線通
過点4元ベクトルpに分離することができる。つまりこ
のアジムス依存性の分離の関係を理解すれば逆に任意の
アジムスでの実際の収差は、4×4のガウシャンブラケ
ットGij等で示される系としての系固有の量「 収差係数
テンソル量」を(24)、(25)、(26)式で示さ
れるように、評価のアジムスを含む近軸追跡値マトリッ
クスJijおよび、相対アジムスを含む正規化された入射
側光線通過点4元ベクトルpを使って変換することによ
り求めることができるという非常に有効な効果がある。
特に、解析体系中で系の最低次数の固有量テンソルの表
現として出てくるGijは、従来共軸回転対称光学系で2
×2のマトリックスで与えられてきたガウシャンブラケ
ットを4×4のマトリックスに拡張したものと考えるこ
とができるもので、近軸量などのOff-Axial光学系の基
本的特性をあらわすものとして有効な概念あり、上記ア
ジムス分離で出てくる近軸追跡値マトリックスJijと組
み合わせて用いればOff-Axial光学系の近軸的特性等を
すべてのアジムスにわたって検討できるという効果があ
る。
In particular, with respect to the azimuth dependency, in which the amount of aberration differs for each azimuth, which was conventionally regarded as complicated due to lack of rotational symmetry, the azimuth dependency is 4 × by using such an analysis system and method. Gaussian bracket G of 4
ij and the like, a system-specific amount “aberration coefficient tensor amount”, a paraxial tracing value matrix J ij, and a normalized incident side ray passing point quaternary vector p can be separated. In other words, if the relationship of the separation of the azimuth dependence is understood, on the contrary, the actual aberration at an arbitrary azimuth is an amount unique to the system as a system represented by a 4 × 4 Gaussian bracket G ij or the like. As shown in equations (24), (25), and (26), a paraxial trace value matrix J ij including the azimuth of the evaluation, and a normalized incident side ray passing point quaternary vector including the relative azimuth There is a very effective effect that it can be obtained by conversion using p.
In particular, G ij , which appears in the analysis system as a representation of the eigenvalue tensor of the lowest order of the system, is 2 deg.
It can be considered as an extension of the Gaussian bracket given by a × 2 matrix to a 4 × 4 matrix, and is effective as a representation of the basic characteristics of the Off-Axial optical system such as the amount of paraxial axis. There is a concept, and when used in combination with the paraxial tracking value matrix J ij appearing in the above azimuth separation, there is an effect that the paraxial characteristics and the like of the Off-Axial optical system can be studied over all azimuths.

【0213】また、本発明の実施形態に係る解析体系と
手法を使えば、収差のアジムス依存性が4×4のガウシ
ャンブラケットGij等で示される系固有の量「 収差係数
テンソル量」と近軸追跡値マトリックスJijと正規化さ
れた入射側光線通過点4元ベクトルpに分離することが
できるということは、光学系の最適化においても、「ア
ジムスに依存しない有限個数の「収差係数テンソル量」
の最適化を行なうだけですべてのアジムスに対する収差
の最適化ができる」という効果がある。
If the analysis system and method according to the embodiment of the present invention are used, the azimuth dependence of the aberration is represented by a 4 × 4 Gaussian bracket G ij or the like. The fact that the parallax tracing value matrix J ij and the normalized incident-side ray passing point quaternary vector p can be separated means that even in the optimization of the optical system, a “finite number of aberration coefficients independent of azimuth” Tensor amount "
Optimizing aberrations for all azimuths can be achieved simply by optimizing ”.

【0214】更にOff-Axial光学系の考え方を用い、色
々な光学系の主光線など任意の光線のまわりにも同様な
折れ曲がった光路に沿った近軸展開を行なえるように、
「光学データが与えられた光学系に対し、そのまわりに
おいて近軸展開を行なうべき光線の選択と光線追跡」と
「光線追跡した光路についての『光路に沿った光学デー
タ』の算出」の処置を行なってやれば、様々な光学系の
軸外光線などの任意の光線のまわりに近軸・収差解析が
できるという効果がある。しかもその収差解析は従来の
軸外としての取り扱いに比べて低次の収差解析でより多
くの収差状況がわかるという効果も持つ。
Further, using the concept of the off-axial optical system, paraxial expansion along a similar bent optical path can be performed around an arbitrary ray such as a principal ray of various optical systems.
For the optical system given the optical data, select the rays that should undergo paraxial expansion around them and trace the rays, and calculate the "optical data along the optical path" for the ray traced paths. If performed, paraxial / aberration analysis can be performed around an arbitrary ray such as an off-axis ray of various optical systems. In addition, the aberration analysis has an effect that more aberration states can be understood by low-order aberration analysis as compared with the conventional off-axis treatment.

【0215】更に、この評価を行なう光線を一つの光学
系あたり複数個(たとえば、違う複数の画角の主光線)
とることも可能であるので、必要に応じて「共通評価面
に対する物体面、像面の傾きおよびデフォーカス変換」
を行なってやれば、評価を行なう光線が一つの光学系あ
たり複数個あっても、共通の評価基準で収差の状況を見
ることができるようになるという重要な効果もある。
Further, a plurality of rays for this evaluation are provided per one optical system (for example, chief rays having a plurality of different angles of view).
Since it is also possible to take, if necessary, "tilt of object plane and image plane with respect to common evaluation plane and defocus conversion"
Is carried out, there is also an important effect that even if there are a plurality of light beams to be evaluated per optical system, it is possible to see the state of aberration with a common evaluation standard.

【0216】[0216]

【発明の効果】本発明によれば、Off-Axial面が複数と
いった一般的なOff-Axial光学系の場合においても近軸
・収差解析を厳密にしかも体系的に行なえるようにする
解析手法の体系を完成させ、その解析体系に基づく光学
処理方法およびそれを用いた光学処理装置を達成するこ
とができる。
According to the present invention, a paraxial / aberration analysis can be strictly and systematically performed even in a general off-axial optical system having a plurality of off-axial surfaces. The system can be completed, and an optical processing method based on the analysis system and an optical processing apparatus using the same can be achieved.

【0217】この他本発明によれば、その解析体系を使
ってアジムスに依存性の構造を解き明かしてより少ない
基本量ですべてのアジムスでの近軸・収差特性を表現で
きる体系を完成させ、その体系に基づく光学処理方法を
およびそれを用いた光学処理装置や、更に、そうして構
築された解析体系をより敷衍化して、一般的な光学系の
総合的近軸・収差論的評価できる光学処理方法およびそ
れを用いた光学処理装置等を達成することができる。
In addition, according to the present invention, a system that can express paraxial / aberration characteristics in all azimuths with a smaller basic amount by solving the azimuth-dependent structure using the analysis system is completed. An optical processing method based on the system and an optical processing apparatus using the system, and furthermore, an analysis system constructed in this way is further expanded to provide an optical system capable of comprehensive paraxial and aberration theory evaluation of a general optical system. A processing method and an optical processing device using the same can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る3つのアジムスを説明
する図
FIG. 1 is a diagram illustrating three azimuths according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係る物体面内での光線の通
過点を説明する図
FIG. 2 is a view for explaining passing points of light rays in an object plane according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係る入射瞳面内での光線の
通過点を説明する図
FIG. 3 is a view for explaining light passing points in the entrance pupil plane according to one embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施例に係る像面上での収差の分解
を説明する図
FIG. 4 is a diagram illustrating the decomposition of aberration on an image plane according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例に係る偏向前の光線基本4元
ベクトルの成分の図示
FIG. 5 is a diagram illustrating components of a ray basic quaternary vector before deflection according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例に係る偏向後の光線基本4元
ベクトルの成分の図示
FIG. 6 is a diagram illustrating components of a ray basic quaternary vector after deflection according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例に係る処理装置のブロック図
の例
FIG. 7 is an example of a block diagram of a processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施例に係る処理アルゴリズムの例FIG. 8 shows an example of a processing algorithm according to an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例に係る処理アルゴリズムの別
の例
FIG. 9 is another example of a processing algorithm according to an embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例に係る処理アルゴリズムの
更に別の例
FIG. 10 shows still another example of the processing algorithm according to one embodiment of the present invention.

