首先，需要澄清兩個概念。
從幾何光學理解成像是光線的交點（一個點）。 會聚光束形成實像，發(fā)散光束形成虛像。
從傅里葉光學的角度來看，光學成像是二次衍射的結果。 目標被視為許多物點。 每個物點近似為一個球面小波。 空間傳播過程中發(fā)生夫瑯和費衍射，其傅里葉譜圖形成在透鏡的像焦面上； 光譜圖中的每個發(fā)光點發(fā)出的球面二次波在像平面上相干疊加，形成物體的圖像，這是光學信息處理的基礎。 在這個過程中，物點發(fā)出的光束受到光瞳的調制，最終的物點實際上是一個衍射斑，也就是艾里斑。
也就是說，成像不是絕對的點對點圖像，而是理想的成像系統(tǒng)。 事實上，成像系統(tǒng)調制的目標都是漫射光斑的疊加。 注意，它是漫反射斑點的疊加！ ！ 其實并不需要點物體才能形成點像，因為人眼也是一個光學系統(tǒng)，其分辨率也有限，約為18角秒。 因此，擁有比人眼更高的分辨率是沒有意義的。
然后，我們需要明確針孔成像的條件。 并不是任何小孔都能產生成像，無論太大或太小。
綜上所述，小孔要形成清晰的圖像必須滿足三個條件。
首先，小孔的直徑遠大于光的波長。 之前使用針孔相機時，我發(fā)現(xiàn)當孔很小時，圖像變得模糊。 這是由于光的衍射造成的。 當孔的直徑小到與光的波長相當時平光鏡成像的特點，圖像就穿過了孔。 光線將不再是直線傳播，而是會發(fā)生衍射。 這顯然不是針孔成像的范圍，而是針孔衍射的范圍。 所形成的現(xiàn)象可稱為夫瑯和費衍射和菲涅耳衍射。
其次，小孔的直徑遠小于物體的幾何尺寸。 當孔太大時，光點的重疊變得非常明顯，圖像變得完全扭曲。 這時，光幕上出現(xiàn)的就是孔周圍遮光部分的影子。 這里要注意的是，在小孔能夠保證光直線傳播的前提下，并不是孔越小越好。 如果孔太小，穿過小孔的光線就會太弱，得到的圖像就會太暗，使我們看不清楚。
第三，要有光接收器。 小孔成像實驗中通常需要光幕。 只有利用光屏上像點的漫反射，才能看到物體的圖像。 事實上，物體通過小孔所形成的圖像不僅可以被圖像屏捕捉到，而且還可以被感光膠片感光。 因此，早期人們利用這一原理制作了針孔相機。
從這三個條件不難看出，針孔成像是物點線性傳播的結果。 即物點發(fā)出的光穿過小孔平光鏡成像的特點，濾掉大部分光，只留下部分能直線穿過小孔的光，它們在接收器上形成漫射光斑。 每個物點都受到小孔的調制作用，形成漫射光斑。 最后，漫射光斑的疊加形成了物體的圖像，所以這個圖像是真實的圖像。
理解這一成像過程的關鍵在于，針孔成像的分辨率很低，只能形成相對模糊的圖像。 獲得高清晰度圖像幾乎是不可能的。 這也是后來發(fā)明鏡頭成像的原因。 。 另外，小孔成像的目標一般是發(fā)光物體，如太陽、蠟燭等。 否則，光能太弱，穿過小孔后就剩下很少了，難以辨別。
