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光學系統(tǒng)是由一系列折射或者反射表面組成，各個表面的曲率中心通常位于同一條直線上，這條直線就叫光軸，這樣的光學系統(tǒng)則稱為共軸光學系統(tǒng)。目前，絕大部分工業(yè)鏡頭都屬于共軸光學系統(tǒng)。
所謂理想光學系統(tǒng)，就是能對任意寬空間內(nèi)的點以任意寬的光束成完善像的光學系統(tǒng)。具體可以表述如下：
物空間中一點對應于像空間中唯一的一點。這一對對應點稱為共軛點；
物空間中一條直線對應于像空間中唯一的一條直線。這一對對應的直線稱為共軛線；
如物空間一點位于直線上，其在像空間中的共軛點必位于該直線的共軛直線上
由此可以推廣到：物空間中任意同心光束對應于像空間中有一共軛的同心光束，物空間中任意平面對應于像空間中有一共軛的平面。
而實際的光學系統(tǒng)，由于各種像差的存在，不可能得到完善的像，因此需要嚴格精細的計算和設計，校正其各類像差，使其對于一定大小的物體以一定寬的光束所成的像盡量完善。
焦點與焦平面
如圖
1 所示，物方所有平行于光軸入射的光線經(jīng)過光學系統(tǒng)后都將通過像方光軸上的一點F'，該點稱為光學系統(tǒng)的像方焦點或后焦點，這是物方無窮遠軸上點的共軛點；相反，如果物方光軸上的一點F 所發(fā)出的光線經(jīng)過光學系統(tǒng)后，平行于光軸出射，則該點稱為光學系統(tǒng)的物方焦點或前焦點，這是像方無窮遠軸上點的共軛點。
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