【図11】折れ曲がった基準軸とOff-Axial光学系を説
明する図
FIG. 11 is a diagram illustrating a bent reference axis and an off-axial optical system.

【図12】共軸回転対称光学系(の収差論)とOff-Axial
光学系(の収差論)の関係を示す図
FIG. 12 (Aberration theory of coaxial rotationally symmetric optical system) and Off-Axial
Diagram showing the relationship of the optical system (aberration theory)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 CPU 12 システムバス 13 メインメモリ 14 キーボード 15 マウス 16 キーインターフェイス 17 ネットワークインターフェイス 18 ネットワーク 19 I / O インターフェイス 20 ハードディスク装置 21 フロッピーディスク装置 22 ディスクインターフェイス 23 プリンタ 24 プリンタインターフェイス 25 表示装置 26 表示インターフェイス 11 CPU 12 System bus 13 Main memory 14 Keyboard 15 Mouse 16 Key interface 17 Network interface 18 Network 19 I / O interface 20 Hard disk drive 21 Floppy disk drive 22 Disk interface 23 Printer 24 Printer interface 25 Display 26 Display interface

Claims (143)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学データが与えられた光学系に対し
て、3種類以上のアジムスを導入して近軸・収差解析を
行なうことを特徴とする光学処理方法。
1. An optical processing method comprising: performing paraxial / aberration analysis by introducing three or more types of azimuths into an optical system given optical data.
【請求項2】 前記3種類以上のアジムスを導入して近
軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示またはプ
リンターにプリントアウトすることを特徴とする請求項
1に記載の光学処理方法。
2. The optical processing method according to claim 1, wherein a result of paraxial / aberration analysis performed by introducing the three or more kinds of azimuths is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項3】 前記光学データが与えられた光学系は、
回転非対称光学系であることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の光学処理方法。
3. The optical system to which the optical data is given,
The optical processing method according to claim 1, wherein the optical processing method is a rotationally asymmetric optical system.
【請求項4】 前記光学データが与えられた光学系は、
基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しないOf
f-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項1または請
求項2または請求項3に記載の光学処理方法。
4. An optical system to which the optical data is given,
The surface normal of the point where the reference axis intersects and the reference axis does not match
The optical processing method according to claim 1, wherein the optical processing method includes an f-Axial curved surface.
【請求項5】 前記3種類以上のアジムスとは物体面・
像面の共役関係にある面に関わるアジムス、入射瞳面・
射出瞳面の共役関係にある面に関わるアジムス、収差を
評価するアジムスの3つを含むことを特徴とする請求項
1から請求項4のいずれか1項に記載の光学処理方法。
5. The three or more kinds of azimuths include an object surface
Azimuth, pupil plane,
The optical processing method according to any one of claims 1 to 4, further comprising three azimuths relating to a plane having a conjugate relationship with the exit pupil plane, and azimuths for evaluating aberrations.
【請求項6】 前記物体面・像面の共役関係にある面に
関わるアジムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にある
面に関わるアジムスの少なくとも片方のアジムスは、収
差を評価するアジムスに対しての相対アジムスで記述さ
れていることを特徴とする請求項5に記載の光学処理方
法。
6. The azimuth associated with a surface having a conjugate relationship between an object plane and an image plane and the azimuth associated with a surface having a conjugate relationship between an entrance pupil plane and an exit pupil plane are azimuths for evaluating aberrations. The optical processing method according to claim 5, wherein the optical processing method is described by relative azimuth with respect to the optical axis.
【請求項7】 光学データが与えられた光学系に対し
て、光線通過点の成分分解に基づく光線通過点4元ベク
トル((1)から(4)式)、収差4元ベクトル
((5)、(7)式)を導入した解析手法にもとづいて
近軸・収差解析を行なうことを特徴とする光学処理方
法。
7. An optical system to which optical data is given, a ray passing point quaternary vector (Equations (1) to (4)) and an aberration quaternary vector ((5)) based on the component decomposition of the ray passing point. , (7)), an paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method introducing (7).
【請求項8】 前記光線通過点の成分分解に基づく光線
通過点4元ベクトル((1)から(4)式)、収差4元
ベクトル((5)、(7)式)を導入した解析手法にも
とづいて近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表
示またはプリンターにプリントアウトすることを特徴と
する請求項7記載の光学処理方法。
8. An analysis method that introduces a ray passing point quaternary vector (Equations (1) to (4)) and an aberration quaternary vector (Equations (5) and (7)) based on the component decomposition of the ray passing point. 8. The optical processing method according to claim 7, wherein a result of performing paraxial / aberration analysis based on the result is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項9】 前記光学データが与えられた光学系は、
回転非対称光学系であることを特徴とする請求項7また
は請求項8に記載の光学処理方法。
9. The optical system to which the optical data is given,
The optical processing method according to claim 7, wherein the optical processing method is a rotationally asymmetric optical system.
【請求項10】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項7また
は請求項8または請求項9に記載の光学処理方法。
10. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which the surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 8 or 9.
【請求項11】 光学データが与えられた光学系に対し
て、(8)、(9)式で定義される光線基本4元ベクト
ルを導入した解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行
なうことを特徴とする光学処理方法。
11. Performing paraxial / aberration analysis on an optical system given optical data based on an analysis method that introduces a ray basic quaternary vector defined by equations (8) and (9). An optical processing method characterized by the above-mentioned.
【請求項12】 (8)、(9)式で定義される光線基
本4元ベクトルを導入した解析手法にもとづいて近軸・
収差解析を行なった結果を表示装置に表示またはプリン
ターにプリントアウトすることを特徴とする請求項11
に記載の光学処理方法。
12. Based on an analysis method that introduces a ray basic quaternary vector defined by equations (8) and (9), paraxial
The result of performing the aberration analysis is displayed on a display device or printed out on a printer.
The optical processing method described in 1.
【請求項13】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項1
1または請求項12に記載の光学処理方法。
13. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
The optical processing method according to claim 1 or 12.
【請求項14】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項11ま
たは請求項12または請求項13に記載の光学処理方
法。
14. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 12 or 13.
【請求項15】 光学データが与えられた光学系に対し
て、(11)、(13)式、もしくは(12)、(1
4)式で規定される光線通過点4元ベクトルと光線基本
4元ベクトルの関係式により、アジムス依存性の分離す
るという解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なう
ことを特徴とする光学処理方法。
15. An optical system to which optical data is given is given by the following expression (11), (13), or (12), (1).
4) The ray passing point quaternary vector defined by the equation and the ray basic
An optical processing method characterized by performing paraxial / aberration analysis based on an analysis technique of separating azimuth dependence by a relational expression of a quaternary vector.
【請求項16】 前記(11)、(13)式、もしくは
(12)、(14)式で規定される光線通過点4元ベク
トルと光線基本4元ベクトルの関係式により、アジムス
依存性の分離するという解析手法にもとづいて近軸・収
差解析を行なった結果を表示装置に表示またはプリンタ
ーにプリントアウトすることを特徴とする請求項15に
記載の光学処理方法。
16. Separation of azimuth dependence by a relational expression between a ray passing point quaternary vector and a ray basic quaternary vector defined by the above equation (11), (13), or (12), (14). 16. The optical processing method according to claim 15, wherein a result of performing paraxial / aberration analysis based on an analysis method of performing the analysis is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項17】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項1
5または請求項16に記載の光学処理方法。
17. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
An optical processing method according to claim 5 or 16.
