Рис.2. Гомоцентрический пучок

Если система не нарушает гомоцентричности     пучков, то лучи, вышедшие из точки Р, после прохождения оптической системы пересекутся в некоторой точке Р'. Эта точка является изображением точки Р в оптической системе. Изображение называется действительным, если в точке Р' пересекаются сами лучи, и мнимым, если в точке Р' пересекаются продолжения лучей, проведенные в направлениях, обратных направлению распространения света. Точки Р и Р' называются сопряженными точками. Аналогичным образом две линии или две плоскости называются сопряженными, если одна из них является изображением другой.

Центрированной оптической системой называется оптическая система, образованная сферическими (в частности плоскими) поверхностями, если центры всех поверхностей лежат на одной прямой. Эта прямая называется оптической осью системы.

Если любая точка предмета изображается в виде точки, то изображение называется стигматическим. Оптическая система, которая дает стигматическое изображение, геометрически подобное предмету (имеется в виду, что предмет и изображения лежат в плоскостях перпендикулярных оптической оси системы), называется идеальной. 

На рис. 3 показаны внешние преломляющие поверхности и оптическая ось некоторой идеальной центрированной оптической системы. Пусть на систему падает пучок лучей, параллельный оптической оси (рис. 3,а; 3,б). Поскольку система идеальна после прохождения оптической системы пучок будет либо сходящимся (рис. 3,а), либо расходящимся (рис.3,б). Точка F', в которой пересекаются сами вышедшие из системы лучи или их продолжения называется задним фокусом оптической системы. Плоскость F'F', проходящая через задний фокус F' и перпендикулярная к оптической оси называется задней фокальной плоскостью. Изображение бесконечно удаленных предметов получается в задней фокальной плоскости оптической системы.