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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。色差色差是透镜成像的一个严重缺陷，发生在多色光为光源的情况下，单色光不产生色差。

原理有点类似相控阵雷达，通过控制多个单元的相位改变电磁波的方向，不需要旋转雷达就可很快扫描天空。只是OPA刚好相反，它的每一个光学都可严格控制相位偏移（或者说时间延迟），单独接收入射光线，从而产生可用计算机控制的聚焦“凝视”，能够非常快速地形成图像，而不需要移动相机本身。与眼底相机相比，的区别是：用密测试技术方面的研究，CCD取代照相底片，是一个探测器，且倍率是缩小的。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

开普勒以理论的形式提出了一种新的折射望远镜的光学系统：星光射向由凸透镜构成的物镜后聚焦于A点的焦平面上，A处又位于由凸透镜构成的目镜的焦平面上，当聚集在该处的星光向前行进时，经该目镜所发散，变成平行光射出，这种望远镜叫开普勒式折射望远镜。由于开普勒式望远镜可以在物镜和目镜的共同焦平面A处安装用于测量的“十”字坐标网格，极大的方便了使用和观测，因此后来用于目视观测的折射望远镜都被做成了开普勒式。随着科技的不断发展，光电仪器使用要求不断提高和使用范围不要扩展，传统的光学系统已无法满足人们对光电仪器朝着智能化、小型化、低成本要求。

高斯光学中把具体的光学系统抽象概括成由基点和基面组成的系统，物距、像距及焦距均以两个主点为基准计算。物点Q和物方焦点F至物方主点H的距离s和f分别为物距和物方焦距；像方主点H'至像点Q'和像方焦点F'的距离分别为像距s'和像方焦距f'。物和像的位置关系由下式表示：f'/s'+f/s=1此式称高斯公式。物、像位置也可用x、x'表示，两者间的关系为：xx'=ff'此式称牛顿公式。随着视频监控的深入应用，相关镜头技术获得了升级，光学变焦、大倍率、大广角、小型轻量化等技术广泛使用，光学在仪器与装备应用领域，充分体现了其超精密加工的技术水平。