Konveksne leče so igrale pomembno vlogo pri znanstvenih odkritjih. Teleskopi so znanstvenikom omogočili ogled oddaljenih nebesnih teles. Z mikroskopi so znanstveniki odkrili osnovne sestavine življenja. S kamero so raziskovalci pridobili trajni zapis svojih odkritij v naravnem svetu. Konveksna leča je glavna sestavina teh treh instrumentov. Čeprav je konveksna leča zanesljiva, ima resnične napake, s katerimi so se morali spoprijeti proizvajalci instrumentov.
Konstrukcija in funkcija
Dvojna konveksna leča je predmet v obliki diska iz materialov, kot sta steklo ali plastika. Če je pravilno zgrajena, se bosta obe strani tega diska izbočili v pravilni krivulji in tvorili del krogle. Ko vzporedni svetlobni žarki trčijo na to lečo pravokotno na ravnino diska, leča te svetlobne žarke lomi ali upogne, tako da se osredotočijo. Objektiv, ki učinkovito fokusira svetlobo, tvori jasne slike in pravilno izpolnjuje svojo določeno vlogo v teleskopu, mikroskopu ali kameri. Če pa ima leča konstrukcijske napake, na primer neustrezno ukrivljenost ali material, ki ni popolnoma homogen, bodo slike sorazmerno trpele.
Sferična aberacija
Svetloba, ki trči na različna področja sferične površine leče, se ne bo srečala ravno na istem mestu. Žarki, ki udarijo v lečo najbolj oddaljeno od središča, se bodo usmerili nekoliko bližje leči kot žarki, ki bodo udarili v lečo blizu njenega središča. Ta lastna napaka sferičnih leč, imenovana sferična aberacija, povzroči zamegljeno sliko. Blokiranje roba leče daje boljši fokus. V mnogih instrumentih spretna kombinacija različnih leč skoraj odpravi sferično aberacijo.
Kromatska aberacija
Kromatska aberacija je posledica dejstva, da leča lomi ali upogiba nekatere barve svetlobe bolj ostro kot druge. Leča bolj kot zelena upogne vijolične svetlobne žarke, rdeča pa ima še manj loma. Zaradi tega leča navadno loči belo svetlobo na njene sestavne barve in nastane barvit halo. Anglež John Dollond je problem rešil z izumom akromatskega dubleta, kombinacije dve leči iz različnih steklenih materialov, pri katerih je ena vrsta stekla popravila kromatično aberacijo drugo.
Komatična odstopanja
Komatska aberacija se zgodi, ko svetlobni žarki od daleč trčijo na lečo pod kotom in ne pravokotno na ravnino njenega diska. Rezultat je kometa podobna postava z repom. Pravilno brušenje leče odpravi to težavo. Izraz "kromatična aberacija" izhaja iz besede "koma", ki označuje briljantno kroglo, ki obdaja jedro kometa.