В глазах позвоночных и в современных видеокамерах используются линзы. Линза имеет гораздо большую площадь по сравнению с микроотверстием, что позволяет пропускать с ее помощью больше света. За это приходится платить тем, что исчезает возможность представить в резком фокусе всю сцену одновременно. Изображение объекта в сцене, находящегося на расстоянии z, создается на фиксированном расстоянии от линзы Z', а отношение между Z и Z' задается с помощью следующего уравнения линзы, где f — фокусное расстояние линзы:

Если дана определенная возможность выбора расстояния изображения z0' между узловой точкой линзы и плоскостью изображения, то точки сцена с глубинами в диапазоне, близком к— соответствующее расстояние до объекта, могут быть спроектированы на изображение в достаточно резком фокусе. Указанный диапазон глубин в сцене называется глубиной резкости пространственного изображения.

Следует отметить, что расстояние до объекта Ζ обычно намного больше по сравнению с расстоянием до изображения Z'' или по сравнению с f, поэтому часто можно воспользоваться следующей аппроксимацией:

Таким образом, расстояние до изображенияПоэтому можно по-прежнему использовать уравнения перспективной проекции камеры-обскуры для описания геометрии формирования изображения в системе линз.

Для того чтобы можно было создавать сфокусированные изображения объектов, находящихся на разных расстояниях Z, линза в глазу (рис. 24.2) меняет форму, а линза в камере передвигается в направлении Z.

Рис. 24.2. Горизонтальный поперечный разрез человеческого глаза