2.1 基本概念与符号规则
光学系统成像过程中，为了说明物像的虚实、正倒，并能清楚地确定光路中光线的方向、物像的位置、球面的凸凹以及球心的位置等，几何光学规定了系统中的各参量，并建立了相应的符号规则。
1．常用符号
图2.1为物体经单个折射球面成像的光路图，其中C为球面的球心，通过球心的直线称为光轴，光轴与折射球面的交点称为顶点（图中O点），图中垂直于光轴的物体AB经单个折射球面所成的像为A′B′。图中符号含义如下：
图2.1 物体经单个折射球面的成像
n、n′为物、像方介质的折射率；
r为球面的曲率半径；
y为物体的大小；
y′为像的大小；
I为光线的入射角；
I′为光线的折射角；
L为物体到折射面或反射面顶点的距离（物方截距）；
L′为折射面或反射面顶点到像的距离（像方截距）；
U为入射光线和光轴的夹角（物方孔径角）；
U′为折射光线和光轴的夹角（像方孔径角）；
φ为光轴与球面法线的夹角；
h为光线在折射面上的投射高度。
2．符号规则
（1）光路方向：光线行进方向从左向右为正向光路，反之为逆向光路。
（2）沿轴线段：以球面顶点O为原点，与光线行进方向相同者为正，反之为负。
（3）垂轴线段：以光轴为界，在光轴之上为正，在光轴之下为负。
（4）角度符号（一律以锐角来衡量）：
①光线与光轴的夹角：光轴转向光线，顺时针为正，逆时针为负。
②光线与法线的夹角：光线转向法线，顺时针为正，逆时针为负。
③光轴与法线的夹角：光轴转向法线，顺时针为正，逆时针为负。
角度符号的判别可参照图2.2所示。
图2.2 角度符号的判别
在光路图中，规定几何图形上所有量一律标注其绝对值，以确保图中标注的几何量恒为正。例如，对图2.1中实物点A，物距L为负值，图中则标注为－L，以确保图中标注的几何量取正值。计算时，要区分其正负号。
3．符号规则的意义
对单个系统而言，通过符号规则可清楚地描述物像的虚实和正倒：
（1）物的虚实：物在左，负物距——实物；物在右，正物距——虚物。
（2）像的虚实：像在右，正像距——实像；像在左，负像距——虚像。
（3）成像方向：物高y、像高y′代数值符号相反——成倒像；y、y′代数值符号相同——成正像。