JPH0894489A - Method and equipment for optimizing objective system and method apparatus for designing lens system by use thereof - Google Patents

Method and equipment for optimizing objective system and method apparatus for designing lens system by use thereof

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JPH0894489A
JPH0894489A JP22662094A JP22662094A JPH0894489A JP H0894489 A JPH0894489 A JP H0894489A JP 22662094 A JP22662094 A JP 22662094A JP 22662094 A JP22662094 A JP 22662094A JP H0894489 A JPH0894489 A JP H0894489A
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JP
Japan
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value
component
change amount
lens system
constituent elements
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JP22662094A
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Japanese (ja)
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Hiroshi Matsui
寛 松居
Yuriko Hirano
由利子 平野
Yasuo Kitamura
康夫 北村
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Canon Inc
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Abstract

PURPOSE: To design a lens system quickly with minimum amount of calculation by providing means for calculating an eigenvalue based on a specific column vector comprising the variation amounts of respective characteristics for the micro variation of a plurality of components as the elements thereof. CONSTITUTION: A CPU 200 controls the entire lens design system and a memory 202 stores a program, components of lens, variables for optimization design, an evaluation function, etc. Optimal component values can be attained by locally modifying the value of component such that a lens system represented by a plurality of components has desired characteristics. In other words, an eigenvalue calculating means calculates the eigenvalue of the product of a submatrix having, as the base thereof, the column vector of Jacobian A comprising the variation amounts of respective characteristics for the micro variation of a plurality of components as the elements thereof and the transposed matrix thereof. If the absolute value of the product of eigenvalues is smaller than a predetermined value, a predetermined micro value is added to the micro variation of corresponding component to obtain a new micro variation.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複数の構成要素からな
る対象の系が所望の特性となるように、該複数の構成要
素を局所的に変更してゆき、その系の最適な設計値を獲
得する最適化処理方法とその装置に関する。また、この
最適化処理方法とその装置を用いたレンズ設計方法とそ
の装置、さらに、LSIの最適パターン設計方法とその
装置、建築物の設計方法とその装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention locally modifies a plurality of constituent elements so that a target system composed of the plurality of constituent elements has desired characteristics, and the optimum design value of the system is obtained. The present invention relates to an optimization processing method and a device for obtaining the same. Further, the present invention relates to a lens designing method and its apparatus using this optimization processing method and its apparatus, an optimal pattern designing method and its apparatus of LSI, a building designing method and its apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】対象となる系を構成する構成要素をn個
の要素からなる変数ベクトル、 X=[x1,...,xn]T (1) 該対象の特性を評価する量をm個の要素からなる評価関
数ベクトル、
2. Description of the Related Art Constituent elements constituting a target system are variable vectors consisting of n elements, X = [x 1 ,. . . , X n ] T (1) An evaluation function vector made up of m elements for evaluating the characteristic of the target,

【0003】[0003]

【数2】 [Equation 2]

【0004】で表す。但し、It is represented by. However,

【0005】[0005]

【数3】 [Equation 3]

【0006】である。ここで、fk(X),fk,tar
それぞれ各特性値を表す評価関数の値とその目標値であ
る。尚、これらの評価関数は、所望の値にすることを目
的とした特性値の他、制約条件値を含めてもよい。最小
2乗法では、一般に各評価関数値の目標値からのずれ
(誤差)量が最小になるように解が求められ、そのため
に単一評価尺度として、次式で表される目的関数を用い
る。
[0006] Here, f k (X), f k, tar are the value of the evaluation function representing each characteristic value and its target value, respectively. Note that these evaluation functions may include constraint condition values in addition to characteristic values intended to have desired values. In the least-squares method, a solution is generally obtained so that the amount of deviation (error) of each evaluation function value from the target value is minimized. For that purpose, an objective function represented by the following equation is used as a single evaluation scale.

【0007】[0007]

【数4】 [Equation 4]

【0008】(4)式で与えられる目的関数を、例えば
レンズ設計の分野ではメリット関数と呼ぶ。(4)式に
評価関数の線形近似を適用すると、局所的最小値となる
ためのXの必要条件は、
The objective function given by equation (4) is called a merit function in the field of lens design, for example. When the linear approximation of the evaluation function is applied to the equation (4), the necessary condition of X to obtain the local minimum value is

【0009】[0009]

【数5】 [Equation 5]

【0010】と表せる。ここで、X0は変数ベクトルの
初期値である。また、AはF(X)のヤコビアン(Jaco
bian)で、
Can be expressed as Here, X 0 is the initial value of the variable vector. Also, A is Jacobian of F (X)
bian)

【0011】[0011]

【数6】 [Equation 6]

【0012】である。なお、(6)式において、Fi は
評価関数ベクトル((2)式)の第i要素Fi(X)の
ことを意味する。また、ΔXは変数ベクトルの次ステッ
プへの変動を表す解ベクトルであり、以下の様に表せ
る。
[0012] In Expression (6), Fi means the i-th element Fi (X) of the evaluation function vector (Expression (2)). Further, ΔX is a solution vector representing the variation of the variable vector to the next step, and can be represented as follows.

【0013】[0013]

【数7】 [Equation 7]

【0014】一般に、評価関数と変数との関係は非線形
であるため、(5)式をそのまま解く代わりに、2次微
分以上の非線形性成分に対する補正が行われる。例え
ば、D.S.Greyにより考案された直交化法では、
以下のような処理が行われる。先ず、(5)式を、行列
AにGram-SchmidtQR分解
In general, since the relationship between the evaluation function and the variable is non-linear, instead of solving the equation (5) as it is, the non-linear component of the second derivative or higher is corrected. For example, D.I. S. In the orthogonalization method devised by Gray,
The following processing is performed. First, Equation (5) is transformed into a matrix A by Gram-Schmidt QR decomposition.

【0015】[0015]

【数8】 [Equation 8]

【0016】を適用してApplying

【0017】[0017]

【数9】 [Equation 9]

【0018】と変換する。ここで、Qは正規直交行列、
Rは上三角行列である。(9)式において、
Is converted to Where Q is an orthonormal matrix,
R is an upper triangular matrix. In equation (9),

【0019】[0019]

【数10】 [Equation 10]

【0020】とおけば、Uは互いに独立な直交変数と見
なすことができ、各直交変数を個別に処理することが可
能となる。直交化法ではこのような性質を利用して、U
の各要素について、線形性の強弱によってベクトル長を
延長または短縮し、非線形性に対する補正を行ってい
る。また、K.Lebenberg とD.W.Marquardt によっ
て考案された、Levenberg-Marquardt(DLS:Damped
Least Squares)法では、非線形性を補正するために
ダンピングファクタと称されるスカラー量ρを導入し、
(5)式の代わりに、
In other words, U can be regarded as mutually independent orthogonal variables, and each orthogonal variable can be processed individually. The orthogonalization method utilizes such a property, and U
For each element, the vector length is lengthened or shortened depending on the strength of linearity to correct for non-linearity. In addition, K. Lebenberg and D.C. W. Invented by Marquardt, Levenberg-Marquardt (DLS: Damped)
Least Squares method introduces a scalar quantity ρ called a damping factor to correct the nonlinearity,
Instead of equation (5),

【0021】[0021]

【数11】 [Equation 11]

【0022】を解いて最適解を求めている。(11)式
において、Iは単位行列を表す。一方、実際の数値計算
では、前記Aの各要素aijは(6)式で示した様な厳密
な微分系数値
The optimum solution is obtained by solving In Expression (11), I represents an identity matrix. On the other hand, in the actual numerical calculation, each element aij of A is an exact differential system numerical value as shown in the equation (6).

【0023】[0023]

【数12】 [Equation 12]

【0024】ではなく、差分値;Not the difference value;

【0025】[0025]

【数13】 [Equation 13]

【0026】を用いて計算される。Is calculated using

【0027】[0027]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その
際、あらかじめ設定される変数差分量δxjが適切でな
いと数値計算上の悪条件が生じ、多くの反復計算を要し
たりして、効率良く最適解を求められない問題があっ
た。本発明は、上記従来例に鑑みてなされたもので、予
め変数の差分量設定値に関して適/不適の評価を行うこ
とによって、常に効率良く最適化演算を行う最適化演算
方法とその装置を提供することを目的とする。
However, in this case, if the preset variable difference amount δx j is not appropriate, a bad condition in numerical calculation will occur, and many iterative calculations will be required, resulting in efficient optimization. There was a problem that could not be solved. The present invention has been made in view of the above-described conventional example, and provides an optimization calculation method and a device for always performing efficient optimization calculation by performing appropriate / inappropriate evaluation of a difference amount setting value of a variable in advance. The purpose is to do.

【0028】また、その最適化演算方法とその装置を用
いて、レンズ系の設計を最小の計算量で高速に行うこと
ができるレンズ系設計方法とその装置を提供することを
目的とする。
It is another object of the present invention to provide a lens system designing method and a device therefor which can design a lens system at high speed with a minimum amount of calculation by using the optimizing calculation method and the apparatus.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の対象系の最適化方法とその装置及びそれを
用いたレンズ系設計方法とその装置は以下の構成を備え
る。即ち、複数の構成要素で表現されるレンズ系が所望
の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的に
変更していくことにより、最適な構成要素値を獲得する
レンズ系設計装置であって、該複数の構成要素の微小変
化量に対する前記各特性の変化量をその要素とするヤコ
ビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai (i=1...n)を基
底とする部分行列A’とその部分行列A’の転値行列
A'Tとの行列積A'TA’の固有値を計算する固有値計算
手段と、前記固有値計算手段で計算されたA'TA’の各
々に対する固有値間の積の絶対値が所定値より小さけれ
ば、前記固有値間の積に対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、前記構成
要素微小変化量修正手段で生成された新たな微小変化量
に基づき、レンズ系が所望の特性となるように、該複数
の構成要素の値を局所的に変更していくことにより、最
適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値獲得手段と
を備える。
In order to achieve the above object, an object system optimizing method and apparatus, and a lens system designing method and apparatus using the same according to the present invention have the following configurations. That is, a lens system design that locally obtains the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system represented by the plurality of components has desired characteristics. A device based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of constituent elements each 'and eigenvalue calculation means for calculating the eigenvalue of the calculated by the eigenvalue calculation unit a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a of the matrix a 'and its partial matrix a' T a ' If the absolute value of the product between the eigenvalues is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute change amount of the component. Generated by the constituent element minute change amount correcting means and the constituent element minute change amount correcting means. Based on the new minute change amount, the optimum constituent element that obtains the optimum constituent element value by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has desired characteristics. Value acquisition means.

【0030】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を
計算する行列式計算手段と、前記固有値計算手段で計算
された|A'TA'|の絶対値が所定値より小さければ、対
応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加算し
て、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成要素微
小変化量修正手段と、前記構成要素微小変化量修正手段
で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的
に変更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得
する最適構成要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for obtaining an element value, the column vector a i (i = i = i
1 ... n) to a base portion matrix A 'and its partial matrix A''determinant of | A' T A 'matrix product A with T' rolling value matrix A T A '| calculate the matrix If the absolute value of | A'T A '| calculated by the formula calculation means and the eigenvalue calculation means is smaller than a predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to construct Based on the component minute change amount correction means for setting a new minute change amount of the element and the new minute change amount generated by the component element minute change amount correction means, the lens system is set to have desired characteristics. Optimal component value acquisition means for acquiring the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components.

【0031】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算する特
異値計算手段と、前記特異値計算手段で計算された特異
値の積の絶対値が所定値より小さければ、対応する構成
要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成
要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正
手段と、前記構成要素微小変化量修正手段で生成された
新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性とな
るように、該複数の構成要素の値を局所的に変更してい
くことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構成
要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for obtaining an element value, the column vector a i (i = i = i
If the absolute value of the product of the singular value calculating means for calculating the singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the singular value calculating means is smaller than a predetermined value, the correspondence is obtained. Component minute change amount correction means for adding a predetermined minute value to the minute change amount of the component element to obtain a new minute change amount of the component element, and a new component minute change amount correction means generated by the component element minute change amount correction means. Based on such a minute change amount, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic, thereby obtaining the optimum constituent element values. And means.

【0032】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai (i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を計算する固
有値計算手段と、前記固有値計算手段で計算されたA'T
A’の各々に対する固有値間の積の絶対値が所定値より
小さければ、前記固有値間の積に対応する構成要素の微
小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新
たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、
前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備える。
Another aspect of the present invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
1 ... n) 'and its partial matrix A' partial matrix A of a base and eigenvalue calculation means for calculating the eigenvalues of T A '' matrix product A with T 'rolling value matrix A, the eigenvalue calculation means Calculated by A ' T
If the absolute value of the product between the eigenvalues for each A'is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute value of the component. A component minute change amount correction means for the change amount,
Optimum by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has desired characteristics based on the new minute change amount generated by the constituent minute change amount correction means. Optimal component value acquisition means for acquiring the values of various components.

【0033】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を
計算する行列式計算手段と、前記固有値計算手段で計算
された|A'TA'|の絶対値が所定値より小さければ、対
応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加算し
て、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成要素微
小変化量修正手段と、前記構成要素微小変化量修正手段
で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的
に変更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得
する最適構成要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
1 ... n) to a base portion matrix A 'and its partial matrix A''determinant of | A' T A 'matrix product A with T' rolling value matrix A T A '| calculate the matrix If the absolute value of | A'T A '| calculated by the formula calculation means and the eigenvalue calculation means is smaller than a predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to construct Based on the component minute change amount correction means for setting a new minute change amount of the element and the new minute change amount generated by the component element minute change amount correction means, the lens system is set to have desired characteristics. Optimal component value acquisition means for acquiring the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components.

【0034】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算する特
異値計算手段と、前記特異値計算手段で計算された特異
値の積の絶対値が所定値より小さければ、対応する構成
要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成
要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正
手段と、前記構成要素微小変化量修正手段で生成された
新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性とな
るように、該複数の構成要素の値を局所的に変更してい
くことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構成
要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
If the absolute value of the product of the singular value calculating means for calculating the singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the singular value calculating means is smaller than a predetermined value, the correspondence is obtained. Component minute change amount correction means for adding a predetermined minute value to the minute change amount of the component element to obtain a new minute change amount of the component element, and a new component minute change amount correction means generated by the component element minute change amount correction means. Based on such a minute change amount, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic, thereby obtaining the optimum constituent element values. And means.

【0035】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得するレンズ系設計方法であって、該複
数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変化量
をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクト
ルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその部分
行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を
計算する固有値計算工程と、前記固有値計算工程で計算
されたA'TA’の各々に対する固有値間の積の絶対値が
所定値より小さければ、前記固有値間の積に対応する構
成要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構
成要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修
正工程と、前記構成要素微小変化量修正工程で生成され
た新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性と
なるように、該複数の構成要素の値を局所的に変更して
いくことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構
成要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for designing a lens system for obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = 1 ..) of Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements. .n) as a basis, and the eigenvalue calculation step of calculating the eigenvalue of the matrix product A ′ T A ′ of the transversion matrix A ′ T of the submatrix A ′ and the eigenvalue calculation step. If the absolute value of the product between the eigenvalues for each of A ′ T A ′ is smaller than a predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues, and the component And a step of correcting the minute change amount of the component, which is a new minute change amount of Based on the new minute change amount generated in the change amount correction step, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has desired characteristics, and thus the optimum constituent element An optimal component value acquisition step of acquiring a value.

【0036】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を
計算する行列式計算工程と、前記固有値計算工程で計算
された|A'TA'|の絶対値が所定値より小さければ、対
応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加算し
て、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成要素微
小変化量修正工程と、前記構成要素微小変化量修正工程
で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的
に変更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得
する最適構成要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method of obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose element is a variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements
1 ... n) to a base portion matrix A 'and its partial matrix A''determinant of | A' T A 'matrix product A with T' rolling value matrix A T A '| calculate the matrix If the absolute value of | A'T A '| calculated in the formula calculation step and the eigenvalue calculation step is smaller than a predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to obtain the above-mentioned configuration. Based on the component minute change amount correction step of setting a new minute change amount of the element and the new minute change amount generated in the component element minute change amount correction step, the lens system is set to have desired characteristics. An optimum component value acquisition step of acquiring an optimum component value by locally changing the values of a plurality of components.

【0037】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算する特
異値計算工程と、前記特異値計算工程で計算された特異
値の積の絶対値が所定値より小さければ、対応する構成
要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成
要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正
工程と、前記構成要素微小変化量修正工程で生成された
新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性とな
るように、該複数の構成要素の値を局所的に変更してい
くことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構成
要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method of obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose element is a variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements
If the absolute value of the product of the singular value calculation step for calculating the singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the singular value calculation step is smaller than a predetermined value, the corresponding The component minute change amount correction step of adding a predetermined minute value to the component minute change amount to obtain a new minute change amount of the component element, and a new component generated by the component element minute change amount correction step. Based on such a minute change amount, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic, thereby obtaining the optimum constituent element values. And a process.

