Plans conjugués, plans focaux
Un ensemble de points objets situés sur une sphère de centre \(C\) passant par \(A\), ont pour image des points situés sur une sphère de centre \(C\) passant par \(A'\), le faisceau axial pivotant autour de \(C\). La surface objet sphérique a pour image une surface image sphérique. Le fait que les images ne se forment pas dans un plan est l'aberration de «courbure de champ».
Suivant la figure 16, si l'on déplace un point objet \(B\) situé hors axe dans le sens négatif suivant la droite \(BC\) jusqu'au plan perpendiculaire à l'axe passant par \(A\), son image \(B'\) se déplace dans le même sens puisque \(g_{z}\) est positif. Ce déplacement augmente la courbure de champ image, l'image d'un plan n'est donc pas un plan.
Dans le cadre de l'approximation paraxiale, nous allons négliger ces courbures car les angles sont petits ainsi que les distances des objets et images à l'axe. L'écart entre la position réelle de l'image et le plan passant par \(A'\) est du 2ème ordre par rapport à la distance à l'axe. D'une manière générale l'approximation paraxiale ne conserve que les termes du premier ordre.
Dans l'approximation paraxiale l'image d'un plan est un plan.
Tout point objet à l'infini a une image dans le plan focal image, plan perpendiculaire à l'axe passant par \(F'\).
Tout point du plan focal objet, plan perpendiculaire à l'axe passant par \(F\), a une image à l'infini.