【請求項18】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項15ま
たは請求項16または請求項17に記載の光学処理方
法。
18. The optical system to which the optical data has been given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. An optical processing method according to claim 16 or claim 17.
【請求項19】 光学データが与えられた光学系に対し
て、(22)、(23)式で規定されるテンソル解析を
用いた像側における4元ベクトルの収差係数展開を使う
解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なうことを特
徴とする光学処理方法。
19. An optical system to which optical data is given is based on an analysis method using expansion of aberration coefficients of a quaternary vector on the image side using tensor analysis defined by equations (22) and (23). An optical processing method characterized in that paraxial / aberration analysis is carried out by using the method.
【請求項20】 前記(22)、(23)式で規定され
るテンソル解析を用いた像側における4元ベクトルの収
差係数展開を使う解析手法にもとづいて近軸・収差解析
を行なった結果を表示装置に表示またはプリンターにプ
リントアウトすることを特徴とする請求項19に記載の
光学処理方法。
20. A paraxial / aberration analysis result based on an analysis method using the expansion of aberration coefficients of a quaternary vector on the image side using the tensor analysis defined by the equations (22) and (23). 20. The optical processing method according to claim 19, wherein the image is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項21】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項1
9または請求項20に記載の光学処理方法。
21. The optical system to which said optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
The optical processing method according to claim 9 or 20.
【請求項22】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項19ま
たは請求項20または請求項21に記載の光学処理方
法。
22. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 20 or 21.
【請求項23】 光学データが与えられた光学系に対し
て、1次、2次、3次係数が(24)、(25)、(2
6)式で規定される変換式により全くアジムスに依存し
ない「収差係数テンソル量」からアジムスに依存する「収
差表示テンソル量」に変換することによって任意のアジ
ムスの収差係数を計算できるようにしたことを特徴とす
る光学処理方法。
23. First, second, and third order coefficients of the optical system given optical data are (24), (25), (2)
6) The arbitrary azimuth aberration coefficient can be calculated by converting the "aberration coefficient tensor amount" which does not depend at all on the azimuth by the conversion formula defined by the expression into the "aberration display tensor amount" which depends on the azimuth. An optical processing method characterized by the above-mentioned.
【請求項24】 前記1次、2次、3次係数が(24)、
(25)、(26)式で規定される変換式により全くア
ジムスに依存しない「収差係数テンソル量」からアジムス
に依存する「収差表示テンソル量」に変換することによ
って任意のアジムスの収差係数を計算できるようにした
結果を表示装置に表示またはプリンターにプリントアウ
トすることを特徴とする請求項23に記載の光学処理方
法。
24. The first-order, second-order, and third-order coefficients are (24),
Calculate the aberration coefficient of an arbitrary azimuth by converting the “aberration coefficient tensor amount” that does not depend at all on the azimuth into the “aberration display tensor amount” that depends on the azimuth by the conversion expressions defined by the expressions (25) and (26). The optical processing method according to claim 23, wherein the enabled result is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項25】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項2
3または請求項24に記載の光学処理方法。
25. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
The optical processing method according to claim 3 or 24.
【請求項26】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項23ま
たは請求項24または請求項25に記載の光学処理方
法。
26. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 24 or 25.
【請求項27】 光学データが与えられた光学系に対し
て、(7)式に(22)式を代入して得られる収差4元
ベクトルに対し、そのベクトル量がもっともゼロベクト
ルに近くなるように各構成面の形状や相対配置を決定す
ることを特徴とする光学処理方法。
27. For an optical system to which optical data is given, an aberration quaternary vector obtained by substituting equation (22) into equation (7) is such that the vector amount is closest to a zero vector. An optical processing method comprising: determining a shape and a relative arrangement of each constituent surface.
【請求項28】 前記(7)式に(22)式を代入して
得られる収差4元ベクトルに対し、そのベクトル量がも
っともゼロベクトルに近くなるように各構成面の形状や
相対配置を決定する手段として自動設計の手法を用いる
ことを特徴とする請求項27に記載の光学処理方法。
28. With respect to the quaternary aberration vector obtained by substituting equation (22) into equation (7), the shape and relative arrangement of each constituent surface are determined so that the vector amount is closest to zero vector. 28. The optical processing method according to claim 27, wherein an automatic design technique is used as the means for performing the processing.
【請求項29】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項2
7または請求項28に記載の光学処理方法。
29. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
An optical processing method according to claim 7 or claim 28.
【請求項30】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項27ま
たは請求項28または請求項29に記載の光学処理方
法。
30. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 28 or 29.
【請求項31】 請求項1から請求項30のいずれか1
項記載の光学処理方法を用いていることを特徴とする光
学処理装置。
31. Any one of claims 1 to 30
An optical processing apparatus characterized by using the optical processing method described in the above item.
【請求項32】 請求項1から請求項30のいずれか1
項記載の光学処理方法を用いて設計されていることを特
徴とする光学系。
32. Any one of claims 1 to 30
An optical system characterized by being designed using the optical processing method described in the item.
【請求項33】 請求項1から請求項30のいずれか1
項記載の光学処理方法を記録したことを特徴とするコン
ピュータで読取り可能な記録媒体。
33. Any one of claims 1 to 30
A computer-readable recording medium on which the optical processing method according to claim is recorded.
【請求項34】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析を
行なうことを特徴とする光学処理方法。
34. A light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane passes through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. An optical processing method comprising performing paraxial / aberration analysis around an optical path of a light beam having the wavelength.
【請求項35】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわりで
近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示または
プリンターにプリントアウトすることを特徴とする請求
項34に記載の光学処理方法。
35. Passing light of a wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and near the optical path of the light beam of the wavelength from the respective object plane to the image plane. 35. The optical processing method according to claim 34, wherein the result of the axis / aberration analysis is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項36】 前記近軸・収差解析は3種類以上のア
ジムスを導入して行なわれることを特徴とする請求項3
4または請求項35に記載の光学処理方法。
36. The paraxial / aberration analysis is performed by introducing three or more kinds of azimuths.
The optical processing method according to claim 4 or 35.
【請求項37】 前記3種類以上のアジムスとは物体面
・像面の共役関係にある面に関わるアジムス、入射瞳面
・射出瞳面の共役関係にある面に関わるアジムス、収差
を評価するアジムスの3つを含むことを特徴とする請求
項36に記載の光学処理方法。
37. The three or more types of azimuths are azimuths relating to a plane having a conjugate relationship between an object plane and an image plane, azimuths relating to a plane having a conjugate relation between an entrance pupil plane and an exit pupil plane, and azimuths for evaluating aberrations. 37. The optical processing method according to claim 36, comprising:
【請求項38】 前記物体面・像面の共役関係にある面
に関わるアジムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にあ
る面に関わるアジムスの少なくとも片方のアジムスは、
収差を評価するアジムスに対しての相対アジムスで記述
されていることを特徴とする請求項37に記載の光学処
理方法。
38. At least one of the azimuth of the azimuth relating to the plane having a conjugate relationship between the object plane and the image plane and the azimuth relating to the plane having a conjugate relation of the entrance pupil plane and the exit pupil plane is as follows:
38. The optical processing method according to claim 37, wherein the optical processing method is described in terms of relative azimuth to azimuth for evaluating aberration.
【請求項39】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項3
4から請求項38のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
39. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
The optical processing method according to any one of claims 4 to 38.
【請求項40】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項34か
ら請求項39のいずれか1項に記載の光学処理方法。
40. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 40. The optical processing method according to any one of items 39.
【請求項41】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項34
から請求項38のいずれか1項に記載の光学処理方法。
41. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
The optical processing method according to any one of claims 38 to 38.
