Ο κυρτός φακός, γνωστός και ως συγκλίνων φακός, είναι ένας διαφανής φακός που είναι παχύτερος στο κέντρο και λεπτότερος στα άκρα. Η βασική του ιδιότητα είναι να συγκλίνει τις παράλληλες ακτίνες φωτός σε ένα σημείο, την κύρια εστία. Ο σχηματισμός του ειδώλου σε έναν κυρτό φακό βασίζεται στην πορεία συγκεκριμένων χαρακτηριστικών ακτίνων φωτός που προέρχονται από το αντικείμενο.
Για να σχηματίσουμε το είδωλο ενός αντικειμένου, συνήθως χρησιμοποιούμε δύο ή τρεις από τις ακόλουθες χαρακτηριστικές ακτίνες, οι οποίες ξεκινούν από ένα σημείο του αντικειμένου (π.χ. την κορυφή του):
1. **Ακτίνα παράλληλη στον κύριο οπτικό άξονα:** Αυτή η ακτίνα, αφού διαθλαστεί από τον φακό, διέρχεται από την κύρια εστία (F') που βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά του φακού.
2. **Ακτίνα που διέρχεται από το οπτικό κέντρο (Ο):** Αυτή η ακτίνα περνά μέσα από τον φακό χωρίς να διαθλαστεί, δηλαδή συνεχίζει την πορεία της αδιάθλαστη.
3. **Ακτίνα που διέρχεται από την κύρια εστία (F):** Αυτή η ακτίνα, αφού διαθλαστεί από τον φακό, γίνεται παράλληλη στον κύριο οπτικό άξονα.
Το σημείο όπου τέμνονται (ή φαίνεται να τέμνονται, αν πρόκειται για προεκτάσεις) οι διαθλώμενες ακτίνες είναι το σημείο στο οποίο σχηματίζεται το αντίστοιχο σημείο του ειδώλου. Επαναλαμβάνοντας αυτή τη διαδικασία για διάφορα σημεία του αντικειμένου, μπορούμε να σχηματίσουμε ολόκληρο το είδωλο. Για απλά αντικείμενα (π.χ., ένα βέλος), αρκεί να σχηματίσουμε το είδωλο της κορυφής του.
Ανάλογα με την απόσταση του αντικειμένου από τον κυρτό φακό, το είδωλο μπορεί να είναι πραγματικό ή φανταστικό, ανεστραμμένο ή όρθιο, και μεγεθυμένο, σμικρυμένο ή ίσου μεγέθους. Για παράδειγμα, όταν το αντικείμενο βρίσκεται πέρα από την εστία, το είδωλο είναι συνήθως πραγματικό και ανεστραμμένο. Όταν το αντικείμενο βρίσκεται μεταξύ του φακού και της εστίας, το είδωλο είναι φανταστικό και όρθιο.
