| 開設年度 | 2016 年度 |
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| 科目コード | T206003 |
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| 授業コード | T20600301 |
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| 授業科目名 | 光情報工学 |
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| 同上英語名 | Information Processing in Optics |
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| 単位数 | 2.0 単位 |
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| 開講学科 | 工学研究科人工システム科学専攻（ﾒﾃﾞｨｶﾙｼｽﾃﾑｺｰｽ） (T233) |
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| 開放区分 | |
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| 担当教員 | 大沼 一彦 |
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開講時限・
講義室等 | 後期月曜2限
工 17号棟 111教室
（隔年開講 変更の予定あり） |
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科目区分
（詳細表） |
- 2016年入学生：
- 選択科目S30（T211:工学研究科建築学コース（前期）, T212:工学研究科都市環境システムコース（前期）, T221:工学研究科デザイン科学コース（前期）, T231:工学研究科機械系コース（前期）, T232:工学研究科電気電子系コース（前期）, T233:工学研究科メディカルシステムｺｰｽ（前期）, T241:工学研究科共生応用化学コース（前期））
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| シラバス | - ［授業の方法］
- 講義
- ［受入人数］
- 30
- ［受講対象］
- 自学部他学科生 履修可,他学部生 履修可,科目等履修生 履修可
- ［授業概要］
- 光の屈折、反射、回折、干渉などの基本的性質や、光を使った生体計測法、及び視覚系の情報処理の原理などについて学ぶ。特に眼球光学系、眼底カメラ、顕微鏡などの計測についての研究を行う。また、種々の視覚計測法によって得られた視覚データから有用な情報を抽出するためのパターン認識手法、立体情報認識手法、その応用を学ぶ
- ［目的・目標］
- 光学の基礎と光学計測の生体計測特に視覚系への応用技術を習得
- ［授業計画・授業内容］
- 光学の基礎から、眼光学における光学計測の応用へと展開する
- 光学基礎１ 屈折について：屈折率が物質のどのような性質と関係しているのかを説明する。スネルの法則を用いて、一つの面による光源と像の関係式がどのように導かれるのかを示す。次に、2つの面の場合（厚みのあるレンズ）による場合、さらに、2枚のレンズによる場合の光源と像の関係式がどのように導かれるのかを示す。
- 光学の基礎２ 反射について：反射率と屈折率の関係について、入射光の偏光状態との関係において、電磁気の知識を用いてどのように導かれるかを説明する。入射角によって偏光状態が変化することを理解する。
- 光学の基礎３ 回折と干渉について：ホイヘンスの原理（波の一部は波が発生する新しい波源である）を様々な例（スリット、円形開口、回折格子）について適応して回折と干渉の現象を説明する。
- 光学の基礎４ 回折と干渉について２：開口とレンズの組み合わせの場合、レンズの焦点面では、開口のフーリエ変換のパターンが現れる。これは、レンズがフーリエ変換の働きを持っているためである。その原理を説明する。開口パターンとそのフーリエ変換の関係を理解する。これにより、波面収差とその像（PSF）を理解する。
- 応用１波面センサ：眼球光学系における光を用いて計測の例の一つ波面センサについてその測定原理、得られる波面収差、瞳孔の影響、PSF、眼球光学系の評価の方法について説明する。
- 応用２PSFアナライザ：2つ目は、眼球光学系を2回通過させて、収差、散乱のある眼の光学特性を評価する装置PSFアナライザの測定原理と得られるPSF,それを用いた眼球光学系の評価の方法について説明する。
- 応用３OCT：OCTは眼底の3次元構造を取得できる装置である。その測定原理、3次元構造取得時における工夫、セグメンテーション、評価について説明する。
- 応用４眼底カメラ： 眼底カメラは角膜での表面反射を避けて眼底内部からの反射光を取得できるように工夫がなされている。その構造とデータ取得における問題点を説明する。
- 応用５オートレフ：オートレフは眼底にリングを投影して、その大きさ、形のゆがみを計測して、近視の度合いを計測する装置である。この原理と問題点について説明する。
- 応用６手術用顕微鏡：手術用顕微鏡の構造と倍率、解像力の限界の説明。眼球光学系で起こる非点収差、色収差を補正する新しい光学系の構造と機能の説明
- 応用７SLO：Scanning Laser Ophthalmoscope の測定原理、新しい観察方法、眼底カメラとの相違点、螢光眼底画像、高解像度を得るための補償光学装置について説明する。
- 応用８ 偏光による眼底解析：眼球光学系の中には複屈折物質がある。角膜、視神経線維などであるが、これらの軸とリタデーションを測定する方法、また、厚みを測定する方法について講義する。応用として、緑内障診断の場合を説明する。
- 応用９：屈折矯正 メガネ、コンタクトレンズ、 屈折に関わる異常として、遠視、近視、乱視、不正乱視がある。これらを矯正する方法には眼鏡、コンタクトレンズがある。眼鏡レンズは一枚レンズであるが、非点収差を押さえるさまざまな工夫がなされている。また、遠近両用の老眼用の眼鏡のデザインも同様である。どのような設計の概念で、つくられているのか、どのような種類があるのかを説明する。また、最近では遠近両用のコンタクトレンズもあり、その問題点、見え方について説明する。
- 応用１０：眼内レンズ LASIK：白内障の手術に眼内レンズがある。最近は、単レンズに加えて、多焦点レンズ、球面収差や非点収差を取り除くレンズも出てきている。ここではその構造と原理、機能ついて説明する。また、近視矯正の一つとして角膜を切り取るLASIKがあるが、この方法の装置、収差を持ち込む問題点、その見え方について説明する。
- まとめ：眼光学における光学計測における重要なポイントのまとめ、および今後の展望について紹介する。
- ［キーワード］
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- ［教科書・参考書］
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- ［評価方法・基準］
- 評価は眼光学に関する論文を読んで、論文と要約と自分の意見をA4 ３枚以上にまとめて提出。そのレポートに対して評価を行う。
- ［関連科目］
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- ［履修要件］
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- ［備考］
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| 関連URL |
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| 備考 | （隔年開講）H22年度開講 |
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