光学测试技术-第6章-光学系统成像性能评测1
第六章像差与成像质量评价
由于慧差是垂轴像差，当系统结构完全对称，孔径 光阑置于系统的中央，且物像放大率=-1时， 整个光束结构关于系统的中心点对称（如图所 1 示），系统前半部产生的慧差与后半部产生的慧 差绝对值相同、符号相反，慧差完全自动消除。 由于一般光学系统的放大率不等于－1，因此，绝 对的对称结构并不适合，根据实际系统的物像关 系，设计接近对称结构的光学系统，将有利于自 动校正慧差。
正弦差越大，说 明小视场大孔径光线 失对称现象越严重。 故视场很小时就要考 虑彗差。 减小彗差： 彗差和透镜
的形状、物点的位置、
光阑的大小和位置有关：
① 物点及光阑的位置（同心原则）：如光阑
过单折射面的球心时不产生彗差。 ② 减小光阑直径
当轴外物点发出一束很细的光束通过入瞳进入系统时， 成对的宽光束光线之间的失对称现象将被忽略，球差也 不会对细光束有大的影响。但是，光束各截面之间仍然 存在着失对称现象，且随着视场的增大而愈加明显。如 图所示，轴外B点发出细光束在球面上所截得的曲面显 然已不是一个对称的回转曲面，它在不同截面方向上有 不同的曲率，并在子午和弧矢这两个相互垂直的截面方 向上具有最大或最小的曲率，表现出最大的曲率差。子 午和弧矢面上的细光束，虽然各自能会聚于主光线上的 一点，但相互并不重合，即一个轴外物点以细光束成像， 被聚焦为子午和弧矢两个像，这种像差我们称其为细光 束像散。
轴外物点B发出充满入瞳的一束光，这束光以通 过入瞳中心的主光线为对称中心。考察主光线z和 一对上下光线a、b。折射前，上下光线相对于主 光线对称，而折射后，上下光线不再对称于主光 线，它们的相交点偏离了主光线。
入瞳
-K' t a' z' b' B't c
mtf光学系统成像质量评估方法
MTF（Modulation Transfer Function）是光学系统成像质量评估的重要指标之一，它描述了光学系统对高对比度物体细节信息的成像能力。
在光学系统设计和优化过程中，对其成像质量的评估是至关重要的，而MTF的测量和分析是评估光学系统成像质量的重要方法之一。
本文将介绍MTF光学系统成像质量评估方法。
1. MTF的基本概念MTF是指光学系统在特定空间频率下的成像对比度传递函数，描述了光学系统对不同空间频率下物体细节信息的成像能力。
在实际应用中，MTF通常被表示为对比度相对于空间频率的函数图。
通过分析MTF曲线，可以直观地了解光学系统在不同空间频率下的成像能力，判断其成像质量优劣。
2. MTF的测量方法（1）光栅法光栅法是最常用的MTF测量方法之一，通过将空间周期状物体（如光栅）成像，利用光栅的传递函数与系统MTF进行卷积，得到系统的MTF曲线。
这种方法简单直观，适用于对于大部分光学系统的MTF评估。
（2）差动法差动法是一种通过对比不同空间频率下的目标物体图像和参考图像，得到系统的MTF曲线。
这种方法适用于对成像设备不便携的场合，但需要精确的图像处理技术和系统校准。
（3）干涉法干涉法是通过干涉条纹的形成来测量MTF的一种方法，它能够直接测量相位信息和幅度信息，对系统MTF的测量有很好的灵敏度和分辨率。
但是，干涉法对环境要求较高，且实验操作相对复杂。
3. MTF的分析与评估（1）MTF曲线的解读MTF曲线通常会显示出在低空间频率时，成像对比度随空间频率的增加而逐渐降低，而在高空间频率时，成像对比度急剧下降。
通过分析MTF曲线的特征，可以评估光学系统的成像能力。
（2）MTF的指标评价在评估光学系统的MTF时，需要使用一些指标来描述其成像质量，如MTF50、MTF20等，它们分别表示MTF曲线上50、20的空间频率对应的成像对比度。
这些指标能够量化地描述光学系统的成像能力，为光学系统的设计和优化提供依据。
光学系统成像质量评价
第九节 光学传递函数 第十节 用光学传递函数评价系统的像质
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第一节 概述
成像质量评价的方法： 成像质量评价的方法：
1、用于在光学系统实际制造完成后对其进行实际测量。 用于在光学系统实际制造完成后对其进行实际测量。 分辨率检验 星点检验 用于在光学系统还没制造出来， 2、用于在光学系统还没制造出来，即在设计阶段通过计算就能评定 系统质量。 系统质量。
