光学仪器设计和简单的光学系统设计有很大的不同。单靠几何光学和物理光学不能完全解决出现的问题。其本质是充分利用光源、光学介质、光能接 收器和几何光学、物理光学的可能性，满足特定的使用要求。

　　目前光学系统设计工作中活跃的可变部分是光学系统部分，即光学设计部分。这是因为其他部分通常用作固定因素。但这不是主要的。其他部分，特别是接收显示部分，也要根据使用要求发展。这几年有了很大的发展。

　　光学仪器的各个部分相互连接，它们的共性都是光学信息的传递。仪器的优劣在于它能传递的信息量和信号是否因传输而变形。

　　通常与光学仪器相关的复杂信号传递过程可以用图1表示。这以块图形大致表示信号经历的转换。传输过程的不完备性和在每个阶段引入噪声使信号变形。这里的物体可能是显微镜观察到的细菌、光谱仪分析的矿物样本或望远镜观察到的星云和卫星。光学系统一般是问题的主体，其结构和操作取决于预定的观察目的，药能够通过可能的分析整理所需的光信号，并将其输入接 收器。这个可以是人类的眼睛。

　　这个将光信号转换为神经脉冲，传递到大脑进行分析。可能是光电、热电元件或光化学元件(照片、胶片等)，但放大显示电信号或其他信号的问题不再是光学问题。但是，显示的结果大部分仍然可以人眼观察到。需要强调的是，光学技术的进一步发展离不开这后一步——光电导和放大显示技术。

　　要想了解特定成像机构是否能达到预期的目的，首先要好地描述这一过程，并以质量指标作为相互比较的依据。

　　看来图像转换过程可以分为三个方面来解释。首先是能量方面，即物体、光学系统和接 收器的光度特性。二是它的图像特性，即它能分辨的光信号在空间和时间上有多精细。第三，噪音方面，决定接收的信号不稳定或可靠的程度。后两个方面可以概括为信息传递问题，该问题决定了可以传递的信息量。根据信息论的一般理论，前者根据采样原理确定独立的点数，后者与一个方面(信号强度)一起确定每个独立点包含的信息量。

　　产生和传达光信号的各种成分对各方面的影响都很不同。如何使各组件的性能在光学系统设计的各个方面相匹配如何选择合适的组件、条件和机构以较大限度地满足预定的要求，是光学系统的总体设计问题，也就是光学系统的设计问题。这个问题将在高斯光学范围内和图像差异校正、图像质量评价范围内讨论。

　　从光学仪器的光学系统以外的所有部分都是固定性能的组件来看，光学仪器的设计归结为光学系统设计。此时，如何将使用要求翻译成光学要求，对光学要求进行分类、分类和解决，是非常重要的。

　　例如，可以区分问题的类别是光学问题还是其他物理问题。是光源和接 收器的问题，还是光能传递的问题;几何光学问题或物理光学问题;高斯光学问题还是非差问题等。因此，光学仪器一般涉及的问题往往是多方面的、错综复杂的，因此，无分类处理往往无法着手处理。