Tout rayon issu d'un point de l'axe infiniment éloigné arrive sur la première lentille parallèlement à l'axe. Le rayon est dévié selon par . Les rayons parallèles et peuvent être considérés comme issus d'un même point à l'infini. Les rayons conjugués, par , de ces rayons parallèles se dirigent vers l'image par du point infiniment éloigné correspondant.

Ce point image est en , à l'intersection du plan focal image de avec le rayon parallèle non dévié.

Le rayon émergent de passe par et . Le point image , à l'intersection de l'émergent et du prolongement du rayon incident , est à même distance de l'axe que tous les points objets du rayon incident . Ce point appartient par définition au plan principal image de l'oculaire. est positif. Cet oculaire est donc convergent.

nous donne en l'image du point à l'infini dans la direction . C'est-à-dire la direction de l'émergent de la lentille au point .