在沈括所著《梦溪笔谈》卷三里有这样一段话：“若鸢飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影遂与鸢相违，鸢东则影西。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗所束，亦皆倒垂，与阳燧一也。”
意思是鸟在天空飞，它在阳光下的投影是随着它本身一起移动的。但是它通过窗隙（即针孔）在室内墙壁上映出的影（或幕上映出的像）却在作与它本身反方向的运动：鸟向东飞，它的像西移。鸟向西飞，它的像东移。再如，室外的楼房和宝塔通过窗隙在室的内墙（幕）上形成的影（像）都是倒立的。这一切都是因为光线受到针孔的障碍和约束的缘故。与凹面镜成像的原理是一样的。
在这段论述中沈括不但把运动体（鸢）通过针孔所成的像与运动方向相反与静物（楼、塔）通过针孔所成的像是倒立的联系了起来，看出了这两种现象在本质上是相同的，还再次把针孔成像跟凹面镜成像联系起来，指出了这两者属于同一类的成像。沈括在同一段文章里还形象地把针孔的作用比作船上的橹的支柱——橹担。摇橹行船的时候，橹在橹担内外的部分是作反向运动的。与此相似，鸟在天空飞，从它身上各点射进窗隙的光束，在窗内外的部分移动方向也是相反的。从这段精彩的论述中可知沈括对针孔成像有深刻的理解。在光学研究史上，他的这段话犹如千古绝唱令后人赞叹不已。此外，沈括还对凹面镜的成像原理，透光镜的机理和虹的成因都有认真的研究，并取得辉煌的成果。在沈括之后200多年，我国又出了一位光学大师，他叫赵友钦。他对针孔成像的研究达到了当时世界的最高水平。
在浙江省衢县境内，有座鸡鸣山。山高400米，周长约8千米。群峰盘回，只有一条山径可以通入，山径的两边顶上有巨石绵亘，欲坠复倚，下有清泉浅流潺潺而出。宋末元初的时候，山里有人筑建了几间草屋，旁边又垒起一个土墩。每天夜晚可以看到住在草屋里的那位道长站在土墩上观察天象。此人面貌清瘦、神态不俗，他就是赵友钦。赵友钦名敬、又名子恭、缘督，山里人都叫他缘督子。他原来是宋朝宗室，汉王第十二世子孙，籍贯在江西鄱阳。宋朝灭亡之后，为了避祸他循入道家。现隐居在此，以研究学问、著书立说来消磨时光。赵友钦每天都起得很早，起身后他总要先跑到屋前的一座山峰上做一番吐故纳新的气功，然后再沿着小路走回来。回家的时候，太阳早已升起，阳光透过茂密的树叶在一些断垣石壁上留下一个个圆形的光斑。赵友钦奇怪：树叶的间隙，有圆形、方形、三角形、多边形，为什么石壁上留下的光斑却都是圆形的呢？有一天赵友钦在回家途中看到了一个奇迹：石壁上的光斑全部都变成了一个个小小的月牙形。他马上想起今天恰好是日食，太阳被月亮遮去了一部分，呈月牙形。原来石壁上的光斑只与光源的形状有关，与透光孔的形状无关。光斑是太阳的像！经历了这次日蚀，赵友钦欣喜不已，决心要用实验把这个问题弄个水落石出。他经过深思熟虑，设计出一套实验方案来。赵友钦先让仆人找工匠在一片空旷地上造起一间木屋。这是一座二层楼的木房，在楼下相邻的两间屋子里各挖了一口圆形的旱井，井的直径都是4尺，深度分别是8尺和4尺，井口都放着直径5尺的盖板，作为针孔成像的暗室。他在左右两口井的盖板上分别挖去了边长为1寸和1.5寸的正方形，作为小孔。再在左井里放一张4尺高的圆桌，使桌面与右井底相平。然后他在左井圆桌上和右井底上各放一块直径4尺的圆板，圆板上都插着1000支蜡烛，来模拟日月。当他把盖板盖上时，投在左右两室楼板上的像都是圆形的，并不是方形的，而且大小相同，只不过由于右井盖板上的孔大一些，射出来的光较多形成了较亮的像。接着他又模拟日月蚀的时候，日月在通过针孔成的像的形状会随着变化：熄灭右井圆板上东半边的500支蜡烛，楼板上映出的像就缺了西半边。这样就证明了，物体通过针孔成的像，它的形状与小孔的形状无关，只取决于原物的形状，并且是上下左右颠倒的。然后，他又在左右两室楼板下各悬挂一块活动的木板，重复上述实验，发现投在活动木板下的像比投在楼板下的像小而亮。撤去左井里的圆桌，把插着蜡烛的圆板直接放在井底，像也变小。这样他又得出了物体离针孔越远或屏幕离针孔越近，屏幕上的像就越小。后来，他还用实验证实了，当针孔的尺寸放大到一定的程度时，针孔成像的光学现象就会随之消失。
赵友钦在他的著作《革象新书》的“小罅光景”中得出如下的结论：“是故小景随光之形，大景随空之像，断无可疑者。”也就是说，小孔成像时生成的像与光源的形状相同，在大孔的情况下所成的像（光斑）与大孔的形状相似，这个结论无可怀疑。赵友钦的实验构思巧妙，规模宏大，在当时世界上实属首创，因此有人称赞他是13世纪卓越的实验物理学家。