【0038】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai (i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を計算する固
有値計算工程と、前記固有値計算工程で計算されたA'T
A’の各々に対する固有値間の積の絶対値が所定値より
小さければ、前記固有値間の積に対応する構成要素の微
小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新
たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正工程と、
前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備える。また、別の発明は、複数の構成要
素で表現される対象の系が所望の特性となるように、該
複数の構成要素の値を局所的に変更していくことによ
り、最適な構成要素値を獲得する方法であって、該複数
の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変化量を
その要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトル
i(i=1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行
列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'
TA'|を計算する行列式計算工程と、前記固有値計算工
程で計算された|A'TA'|の絶対値が所定値より小さけ
れば、対応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を
加算して、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成
要素微小変化量修正工程と、前記構成要素微小変化量修
正工程で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ
系が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を
局所的に変更していくことにより、最適な構成要素の値
を獲得する最適構成要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for obtaining a component value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose component is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of components.
1 ... n) 'and its partial matrix A' partial matrix A of the base and the eigenvalue calculation step of calculating the eigenvalues of T A '' matrix product A with T 'rolling value matrix A, the eigenvalue calculation step Calculated by A ' T
If the absolute value of the product between the eigenvalues for each A'is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute value of the component. A component minute change amount correction process for the change amount,
Optimizing by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has the desired characteristics based on the new minute change amount generated in the constituent minute change amount correction step. An optimal component value acquisition step of acquiring the values of various components. Another invention is to optimize the values of the constituent elements by locally changing the values of the constituent elements so that the target system represented by the constituent elements has desired characteristics. And a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of constituent elements. to the partial matrix a 'and its partial matrix a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a 'determinant of | a'
If the absolute value of | A ′ T A ′ | calculated in the determinant calculation step of calculating T A ′ | and the eigenvalue calculation step is smaller than a predetermined value, a small change amount of the corresponding component is set to a predetermined small amount. The lens system is desired based on the component minute change amount correction step of adding the values to obtain a new minute change amount of the component element and the new minute change amount generated in the component element minute change amount correction step. To obtain the optimum constituent element value by locally changing the values of the plurality of constituent elements so as to obtain the characteristic of 1.

【0039】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算する特
異値計算工程と、前記特異値計算工程で計算された特異
値の積の絶対値が所定値より小さければ、対応する構成
要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成
要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正
工程と、前記構成要素微小変化量修正工程で生成された
新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性とな
るように、該複数の構成要素の値を局所的に変更してい
くことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構成
要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for obtaining a component value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose component is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of components.
If the absolute value of the product of the singular value calculation step for calculating the singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the singular value calculation step is smaller than a predetermined value, the corresponding The component minute change amount correction step of adding a predetermined minute value to the component minute change amount to obtain a new minute change amount of the component element, and a new component generated by the component element minute change amount correction step. Based on such a minute change amount, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic, thereby obtaining the optimum constituent element values. And a process.

【0040】[0040]

【作用】以上の構成において、複数の構成要素で表現さ
れるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構成
要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な構
成要素値を獲得するレンズ系設計装置であって、固有値
計算手段が、該複数の構成要素の微小変化量に対する前
記各特性の変化量をその要素とするヤコビアン(Jacobi
an)Aの列ベクトルai (i=1...n)を基底とする部分行
列A’とその部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積
A'TA’の固有値を計算し、構成要素微小変化量修正手
段が、前記固有値計算手段で計算されたA'TA’の各々
に対する固有値間の積の絶対値が所定値より小さけれ
ば、前記固有値間の積の絶対値に対応する構成要素の微
小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新
たな微小変化量とし、最適構成要素値獲得手段が、前記
構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微小変
化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるように、該
複数の構成要素の値を局所的に変更していくことによ
り、最適な構成要素の値を獲得する。
In the above construction, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics, and thus the optimum constituent element values are obtained. In the lens system design apparatus, the eigenvalue calculation means uses the amount of change in each of the characteristics with respect to the amount of minute change in the plurality of constituent elements as an element.
the eigenvalues of an) column vector a i of A (i = 1 ... n) the T A 'matrix product A with T' section as a base matrix A 'and its partial matrix A' rolling value matrix A ' calculated, components small variation correction means is, if the absolute value of the product between the eigenvalues for each calculated by the eigenvalue calculating unit a 'T a' is smaller than the predetermined value, the absolute value of the product between the eigenvalues The predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to to obtain a new minute change amount of the component, and the optimum component value obtaining means is generated by the component minute change amount correcting means. Based on the new minute change amount, the optimum values of the constituent elements are obtained by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has desired characteristics.

【0041】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、行列式計算手段
が、複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の
変化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列
ベクトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’とそ
の部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行
列式|A'TA'|を計算し、構成要素微小変化量修正手段
が、前記固有値計算手段で計算された|A'TA'|の絶対
値が所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変
化量に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな
微小変化量とし、最適構成要素値獲得手段が、前記構成
要素微小変化量修正手段で生成された新たな微小変化量
に基づき、レンズ系が所望の特性となるように、該複数
の構成要素の値を局所的に変更していくことにより、最
適な構成要素の値を獲得する。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for obtaining an element value, wherein the determinant calculation means has a column vector a i (i = 1) of Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of a plurality of constituent elements. ... submatrices a 'and its partial matrix a''determinant of | a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a to base the n) T a '| is calculated and configuration If the absolute value of | A ′ T A ′ | calculated by the eigenvalue calculation means is smaller than the predetermined value, the element small change amount correction means adds the predetermined small value to the small change amount of the corresponding constituent element. , A new minute change amount of the constituent element, and the optimum constituent element value obtaining means is generated by the constituent element small change amount correcting means. Based on the new minute change amount, the optimum values of the constituent elements are obtained by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has desired characteristics.

【0042】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、特異値計算手段
が、該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性
の変化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの
列ベクトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’の
特異値を計算し、構成要素微小変化量修正手段が、前記
特異値計算手段で計算された特異値の積の絶対値が所定
値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量に所
定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化
量し、最適構成要素値獲得手段が、前記構成要素微小変
化量修正手段で生成された新たな微小変化量に基づき、
レンズ系が所望の特性となるように、該複数の構成要素
の値を局所的に変更していくことにより、最適な構成要
素の値を獲得する。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring element values, wherein the singular value calculating means has a column vector a i (i = i = i = i = i ) of Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to minute changes in the plurality of constituent elements. 1 ... n) is used as the basis to calculate the singular value of the submatrix A ′, and the component small change amount correction means determines that the absolute value of the product of the singular values calculated by the singular value calculation means is greater than a predetermined value. If it is small, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to obtain a new minute change amount of the component, and the optimum component value acquisition means is generated by the component minute change amount correction means. Based on the new minute change amount
Optimum component values are obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system has desired characteristics.

【0043】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai (i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を計算する固
有値計算手段と、前記固有値計算手段で計算されたA'T
A’の各々に対する固有値間の積が所定値より小さけれ
ば、前記固有値間の積の絶対値に対応する構成要素の微
小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新
たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、
前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
1 ... n) 'and its partial matrix A' partial matrix A of a base and eigenvalue calculation means for calculating the eigenvalues of T A '' matrix product A with T 'rolling value matrix A, the eigenvalue calculation means Calculated by A ' T
If the product between the eigenvalues for each of A'is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the absolute value of the product between the eigenvalues to obtain a new minute value of the component. A component minute change amount correction means for the change amount,
Optimum by locally changing the values of the plurality of constituent elements so that the lens system has desired characteristics based on the new minute change amount generated by the constituent minute change amount correction means. Optimal component value acquisition means for acquiring the values of various components.

【0044】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を
計算する行列式計算手段と、前記固有値計算手段で計算
された|A'TA'|の絶対値が所定値より小さければ、対
応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加算し
て、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成要素微
小変化量修正手段と、前記構成要素微小変化量修正手段
で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的
に変更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得
する最適構成要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
1 ... n) to a base portion matrix A 'and its partial matrix A''determinant of | A' T A 'matrix product A with T' rolling value matrix A T A '| calculate the matrix If the absolute value of | A'T A '| calculated by the formula calculation means and the eigenvalue calculation means is smaller than a predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to construct Based on the component minute change amount correction means for setting a new minute change amount of the element and the new minute change amount generated by the component element minute change amount correction means, the lens system is set to have desired characteristics. Optimal component value acquisition means for acquiring the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components.

【0045】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する装置であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算する特
異値計算手段と、前記特異値計算手段で計算された特異
値の積の絶対値が所定値より小さければ、対応する構成
要素の微小変化量に所定の微小値を加算して、前記構成
要素の新たな微小変化量とする構成要素微小変化量修正
手段と、前記構成要素微小変化量修正手段で生成された
新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性とな
るように、該複数の構成要素の値を局所的に変更してい
くことにより、最適な構成要素の値を獲得する最適構成
要素値獲得手段とを備える。
Another aspect of the present invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A device for acquiring component values, wherein a column vector a i (i = i = i = i ) of a Jacobian A whose component is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of components.
If the absolute value of the product of the singular value calculating means for calculating the singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the singular value calculating means is smaller than a predetermined value, the correspondence is obtained. Component minute change amount correction means for adding a predetermined minute value to the minute change amount of the component element to obtain a new minute change amount of the component element, and a new component minute change amount correction means generated by the component element minute change amount correction means. Based on such a minute change amount, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic, thereby obtaining the optimum constituent element values. And means.

【0046】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得するレンズ系設計方法であって、該複
数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変化量
をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクト
ルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその部分
行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を
計算する固有値計算工程と、前記固有値計算工程で計算
されたA'TA’の各々に対する固有値間の積の絶対値が
所定値より小さければ、前記固有値間の積の絶対値に対
応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加算し
て、前記構成要素の新たな微小変化量とする構成要素微
小変化量修正工程と、前記構成要素微小変化量修正工程
で生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的
に変更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得
する最適構成要素値獲得工程とを備える。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for designing a lens system for obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = 1 ..) of Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements. .n) as a basis, and the eigenvalue calculation step of calculating the eigenvalue of the matrix product A ′ T A ′ of the transversion matrix A ′ T of the submatrix A ′ and the eigenvalue calculation step. If the absolute value of the product between the eigenvalues for each of A ′ T A ′ is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the absolute value of the product between the eigenvalues, A component minute change amount correction step for setting a new minute change amount of the component; Based on the new small change amount generated in the element small change amount correction process, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has desired characteristics, thereby obtaining an optimum configuration. An optimum component element value acquisition step of acquiring an element value.

【0047】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を
計算し、前記計算された|A'TA'|の絶対値が所定値よ
り小さければ、対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
し、前記生成された新たな微小変化量に基づき、レンズ
系が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を
局所的に変更していくことにより、最適な構成要素の値
を獲得する。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method of obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose element is a variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements
Compute the determinant | A ′ T A ′ | of the matrix product A ′ T A ′ of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the transversion matrix A ′ T of the submatrix A ′, If the calculated absolute value of | A ′ T A ′ | is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the corresponding component to obtain a new minute change amount of the component. Based on the newly generated small amount of change, the values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has desired characteristics, thereby obtaining optimum values of the constituent elements. .

【0048】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
されるレンズ系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算し、前
記計算された特異値の積の絶対値が所定値より小さけれ
ば、対応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加
算して、前記構成要素の新たな微小変化量とし、前記生
成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の
特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的に変
更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得する
る。
Another aspect of the present invention is to locally change the values of the plurality of constituent elements so that the lens system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method of obtaining an element value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose element is a variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements
The singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) is calculated, and if the absolute value of the product of the calculated singular values is smaller than a predetermined value, a predetermined small change amount of the corresponding constituent element is calculated. A minute value is added to obtain a new minute change amount of the constituent element, and the values of the plurality of constituent elements are locally changed based on the generated new minute change amount so that the lens system has desired characteristics. To obtain the optimum component value.

【0049】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai (i=
1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列A’の
転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有値を計算し、前
記固有値計算工程で計算されたA'TA’の各々に対する
固有値間の積の絶対値が所定値より小さければ、前記固
有値間の積の絶対値に対応する構成要素の微小変化量に
所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変
化量とし、前記構成要素微小変化量修正工程で生成され
た新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性と
なるように、該複数の構成要素の値を局所的に変更して
いくことにより、最適な構成要素の値を獲得する。ま
た、別の発明は、複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法であって、該複数の構成要素の微小変化量に
対する前記各特性の変化量をその要素とするヤコビアン
(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=1...n)を基底とす
る部分行列A’とその部分行列A’の転値行列A'Tとの
行列積A'TA’の行列式|A'TA'|を計算し、前記固有
値計算工程で計算された|A'TA'|の絶対値が所定値よ
り小さければ、対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
し、前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新た
な微小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよ
うに、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこ
とにより、最適な構成要素の値を獲得する。
Another aspect of the present invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system represented by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for obtaining a component value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose component is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of components.
The eigenvalue of the matrix product A ′ T A ′ of the submatrix A ′ based on 1 ... n) and the transversion matrix A ′ T of the submatrix A ′ is calculated, and calculated in the eigenvalue calculation step. If the absolute value of the product between the eigenvalues for each of A ′ T A ′ is smaller than the predetermined value, the predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the absolute value of the product between the eigenvalues, and Based on the new minute change amount of the component, based on the new minute change amount generated in the component minute change amount correction step, the values of the plurality of component elements are locally adjusted so that the lens system has desired characteristics. To obtain the optimum component value. Another invention is to optimize the values of the constituent elements by locally changing the values of the constituent elements so that the target system represented by the constituent elements has desired characteristics. And a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of constituent elements. The determinant | A ′ T A ′ | of the matrix product A ′ T A ′ of the submatrix A ′ and the transversion matrix A ′ T of the submatrix A ′ is calculated and calculated in the eigenvalue calculation step. If the absolute value of | A'T A '| is smaller than a predetermined value, a predetermined small value is added to the minute change amount of the corresponding component to obtain a new minute change amount of the component, The values of the plurality of constituent elements are adjusted so that the lens system has desired characteristics based on the new minute change amount generated in the change amount correction process. By locally changing, the optimum component value is obtained.

【0050】また、別の発明は、複数の構成要素で表現
される対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素の値を局所的に変更していくことにより、最適な
構成要素値を獲得する方法であって、該複数の構成要素
の微小変化量に対する前記各特性の変化量をその要素と
するヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルai(i=
1...n)を基底とする部分行列A’の特異値を計算し、前
記計算された特異値の積の絶対値が所定値より小さけれ
ば、対応する構成要素の微小変化量に所定の微小値を加
算して、前記構成要素の新たな微小変化量とし、前記生
成された新たな微小変化量に基づき、レンズ系が所望の
特性となるように、該複数の構成要素の値を局所的に変
更していくことにより、最適な構成要素の値を獲得す
る。
Another aspect of the invention is to optimize the values of the plurality of constituent elements locally so that the target system expressed by the plurality of constituent elements has desired characteristics. A method for obtaining a component value, wherein a column vector a i (i = i = i = i = i = i i ) of a Jacobian A whose component is a variation amount of each characteristic with respect to a minute variation amount of the plurality of components.
The singular value of the submatrix A ′ based on 1 ... n) is calculated, and if the absolute value of the product of the calculated singular values is smaller than a predetermined value, a predetermined small change amount of the corresponding constituent element is calculated. A minute value is added to obtain a new minute change amount of the constituent element, and the values of the plurality of constituent elements are locally changed based on the generated new minute change amount so that the lens system has desired characteristics. To obtain the optimum component value.

【0051】[0051]

【実施例】【Example】

(実施例1)本発明に係る一実施例の最適化演算方法と
その装置に関して、はじめに、上述した変数差分量δx
jが適切かどうかの判定方法について、以下に説明す
る。まず、前記Aを以下のように列ベクトルaiに分け
て考える。
(Embodiment 1) With respect to an optimization calculation method and an apparatus thereof according to an embodiment of the present invention, first, the variable difference amount δx described above.
The method of determining whether j is appropriate will be described below. First, consider A by dividing it into column vectors a i as follows.

【0052】[0052]

【数14】 [Equation 14]

【0053】ここで、n個の列ベクトルはそれぞれn個
の変数に対応しており、各変数の各評価関数に対する寄
与量を表す。ここで、寄与量とは、例えば、δxjがあ
まりに小さければ、一般的にn個の列ベクトルの各要素
の値は小さくなり、即ち寄与量が小さくなり、逆に、δ
jが大きければ、n個の列ベクトルの各要素の値は大
きくなり、即ち、寄与量が大きくなることを意味する。
Here, each of the n column vectors corresponds to n variables and represents the contribution amount of each variable to each evaluation function. Here, the contribution amount is, for example, if δx j is too small, the value of each element of the n column vectors is generally small, that is, the contribution amount is small, and conversely, δ
If x j is large, it means that the value of each element of the n column vectors is large, that is, the contribution amount is large.