【請求項42】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、光線通過点の成
分分解に基づく光線通過点4元ベクトル((1)から
(4)式)、収差4元ベクトル((5)、(7)式)を
導入した解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なう
ことを特徴とする光学処理方法。
42. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane passes through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. A ray passing point quaternary vector (Equations (1) to (4)) and an aberration quaternary vector (Equations (5) and (7)) based on the component decomposition of the ray passing point around the optical path of the light beam of the wavelength. An optical processing method characterized in that paraxial / aberration analysis is performed based on an analysis method that incorporates the above.
【請求項43】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわり
で、光線通過点の成分分解に基づく光線通過点4元ベク
トル((1)から(4)式)、収差4元ベクトル
((5)、(7)式)を導入した解析手法にもとづいて
近軸・収差解析を行なった結果を表示装置に表示または
プリンターにプリントアウトすることを特徴とする請求
項42に記載の光学処理方法。
43. Passing a light beam of a wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and around the optical path of the light beam of that wavelength from the respective object plane to the image plane, Based on an analysis method that introduces a ray passing point quaternary vector (Equations (1) to (4)) and an aberration quaternary vector (Equations (5) and (7)) based on the component decomposition of the ray passing point, 43. The optical processing method according to claim 42, wherein a result of performing the aberration analysis is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項44】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項4
2または請求項43に記載の光学処理方法。
44. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
44. The optical processing method according to claim 43.
【請求項45】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項42ま
たは請求項43または請求項44に記載の光学処理方
法。
45. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 43 or 44.
【請求項46】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項42
または請求項43に記載の光学処理方法。
46. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
44. The optical processing method according to claim 43.
【請求項47】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、(8)、(9)
式で定義される光線基本4元ベクトルを導入した解析手
法にもとづいて近軸・収差解析を行なうことを特徴とす
る光学処理方法。
47. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. (8), (9) around the optical path of the light beam of that wavelength
An optical processing method characterized by performing paraxial / aberration analysis based on an analysis method that introduces a ray basic quaternary vector defined by an equation.
【請求項48】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわり
で、(8)、(9)式で定義される光線基本4元ベクト
ルを導入した解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行
なった結果を表示装置に表示またはプリンターにプリン
トアウトすることを特徴とする請求項47に記載の光学
処理方法。
48. Passing a light beam of a wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and around the optical path of the light beam of that wavelength from the respective object plane to the image plane, Characteristically, parallax / aberration analysis is performed on a display device or printed out to a printer based on an analysis method that introduces a ray basic quaternary vector defined by equations (8) and (9). The optical processing method according to claim 47.
【請求項49】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項4
7または請求項48に記載の光学処理方法。
49. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
49. The optical processing method according to claim 7 or 48.
【請求項50】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項47ま
たは請求項48または請求項49に記載の光学処理方
法。
50. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 50. The optical processing method according to claim 48 or 49.
【請求項51】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項47
または請求項48に記載の光学処理方法。
51. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
49. The optical processing method according to claim 48.
【請求項52】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、(11)、(1
3)式、もしくは(12)、(14)式で規定される光
線通過点4元ベクトルと光線基本4元ベクトルの関係式
により、アジムス依存性の分離するという解析手法にも
とづいて近軸・収差解析を行なうことを特徴とする光学
処理方法。
52. A light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane passes through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. (11), (1)
Paraxial / aberration based on an analytical method of separating azimuth dependence by the relational expression between the ray passing point quaternary vector and the ray basic quaternary vector defined by the equation (3) or the equations (12) and (14). An optical processing method characterized by performing analysis.
【請求項53】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわり
で、(11)、(13)式、もしくは(12)、(1
4)式で規定される光線通過点4元ベクトルと光線基本
4元ベクトルの関係式により、アジムス依存性の分離す
るという解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なっ
た結果を表示装置に表示またはプリンターにプリントア
ウトすることを特徴とする請求項52に記載の光学処理
方法。
53. Passing a light beam of a wavelength from one or more points on the object plane to an image plane, and around the optical path of the light beam of the wavelength from each of the object planes to the image plane, (11), (13), or (12), (1
4) The ray passing point quaternary vector defined by the equation and the ray basic
53. The result of performing paraxial / aberration analysis based on an analysis method of separating azimuth dependence by a four-vector vector relational expression is displayed on a display device or printed out on a printer. Optical processing method.
【請求項54】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項5
2または請求項53に記載の光学処理方法。
54. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
54. The optical processing method according to claim 53.
【請求項55】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項52ま
たは請求項53または請求項54に記載の光学処理方
法。
55. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 53 or 54.
【請求項56】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項52
または請求項53に記載の光学処理方法。
56. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
54. The optical processing method according to claim 53.
【請求項57】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、(22)、(2
3)式で規定されるテンソル解析を用いた像側における
4元ベクトルの収差係数展開を使う解析手法にもとづい
て近軸・収差解析を行なうことを特徴とする光学処理方
法。
57. A light beam having a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane passes through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. (22), (2)
3) On the image side using tensor analysis defined by equation
An optical processing method characterized by performing paraxial / aberration analysis based on an analysis method using expansion of aberration coefficients of a quaternary vector.
【請求項58】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわり
で、(22)、(23)式で規定されるテンソル解析を
用いた像側における4元ベクトルの収差係数展開を使う
解析手法にもとづいて近軸・収差解析を行なった結果を
表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトする
ことを特徴とする請求項57に記載の光学処理方法。
58. Passing a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and around the optical path of the light beam of that wavelength from the respective object plane to the image plane, Display the result of paraxial / aberration analysis on a display device based on an analysis method using aberration coefficient expansion of a quaternary vector on the image side using tensor analysis defined by equations (22) and (23), or display the result on a printer. 58. The optical processing method according to claim 57, wherein the image is printed out.
【請求項59】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項5
7または請求項58に記載の光学処理方法。
59. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
An optical processing method according to claim 7 or claim 58.
【請求項60】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項57ま
たは請求項58または請求項59に記載の光学処理方
法。
60. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which the surface normal of a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 58 or 59.
【請求項61】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項57
または請求項58に記載の光学処理方法。
61. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
Or the optical processing method according to claim 58.
【請求項62】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで、1次、2次、3次
係数が(24)、(25)、(26)式で規定される変
換式により全くアジムスに依存しない「収差係数テンソ
ル量」からアジムスに依存する「収差表示テンソル量」
に変換することによって任意のアジムスの収差係数を計
算できるようにしたことを特徴とする光学処理方法。
62. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane passes through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. Around the optical path of the light beam of the wavelength, the first-, second-, and third-order coefficients do not depend on the azimuth at all according to the conversion equations defined by the equations (24), (25), and (26). "Azimuth-dependent" aberration display tensor amount "
An optical processing method characterized in that an arbitrary azimuth aberration coefficient can be calculated by converting the azimuth into an azimuth.
【請求項63】 前記物体面上の1つまたは複数の点か
ら像面に至るまである波長の光線を通し、該その各々の
物体面から像面に至るその波長の光線の光路のまわり
で、1次、2次、3次係数が(24)、(25)、(2
6)式で規定される変換式により全くアジムスに依存し
ない「収差係数テンソル量」からアジムスに依存する「収
差表示テンソル量」に変換することによって任意のアジ
ムスの収差係数を計算できるようにした結果を表示装置
に表示またはプリンターにプリントアウトすることを特
徴とする請求項62に記載の光学処理方法。
63. Pass light of a wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and around the optical path of that wavelength light from each of the object planes to the image plane. The first, second and third order coefficients are (24), (25), (2
6) The result that the aberration coefficient of an arbitrary azimuth can be calculated by converting the “aberration coefficient tensor amount” which does not depend at all on the azimuth into the “aberration display tensor amount” which depends on the azimuth by the conversion formula defined by the expression. The optical processing method according to claim 62, wherein is displayed on a display device or printed out on a printer.
