中学校の理科および高等学校2年までの数学の知識を前提に、全くの初心者を対象に、幾何光学と波動光学の基礎から応用まで要点を効率よく解説します。補助教材として、無料の教育用ソフトウェアを用い、わかりやすく解説します。この講座を受講すると、光検定フォトおよびブロンズレベルの知識が身に付きます。

1. 光の基礎：幾何光学/波動光学、光と電磁波、等速円運動と単振動、位相と振幅、光と電波、反射/屈折の法則、全反射、光ファイバ、屈折率、光の直進性、フェルマの原理、光の伝搬と波面
2. 幾何光学の基礎：座標系、光軸と主光線、凸レンズ、レンズの公式、実像と虚像、凹レンズ、共役な関係、距離の表し方、主要点（焦点・主点・節点）、フロント/バックフォーカス、像倍率、被写界深度、画角、絞りと瞳、視野絞りと口径食、レンズの明るさ、近軸光線とガウス光学、球面レンズの焦点距離、レンズのベンディング、レンズの組合せ、身近な光学系（眼・望遠鏡・顕微鏡・プロジェクタ・カメラ）、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
3. 演習（光設計ソフトウェアの使い方）：ソフトウェアの使い方、カタログレンズの評価
4. 収差の基礎：色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、色消しレンズ（アクロマート/アポクロマート）、波面収差と光線収差、ザイデルの収差、放物面鏡、反射式望遠鏡、反射屈折式望遠鏡
5. 収差の演習：光路図の見方、レンズのベンディング、ザイデルの収差の概要
6. 干渉の基礎：波のエネルギー、光の強度、ホイヘンスの原理、干渉とは、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、くさび型空気層の干渉、ニュートンリング、マイケルソン干渉計、波面計測、マッハツェンダ干渉計、半導体レーザーの発光原理
7. 回折の基礎：回折とは、回折による拡がり、ヤングの実験、スリットの回折、回折格子、回折の計算、ガウシアンビームの伝搬、位相シフトマスク、円形開口の回折、光学的なフーリエ変換の考え方、レンズのフーリエ変換機能、インパルス応答、光学伝達関数、MTF
8. 演習（スポットダイヤグラム・MTF）
9. 偏光の基礎：偏光とは、偏光の種類（直線/円/楕円偏光）、ブリュースター角、偏光子、波長板、旋光子、光アイソレータ、複屈折
10. 分散・散乱・吸収・測色：虹、波長多重とスキュー、ハイブリッドレンズ、レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収、三原色、視細胞、顕色系と混色系、色温度
11. レンズ：ボールレンズ、研磨と研削、モールドレンズ、GRINレンズ、フレネルレンズ、回折レンズ

「光基礎」修了レベルの知識（理工系大学入学レベル）を前提に、光学に関する実用的な知識を講義します。「光基礎」と同じ項目は、数式を用い、より深く説明します。この講座を受講すると、理工系大学の光学知識と、光検定シルバーおよびゴールドレベルの知識が身に付きます。

