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理想光學系統

理想光學系統是能產生清晰的、與物完全相似的像的成像系統。光束中各條光線或其延長線均交于同一點的光束稱為同心光束。入射的同心光束經理想光學系統后，出射光束必定也是同心光束。入射和出射同心光束的交點分別稱為物點和像點。

理想光學系統具有下述性質：①交于物點的所有光線經光學系統后，出射光線均交于像點。反之亦然。這一對物像可互換的點稱為共軛點。②物方的每條直線對應像方的一條直線稱共軛線；從物方焦點F發出的任一光線，經光學系統后成為平行于光軸的光線，延長這對共軛光線得其交點M，這交點的集合構成物方主面（主面），該主面與光軸的交點H稱物方主點（主點）。相對應的面稱共軛面。③任何垂直于光軸的平面，其共軛面仍與光軸垂直。④對垂直于光軸的一對共軛平面，橫向放大率為常量。研究理想光學系統上述物像兩方一一對應關系的理論稱為高斯光學。首先由德國科學家C.高斯在1841年的著作中闡明。實際上不存在真正的理想光學系統。共軸球面系統在近軸條件下可近似滿足理想光學系統的要求。

光學系統對機器視覺應用的重要性

機器視覺是自動化的一部分，是一門涉及人工智能、計算機科學、圖像處理、模式識別等前沿技術的行業，綜合電氣、機械、光學、計算機軟硬件等各方面的技術，把圖像中的特征信息通過一定的算法提取出來，進行處理并加以理解，終應用到實際工程中。因為目標信息包含在圖像中，所以圖像本身的質量對整個視覺系統而言就成為了關鍵所在。隨著科技的發展，如今人們不再單一的依靠目視望遠鏡來進行宇宙探索，各種光譜分析、射電望遠鏡等多種途徑相互結合成為當今世界主流的宇宙探索方式。

 隨著視頻監控的深入應用，相關鏡頭技術獲得了升級，光學變焦、大倍率、大廣角、小型輕量化等技術廣泛使用，行業中涌現出長焦透霧鏡頭、高清魚眼鏡頭、超低照度鏡頭、紅外夜視鏡頭等眾多應用解決方案產品。在微光、紅外、激光等光電子技術發展的基礎上，為了滿足作戰使用和科研試驗的要求，軍事領域主要發展了光學遙感技術、光電制導技術、光電跟蹤測量技術、光電對抗技術等光電綜合應用技術。因此，為了改善軸外點的成像質量、也為了光學零件的橫向尺寸不特別大，常用適當減小某幾個透鏡直徑的方法來對軸外光束作必要的限制。

天文望遠鏡光學性能的基本物理量口徑：口徑是指物鏡的有效口徑，即未被鏡框擋住的那部分物鏡的直徑。相對口徑：物鏡的口徑和焦距的比值。放大率：等于物鏡焦距和目鏡焦距的比值。視場：指能被望遠鏡良好成像的天空區域的角直徑。分辨角：指剛剛能被望遠鏡分辨開的天體上兩點間的角距離。貫穿本領：晴朗的夜晚，望遠鏡所能看到的暗恒星星等。在機器視覺系統中，較為常見的視覺光源一般有高頻熒光燈、光纖鹵素燈、氙氣燈、LED光源。