직교화와 SVD를 도입한 광학설계의 최적화기법에 대한 연구

An optimization technique with variable orthogonalization and SVD(singular value decomposition) is examined in a double-Gauss type photographic lens design and its convergence and stability are compared with ordinary least squares and DLS(damped least squares) method. It is known that there are close relationship between the stability of optimization and condition number of nomal equation, the ratio between maximum and minimum of eigenvalues. In this study, the stability is greatly improved by limiting the condition number, the SVD, as expeded. The case of DLS with small damping, orthogonalization and SVD shows the most rapid convergence and stability. It means that the unstability of DLS method with small damping is overcome by using the variable orthogonalization and SVD.

설계변수의 직교화와 SVD(singular value decomposition)를 최적화에 도입하고, 이를 double-Gauss형 사진렌즈계에 적용시켜 최적화의 수렴성과 안정성을 일반적인 최소자승법, 감쇠최소자승법의 경우와 비교하였다. 최적화에서 정규방정식의 조건수(고유값의 최대, 최소값의 비)가 최적화의 불안정성과 밀접한 관련이 있다는 것은 이미 알려져 있다. 본 연구에는 SVD를 도입하여 조건수를 제한하여 본 결과 최적화의 안정성이 매우 증진 되었으며, 감쇠최소자승법에서 적은 감쇠항을 주고 직교화와 SVD를 적용시킨 경우가 가장 빠르고 안정하게 수렴하였다. 이것은 변수의 직교화와 SVD가 감쇠최소자승법에서 적은 감쇠항을 줄 때 생기는 불안정성을 잘 극복하고 있음을 나타내고 있다.