【請求項64】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項6
2または請求項63に記載の光学処理方法。
64. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
64. The optical processing method according to claim 63.
【請求項65】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項62ま
たは請求項63または請求項64に記載の光学処理方
法。
65. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 63. The optical processing method according to claim 63 or 64.
【請求項66】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項62
または請求項63に記載の光学処理方法。
66. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
Or the optical processing method according to claim 63.
【請求項67】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の点から像面にまである波長の光線を通
し、該その各々の物体面から像面に至るその波長の光線
の光路のまわりで、(7)式に(22)式を代入して得
られる収差4元ベクトルに対し、そのベクトル量がゼロ
ベクトルに近くなるように各構成面の形状や相対配置を
決定することを特徴とする光学処理方法。
67. A light beam having a certain wavelength from a point on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given, and a light beam of that wavelength from each object plane to the image plane is transmitted. Around the optical path, determine the shape and relative arrangement of each constituent surface such that the vector amount is close to a zero vector with respect to the aberration quaternary vector obtained by substituting the expression (22) into the expression (7). An optical processing method characterized by the above-mentioned.
【請求項68】 前記物体面上の点から像面にまである
波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に至る
その波長の光線の光路のまわりで、(7)式に(22)
式を代入して得られる収差4元ベクトルに対し、そのベ
クトル量がゼロベクトルに近くなるように各構成面の形
状や相対配置を決定する手段として自動設計の手法を用
いることを特徴とする請求項67に記載の光学処理方
法。
68. A light beam of a certain wavelength passes from a point on the object plane to the image plane, and around the optical path of the light beam of that wavelength from each of the object plane to the image plane, 22)
An automatic design method is used as means for determining the shape and relative arrangement of each component surface such that the vector amount is close to a zero vector with respect to the aberration quaternary vector obtained by substituting the expression. 70. The optical processing method according to item 67.
【請求項69】 前記物体面上の点から像面にまで、あ
る波長の光線を通す物体面上の点の数が複数であること
を特徴とする請求項67または請求項68に記載の光学
処理方法。
69. The optical system according to claim 67, wherein the number of points on the object plane through which a light beam of a certain wavelength passes from the point on the object plane to the image plane. Processing method.
【請求項70】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転非対称光学系であることを特徴とする請求項6
7または請求項68または請求項69に記載の光学処理
方法。
70. The optical system to which the optical data is given is a rotationally asymmetric optical system.
The optical processing method according to claim 7 or claim 68 or claim 69.
【請求項71】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点の面法線と該基準軸とが一致しな
いOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項67ま
たは請求項68または請求項69または請求項70に記
載の光学処理方法。
71. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal to a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. The optical processing method according to claim 68 or claim 69 or claim 70.
【請求項72】 前記光学データが与えられた光学系
は、回転対称光学系であることを特徴とする請求項67
または請求項68または請求項69に記載の光学処理方
法。
72. The optical system to which the optical data is given is a rotationally symmetric optical system.
70. The optical processing method according to claim 68 or 69.
【請求項73】 請求項34から請求項72のいずれか
1項記載の光学処理方法を用いていることを特徴とする
光学処理装置。
73. An optical processing apparatus using the optical processing method according to any one of claims 34 to 72.
【請求項74】 請求項34から請求項72のいずれか
1項記載の光学処理方法を用いて設計されていることを
特徴とする光学系。
74. An optical system which is designed using the optical processing method according to claim 34.
【請求項75】 請求項34から請求項72のいずれか
1項記載の光学処理方法を記録したことを特徴とするコ
ンピュータで読取り可能な記録媒体。
75. A computer-readable recording medium on which the optical processing method according to claim 34 is recorded.
【請求項76】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析を
行なうに際して、その光路のまわりで近軸・収差解析を
行なう光線を指定して光線追跡する演算モジュールを用
いていることを特徴とする光学処理方法。
76. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam having the same wavelength, an arithmetic module that designates a ray to be subjected to paraxial / aberration analysis around the optical path and uses ray tracing is used. Optical processing method.
【請求項77】 前記演算モジュールを用いて演算した
演算結果の光路を表示装置に表示またはプリンターにプ
リントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴とす
る請求項76に記載の光学処理方法。
77. The optical processing method according to claim 76, wherein an optical path of a calculation result calculated using the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium.
【請求項78】 前記指定される光線は軸外物点から出
る光線の内の主光線または任意の光線を選ぶことができ
るようになっていることを特徴とする請求項76または
請求項77に記載の光学処理方法。
78. The method according to claim 76, wherein the designated ray can be selected from a principal ray or an arbitrary ray among rays emitted from an off-axis object point. The optical processing method described in the above.
【請求項79】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項76から請求項78のいずれか1項に記載の光学処理
方法。
79. The optical processing method according to claim 76, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項80】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
76から請求項79のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
80. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 80. The optical processing method according to any one of the items 79.
【請求項81】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求項
76から請求項78のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
81. The optical processing method according to claim 76, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項82】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析を
行なうに際して、その指定された光路についての光路に
沿った光学データを算出する演算モジュールを用いてい
ることを特徴とする光学処理方法。
82. An optical system to which optical data is given passes a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane, and from each object plane to the image plane. An optical processing method, comprising: using an arithmetic module for calculating optical data along an optical path of a designated optical path when performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam having the wavelength.
【請求項83】 前記演算モジュールを用いて演算した
演算結果の光路を表示装置に表示またはプリンターにプ
リントアウトまたは記録媒体に記録することを特徴とす
る請求項82に記載の光学処理方法。
83. The optical processing method according to claim 82, wherein an optical path of a calculation result calculated using the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer, or recorded on a recording medium.
【請求項84】 前記指定された光路についての光路に
沿った光学データには、光路に沿った各光路長(面間
隔)、光線追跡した光路が各面と交わる点におけるロー
カル面形状(光路が各面と交わる点を原点とした面のロ
ーカルな表現式)、上記光線追跡した光路の折れ曲がり
方を規程する角度情報と、折れ曲がり前後の屈折率情報
が含まれていることを特徴とする請求項82または請求
項83に記載の光学処理方法。
84. The optical data along the optical path for the designated optical path includes each optical path length (surface interval) along the optical path, and the local surface shape at the point where the ray traced optical path intersects each surface (the optical path is A local expression formula of a plane having a point of intersection with each plane as an origin), angle information defining how to bend the ray traced optical path, and refractive index information before and after the bend are included. The optical processing method according to claim 82 or 83.
【請求項85】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項82から請求項84のいずれか1項に記載の光学処理
方法。
85. The optical processing method according to claim 82, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項86】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
82から請求項85のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
86. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 85. The optical processing method according to any one of the items 85.
【請求項87】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求項
82から請求項84のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
87. The optical processing method according to claim 82, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項88】 光学データが与えられた光学系に対し
て、与えられた光学データの収差解析表現の座標体系で
2種類または1種類のアジムスしか使われてない場合に
は、それを検知し3種類以上のアジムスを導入した座標
体系への変換を行なう演算モジュールを用いていること
を特徴とする光学処理方法。
88. For a given optical system given optical data, a coordinate system of aberration analysis expression of the given optical data is used.
An optical processing method characterized in that when only two or one type of azimuth is used, an arithmetic module for detecting the azimuth and converting it into a coordinate system incorporating three or more types of azimuth is used.
【請求項89】 光学データが与えられた光学系に対し
て、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまで
ある波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面に
至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析を
行なうに際して、与えられた光学データの収差解析表現
の座標体系で2種類または1種類のアジムスしか使われて
ない場合には、それを検知し3種類以上のアジムスを導
入した座標体系への変換を行なう演算モジュールを用い
ていることを特徴とする光学処理方法。
89. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system given optical data, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam of that wavelength, if only two or one type of azimuth is used in the coordinate system of the aberration analysis expression of the given optical data, it is used. An optical processing method using an arithmetic module for detecting and converting to a coordinate system in which three or more azimuths are introduced.