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第二节 介质的色散和光学系统的色差
某一种介质对两种不同颜色光线的折射率之差称为该介质对这两种颜色 光的色散。 光的色散。 不同颜色光线的像点沿光轴方向的位置之差称为轴向色差 分别表示F 两种波长光线的近轴像距,则轴向色差为： 若用 lF ', lC '分别表示F，C两种波长光线的近轴像距,则轴向色差为：
1500 N= F
三、显微镜物镜分辨率： 显微镜物镜分辨率：
在显微镜系统中，物体位在近距离，一般以物平面上刚能分开两物体 在显微镜系统中，物体位在近距离， 间的最短距离σ 间的最短距离σ表示
σ=
0.61λ 0.61λ = nu NA
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第九节 光学传递函数
一种对设计和使用都适用的统一的像质评价指标 图像分解与合成的概念 像面与物面对比之比称为对指定空间频率μ的对比传递因子， 像面与物面对比之比称为对指定空间频率μ的对比传递因子，用 MTFμ表示 表示。 MTFμ表示。称为振幅传递因子
δ L ' = L ' l '
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第四节 轴外像点的单色相差
如图所示，主光线和光轴决定的平面，称为子午面， 如图所示，主光线和光轴决定的平面，称为子午面，过主光线与子午 面垂直的平面，称为弧矢面。 面垂直的平面，称为弧矢面。
光学测量与光学工艺知识点答案
目录第一章基本光学测试技术 (2)第二章光学准直与自准直 (5)第三章光学测角技术 (9)第四章：光学干涉测试技术 (12)第六章：光学系统成像性能评测 (15)第一章 基本光学测试技术• 对准、调焦的定义、目的；对准又称横向对准，是指一个对准目标（？）与比较标志（？）在垂直瞄准轴（？）方向像的重合或置中。
例：打靶、长度度量人眼的对准与未对准：对准的目的：1.瞄准目标（打靶）；2.精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。
调焦又称纵向对准，是指一个目标像（？）与比较标志（？）在瞄准轴（？）方向的重合。
人眼调焦：调焦的目的 ：1.使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度；2.使物体（目标）成像清晰；3.确定物面或其共轭像面的位置——定焦。
121'2'1'P 2'2''•人眼调焦的方法及其误差构成；常见的调焦方法有清晰度法和消视差法。
清晰度法是以目标与比较标志同样清晰为准。
调焦误差是由于存在几何焦深和物理焦深所造成的。
消视差法是以眼镜在垂直平面上左右摆动也看不出目标和标志有相对横移为准的。
误差来源于人眼的对准误差。
（消视差法特点：可将纵向调焦转变为横向对准；可通过选择误差小的对准方式来提高调焦精确度；不受焦深影响）•对准误差、调焦误差的表示方法；对准误差的表示法：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示；调焦误差的表示法：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示；•常用的对准方式；常见的对准方式有压线对准，游标对准，夹线对准，叉线对准，狭缝叉线对准或狭缝夹线对准。
•光学系统在对准、调焦中的作用；提高对准、调焦精度，减小对准、调焦误差。
•提高对准精度、调焦精度的途径；使用光学系统进行对准，调焦；光电自动对准、光电自动调焦；•光具座的主要构造；平行光管（准直仪）；带回转工作台的自准直望远镜（前置镜）；透镜夹持器；带目镜测微器的测量显微镜；底座•平行光管的用途、简图；作用是提供无限远的目标或给出一束平行光。
光学测试技术课件第六章优秀课件
之间产生一个相对相位延迟，从而改变它的偏振态。
玻片是由透明晶体制成的平行平面薄片，其光轴与表面平
行。当一束线偏振光垂直入射到单轴晶体制成的玻片时，在
玻片中分解成沿原方向传播但振动方向互相垂直的 o光和 e
光（两光的传播方向相同），由于两光在晶片中的速度不
同，但通过厚度为 d的晶片后产生相应的相位差为
第一节 偏振光分析法基本原理
（1）两个频率相同、振动方向垂直的单色光波的叠加
