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成像的基本概念
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成像的基本概念
光束(light beam)、物像的共轭关系(conjugate relation)
光线（light ray）和光束。
物点 发出光束 同心光束(concentric beam)
如经反射或折射后再次成为同心光束而交于一点 像点
3
. 符号规则(sign convention)
几何光学常用的符号规则：
实正虚负规则；
笛卡尔坐标规则。
笛卡尔坐标规则:
i. 假设光线从左侧进入光学系统；
O
ii. 光轴与介质分界面的交点为坐标原点，左方负，
右方正；光轴上方为正，下方为负；
y
y’
s
s’
iii. 角度量以分界面法线或光轴为基准，
按小于90o的方向旋转，顺时针为正，逆时针为负；
u
u’
iv. 在图中标出各个变量的大小----全正表示。
-
-
-
P
P’
4
光学成像系统
(Optical imaging system)
物点
像点
物点和像点的关系---一一对应 共轭
理想成像条件下：
P’
P
5
2-2-2物像的虚实
实物(real object)
入射到光学系统的光束为发散
(divergent)的同心光束；
成像光学系统
(Imaging optical system)
实物点P
发散的入射光束
6
虚物(virtual object)
入射到光学系统的光束为会聚(convergent)的同心光束
光学成像系统
虚物点
会聚的入射光束
P
7
实像(real image)
出射光束为会聚同心光束
光学成像系统
实像点
会聚的出射光束
P’
8
虚像(real image)
出射光束为发散同心光束
光学成像系统
虚像点
发散的出射光束
P’
9
物空间(object space)和像空间(image space)
入射光线(incident ray)所在空间-----物空间；
出射光线(emergent ray)所在空间-----像空间；
物空间并非物点所在空间；
像空间并非像点所在空间 。
10
单球面折射的近轴成像(paraxial imaging)
光轴(optical axis) ---- 光学系统的对称轴
光轴
近轴光线(paraxial ray) ----
与光轴夹角较小，并靠近光轴的光线
黄线—近轴光线
绿线—非近轴光线
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-s
s’
h
r
Q
-i
-u
u’
-i’
f
M
n
n’
P
P’
O
C
图示：单个折射球面系统的笛卡尔符号表示
12
-u
-s
s’
h
r
Q
-i
u’
f
M
n
n’
P
P’
O
C
图示：单个折射球面
近轴近似：
三角几何：
M点折射：
-i’
---Abbe不变式

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