Hoofdvlak

Dikke lens F1,2 = brandpunten, H1,2 = hoofdpunten, N1,2 = knooppunten. Straal 1 valt // aan as in, straal 2 valt door F1 in, straal 3 treedt // zichzelf uit.

In de geometrische optica definieert men voor dikke lenzen en lenzenstelsels twee hoofdvlakken als volgt (zie nevenstaande afbeelding):

• Een straal (1) die evenwijdig aan de optische as invalt, gaat na breking door het beeldzijdige brandpunt F₂. Het snijpunt van (het verlengde van) de invallende straal en (het verlengde van) de uittredende straal definieert het beeldzijdige hoofdvlak, dat loodrecht op de optische as staat en deze snijdt in H₂. De beeldzijdige brandpuntsafstand f₂ is de afstand tussen F₂ en H₂.
• Een straal (2) die door het voorwerpszijdige brandpunt F₁ invalt, treedt na breking evenwijdig aan de optische as uit. Het snijpunt van (het verlengde van) de invallende straal en (het verlengde van) de uittredende straal definieert het voorwerpszijdige hoofdvlak, dat eveneens loodrecht op de optische as staat en deze snijdt in H₁. De voorwerpszijdige brandpuntsafstand f₁ is de afstand tussen F₁ en H₁.