　　自像方空间B′点发出的与光学系统主轴平行的光线，从该光学系统后表面上的U′点进入光学系统，经过多次折射后，于光学系统前表面上的U点，射向该光学系统的物方焦点F。若将线段B′U′和FU分别延长，则两者彼此相交于V点，过V点作垂直于主轴的平面（此面即该光学系统的物方主平面），此平面与主轴相交于该光学系统的物方主点H。由于光路的可逆性，因此可以认为自物方空间发出的过物方焦点F的光线，在进入光学系统后，仍沿原方向继续前进，直至物方主平面处，才发生折射--沿与主轴平行的方向，一直向像方空间射出。
　　当光学系统位于空气介质中时，可以认为，自物点B射向物方主点H的光线，经折射后，从像方主点H′沿与入射光线平行的方向，向像方空间射去。
　　根据上述三条成像规律中的任意两条，可以求出任意物体AB经摄影镜头后，所结成的清晰影像A′B′。
　　从上图所示由光学系统物方主平面至被摄物平面间的距离L，称为物距；自光学系统像方主平面至清晰像平面间的距离L′，称为像距。自物方焦平面至被摄物平面间的距离X，称为焦物距；自像方焦平面至清晰像平面的距离X′，称为焦像距。
　　此外，摄影时被调焦物平面至感光胶片平面之间的距离S，称为调焦距离。
　　根据图中所示成像光路图，可以推导出牛顿成像公式，XX′=ff′。根据此图还可以推导出高斯成像公式：

　　若光学系统位于空气介质中，则高斯公式为：

　　式中L′表示像距，L表示物距，f表示焦距。
　　由于摄影镜头为正组光学系统，摄影时光学系统位于空气介质之中，所成影像为实像，所以可以将上述公式简化为用绝对值形式表示。
　　牛顿公式可写成：XX′=f2
　　高斯公式可写成：

　　由此可见，公式：

可适用于光学系统成像的各种情况，应用这一基本公式，只要知道物距L和焦距f就能得知像的位置和性质，该公式还可以变换如下：
　　已知像距、焦距，求物距，可写成：

　　已知物距、焦距，求像距，可写成：

　　已知物距、像距，求焦距，可写成：

　　对于光学系统的任一对彼此共轭的物平面和像平面，其相应的像高h′之比，称为此光学系统针对该物平面成像时的影像放大率，用符号m表示。据图11-14中所示光路图，可推导出影像放大率公式：

　　又根据高斯公式：

用求像距公式：

代入，则：