【0054】そして、変数差分量設定値が不適切な場合
には、例えば、その変数の各評価関数に対する寄与量が
0となり、対応する列ベクトルの各要素が0となる。そ
の場合、
When the variable difference amount set value is inappropriate, for example, the contribution amount of the variable to each evaluation function becomes 0, and each element of the corresponding column vector becomes 0. In that case,

【0055】[0055]

【数15】 (Equation 15)

【0056】となる。一方、(14)式におけるn個の
列ベクトルで張られるn次元空間の超体積Vn(ここ
で、超体積とは、グラム行列式で、n>3の場合を意味
する。)を以下のように定義する。
It becomes On the other hand, the hypervolume Vn of the n-dimensional space spanned by the n column vectors in the equation (14) (here, the hypervolume means the case of n> 3 in the gram determinant) is as follows. Define to.

【0057】[0057]

【数16】 [Equation 16]

【0058】ここで、”・”はベクトルの内積を表す。
この超体積Vnは、 Vn=[abs|ATA|]1/2 (17) とも表わせる。従って、1からnまでのどの変数で(1
5)式、あるいはVk=0の関係が生じているかを調べ
れば、差分量設定値の不適切な変数を特定することがで
きる。そのためには、前記Aを構成する前記列ベクトル
iを基底とするすべての部分空間について、該部分空
間を与える前記Aの部分行列A’とその転置行列A'T
の積(A'TA')の行列式を調べれば良い。
Here, “·” represents the inner product of the vectors.
The ultrasonic volume Vn is, V n = [abs | A T A |] expressed also 1/2 (17). Therefore, for any variable from 1 to n (1
By investigating the expression (5) or whether the relationship of Vk = 0 occurs, it is possible to identify an inappropriate variable of the difference amount set value. For this purpose, for all subspaces to base the column vector a i constituting the A, the product of the partial matrix of the A giving subspace A 'and its transposed matrix A' and T (A 'T You can check the determinant of A ').

【0059】ここで、部分行列A’とはHere, the submatrix A'is

【0060】[0060]

【数18】 (Equation 18)

【0061】と表すことができ、Aのn個の列ベクトルCan be represented as n column vectors of A

【0062】[0062]

【数19】 [Formula 19]

【0063】のうちの任意の個数の列ベクトルで作成さ
れる行列を意味する。具体的な方法は以下のようにな
る。 [1.] 各列ベクトルaiを正規化し、それらをsiと表
す。
Means a matrix made up of any number of column vectors. The specific method is as follows. [1.] Each column vector a i is normalized and expressed as s i .

【0064】[0064]

【数20】 [Equation 20]

【0065】ここで、‖…‖は、ベクトルのノルムを表
す。[2.] i=1からnまで、それぞれの変数に対応し
た列ベクトルで張られる平行多面体の超体積Viを求め
る。その際、次のようにして列ベクトルの並べ替えを行
う。 [2−1.] 第1列ベクトルs1は任意に選ぶ。このとき
V1は、 V1=[abs|S1・S1|]1/2=1.0 となる。 [2−2.] 残りの(n−1)個の列ベクトルの内でV2
が最大となるものを選び、
Here, ‖ ... ‖ represents the norm of the vector. [2.] From i = 1 to n, a hypervolume Vi of a parallel polyhedron stretched by column vectors corresponding to respective variables is obtained. At that time, the column vectors are rearranged as follows. [2-1.] The first column vector s1 is arbitrarily selected. At this time, V1 is V 1 = [abs | S 1 · S 1 |] 1/2 = 1.0. [2-2.] V 2 among the remaining (n−1) column vectors
Choose the one that maximizes

【0066】[0066]

【数22】 [Equation 22]

【0067】を求める。 [2−3.] 以降、同様にして逐次、超体積Vkを計算す
る。 [2−4.] n個の列ベクトル全てについて計算が終了
すると、寄与量が大きい変数順に新たに並べ替えられた
列ベクトル、 s1,s2,…,sn と、それに対応する超体積値 1.0=V1≧V2…≧Vn が得られる。 [3.] 2で求まった超体積値に対して、判定基準とし
てある小さな正の値εを設定して、 ε≧Vj のとき、j,j+1,…,nの変数は差分量設定値が不
適切であると判定する。
Find [2-3.] After that, the super volume V k is sequentially calculated in the same manner. [2-4.] When all the n column vectors are calculated completed, the column vectors are re newly arranged in descending variable order contribution amount, s 1, s 2, ..., and s n, super volume corresponding The value 1.0 = V 1 ≧ V 2 ... ≧ V n is obtained. [3.] A small positive value ε is set as a criterion for the hypervolume value obtained in 2, and when ε ≧ Vj, the variables j, j + 1, ... Determined to be inappropriate.

【0068】次に、以上説明した工程を用いて、レンズ
設計を行う場合の処理方法について以下に説明する。図
1は、本実施例のレンズ設計方法で用いる両面非球面の
CD用対物レンズである。このレンズ系に対して、両面
の非球面係数などの合計32個の変数と、光線収差量な
どの合計43個の評価関数を設定した。同レンズ系両面
(第1、2面)の非球面形状の表現式は、以下で与えら
れている。
Next, a processing method for designing a lens using the above-described steps will be described below. FIG. 1 shows a double-sided aspherical CD objective lens used in the lens designing method of the present embodiment. For this lens system, a total of 32 variables such as aspherical coefficients on both sides and a total of 43 evaluation functions such as ray aberration amount were set. The expression of the aspherical shape on both surfaces (first and second surfaces) of the lens system is given below.

【0069】[0069]

【数23】 [Equation 23]

【0070】ここで、X、hはそれぞれ光軸に平行及び
垂直な方向の距離、kiは円錐定数、A'iからHiまで
(i=1,2)が各非球面係数である。本実施例では、
まず初期状態の変数差分量設定値を調べるために、前記
行列式|ATA|あるいは、前記超体積値を用いる。こ
のように本実施例では、複数の構成要素からなる対象の
系が所望の特性となるように、該複数の構成要素を局所
的に変更していく最適化手法において、該複数の構成要
素から成る変数の微小変化に対する前記各特性の変化量
をその要素に持つJacobian Aとその転置行列ATとの積
から成る行列の行列式|ATA|の値、ないし前記Aの
列ベクトルaiで構成される超体積の値を用いて変数差
分量の評価を行うことを特徴とする最適化法における行
列式による変数差分量の評価方法である。
Here, X and h are distances in the directions parallel and perpendicular to the optical axis, k i is a conic constant, and A ′ i to H i (i = 1, 2) are aspherical coefficients. In this embodiment,
First, in order to check the variable difference amount setting value in the initial state, the determinant | A T A | or the supervolume value is used. As described above, in the present embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system including the plurality of constituent elements has desired characteristics, determinant of a matrix consisting of the product of Jacobian a and its transposed matrix a T with the variation of the respective characteristics for small changes in variables made that element | a T a | value, or column vector a i of the a Is a method of evaluating a variable difference amount by a determinant in an optimization method, which is characterized in that a variable difference amount is evaluated using a value of a hypervolume constituted by.

【0071】差分量設定値の不適切な変数がどれだけあ
るかを求めるために、本実施例では、各変数に対応した
前記列ベクトルaiによるすべての部分空間にたいして
前記行列式ないし超体積の値を計算する。このように本
実施例は、前記Aにおける前記列ベクトルaiを基底と
するすべての部分空間において、該部分空間を構成する
列ベクトルによる前記Aの部分行列A’とその転置行列
A'Tとの積からなる行列(A'TA)の行列式ないし、該
部分空間の超体積を求めて、それらの値を用いて変数差
分量の評価を行うことを特徴とする最適化法における行
列式による変数差分量の評価方法である。
In order to find out how many variables are inappropriate for the setting value of the difference amount, in this embodiment, the determinant or the supervolume of all the subspaces of the column vector a i corresponding to each variable is calculated. Calculate the value. As described above, in this embodiment, in all subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A ′ T thereof by the column vectors constituting the subspace are determinant of consisting of product matrix (a 'T a) or, seeking super volume of subspace, the determinant in the optimization process, characterized in that the evaluation of the variable differential amount using these values Is an evaluation method of the variable difference amount by.

【0072】処理を効率良く行うために、本実施例で
は、それによって得られる前記行列式ないし前記超体積
値に応じて変数の並び替えを行う。このように、本実施
例の方法は前記Aにおける前記列ベクトルaiを基底と
する全ての部分空間において、該部分空間を構成する列
ベクトルによる前記Aの部分行列A’とその転置行列
A'Tとの積からなる行列(A'TA’)の行列式ないし、
該部分空間の超体積を求めて、それらの値に応じて前記
列ベクトルaiの並べ替えを行うとともに、該行列式の
値ないし該超体積の値を用いて、変数差分量の評価を行
うことを特徴とする最適化法における行列式による変数
差分量の評価方法である。
In order to perform the processing efficiently, in this embodiment, the variables are rearranged according to the determinant or the hypervolume value obtained thereby. As described above, in the method of the present embodiment, in all the subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A ′ thereof by the column vectors forming the subspace. Determinant of matrix (A ' T A') consisting of product with T , or
The supervolume of the subspace is obtained, the column vectors a i are rearranged according to their values, and the variable difference amount is evaluated using the value of the determinant or the value of the supervolume. This is a method for evaluating a variable difference amount by a determinant in the optimization method characterized by the above.

【0073】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。本実施例の初期状態の各変数に対する差分
量設定値(increment)、及びそれらを用いて前述[1.]
から[2.]の処理によって、前記超体積|ATA|1/2
値(volume)を計算すると、図2のようになった。図2
から明らかなように、10番目の変数以降は前記|AT
A|1/2の値が0となっており、以降の変数の差分量設
定値は不適切であると判定できる。レンズ設計の分野で
は、 [abs|ATA|]1/2 ≦ 10-5 (20) または、 abs|ATA| ≦ 10-10 (21) のとき以降の変数の差分量設定値が不適切であるとみな
せることが分かっている。このように本実施例では、す
べての前記列ベクトルaiを各々のノルムで正規化した
上で、該列ベクトルaiを基底とするすべての部分空間
において、該部分空間を構成する列ベクトルによる前記
Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積からなる行
列(A'TA’)の行列式ないし、該部分空間の超体積を
求めて、それらの値に応じて前記列ベクトルaiの並べ
替えを行うとともに、該行列式の絶対値が略10-10
下、ないし該超体積の値が略10-5以下となる前記列ベ
クトルに対応する変数の差分量設定値を不適切と判断す
ることを特徴とする最適化法における行列式による変数
差分量の評価方法である。
Further, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount set value by a common value in all cases, each column vector is normalized by its length (norm) and the norm of each vector is determined. It is desirable to unify "1". The difference amount setting value (increment) for each variable in the initial state of the present embodiment, and using them, the above [1.]
From the process [2.] to [2.], the ultravolume | A T A | 1/2 value (volume) was calculated, and the result is as shown in FIG. Figure 2
As is clear from the above, after the 10th variable, the above | AT
Since the value of A | 1/2 is 0, it can be determined that the difference amount setting value of the subsequent variables is inappropriate. In the field of lens design, [abs | A T A |] 1/2 ≦ 10 −5 (20) or abs | A T A | It is known that the difference value setting value of the variable after ≦ 10 −10 (21) can be regarded as inappropriate. As described above, in the present embodiment, all the column vectors a i are normalized by their respective norms, and then, in all subspaces having the column vector a i as a basis, the column vectors forming the subspace are used. determinant of the a submatrix a 'and its transposed matrix a' matrix of the product of the T (a 'T a') or, seeking super volume of subspace, the column according to the values The vectors a i are rearranged, and the difference amount setting value of the variable corresponding to the column vector whose absolute value of the determinant is approximately 10 −10 or less or the value of the supervolume is approximately 10 −5 or less is set. This is an evaluation method of a variable difference amount by a determinant in an optimization method, which is characterized by determining that it is inappropriate.

【0074】一方、図2の各変数差分量を設定し直し、
前記[1.]と[2.]の処理方法で前記超体積値を計算した
ものが図3である。図2と図3とを比較すれば明らかな
ように、図3の場合の方が、前記超体積の値(volume)
が0あるいは10-5以下の変数の数が少なく、従って本
実施例の方法によれば、図3の変数差分量設定値の方が
図2の場合よりも適切ということになる。
On the other hand, resetting the variable difference amount in FIG. 2,
FIG. 3 shows the calculation of the super volume value by the processing method of [1.] and [2.]. As is clear from a comparison between FIG. 2 and FIG. 3, the value of the supervolume in the case of FIG.
The number of variables whose value is 0 or 10 -5 or less is small. Therefore, according to the method of the present embodiment, the variable difference amount set value of FIG. 3 is more appropriate than the case of FIG.

【0075】本発明の効果を示すために、本実施例にお
いて、図2の場合(initialincrement)と図3の場合
(reset increment)とで直交化法によって最適化演算
を行った結果を図4に示す。図4で、横軸は演算反復回
数、縦軸は出発点での値で正規化したメリット関数値の
対数値である。この結果から、本実施例の方法でより適
切であると判定された変数差分量設定値の場合の方が、
効率良くかつ、よりメリット関数値の小さい解を検出し
ており、本実施例による方法の効果を示している。 (実施例2)次に、第2実施例について説明する。
In order to show the effect of the present invention, FIG. 4 shows the result of the optimization calculation by the orthogonalization method in the case of FIG. 2 (initial increment) and the case of FIG. 3 (reset increment) in order to show the effect of the present invention. Show. In FIG. 4, the horizontal axis represents the number of calculation iterations, and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount set value determined to be more appropriate by the method of the present embodiment,
A solution that efficiently and has a smaller merit function value is detected, and the effect of the method according to the present embodiment is shown. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described.

【0076】図5は、第2実施例で用いたカメラ用レン
ズである。このレンズ系に対して、曲率半径、レンズ肉
厚面間隔、非球面係数など合計20個の変数と、光線収
差量など合計40個の評価関数を設定した。また、同レ
ンズ系の最終面から2番目の面(第9面)が非球面であ
り、その表現式は以下の通りである。
FIG. 5 shows a camera lens used in the second embodiment. For this lens system, a total of 20 variables such as a radius of curvature, a lens thickness surface spacing, and an aspherical coefficient, and a total of 40 evaluation functions such as a ray aberration amount were set. The second surface (9th surface) from the final surface of the lens system is an aspherical surface, and its expression is as follows.

【0077】[0077]

【数26】 (Equation 26)

【0078】第2実施例の方法は、まず、初期状態にお
ける変数差分量設定値の適正を調べるために、前記行列
式|ATA|あるいは、前記超体積値を用いる。このよ
うに本実施例は、複数の構成要素から成る対象の系が所
望の特性となるように、該複数の構成要素を局所的に変
更して行く最適化手法において、該複数の構成要素から
成る変数の微小変化に対する前記各特性の変化量をその
要素に持つJacobianAとその転置行列ATとの積からな
る行列の行列式|ATA|の値、ないし前記Aの列ベク
トルaiで構成される超体積の値を用いて変数差分量の
評価を行うことを特徴とする最適化法における行列式に
よる変数差分量の評価方法である。
In the method of the second embodiment, first, the determinant | A T A | or the supervolume value is used in order to check the appropriateness of the variable difference amount set value in the initial state. As described above, in the present embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system including the plurality of constituent elements has desired characteristics, The value of the determinant | A T A | of the matrix consisting of the product of Jacobian A and its transposed matrix A T , which have the amount of change of each characteristic with respect to a slight change of the variable, or the column vector a i of A This is a method for evaluating a variable difference amount by a determinant in an optimization method, which is characterized in that a variable difference amount is evaluated by using a value of a constructed supervolume.

