kuvio, joka syntyy optisen järjestelmän vaikutuksesta kohteen lähettämiin säteisiin ja joka toistaa kohteen ääriviivat ja yksityiskohdat. Optisen kuvan käytännön käyttö merkitsee usein muutosta kohteen kuvien laajuudessa ja projisoinnissa pinnalle (kuten valkokankaalle, valokuvausfilmille tai valokatodille). Kohteen näköhavainnon perustana on sen optinen kuva, joka heijastetaan silmän verkkokalvolle.

kuvan suurin vastaavuus objektin kanssa saavutetaan, kun jokaista objektin pistettä edustaa piste. Toisin sanoen kaikkien optisen järjestelmän taitekertoimien ja heijastusten jälkeen valonlähteen lähettämien säteiden pitäisi leikkautua yhdessä pisteessä. Tämä ei kuitenkaan ole mahdollista jokaisen kohteen sijainnin suhteen järjestelmään. Esimerkiksi systeemeissä, joilla on symmetria-akseli (Optinen akseli), voidaan tuottaa piste-optisia kuvia vain niistä pisteistä, jotka sijaitsevat lievässä kulmassa akseliin nähden, niin sanotulla paraksiaalialueella. Paraksiaalisen alueen minkä tahansa pisteen optisen kuvan sijainti voidaan löytää soveltamalla geometrisen Optiikan lakeja; tieto systeemin kardinaalipisteiden sijainnista riittää tähän tarkoitukseen.

niiden pisteiden kokonaisuus, joiden optinen kuva voidaan tuottaa optisen järjestelmän avulla, muodostaa objektiavaruuden, ja näiden pisteiden pistekuvien kokonaisuus muodostaa kuva-avaruuden.

erotetaan toisistaan todelliset ja virtuaaliset Optiset kuvat. Oikeat kuvat syntyvät, kun säteet yhtyvät niiden leikkauspisteissä. Todellista optista kuvaa voidaan havainnoida sijoittamalla kuvaruutu tai valokuvausfilmi säteiden leikkauspistetasoon. Toisissa tapauksissa optisesta järjestelmästä tulevat säteet eroavat toisistaan, mutta jos niitä henkisesti jatketaan vastakkaiseen suuntaan, ne leikkaavat toisensa yhdessä pisteessä. Tätä pistettä kutsutaan pisteen kohteen virtuaaliseksi kuvaksi; se ei vastaa todellisten säteiden leikkauspistettä, joten virtuaalista optista kuvaa ei voida tuottaa valkokankaalle tai tallentaa filmille. Virtuaalisella optisella kuvalla voi kuitenkin olla objektin rooli suhteessa toiseen optiseen järjestelmään (esimerkiksi silmään tai konvergoivaan linssiin), joka muuntaa sen todelliseksi kuvaksi.

optinen kohde on joukko pisteitä, jotka sen oma tai heijastunut valo valaisee. Jos tunnetaan tapa, jolla optinen järjestelmä edustaa kutakin pistettä, on helppo muodostaa kuva koko kohteesta.

todellisten kohteiden Optiset kuvat litteissä peileissä ovat aina virtuaalisia (KS. Kuva 1, a); koverissa peileissä ja lähentyvissä linsseissä ne voivat olla joko todellisia tai virtuaalisia kuvia riippuen kohteiden etäisyydestä peilistä tai linssistä (Kuva 1, c ja d). Kuperat peilit ja toisistaan poikkeavat linssit tuottavat vain virtuaalisia optisia kuvia todellisista kohteista (Kuva 1, b ja e). Optisen kuvan sijainti ja mitat riippuvat optisen järjestelmän ominaisuuksista sekä sen ja kohteen välisestä etäisyydestä. Vain litteän peilin tapauksessa optinen Kuva on aina yhtä suuri kuin esine.

Jos pisteobjekti ei sijaitse paraksiaalisella alueella, siitä syntyvät ja optisen järjestelmän läpi kulkevat säteet eivät keräänny yhteen pisteeseen, vaan leikkaavat kuvatason eri pisteissä muodostaen aberraatiopilkun; pisteen koko riippuu pisteobjektin sijainnista ja systeemin rakenteesta. Vain litteät peilit ovat nonaberrationaalisia (ideaalisia) optisia järjestelmiä, jotka tuottavat pistekuvan pisteestä. Optisten järjestelmien suunnittelussa aberraatiot korjataan-toisin sanoen pyritään varmistamaan, että sirontapoikkeamat eivät heikennä kuvaa huomattavassa määrin; kuitenkin, aberraatioiden täydellinen poistaminen on mahdotonta.

on huomattava, että edellä mainittu pätee tiukasti vain geometrisen Optiikan puitteissa, joka, vaikkakin monissa tapauksissa melko tyydyttävä, on kuitenkin vain likimääräinen menetelmä optisissa järjestelmissä esiintyvien ilmiöiden kuvaamiseen. Ainoastaan geometrisessa Optiikassa, jossa käytetään abstraktiota valon aaltoluonteesta ja erityisesti valodiffraktioilmiöitä ei oteta huomioon, voidaan Valopisteen optista kuvaa pitää pistekuvana. Optisen kuvan mikrorakenteen tarkempi tutkiminen valon aaltoluonne huomioiden osoittaa, että pistekuva, jopa ideaalisessa (ei-aberrationaalisessa) järjestelmässä, on pisteen sijaan monimutkainen diffraktiokuvio.

Kuva 1. Optisten kuvien muodostaminen: (a) virtuaalinen kuva m’ pisteestä m tasaisessa peilissä, (b) virtuaalinen kuva m’ pisteestä m kuperassa pallollisessa peilissä, (C) virtuaalinen kuva m’ pisteestä m’ ja todellinen kuva AB’ pisteestä n koverassa pallollisessa peilissä, (d) todellinen kuva A’ B’ ja virtuaalinen kuva m ’ n ’kohteista AB ja mn lähentyvässä linssissä, (e) virtuaalinen kuva m’ n ’ kohteesta mn poikkeavassa linssissä; (i) ja (j) säteiden esiintyvyyskulmat, (i’) ja (j’) heijastuskulmat, (C) pallokeskukset, (F) ja (F’) linssien polttopisteet

kuvan valoenergian tiheysjakauma on merkittävä arvioitaessa optisen kuvan laatua, joka on saanut suuren merkityksen valokuvaus -, televisio-ja muiden menetelmien kehittymisen vuoksi. Tähän tarkoitukseen käytetään erityistä ominaisuutta—kontrastia k = (Emax— Emin)/(Emax— Emin), jossa Emin ja Emax ovat standardikoekohteen optisen kuvan pienimmät ja suurimmat valaistusarvot. Tällaisena vakiokohteena käytetään yleensä hilaa, jonka kirkkaus vaihtelee sinusoidaalisesti taajuudella R (ruudukon jaksojen määrä millimetreissä): k riippuu R: stä ja ruudukon viivojen suunnasta. Funktiota k (R) kutsutaan taajuus-kontrastiominaisuudeksi. Ideaalijärjestelmissä k = 0, kun R = 2A’ / \ tai enemmän, kun A ’ on systeemin numeerinen aukko kuva-avaruudessa ja X on valon aallonpituus. Mitä pienempi K on annettu R, sitä huonompi on optisen kuvan laatu kyseisessä järjestelmässä.