球面透镜的公式
符号法则
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旋转对称光学系统的对称轴为光轴或z轴。 -
所有的距离相对于参考点、参考线或参考面测量：向上或向右的距离为正，向下或向左的距离为负。 -
所有的角度相对于参考线或参考面测量：逆时针角度为正，顺时针角度为负。 -
曲率半径是从表面顶点到曲率中心的定向距离。 -
光在折射率为正的介质中从左向右传播。 -
所有折射率的符号在反射后变反。
球面单透镜
球面单透镜根据曲率的方向分为以下类型。
虽然通过曲率半径能确定透镜的基本形状和类型，但完整定义一个透镜还需要更多参数：中心厚度tc、直径D和材料，也就是具有一定折射率n、吸光度α和色散V数的玻璃或其它光学介质。在简单分析中，透镜形状有时候并不重要，我们只需考虑其基本功能，也就是知道焦距及其符号：会聚透镜(↕)焦距为正，而发散透镜焦距为负。
透镜或其它成像系统都能用两个虚拟的主平面表示，一个位于物方(H)，一个位于像方(H')，并且都和光轴垂直。主平面是定义有效焦距、物镜和像距等参数的参考。根据透镜的形状，主平面可能位于透镜之外。对于薄透镜，两个主平面在透镜处重合，因此只用一个主平面就能估计物空间和像空间之间的关系。
其中n为透镜折射率。
对于厚透镜，中心厚度不可忽略，所以两个主平面不重合，其有效焦距为：
成像系统的共轭参数
透镜或成像系统及其共轭参数
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主点(P和P')：主平面和光轴的交点
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顶点(V和V')：透镜表面和光轴的交点 -
焦点(F和F')：前焦点和后焦点 -
有效焦距(EFL)：以主平面为参考的焦距
(常用f表示) -
前有效焦距(fF)：以像方主平面为参考的焦距 -
后有效焦距(fR')：以物方主平面为参考的焦距
如果透镜处于空气中，有效焦距：
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平行光线在物空间内和光轴平行，通过透镜后经过像空间中的焦点，即平行光线变成聚焦光线。
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聚焦光线经过物空间中的焦点，通过透镜后在像空间中和光轴平行，即聚焦光线变成平行光线。
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主光线通过透镜时不改变方向。
成像公式和放大率 成像公式描述有效焦距与物距和像距的关系：
因此，物距和像距是通过有效焦距关联的一对共轭参数。另外，透镜的横向放大率m不仅关联物距和像距，还关联着物高和像高。
或者在物距未知时通过放大率确定像距：
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