Foyers et plans principaux des systèmes optiques focaux (Ayant des foyers)

Par définition, le foyer image F' d'un système optique est l'image du point à l'infini sur l'axe. Le faisceau issu de ce point est formé de rayons parallèles à l'axe.

Ces rayons se focalisent en F' après traversée du système. Le lieu des points d'intersection de chaque rayon incident avec son rayon image correspondant est, dans l'approximation paraxiale un plan qui sera appelé plan principal image du système optique.

Ce plan coupe l'axe en H', est la distance focale image du système optique. H' est le point principal image. On procède de la même façon pour le foyer objet F, le plan principal objet, la distance focale objet .

Suivant la figure 35, un rayon lumineux quelconque issu de F coupe le plan principal objet en I et ressort parallèle à l'axe, il coupe le plan principal image en I'. Un rayon incident parallèle à l'axe passant par I, passe aussi par I' puis converge en F'. Ces deux rayons se coupent en I dans l'espace objet puis en I' dans l'espace image. I et I' sont donc conjugués.

Les plans principaux sont conjugués avec un grandissement transversal associé égal à 1.

F, F', H et H' sont les points cardinaux du système optique.