【請求項90】 前記3種類以上のアジムスとは物体面
・像面の共役関係にある面に関わるアジムス、入射瞳面
・射出瞳面の共役関係にある面に関わるアジムス、収差
を評価するアジムスの3つを含むことを特徴とする請求
項88または請求項89に記載の光学処理方法。
90. The three or more types of azimuths are azimuths relating to a plane having a conjugate relationship between an object plane and an image plane, azimuths relating to a plane having a conjugate relation between an entrance pupil plane and an exit pupil plane, and azimuths for evaluating aberrations. 90. The optical processing method according to claim 88 or claim 89, comprising:
【請求項91】 前記物体面・像面の共役関係にある面
に関わるアジムスと入射瞳面・射出瞳面の共役関係にあ
る面に関わるアジムスの少なくとも片方のアジムスは、
収差を評価するアジムスに対しての相対アジムスで記述
されていることを特徴とする請求項90に記載の光学処
理方法。
91. An azimuth relating to a plane having a conjugate relationship between the object plane and the image plane and an azimuth relating to a plane having a conjugate relation between the entrance pupil plane and the exit pupil plane are at least one azimuth:
The optical processing method according to claim 90, wherein the optical processing method is described in terms of relative azimuth to azimuth for evaluating aberration.
【請求項92】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項88から請求項91のいずれか1項に記載の光学処理
方法。
92. The optical processing method according to claim 88, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項93】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
88から請求項92のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
93. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 92. The optical processing method according to any one of items 92.
【請求項94】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求項
88から請求項91のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
94. The optical processing method according to claim 88, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項95】 光学データが与えられた光学系に対し
て、光線の射出側の射出高さを表わす2つの成分および
射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの
成分が、光線の入射側の入射高さを表わす2つの成分お
よび入射側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4
つの成分の関数として算出される演算モジュールを用い
ていることを特徴とする光学処理方法。
95. For an optical system to which optical data is given, a total of four components, that is, two components representing the exit height on the exit side of the light beam and two components representing the converted tilt angle on the exit side, The sum of two components representing the incident height on the incident side of the lens and two components representing the converted inclination on the incident side is 4
An optical processing method using an operation module calculated as a function of two components.
【請求項96】 光学データが与えられた光学系に物体
面上の1つまたは複数の点から像面に至るまである波長
の光線を通してその光路として指定される経路に関し
て、光線の射出側の射出高さを表わす2つの成分および
射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの
成分が、光線の入射側の入射高さを表わす2つの成分お
よび入射側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4
つの成分の関数として算出される演算モジュールを用い
ていることを特徴とする光学処理方法。
96. Emission of a light beam on the exit side with respect to a path designated as an optical path through a light beam of a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane to an optical system given optical data. A total of four components including two components representing the height and two components representing the converted inclination on the exit side are two components representing the incident height on the incident side of the light beam and two components representing the converted inclination on the incident side. 4 in total
An optical processing method using an operation module calculated as a function of two components.
【請求項97】 前記演算モジュールでの演算結果を表
示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまたは
記録媒体に記録することを特徴とする請求項95または
請求項96に記載の光学処理方法。
97. The optical processing method according to claim 95, wherein the operation result of the operation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.
【請求項98】 前記光線の入射側の入射高さを表わす
2つの成分および入射側の換算傾角を表わす2つの成分
の合わせて4つの成分は(8)式で定義される4つの成
分であり、光線の射出側の射出高さを表わす2つの成分
および射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて
4つの成分は(9)式で定義される4つの成分であるこ
とを特徴とする請求項95または請求項96または請求
項97に記載の光学処理方法。
98. An incident height on the incident side of the light beam
The total of the four components including the two components and the two components representing the converted tilt angle on the incident side are the four components defined by the equation (8), and the two components representing the exit height on the exit side of the light beam and the exit component The optical processing according to claim 95, wherein the total four components of the two components representing the converted tilt angles on the side are the four components defined by the expression (9). Method.
【請求項99】 前記光学データが与えられた光学系に
は、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項95から請求項98のいずれか1項に記載の光学処理
方法。
99. The optical processing method according to claim 95, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項100】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
95から請求項99のいずれか1項に記載の光学処理方
法。
100. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 99. The optical processing method according to any one of items 99.
【請求項101】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項95から請求項98のいずれか1項に記載の光学処理
方法。
101. The optical processing method according to claim 95, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項102】 光学データが与えられた光学系に対
して、光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つの
成分および射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分の
合わせて4つの成分が、光線の入射側の物体面内での通
過点を表わす2つの成分お該び入射瞳面内での通過点を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算
出される演算モジュールを用いていることを特徴とする
光学処理方法。
102. A combination of two components representing a passing point in an image plane on the exit side of a light ray and two components representing a passing point in an exit pupil plane with respect to an optical system given optical data. Are calculated as a function of the total of the two components representing the passing point in the object plane on the incident side of the light ray and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane. An optical processing method using an arithmetic module.
【請求項103】 光学データが与えられた光学系に物
体面上の1つまたは複数の点から像面に至るまである波
長の光線を通してその光路として指定される経路に関し
て、光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つの成
分および射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合
わせて4つの成分が、光線の入射側の物体面内での通過
点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を表
わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として算出
される演算モジュールを用いていることを特徴とする光
学処理方法。
103. An image on an exit side of a light beam with respect to a path designated as an optical path through a light beam of a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane in an optical system given optical data. The two components representing the passing point in the plane and the two components representing the passing point in the exit pupil plane, the combined four components are the two components representing the passing point in the object plane on the light incident side. And an arithmetic module that calculates a function of four components in total of two components representing a passing point in the entrance pupil plane.
【請求項104】 前記演算モジュールでの演算結果を
表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまた
は記録媒体に記録することを特徴とする請求項102ま
たは請求項103に記載の光学処理方法。
104. The optical processing method according to claim 102, wherein the operation result of the operation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.
【請求項105】 前記光線の入射側の物体面内での通
過点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の合わせて4つ
の成分は(1)式または(3)式で示される4つの成分
であり、光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つ
の成分および射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分
の合わせて4つの成分は(2)式または(4)式で示さ
れる4つの成分であることを特徴とする請求項102ま
たは請求項103または請求項104に記載の光学処理
方法。
105. A total of four components including two components representing a passing point in the object plane on the incident side of the light ray and two components representing a passing point in the entrance pupil plane is a total of four components. The four components represented by the formulas (1) and (3), two components representing a passing point in the image plane on the light exit side and two components representing a passing point in the exit pupil plane. 104. The optical processing method according to claim 102, wherein the total of the four components is the four components represented by the formula (2) or the formula (4).
【請求項106】 前記光線の射出側の像面内での通過
点を表わす2つの成分および射出瞳面内での通過点を表
わす2つの成分の合わせて4つの成分、および、演算の
入力情報である光線の入射側の物体面内での通過点を表
わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を表わす2
つの成分の合わせて4つの成分とを使って物体収差、瞳
の収差の少なくとも片方の収差情報が算出されることを
特徴とする請求項102から請求項105のいずれか1
項に記載の光学処理方法。
106. A total of four components including two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane, and input information for calculation Two components representing the passing point in the object plane on the incident side of the ray, and 2 representing the passing point in the entrance pupil plane
106. The aberration information of at least one of the object aberration and the pupil aberration is calculated using the four components in addition to the four components.
The optical processing method described in the paragraph.
