由于某种光学仪器的用途和使用条件必然对其光学系统提出要求，所以在我们进行光学设计之前，要了解对光学系统设计的要求。这些要求概括如下：

　　一、光学系统设计的基本特性

　　光学系统的基本特性是数值孔径或相对孔径。线视野或视角;系统的倍率或焦距。此外，还有与这些基本特性相关的特性参数(例如瞳孔的大小和位置、后工作距离、轭距离等)。

　　二、光学系统设计系统外形规格

　　系统的外形规格，即系统的水平和垂直尺寸。在设计多光调的复杂光学系统时，外形尺寸计算和各光调之间的瞳孔连接都很重要。

　　三、成像质量

　　成像质量要求与光学系统的用途有关。根据光学系统的不同，可以根据用途提出不同的成像质量要求。对于望远系统和普通显微镜，只有中间视野需要更好的成像质量。为了摄影物镜，要对整个视野要求良好的影像质量。

　　四、光学系统设计设备使用条件

　　对光学系统提出使用要求时，要考虑在技术上和物理上实现的可能性。如果生物显微镜的比例要满足500 NA1000 NA条件，望远镜的视觉比例要同时考虑到望远系统的极限分辨率和眼睛的极限分辨率。

　　光学系统设计过程

　　光学系统设计是根据使用条件确定满足使用要求的各种数据，即光学系统的性能参数、外形、各灯光组的结构等。因此，光学设计过程可以分为四个阶段(外形计算、初始结构计算、像差校正和平衡、图像质量评估)。

　　一、外形规格计算

　　在此阶段，要设计光学系统结构图并确定基本光学特性，以满足指定的技术要求。也就是说，确定放大倍率或焦距、线场或角度视野、数字孔径或相对孔径、共轭距离、后工作距离盲肠位置和外形。因此，这一阶段通常称为外形计算。一般根据理想光学系统的理论和计算公式计算外形。为了不能在机构结构中实现，计算时要考虑机械结构和电气系统。每个性能的决定都要合理，如果要求太高，设计结果将变得复杂，如果要求太低，设计可能无法满足要求，因此此步骤将谨慎进行。

　　二、光学系统设计初始结构计算和选择

　　确定初始结构的两种常用方法是：

　　1.根据初级像差理论解决初始结构的这种初始结构的方法是根据外形尺寸计算的基本特性，利用初级像差理论解决满足成像质量要求的初始结构。

　　2.从现有数据中选择初始结构

　　这是一种比较实用、容易成功的方法。所以很多光学设计师都在广泛使用。但是，设计师要对光学理论有深刻的理解和丰富的设计经验，才能在各种结构中选择简单、符合要求的初始结构。

　　初始结构的选择是镜头设计的基础，选择是否合适关系到未来设计是否成功。糟糕的早期结构，再好的自动设计程序和熟练的设计师也不能使设计成功。

　　三、光学系统设计像差校正和平衡

　　选择初始结构后，计算机要使用光学计算程序进行光路计算，计算所有像差和各种像差曲线。通过像差数据分析，可以确定影响光学系统成像质量的主要像差，找到改进方法，开始像差校正。像差分析和平衡是一个反复的过程，直到成像质量要求得到满足。