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像差

透镜（或透镜组）所成的像与原物面貌不是准确相似的现象。由于物点发出的光线与透镜主轴交角太大，离轴较远或透镜材料的折射率随光的波长而变等原因造成。像差大小反映成像品质的优劣。像差主要有7种；对单色光有5种，即球差、彗差、像散和像面弯曲及畸变。对于复色光还有两种色差，即轴向色差和垂轴色差。尽量消除或减少这些像差是设计光具组的一项重要任务。

显微镜的光学原理

1、折射和折射率

光线在均匀的各向同性介质中，两点之间以直线传播，当通过不同密度介质的透明物体时，则发生折射现像，这是由于光在不同介质的传播速度不同造成的。当与透明物面不垂直的光线由空气射入透明物体时，光线在其介面改变了方向，并和法线构成折射角。

2、透镜的性能

透镜是组成显微镜光学系统的基本的光学元件，物镜、目镜及聚光镜等部件均由单个和多个透镜组成。依其外形的不同，可分为凸透镜(正透镜)和凹透镜(负透镜)两大类。 当一束平行于光轴的光线通过凸透镜后相交于一点，这个点称"焦点"，通过交点并垂直光轴的平面，称"焦平面"。

好的光学系统能够改善整个视觉系统的分辨率，简化软件的运算量，提高视觉系统的精度与稳定性；不合理的光学习太，容易引起很多问题：

1、***过度则隐藏许多重要特***息。

2、阴影会引起边缘、位置的误检。

3、信噪比过低、均匀性不好，则导致图像阈值分割困难，系统稳定性下降等。

视觉项目中，如何才能选择到的打光方案呢？这个过程中，我们需要考虑很多方面的因素，比如光的方向、光源的大小、形状、安装空间要求，光的强度、偏振、光线均匀度、漫射光还是平行光、目标的背景等，使用光源的颜色、色温、目标大小、工作距离、发射角度、发光器件等也是需要考虑的因素。

光学系统的革命性颠覆

传统相机、摄像机都是通过光学镜头将物体发出的光线聚焦到胶片或传感器上而形成图像，这就注定手机无法做得很薄，相机不能降低厚度，哈勃望远镜都发射到太空了，才发现巨大的镜片加工出了问题，不得不重新磨制了一个，还得靠宇航员长时间***的太空行走进行修复。这一切在不久的将来可能都会改变，加州理工学院的科学家们正在研发一种革命性的无镜头相机，用超薄的光学相控阵列（OPA）芯片来代替镜头和传感器，通过在芯片上操纵入射光线来捕获图像，相当于跳过镜头在传感器上直接成像。