レンズは、望遠鏡、顕微鏡、双眼鏡などの光学システムの主要な要素です。正または負の焦点距離や非球面形状など、さまざまな特性を持つことができます。特殊な特性を持つレンズの 1 つは、集レンズまたは正レンズと呼ばれます。他のレンズと比べて表面に近い焦点距離を持っています。そのため、光を一点に集めることができ、望遠鏡などに利用されています。これは、レンズを通過する光がその表面で反射され、湾曲した経路に沿ってレンズを通過するため、光量が増加し、焦点が合わせられるため可能です。
光学システムにおける集光レンズの使用は、天文学および医学の研究で最も広く使用されています。天文学では、正レンズを使用すると、遠くにある物体 (月など) のサイズを大きくすることができます。また、20 世紀の望遠鏡などの一部の特殊な望遠鏡では、画像が形成される場所に光を集中させることで遠くの物体の画像を強調するために収束レンズを使用していました。医療の分野では、集光レンズの使用も一般的です。たとえば、検眼鏡の一種である検眼鏡は、正のレンズを使用して瞳孔を拡張し、網膜の視認性を向上させます。
例として、望遠鏡光学系を考えてみましょう。また、焦点距離、倍率、画質など、それぞれに特徴のあるレンズ系を使用しています。このようなレンズを製造するには、レンズの物理パラメータを正確に計算するだけでなく、同位体保存などの規則の遵守も考慮する必要があります。重要なルールの一つ