1. 幾何光学：光軸と主光線、倍率（横倍率/角倍率/縦倍率）、物体深度（被写界深度）、焦点深度、ラグランジュの不変量、絞りと瞳、近軸光線とガウス光学、曲面の数学的な取扱い、球面による屈折/結像、球面レンズによる結像、焦点距離、合成結像系、レンズの組合せ、レンズのベンディング、プリズム、レンズの光線触れ角、光線行列
2. 収差：色収差と単色収差、波長分散、平均分散とアッベ数、分散式、軸上色収差と倍率色収差、アクロマートの設計、アポクロマート、波面収差の表現方法、波面収差と光線収差の相互関係、焦点位置誤差（縦方向/横方向）、球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲、コマ、正弦条件、ハーシェルの条件、アプラナート、ペツバールの条件、アナスチグマート、正像条件
3. 演習（レンズ設計の基礎）：無限系単レンズの設計、収差図の見方、歪曲グリッド図、スポットダイヤグラム、波面収差
4. 非球面：回転体、二次曲面、円錐曲線、円錐係数と離心率、非球面の表現方法、放物面
5. 干渉：波のエネルギー、光の強度、平面波と球面波、光波の干渉、干渉縞、反射による位相の変化、薄膜による干渉、透過率と反射率、反射防止膜、干渉計（マイケルソン・マッハツェンダ・シアリング・フィゾー・ファブリペロ）、半導体レーザーの発光原理
6. 回折・波動光学的結像：ホイヘンスの原理、回折の計算、回折積分、フレネル回折、数学解説（フーリエ級数・フーリエ変換）、空間周波数、光学におけるフーリエ変換、フラウンホーファ回折、レンズの位相変換作用、フーリエ変換レンズ、さまざまなフラウンホーファ回折（ピンホール・平面波・矩形開口・円形開口）、レイリの条件、瞳関数、インパルス応答、光学伝達関数、点像分布関数、MTF、ブラッグ回折
7. 演習（波動光学的結像）：波面収差、MTF
8. 偏光：偏光の種類（直線/円/楕円偏光）、振幅透過率/反射率、ブリュースター角、反射光の位相変化、コヒーレンシ行列、ジョーンズベクトル、ストークスパラメータ、ポアンカレ球、ミュラー行列、部分偏光、複屈折、偏光デバイス（偏光子・移相子・旋光子）
9. 散乱・吸収：レイリ散乱、ミー散乱、水の吸収
10. 測光：放射量と測光量、視感度、標準比視感度、視細胞の感度、放射束と光束、光度と輝度、光束と照度、完全拡散面、輝度不変則
11. レーザー光学系：数学解説（ベクトル解析）、発散と回転の物理的な意味、マクスウェルの方程式、波動方程式、ヘルムホルツ方程式、ガウス（正規）分布の性質、ガウシアンビーム、光線行列とガウシアンビームの伝搬、ビーム品質（ビームパラメータ積・M²ファクタ）
12. 演習（レーザー光学系）：ガウシアンビームの光線追跡、ビーム品質の計算

講師：国際光技術者検定協会 検定委員
　河合 滋（(株)オプト・イーカレッジ／電通大／埼玉県立大）

無料の教育用ソフトウェアを使用します。光設計の初心者を対象に、光設計の手法を一通り習得することができ、基本的な光学系の設計および評価ができるようになります。各項目の技術的な解説は最低限ですので、初心者の方は「光基礎」コースの受講をお勧めします。

1. 光設計プログラムの概要
2. 幾何光学の基礎：屈折の法則、平行平板
3. 単レンズ・ダブレットの設計：無限系（市販レンズの評価、設計方法）、有限系の設計、ダブレットの設計
4. 収差：アクロマートの設計、色収差の評価、アクロマートの評価、収差図（横収差図、縦収差図）の見方、単色収差（球面収差、非点収差、像面湾曲、歪曲、コマ）、結像パタンの評価
5. MTF：波動光学的な評価（波面収差、スポットダイヤグラム、点像分布）、MTF
6. ミラー・プリズムの設計：平面鏡、直角プリズム
7. 集光・コリメーティングレンズの設計：球レンズ、トリプレット、コリメータ
8. 光学機器の基礎
9. 屈折望遠鏡・顕微鏡・接眼レンズの設計：ビームエキスパンダ、ガリレオ式望遠鏡、ケプラー式望遠鏡、顕微鏡対物レンズ、接眼レンズ
10. 非球面：非球面係数、非球面レンズ、球面鏡、放物面鏡
11. 反射望遠鏡：ニュートン式、カセグレン式、反射屈折望遠鏡（マクストフカセグレン式）
12. 有限物体の評価
13. 写真レンズの設計：ペッツバル、トリプレット、テッサ、レトロフォーカス、望遠レンズ
14. 回折光学系・複合光学系：回折格子、分光計、両側テレセントリック光学系、プリズム・ミラー光学系、走査光学系、フィールドレンズ、オフナー光学系
15. 収差補正：手動補正、自動設計（収差誤差関数、ジニ誤差関数、非球面形状最適化、曲率半径・面間距離最適化）
16. レーザー光学系の設計：ガウシアンビームの設定、光線行列、非円形ビーム、M自乗ファクタ、光ファイバ結合効率
17. 虚像の評価：眼のモデル、虫メガネ
18. いろいろな光学部品：円筒レンズ、トーリックレンズ、ペンタプリズム、フレネルレンズ、GRINレンズ