或写成E x ： E a 1 c x 0 E k o x 1 z y s 0 tE )y E ( y , x 0 a a 2 1 c c ( k o k 2 1 z a o t) t ) z y 0 a s 2 c k ( 2 o t ) zs
一化的琼斯矢量可以写为：
E E E ~ ~ x y a a 2 1 e e i i 1 2 a 1 2 a 1a 2 2 a 1 ie
(2 )
第一节 偏振光分析法基本原理
（ⅰ）偏振光的琼斯矢量表示 以下是几个偏振光的归一化琼斯矢量的例子
①光矢量与 x轴成 角，振幅为 的a线偏振光：
E 右 5 1 a 2 a 2 a i 2 e 1 5 2 i E 左 5 1 a 2 a 2 a i 2 e1 5 2 i
第一节 偏振光分析法基本原理
③左旋圆偏振光 E~x a1,
E~y aei2
E~x 2 E~y 2 2a2
第六章 偏振光分析法测量
在我国，60年代就研制了椭偏仪。近年来，微机控制的单 色椭偏仪已有了正式产品，能测固体材料光学性质的椭偏光 谱仪几年前已研制成功，国内最近进一步研制出同步旋转起 偏器和检偏器的可变入射角的波长扫描型椭偏仪。现在。测 量光学薄膜特性的椭偏仪已由采用消光法发展为新的光度 法，它使设备简单、精度提高、速度加快，而且还扩大应用 范围。80年代国内在偏振光分析法应用上的重要进展是实现 了压电晶体或电光晶体的条纹扫描干涉仪和采用布拉格盒的 外差干涉仪结构简单，容易实现移相，并且应用范围还会广 泛一些。由于采用偏振光分析法的设备较简单而测量准确度 较高，它必将在光学测量中发挥越来越大的作用。
第6章 像差与成像质量评价(修改)
第六章像差与成像质量评价在几何光学中，我们从理想光学系统的观点讨论了光学系统的成像原理。
但是，实际光学系统只在近轴区才具有理想光学系统的性质，即只有当孔径和视场很小的情况下才能成完善像，而这样的光学系统实际应用意义不大。
第一节:概述通过前面的学习，我们了解到：除平面反射镜外，其他的光学系统都不能成完善像，即系统存在像差。
像差是指实际光学系统的成像与理想光学系统成像之间的差异。
实践和理论都可证明要完全消除像差也是不能的。
但是从另一方面看，由于人眼和其他光接收器本身都具有一定的缺陷，所以也就没有必要把光学系统的像差完全消除。
实际上，只要把影响像质的几个主要像差减小到某种容限范围内,即接收器不能察觉时，就可认为光学系统得到了满意的成像效果。
像差，透镜或反射镜所呈的像与原物面貌并非完全相同的现象。
造成球面像差的原因：是由于一点光源发散的光线被分聚在不同的点上的缘故。
理想光学系统＊如果通过光学系统后仍然是同心光束，则在会聚点成像：完善像点。
＊物面上所有点发出的光束都在像方成完善像点：则系统成完善像。
＊不考虑像差的成像关系即是理想光学系统。
完善成像的物理条件由于物点发出的是球面波，而其完善像点由会聚的球面波形成，而球面波面之间的光程是相等的，所以，完善成像的物理条件是：物点和像点之间所有光线的传播等光程。
完善成像的条件是苛刻的在实际工程中，满足等光程、满足完善成像条件是很困难的。
数学推导得出光学透镜表面是一个4次曲线方程，将该曲线绕光轴旋转得到卵形曲面。
它的加工是十分困难的。
在非完善成像的情况下，成像光束不再是同心光束，得到的像点为一个弥散斑。
实际的光学系统的透镜大多是由球面构成非球面光学加工的复杂性和高难度，相对来说，球面的加工则容易得多，所以，一般光学系统都用球面来代替非球面，只有在特殊要求的情况下，才采用非球面。
采用非球面的情况：⑴航天领域⑵高科技领域⑶能够采用模压镜片的场合（批量生产）v 与近轴区成像比较必然在成像位置和像的大小方面存在一定的差异，被称为像差。
光学系统成像质量评价
引言
如果光学系统成像符合理想，则各种几何像差都等于零 ，由同一物点发出的全部光线均聚交于理想像点。根据光线 和波面的对应关系，光线是波面的法线，波面为与所有光线 垂直的曲面。在理想成像的情况下，对应的波面应该是一个 以理想像点为中心的球面——理想波面。
如果光学系统成像不符合理想，存在几何像差，则对应的 波面也不再是一个以理想像点为中心的球面。
➢ 因此用分辨率来评价光学系统的成像质量也不是一种严 格而可靠的像质评价方法，但由于其指标单一，且便于 测量，在光学系统的像质检测中得到了广泛应用。
四、点列图