【請求項107】 前記物体収差、瞳の収差の少なくと
も片方の収差情報は(5)式または(7)式を使って算
出されることを特徴とする請求項106に記載の光学処
理方法。
107. The optical processing method according to claim 106, wherein the aberration information of at least one of the object aberration and the pupil aberration is calculated using Expression (5) or Expression (7).
【請求項108】 前記物体収差、瞳の収差の少なくと
も片方の収差がほとんどゼロに近くなるように各構成面
の形状や相対配置を決定する機能を持つことを特徴とす
る請求項106または請求項107に記載の光学処理方
法。
108. The apparatus according to claim 106, further comprising a function of determining the shape and relative arrangement of each constituent surface such that at least one of the object aberration and the pupil aberration is almost zero. 107. The optical processing method according to 107.
【請求項109】 前記物体収差、瞳の収差の少なくと
も片方の収差がほとんどゼロに近くなるように各構成面
の形状や相対配置を決定する機能として自動設計の手法
が用いられていることを特徴とする請求項108に記載
の光学処理方法。
An automatic design method is used as a function of determining the shape and relative arrangement of each constituent surface such that at least one of the aberration of the object and the aberration of the pupil is almost zero. The optical processing method according to claim 108, wherein
【請求項110】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請
求項102から請求項109のいずれか1項に記載の光
学処理方法。
110. The optical processing method according to claim 102, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項111】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
102から請求項110のいずれか1項に記載の光学処
理方法。
111. An optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 110. The optical processing method according to any one of items 110.
【請求項112】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項102から請求項109のいずれか1項に記載の光学
処理方法。
The optical processing method according to any one of claims 102 to 109, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項113】 光学データが与えられた光学系に対
して、光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つの
成分および射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分の
合わせて4つの成分、または、光線の入射側の物体面内
での通過点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通
過点を表わす2つの成分の合わせて4つの成分が、光線
の射出側の射出高さを表わす2つの成分および射出側の
換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、ま
たは、光線の入射側の入射高さを表わす2つの成分およ
び入射側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つ
の成分の関数として算出される演算モジュールを用いて
いることを特徴とする光学処理方法。
113. Combination of two components representing a passing point in an image plane on the exit side of a light ray and two components representing a passing point in an exit pupil plane for an optical system given optical data. The four components, or two components representing the passing point in the object plane on the entrance side of the ray and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane, are combined into four components on the exit side of the ray. A total of four components, ie, two components representing the exit height of the light beam and two components representing the converted tilt angle on the exit side, or two components representing the incident height on the incident side of the light ray and the converted tilt angle on the incident side. An optical processing method, comprising using an operation module that is calculated as a function of four components by combining two components.
【請求項114】 光学データが与えられた光学系に物
体面上の1つまたは複数の点から像面にまである波長の
光線を通してその光路として指定される経路に関して、
光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つの成分お
よび射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合わせ
て4つの成分、または、光線の入射側の物体面内での通
過点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分が、光線の射出
側の射出高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾
角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分、または、
光線の入射側の入射高さを表わす2つの成分および入射
側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせて4つの成分
の関数として算出される演算モジュールを用いているこ
とを特徴とする光学処理方法。
114. A path designated as the optical path through a light beam of a certain wavelength from one or more points on the object plane to the image plane to the optical system given the optical data.
A total of four components, that is, two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane, or a component in the object plane on the incident side of the light ray A total of four components, the two components representing the passing point and the two components representing the passing point in the entrance pupil plane, represent two components representing the exit height on the exit side of the light beam and the converted tilt angle on the exit side. 4 components in total, or 2 components
An optical processing method characterized in that an arithmetic module is used which is calculated as a function of four components by combining two components representing an incident height on the incident side of a light beam and two components representing a converted inclination on the incident side. .
【請求項115】 前記演算モジュールでの演算結果を
表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまた
は記録媒体に記録することを特徴とする請求項113ま
たは請求項114に記載の光学処理方法。
115. The optical processing method according to claim 113 or claim 114, wherein a calculation result of said calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium.
【請求項116】 前記光線の入射側の物体面内での通
過点を表わす2つの成分および入射瞳面内での通過点を
表わす2つの成分の合わせて4つの成分の合わせて4つ
の成分は(1)式または(3)式で示される4つの成
分、光線の射出側の像面内での通過点を表わす2つの成
分および射出瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合
わせて4つの成分は(2)式または(4)式で示される
4つの成分であり、一方、光線の入射側の入射高さを表
わす2つの成分および入射側の換算傾角を表わす2つの
成分の合わせて4つの成分は(8)式で定義される4つ
の成分であり、光線の射出側の射出高さを表わす2つの
成分および射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わ
せて4つの成分は(9)式で定義される4つの成分であ
ることを特徴とする請求項113または請求項114ま
たは請求項115に記載の光学処理方法。
116. A total of four components, that is, two components representing a passing point in the object plane on the incident side of the light ray and two components representing a passing point in the entrance pupil plane, are: The sum of the four components represented by the formulas (1) and (3), the two components representing the passing points in the image plane on the exit side of the light beam, and the two components representing the passing points in the exit pupil plane The four components are the four components represented by the formulas (2) and (4). On the other hand, the two components representing the incident height on the incident side of the light beam and the two components representing the converted inclination on the incident side are combined. The four components are the four components defined by the equation (8), and the total of the four components including the two components representing the exit height on the exit side of the light beam and the two components representing the converted inclination on the exit side is: (9) There are four components defined by equation (9). 13 or claim 114 or optical processing method according to claim 115.
【請求項117】 前記光線の射出側の像面内での通過
点を表わす2つの成分および射出瞳面内での通過点を表
わす2つの成分の合わせて4つの成分、または、光線の
入射側の物体面内での通過点を表わす2つの成分および
入射瞳面内での通過点を表わす2つの成分の合わせて4
つの成分が、光線の射出側の射出高さを表わす2つの成
分および射出側の換算傾角を表わす2つの成分の合わせ
て4つの成分、または、光線の入射側の入射高さを表わ
す2つの成分および入射側の換算傾角を表わす2つの成
分の合わせて4つの成分の関数として算出される場合、
その演算算出は(11)式、(13)式もしくは(1
2)式、(14)式を使って行なわれることを特徴とす
る請求項113から請求項116のいずれか1項に記載
の光学処理方法。
117. A total of four components, that is, two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane, or the incident side of the ray. Of the two components representing the pass point in the object pupil plane and the two components representing the pass point in the entrance pupil plane.
The four components are a total of four components, ie, two components representing the exit height on the exit side of the light beam and two components representing the converted inclination on the exit side, or two components representing the incident height on the entrance side of the ray. And two components representing the converted tilt angle on the incident side are calculated as a function of four components,
The calculation is performed by the equation (11), the equation (13) or the equation (1).
The optical processing method according to any one of claims 113 to 116, wherein the optical processing method is performed using the equations (2) and (14).
【請求項118】 前記光線の射出側の像面内での通過
点を表わす2つの成分および射出瞳面内での通過点を表
わす2つの成分の合わせて4つの成分が、光線の射出側
の射出高さを表わす2つの成分および射出側の換算傾角
を表わす2つの成分の合わせて4つの成分の関数として
の算出される場合、その演算算出は(22)式、(2
3)式および(24)、(25)、(26)式を使って
行なわれることを特徴とする請求項113から請求項1
16のいずれか1項に記載の光学処理方法。
118. A total of four components, which are two components representing a passing point in the image plane on the exit side of the light ray and two components representing a passing point in the exit pupil plane, constitute the component on the exit side of the ray. When the two components representing the injection height and the two components representing the conversion angle of the injection side are calculated as a function of four components, the calculation is performed using the formula (22), (2)
113. The method according to claim 113, wherein the calculation is performed using the expression 3) and the expressions (24), (25), and (26).
