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对于任一物点可以求出其完善的(理想的)像点。这一一对应的点称为共轭点。由于近轴光学区域的成像范围和光束宽度均趋于无限小,因此没有多大的实用意义。实际光学系统要求对一定大小的物体以一定宽度的光束成近似完善的像。为了估计和比较实际光学系统成像质量是否符合完善成像的要求,需要建立一个模型,使之满足物空间的同心光束经系统后仍为同心光束,或者说,物空间一点通过系统后仍成像为一点。这个模型称为理想光学系统,它能对任意大的物体以任意宽的光束成像都是完善的。
在各向同性均匀介质中,在理想光学系统物空间和像空间中光线都是直线。物空间的一点,对应于像空间的一点,这样的一对点的位置是用光线通过一定的几何关系确定下来的,这种几何关系称为“共线变换”,可以归结为:
(1) 物空间中-点对应于像空间中唯一的一点。这两对应的点称为共轭点。
(2)物空间中一条直线对应于像空间中唯一的-条直线,这两条对应的直线称为共轭线。
(3)物空间一点位于一立线上,其在像空间中的共轭点必在该直线的共轭线上。
由这些定义可以推广到:物空间屮任意同心光束对应于像空间中有一共轭的同心光束,物空间中任意下面对应于像空间中有共轭的平面。
“共线变换”是理想光学系统的理论基础c在实际光学系统中,只有在近轴区域可以满足共线成像理论。
理想光学系统只作为光学系统的一个理论模型,它不涉及光学系统的具体结构,而利用一些特定的点和面表征该系统的特性。
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