【0079】変数差分量設定値が不適切な変数を特定す
るために、本実施例の方法では、変数の並び替えを行う
とともに各変数による前記行列式ないし超体積の値を計
算する。このように、本実施例の方法は、前記Aにおけ
る前記列ベクトルaiを基底とするすべての部分空間に
おいて、該部分空間を構成する列ベクトルによる前記A
の部分行列A’とその転置行列A'Tとの積からなる行列
(A'TA’)行列式ないし、該部分空間の超体積を求め
て、それらの値を用いて変数差分量の評価を行うことを
特徴とする最適化法における行列式による変数差分量の
評価方法である。
In order to identify a variable whose variable difference amount set value is inappropriate, in the method of this embodiment, variables are rearranged and the determinant or supervolume value for each variable is calculated. Thus, in the method of the present embodiment, in all the subspaces based on the column vector a i in the A, the A based on the column vectors forming the subspace is used.
Matrix (A ′ T A ′) determinant consisting of the product of the submatrix A ′ and its transposed matrix A ′ T , or the hypervolume of the subspace, and using these values to evaluate the variable difference amount Is a method of evaluating a variable difference amount by a determinant in an optimization method characterized by performing

【0080】処理を効率良く行うために、本実施例の方
法では、それによって得られる前記行列式ないし前記超
体積値に応じて変数を並び替える。このように、本実施
例の方法は、前記Aにおける前記列ベクトルaiを基底
とするすべての部分空間において、該部分空間を構成す
る列ベクトルによる前記Aの部分行列A’とその転置行
列A'Tとの積からなる行列(A'TA’)の行列式ない
し、該部分空間の超体積を求めて、それらの値に応じて
前記列ベクトルaiの並べ替えを行うとともに、該行列
式の値ないし該超体積の値を用いて、変数差分量の評価
を行うことを特徴とする最適化法における行列式による
変数差分量の評価方法である。
In order to perform the processing efficiently, in the method of this embodiment, the variables are rearranged according to the determinant or the hypervolume value obtained thereby. As described above, in the method of the present embodiment, in all the subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A thereof by the column vectors forming the subspace determinant of 'matrix of the product of the T (a' T a ') or, seeking super volume of subspace, performs sorting of the column vector a i in accordance with their values, the matrix A method for evaluating a variable difference amount by a determinant in an optimization method, characterized in that the value of the formula or the value of the supervolume is used to evaluate the variable difference amount.

【0081】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。第2実施例の初期状態の各変数に対する差
分量設定値(increment)、及びそられの値を用いて前
述[1.]から[2.]の処理によって、前記超体積|AT
1/2の値(volume)を計算すると、図6のようになっ
た。図6から明らかなように、20番目の変数は、前記
|ATA|1/2の値が0となっており、この変数の差分量
設定値は不適切であると判定できる。レンズ設計の分野
では、 [abs|ATA|]1/2 ≦ 10-5 (22) または、 abs|ATA| ≦ 10-10 (23) のとき、以降の変数の差分量設定値は不適切であるとみ
なせることが分かっている。このように本実施例の方法
は、すべての前記列ベクトルaiを各々のノルムで正規
化した上で、該列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによ
る前記Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積から
なる行列(A'TA’)の行列式ないし、該部分空間の超
体積と求めて、それらの値に応じて前記列ベクトルai
の並べ替えを行うとともに、該行列式の絶対値が略10
-10以下、ないし、該超体積の値が略10-5以下となる
前記列ベクトルに対応する変数の差分量設定値を不適切
と判断することを特徴とする最適化法における行列式に
よる変数差分量の評価方法である。
In addition, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount set value by a common value in all cases, each column vector is normalized by its length (norm), and the norm of each vector is determined. It is desirable to unify "1". By using the difference amount set value (increment) for each variable in the initial state of the second embodiment, and the processing of the above [1.] to [2.] using the value, the super volume | A T A
When the value (volume) of | 1/2 was calculated, it became as shown in FIG. As is clear from FIG. 6, the value of | A T A | 1/2 of the 20th variable is 0, and it can be determined that the difference amount set value of this variable is inappropriate. In the field of lens design, [abs | A T A |] 1/2 ≦ 10 −5 (22) or abs | A T A | It has been found that when ≦ 10 −10 (23), the difference amount setting value of the following variables can be regarded as inappropriate. As described above, the method of the present embodiment normalizes all the column vectors a i with their respective norms, and then, in all subspaces having the column vector a i as a base, the columns forming the subspace determinant of consisting product 'and its transpose matrix a' partial matrix a of the a by vector and T matrix (a 'T a') or to seek a super volume of subspace, depending on their values The column vector a i
And the absolute value of the determinant is approximately 10
-10 or less, or the variable by the determinant in the optimization method, which is characterized by determining the difference amount set value of the variable corresponding to the column vector whose supervolume value is approximately 10 -5 or less This is an evaluation method of the difference amount.

【0082】一方、図6の変数差分量を再設定し、前記
[1.][2.]の処理によって、前記超体積値を計算しなお
したものが図7である。図6と図7とを比較すれば明ら
かなように、前記超体積値が0であるいは10-5以下と
なる変数の数が図7の場合の方が少なく、従って、本実
施例の方法によれば、図7の場合の変数差分量設定値の
方が図6の場合よりも適切ということになる。本実施例
の効果を示すために、第2実施例において、図6の場合
(initial increment)と図7の場合(resetincremen
t)とで直交化法によって最適化演算を行った結果を図
8に示す。同図で、横軸は演算反復回数、縦軸は出発点
での値で正規化したメリット関数値の対数値である。こ
の結果から、本実施例の方法でより良いと判定された変
数差分量設定値の場合の方が、効率良く、かつ良いメリ
ット関数値の小さい解を検出しており、本実施例による
方法の効果を示している。
On the other hand, by resetting the variable difference amount in FIG.
FIG. 7 shows the recalculation of the supervolume value by the processing of [1.] and [2.]. As is clear from comparison between FIG. 6 and FIG. 7, the number of variables in which the supervolume value is 0 or 10 −5 or less is smaller in the case of FIG. According to this, the variable difference amount set value in the case of FIG. 7 is more appropriate than that in the case of FIG. In order to show the effect of this embodiment, in the second embodiment, the case of FIG. 6 (initial increment) and the case of FIG. 7 (reset increment
FIG. 8 shows the result of performing the optimization calculation by the orthogonalization method with t). In the figure, the horizontal axis represents the number of calculation iterations, and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount setting value determined to be better by the method of the present embodiment, a solution with a small merit function value is detected efficiently, and the method of the present embodiment Showing the effect.

【0083】以上説明したように、本実施例によれば、
最適化手法において少ない反復回数で効率良く最適解を
探索できる効果がある。 (実施例3)第3の実施例では、前記差分量設定値の別
の判定方法のポイントをはじめに示し、その後、レンズ
設計に適用した一実施例を示す。
As described above, according to this embodiment,
The optimization method has the effect of efficiently searching for an optimal solution with a small number of iterations. (Embodiment 3) In the third embodiment, the points of another determination method of the difference amount set value will be shown first, and then an embodiment applied to the lens design will be shown.

【0084】実施例1の(14)式で定義したように、
行列Aは列ベクトルを構成する。また、変数差分量設定
値が不適切な場合には、実施例1で述べたように、(1
5)式が成立する。ここで、(15)式を(14)式の
ように、行列Aの列ベクトルを用いて表すと、以下のよ
うになる。
As defined by the equation (14) in the first embodiment,
The matrix A constitutes a column vector. If the variable difference amount set value is inappropriate, as described in the first embodiment, (1
Equation 5) holds. Here, when the expression (15) is expressed by using the column vector of the matrix A as in the expression (14), the expression is as follows.

【0085】[0085]

【数30】 [Equation 30]

【0086】(24) ここで、”・”はベクトルの内積を表す。一方、(AT
A)を固有値分解すると以下のようになる。 ATA=VEVT (25) ここで、Vは正規直交行列、Eは対角要素に行列AT
の階数分の固有値を持つ固有値行列であり、ATAの階
数がnである時、
(24) Here, “·” represents the inner product of the vectors. On the other hand, (A T
The eigenvalue decomposition of A) is as follows. A T A = VEV T (25) Here, V is an orthonormal matrix, E is a matrix with diagonal elements A T A
Is an eigenvalue matrix having eigenvalues corresponding to the rank of, and the rank of A T A is n,

【0087】[0087]

【数31】 [Equation 31]

【0088】 と書ける。そして、(26)の場合、 |ATA|=e1・e2…en (27) となる関係がある。従って、k=1〜nのどの変数で |ATA|=e1・e2…ek=0 (28) なる関係が生じるかを調べれば、差分量設定値の不適切
な変数を特定することができる。そのためには、前記A
を構成する前記列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間について、該部分空間を与える前記Aの部分行列
A’とその転置行列A'Tとの積(A'TA')の固有値を
調べれば良い。
[0088] Can be written. Then, in the case of (26), there is a relationship of | A T A | = e 1 · e 2 ... E n (27). Therefore, by investigating which variable of k = 1 to n causes the relationship of | A T A | = e 1 · e 2 ... E k = 0 (28), an inappropriate variable of the difference amount set value is identified. can do. For that purpose, A
For all subspaces whose basis is the column vector a i that composes, the eigenvalues of the product (A ′ T A ′) of the submatrix A ′ of A giving the subspace and its transposed matrix A ′ T are You can look it up.

【0089】ここで、部分行列A’とは、すでに(1
8)式で表してあるものであり、Aのn個の列ベクトル a1,a2,…,an のうちの任意の個数の列ベクトルで作成される行列を意
味する。具体的な方法は以下のようになる。 [10.] 各列ベクトルaiを正規化し、それらをsi
表す。
Here, the submatrix A'is already (1
8), which means a matrix created by an arbitrary number of column vectors among the n column vectors a 1 , a 2 , ..., An of A. The specific method is as follows. [10.] to normalize each column vector a i, represent them with s i.

【0090】[0090]

【数20】 [Equation 20]

【0091】ここで、‖…‖は、ベクトルのノルムを表
す。 [20.] i=1からnまで、それぞれの変数に対応した
列ベクトルで構成される行列Aによる(ATA)の固有
値の積を求める。その際、次のようにして列ベクトルの
並べ替えを行う。 [20−1.] 第1列ベクトルs1は任意に選ぶ。このと
きe1の絶対値は、 e1=1.0 となる。 [20−2.] 残りの(n−1)個の列ベクトルの内で
1・e2の絶対値が最大となるものを選び、 e1・e2 を求める。 [20−3.] 以降、同様にして逐次、固有値の積e1
2…ekの絶対値を計算する。 [20−4.] n個の列ベクトル全てについて計算が終
了すると、寄与量が大きい変数順に新たに並べ替えられ
た列ベクトル、 s1,s2,…,sn と、それに対応する固有値の積の絶対値 1.0=abs[e1]≧abs[e1・e2]≧ … ≧abs[e1・e2
…en] が得られる。 [30.] [20.] で求まった固有値に対して、判定基
準としてある小さな正の値εを設定して、 ε ≧ abs[e1・e2…ej] のとき、j,j+1,…,nの変数は差分量設定値が不
適切であると判定する。
Here, ‖ ... ‖ represents the norm of the vector. [20.] From i = 1 to n, the product of the eigenvalues of (A T A) by the matrix A composed of column vectors corresponding to the respective variables is obtained. At that time, the column vectors are rearranged as follows. [20-1.] The first column vector s 1 is arbitrarily selected. The absolute value of the time e 1 becomes e 1 = 1.0. [20-2.] Among the remaining (n-1) column vectors, the one having the maximum absolute value of e 1 · e 2 is selected to obtain e 1 · e 2 . [20-3.] Thereafter, the product of eigenvalues e 1 ·
to calculate the absolute value of e 2 ... e k. [20-4.] When the n calculated for all column vectors is completed, the column vectors are re newly arranged in order of the amount of contribution is large variable, s 1, s 2, ..., and s n, the eigenvalues and the corresponding Absolute value of product 1.0 = abs [e 1 ] ≧ abs [e 1 · e 2 ] ≧ ... ≧ abs [e 1 · e 2
... E n ] is obtained. [30.] A small positive value ε is set as a criterion for the eigenvalue obtained in [20.], and when ε ≧ abs [e 1 · e 2 ... E j ], j, j + 1, .., n are determined to be inappropriate for the difference amount setting value.

【0092】次に、以上説明した工程を用いて、レンズ
設計を行う場合の処理方法について以下に説明する。本
実施例のレンズ設計方法で用いる両面非球面のCD用対
物レンズは図1と同じものを用いる。このレンズ系に対
して、両面の非球面係数などの合計32個の変数と、光
線収差量などの合計43個の評価関数を設定した。同レ
ンズ系両面(第1、2面)の非球面形状の表現式は、
(23)式と同じである。
Next, a processing method for designing a lens using the steps described above will be described below. The same objective as that shown in FIG. 1 is used for the CD objective lens having aspherical surfaces on both sides used in the lens designing method of the present embodiment. For this lens system, a total of 32 variables such as aspherical coefficients on both sides and a total of 43 evaluation functions such as ray aberration amount were set. The expression of the aspherical shape on both surfaces (first and second surfaces) of the lens system is
It is the same as the equation (23).

【0093】本実施例では、まず初期状態の変数差分量
設定値を調べるために、前記行列(ATA)の固有値の
積を用いる。このように本実施例では、複数の構成要素
からなる対象の系が所望の特性となるように、該複数の
構成要素を局所的に変更していく最適化手法において、
該複数の構成要素から成る変数の微小変化に対する前記
各特性の変化量をその要素に持つJacobian Aとその転
置行列ATとの積から成る行列の(ATA)の固有値を用
いて変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適化法
における固有値による変数差分量の評価方法である。
In this embodiment, first, the product of the eigenvalues of the matrix (A T A) is used to check the variable difference amount setting value in the initial state. As described above, in the present embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system including the plurality of constituent elements has desired characteristics,
The variable difference is calculated by using the eigenvalue of (A T A) of the matrix formed by the product of Jacobian A and its transposed matrix A T , each element having the amount of change in each characteristic with respect to a minute change in the variable consisting of the plurality of constituent elements. This is an evaluation method of a variable difference amount by an eigenvalue in an optimization method characterized by evaluating a quantity.

【0094】差分量設定値の不適切な変数がどれだけあ
るかを求めるために、本実施例では、各変数に対応した
前記列ベクトルaiによるすべての部分空間にたいして
前記固有値を計算する。このように本実施例は、前記A
における前記列ベクトルaiを基底とするすべての部分
空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによる
前記Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積からな
る行列(A'TA)の固有値を用いて変数差分量の評価を
行うことを特徴とする最適化法における固有値による変
数差分量の評価方法である。
In order to find out how many unsuitable variables of the difference amount set value exist, in this embodiment, the eigenvalues are calculated for all the subspaces of the column vector a i corresponding to each variable. As described above, in this embodiment,
In all the subspaces based on the column vector a i in, the matrix (A ′ T A that is the product of the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A ′ T of the column vectors forming the subspace ) Is used to evaluate the variable difference amount, and the variable difference amount is evaluated by the eigenvalue in the optimization method.

【0095】処理を効率良く行うために、本実施例で
は、それによって得られる前記固有値の積の値に応じて
変数を並び替える。このように、本実施例の方法は、前
記Aにおける前記列ベクトルaiを基底とする全ての部
分空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによ
る前記Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積から
なる行列(A'TA’)の固有値に応じて前記列ベクトル
iの並べ替えを行うとともに、該固有値を用いて、変
数差分量の評価を行うことを特徴とする最適化法におけ
る固有値による変数差分量の評価方法である。
In order to perform the processing efficiently, in this embodiment, the variables are rearranged according to the value of the product of the eigenvalues obtained thereby. As described above, in the method of the present embodiment, in all subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and its transposed matrix A by the column vectors forming the subspace The column vector a i is rearranged according to the eigenvalues of the matrix (A ′ T A ′) formed by the product of ' T and the variable difference amount is evaluated using the eigenvalues. This is an evaluation method of the variable difference amount by the eigenvalue in the optimization method.

【0096】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。本実施例の初期状態の各変数に対する差分
量設定値(increment)、及びそれらを用いて前述[1
0.]から[20.]の処理によって、前記(ATA)の固有
値の積の絶対値(productofeigenvalues)を計算する
と、図9のようになった。図9から明らかなように、1
0番目の変数以降は、前記固有値の積の絶対値が0とな
っており、以降の変数の差分量設定値は不適切であると
判定できる。レンズ設計の分野では、 abs[e1・e2…ej ] ≦ 10ー10 のとき、以降の変数は従属であるとみなせることが分か
っている。このように本実施例では、すべての前記列ベ
クトルaiを各々のノルムで正規化した上で、該列ベク
トルaiを基底とするすべての部分空間において、該部
分空間を構成する列ベクトルによる前記Aの部分行列
A’とその転置行列A'Tとの積からなる行列(A'
TA’)の固有値に応じて前記列ベクトルaiの並べ替え
を行うとともに、該固有値の積の絶対値が略10-10
下となる前記列ベクトルに対応する変数の差分量設定値
を不適切と判断することを特徴とする最適化法における
固有値による変数差分量の評価方法である。
Further, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount set value by a common value in all cases, each column vector is normalized by its length (norm), and the norm of each vector is determined. It is desirable to unify "1". The difference amount setting value (increment) for each variable in the initial state of the present embodiment, and using them, the above-mentioned [1
When the absolute value (productofeigenvalues) of the product of the eigenvalues of (A T A) is calculated by the processing from 0.] to [20.], it becomes as shown in FIG. As is clear from FIG. 9, 1
After the 0th variable, the absolute value of the product of the eigenvalues is 0, and it can be determined that the difference amount setting value of the subsequent variables is inappropriate. In the field of lens design, when the abs [e 1 · e 2 ... e j] ≦ 10 -10, after variables have been found to be regarded as a dependent. As described above, in the present embodiment, all the column vectors a i are normalized by their respective norms, and then, in all subspaces having the column vector a i as a basis, the column vectors forming the subspace are used. wherein a submatrix a 'and its transposed matrix a' consisting of the product of the T matrix (a '
The column vector a i is rearranged according to the eigenvalue of T A ′), and the difference amount setting value of the variable corresponding to the column vector whose absolute value of the product of the eigenvalues is about 10 −10 or less This is an evaluation method of a variable difference amount by an eigenvalue in an optimization method, which is characterized by determining appropriateness.

