レンズ
焦点距離 f のレンズ(f は凸レンズでは正、凹レンズでは負とする)について、 主点を原点とした光軸方向の座標を s1 (通常は負)、像の光軸方向の座標を s2 とすると
1/s2 = 1/f + 1/s1
という関係(レンズの公式)が成り立つ。より広く知られた形の式
1/a + 1/b = 1/f
は、s1, s2 の絶対値をそれぞれa, b とおいた(距離として表した)ものである。
物体が物側焦点より外側にある(つまり |s1| > f)ならば倒立実像がレンズに関し物体と反対側 (''s2 > 0) にでき、物側焦点より内側にある(|s1| < f)ならば正立虚像が物体と同じ側 (s2 < 0) にできる。像と物の大きさの比(横倍率) m は
m = s2/s1
で表される(m は実像では負、虚像で正である)。
上記レンズの公式の別の表現として、前側焦点と物との座標差を z 、後側焦点と像との座標差を z' とおくと以下のニュートン形式の式が成り立つ。
-zz' = f m = -z' /f = f/z