如图1（a）所示，光源1的面积A和辐亮度Le、探测器2的响应度R和响应imin、光学系统的透过率r2及物方空间的孔径角σ的关系为
上式成立的条件是光学系统没有渐晕，没有使用滤光片，光源距物镜较近，即ra=1°
适当选择系统的放大率以使像与探测器的尺寸匹配。如果光源是的D×c的矩形，探测器光敏面是直径为铣的圆，光学系统的放大率应是
光学系统的结构型式取决于数值孔径2U。如果2U≤30°，可用单透镜；选用双透镜；zu≤90°时，应采用三透镜。
图1 光源位于不同位置的光电系统
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