【0097】一方、図9の各変数差分量を設定し直し、
前記[10.]と[20.]の処理方法で前記固有値を計算し
たものが図10である。図9と図10とを比較すれば明
らかなように、図10の場合の方が、前記固有値の積の
絶対値(product of eigenvalues)が0あるいは10
-10以下の変数の数が少なく、従って本実施例の方法に
よれば、図10の変数差分量設定値の方が図9の場合よ
りも適切ということになる。
On the other hand, resetting the variable difference amount in FIG. 9,
FIG. 10 shows the eigenvalues calculated by the processing methods [10.] and [20.]. As is clear from a comparison between FIG. 9 and FIG. 10, in the case of FIG. 10, the absolute value (product of eigenvalues) of the eigenvalues is 0 or 10.
The number of variables equal to or less than -10 is small, and therefore, according to the method of this embodiment, the variable difference amount setting value in FIG. 10 is more appropriate than in the case of FIG.

【0098】本実施例の効果を示すために、本実施例に
おいて、図9の場合(initialincrement)と図10の場
合(reset increment)とで直交化法によって最適化演
算を行った結果を図11に示す。図11で、横軸は演算
反復回数、縦軸は出発点での値で正規化したメリット関
数値の対数値である。この結果から、本実施例の方法で
より適切であると判定された変数差分量設定値の場合の
方が、効率良くかつ、よりメリット関数値の小さい解を
検出しており、本実施例による方法の効果を示してい
る。 (実施例4)次に、第4の実施例のレンズの最適設計方
法を、図5のカメラ用レンズの設計を例にとって説明す
る。
In order to show the effect of the present embodiment, in this embodiment, the result of performing the optimization calculation by the orthogonalization method in the case of FIG. 9 (initial increment) and the case of FIG. 10 (reset increment) is shown in FIG. Shown in. In FIG. 11, the horizontal axis represents the number of iterations and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount set value determined to be more appropriate by the method of the present embodiment, a solution with a smaller merit function value is detected more efficiently, and according to the present embodiment, Shows the effect of the method. (Embodiment 4) Next, an optimum lens designing method according to a fourth embodiment will be described with reference to the camera lens design shown in FIG.

【0099】このレンズ系に対して、曲率半径、レンズ
肉厚面間隔、非球面係数など合計20個の変数と、光線
収差量など合計40個の評価関数を設定した。また、同
レンズ系の最終面から2番目の面(第9面)が非球面で
あり、その表現式は(26)式と同じである。本実施例
の方法は、まず、初期状態における変数差分量設定値の
適正を調べるために、前記行列(ATA)の固有値の積
の値を用いる。このように本実施例は、複数の構成要素
から成る対象の系が所望の特性となるように、該複数の
構成要素を局所的に変更して行く最適化手法において、
該複数の構成要素から成る変数の微小変化に対する前記
各特性の変化量をその要素に持つJacobian Aとその転
置行列ATとの積からなる行列の行列(ATA)の固有値
を用いて変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適
化法における固有値による変数差分量の評価方法であ
る。
For this lens system, a total of 20 variables such as the radius of curvature, the lens thickness surface spacing, and the aspherical coefficient, and a total of 40 evaluation functions such as the amount of ray aberration were set. The second surface (9th surface) from the final surface of the lens system is an aspherical surface, and the expression thereof is the same as the expression (26). In the method of the present embodiment, first, the value of the product of the eigenvalues of the matrix (A T A) is used in order to check the adequacy of the variable difference amount setting value in the initial state. As described above, in this embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system including the plurality of constituent elements has desired characteristics,
Variables using the eigenvalues of a matrix (A T A) of a matrix formed by a product of Jacobian A and its transposed matrix A T , each element having the amount of change of each characteristic with respect to a minute change of a variable composed of the plurality of constituent This is an evaluation method of a variable difference amount by an eigenvalue in an optimization method characterized by evaluating a difference amount.

【0100】変数差分量設定値が不適切な変数を特定す
るために、本実施例の方法では、各変数に対応した前記
列ベクトルaiによるすべての部分空間に対して前記固
有値を計算する。このように、本実施例の方法は、前記
Aにおける前記列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによ
る前記Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積から
なる行列(A'TA’)の固有値を用いて変数差分量の評
価を行うことを特徴とする最適化法における固有値によ
る変数差分量の評価方法である。
In order to identify a variable whose variable difference amount setting value is inappropriate, the method of the present embodiment calculates the eigenvalues for all subspaces of the column vector a i corresponding to each variable. As described above, in the method of the present embodiment, in all the subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A thereof by the column vectors forming the subspace This is a method for evaluating a variable difference amount by an eigenvalue in an optimization method, which is characterized in that the variable difference amount is evaluated using an eigenvalue of a matrix ( A'T A ') formed by a product with' T.

【0101】処理を効率良く行うために、本実施例の方
法では、それによって得られる前記固有値の積の値に応
じて変数を並び替える。このように、本実施例の方法
は、前記Aにおける前記列ベクトルaiを基底とするす
べての部分空間において、該部分空間を構成する列ベク
トルによる前記Aの部分行列A’とその転置行列A'T
の積からなる行列(A'TA’)の固有値に応じて前記列
ベクトルaiの並べ替えを行うとともに、該固有値を用
いて、変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適化
法における固有値による変数差分量の評価方法である。
In order to perform the processing efficiently, in the method of this embodiment, the variables are rearranged according to the value of the product of the eigenvalues obtained thereby. As described above, in the method of the present embodiment, in all the subspaces based on the column vector a i in A, the submatrix A ′ of A and the transposed matrix A thereof by the column vectors forming the subspace The column vector a i is rearranged according to the eigenvalues of the matrix (A ′ T A ′) formed by the product of ' T and the variable difference amount is evaluated using the eigenvalues. This is an evaluation method of the variable difference amount by the eigenvalue in the optimization method.

【0102】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。第4実施例の初期状態の各変数に対する差
分量設定値(increment)、及びそられの値を用いて前
述[1.]から[2.]の処理によって、前記固有値の積の絶
対値(product ofeigenvalues)を計算すると、図12
のようになった。図12から明らかなように、20番目
の変数は、前記(ATA)の固有値の積の値が0となっ
ており、この変数の差分量設定値は不適切であると判定
できる。レンズ設計の分野では、 abs[e1・e2…ek] ≦ 10ー10 のとき、以降の変数の差分量設定値は不適切であるとみ
なせることが分かっている。このように本実施例の方法
は、すべての前記列ベクトルaiを各々のノルムで正規
化した上で、該列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによ
る前記Aの部分行列A’とその転置行列A'Tとの積から
なる行列(A'TA’)の固有値に応じて前記列ベクトル
iの並べ替えを行うとともに、該固有値の積no絶対値
が略10-10以下となる前記列ベクトルに対応する変数
の差分量設定値を不適切と判断することを特徴とする最
適化法における固有値による変数差分量の評価方法であ
る。
Further, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount setting value by a common value in all cases, each column vector is normalized by its length (norm) and the norm of each vector is determined. It is desirable to unify "1". The difference amount setting value (increment) for each variable in the initial state of the fourth embodiment, and the absolute value (product) of the product of the eigenvalues by the processing of [1.] to [2.] using the value. ofeigenvalues)
It became like. As is clear from FIG. 12, the value of the product of the eigenvalues of (A T A) of the 20th variable is 0, and it can be determined that the difference amount setting value of this variable is inappropriate. In the field of lens design, it has been known that when abs [e 1 · e 2 ... E k ] ≦ 10−10 , the difference amount setting value of the following variables can be regarded as inappropriate. As described above, the method of the present embodiment normalizes all the column vectors a i with their respective norms, and then, in all subspaces having the column vector a i as a base, the columns forming the subspace The column vector a i is rearranged according to the eigenvalue of a matrix (A ′ T A ′) formed by the product of the partial matrix A ′ of A and its transposed matrix A ′ T by a vector, and the product of the eigenvalues It is a method of evaluating a variable difference amount based on an eigenvalue in an optimization method, characterized in that a difference amount set value of a variable corresponding to the column vector whose absolute value is approximately 10 −10 or less is determined to be inappropriate.

【0103】一方、図12の変数差分量を再設定し、前
記[1.][2.]の処理によって、前記固有値を計算したも
のが図13である。図12と図13とを比較すれば明ら
かなように、前記固有値の積の絶対値が0であるいは1
-10以下となる変数の数が図13の場合の方が少な
く、従って、本実施例の方法によれば、図13の場合の
変数差分量設定値の方が図12の場合よりも適切という
ことになる。
On the other hand, FIG. 13 shows that the eigenvalues are calculated by resetting the variable difference amount of FIG. 12 and performing the processing of [1.] [2.]. As is apparent from a comparison between FIG. 12 and FIG. 13, the absolute value of the product of the eigenvalues is 0 or 1
The number of variables that are 0 -10 or less is smaller in the case of FIG. 13. Therefore, according to the method of this embodiment, the variable difference amount setting value in the case of FIG. 13 is more appropriate than that in the case of FIG. It turns out that.

【0104】本実施例の効果を示すために、図12の場
合(initial increment)と図13の場合(reset incre
ment)とで直交化法によって最適化演算を行った結果を
図14に示す。図14で、横軸は演算反復回数、縦軸は
出発点での値で正規化したメリット関数値の対数値であ
る。この結果から、本実施例の方法でより良いと判定さ
れた変数差分量設定値の場合の方が、効率良く、かつ良
いメリット関数値の小さい解を検出しており、本実施例
による方法の効果を示している。
In order to show the effect of this embodiment, the case of FIG. 12 (initial increment) and the case of FIG. 13 (reset incre
FIG. 14 shows the result of the optimization calculation by the orthogonalization method with the In FIG. 14, the horizontal axis represents the number of calculation iterations, and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount setting value determined to be better by the method of the present embodiment, a solution with a small merit function value is detected efficiently, and the method of the present embodiment Showing the effect.

【0105】以上説明したように、本実施例によれば、
最適化手法において少ない反復回数で効率良く最適解を
探索できる効果がある。 (実施例5)第5の実施例では、前記差分量設定値の別
の判定方法のポイントをはじめに示し、その後、レンズ
設計に適用した一実施例を示す。
As described above, according to this embodiment,
The optimization method has the effect of efficiently searching for an optimal solution with a small number of iterations. (Fifth Embodiment) In a fifth embodiment, the points of another method for determining the difference amount set value will be shown first, and then an embodiment applied to lens design will be shown.

【0106】実施例1の(14)式で定義したように、
行列Aは列ベクトルを構成する。また、変数差分量設定
値が不適切な場合には、実施例1で述べたように、(1
5)式が成立する。ここで、(15)式を(14)式の
ように、行列Aの列ベクトルを用いて表すと、(30)
式に示すようになる。
As defined by the equation (14) in the first embodiment,
The matrix A constitutes a column vector. If the variable difference amount set value is inappropriate, as described in the first embodiment, (1
Equation 5) holds. Here, when the expression (15) is expressed using the column vector of the matrix A as in the expression (14), (30)
It becomes as shown in the formula.

【0107】一方、Aを A=USVT のように特異値分解すると、(ATA)は以下のように
書ける。 ATA=VSTSVT ここで、U,Vは各々正規直交行列、Sは対角要素に行
列Aの階数分の特異値を持つ対角行列であり、Aの階数
がnである時、
On the other hand, when A is singularly decomposed such that A = USV T , (A T A) can be written as follows. A T A = VS T SV T Here, U and V are orthonormal matrices, S is a diagonal matrix whose diagonal elements have singular values corresponding to the rank of the matrix A, and when the rank of A is n. ,

【0108】[0108]

【数32】 [Equation 32]

【0109】と書ける。この時、 |ATA|1/2 =s1・s2…sn となる関係がある。従って、k=1〜nのどの変数で |ATA|1/2 =s1・s2…sk=0 なる関係が生じるかを調べれば、差分量設定値の不適切
な変数を特定することができる。そのためには、前記A
を構成する前記列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間について、該部分空間を与える前記Aの部分行列
A’の特異値を調べれば良い。
Can be written as At this time, there is a relationship of | A T A | 1/2 = s 1 · s 2 ... s n . Therefore, by investigating which of k = 1 to n causes the relationship of | A T A | 1/2 = s 1 · s 2 ... s k = 0, an inappropriate variable of the difference amount setting value can be identified. can do. For that purpose, A
The singular value of the submatrix A ′ of A that gives the subspace may be examined for all the subspaces based on the column vector a i forming the subspace.

【0110】ここで、部分行列A’とは、すでに(1
8)式で表してあるものであり、Aのn個の列ベクトル a1,a2,…,an のうちの任意の個数の列ベクトルで作成される行列を意
味する。具体的な方法は以下のようになる。 [100.] 各列ベクトルaiを正規化し、それらをbi
と表す。
Here, the submatrix A'is already (1
8), which means a matrix created by an arbitrary number of column vectors among the n column vectors a 1 , a 2 , ..., An of A. The specific method is as follows. [100.] Normalize each column vector a i and make them b i
Express.

【0111】bi=ai/‖ai‖ ここで、‖…‖は、ベクトルのノルムを表す。 [200.] i=1からnまで、それぞれの変数に対応し
た列ベクトルで構成される行列Aの特異値の積を求め
る。その際、次のようにして列ベクトルの並べ替えを行
う。 [200−1.] 第1列ベクトルb1は任意に選ぶ。この
とき、 abs[s1]=1.0 となる。 [200−2.] 残りの(n−1)個の列ベクトルの内
でs1・s2の絶対値が最大となるものを選び、 s1・s2 を求める。 [200−3.] 以降、同様にして逐次、特異値の積s1
・s2…skの絶対値を計算する。 [200−4.] n個の列ベクトル全てについて計算が
終了すると、寄与量が大きい変数順に新たに並べ替えら
れた列ベクトル b1,b2,…,bn と、それに対応する特異値の積の絶対値 1.0=abs[s1]≧abs[s1・s2]≧ … ≧abs[s1・s2
…sn] が得られる。 [300.] [200.] で求まった特異値の積に対し
て、判定基準としてある小さな正の値εを設定して、 ε ≧ abs[s1・s2…sj] のとき、j,j+1,…,nの変数は差分量設定値が不
適切であると判定する。
B i = a i / ‖a i ‖ where ‖ ... ‖ represents the norm of the vector. [200.] From i = 1 to n, the product of the singular values of the matrix A composed of the column vectors corresponding to the respective variables is obtained. At that time, the column vectors are rearranged as follows. [200-1.] The first column vector b 1 is arbitrarily selected. At this time, abs [s 1 ] = 1.0. [200-2.] Among the remaining (n-1) column vectors, the one having the maximum absolute value of s 1 s 2 is selected to obtain s 1 s 2 . [200-3.] From then on, the product s 1 of singular values is sequentially repeated in the same manner.
The absolute value of the · s 2 ... s k is calculated. [200-4.] When the calculation is completed for all the n column vectors, the column vectors b 1 , b 2 , ..., B n newly rearranged in the order of large contribution amount and the corresponding singular values Absolute value of product 1.0 = abs [s 1 ] ≧ abs [s 1 · s 2 ] ≧ ... ≧ abs [s 1 · s 2
... s n ] is obtained. [300.] Set a small positive value ε as a criterion for the product of the singular values obtained in [200.], and if ε ≧ abs [s 1 · s 2 ... s j ], then j , J + 1, ..., N, the difference amount setting value is determined to be inappropriate.

【0112】次に、以上説明した工程を用いて、レンズ
設計を行う場合の処理方法について以下に説明する。本
実施例のレンズ設計方法で用いる両面非球面のCD用対
物レンズは図1と同じものを用いる。このレンズ系に対
して、両面の非球面係数などの合計32個の変数と、光
線収差量などの合計43個の評価関数を設定した。同レ
ンズ系両面(第1、2面)の非球面形状の表現式は、
(23)式と同じである。
Next, a processing method for designing a lens using the above-described steps will be described below. The same objective as that shown in FIG. 1 is used for the CD objective lens having aspherical surfaces on both sides used in the lens designing method of the present embodiment. For this lens system, a total of 32 variables such as aspherical coefficients on both sides and a total of 43 evaluation functions such as ray aberration amount were set. The expression of the aspherical shape on both surfaces (first and second surfaces) of the lens system is
It is the same as the equation (23).

