レンズによって、物体の像を作り出すことを結像という。詳しく言えば、物体の1点から出た光線群が、像面の1点に集まる現象である。結像はカメラで写真を撮ることも、映画でスクリーンに映像を映すことも、全て結像によるものである。

結像の様子を表すのが光路図である。光路図は、光が左からレンズに入射し、右へ出射する光線を描く。図1に光路図の作図方法を示す。ここでは、単レンズで結像する光路図を描いている。

図1: 光路図の作図

なお、実際は、上限光線と下限光線の間にも無数に光線が存在して、像面の1点に集まるが、上限光線と下限光線の振る舞いで類推できるため、上図の光路図では記載していない。また、点Oや点A以外にも無数の点から光線が出ているが、煩雑を避けるため、中間の光線を描いていない。