17. The optical processing method according to any one of items 16.
【請求項119】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請
求項113から請求項118のいずれか1項に記載の光
学処理方法。
119. The optical processing method according to claim 113, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項120】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
113から請求項119のいずれか1項に記載の光学処
理方法。
120. An optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 119. The optical processing method according to any one of [119].
【請求項121】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項113から請求項118のいずれか1項に記載の光学
処理方法。
121. The optical processing method according to claim 113, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項122】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、その近軸・収差解析を行なう光路が
一つであるか複数であるかを判断する演算モジュールを
用いていることを特徴とする光学処理方法。
122. An optical system given optical data passes a light beam of a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane, and passes light rays from each object plane to the image plane. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of a light beam having the same wavelength, an arithmetic module that determines whether there is one or more optical paths for performing the paraxial / aberration analysis is used. Optical processing method.
【請求項123】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、共通面評価が必要かどうかを判断す
る演算モジュールを用いていることを特徴とする光学処
理方法。
123. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. An optical processing method, comprising: using an arithmetic module for determining whether a common plane evaluation is required when performing paraxial / aberration analysis around an optical path of a light beam having the same wavelength.
【請求項124】 前記共通面評価が必要との判断は、
ユーザーの必要と言う入力の場合に行なわれることを特
徴とする請求項123の光学処理方法。
124. The judgment that the common plane evaluation is necessary is as follows:
124. The optical processing method according to claim 123, wherein the method is performed in the case of an input that the user needs.
【請求項125】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、共通面評価が必要と判断された時
に、共通評価面に対する物体面、像面の傾きおよびデフ
ォーカス変換を行なう演算モジュールを用いていること
を特徴とする光学処理方法。
125. An optical system given optical data passes a light beam of a certain wavelength from one or a plurality of points on an object plane to an image plane, and passes light rays from each object plane to the image plane. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam of that wavelength, when it is determined that common plane evaluation is necessary, an arithmetic module that performs object plane and image plane tilt and defocus conversion with respect to the common evaluation plane An optical processing method characterized by being used.
【請求項126】 前記演算モジュールでの演算結果を
表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまた
は記録媒体に記録することを特徴とする請求項122か
ら請求項125のいずれか1項に記載の光学処理方法。
126. The optical processing according to any one of claims 122 to 125, wherein a calculation result of said calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium. Method.
【請求項127】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請
求項122から請求項126のいずれか1項に記載の光
学処理方法。
The optical processing method according to any one of claims 122 to 126, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項128】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
122から請求項127のいずれか1項に記載の光学処
理方法。
128. An optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface whose surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 127. The optical processing method according to any one of the items 127.
【請求項129】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項122から請求項126のいずれか1項に記載の光学
処理方法。
The optical processing method according to any one of claims 122 to 126, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項130】 光学データが与えられた光学系に対
して、その近軸・収差解析を行なうアジムスが一つであ
るか複数であるかを判断する演算モジュールを用いてい
ることを特徴とする光学処理方法。
130. An arithmetic module for determining whether there is one or more azimuths for performing paraxial / aberration analysis on an optical system given optical data. Optical processing method.
【請求項131】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、その近軸・収差解析を行なうアジム
スが一つであるか複数であるかを判断する演算モジュー
ルを用いていることを特徴とする光学処理方法。
131. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane is passed through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. When performing paraxial / aberration analysis around the optical path of a light beam of that wavelength, an arithmetic module that determines whether there is one or more azimuths to perform the paraxial / aberration analysis is used. Optical processing method.
【請求項132】 光学データが与えられた光学系に対
して、アジムス依存性評価が必要かどうかを判断する演
算モジュールを用いていることを特徴とする光学処理方
法。
132. An optical processing method using an arithmetic module for determining whether or not azimuth dependency evaluation is necessary for an optical system to which optical data has been given.
【請求項133】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、アジムス依存性評価が必要かどうか
を判断する演算モジュールを用いていることを特徴とす
る光学処理方法。
133. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane passes through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. An optical processing method characterized by using an arithmetic module for judging whether or not azimuth dependency evaluation is required when performing paraxial / aberration analysis around an optical path of a light beam having the wavelength.
【請求項134】 前記アジムス依存性評価が必要との
判断は、ユーザーの必要と言う入力の場合に行なわれる
ことを特徴とする請求項132または請求項133の光
学処理方法。
134. The optical processing method according to claim 132 or 133, wherein the determination that the azimuth dependency evaluation is necessary is performed when the user inputs that the evaluation is necessary.
【請求項135】 光学データが与えられた光学系に対
して、アジムス依存性評価が必要と判断された時に、ア
ジムス毎に計算された収差特性をまとめて表やグラフに
書ける形にまとめる演算モジュールを用いていることを
特徴とする光学処理方法。
135. An arithmetic module for summarizing aberration characteristics calculated for each azimuth into a form that can be written in a table or a graph when it is determined that azimuth dependency evaluation is necessary for an optical system to which optical data is given. An optical processing method characterized by using:
【請求項136】 光学データが与えられた光学系に対
して、物体面上の1つまたは複数の点から像面に至るま
である波長の光線を通し、該その各々の物体面から像面
に至るその波長の光線の光路のまわりで近軸・収差解析
を行なうに際して、アジムス依存性評価が必要と判断さ
れた時に、アジムス毎に計算された収差特性をまとめて
表やグラフに書ける形にまとめる演算モジュールを用い
ていることを特徴とする光学処理方法。
136. A light beam having a certain wavelength from one or more points on an object plane to an image plane passes through an optical system to which optical data is given, and each of the light beams passes from the object plane to the image plane. When paraxial / aberration analysis is performed around the optical path of a light beam of that wavelength, when it is judged that azimuth dependence evaluation is necessary, the aberration characteristics calculated for each azimuth are summarized in a table or graph. An optical processing method using an arithmetic module.
【請求項137】 前記演算モジュールでの演算結果を
表示装置に表示またはプリンターにプリントアウトまた
は記録媒体に記録することを特徴とする請求項130か
ら請求項136のいずれか1項に記載の光学処理方法。
137. The optical processing according to any one of claims 130 to 136, wherein the calculation result of the calculation module is displayed on a display device, printed out on a printer or recorded on a recording medium. Method.
【請求項138】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転非対称光学系が含まれることを特徴とする請
求項130から請求項137のいずれか1項に記載の光
学処理方法。
138. The optical processing method according to claim 130, wherein the optical system to which the optical data is given includes a rotationally asymmetric optical system.
【請求項139】 前記光学データが与えられた光学系
は、基準軸が交わる点における面法線と該基準軸とが一
致しないOff-Axial曲面を含むことを特徴とする請求項
130から請求項138のいずれか1項に記載の光学処
理方法。
139. The optical system to which the optical data is given includes an Off-Axial curved surface in which a surface normal at a point where a reference axis intersects does not coincide with the reference axis. 138. The optical processing method according to any one of 138.
【請求項140】 前記光学データが与えられた光学系
には、回転対称光学系が含まれることを特徴とする請求
項130から請求項137のいずれか1項に記載の光学
処理方法。
140. The optical processing method according to claim 130, wherein the optical system provided with the optical data includes a rotationally symmetric optical system.
【請求項141】 請求項76から請求項140のいず
れか1項記載の光学処理方法に用いていることを特徴と
する光学処理装置。
141. An optical processing apparatus used in the optical processing method according to any one of claims 76 to 140.
【請求項142】 請求項76から請求項140のいず
れか1項記載の光学処理方法を用いて設計されているこ
とを特徴とする光学系。
142. An optical system designed using the optical processing method according to any one of claims 76 to 140.
【請求項143】 請求項76から請求項140のいず
れか1項記載の光学処理方法を記録したことを特徴とす
るコンピュータで読取り可能な記録媒体。
143. A computer-readable recording medium on which the optical processing method according to any one of claims 76 to 140 is recorded.
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