• 在几何光学的成像过程中，由一点发出的许多条光线经 光学系统成像后，由于像差的存在，使其与像面的交点 不再集中于一点，而是形成一个分布在一定范围内的弥 散图形，称之为点列图。在点列图中利用这些点的密集 程度来衡量光学系统的成像质量的方法称之为点列图法 。
三、分辨率
S1 S2
S1 S2
S1 S2
可分辨 恰可分辨 不可分辨
100% 75%
三、分辨率
➢ 分辨率作为光学系统成像质量的评价方法并不是一种完 善的方法，这是因为光学系统的分辨率与其像差大小直 接有关，即像差可降低光学系只与系统的相对孔径（即衍射现像）有关，受像差 的影响很小。
四、点列图
一要注意下方表格 中的数值，值越小 成像质量越好。
二根据分布图形的 形状也可了解系统 的几何像差的影响 ，如，是否有明显 像散特征，或彗差 特征，几种色斑的 分开程度如何
四、点列图 点列图特点
大量光路计算，只有利用计算机完成； 形象直观的评价方法； 应用于大像差的照相物镜等设计中；
光学系统成像质量评价
2020年4月24日星期五
提纲
引言
光学系统像质评价
如果系统中有光阑，则把光阑作为系统中 的一个平面来处理。
指定波长光线的折射率n。
选择3～5个波长。用人眼观察的目视光学
仪 器 采 用 C(656.28nm)，D(589.30nm)， F(486.13nm) 3种波长；用感光底片接收的照 相机镜头，则采用C，D，g(435.83nm)这3种波
长。
光学特性参数
光学特性，包括焦距、物距、像距、 放大率、入瞳位置、入瞳距离等
--应用光学
成像质量，成像清晰，物像相似， 变形要小
----光学设计
成像质量评价的方法
（1）、光学系统实际制造完成后对其进行实际测 量
分辨率检验：
分辨率：光学系统成像时所能分辨的最小间隔δ
空间频率：δ的倒数
1
，单位：lp/mm
星点检验
一个物点通过光学系统成像后，根据弥散斑的 大小和能量分布的情况，可以评判系统的成像质量
像散：
x'ts x't x's
畸变：成像光束主光线实际像高和理想像高之差
y'z y'z y'o
平均场曲： x' xt' xs' 2
像点形状及特性： 球差
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
最小弥散圆
像差形状及特性
二.彗差 弧矢彗差大约等于子午彗差 的三分之一 光学系统有彗差时像点的 形状如彗星
像差形状及特性
三.像散
一个面处理，并指出哪个面是系统的孔径光阑。
渐晕系数或系统中每个面的通光半径
轴外光束的宽度比轴上点光束的宽度小，这 种现象叫做“渐晕”。
为保证轴外点的成像质量，把轴外子午光束的 宽度适当减小；
从系统外形尺寸上考虑。 两种方式：一种是渐晕系数法；另一种是给出 系统中每个通光孔的实际通光半径。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
一、像质评价研究方法
成像光学系统可以看作是一个信息传递或信息转换系统：
PSF(u, v) h(u, v) / h(u, v)dudv
其傅里叶变换即为光学系统的传递函数:
OTF(r,s) PSF(u, v)exp[i2 (ru sv)]dudv
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§6.1 成像性能评测的基本理论
定义了光学系统的传递函数后，可以把成像过程在频率域中表 达为：
把物方信息按一定的要求传递或转换至像方。在传递或转换过 程中，伴随着信息的变化及附加的背景或其它衍生信息，因此 输出像与输入物之间仅存在相似性，不存在完全的一致性。
输入物信息
光学成像系统
输出像信息
利用等效于电学与通信系统的方法，一个光学或光电系统 可以被描述成是一个时间/空间滤波器。对于静态的成像光学系 统，通常可以用一个等效的空间滤波器来描述。对于成像系统， 最关心的是其物与像的辐照度分布一致性，以及光度或辐射度 性能和色度性能等三个基本问题。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
4、复合系统的成像关系
对于由光学系统和光电传感器共同构成的复杂光电成像系统， 可以把整个成像系统视为若干子系统，成像特性既要考虑初始目 标的形状、漫反射特征、景深及光谱成份，也要考虑传输特性、 成像特性、光电传感器的光谱响应特征、噪声、各单元器件的响 应一致性、动态范围等，对完全相干耦合成像，可按光线追击和 光波传播衍射理论，做瞳函数的振幅连乘和波差代数叠加：