【0113】本実施例では、まず初期状態の変数差分量
設定値を調べるために、前記行列Aの特異値の積を用い
る。このように本実施例では、複数の構成要素からなる
対象の系が所望の特性となるように、該複数の構成要素
を局所的に変更していく最適化手法において、該複数の
構成要素から成る変数の微小変化に対する前記各特性の
変化量をその要素に持つJacobian Aの特異値を用いて
変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適化法にお
ける特異値による変数差分量の評価方法である。
In the present embodiment, first, the product of the singular values of the matrix A is used to check the variable difference amount setting value in the initial state. As described above, in the present embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system including the plurality of constituent elements has desired characteristics, Method for evaluating a variable difference amount by a singular value in an optimization method, which is characterized by using a singular value of Jacobian A having the amount of change of each characteristic with respect to a minute change of a variable Is.

【0114】差分量設定値の不適切な変数がどれだけあ
るかを求めるために、本実施例では、各変数に対応した
前記列ベクトルaiによるすべての部分空間にたいして
前記特異値を計算する。このように本実施例は、前記A
における前記列ベクトルaiを基底とするすべての部分
空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによる
前記Aの部分行列A’の特異値を用いて変数差分量の評
価を行うことを特徴とする最適化法における特異値によ
る変数差分量の評価方法である。
In order to find out how many unsuitable variables of the difference amount set value exist, in the present embodiment, the singular value is calculated for all the subspaces of the column vector a i corresponding to each variable. As described above, in this embodiment,
In all subspaces based on the column vector a i in, the variable difference amount is evaluated by using the singular value of the submatrix A ′ of A by the column vectors forming the subspace. This is an evaluation method of the variable difference amount by the singular value in the optimization method.

【0115】処理を効率良く行うために、本実施例で
は、それによって得られる前記特異値の積に応じて変数
の並び替える。このように、本実施例の方法は、前記A
における前記列ベクトルaiを基底とする全ての部分空
間において、該部分空間を構成する列ベクトルによる前
記Aの部分行列A’の特異値に応じて前記列ベクトルa
iの並べ替えを行うとともに、該特異値を用いて、変数
差分量の評価を行うことを特徴とする最適化法における
特異値による変数差分量の評価方法である。
In order to perform the processing efficiently, in this embodiment
Is a variable depending on the product of the singular values obtained thereby
Rearrange. Thus, the method of the present embodiment is
The column vector a atiAll subspaces based on
Between the column vectors that make up the subspace
The column vector a according to the singular value of the submatrix A'of A
iAnd the singular values are used to sort the variables
In the optimization method characterized by evaluating the amount of difference
This is an evaluation method of a variable difference amount by a singular value.

【0116】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。本実施例の初期状態の各変数に対する差分
量設定値(increment)、及びそれらを用いて前述[1
0.]から[20.]の処理によって、前記Aの特異値の積
の絶対値(product ofsingular values)を計算する
と、図15のようになった。図15から明らかなよう
に、10番目の変数以降は、前記特異値の積の値が0と
なっており、以降の変数の差分量設定値は不適切である
と判定できる。レンズ設計の分野では、 abs[s1・s2…sj] ≦ 10ー5 のとき、以降の変数は従属であるとみなせることが分か
っている。このように本実施例では、すべての前記列ベ
クトルaiを各々のノルムで正規化した上で、該列ベク
トルaiを基底とするすべての部分空間において、該部
分空間を構成する列ベクトルによる前記Aの部分行列
A’の特異値に応じて前記列ベクトルaiの並べ替えを
行うとともに、該特異値の積の絶対値が略10-5以下と
なる前記列ベクトルに対応する変数の差分量設定値を不
適切と判断することを特徴とする最適化法における特異
値による変数差分量の評価方法である。
Further, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount setting value by a common value in all cases, each column vector is normalized by its length (norm), and the norm of each vector is set. It is desirable to unify "1". The difference amount setting value (increment) for each variable in the initial state of the present embodiment, and using them, the above-mentioned [1
When the product of singular values of the singular value of A is calculated by the processing from 0.] to [20.], the result is as shown in FIG. As is clear from FIG. 15, after the 10th variable, the value of the product of the singular values is 0, and it can be determined that the difference amount setting value of the subsequent variables is inappropriate. In the field of lens design, it has been found that the following variables can be considered dependent when abs [s 1 · s 2 ... S j ] ≦ 10 −5 . As described above, in the present embodiment, all the column vectors a i are normalized by their respective norms, and then, in all subspaces having the column vector a i as a basis, the column vectors forming the subspace are used. The column vector a i is rearranged according to the singular value of the submatrix A ′ of A, and the difference between the variables corresponding to the column vector whose absolute value of the product of the singular values is approximately 10 −5 or less. This is a method for evaluating a variable difference amount by a singular value in an optimization method, which is characterized by determining a quantity setting value as inappropriate.

【0117】一方、図15の各変数差分量を設定し直
し、前記[100]と[200.]の処理方法で前記固有値
を計算したものが図16である。図15と図16とを比
較すれば明らかなように、図16の場合の方が、前記特
異値の積の絶対値(product ofsingular values)が0
あるいは10-5以下の変数の数が少なく、従って本実施
例の方法によれば、図16の変数差分量設定値の方が図
15の場合よりも適切ということになる。
On the other hand, FIG. 16 shows that the eigenvalues are calculated by the processing methods of [100] and [200.] by resetting the variable difference amounts of FIG. As is clear from a comparison between FIG. 15 and FIG. 16, in the case of FIG. 16, the absolute value (product of singular values) of the singular values is 0.
Alternatively, the number of variables of 10 −5 or less is small, and therefore according to the method of the present embodiment, the variable difference amount setting value of FIG. 16 is more appropriate than the case of FIG.

【0118】本実施例の効果を示すために、図15の場
合(initial increment)と図16の場合(reset incre
ment)とで直交化法によって最適化演算を行った結果を
図17に示す。図17で、横軸は演算反復回数、縦軸は
出発点での値で正規化したメリット関数値の対数値であ
る。この結果から、本実施例の方法でより適切であると
判定された変数差分量設定値の場合の方が、効率良くか
つ、よりメリット関数値の小さい解を検出しており、本
実施例による方法の効果を示している。 (実施例6)次に、第6の実施例のレンズの最適設計方
法を、図5のカメラ用レンズの設計を例にとって説明す
る。
In order to show the effect of this embodiment, the case of FIG. 15 (initial increment) and the case of FIG. 16 (reset incre
ment) and the result of performing the optimization operation by the orthogonalization method are shown in FIG. In FIG. 17, the horizontal axis represents the number of calculation iterations, and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount set value determined to be more appropriate by the method of the present embodiment, a solution with a smaller merit function value is detected more efficiently, and according to the present embodiment, Shows the effect of the method. (Embodiment 6) Next, an optimum lens designing method according to a sixth embodiment will be described with reference to the camera lens design shown in FIG.

【0119】このレンズ系に対して、曲率半径、レンズ
肉厚面間隔、非球面係数など合計20個の変数と、光線
収差量など合計40個の評価関数を設定した。また、同
レンズ系の最終面から2番目の面(第9面)が非球面で
あり、その表現式は(26)式と同じである。本実施例
の方法は、まず、初期状態における変数差分量設定値の
適正を調べるために、前記行列Aの特異値の積の値を用
いる。
For this lens system, a total of 20 variables such as a radius of curvature, a lens thickness surface spacing, and an aspherical coefficient, and a total of 40 evaluation functions such as a ray aberration amount were set. The second surface (9th surface) from the final surface of the lens system is an aspherical surface, and the expression thereof is the same as the expression (26). In the method of the present embodiment, first, the value of the product of the singular values of the matrix A is used to check the adequacy of the variable difference amount setting value in the initial state.

【0120】このように本実施例は、複数の構成要素か
ら成る対象の系が所望の特性となるように、該複数の構
成要素を局所的に変更して行く最適化手法において、該
複数の構成要素から成る変数の微小変化に対する前記各
特性の変化量をその要素に持つJacobian Aの特異を用
いて変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適化法
における特異値による変数差分量の評価方法である。
As described above, according to the present embodiment, in the optimization method in which the plurality of constituent elements are locally changed so that the target system composed of the plurality of constituent elements has desired characteristics, Of the variable difference amount by the singular value in the optimization method, which is characterized in that the singular value of Jacobian A having the change amount of each characteristic for the minute change of the variable composed of the constituent elements as its element is evaluated. This is an evaluation method.

【0121】変数差分量設定値が不適切な変数を特定す
るために、本実施例の方法では、各変数に対応した前記
列ベクトルaiによるすべての部分空間に対して前記特
異値を計算する。このように、本実施例の方法は、前記
Aにおける前記列ベクトルaiを基底とするすべての部
分空間において、該部分空間を構成する列ベクトルによ
る前記Aの部分行列A’の特異値を用いて変数差分量の
評価を行うことを特徴とする最適化法における特異値に
よる変数差分量の評価方法である。
In order to specify a variable whose variable difference amount setting value is inappropriate, the method of this embodiment calculates the singular value for all subspaces of the column vector a i corresponding to each variable. . As described above, the method of the present embodiment uses the singular value of the submatrix A ′ of A by the column vectors forming the subspace in all subspaces based on the column vector a i in A. This is a method for evaluating a variable difference amount by a singular value in an optimization method, which is characterized in that the variable difference amount is evaluated.

【0122】処理を効率良く行うために、本実施例の方
法では、それによって得られる前記特異値の積の値に応
じて変数を並び替える。このように、本実施例の方法
は、前記Aにおける前記列ベクトルaiを基底とするす
べての部分空間において、該部分空間を構成する列ベク
トルによる前記Aの部分行列A’の特異値に応じて前記
列ベクトルaiの並べ替えを行うとともに、該特異値を
用いて、変数差分量の評価を行うことを特徴とする最適
化法における特異値による変数差分量の評価方法であ
る。
In order to perform the processing efficiently, in the method of this embodiment, the variables are rearranged according to the value of the product of the singular values obtained thereby. As described above, the method according to the present embodiment, in all subspaces of the A based on the column vector a i , depends on the singular value of the submatrix A ′ of A by the column vectors forming the subspace. The column vector a i is rearranged by using the singular value and the variable difference amount is evaluated using the singular value.

【0123】また、すべての場合に共通の値によって変
数差分量設定値の適正を判定できるようにするために
は、前記各列ベクトルをそれぞれの長さ(ノルム)で正
規化し、各ベクトルのノルムを"1"に統一しておくこと
が望ましい。本実施例の初期状態の各変数に対する差分
量設定値(increment)、及びそられの値を用いて前述
[100.]から[200.]の処理によって、前記特異値の
積の絶対値(product of singular values)を計算する
と、図18のようになった。図18から明らかなよう
に、20番目の変数は、前記Aの特異値の積の値が0と
なっており、この変数の差分量設定値は不適切であると
判定できる。レンズ設計の分野では、 abs[s1・s2…sk] ≦ 10ー5 のとき、以降の変数の差分量設定値は不適切であるとみ
なせることが分かっている。
In addition, in order to be able to determine the appropriateness of the variable difference amount set value by a value common to all cases, each column vector is normalized by its length (norm), and the norm of each vector is determined. It is desirable to unify "1". Using the difference amount setting value (increment) for each variable in the initial state of this embodiment and the value thereof,
When the product of singular values of the singular values is calculated by the processing from [100.] to [200.], the result is as shown in FIG. As is clear from FIG. 18, the value of the product of the singular values of A is 0 for the 20th variable, and it can be determined that the difference amount setting value of this variable is inappropriate. In the field of lens design, it has been known that when abs [s 1 · s 2 ... s k ] ≦ 10 −5 , the difference amount setting value of the following variables can be regarded as inappropriate.

【0124】このように本実施例の方法は、すべての前
記列ベクトルaiを各々のノルムで正規化した上で、該
列ベクトルaiを基底とするすべての部分空間におい
て、該部分空間を構成する列ベクトルによる前記Aの部
分行列A’の特異値に応じて前記列ベクトルaiの並べ
替えを行うとともに、該特異値の積の絶対値が略10-5
以下となる前記列ベクトルに対応する変数の差分量設定
値を不適切と判断することを特徴とする最適化法におけ
る特異値による変数差分量の評価方法である。
As described above, the method of this embodiment normalizes all the column vectors a i by their respective norms, and then, in all the subspaces having the column vectors a i as the basis, The column vectors a i are rearranged according to the singular values of the submatrix A ′ of A according to the constituent column vectors, and the absolute value of the product of the singular values is approximately 10 −5.
It is a method of evaluating a variable difference amount based on a singular value in an optimization method, which is characterized by determining a variable difference amount set value of a variable corresponding to the following column vector as inappropriate.

【0125】一方、図18の変数差分量を再設定し、前
記[100.][200.]の処理によって、前記固有値を計
算したものが図19である。図18と図19とを比較す
れば明らかなように、前記特異値の積の絶対値が0であ
るいは10-5以下となる変数の数が図19の場合の方が
少なく、従って、本実施例の方法によれば、図19の場
合の変数差分量設定値の方が図18の場合よりも適切と
いうことになる。
On the other hand, FIG. 19 shows the calculation of the eigenvalue by resetting the variable difference amount of FIG. 18 and by the processing of [100.] [200.]. As is clear from a comparison between FIG. 18 and FIG. 19, the number of variables in which the absolute value of the product of the singular values is 0 or 10 −5 or less is smaller in the case of FIG. According to the example method, the variable difference amount set value in the case of FIG. 19 is more appropriate than that in the case of FIG.

【0126】本実施例の効果を示すために、図18の場
合(initial increment)と図19の場合(reset incre
ment)とで直交化法によって最適化演算を行った結果を
図20に示す。図20で、横軸は演算反復回数、縦軸は
出発点での値で正規化したメリット関数値の対数値であ
る。この結果から、本実施例の方法でより良いと判定さ
れた変数差分量設定値の場合の方が、効率良く、かつ良
いメリット関数値の小さい解を検出しており、本実施例
による方法の効果を示している。
In order to show the effect of this embodiment, the case of FIG. 18 (initial increment) and the case of FIG. 19 (reset incre
20) shows the result of the optimization calculation by the orthogonalization method with the In FIG. 20, the horizontal axis represents the number of calculation iterations, and the vertical axis represents the logarithmic value of the merit function value normalized by the value at the starting point. From this result, in the case of the variable difference amount setting value determined to be better by the method of the present embodiment, a solution with a small merit function value is detected efficiently, and the method of the present embodiment Showing the effect.

【0127】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器から成る装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。以上説明したように、本実
施例によれば、最適化手法において少ない反復回数で効
率良く最適解を探索できる効果がある。 (実施例7)以上実施例1〜6にて、高速な最適化問題
の処理方法とそれらを応用したレンズ設計方法について
説明してきたが、次に、レンズ設計方法を実装したレン
ズ設計装置の一例について説明する。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of one device. Further, it goes without saying that the present invention can be applied to the case where it is achieved by supplying a program to a system or an apparatus. As described above, according to this embodiment, there is an effect that the optimization method can efficiently search for an optimum solution with a small number of iterations. (Embodiment 7) In Embodiments 1 to 6 above, a method for processing a high-speed optimization problem and a lens designing method using the same have been described. Next, an example of a lens designing apparatus implementing the lens designing method Will be described.

【0128】図21は、レンズ設計装置のハードウエア
構成の一例を示す図である。図21を参照して、200
は、レンズ設計装置全体を制御するCPUである。20
2は、実施例1〜6で説明した方法に対応するプログラ
ムやレンズの構成要素やレンズの最適化設計のための設
計変数や評価関数などを格納し、また、そのプログラム
実行のための作業領域であるメモリである。201は、
設計対象であるレンズの構成や、演算されたレンズの各
設計値や、キーボード203やポインテイングデバイス
204から入力された各種コマンドやデータを表示する
デイスプレイモニタである。
FIG. 21 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the lens design apparatus. Referring to FIG. 21, 200
Is a CPU that controls the entire lens design apparatus. 20
Reference numeral 2 stores a program corresponding to the method described in the first to sixth embodiments, a component of the lens, a design variable for optimal design of the lens, an evaluation function, and the like, and a work area for executing the program. Is a memory. 201 is
It is a display monitor that displays the configuration of the lens to be designed, the calculated design values of the lens, and various commands and data input from the keyboard 203 and pointing device 204.

