Synthese optischer Systeme [antikvár]

1. Einleitung 1,1. Begriffe 1.1.1. Optische Abbildung Die Hauptaufgabe der technischen Optik ist die Realisierung der optischen Abbildung. Zu diesem Zweck sind technische Gebilde zu schaffen, die als optische Systeme bezeichnet werden. Die Synthese optischer Systeme stellt die allgemeine Methodik zur Bereitstellung der technischen Gebilde dar, die die Abbildung praktisch verwirklichen. Der Begriff „Abbildung" wird in verschiedenen Wissenschaftsgebieten verwendet. Es handelt sich stets darum, daß ein Objekt gegeben ist, dessen wesentliche Eigenschaften im Bild bzw. Abbild widergespiegelt werden. Das hat zur Folge, daß aus dem Bild auf bestimmte Objekteigenschaften zurückgeschlossen werden kann. Die optische Abbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtenergie der materielle Träger der Informationen über die Objekteigenschaften ist. Die Auffassungen über das Wesen der optischen Abbildung und die Anforderungen an die optischen Systeme haben sich im Verlaufe der Jahre gewandelt. Dazu haben besonders die Entwicklung der theoretischen Grundlagen und neue Anwendungsgebiete beigetragen. So wurde z. B. in wachsendem Maße erkannt, daß die gesamte Abbildungskette von der Beleuchtung bis zum Strahlungsempfänger in die Betrachtung einzubeziehen ist. Auch neue Methoden der Bildauswertung und -Verarbeitung haben die Forderungen an die optische Abbildung beeinflußt. Wir legen die Definition der optischen Abbildung aus [1] zugrunde. Danach gilt: „Die optische Abbildung stellt eine Transformation derjenigen Eigenschaften der Objektstruktur in die Bildstruktur dar, die eine Modulation des Lichtes hervorrufen. Moduliert werden können sämtliche Größen, die den räumlichen und zeitlichen Zustand des Lichtes beschreiben. Infolge der Modulation sind die Informationen über die Objekteigenschaften im Lichtsignal verschlüsselt enthalten. Da die Lichtdetektoren Leucht-dichte-Unterschiede registrieren, muß die erzeugte Bildstruktur eine Umwandlung der transformierten Objektstruktur in Färb- oder Hell-Dunkel-Kontrast darstellen. Im allgemeinen treten bei der Abbildung beabsichtigte und unerwünschte Filterwirkungen auf, durch die bestimmte Objekteigenschaften hervorgerufen, abgeschwächt oder unterdrückt werden. Die Übertragung der Objekteigenschaften kann durch statistisch verteilte Größen beeinflußt werden, die ein optisches Rauschen oder ein Empfängerrauschen darstellen." Die optische Abbildung vereint eine Vielzahl an Aspekten in sich [2]. Dazu gehören ein philosophischer, ein mathematischer, ein physikalischer, ein kybernetischer, ein künstlerischer, ein physiologischer, ein psychologischer und ein technischer Aspekt. Außer dem technischen Aspekt, der sich in der Realisierung der optischen Abbildung mit optischen Systemen ausdrückt, sind für die Synthese optischer Systeme der mathematische und der physikalische Aspekt von besonderer Bedeutung. Deshalb muß davon