分辨率测量本质上也是一种频率域评价方法，测试结果实际 给出了具有方向性的截止频率信息。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
MTF特性图由35mm中心区至边界位置，含子午（S)与弧矢两个方向；含每毫米10 线对和每毫米30线对两种分辨率，含全口径和相对孔径1/8两种情况。
MTF特性图反映出镜头由中心区到边缘位置的画质表现。其水平轴代表从35mm影 像中心点沿着对角线到画幅角位的距离，大约是21.5毫米；其垂直轴代表镜头在记 录这两种不同方向、不同分辨率时的MTF。
G(x, y) Ai (x, y)exp i
i
2
w
i
(
x,
y)
对于完全非相干耦合成像的情况，在频率域内满足：
MTF(r,s) MTFi (r,s) i
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§6.1 成像性能评测的基本理论
三、像质评价方法概述
常用的像质评价方法分为三类：
1、瞳函数评价方法及其判据 瞳函数是定义在成像光学系统出瞳面上的复函数，其模表示
§6.1 成像性能评测的基本理论
以佳能的为例，根据上面的分析佳能会给出8条MTF曲线。图像y轴是MTF值，图像x轴是测 试的成像点与成像中心的距离。
§6.1 成像性能评测的基本理论
这是尼康AF352D的曲线，只画出了最大光圈的情况，是四条曲线。 空频10lp/mm的曲线表现反差或对比度特性；空频为30lp/mm的曲线则表现分辨特性。 距中心距离：全画幅要看整张图，接近23mm的位置。APS-C看到12mm左右即可， 右侧可以舍去。注意：一般DX镜头是不画出也无法画出12-23mm这一舍弃部分的， 同时厂家会把表格宽度拉到和全幅头一样宽，可能会造成觉得DX镜头好过全画幅镜 头的假象。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
空间卷积成像
将物方输入分解成无穷多个独立的点基元，每个基元可以具有不 同的辐照度。用单位脉冲函数（δ函数）表达分解后的基元函数， 即：
o(u, v) o(u1, v1 ) (u u1, v v1 )du1dv1
式中o(u,v)是物方图样的辐照度分布，u、v为物面上某点的直角坐 标。 在光学系统满足线性和空间不变性的条件下，像方图像的辐 照度分布为：
光学系统存在像差时，这种像差必然可以在物体的像中得到反映。 因此我们可以通过研究像来分析光学系统的缺陷。然而，如何从 物体像中方便地检测出光学系统所存在的缺陷呢？这就对检验的 物体有一定的要求。对于一个复杂物体，我们可以把它分解成若 干个点，物体所成的像是无数点所成的像的叠加。由于光学系统 成像过程中的缺陷，其中部分点的照度分布发生变化。这种变化 中就包含了我们所需要的系统缺陷的信息。但是这种信息往往由 于无数点的相互作用而难以提取。为弱化这种相互作用，便于方 便、直观的从物体像中提取各种像差和误差情况，最理想的物是 点物。通常我们选取一尺寸极小的点光源作为物，称它为星点。
2、艾里斑的特点 （1）艾里斑是由中心亮斑和若干亮度迅速减弱的同心外环组成， 中央主极大占所有能量的83.78%； （2）光强分布呈轴对称； （3）最佳像面前后对称截面上星点像的分布也是对称的。
一个发光物点经过光学系统后所成像的这种衍射效应能容易 的被观察与探测到。如果光学系统存在像差，即使像差不大，也 能在衍射图像中表现出来，导致衍射图像的变形或衍射图像光能 量分布的变化。综上，我们可以得到这样的定义：
在不同的光学成像系统中，对成像质量往往有不同的要求， 因此所用判据往往也会有差别。但就一般成像系统而言，物、 像辐照度分布的一致性是重点考核的指标。由于成像系统越 来越多地借助光电图像传感器，如CCD、CMOS等成像，通 过荧光屏、液晶屏等显示，因此对系统成像质量的考核要把 器件的特性一并考虑。
