共役焦点面

光学において、与えられた平面Pの共役面または共役焦点面は、 P上の点がP′上に結像される平面P′である。^[1]物体がその結像が占める点に移動された場合、移動された物体の新しい結像は物体が元々あった点に現れる。言い換えれば、物体とその結像は交換可能である。これは、光の方向が逆であれば光線は元々の経路に沿って進むという可逆性の原理に由来する。^[2]光学系の設計方法によっては、特定の平面と共役な平面が複数存在する場合がある（例えば、物体平面の中間結像面と最終結像面）。共役平面にまたがる点は共役点と呼ばれる。^[3]

薄いレンズまたは曲面鏡の場合、uは物体からレンズまたは鏡の中心までの距離、vはレンズまたは鏡から像までの距離、fはレンズまたは鏡の焦点距離です。 ^{[4] [5] [6]}物体と像の位置を入れ替えても、式の結果は変わりません。 $${\displaystyle {1 \over u}+{1 \over v}={1 \over f},}$$

望遠鏡では、被写体の焦点面は無限遠にあり、イメージセンサーが配置されている共役像面は無限共役であると言われています。顕微鏡やマクロ写真では、被写体はレンズに近いため、イメージセンサーが配置されている面は有限共役であると言われています。リレーレンズや接眼レンズを備えたシステム内には、開口部と共役な面が存在する場合があります。