【0129】また、図22、上述したレンズ設計の処理
フローチャートの一例を示す。尚、このフローチャート
に対応する実行プログラムは、予め、メモリ202に格
納されており、CPU200によってアクセスされ、解
釈されて実行される。以下、図22のフローチャートに
基づき、各ステップ毎に処理の説明を行う。
Further, FIG. 22 shows an example of a processing flow chart of the above-described lens design. An execution program corresponding to this flowchart is stored in the memory 202 in advance, accessed by the CPU 200, interpreted, and executed. Hereinafter, the processing will be described for each step based on the flowchart of FIG.

【0130】ステップS1では、レンズ系の各種目標値
や、制約条件などを、キーボード203等により入力す
る。ステップS2では、レンズの光学的焦点距離等のレ
ンズの目標値をキーボード203等により入力する。ス
テップS3では、レンズの形状を決定するための各変数
の初期値を、キーボード203等により入力する。
In step S1, various target values of the lens system, constraints, etc. are input by the keyboard 203 or the like. In step S2, the target value of the lens such as the optical focal length of the lens is input using the keyboard 203 or the like. In step S3, the initial value of each variable for determining the lens shape is input using the keyboard 203 or the like.

【0131】ステップS4では、レンズの最適化設計の
ための、変数ならびに評価関数の決定を行う。図22
に、図1と図5に示したレンズに対応する変数と評価関
数の一例を示す。まず、<図1のレンズの場合>では、
変数として、複数種類のレンズ両面の非球面係数、レン
ズの第2面の曲率、レンズ肉厚の合計32個の変数を設
定する。ここで、レンズ両面の非球面係数としては、片
面毎に15種類の係数を設定し、両面で30種類の非球
面係数を設定する。
In step S4, variables and evaluation functions for the optimization design of the lens are determined. FIG.
An example of variables and evaluation functions corresponding to the lenses shown in FIGS. 1 and 5 is shown in FIG. First, in the case of the lens of FIG. 1,
As variables, a total of 32 variables including aspherical coefficients on both surfaces of a plurality of types of lenses, the curvature of the second surface of the lens, and the lens thickness are set. Here, as the aspherical surface coefficients of both surfaces of the lens, 15 kinds of coefficients are set for each surface, and 30 kinds of aspherical surface coefficients are set for both surfaces.

【0132】また、最適化設計のための評価関数は、1
6種類の軸上光線収差(球面収差)量、16種類の軸外
(像高0.1mm)のメリデイオナル光線収差量、8種類
の軸外のサジッタル光線収差量、軸外のメリーサジ像面
湾曲、軸外のサジッタル像面湾曲、レンズバックを設定
する。また、<図5のレンズの場合>では、変数とし
て、6種類の面の曲率、9種類のレンズ肉厚、5種類の
非球面係数の合計20個の変数を設定する。また、評価
関数として、4種類の軸上の光線収差(球面収差)量、
軸上の色収差量、16種類の軸外(像高2点:21.6
35mm、15.0mm)のメリデイオナル光線収差量、4
種類の軸外のサジッタル光線収差量、2種類の軸外のメ
リーサジ像面湾曲、2種類の軸外の倍率色収差、2種類
の軸外のデイストーション、4種類の機械的制約条件と
してのレンズ肉厚、5種類の機械的制約条件としてのレ
ンズコバ厚の合計40個を設定する。
The evaluation function for optimization design is 1
6 types of axial ray aberration (spherical aberration), 16 types of off-axis (image height 0.1 mm) meridional ray aberrations, 8 types of off-axis sagittal ray aberrations, off-axis Mary-Saj field curvature, Set off-axis sagittal field curvature and lens back. In the case of the lens of FIG. 5, a total of 20 variables of 6 types of surface curvatures, 9 types of lens thickness, and 5 types of aspherical coefficients are set as variables. Also, as evaluation functions, four types of ray aberration (spherical aberration) on the axis,
Axial chromatic aberration amount, 16 types of off-axis (image height 2 points: 21.6
35mm, 15.0mm) meridional ray aberration amount, 4
Two types of off-axis sagittal ray aberration, two types of off-axis Mary-sag field curvature, two types of off-axis lateral chromatic aberration, two types of off-axis distortion, and four types of lens meat as mechanical constraints A total of 40 lens thicknesses, which are five types of mechanical constraint conditions, are set.

【0133】ステップS5では、ステップS4で設定さ
れた評価関数に基づく、ヤコビアンを計算する。ステッ
プS6では、上述した各実施例の方法、即ち、|AT
1 /2の超体積値、ATAの固有値、あるいはAの特異値
に基づくいずれかの演算方法を用いて計算を行う。この
方法の選択は、予め、たとえば、キーボード203を用
いて指定されているとする。
In step S5, the Jacobian is calculated based on the evaluation function set in step S4. In step S6, the method of each embodiment described above, that is, | A T A
| Performing calculation using 1/2 of the ultrasonic volume value, the eigenvalues of A T A, or any of the calculation method based on the singular values of A. It is assumed that the selection of this method is designated in advance by using the keyboard 203, for example.

【0134】|ATA|1/2の超体積値に基づく方法が指
定されていれば、実施例1の[1.]、[2.]、[2ー
1.]、[2ー2.]、[2ー3.]、[2ー4.]の処理を行
う。また、ATAの固有値に基づく方法が指定されてい
れば、[10.]、[20.]、[20ー1.]、[20ー2.]、
[20ー3.]、[20ー4.]の処理を行う。
If the method based on the hypervolume value of | A T A | 1/2 is specified, [1.], [2.], [2-1.], [2-2 of Example 1] .], [2-3.], And [2-4.]. If a method based on the eigenvalue of A T A is specified, [10.], [20.], [20-1.], [20-2.],
The processing of [20-3.] And [20-4.] Is performed.

【0135】また、Aの特異値に基づく方法が指定され
ていれば、[100.]、[200.]、[200ー1.]、[2
00ー2.]、[200ー3.]、[200ー4.]の処理を行
う。ステップS7では、ステップS6で指定された方法
の選択に基づいて、超体積値か固有値か特異値のいずれ
かを用いて所定の閾値と比較して、それより小さい対応
する変数については、差分量設定値が不適切と判定す
る。
Further, if the method based on the singular value of A is designated, [100.], [200.], [200-1.], [2.
00-2.], [200-3.], And [200-4.]. In step S7, based on the selection of the method specified in step S6, a hypervolume value, an eigenvalue, or a singular value is used for comparison with a predetermined threshold value, and for a corresponding variable smaller than that, the difference amount is calculated. Judge that the set value is inappropriate.

【0136】即ち、|ATA|1/2の超体積値に基づく方
法が指定されていれば、実施例1の[3.]の処理を行
う。また、ATAの固有値に基づく方法が指定されてい
れば、[30.]の処理を行う。また、Aの特異値に基づ
く方法が指定されていれば、[300.]の処理を行う。
That is, if the method based on the hypervolume value of | A T A | 1/2 is specified, the process [3.] of the first embodiment is performed. If the method based on the eigenvalue of A T A is specified, the process of [30.] is performed. If the method based on the singular value of A is specified, the process of [300.] is performed.

【0137】ここで、不適切と判定された変数の差分量
設定値に所定の微量値を加算する。そして、ステップ5
からの処理にもどる。適切と判断されれば、ステップS
8へ進む。ステップS8では、適切と判定された各得ら
れた変数の差分量設定値に基づき、最適化演算方法、例
えば、上述した直交化法やマーカード(D.W.Marquard
t)法等を用いて、最適な各変数値を計算する。
Here, a predetermined minute value is added to the difference amount set value of the variable determined to be inappropriate. And step 5
Return to processing from. If appropriate, step S
Proceed to 8. In step S8, based on the difference amount setting value of each obtained variable that is determined to be appropriate, an optimization calculation method, for example, the above-described orthogonalization method or Marquard
t) method etc. is used to calculate the optimum value of each variable.

【0138】ステップS9では、得られた最適解が、ス
テップS1やステップS2で入力した各種目標値や制約
条件を満たしているかどうかチェックし、満たしていな
ければ、再度、変数や評価関数の見直しを行って、ステ
ップS4からの処理を行う。満たしていれば、レンズの
最適化設計処理を終了する。尚、図24には、最適化設
計を行う第2のレンズにおいて、評価関数の一部を構成
する制約条件の要素を示す。即ち、制約条件要素とし
て、5種類のレンズコバ厚と4種類の肉厚がある。
In step S9, it is checked whether or not the obtained optimum solution satisfies the various target values and constraint conditions input in step S1 and step S2. If they do not, the variables and evaluation function are reviewed again. Then, the process from step S4 is performed. If so, the lens optimization design process ends. Note that, in FIG. 24, the elements of the constraint conditions forming a part of the evaluation function in the second lens for which the optimization design is performed are shown. That is, there are five types of lens edge thickness and four types of wall thickness as the constraint condition elements.

【0139】以上説明したように本実施例によれば、レ
ンズの最適化設計処理を行う場合、変数の差分量設定値
を適切な値に設定することにより、最適なレンズの設計
値を少ない演算数で高速に得ることができる。また、本
実施例では、レンズ系の設計に以上説明した方法を用い
たが、これは、他の最適化設計、例えば、LSIのレイ
アウト設計やパタン設計、さらに、建築物の構造設計な
どの多変数での位相空間探索処理が必要な場面において
も有効であることは言うまでもない。
As described above, according to the present embodiment, when the lens optimization design processing is performed, the optimal lens design value is calculated by setting the variable difference amount setting value to an appropriate value. You can get it fast with a number. Further, in the present embodiment, the method described above is used for the design of the lens system, but this is applicable to other optimization designs such as LSI layout design and pattern design, and architectural structure design. It is needless to say that it is effective even in the scene where the phase space search process with variables is required.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、予
め変数の差分量設定値に関して適/不適の評価を行うこ
とによって、常に効率良く対象系の最適化演算を行うこ
とができる。また、レンズ系の設計を最小の計算量で高
速に行うことができる。
As described above, according to the present invention, the optimization calculation of the target system can always be efficiently performed by previously performing the appropriateness / ineligibility evaluation on the difference amount setting value of the variable. In addition, the lens system can be designed at high speed with a minimum amount of calculation.

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

【図1】最適化設計を行う第1のレンズの断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a first lens having an optimized design.

【図2】第1実施例の各変数の差分量(increment)設
定値と超体積値(volume)を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a difference amount (increment) set value and a super volume value (volume) of each variable in the first embodiment.

【図3】第1実施例で設定し直した各変数の差分量(in
crement)と超体積値(volume)を示す図である。
FIG. 3 is a difference amount (in) of each variable reset in the first embodiment.
It is a figure which shows crement) and a super-volume value (volume).

【図4】第1実施例の方法の効果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an effect of the method of the first embodiment.

【図5】最適化設計を行う第2のレンズの断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a second lens having an optimized design.

【図6】第2実施例の各変数の差分量(increment)設
定値と超体積値(volume)を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a difference amount (increment) set value and a super volume value (volume) of each variable in the second embodiment.

【図7】第2実施例で設定し直した各変数の差分量(in
crement)と超体積値(volume)を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a difference amount (in) of each variable reset in the second embodiment.
It is a figure which shows crement) and a super-volume value (volume).

【図8】第2実施例の方法での効果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an effect of the method of the second embodiment.

【図9】第3実施例の各変数の差分量(increment)設
定値と固有値の積の値を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a product value of a difference amount (increment) set value of each variable and an eigenvalue according to the third embodiment.

【図10】第3実施例で設定し直した各変数の差分量
(increment)と固有値の積の値を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a product value of a difference amount (increment) of each variable and an eigenvalue reset in the third embodiment.

【図11】第3実施例の方法の効果を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an effect of the method of the third embodiment.

【図12】第4実施例の各変数の差分量(increment)
設定値と固有値の積の値を示す図である。
FIG. 12 is a difference amount (increment) of each variable in the fourth embodiment.
It is a figure which shows the value of the product of a setting value and an eigenvalue.

【図13】第4実施例で設定し直した各変数の差分量
(increment)と固有値の積の値を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a product value of a difference amount (increment) of each variable and an eigenvalue reset in the fourth embodiment.

【図14】第4実施例の方法での効果を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an effect of the method of the fourth embodiment.

【図15】第5実施例の各変数の差分量(increment)
設定値と特異値の積の値を示す図である。
FIG. 15 is a difference amount (increment) of each variable in the fifth embodiment.
It is a figure which shows the value of the product of a setting value and a singular value.

【図16】第5例で設定し直した各変数の差分量(incr
ement)と特異値の積の値を示す図である。
FIG. 16 is a difference amount (incr) of each variable reset in the fifth example.
ement) and a singular value.

【図17】第5実施例の方法の効果を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing an effect of the method of the fifth embodiment.

【図18】第6実施例の各変数の差分量(increment)
設定値と特異値の積の値を示す図である。
FIG. 18 is a difference amount (increment) of each variable in the sixth embodiment.
It is a figure which shows the value of the product of a setting value and a singular value.

【図19】第6実施例で設定し直した各変数の差分量
(increment)と特異値の積の値を示す図である。
FIG. 19 is a diagram showing a value of a product of a difference amount (increment) of each variable and a singular value reset in the sixth embodiment.

【図20】第6実施例の方法での効果を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing the effect of the method of the sixth embodiment.

【図21】各実施例での最適構成要素獲得装置とレンズ
系設計装置のハードウエア構成を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a hardware configuration of an optimum component acquisition device and a lens system design device in each embodiment.

【図22】第7の実施例のレンズ系設計処理のフローチ
ャートを示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a flowchart of lens system design processing of the seventh embodiment.

【図23】レンズ系設計処理での変数と評価関数を示す
図である。
FIG. 23 is a diagram showing variables and evaluation functions in lens system design processing.

【図24】最適化設計を行う第2のレンズと、その制約
条件要素を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a second lens to be optimized and its constraint condition elements.