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I(r’,s’)=O(r,s)∙OTF(r’,s’) 光学传递函数是一个复值函数，其模被称为调制传递函数，用 于表达不同频率的余弦分量经成像系统后对比度的变化；辐角部分 被称为是相位传递函数，用于表达物与像之间的相移。可见，对非 相干成像系统，其成像过程就是一个空间滤波过程，滤波器特征由 系统的光学传递函数描述。光学成像系统本质上都是低通滤波器。 成像过程中几何轮廓形状是否清晰，与像的低频部分的对比度直 接对应； 成像的轮廓是否陡峭，即锐度大小直接与像的高频部分的对比度 对应。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
二、光学系统的基本成像理论
1、光的衍射成像理论及其计算 基于基尔霍夫衍射理论，可以求解点像的复振幅分布，其归一 化后的表达式即为光学系统的点扩展函数PSF，在远场衍射近似 条件下，点像的复振幅分布可简化为光瞳函数的付立叶变换；
成像系统的成像过程可视为点像空间分布的线性叠加。对于相 干成像系统，是复振幅的叠加；对于非相干成像系统，则是光强 分布的叠加。因此由衍射积分关系式从光学结构参数出发，可按 光线追击计算像面光场分布，或者从瞳面的波差分布出发进行快 速付立叶变换近似得到有像差和离焦的三维辐照度分布。
光度或辐照度性能 物、像光度的相似性。在成像过程中，系统的透过率、成像 视场中的杂散光、像面辐照度的均匀性以及光电器件响应过 程造成的信噪比变化都会影响像的光度分布，被统称为光度 或辐照度性能。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
色度性能 在目视白光或复色光条件下，系统还被要求有良好的颜色还 原性。经系统后输出图像的色调、饱和度和明度，被称为系 统的色度性能。
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§6.1 成像性能评测的基本理论
物、像辐照度分布的一致性 成像的基本功能是把物面的辐照度分布转换成像面的辐照度 分布。理论上除比例缩放关系外，物像的辐照度分布应该完 全一致，而实际上一定存在偏离。这种偏离体现在成像的清 晰度（对比度）的变化，和失真程度。可以用光学传递函数、 畸变、分辨率、星点、波像差、动态范围等来描述物、像辐 照度分布的一致性；
尼康AF镜头是全画幅镜头，DX镜头是为了适应数码化之后感光元件特性，而设计的数码专用（DX）镜头。DX镜头成像光圈较小， 体积得以缩小；同时成像范围变小，其成像范围无法涵盖整个画面，四角有大面积黑影。
§6.1 成像性能评测的基本理论
§6.2 星点检验
一、星点检验法的基本原理
1、星点像的意义 任何一个成像光学系统都是为了给出一个符合要求的像。当
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§6.1 成像性能评测的基本理论
3、线性空间低通滤波器与频率滤波成像 在等晕区内，成像过程可视为卷积过程。如果把这一过程变
换到频率域中，则可表示为： I(r’,s’)=O(r,s)∙H(r’,s’)
式中r、s为物面u、v方向的空间频率，r’、s’为像面u’、v’方 向的空间频率。对频率响应函数作归一化处理，并忽略u、v和u’、 v’之间的差别，得：
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§6.1 成像性能评测的基本理论
2、线性空间不变系统与空间卷积成像 线性系统 像面上的辐照度分布可以看成是物平面上每一物点在像面上形成 的辐照度的线性叠加。对于相干成像系统，是像点复振幅分布的 线性叠加；对于非相干成像系统，则是像点强度分布的线性叠加。
空间平移不变性 空间平移不变性是指当一个物点在光学系统的物面上平移时，其 像平面上只发生像点按一定比例的平移，不发生辐照度分布的变 化。即在系统的各区间响应都是相同的。事实上不同视场具有不 同像差，只有在像差校正良好的光学系统中空间平移不变性近似 得到满足。把满足空间平移不变性的区域称为光学系统的等晕区。 等晕区内的成像规律可以用卷积定理来描述。
了出射光束密度分布的均匀性，辐角表示了包括离焦在内的波像 差大小。
一般来说，波像差RMS值达
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，可以认为像质优良。
瞳函数信息完整，可以进一步计算出PSF和MTF，但是只能按照
单一波长评价系统成像特征。
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