光學儀器設(shè)計和簡單的光學系統(tǒng)設(shè)計有很大的不同。單靠幾何光學和物理光學不能完全解決出現(xiàn)的問題。其本質(zhì)是充分利用光源、光學介質(zhì)、光能接 收器和幾何光學、物理光學的可能性，滿足特定的使用要求。

　　目前光學系統(tǒng)設(shè)計工作中活躍的可變部分是光學系統(tǒng)部分，即光學設(shè)計部分。這是因為其他部分通常用作固定因素。但這不是主要的。其他部分，特別是接收顯示部分，也要根據(jù)使用要求發(fā)展。這幾年有了很大的發(fā)展。

　　光學儀器的各個部分相互連接，它們的共性都是光學信息的傳遞。儀器的優(yōu)劣在于它能傳遞的信息量和信號是否因傳輸而變形。

　　通常與光學儀器相關(guān)的復雜信號傳遞過程可以用圖1表示。這以塊圖形大致表示信號經(jīng)歷的轉(zhuǎn)換。傳輸過程的不完備性和在每個階段引入噪聲使信號變形。這里的物體可能是顯微鏡觀察到的細菌、光譜儀分析的礦物樣本或望遠鏡觀察到的星云和衛(wèi)星。光學系統(tǒng)一般是問題的主體，其結(jié)構(gòu)和操作取決于預定的觀察目的，藥能夠通過可能的分析整理所需的光信號，并將其輸入接 收器。這個可以是人類的眼睛。

　　這個將光信號轉(zhuǎn)換為神經(jīng)脈沖，傳遞到大腦進行分析?？赡苁枪怆?、熱電元件或光化學元件(照片、膠片等)，但放大顯示電信號或其他信號的問題不再是光學問題。但是，顯示的結(jié)果大部分仍然可以人眼觀察到。需要強調(diào)的是，光學技術(shù)的進一步發(fā)展離不開這后一步——光電導和放大顯示技術(shù)。

　　要想了解特定成像機構(gòu)是否能達到預期的目的，首先要好地描述這一過程，并以質(zhì)量指標作為相互比較的依據(jù)。

　　看來圖像轉(zhuǎn)換過程可以分為三個方面來解釋。首先是能量方面，即物體、光學系統(tǒng)和接 收器的光度特性。二是它的圖像特性，即它能分辨的光信號在空間和時間上有多精細。第三，噪音方面，決定接收的信號不穩(wěn)定或可靠的程度。后兩個方面可以概括為信息傳遞問題，該問題決定了可以傳遞的信息量。根據(jù)信息論的一般理論，前者根據(jù)采樣原理確定獨立的點數(shù)，后者與一個方面(信號強度)一起確定每個獨立點包含的信息量。

　　產(chǎn)生和傳達光信號的各種成分對各方面的影響都很不同。如何使各組件的性能在光學系統(tǒng)設(shè)計的各個方面相匹配如何選擇合適的組件、條件和機構(gòu)以較大限度地滿足預定的要求，是光學系統(tǒng)的總體設(shè)計問題，也就是光學系統(tǒng)的設(shè)計問題。這個問題將在高斯光學范圍內(nèi)和圖像差異校正、圖像質(zhì)量評價范圍內(nèi)討論。

　　從光學儀器的光學系統(tǒng)以外的所有部分都是固定性能的組件來看，光學儀器的設(shè)計歸結(jié)為光學系統(tǒng)設(shè)計。此時，如何將使用要求翻譯成光學要求，對光學要求進行分類、分類和解決，是非常重要的。

　　例如，可以區(qū)分問題的類別是光學問題還是其他物理問題。是光源和接 收器的問題，還是光能傳遞的問題;幾何光學問題或物理光學問題;高斯光學問題還是非差問題等。因此，光學儀器一般涉及的問題往往是多方面的、錯綜復雜的，因此，無分類處理往往無法著手處理。