Claims (54)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の構成要素で表現されるレンズ系が
所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所
的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲得
するレンズ系設計装置において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有
値を計算する固有値計算手段と、 前記固有値計算手段で計算されたA'TA’の各々に対す
る固有値間の積の絶対値が所定値より小さければ、前記
固有値間の積に対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
する構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とするレンズ系設計装
置。
1. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that a lens system represented by the plurality of components has desired characteristics. In a lens system designing device, a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is a variation amount of each of the characteristics with respect to a minute variation amount of the plurality of constituent elements is a basis. 'and eigenvalue calculation means for calculating the eigenvalue of the calculated by the eigenvalue calculation unit a' T a 'matrix product a with T' partial matrix a 'and its partial matrix a' rolling value matrix a T a 'of If the absolute value of the product between the eigenvalues for each is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute change amount of the component. Component minute variation amount correcting means, and the component element minute variation amount correcting means Optimum to obtain the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system has the desired characteristics based on the new minute change amount generated. A lens system designing device, comprising: a component value acquiring means.
【請求項2】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素を
変数とする評価関数の値により、前記所望の特性を評価
できることを特徴とする請求項1に記載のレンズ系設計
装置。
2. The lens system designing apparatus according to claim 1, wherein the lens system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項3】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列ベ
クトルai(i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムでそれ
ぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求項1
に記載のレンズ系設計装置。
3. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 1
The lens system design device described in.
【請求項4】 前記所定値は、およそ10-10であるこ
とを特徴とする請求項1に記載のレンズ系設計装置。
4. The lens system design device according to claim 1, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項5】 前記複数の構成要素は、各レンズの非球
面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項1
に記載のレンズ系設計装置。
5. The plurality of constituent elements include an aspherical coefficient of each lens and a ray aberration amount.
The lens system design device described in.
【請求項6】 複数の構成要素で表現されるレンズ系が
所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局所
的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲得
する装置において、該複数の構成要素の微小変化量に対
する前記各特性の変化量をそ の要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベクトルa
i(i=1...n)を基底とする部分行列A’とその部分行列
A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列式|A'T
A'|を計算する行列式計算手段と、 前記固有値計算手段で計算された|A'TA'|の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とするレンズ系設計装
置。
6. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system represented by the plurality of components has desired characteristics. In the device, a column vector a of a Jacobian A whose element is the variation of each of the characteristics with respect to the minute variation of the plurality of constituent elements
i (i = 1 ... n) to a base portion matrix A 'and its partial matrix A''determinant of | A' T A 'matrix product A with T' rolling value matrix A T
If the absolute value of | A'T A '| calculated by the eigenvalue calculation means is smaller than a predetermined value, a determinant calculation means for calculating A' | Is added to obtain a new minute change amount of the constituent element, and the component minute change amount correcting means and the new minute change amount generated by the component minute change amount correcting means are used to determine the desired lens system. A lens system design characterized by comprising an optimum component value acquisition means for acquiring the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so as to obtain characteristics. apparatus.
【請求項7】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素を
変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評価
できることを特徴とする請求項6に記載のレンズ系設計
装置。
7. The lens system designing apparatus according to claim 6, wherein the desired characteristic of the lens system can be evaluated by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項8】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列ベ
クトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムでそ
れぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求項
6に記載のレンズ系設計装置。
8. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 6. The lens system designing device according to item 6.
【請求項9】 前記所定値は、およそ10-10であるこ
とを特徴とする請求項6に記載のレンズ系設計装置。
9. The lens system designing apparatus according to claim 6, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項10】 前記複数の構成要素は、各レンズの非
球面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項
6に記載のレンズ系設計装置。
10. The lens system design apparatus according to claim 6, wherein the plurality of constituent elements include an aspherical coefficient of each lens and a ray aberration amount.
【請求項11】 複数の構成要素で表現されるレンズ系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する装置において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’の特異
値を計算する特異値計算手段と、 前記特異値計算手段で計算された特異値の積の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とするレンズ系設計装
置。
11. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system represented by the plurality of components has desired characteristics. In the device, a submatrix A based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change of each characteristic with respect to a minute change amount of the plurality of constituent elements Singular value calculating means for calculating the singular value of ', if the absolute value of the product of the singular values calculated by the singular value calculating means is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value to the minute change amount of the corresponding component The lens system has a desired characteristic based on the component minute change amount correction means that adds the two components to obtain a new minute change amount of the component and the new minute change amount generated by the component minute change amount correction means. So that the values of the multiple components are locally By going to change, the lens system design device characterized by comprising an optimum component values acquiring means for acquiring the value of the optimal components.
【請求項12】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項11に記載のレンズ系
設計装置装置。
12. The lens system designing device according to claim 11, wherein the desired characteristic of the lens system can be evaluated by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項13】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項11に記載のレンズ系設計装置。
13. The Jacobian A column vector a i (i = 1 ... n) is normalized by the norm of each vector a i. 11. The lens system designing device according to item 11.
【請求項14】 前記所定値は、およそ10-5であるこ
とを特徴とする請求項11に記載のレンズ系設計装置。
14. The lens system design apparatus according to claim 11, wherein the predetermined value is approximately 10 −5 .
【請求項15】 前記複数の構成要素は、各レンズの非
球面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項
11に記載のレンズ系設計装置。
15. The lens system design apparatus according to claim 11, wherein the plurality of constituent elements include an aspherical coefficient of each lens and a ray aberration amount.
【請求項16】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する装置において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有
値を計算する固有値計算手段と、 前記固有値計算手段で計算されたA'TA’の各々に対す
る固有値間の積の絶対値が所定値より小さければ、前記
固有値間の積に対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
する構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計装置。
16. An optimum constituent element value is obtained by locally changing the values of the plural constituent elements so that a target system represented by the plural constituent elements has desired characteristics. In the device, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of constituent elements for each of a 'and its partial matrix a''and eigenvalue calculation means for calculating the eigenvalue of, calculated by the eigenvalue calculating unit a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a T a ' If the absolute value of the product between the eigenvalues is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute change amount of the component. An element minute change amount correction means, and the component element minute change amount correction means. The optimum component value that obtains the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system has the desired characteristics based on the new minute change amount. An optimization design apparatus for a target system, comprising: acquisition means.
【請求項17】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項16に記載の対象系の
最適化設計装置。
17. The optimization system for target system according to claim 16, wherein the target system is capable of evaluating the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables. .
【請求項18】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項16に記載の対象系の最適化設計装置。
18. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 16. The optimization design device for the target system according to item 16.
【請求項19】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項16に記載の対象系の最適化設
計装置。
19. The optimization system for a target system according to claim 16, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項20】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する装置において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列
式|A'TA'|を計算する行列式計算手段と、 前記固有値計算手段で計算された|A'TA'|の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計装置。
20. An optimum component element value is obtained by locally changing the values of the plurality of component elements so that the target system represented by the plurality of component elements has desired characteristics. In the device, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of constituent elements a 'and its partial matrix a''determinant of | a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a T a '| and determinant calculation means for calculating, is calculated in the eigenvalue calculation means If the absolute value of | A ′ T A ′ | is smaller than a predetermined value, a predetermined small value is added to the small change amount of the corresponding constituent element to obtain a new minute change amount of the constituent element. Based on the change amount correcting means and the new minute change amount generated by the component minute change amount correcting means, And an optimum component value acquisition means for acquiring the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so that the desired characteristic is obtained. Target system optimization design equipment.
【請求項21】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項16に記載の対象系の
最適化設計装置。
21. The optimization system for a target system according to claim 16, wherein the target system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables. .
【請求項22】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項20に記載の対象系の最適化設計装置。
22. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 20. An optimization design device for a target system according to item 20.
【請求項23】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項20に記載の対象系の最適化設
計装置。
23. The target system optimization design apparatus according to claim 20, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項24】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する装置において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’の特異
値を計算する特異値計算手段と、 前記特異値計算手段で計算された特異値の積の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正手段と、 前記構成要素微小変化量修正手段で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得手段とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計装置。
24. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the target system represented by the plurality of components has desired characteristics. In the device, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of constituent elements If the absolute value of the product of the singular value calculating means for calculating the singular value of A ′ and the singular value calculated by the singular value calculating means is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is set for the minute change amount of the corresponding component. Is added to obtain a new minute change amount of the constituent element, and the component minute change amount correcting means and the new minute change amount generated by the component minute change amount correcting means are used to determine the desired lens system. Localize the values of the multiple components to By going to change and optimize the design device of the target system, characterized in that it comprises a optimum component values acquiring means for acquiring the value of the optimal components.
【請求項25】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項24に記載の対象系の
最適化設計装置。
25. The optimization system for a target system according to claim 24, wherein the target system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables. .
【請求項26】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項24に記載の対象系の最適化設計装置。
26. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 24. An optimization design device for a target system according to 24.
【請求項27】 前記所定値は、およそ10-5であるこ
とを特徴とする請求項24に記載の対象系の最適化設計
装置。
27. The optimization system for a target system according to claim 24, wherein the predetermined value is approximately 10 −5 .
【請求項28】 複数の構成要素で表現されるレンズ系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得するレンズ系設計方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有
値を計算する固有値計算工程と、 前記固有値計算工程で計算されたA'TA’の各々に対す
る固有値間の積の絶対値が所定値より小さければ、前記
固有値間の積に対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
する構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とするレンズ系設計方
法。
28. Optimum constituent element values are obtained by locally changing the values of the plural constituent elements so that the lens system represented by the plural constituent elements has desired characteristics. In a lens system designing method, a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the amount of change in each characteristic with respect to a minute amount of change in the plurality of constituent elements is a basis. 'and eigenvalue calculation step of calculating the eigenvalues of the calculated eigenvalue calculation step a' T a 'matrix product a with T' partial matrix a 'and its partial matrix a' rolling value matrix a T a 'of If the absolute value of the product between the eigenvalues for each is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute change amount of the component. And a component minute change amount correction process, The values of the plurality of constituent elements are locally changed so that the lens system has a desired characteristic based on the new minute change amount generated in step 1, thereby obtaining the optimum constituent element values. A method of designing a lens system, comprising: obtaining an optimum component value.
【請求項29】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性を評
価できることを特徴とする請求項28に記載のレンズ系
設計方法。
29. The lens system designing method according to claim 28, wherein the lens system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項30】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai(i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムでそ
れぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求項
28に記載のレンズ系設計方法。
30. Each column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 28. A lens system designing method according to item 28.
【請求項31】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項28に記載のレンズ系設計方
法。
31. The lens system designing method according to claim 28, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項32】 前記複数の構成要素は、各レンズの非
球面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項
28に記載のレンズ系設計方法。
32. The lens system designing method according to claim 28, wherein the plurality of constituent elements include an aspherical coefficient and a ray aberration amount of each lens.
【請求項33】 複数の構成要素で表現されるレンズ系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列
式|A'TA'|を計算する行列式計算工程と、 前記固有値計算工程で計算された|A'TA'|の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とするレンズ系設計方
法。
33. Optimum constituent element values are obtained by locally changing the values of the plural constituent elements so that the lens system represented by the plural constituent elements has desired characteristics. In the method, a submatrix A based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements 'and its partial matrix a''determinant of | a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a T a '| and determinant calculation step of calculating, calculated by the eigenvalue calculation step If the absolute value of | A'T A '| is smaller than a predetermined value, a predetermined small value is added to the minute change amount of the corresponding constituent element to obtain a new minute change amount of the constituent element. Based on the amount correction step and the new minute change amount generated in the component minute change amount correction step. So as to have a desired characteristic, by locally changing the values of the plurality of constituent elements to obtain the optimum constituent element value. Lens system design method.
【請求項34】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項33に記載のレンズ系
設計方法。
34. The lens system designing method according to claim 33, wherein the desired characteristic of the lens system can be evaluated by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項35】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項33に記載のレンズ系設計方法。
35. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 33. The lens system design method according to 33.
【請求項36】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項33に記載のレンズ系設計方
法。
36. The lens system designing method according to claim 33, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項37】 前記複数の構成要素は、各レンズの非
球面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項
33に記載のレンズ系設計方法。
37. The lens system designing method according to claim 33, wherein the plurality of constituent elements include an aspherical coefficient and a ray aberration amount of each lens.
【請求項38】 複数の構成要素で表現されるレンズ系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’の特異
値を計算する特異値計算工程と、 前記特異値計算工程で計算された特異値の積の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とするレンズ系設計方
法。
38. Optimum constituent element values are obtained by locally changing the values of the plural constituent elements so that the lens system represented by the plural constituent elements has desired characteristics. In the method, a submatrix A based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements Singular value calculation step of calculating the singular value of ', if the absolute value of the product of the singular value calculated in the singular value calculation step is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value to the minute change amount of the corresponding component The lens system has a desired characteristic based on the component minute change amount correction step of adding the components to obtain a new minute change amount of the component and the new minute change amount generated in the component element minute change amount correction step. So that the values of the multiple components are locally By going to change, the lens system design method characterized by comprising the optimum component values acquired step of acquiring the value of the optimal components.
【請求項39】 前記レンズ系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項38に記載のレンズ系
設計方法方法。
39. The lens system designing method according to claim 38, wherein the desired characteristic of the lens system can be evaluated by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables.
【請求項40】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項38に記載のレンズ系設計方法。
40. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 38. The lens system designing method according to item 38.
【請求項41】 前記所定値は、およそ10-5であるこ
とを特徴とする請求項38に記載のレンズ系設計方法。
41. The lens system designing method according to claim 38, wherein the predetermined value is approximately 10 −5 .
【請求項42】 前記複数の構成要素は、各レンズの非
球面係数と光線収差量を備えることを特徴とする請求項
38に記載のレンズ系設計方法。
42. The lens system designing method according to claim 38, wherein the plurality of constituent elements include an aspherical coefficient and a ray aberration amount of each lens.
【請求項43】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai (i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の固有
値を計算する固有値計算工程と、 前記固有値計算工程で計算されたA'TA’の各々に対す
る固有値間の積の絶対値が所定値より小さければ、前記
固有値間の積に対応する構成要素の微小変化量に所定の
微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小変化量と
する構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計方法。
43. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the target system represented by the plurality of components has desired characteristics. In the method, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements for each of a 'and its partial matrix a''and eigenvalue calculation step of calculating the eigenvalues of, calculated by the eigenvalue calculation step a' T a 'matrix product a with T' rolling value matrix a T a ' If the absolute value of the product between the eigenvalues is smaller than a predetermined value, a predetermined minute value is added to the minute change amount of the component corresponding to the product between the eigenvalues to obtain a new minute change amount of the component. The element minute change amount correction step and the component element minute change amount correction step are generated. The optimum component value that obtains the optimum component value by locally changing the values of the plurality of components so that the lens system has the desired characteristics based on the new minute change amount. An optimization design method for a target system, comprising: an acquisition step.
【請求項44】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項43に記載の対象系の
最適化設計方法。
44. The optimization design method for a target system according to claim 43, wherein the desired characteristic can be evaluated by the value of an evaluation function having the plurality of components as variables. .
【請求項45】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項43に記載の対象系の最適化設計方法。
45. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 43. The optimization design method of the object system described in 43.
【請求項46】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項43に記載の対象系の最適化設
計方法。
46. The optimization design method for a target system according to claim 43, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項47】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’とその
部分行列A’の転値行列A'Tとの行列積A'TA’の行列
式|A'TA'|を計算する行列式計算工程と、 前記固有値計算工程で計算された|A'TA'|の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計方法。
47. An optimum component value is obtained by locally changing the values of the plurality of components so that the target system represented by the plurality of components has desired characteristics. In the method, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements A determinant calculation step of calculating the determinant | A ′ T A ′ | of the matrix product A ′ T A ′ of A ′ and the transversion matrix A ′ T of its submatrix A ′, and the eigenvalue calculation step If the absolute value of | A ′ T A ′ | is smaller than a predetermined value, a predetermined small value is added to the small change amount of the corresponding constituent element to obtain a new minute change amount of the constituent element. Based on the change amount correction step and the new minute change amount generated in the component minute change amount correction step, the lens So as to have a desired characteristic, by locally changing the values of the plurality of constituent elements to obtain the optimum constituent element value. Target system optimization design method.
【請求項48】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項47に記載の対象系の
最適化設計方法。
48. The optimization design method for a target system according to claim 47, wherein the target system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables. .
【請求項49】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項47に記載の対象系の最適化設計方法。
49. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 47. The optimization design method of the object system according to 47.
【請求項50】 前記所定値は、およそ10-10である
ことを特徴とする請求項47に記載の対象系の最適化設
計方法。
50. The optimization design method for a target system according to claim 47, wherein the predetermined value is approximately 10 −10 .
【請求項51】 複数の構成要素で表現される対象の系
が所望の特性となるように、該複数の構成要素の値を局
所的に変更していくことにより、最適な構成要素値を獲
得する方法において、 該複数の構成要素の微小変化量に対する前記各特性の変
化量をその要素とするヤコビアン(Jacobian)Aの列ベ
クトルai(i=1...n)を基底とする部分行列A’の特異
値を計算する特異値計算工程と、 前記特異値計算工程で計算された特異値の積の絶対値が
所定値より小さければ、対応する構成要素の微小変化量
に所定の微小値を加算して、前記構成要素の新たな微小
変化量とする構成要素微小変化量修正工程と、 前記構成要素微小変化量修正工程で生成された新たな微
小変化量に基づき、レンズ系が所望の特性となるよう
に、該複数の構成要素の値を局所的に変更していくこと
により、最適な構成要素の値を獲得する最適構成要素値
獲得工程とを備えることを特徴とする対象系の最適化設
計方法。
51. An optimum constituent element value is obtained by locally changing the values of the plural constituent elements so that a target system represented by the plural constituent elements has desired characteristics. In the method, a submatrix based on a column vector a i (i = 1 ... n) of a Jacobian A whose element is the variation of each characteristic with respect to a minute variation of the plurality of constituent elements If the absolute value of the product of the singular values calculated in the singular value calculation step for calculating the singular value of A ′ is smaller than a predetermined value, a predetermined small value is set for the minute change amount of the corresponding component. Based on the new minute change amount generated in the component minute change amount correction step and the component minute change amount correction step to obtain a new minute change amount of the component, Localize the values of the multiple components to By going to change and optimize the design method of the target system, characterized in that it comprises a optimum component values acquired step of acquiring the value of the optimal components.
【請求項52】 前記対象の系は、前記複数の構成要素
を変数とする評価関数の値により、前記所望の特性が評
価できることを特徴とする請求項51に記載の対象系の
最適化設計方法。
52. The optimization design method for a target system according to claim 51, wherein the target system can evaluate the desired characteristic by a value of an evaluation function having the plurality of constituent elements as variables. .
【請求項53】 前記ヤコビアン(Jacobian)Aの各列
ベクトルai (i=1...n)は、各ベクトルaiのノルムで
それぞれ正規化されたものであることを特徴とする請求
項51に記載の対象系の最適化設計方法。
53. The column vector a i (i = 1 ... n) of the Jacobian A is normalized by the norm of each vector a i. 51. The optimization design method of the object system described in 51.
【請求項54】 前記所定値は、およそ10-5であるこ
とを特徴とする請求項51に記載の対象系の最適化設計
方法。
54. The optimization design method for a target system according to claim 51, wherein the predetermined value is approximately 10 −5 .
JP22662094A 1994-09-21 1994-09-21 Method and equipment for optimizing objective system and method apparatus for designing lens system by use thereof Withdrawn JPH0894489A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10931025B2 (en) 2015-06-15 2021-02-23 Nec Corporation Method for designing gradient index lens and antenna device using same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10931025B2 (en) 2015-06-15 2021-02-23 Nec Corporation Method for designing gradient index lens and antenna device using same

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