CODE V、RSoft、LightToolsを用いたナノ構造ARコーティングを施したレンズ系におけるゴーストイメージの低減

使用ツール:

CODE V, RSoft Photonic Device Tools, LightTools

ゴーストイメージとフレアからなる迷光の解析と制御は、撮像システムの設計において重要かつ複雑な課題です。

ゴーストイメージは、主光路上にある表面からの多重反射によって発生します。レンズマウントやレンズの非光学面(平面やエッジなど)からの反射光や、検出器自身からの反射光が再び検出器に入射することで、フレアが発生することがあります。

検出器からの反射光のモデリングは、検出器の微細構造からの回折によって複雑になることがあります。

このアプリケーション事例では、結像レンズの迷光をシミュレーションするためのさまざまな計算アプローチについて説明します。すべての計算は、シノプシスの光学設計ソフトウェア、主にCODE V、RSoft Photonic Device Tools、LightToolsを使用しました。

ゴーストイメージ

ゴーストイメージは、主光路にある2つの表面からの反射で発生し、検出器自身からの反射も含まれることがあります。光はその後、再び像面に結像します。その光が焦点に近い場合、ゴーストイメージはかなり大きくなります。ゴーストイメージは、関係する表面がメインとなるイメージングパス上にあるため、一般的にシーケンシャル光線追跡ソフトウェアで解析することができます。

非光学面からのフレア

“フレア”とは、光路以外の表面からの反射や散乱、あるいは設計された光路以外の表面を通過することによって発生する迷光のことです。

フレアを発生させる可能性のある表面の例としては、以下のようなものがあります。

マウント面やバッフル
レンズの端面
レンズ平面
検出器または検出器周囲の表面からの反射

Flare from Non-Optical Surfaces | Synopsys

検出器の構造による反射

検出器は、入射した光の一部をレンズで反射します。この反射光が散乱したり、検出器に反射したりして、ゴースト像やフレアを発生させることがあります。CMOSチップなどのソリッドステート検出器の場合、検出器の微細構造によって反射光に大きな回折パターンが生じ、これが迷光パターンに影響を与える可能性があります。